[發明專利]用于根據需要暫時承擔能量傳輸或分配設備的電流的裝置

有效

• 申請號: 201710234358.4
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN107070191B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: R·雅各布;M·格斯克;K·延斯;J·盧茨
• 申請（專利權）人: 通用電氣能源能量變換技術有限公司
• 主分類號: H02M1/34
• 分類號: H02M1/34
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江;姜甜

1.一種用于根據需要暫時承擔能量傳輸設備或能量分配設備（14；36）的電流的裝置，所述裝置具有：

至少一個線路支路（4；41；71），所述至少一個線路支路與所述能量傳輸設備或能量分配設備（14；36）連接，

多個功率半導體開關元件（7；47；53），所述多個功率半導體開關元件彼此串聯和/或并聯地布置在所述至少一個線路支路（4；41；71）中，和

驅控單元（18；51），所述驅控單元用于驅控所述多個功率半導體開關元件（7；47；53），其中，所述驅控單元（18；51）被設立用于將提高的驅控電壓（VGE）分別施加到所述多個功率半導體開關元件（7；47；53）上，所述提高的驅控電壓的大小高于針對持續運行來規定的最大允許的驅控電壓，以便接通所述多個功率半導體開關元件（7；47；53）并且引起提高的經過所述多個功率半導體開關元件的通過電流，所述通過電流的電流強度至少相應于兩倍的額定運行電流，并且其中，所述驅控單元（18；51）還被設立用于，在所述多個功率半導體開關元件（7；47；53）傳導提高的通過電流期間，通過關斷所述驅控電壓（VGE）又切斷所述多個功率半導體開關元件（7；47；53），其中，在最終的關斷前實現所述多個功率半導體開關元件（7；47；53）的去飽和，

其中，正的驅控電壓被選擇成，使得所述正的驅控電壓短時大于來自制造商的最大允許的驅控電壓的1.5倍，最高達4倍或甚至多于4倍。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中，要關斷的電流強度高于在推薦的正的驅控電壓（VGE）的情況下給定的短路電流（ISC）并且最高達規定的標稱電流（IC nom）的27倍或更多。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述能量傳輸設備或能量分配設備（14；36）是高壓直流輸電（HGü）線路，并且/或者所述多個功率半導體開關元件（7；47；53）中的每個通過IGBT來形成。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置是混合式直流（DC）功率開關（1）的一部分，所述混合式直流（DC）功率開關具有與所述能量傳輸設備或能量分配設備（14）串聯的主電流支路（3）和旁路支路（4），所述主電流支路具有由電子輔助開關（11）和快速的機械分離開關（12）構成的串聯電路，所述旁路支路與所述主電流支路（3）并行地聯接并且包括電子主開關（6），所述電子主開關具有所述多個功率半導體開關元件（7）。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電子輔助開關（11）具有一個或多個串聯的功率半導體開關元件（13），所述電子輔助開關的功率半導體開關元件整體上針對比所述電子主開關（6）的多個功率半導體開關元件（7）的串聯電路和/或并聯電路更小的額定功率和更小的線路損耗來設立。

6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電子主開關（6）具有由至少2個或更多的功率半導體開關元件（7），針對高壓應用由至少10個或許多的功率半導體開關元件（7）構成的串聯電路。

7.根據權利要求4至6中任一項所述的裝置，其特征在于，在正常運行中，所述電子輔助開關（11）導通地連接，所述快速的機械分離開關（12）閉合并且電流流經所述主電流支路（3），并且在識別出所述能量傳輸設備或能量分配設備（14）中的故障的情況下首先斷開所述電子輔助開關（11），并且以提高的驅控電壓（VGE）來驅控所述電子主開關（6）的多個功率半導體開關元件（7），以便使電流換向到所述旁路支路（4）上，緊接著斷開所述快速的機械開關（12）并且隨后斷開所述電子主開關（6），以便中斷所述旁路支路（4）中的提高的通過電流。

8.根據權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置是變流器（33、37；39）的一部分，所述變流器具有一個或多個彼此并聯的支路（41a至41c），其中，每個支路（41a至41c）具有至少兩個串聯的電子開關（47；52；59），所述電子開關由驅控單元（51）根據確定的脈沖模式來驅控，以便將具有第一電流和電壓特性的第一功率轉化成具有第二電流和電壓特性的第二功率。