用于ac系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本公開涉及用于AC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器裝置(1)。轉(zhuǎn)換器裝置包括：相臂，包括第一子轉(zhuǎn)換器(2a)、第二子轉(zhuǎn)換器(2b)以及配置用于將第一和第二子轉(zhuǎn)換器與相線A連接的IPT接口(3)；以及連接到第一和第二子轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)DC母線(5)。第一子轉(zhuǎn)換器與第二子轉(zhuǎn)換器并聯(lián)連接在DC母線和IPT接口之間。第一和第二子轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)包括：連接到IPT接口并且包括彼此串聯(lián)連接的多個(gè)轉(zhuǎn)換器單元(8)的鏈?zhǔn)芥湽?jié)轉(zhuǎn)換器(6)、以及連接到DC母線并且與鏈?zhǔn)芥湽?jié)轉(zhuǎn)換器串聯(lián)連接的公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器(7)。
【專利說明】
用于AC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及用于AC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器裝置。轉(zhuǎn)換器裝置包括公共DC母線以及用于連接至IJAC相線的相位間變壓器(IPT)接口。
【背景技術(shù)】
[0002]多電平轉(zhuǎn)換器在許多高功率應(yīng)用中被發(fā)現(xiàn)，其中在該系統(tǒng)中存在中到高電壓電平。由于其設(shè)計(jì)，多電平轉(zhuǎn)換器共享系統(tǒng)電壓(線間電壓或相電壓)，消除了對器件的串聯(lián)連接的需要。這些轉(zhuǎn)換器可以以各種公知的拓?fù)湟匀腔験型連接。這些拓?fù)?及其變形)可以用于高壓直流(HVDC)和靈活交流傳輸系統(tǒng)(FACTS)應(yīng)用。
[0003]由于模塊化多電平轉(zhuǎn)換器(也稱為鏈?zhǔn)芥湽?jié)變換器)的高效率、模塊化和可擴(kuò)展性及其產(chǎn)生具有低諧波量的電壓波形的能力(這有效地減少了對大的交流(AC)濾波器的需要)，而經(jīng)常使用模塊化多電平轉(zhuǎn)換器(也稱為鏈?zhǔn)芥湽?jié)變換器)。若干模塊化多電平轉(zhuǎn)換器拓?fù)浯嬖?，例如M2LC(也稱為MMLC和MMC)，特別是在靈活交流傳輸系統(tǒng)(FACTS)應(yīng)用、高電壓直流(HVDC)應(yīng)用中，而且在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中等。
[0004]在轉(zhuǎn)換器的各種替代方案之間的選擇中的兩個(gè)主要參數(shù)是成本和損耗。兩個(gè)參數(shù)與在轉(zhuǎn)換器中使用的硅的總面積相關(guān)，這受到電壓和電流額定值的影響。除了轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)態(tài)均衡操作，設(shè)計(jì)者必須考慮到在三相系統(tǒng)中的不平衡。這種不平衡產(chǎn)生了需要通過轉(zhuǎn)換器補(bǔ)償?shù)呢?fù)序電流和電壓。凈效應(yīng)是指由于需要被注入零序電流或電壓以補(bǔ)償不平衡狀況，閥的電流額定值(或單元的總數(shù))將增加。這種較高數(shù)目的單元的導(dǎo)致較高的成本和較尚的損耗。
[0005]與負(fù)序狀況相關(guān)聯(lián)的較高的成本和較高的損耗的問題可以通過針對FACTS應(yīng)用將一定程度的并聯(lián)化包括在多電平轉(zhuǎn)換器配置中來減輕。并聯(lián)連接的子轉(zhuǎn)換器提供促進(jìn)在轉(zhuǎn)換器中的相位間的能量交換的公共存儲(chǔ)元件。這減少了轉(zhuǎn)換器中的總存儲(chǔ)能量，并且避免由于零序電壓或電流而導(dǎo)致的過額定。
[0006]電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)的Javier Chivite-Zabalza等人的文章“A largepower,low-switching frequency Voltage Source Converter for FACTS applicat1n”公開具有并聯(lián)3電平(3-L)中性點(diǎn)鉗位(NPC)逆變器的轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器組合共享公共直流(DC)母線的四個(gè)三相3-L NPC逆變器。12個(gè)得到的轉(zhuǎn)換器極通過相位間變壓器(IPT，有時(shí)也被稱為單元間變壓器ICT)組合在并聯(lián)對中，以獲得兩組三相系統(tǒng)。該拓?fù)涞膯栴}是需要中間變壓器獲得所需要的電壓，并且中間變壓器對轉(zhuǎn)換器裝置增加了明顯的成本，特別是在連接電壓通常低得足以避免變壓器連接的工業(yè)應(yīng)用中。該拓?fù)涞牧硪蝗秉c(diǎn)是，其需要級(jí)聯(lián)中間變壓器的串聯(lián)連接，以進(jìn)一步增加輸出電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是以降低的成本提供改進(jìn)的轉(zhuǎn)換器拓?fù)洹?br>[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于AC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器裝置。該轉(zhuǎn)換器裝置包括至少一個(gè)相臂，該相臂包括:第一子轉(zhuǎn)換器(2a)、第二子轉(zhuǎn)換器、配置用于將第一和第二子轉(zhuǎn)換器與AC系統(tǒng)的相線連接的IPT接口、以及連接到第一和第二子轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)DC母線。第一子轉(zhuǎn)換器與第二子轉(zhuǎn)換器并聯(lián)連接在至少一個(gè)DC母線和IPT接口之間。第一和第二子轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)包括:鏈?zhǔn)芥湽?jié)轉(zhuǎn)換器，其被連接到IPT接口并且包括彼此串聯(lián)連接的多個(gè)轉(zhuǎn)換器單元，以及連接到至少一個(gè)DC母線并且與鏈?zhǔn)芥湽?jié)轉(zhuǎn)換器串聯(lián)連接的公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器。
[0009]通過使用多個(gè)并聯(lián)子轉(zhuǎn)換器，其中的每一個(gè)包括多個(gè)模塊化轉(zhuǎn)換器單元，例如與僅使用NPC逆變器相比，對IPT的輸出電壓可以增加，而通過單元開關(guān)的電流可以保持下降。另外，經(jīng)由IPT接口連接子轉(zhuǎn)換器允許具有公共DC鏈路的相臂之間的電流共享，并且允許疊加每個(gè)子轉(zhuǎn)換器的電壓波形并且因此組合每個(gè)子轉(zhuǎn)換器的諧波性能以實(shí)現(xiàn)較高的有效開關(guān)頻。
[0010]通常，權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語將根據(jù)其在本技術(shù)領(lǐng)域中的普通含義來解釋，除非本文另有明確定義。對“一 /該元件、裝置、組件、手段、步驟等”的所有引用都將被開放地解釋為指元件、裝置、組件、手段、步驟等中的至少一個(gè)實(shí)例，除非明確說明。本文所公開的任何方法的步驟不必以所公開的確切順序來執(zhí)行，除非明確聲明。對于本公開的不同特征/組件使用“第一”、“第二”等僅意在將特征/組件與其他類似地特征/組件相區(qū)分，而不是對特征/組件基于任何順序或?qū)蛹?jí)。
【附圖說明】
[0011 ]將參考附圖，通過示例的方式描述實(shí)施例，在附圖中:
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器裝置的實(shí)施例的相臂的示意性電路圖。
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器裝置的另一實(shí)施例的相臂的示意性電路圖。
[0014]圖3是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器裝置的三相實(shí)施例的示意性電路圖。
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器裝置的另一三相實(shí)施例的示意性電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)在下文中將參考附圖來更全面地描述實(shí)施例，在附圖中示出的特定實(shí)施例。然而，在本公開的范圍內(nèi)，許多不同形式的其他實(shí)施例是可能的。相反，通過示例的方式提供了以下實(shí)施例，使得本公開將是全面和完整的，并且將對本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本公開的范圍。在本說明書中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，在消除對中間變壓器的需要(或減少級(jí)聯(lián)中間變壓器的數(shù)目)的同時(shí)使用IPT。替代地，各種其他多電平轉(zhuǎn)換器可以用于IPT的輸入。
[0018]圖1是總體上圖示本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器裝置I的實(shí)施例的示意性框圖。轉(zhuǎn)換器裝置I包括并聯(lián)的子轉(zhuǎn)換器2。在圖1的實(shí)施例中，存在兩個(gè)子轉(zhuǎn)換器，第一子轉(zhuǎn)換器2a和第二子轉(zhuǎn)換器2b。子轉(zhuǎn)換器2被并聯(lián)連接在IPT接口 3(在本實(shí)施例中包括單個(gè)IPT)和公共DC母線5之間。DC母線5由DC電源供電，例如能量存儲(chǔ)4，諸如包括電容器、電池或超級(jí)電容器。公共DC母線被連接到轉(zhuǎn)換器裝置I的所有子轉(zhuǎn)換器2。圖1的轉(zhuǎn)換器裝置I僅被示出有單個(gè)相臂(相位A的)，但是轉(zhuǎn)換器裝置可以替代地包括多個(gè)相臂(每一個(gè)都包括并聯(lián)子轉(zhuǎn)換器)，例如三相AC系統(tǒng)的三個(gè)相臂。在該情況下，公共DC母線5繼續(xù)還連接其他相位的子轉(zhuǎn)換器，由圖中的DC母線5的虛線(未封閉)端所示。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)子轉(zhuǎn)換器包括與連接到DC母線5的另一多電平轉(zhuǎn)換器7串聯(lián)連接的鏈?zhǔn)芥湽?jié)轉(zhuǎn)換器(鏈?zhǔn)芥湽?jié))6，本文稱為公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器7以將其與鏈?zhǔn)芥湽?jié)6區(qū)分，并且因此其被連接到可以是公共DC鏈路的DC母線5。鏈?zhǔn)芥湽?jié)6在IPT接口 3和公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器7之間串聯(lián)連接，并且公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器7在DC母線5和鏈?zhǔn)芥湽?jié)6之間串聯(lián)連接。因?yàn)樵趫D1的實(shí)施例中，相臂具有兩個(gè)子轉(zhuǎn)換器2a和2b，所以第一子轉(zhuǎn)換器2a包括第一鏈?zhǔn)芥湽?jié)6a和第一公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器7a，而第二子轉(zhuǎn)換器2b包括第二鏈?zhǔn)芥湽?jié)6b和第二公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器7b。相臂A可以經(jīng)由電感器9連接，其可以是如IPT的沒有磁耦合的常規(guī)電感器。
[0019]圖2更具體地示意性地圖示了本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器裝置I的實(shí)施例的相臂。建立通常如關(guān)于圖1描述的。在圖2的實(shí)施例中，每個(gè)鏈?zhǔn)芥湽?jié)6包括串聯(lián)連接的多個(gè)模塊化全橋(也稱為H橋)單元8，在該實(shí)施例中3個(gè)單元8(其中只有一個(gè)在圖中所引用)以給出7個(gè)電壓電平(3個(gè)正、3個(gè)負(fù)和零)，但是任何數(shù)目的單元8對于不同的應(yīng)用是方便的。每個(gè)單元8包括電容器和多個(gè)開關(guān)，每一個(gè)典型地具有關(guān)聯(lián)的二極管。開關(guān)可以例如包括/是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。然而，應(yīng)當(dāng)注意，這些僅僅是單元8的組件的示例。可以替代地使用本領(lǐng)域中已知的其他相應(yīng)的組件。此外，鏈?zhǔn)芥湽?jié)6的單元可以替代地是具有兩個(gè)開關(guān)的半橋單元，代替具有4個(gè)開關(guān)的全橋細(xì)單元(H-橋)。在圖2的實(shí)施例中的公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器7是對于每個(gè)子轉(zhuǎn)換器2具有一個(gè)NPC的3電平NPC逆變器。在與DC母線5和能量存儲(chǔ)4的協(xié)作中，NPC臂開關(guān)可以在正、負(fù)和中性(N)點(diǎn)之間切換。作為替代，公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器7可以是例如飛跨電容器逆變器，而不是NPC臂。
[0020 ]圖3示意性圖示了具有經(jīng)由相應(yīng)電感器9連接的例如FACTS的三相AC系統(tǒng)的三個(gè)相位A、B和C的三個(gè)相臂(每一個(gè)如以上參考圖1和圖2討論的)的三相轉(zhuǎn)換器裝置I的實(shí)施例。在圖3的實(shí)施例中，使用單個(gè)公共DC母線5，其連接到每個(gè)相臂的子轉(zhuǎn)換器2(特別是NPC臂7)中的每一個(gè)。通過將3-L NPC 7與每個(gè)子轉(zhuǎn)換器2中的鏈?zhǔn)芥湽?jié)6組合，可以得到允許較大數(shù)目的不同電壓被輸出的較高電平轉(zhuǎn)換器拓?fù)?。例如根?jù)圖3的本發(fā)明的拓?fù)淇梢远缃o出如下優(yōu)點(diǎn):
[0021]?轉(zhuǎn)換器裝置I中的公共存儲(chǔ)元件4吸收或供應(yīng)在轉(zhuǎn)換器相臂之間的能量變化，這可以消除或減少對零序電壓和/或電流的閥(單元8)的需要。
[0022].通過IPT 3的并聯(lián)子轉(zhuǎn)換器2的連接提供了子轉(zhuǎn)換器的典型串聯(lián)連接所提供的諧波性能優(yōu)點(diǎn)。
[0023].IPT3提供在子轉(zhuǎn)換器2之間的固有電流共享。
[0024]?每個(gè)器件(例如，單元，特別是其中的開關(guān))電流額定是總轉(zhuǎn)換器輸出電流的一部分。這具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]-需要較低的單元電容來實(shí)現(xiàn)10%的電容器電壓紋波。這導(dǎo)致每單元8的更少存儲(chǔ)能量，這簡化和減少每個(gè)獨(dú)立單元的成本。
[0026]-對于規(guī)定的最大設(shè)備電流，轉(zhuǎn)換器裝置I可以實(shí)現(xiàn)較高的總輸出電流。將一定程度的并聯(lián)化包括在多電平拓?fù)渲刑峁┝遂`活性以選擇較高電壓或較高電流用于構(gòu)建較高功率轉(zhuǎn)換器。
[0027]-半導(dǎo)體損耗的減少。損耗的凈減少可以由于在并聯(lián)子轉(zhuǎn)換器2之間的電流劃分來實(shí)現(xiàn)。
[0028].其通過零序電壓或電流所需要的硅面積的減少來最小化損耗。
[0029].能夠設(shè)計(jì)具有除了 1:1之外的匝數(shù)比的IPT 3，這意味著子轉(zhuǎn)換器2可以具有不同的電流額定和設(shè)備技術(shù)。這種程度的混合可以提供損耗和成本的進(jìn)一步優(yōu)化。
[0030].具有N個(gè)臂的IPT 3(參見例如圖4的實(shí)施例)可以用于減少每個(gè)子轉(zhuǎn)換器2針對其為額定的總輸出電流的一部分。這可以促進(jìn)可以以高電壓但是相當(dāng)?shù)偷碾娏黝~定實(shí)現(xiàn)的前代SiC(碳化硅)的使用。
[0031]在圖4中示意性地圖示了本發(fā)明的三相轉(zhuǎn)換器裝置I。在本實(shí)施例中，每個(gè)相臂包括4個(gè)并聯(lián)子轉(zhuǎn)換器2，即第一子轉(zhuǎn)換器2a、第二子轉(zhuǎn)換器2b、第三子轉(zhuǎn)換器2c和第四子轉(zhuǎn)換器2d。如還參考其他附圖1-3描述的，子轉(zhuǎn)換器2中的每一個(gè)包括鏈?zhǔn)芥湽?jié)6和公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器7，在這里是NPC逆變器臂7。為了在IPT接口 3中組合所有4個(gè)并聯(lián)子轉(zhuǎn)換器2，第一IPT 3a連接第一和第二子轉(zhuǎn)換器2a和2b，第二IPT 3b連接第三和第四子轉(zhuǎn)換器2c和2d，并且第三IPT 3c將第一和第二IPT分別與相線A、B和C連接。因此，通過使用多于一個(gè)的IPT，在不同電平處，在IPT接口3中，可以組合任何數(shù)目的子轉(zhuǎn)換器2，例如每相臂2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)或16個(gè)子轉(zhuǎn)換器2。該類型的具有級(jí)聯(lián)IPT的IPT接口以上被稱為具有N個(gè)臂的IPT。那么圖4的IPT接口 3可以被稱為具有4個(gè)臂的IPT。在圖4的實(shí)施例中圖示的本發(fā)明的另一可選特征是使用多個(gè)DC母線5。如果僅使用單個(gè)公共DC母線，則轉(zhuǎn)換器裝置可能易受DC母線的任何故障的影響，而如果使用多個(gè)DC母線，則轉(zhuǎn)換器裝置I仍然可以至少是通過其他DC母線的部分功能。在圖4的實(shí)施例中，使用兩個(gè)DC母線，第一DC母線5a和第二DC母線5b。沒有示出整個(gè)母線線路，但是在具有每個(gè)子轉(zhuǎn)換器2的公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器7的每個(gè)接口處被引用。第一DC母線5a被連接到每個(gè)相臂的第一和第二子轉(zhuǎn)換器2a和2b，而第二 DC母線5b被連接到每個(gè)相臂的第三和第四子轉(zhuǎn)換器2c和2d。可以想到，使用甚至更多DC母線5來獲得甚至更高的冗余性，例如每個(gè)相臂的每子轉(zhuǎn)換器2—個(gè)DC母線5，在該情況下為4個(gè)DC母線，對于圖4中的轉(zhuǎn)換器相臂的子轉(zhuǎn)換器2a-d中的每一個(gè)一個(gè)DC母線。DC母線仍然可以是用于平衡不同相臂之間的功率的公共DC母線，因?yàn)榈谝?DC母線5可以連接每個(gè)相臂的第一子轉(zhuǎn)換器2等。
[0032]存在本發(fā)明的拓?fù)涞娜舾勺凅w，這可以被考慮用于例如現(xiàn)在和未來的FACTS應(yīng)用。能夠利用任何轉(zhuǎn)換器拓?fù)渥鳛闃?gòu)建塊的子轉(zhuǎn)換器2。典型的串聯(lián)級(jí)聯(lián)變壓器裝置還可以用于進(jìn)一步增加轉(zhuǎn)換器的總輸出電壓。這些變體中的任何一個(gè)仍然利用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，例如使用IPT3來減少開關(guān)損耗，以及轉(zhuǎn)換器裝置I內(nèi)的公共DC母線5。
[0033]利用IPT的額外電壓電平的產(chǎn)生可以使得可用于利用較高電壓閥和/或單元。在其他拓?fù)渲欣幂^高電壓單元的問題在于，較少數(shù)目的電壓電平可能產(chǎn)生不可接受的諧波性能。然而，使用IPT接口 3提供了雙倍數(shù)目的電壓電平，并且因此兩倍諧波性能的增加。本發(fā)明給出了用于負(fù)序電流的補(bǔ)償?shù)撵`活性。這保持級(jí)聯(lián)的多電平結(jié)構(gòu)來處理高電壓，并且減少用于較高電壓的半導(dǎo)體或用于零序注入的電流的降低額定或尺寸的需要。
[0034]示例
[0035]示例1-1PT
[0036]IPT 3可以有效地是單初級(jí)、單次級(jí)變壓器，其中，兩個(gè)繞組串聯(lián)連接。串聯(lián)連接點(diǎn)可以被當(dāng)作輸出，并且剩余的兩個(gè)端子作為輸入。兩個(gè)緊密耦合的繞組可以被布置，使得通過相等電流進(jìn)入輸入端子而產(chǎn)生的通量被抵消，在鐵芯中留下由兩個(gè)輸入端子之間的電壓差而產(chǎn)生的通量。這導(dǎo)致了 IPT的電壓-安培(VA)額定是轉(zhuǎn)換器裝置I的總VA額定的一小部分，并且還確保了相等電流在兩個(gè)輸入極之間共享。
[0037]在IPT中的得到的最小通量可能意味著其需要物理上小的鐵芯和相對大的繞組。然而，這意味著，調(diào)制策略應(yīng)當(dāng)被調(diào)整以控制每個(gè)IPT的輸入處的電壓差的時(shí)間積分。這可能限制每個(gè)IPT的鐵芯中的最大通量并且減少得到的IPT的成本。
[0038]通常，如果轉(zhuǎn)換器極是并聯(lián)的使得每個(gè)極的輸出被連接在一起，則每個(gè)極必須被切換以在每個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生相同的輸出電壓。然而，IPT支持在兩個(gè)極之間的瞬時(shí)電壓差，并且輸出電壓然后可以是兩個(gè)輸入處的電壓的平均。
[0039]示例2-調(diào)制
[0040]存在可以在該新的轉(zhuǎn)換器裝置I中利用的各種調(diào)制方法。諧波消除技術(shù)可以用于減輕在基頻的倍數(shù)處發(fā)生的諧波，并且因此改善諧波性能。
[0041]例如基于載波的技術(shù)和空間矢量調(diào)制的其他策略還可以/替代地與本發(fā)明一起使用。
[0042]示例3-容錯(cuò)
[0043]利用用于整個(gè)轉(zhuǎn)換器裝置I的公共DC母線5可以意味著，一個(gè)閥/單元8中的故障使整個(gè)轉(zhuǎn)換器裝置不可操作。這可能不滿足FACTS典型可靠性要求。增加冗余的一個(gè)方法是使用如圖4中的具有較高數(shù)目的IPT臂的IPT接口 3。因此，不同的子轉(zhuǎn)換器2可以被連接到兩個(gè)單獨(dú)公共DC母線5中的一個(gè)，意味著一個(gè)DC母線的損耗不會(huì)消除用于在轉(zhuǎn)換器裝置I的相位之間的能量交換的所有機(jī)制。
[0044]以上主要參考幾個(gè)實(shí)施例描述了本公開。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，除上面公開之外的其他實(shí)施例在由所附權(quán)利要求定義的本公開的范圍內(nèi)同樣是可能的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于AC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器裝置(I)，所述轉(zhuǎn)換器裝置包括至少一個(gè)相臂，所述至少一個(gè)相臂包括: 第一子轉(zhuǎn)換器(2a)； 第二子轉(zhuǎn)換器(2b)； IPT接口(3)，被配置用于將所述第一子轉(zhuǎn)換器和所述第二子轉(zhuǎn)換器與所述AC系統(tǒng)的相線(A)連接；以及 至少一個(gè)DC母線(5)，被連接到所述第一子轉(zhuǎn)換器和所述第二子轉(zhuǎn)換器； 其中，所述第一子轉(zhuǎn)換器(2a)與所述第二子轉(zhuǎn)換器(2b)并聯(lián)連接在所述至少一個(gè)DC母線(5)和所述IPT(3)接口之間，并且其中，所述第一子轉(zhuǎn)換器和所述第二子轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)包括: 鏈?zhǔn)芥湽?jié)轉(zhuǎn)換器(6)，連接到所述IPT接口并且包括彼此串聯(lián)連接的多個(gè)轉(zhuǎn)換器單元(8);以及 公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器(7)，連接到所述至少一個(gè)DC母線(5)并且與所述鏈?zhǔn)芥湽?jié)轉(zhuǎn)換器(6)串聯(lián)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器裝置，其中，所述公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器(7)是NPC逆變器，例如，有源NPC逆變器或飛跨電容器逆變器。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換器裝置，其中，所述轉(zhuǎn)換器單元(8)中的每一個(gè)是全橋單元。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器裝置，其中，所述相臂包括至少四個(gè)并聯(lián)的子轉(zhuǎn)換器(2)，所述至少四個(gè)并聯(lián)的子轉(zhuǎn)換器(2)包括所述第一子轉(zhuǎn)換器和所述第二子轉(zhuǎn)換器(2a、2b)以及第三子轉(zhuǎn)換器(2c)和第四子轉(zhuǎn)換器(2d)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)換器裝置，其中，所述IPT接口(3)包括連接所述第一子轉(zhuǎn)換器和所述第二子轉(zhuǎn)換器(2)的第一 IPT(3a)、連接所述第三子轉(zhuǎn)換器和所述第四子轉(zhuǎn)換器(2)的第二IPT(3b)、以及配置用于將所述第一IPT和所述第二IPT與所述相線(A)連接的第三IPT(3c)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器裝置，其中，所述AC系統(tǒng)是三相系統(tǒng)，并且其中，所述至少一個(gè)相臂包括三個(gè)相臂。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)換器裝置，其中，所述AC系統(tǒng)是FACTS或電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器裝置，其中，所述至少一個(gè)DC母線(5)包括第一 DC母線(5a)和第二 DC母線(5b)，所述第一 DC母線(5a)和所述第二 DC母線(5b)中的每一個(gè)DC母線被連接到所述至少一個(gè)相臂中的每一個(gè)相臂的至少一個(gè)相應(yīng)的公共DC鏈路多電平轉(zhuǎn)換器(7)。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器裝置，其中，所述至少一個(gè)DC母線(5)被連接到能量存儲(chǔ)(4 )，所述能量存儲(chǔ)(4)例如包括電容器、電池或超級(jí)電容器。
【文檔編號(hào)】H02M7/493GK106031012SQ201480075751
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年2月18日
【發(fā)明人】C·湯森, H·塞拉亞德拉帕拉
【申請人】Abb瑞士股份有限公司