模塊化整流器箱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種整流器的模塊化整流器箱系統(tǒng)，整流器具有至少一個(gè)具有上整流閥和下整流閥（T1，…，T6）的相位模塊（1，3，5），其中每個(gè)整流閥（T1，…，T6）具有至少兩個(gè)整流器單元（2）和至少一個(gè)支路電抗器（LT1，…，LT6），其電串聯(lián)地連接，根據(jù)本發(fā)明該模塊化整流器箱系統(tǒng)包括第一閥箱（24）﹑第二閥箱（26）和電抗器箱（48），其中閥箱（24，26）分別具有多個(gè)上下重疊地間隔開的、具有多個(gè)并排地布置的蜂窩式單元（46）的閥層（V1，…，V6），其中電抗器箱（48）具有多個(gè)上下重疊地間隔開的相位層（P1，P2，P3），并且其中，至少一個(gè)閥箱（24，26）的分別兩個(gè)閥層（V1，V2；V3，V4；V5，V6）分別與電抗器箱（48）的并排布置的相位層（P1，P2，P3）導(dǎo)電連接。因此得出整流器箱系統(tǒng)，可以以簡(jiǎn)單的方式個(gè)別地匹配不同的整流器輸出電壓。
【專利說(shuō)明】模塊化整流器箱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種整流器(Stromrichter)的模塊化整流器箱系統(tǒng),具有至少一個(gè)帶有上整流閥和下整流閥的相位模塊，其中每個(gè)整流閥具有至少兩個(gè)整流器單元和支路電抗器，其電串聯(lián)連接。
【背景技術(shù)】
[0002]這種整流器，也稱為模塊化多電平整流器(M2LC)，是由DE10103031A1公開的。這種三相整流器的等效電路圖在圖1中詳盡地示出。
[0003]根據(jù)這個(gè)等效電路圖這種整流器具有三個(gè)相位模塊1，3和5，其分別具有上整流閥和下整流閥Tl，T2或T3，T4或T5，T6并且分別具有支路電抗器LT1，Lt2或LT3，Lt4或LT5，LT6。該相位模塊1，3和5的每個(gè)整流閥Tl，".，Τ6具有至少兩個(gè)整流器單元2，其電串聯(lián)地連接。在示出的等效電路圖中每個(gè)整流閥Tl，…，Τ6具有四個(gè)這樣的整流器單元2。M2LC的整流器單元2的等效電路圖在圖2中詳盡地示出。每個(gè)支路電抗器LT1，…，Lt6與整流閥Tl，…，T6的多個(gè)整流器單元2的串聯(lián)電路電串聯(lián)地連接。借助M2LC的每個(gè)相位模塊I或3或5的整流閥Tl，T2或T3，T4或T5，T6的整流器單元2在每個(gè)相位模塊I或3或5的每個(gè)輸出端LI或L2或L3處產(chǎn)生分級(jí)的輸出電壓。每個(gè)整流閥Tl，…，T6使用越多的整流器單元2，在輸出端LI或L2或L3處的輸出電壓越是精細(xì)分級(jí)的。輸出電壓越是精細(xì)分級(jí)的，用于輸出濾波電路的花費(fèi)越小。
[0004]整流器單元2的結(jié)構(gòu)，其等效電路在圖2中詳盡地示出，同樣是由DE10103031A1公開的。設(shè)置有兩極的子系統(tǒng)4作為整流器單元2，其具有兩個(gè)可通斷的半導(dǎo)體件T11和T12、兩個(gè)二極管D11和D12以及儲(chǔ)能電容器 CSM。兩個(gè)可通斷的半導(dǎo)體件T11和T12，特別是絕緣雙極型晶體管(IGBT)電串聯(lián)地連接。這個(gè)串聯(lián)電路與儲(chǔ)能電容Csm電并聯(lián)地連接。每個(gè)二極管D11或D12與可通斷的半導(dǎo)體件T11或T12反并聯(lián)地電連接。由此這些二極管D11和D12也稱為續(xù)流二極管(Freilaufdiode)。整流器單元2的接口 X2由兩極的子系統(tǒng)2的兩個(gè)可通斷的半導(dǎo)體件T11和T12的連接點(diǎn)構(gòu)成，相反整流器單元2的另一個(gè)接口 Xl由儲(chǔ)能電容器Csm的負(fù)極構(gòu)成，該儲(chǔ)能電容器與二極管D12的正極和可通斷的半導(dǎo)體件T12的發(fā)射極接口導(dǎo)電連接。在整流器單元2的這些接口 Xl和X2上存在單元電SVx21。在儲(chǔ)能電容器Csm上、特別是電解電容器上存在電容器電壓VSM。單元電壓Vx21的振幅可以取決于這兩個(gè)可通斷的半導(dǎo)體件T11和T12的開關(guān)狀態(tài)與電容器電壓Vsm的振幅相等或者為0V。根據(jù)圖1的整流器的其他細(xì)節(jié)和根據(jù)圖2的整流器單元2的其他細(xì)節(jié)可以從DE10103031A1得出。
[0005]在圖3中示出所謂雙子模塊6的等效電路，其同樣可以用作整流器單元2。這種雙子模塊6是由DE102005041087A1公開的。這種雙子模塊6根據(jù)等效電路具有四個(gè)可通斷的半導(dǎo)體件Tn，T12, T21和T22、特別是IGBT，四個(gè)二極管Dn，D12, D21和D22,以及兩個(gè)儲(chǔ)能電容器CSM。在DE102005041087A1中所示的雙子模塊6的電子組件在此沒有詳細(xì)示出。這四個(gè)可通斷的半導(dǎo)體件Tn，T12，T21和T22電串聯(lián)地連接。每個(gè)這種可通斷的半導(dǎo)體件Tn，T12,T21和T22與一個(gè)二極管Dn，D12, D21和D22反并聯(lián)地電連接。分別一個(gè)儲(chǔ)能電容器Csm分別與兩個(gè)電串聯(lián)地連接的可通斷的半導(dǎo)體件Tn，T12或T21，T22電并聯(lián)地連接。這兩個(gè)儲(chǔ)能電容器Csm、特別是電解電容器此外電串聯(lián)地連接。整流器單元2的接口 Χ2由這兩個(gè)可通斷的半導(dǎo)體件T11和T12的連接點(diǎn)構(gòu)成并且整流器單元2的接口 Xl由兩個(gè)可通斷的半導(dǎo)體件T21和T22的連接點(diǎn)構(gòu)成。在接口 Χ2和Xl上存在單元電壓Vx21，其相比根據(jù)圖2的整流器單元
2的實(shí)施方式具有四個(gè)電勢(shì)分級(jí)。雙子模塊6的其他細(xì)節(jié)可以從DE102005041087A1得出。
[0006]因?yàn)樵趫D1所示的整流器具有多個(gè)根據(jù)圖2和3的整流器單元2，所以這種整流器屬于所謂的單元整流器。Siemens公司的單元整流器“R0BIC0N Perfect Harmony”也屬于這種單兀整流器，其在西門子手冊(cè)中以標(biāo)題“Der Umrichter fuer hoechste Anforderungen”利用訂貨號(hào)E20001-A10-P590和出版時(shí)間03/2008詳盡地描述。這種已知的單元整流器具有作為整流器單元的電壓中間電路整流器，其由三相交流電壓產(chǎn)生單相交流電壓。為此每個(gè)電壓中間電路整流器具有在輸入側(cè)的六脈沖二極管橋和在負(fù)載端的四脈沖的IGBT橋。兩個(gè)橋電路借助中間電路電容器在直流電壓側(cè)互相導(dǎo)電連接。這種單元整流器的每個(gè)相位具有四個(gè)整流器單元，其在負(fù)載側(cè)電串聯(lián)地連接。每個(gè)整流器單元在輸入側(cè)與在電網(wǎng)側(cè)的整流器變壓器的三相次級(jí)線圈系統(tǒng)連接。也就是說(shuō)，在前述的西門子手冊(cè)中設(shè)計(jì)的單元整流器具有帶有十二個(gè)三相次級(jí)線圈系統(tǒng)的整流器變壓器。如果單元整流器的每個(gè)相位使用六個(gè)整流器單元，那么已經(jīng)需要帶有十八個(gè)三相次級(jí)線圈系統(tǒng)的整流器變壓器。這種單元整流器的三個(gè)相位星型地連接，負(fù)載、例如三相交流電機(jī)可以與其自由端(相位接口)連接。在這個(gè)手冊(cè)的第10頁(yè)在左邊的圖示的中間示出具有12個(gè)整流器單元的閥箱，其中相位的整流器單元并排地布置在閥箱的閥層中。因?yàn)檫@種單元整流器具有三個(gè)相位，在閥箱中設(shè)置三個(gè)閥層，其上下重疊間隔開地布置。每個(gè)閥層容納相位的整流器單元，其中整流器單元并排地布置在閥層中。在這個(gè)圖示中電抗器箱也是可以看得出來(lái)的，在其中安置整流器變壓器。
[0007]西門子手冊(cè)的單元整流器的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案是由EP1920528B1公開的，其代替每個(gè)整流器單元的六脈沖二極管橋具有自換向的脈沖整流器。這種自換向的脈沖整流器在輸入側(cè)也稱為整流回饋單元(AFE)。通過(guò)使用AFE對(duì)于三相單元整流器的每個(gè)整流器單元此時(shí)可以將能量饋送回電網(wǎng)。此外，這種AFE這樣控制，即功率因數(shù)是C0s=I并且調(diào)節(jié)每個(gè)整流器單元的中間電路電壓恒定在預(yù)定的絕對(duì)值上。整流器單元作為結(jié)構(gòu)單元在EP專利的圖5中示出。在這個(gè)EP專利的圖6中示出用于容納多個(gè)整流器單元的承載結(jié)構(gòu)。該承載結(jié)構(gòu)包括多個(gè)承載支架、底板電路板、整流器單元的分別兩個(gè)導(dǎo)軌和兩個(gè)側(cè)壁。底板電路板具有用于每個(gè)整流器單元的接口。整流器的導(dǎo)軌布置在承載支架上的三個(gè)層中，承載支架與承載結(jié)構(gòu)的兩個(gè)側(cè)壁機(jī)械地相互連接。承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用于具有每個(gè)相位分別三個(gè)整流器單元的三相單元整流器。相位的整流器單元是否并排地布置在一層中或者是經(jīng)過(guò)三個(gè)層上下重疊地布置，這篇EP專利沒有提及。
[0008]如果需要具有較高的輸出電壓的單元整流器，該輸出電壓按照振幅地處于超過(guò)西門子手冊(cè)的單元整流器的輸出電壓的數(shù)值，必須設(shè)計(jì)每個(gè)相位至少一個(gè)其它的整流器單元。為了可以制造具有每個(gè)相位分別五個(gè)整流器單元的這種單元整流器，必須將閥箱擴(kuò)寬一個(gè)整流器單元寬度。同時(shí)必須設(shè)計(jì)具有另三個(gè)三相次級(jí)線圈系統(tǒng)的整流器變壓器。這三個(gè)另外的整流器單元必須分別與整流器變壓器的另一個(gè)三相次級(jí)線圈系統(tǒng)在輸入側(cè)導(dǎo)電地連接并且在輸出側(cè)與相位的、已經(jīng)存在的四個(gè)整流器單元電串聯(lián)地連接。[0009]西門子手冊(cè)“Derwassergekuehlte Mittelspannungsumrichter der Wahl，，以訂貨號(hào)E20001-A40-P590，在2009年七月出版，可以得出，怎樣隨著整流器輸出電壓的升高來(lái)增加具有在負(fù)載側(cè)的單位整流器的中間電路電壓整流器的總寬度，其中其變化取決于閥箱寬度的增加。根據(jù)兩個(gè)所述的手冊(cè)整流器系列“ROBIN Perfect Harmony”對(duì)于不同的輸出電壓分別具有帶有多個(gè)箱體的整流器。這種整流器系列不能單獨(dú)地適合于任意的輸出電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此本發(fā)明的目的在于，提出用于具有多個(gè)整流器單元的整流器的模塊化整流器箱系統(tǒng)，簡(jiǎn)單地其個(gè)別地適合于不同的整流器輸出電壓。
[0011]根據(jù)本發(fā)明該目的利用權(quán)利要求1的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0012]通過(guò)在開頭所述整流器的相位模塊的整流閥的整流器單元安置在兩個(gè)閥箱中，其中支路電抗器另外布置在單 獨(dú)的電抗器箱中，每個(gè)閥箱可以單獨(dú)與電抗器組合或者兩個(gè)閥箱的組合與電抗器箱組合或者閥箱與電抗器箱的組合組合成整流器箱。通過(guò)使用至少一個(gè)第一閥箱和/或第二閥箱可以使整流器結(jié)構(gòu)適合于所要求的整流器輸出電壓。
[0013]在模塊化整流器箱系統(tǒng)的有利的實(shí)施方式中，第一閥箱對(duì)于每個(gè)閥層具有兩個(gè)蜂窩式單元，相反第二閥箱對(duì)于每個(gè)閥層具有四個(gè)蜂窩式單元。由此第二閥箱具有每個(gè)閥層雙倍的這樣多的蜂窩式單元，即通過(guò)借助第一閥箱和第二閥箱的組合或者是第一閥箱和多個(gè)第二閥箱的組合可以構(gòu)成數(shù)量為二、四、六、八、…的單元整流器的整流閥。也就是說(shuō)，整流器輸出電壓分別能以兩個(gè)單元電壓為一個(gè)等級(jí)的方式升高。由此根據(jù)本發(fā)明的模塊化整流器箱系統(tǒng)可以沒有較大花費(fèi)地單獨(dú)地適合于所要求的整流器輸出電壓。
[0014]如前面已經(jīng)提到的，每個(gè)閥箱具有多個(gè)上下重疊地間隔開的閥層。在每個(gè)閥層中安置開頭所述的單元整流器的相位模塊的整流閥的整流器單元。在三相的實(shí)施方式中這種單元整流器具有三個(gè)分別帶有兩個(gè)整流閥的相位模塊。每個(gè)相位模塊同樣具有兩個(gè)支路電抗器，其與上整流閥和下整流閥導(dǎo)電連接。這兩個(gè)支路電抗器的連接點(diǎn)構(gòu)成相位輸出端LI或L2或L3，負(fù)載接口可與其連接。因此第一閥箱和第二閥箱具有六個(gè)閥層。在哪一個(gè)閥層中安置六個(gè)整流閥之一的整流器單元，首先是不被強(qiáng)制規(guī)定的。
[0015]然而如果數(shù)值處于簡(jiǎn)單的直流側(cè)的和/或電抗器側(cè)的母線上，那么單元整流器的分別一個(gè)整流閥的整流器單元的安置不再是任意的。
[0016]在有利的實(shí)施方式中，多相位的單元整流器的分別一個(gè)相位模塊的上整流閥和下整流閥的整流器單元安置在相鄰的閥層中。由此每個(gè)閥層在電抗器側(cè)直接與電抗器箱的相應(yīng)的相位層的支路電抗器導(dǎo)電連接。母線在直流側(cè)是更復(fù)雜的，因?yàn)榕c直流電壓導(dǎo)電連接的整流閥布置在閥箱每個(gè)第二閥層中。
[0017]在另一個(gè)有利的模塊化整流器箱系統(tǒng)的實(shí)施方式中，在開頭所述的單位整流器的相位模塊的整流器單元這樣分配到閥箱的閥層上，即三個(gè)相位模塊的上整流閥的整流器單元安置在三個(gè)上閥層中，并且三個(gè)相位模塊的下整流閥的整流器單元安置在三個(gè)下閥層中。由此正直流電壓的母線與負(fù)直流電壓的母線空間地相互隔開。也就是說(shuō)，閥箱的閥層的直流側(cè)的母線特別容易發(fā)生故障。然而必須忍受的是，電抗器側(cè)的母線發(fā)生故障更加復(fù)雜。[0018]在另一個(gè)有利的模塊化整流器箱系統(tǒng)的實(shí)施方式中，單元整流器的三個(gè)相位模塊的下整流閥的整流器單元安置在閥箱的三個(gè)上閥層中，以便三個(gè)相位模塊的上整流閥的整流器單元此時(shí)安置在閥箱的三個(gè)下閥層中。在此在上閥層中的下整流閥的整流器單元和在下閥層中的上整流閥的整流器單元這樣分配，即相位模塊的下整流閥和上整流閥的整流器單元安置在相鄰的閥層。由此閥箱的直流側(cè)上的母線簡(jiǎn)單地保持不變，其中，其電勢(shì)被交換。在這種布置中簡(jiǎn)化了電抗器側(cè)母線，因?yàn)橹辽傧辔荒K的整流器閥安置在相鄰的閥層中，由此在電抗器箱中的從屬的支路電抗器直接可以與整流閥連接。
[0019]閥箱的承載結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案可以在從屬權(quán)利要求14至18中得出，在該設(shè)計(jì)方案中安置單元整流器的多個(gè)整流器單元。
[0020]因?yàn)樵陂y箱中產(chǎn)生不同的電壓，承載結(jié)構(gòu)由電絕緣材料構(gòu)成。這樣設(shè)計(jì)這個(gè)承載結(jié)構(gòu)，即相應(yīng)數(shù)量的蜂窩式單元并排地布置在每個(gè)閥層中。這些蜂窩式單元這樣確定尺寸，即每個(gè)蜂窩式單元可以容納整流閥的一個(gè)整流器單元。通過(guò)這種蜂窩式的設(shè)計(jì)方案容納的整流器單元被與四周隔離，以使得整流器單元故障的結(jié)果限制地保持在局部?jī)?nèi)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為進(jìn)一步地闡述本發(fā)明將參考的附圖，在該附圖中示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的模塊化整流器箱系統(tǒng)的實(shí)施方式。
[0022]圖1示出三相單元整流器的等效電路圖，在
[0023]圖2中示出根據(jù)圖1的單元整流器的整流器單元的等效電路圖，
[0024]圖3示出另一個(gè)根據(jù)圖1的單元整流器的整流器單元的等效電路圖，
[0025]圖4示出根據(jù)圖1的單元整流器的整流器單元，在
[0026]圖5中透視地并排地示出根據(jù)本發(fā)明的模塊化整流器箱系統(tǒng)的第一閥箱和第二閥箱的承載結(jié)構(gòu)，
[0027]圖6示出模塊化整流器箱系統(tǒng)的模塊化整流器箱的實(shí)施方式，其中在
[0028]圖7-9中示出根據(jù)圖1的單元整流器的閥層的不同的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在圖4中示出與根據(jù)圖3的整流器單元2相應(yīng)的等效電路圖。這個(gè)整流器單元2具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元，即半導(dǎo)體件結(jié)構(gòu)單元8和電容器結(jié)構(gòu)單元10。這兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元8和10機(jī)械地以及電地相互連接。電容器結(jié)構(gòu)單元10具有除多個(gè)電解電容器外還有母線束(Stromschienenpaket)，利用該母線束使這些電解電容器電串聯(lián)地連接和/或電并聯(lián)地連接。根據(jù)圖3的等效電路電容器結(jié)構(gòu)單元10具有三個(gè)接口，其與半導(dǎo)體件結(jié)構(gòu)單元8的三個(gè)接口 12，14和16導(dǎo)電連接。在這個(gè)半導(dǎo)體件結(jié)構(gòu)單元8中在半導(dǎo)體件Tn，T12, T21, T22,D11, D12, D21和D22旁邊安置母線束和所述半導(dǎo)體件的冷卻器。對(duì)應(yīng)于圖3的等效電路圖利用該母線束使可通斷的半導(dǎo)體件Tn，T12, T21, T22和其續(xù)流二極管Dn，D12, D21和D22互相電路連接。
[0030]在圖5中示出第一閥箱和第二閥箱24和26的兩個(gè)承載結(jié)構(gòu)20和22。每個(gè)承載結(jié)構(gòu)20和22具有兩個(gè)側(cè)壁28和30或者是32和34，其借助間隔梁36或38互相間隔開。在附圖中只能看到間隔梁36和38的上部。側(cè)壁28，30，32和34在前面具有多個(gè)凹處40，其分別布置在側(cè)壁28，30，32和34的窄側(cè)42中。橫梁44分別布置在第一閥箱24和第二閥箱26的承載結(jié)構(gòu)20或22的兩個(gè)側(cè)壁28，30或32，34的凹處40中。閥層VI，V2，V3，V4,V5，V6分別位于兩個(gè)橫梁44之間，其根據(jù)第一閥箱24的承載結(jié)構(gòu)20分別具有兩個(gè)蜂窩式單元46以及根據(jù)第二閥箱26的承載結(jié)構(gòu)22分別具有四個(gè)蜂窩式單元46。每個(gè)蜂窩式單元46這樣設(shè)計(jì)，即根據(jù)圖4的整流器單元2可以被容納。
[0031]在圖6中近似地示出根據(jù)本發(fā)明的模塊化整流器箱系統(tǒng)的實(shí)施方式。模塊化整流器箱系統(tǒng)具有第一閥箱24、第二閥箱26和電抗器箱48。圖4的承載結(jié)構(gòu)20安置在第一閥箱24中，其中承載結(jié)構(gòu)20的每個(gè)蜂窩式單元46已具有根據(jù)圖1的、模塊化三相單元整流器的整流器單元2。圖4的承載結(jié)構(gòu)22安置在第二閥箱26中。同樣將根據(jù)圖1的、模塊化三相單元整流器的整流器單元2裝入其蜂窩式單元46。根據(jù)圖1的模塊化單元整流器的實(shí)施方式，每個(gè)整流閥Tl，…，T6的整流器單元2電串聯(lián)地連接。這個(gè)整流器單元2的串聯(lián)電路借助兩個(gè)閥箱24和26前面的母線50來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此母線50分別將在各閥層VI，.",V6內(nèi)的第一整流器單元2的接口 Xl與下一個(gè)整流器單元2的接口 X2連接。第一閥箱24的每個(gè)閥層VI，…，V6的第二整流器單元2的接口 Xl或Χ2借助母線50與每個(gè)閥層VI，…，V6的第一整流器單元2的接口 Χ2或Xl導(dǎo)電連接。第二閥箱26的每個(gè)閥層VI，…，V6的第四整流器單元2的接口 Χ2或Xl借助母線52與電抗器箱48的支路電抗器Lti,…，Lt6導(dǎo)電連接。每個(gè)相位層Ρ1，Ρ2或Ρ3的兩個(gè)支路電抗器LT1，LT2或LT3，LT4或LT5，Lt6的連接點(diǎn)例如從電抗器箱48背面分別向上或向下引出，以便連接感應(yīng)式電機(jī)。在根據(jù)本發(fā)明的模塊化整流器箱系統(tǒng)的兩個(gè)閥箱24和26的實(shí)施方式中，將根據(jù)圖4的整流器單元裝入按照根據(jù)圖9的電路圖的閥層VI，...，V6的蜂窩式單元46。與根據(jù)圖1的模塊化單元整流器的等效電路圖相比，如圖6所示的模塊化整流器箱系統(tǒng)對(duì)于每個(gè)整流閥Tl，…，T6具有六個(gè)整流器單元2以代 替四個(gè)整流器單元2，其分配到第一閥箱24和第二閥箱26上。如果按照根據(jù)圖1的等效電路圖的整流器作為整流器箱系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，那么只需第二閥箱26與電抗器箱48電路連接。這個(gè)整流器箱系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方式在于，第一閥箱24與電抗箱48電路連接。在另一個(gè)整流器箱系統(tǒng)的實(shí)施方式中，至少兩個(gè)第二第二閥箱26與電抗器箱48或者是至少兩個(gè)第二閥箱26和第一閥箱24與電抗器箱48相互導(dǎo)電連接。
[0032]借助于兩個(gè)閥箱基本型(閥箱24和26)和電抗器箱48可以分別構(gòu)造整流器箱系統(tǒng)，其分別通過(guò)使用的整流器單元2的數(shù)量來(lái)區(qū)分。整流器箱系統(tǒng)的各個(gè)的配置分別通過(guò)每個(gè)整流閥Tl，…，T6的兩個(gè)整流器單元來(lái)區(qū)分。也就是說(shuō)，其配置的整流器輸出電壓比另一配置的輸出電壓提高了加倍的單位電壓仏21。因此整流器箱系統(tǒng)可以這樣構(gòu)成，其可以簡(jiǎn)單地個(gè)別地適合于期望的整流器電壓。
[0033]圖7示出根據(jù)圖1的等效電路圖具有模塊化整流器的整流器單元2的六個(gè)閥層VI，…，V6的第一電路圖。根據(jù)這個(gè)等效電路圖每個(gè)整流閥Tl，…，T6具有四個(gè)整流器單元2，其電串聯(lián)地連接。根據(jù)這個(gè)等效電路圖三個(gè)上整流閥T1，T3和Τ5分別利用第一接口連接到正電壓母線Ptl上，而其第二接口分別與支路電抗器LT1，Lt3或Lt5的接口導(dǎo)電連接。下整流閥T2，T4和T6分別利用第一接口連接到負(fù)電壓母線Ntl上，而其第二接口分別與支路電抗器LT2，LT4或Lt6的接口導(dǎo)電連接。相位I或3或5的兩個(gè)支路電抗器Ln，Lt2或LT3，Lt4或Lt5，Lt6的連接點(diǎn)分別構(gòu)成整流器輸出端L1或L2或L3。
[0034]兩個(gè)閥箱24和26具有對(duì)于每個(gè)整流閥Tl，…，T6 一個(gè)閥層VI，…，V6，例如其從上向下編號(hào)。每個(gè)三相位模塊化單元整流器具有六個(gè)整流閥Tl，…，T6，反之單相位模塊化單元整流器只具有四個(gè)整流閥Tl，…，T6。因此兩個(gè)閥箱24和26必須具有對(duì)應(yīng)于存在的整流閥Tl，…，T6的數(shù)量的閥層VI，…，V6，其必須或者上升地或者下降地上下重疊地布置在閥箱24和26中。在根據(jù)圖7至9的三個(gè)電路圖中開始向下下降地(開始向上上升地)布置六個(gè)閥層。
[0035]根據(jù)圖7的電路圖整流閥Tl的整流器單元2布置在第一閥層Vl中并且整流閥T2的整流器單元布置在第二閥層V2中。第二相位模塊3的整流閥T3或T4的整流器單元2布置在閥層V3或V4中。模塊化整流器的第三相位模塊5的整流閥T5和T6的整流器單元2布置在閥層V5和V6中。也就是說(shuō)，每個(gè)相位模塊I或3或5的整流閥Tl，T2或T3，T4或T5，T6的整流器單元2安置在兩個(gè)相鄰的閥層VI，V2或V3，V4或V5，V6中。利用這個(gè)電路圖可以將每個(gè)相位模塊1，3和5的支路電抗器LT1, Lt2或LT3, Lt4或LT5, Lt6與相應(yīng)的相位模塊的整流閥Tl，Τ2或Τ3，Τ4或Τ5，Τ6電路連接。也就是說(shuō)，支路電抗器接口的母線特別容易發(fā)生故障。上整流閥Tl，Τ3和Τ5以及下整流閥Τ2，Τ4或Τ6的母線發(fā)生故障有些成本過(guò)高，因?yàn)榕c正電壓母線PO或負(fù)電壓母線Ntl導(dǎo)電連接的整流閥Tl，Τ2或Τ3，Τ4或Τ5，Τ6，布置在相鄰的閥層VI，V3，V5或V2，V4，V6中。
[0036]而反之根據(jù)圖8的電路圖上整流閥Tl，Τ3和Τ5的整流器單元2布置在相鄰的上閥層V1，V2和V3中并且下整流閥T2，T4和Τ6的整流器單元2布置在相鄰的下閥層V4，V5和V6中，簡(jiǎn)化了直流側(cè)母線，其中可以相互間隔開地布置正電壓母線Ptl和負(fù)電壓母線凡。在這個(gè)電路圖中不利的是更加復(fù)雜的支路電抗器LT1，-,Lt6的母線，因?yàn)橄辔荒K的兩個(gè)整流閥Tl，T2或T3，T4或T5，T6總是通過(guò)兩個(gè)閥層V2，V3或V3，V4或V4，V5相互空間上隔開。
[0037]在圖9示出具有整流閥Τ1，...，Τ6的整流器單元2的閥箱24和26的閥層VI，…，V6的另一個(gè)電路圖。這個(gè)電路圖 這樣區(qū)別于根據(jù)圖8的電路圖，即上整流閥Τ1，Τ3和Τ5與下整流閥Τ2，Τ4和Τ6的布置在閥箱24或26內(nèi)部被交換。也就是說(shuō)，上整流閥Tl，Τ3和Τ5此時(shí)布置在下閥層V4，V5和V6中并且根據(jù)圖1的模塊化整流器的下整流閥T2，T4和Τ6布置在上閥層VI，V2和V3。附加地在閥層V2，V3和V4，V5中的整流閥Τ4，Τ6和Tl，Τ3的整流器單元2的布置這樣被交換，即此時(shí)相位模塊3的整流閥Τ4和Τ3安置在相鄰的閥層V3和V4中。由此第二相位模塊3的支路電抗器Lt3和Lt4直接與整流閥Τ3和Τ4導(dǎo)電連接。因此簡(jiǎn)化了復(fù)雜的、根據(jù)圖8的電路圖的母線，沒有改動(dòng)簡(jiǎn)單的直流側(cè)的母線。
[0038]通過(guò)模塊化多相位單元整流器的每個(gè)整流閥Tl，…，Τ6的整流器單元2分別并排地布置在閥層VI，…，V6中，并且根據(jù)本發(fā)明兩個(gè)不同的閥箱24和26共同或單個(gè)與電抗器箱48連接，可以使每個(gè)模塊化多相位的單元整流器沒有過(guò)多花費(fèi)地個(gè)別地適合于要求的整流器輸出電壓。
【權(quán)利要求】
1.一種整流器的模塊化整流器箱系統(tǒng)，所述整流器具有至少一個(gè)具有上整流閥和下整流閥(Tl，…，T6)的相位模塊(1，3，5)，其中每個(gè)所述整流閥(Tl，…，T6)具有至少兩個(gè)整流器單元(2)和至少一個(gè)支路電抗器(LT1，…，LT6)，所述至少兩個(gè)整流器單元和所述至少一個(gè)支路電抗器電串聯(lián)地連接，所述模塊化整流器箱系統(tǒng)包括第一閥箱(24 )、第二閥箱(26)和電抗器箱(48)，其中所述閥箱(24，26)分別具有多個(gè)上下重疊地間隔開的、具有多個(gè)并排地布置的蜂窩式單兀(46)的閥層(VI,其中所述電抗器箱(48)具有多個(gè)上下重疊地間隔開的相位層(Pl，P2，P3)，并且其中，至少一個(gè)所述閥箱(24，26)的分別兩個(gè)所述閥層(V1，V2 ;V3，V4 ;V5，V6)分別與所述電抗器箱(48)的并排布置的所述相位層(Pl，P2，P3)導(dǎo)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一閥箱(24)對(duì)于每個(gè)所述閥層(VI，…，V6)具有兩個(gè)所述蜂窩式單元(46)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述第二閥箱(26)對(duì)于每個(gè)所述閥層(VI,…，V6)具有四個(gè)所述蜂窩式單元(46)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，分別一個(gè)所述相位模塊(1.3.5)的上閥支路和下閥支路(T1，T2;Τ3，Τ4 ;Τ5，Τ6)的所述整流器單元(2)布置在所述閥箱(24，26)的相鄰的所述閥層(VI，V2 ；V3, V4 ；V5, V6)的所述蜂窩式單元(46)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述整流器的所述相位模塊(1，3，5)的分別一個(gè)所述上整流閥(Tl，T3，T5)的所述整流器單元(2)和所述整流器的所述相位模塊(1，3，5)的分別一個(gè)所述下整流閥(T2，T4，T6)的所述整流器單元(2)分別布置在所述閥箱(24，26)的相鄰的所述閥層(VI，V2，V3 ；V4, V5，V6)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述上整流閥(Tl，T3，T5)的所述整流器單元(2)布 置在所述閥箱(24，26)的所述上閥層(VI，V2，V3)中，其中順序?qū)?yīng)于所述整流器的所述相位模塊(1，3，5)的順序。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述下整流閥(T2，T4，T6)的所述整流器單元(2)布置在所述閥箱(24，26)的所述上閥層(VI，V2，V3)中，其中在所述閥箱(24，26)的所述上閥層和所述下閥層(V1，V2，V3 ;V4，V5，V6)中選擇所述相位模塊(1.3.5)的所述下整流閥和所述上整流閥(T2，T4，T6；T1, Τ3，Τ5)的所述順序，使得所述相位模塊(1，3，5)的所述下整流閥和所述上整流閥(Τ4，Τ3)布置在相鄰的所述閥層(V3，V4)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一閥箱(24)和所述電抗器箱(48)互相導(dǎo)電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述第二閥箱(26)和所述電抗器箱(48)互相導(dǎo)電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1，2和3所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一閥箱(24)、所述第二閥箱(26)和所述電抗器箱(48)互相導(dǎo)電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，兩個(gè)所述第二閥箱(26 )和所述電抗器箱(48 )互相導(dǎo)電連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求1，2和3所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一閥箱(24)、兩個(gè)所述第二閥箱(26)和所述電抗器箱(48)互相導(dǎo)電連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1和3中所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，三個(gè)所述第二閥箱(26 )和所述電抗器箱(48 )互相導(dǎo)電連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求14所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，所述閥箱(24，26)的所述閥層(VI，…，V6)上下重疊地間隔開地布置在兩個(gè)側(cè)壁(28，30 ;32，34)之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，借助兩個(gè)在所述上閥層(Vl)上方的間隔梁(36，38)和兩個(gè)在所述下閥層(V6)下方的間隔梁(36，38)間隔開兩個(gè)所述側(cè)壁(28，30 ;32，34)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述側(cè)壁(28，30；32，34)在前面對(duì)于每個(gè)所述閥層(VI，…，V6)具有凹處(40)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，橫梁(44)分別布置在兩個(gè)保持間距的所述側(cè)壁(28，30 ;32，34)的所述凹處(40)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，由所述側(cè)壁(28，30 ; 32，34 )、所述間隔梁(36，38 )和所述橫梁(44 )構(gòu)成的所述閥箱(24，26 )的多個(gè)所述整流器單元(2)的承載結(jié)構(gòu)(20，22)由電絕緣材料組成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化 整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置有兩極的子系統(tǒng)(4)作為所述整流器單元(2)，所述兩極的子系統(tǒng)具有兩個(gè)分別具有反并聯(lián)地連接的二極管(Dn，D12)和儲(chǔ)能電容器(Csm)的、電串聯(lián)連接的可通斷的半導(dǎo)體件(Tn，T12),其中串聯(lián)電路的所述儲(chǔ)能電容器電連接到所述串聯(lián)電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化整流器箱系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置雙子模塊(6)作為所述整流器單元(2)，所述雙子模塊具有四個(gè)分別具有反并聯(lián)連接的二極管(Dn，D12, D21,D22)的電串聯(lián)連接的能通斷的半導(dǎo)體件(Tn，T12，T21，T22)和兩個(gè)儲(chǔ)能電容器(CSM)，其中這兩個(gè)所述儲(chǔ)能電容器(Csm) —方面電串聯(lián)地連接并且另一方面分別與兩個(gè)能通斷的半導(dǎo)體件(T11, T12 ；T21, T22)的串聯(lián)電路電并聯(lián)地連接。
【文檔編號(hào)】H02M7/00GK103460586SQ201280016589
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月7日
【發(fā)明者】馬克·希勒, 安東·普夫澤 申請(qǐng)人:西門子公司