[發明專利]用于三電平轉換器的開關分支及其控制方法

有效

• 申請號: 201410090047.1
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104052254A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 泰勒·維塔寧;米科·薩里南
• 申請（專利權）人: ABB公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;穆云麗

技術領域

本發明涉及一種用于將三電平轉換器的開關分支控制成停止狀態的方法以及一種用于三電平轉換器的開關分支。

背景技術

三電平轉換器是具有三個直流（DC）極的轉換器。除了DC正極和DC負極外，三電平轉換器還具有DC中性極。T.Brückner,S.Bernet?and?H.Güldner,The?Active?NPC?Converter?and?Its?Loss-Balancing?Control,IEEE?transactions?on?industrial?electronics,Vol.52,No.3,June2005中給出了三電平中性點箝位轉換器的示例。具體地，給出了有源三電平中性點箝位（ANPC）轉換器的示例。

圖1示出了三電平轉換器的開關分支的主電路的示例。該開關分支包括六個二極管D1至D6和六個可控半導體開關S1至S6。包括一個或更多個如圖1一樣的開關分支的轉換器可以用作整流器或逆變器。然后，根據所使用的調制方案來控制開關S1至S6。

當三電平轉換器被設置成停止狀態時，其中轉換器的主電路的所有半導體開關被關斷并且在電路中流動的可能的剩余電流流過二極管D1和D2或D3和D4直到變成零為止，這尤其應當在故障情形的情況下來安全地執行。US7508640公開了一種用于轉換器電路中的故障處理的方法，在該方法中，首先檢測故障電流路徑，然后基于該信息來執行適當的故障開關序列。在所公開的方法中，觀察每個半導體開關的開關狀態，然后確定故障情形。

關于以上解決方案的可能的問題是需要以相特定的方式來執行故障的檢測和確定。因此，轉換器的每個相需要檢測故障以便執行適當的故障開關序列。這又會造成對故障的響應的延遲并可能會造成對轉換器裝備的損壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種方法以及用于實現該方法的設備，以使得解決或至少減輕以上問題。本發明的目的通過特征在于獨立權利要求所陳述的內容的方法、計算機程序產品、用于三電平轉換器的開關分支以及轉換器來實現。從屬權利要求中描述了本發明的優選實施例。

本發明基于以下思想：在要將用于三電平轉換器的開關分支設置成停止狀態時，在開關分支的主電路中流動的電流以受控方式被傳送至當轉換器的主電路的所有可控半導體開關被關斷時傳導剩余電流的二極管。本發明還基于以下思想：基于開關分支的交流極連接或上次連接至直流正極還是直流負極來確定所使用的開關序列。

本發明的解決方案提供了以下優點：能夠在無需不必要的延遲和無需例如以相特定方式執行任何故障或故障類型檢測的情況下將用于三電平轉換器的開關分支和整個轉換器設置成停止狀態。另外，本發明的解決方案能夠用在出于任何原因而要停止轉換器的故障情形和正常情形二者中。在本發明的解決方案中，轉換器的每個相中的電流通過DC中性極電勢被換流至最終的二極管中，從而由不同的主電路配置所造成的可能的漏電感不會引起功率半導體上的高電壓峰值。

附圖說明

現在將結合優選實施例并參照附圖來更加詳細地描述本發明，在附圖中：

圖1示出了根據實施例的三電平轉換器的開關分支的電路圖；

圖2示出了根據實施例的三電平轉換器的開關分支的電路圖；

圖3示出了半導體模塊結構的示例；

圖4示出了根據實施例的三相三電平轉換器的主電路的電路圖；

圖5示出了根據實施例的開關序列；

圖6示出了根據實施例的開關序列；

圖7示出了根據實施例的開關序列；

圖8示出了根據實施例的開關序列；

圖9示出了根據實施例的開關序列；以及

圖10示出了根據實施例的開關序列。

具體實施方式

本發明的應用不限于任何特定的系統，而是可以應用于各種電氣系統。另外，本發明的使用不限于利用特定基頻的任何系統或任何特定電壓電平。