电压转换器制造技术

用于将AC输入电压转换成AC输出电压的电压转换器(10’)对于该AC输出电压的每相(22)包括至少两个同等设计的相转换器单元(12、12’)。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及供应电力给电驱动的领域。特别地，本技术涉及用于将AC输入电压转换成AC输出电压的电压转换器。
技术介绍
通常，具有接收超过IkV的电压和/或大于IOkA的电流的电动机的电力驱动包括电压转换器，其适应于将来自电网的AC输入电压变换成要供应给该电动机的AC输出电压。因为用于产生AC输出电压的这些相的转换器的相转换器单元必须耐受供应给电动机的电压和电流，可存在的问题是必须在转换器单元中应用昂贵部件。
技术实现思路
本技术的目的是提供组装简单并且成本有效的电压转换器。该目的通过独立权利要求的主旨实现。另外的示范性实施例通过从属权利要求和下列说明是明显的。本技术的方面涉及用于将AC输入电压转换成AC输出电压的电压转换器。该电压转换器可适应于将来自电力网的AC输入电压整流成中间DC电压并且将该中间DC电压转换成多相AC输出电压。通常，该多相AC输出电压可具有三相并且可用于驱动负载，例如电动机。根据本技术的实施例，在三相系统的情况下，电压转换器包括至少三个相转换器单元。理论上，电压转换器对AC输出电压的每相包括至少一个相转换器单元。在最简单的情况下，当AC输出电压具有三相时，电压转换器单元可包括三个相转换器单元。每个相转换器单元可包括用于将AC电压的一相转换成DC电压的整流器段、具有用于存储能量的电容器的DC链路段和/或用于将DC电压转换成AC输出电压的一相的逆变器段。通常，该整流器段电连接到电压转换器的输入变压器，其将AC输入电压(其可来自电网)变换成供应给相转换器单元的AC电压。一般，相转换器单元可包括一组整流器二极管(其形成该整流器段的一部分)、一组保护晶闸管、一组高压电容器(其可形成该DC链路段的一部分)和一组高压集成门极换流晶间管(所谓的IGCT，其形成该逆变器段的一部分)。根据本技术的实施例，电压转换器对AC输出电压的每相包括至少两个同等设计的相转换器单元。因为不仅一个而至少两个相转换器单元用于产生AC输出电压的一相，较不昂贵的部件可必须用于制造每个相转换器单元，因为这些部件仅必须耐受AC输出电压的相应相的电压的一半和/或电流的一半。此外，因为相转换器单元可以是同等设计的，电压转换器的组装可简化，因为仅同等设计的相转换器单元必须并排安装并且采用期望的方式电连接。例如，在三相AC输出电压的情况下，电压转换器可由三对同等设计的相转换器单元形成并且因此可具有机械设计，其可简化组装，可以是更加成本有效的并且可具有减少数目的部件。理论上，两个相转换器单元当它们具有同等设计的外壳和同等设计的支撑框架时可以是同等设计的。必须理解适应与另一个同等设计的相转换器单元互连的相转换器单元也可是本技术的方面。这样的可与另一个同等设计的相转换器单元(例如与三个或更多相转换器单元)和像输入单元和像控制单元或冷却单元的其他外围单元的其他单元组合的相转换器单元可设计用于组装中等电压转换器，如上文和以下描述的。根据本技术的实施例，AC输出电压的一相的相转换器单元并联连接。采用这样的方式，可减小相转换器单元必须耐受的总电流。根据本技术的实施例，用于AC输出电压的一相的相转换器单元串联连接。采用这样的方式，可减小相转换器单元必须耐受的总电压。总结来说，相转换器单元可以是可以串联和并联连接的模块。特别地，相转换器单元可同等设计，其可意味不仅它们的电布局同等设计并且相转换器单元也可具有同等设计的像支撑框架和连接元件的机械部件。因此，许多相转换器单元可简单组装并且互连到电压转换器。根据本技术的实施例，相转换器单元的逆变器段具有连接到逆变器段的第一逆变器分支的第一输出和连接到逆变器段的第二分支的第二输出。也就是说，逆变器段可包括两组块，其可叫做隔离门极换流晶间管构建块，其中每个提供逆变器分支。该逆变器分支中的每个可适应于产生要输出到电动机的相应相的正和负电压。根据本技术的实施例，一相的第一相转换器单元的第一输出和该相的第二相转换器单元的第一输出连接以提供该相，其中第一相转换器单元的第二输出和第二相转换器单元的第二输出彼此连接并且与其他相的相转换器单元的其他第二输出连接。也就是说，第一转换器单元的第二输出在公共链路上彼此互连并且每相的相转换器单元中的两个并联电连接。根据本技术的实施例，一相的第一相转换器单元的第一输出提供要输出到电动机的第一相，第一相转换器单元的第二输出连接到该相的第二相转换器单元的第一输出，并且第二相转换器单元的第二输出连接到其他相的相转换器的第二输出。也就是说，对于每相，两个相转换器单元串联电连接，其中第一相转换器单元的一相的第一输出向电动机提供该相，并且最后的相转换器单元的第二输出与其他对相转换器单元的相应输出在公共链路上互连。采用这样的方式，一相的相转换器单元可串联连接。根据本技术的实施例，一相的每个相转换器单元包括用于将AC电压转换成 DC电压的整流器段。根据本技术的实施例，一相的第一相转换器单元包括整流器段，并且该相的第二相转换器单元使用该第一相转换器单元的整流器段。在该情况下，该第二相转换器单元不需要整流器段。在该情况下，该相的该两个相转换器单元除了整流器段外是同等设计的，这可是可能的。也就是说，该两个相转换器单元可包括同等设计的外壳、框架和DC链路以及逆变器段，但仅一个相转换器单元可包括整流器段。根据本技术的实施例，电压转换器包括用于将AC输入电压变换成要供应给相转换器单元的整流器段的AC电压的变压器。电压转换器的所有相转换器单元可在输出侧上连接到该变压器，其可以是36脉冲变压器。根据本技术的实施例，每个相转换器单元容置于单独的机柜中，其中相转换器单元的机柜同等设计。例如，每个机柜可包括框架和具有门的壁，其都具有相同的尺度。 相转换器单元的机柜可简单地排成行以组装电压转换器。另外，机柜中的每个可包括同等设计的电互连，其简化电压转换器的组装。另外或备选地，机柜可包括冷却流体互连，其简化电压转换器的组装。根据本技术的实施例，电压转换器进一步包括用于控制相转换器单元的控制单元。该控制单元可控制相转换器单元以便接通和关断相转换器单元的逆变器段的半导体。例如，该控制单元可使用直接转矩控制算法用于控制电压转换器。控制单元可容置于单独的外壳中并且控制单元的该外壳可具有相应的连接，使得控制单元简单地可与电压转换器的相转换器单元中的全部互连。另外，控制单元的该外壳可具有像相转换器单元的机柜的外壳的相等尺寸，使得控制单元可与相转换器单元的机柜排列成行，使得电压转换器可简单地组装。根据本技术的实施例，电压转换器包括用于冷却相转换器单元的冷却单元。 例如，同等设计的相转换器单元中的每个可包括用于连接相转换器单元到该冷却单元的连接。这些连接可是用于互连相转换器单元的管道的连接，冷却水可通过管道传送。在这样的情况下，该冷却单元可用于从相转换器单元的水冷却回路抽吸和提取热。另外，相转换器单元可包括热风扇或热交换器，其用于利用空气的帮助将相转换器单元中产生的损耗运送走。像控制单元的外壳一样，冷却单元的外壳也可具有在深度和高度上与相转换器单元的外壳相等的尺寸，使得冷却单元可与电压转换器的其他外壳组装成行以简化电压转换器的部件的组装和互连。总结来说，如上文和本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于将ＡＣ输入电压转换成ＡＣ输出电压的电压转换器（１０’、１０”），其中所述电压转换器包括至少两个相转换器单元（１２、１２’），其中每个相转换器单元（１２、１２’）包括具有电容器的ＤＣ链路段（３４）和用于将来自所述ＤＣ链路段的ＤＣ电压转换成所述ＡＣ输出电压的一相的逆变器段（３６），其中所述电压转换器对于所述ＡＣ输出电压的一相（２２、２４、２６）包括至少两个同等设计的相转换器单元（１２、１２’）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：K·达马齐奥科尔霍，M·吕舍尔，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：CH