BR112021007160A2

BR112021007160A2 - aparelho de dissipação de energia de corrente contínua e um método para seu controle

Info

Publication number: BR112021007160A2
Application number: BR112021007160-1A
Authority: BR
Inventors: Yeyuan Xie; Tiangui Jiang; Haiying Li
Original assignee: Nr Electric Co., Ltd; Nr Engineering Co., Ltd
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2021-07-20
Also published as: JP7181998B2; CN109546638A; CN109921453B; JP2022502999A; KR102520741B1; KR20210046782A; WO2020082660A1; CN109921453A; EP3872944A1; CN109546638B; EP3872944A4

Abstract

APARELHO DE DISSIPAÇÃO DE ENERGIA DE CORRENTE CONTÍNUA E UM MÉTODO PARA SEU CONTROLE. A presente aplicação fornecida é um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua e um método de controle para ele. O aparelho de dissipação de energia de corrente contínua compreende pelo menos uma unidade de consumo de energia, que compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão conectados em séries na mesma direção; os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão compreendem ramos de capacitores de corrente contínua e ramos de dissipação de energia conectados em paralelo e os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia e os resistores de dissipação de energia conectados em série e os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua.

Description

APARELHO DE DISSIPAÇÃO DE ENERGIA DE CORRENTE CONTÍNUA E UM

MÉTODO PARA SEU CONTROLE Campo Técnico

[0001] A presente aplicação se refere ao campo técnico da transformação de corrente eletrônica de alta potência, em particular a um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua e um método para seu controle.

Antecedentes da Invenção

[0002] O aparelho de dissipação de energia de corrente contínua desempenha um papel crucial em um sistema de transmissão de energia de corrente contínua de alta tensão e é tipicamente aplicado em casos de fornecimento de energia insular. Caso o lado gerador de energia seja uma fonte de energia de inércia semelhante à energia eólica, não será possível enviar a energia quando uma falha ocorrer no lado receptor de energia, esta será acumulada no lado da corrente contínua, a tensão de uma linha de transmissão de corrente contínua aumentará e, consequentemente, a operação de segurança do equipamento será ameaçada.

[0003] De acordo com uma solução técnica comum na técnica anterior, são adotados dispositivos semicondutores de energia, como resistores formados por conexão de série direta e concentração de IGBTs. A cadeia IGBT é usada para suportar alta tensão e a energia é dissipada pelos resistores concentrados. Com a adoção desta solução, todos os IGBTs devem ser ligados durante a operação, o que representa um requisito extremamente elevado para ativar-desativar a consistência dispositivos e o não cumprimento dessa exigência levará a danos excessivos à parte da cadeia IGBT; os dispositivos devem ser ligados ou desligados repetidamente durante a operação, sendo assim bastante provável que sejam danificados.

[0004] Uma solução modular na técnica anterior tem as desvantagens de um grande número de dispositivos, um alto custo e baixa confiabilidade. Por exemplo, o Pedido de Patente nº CN102132484B fornece um conversor com resistência de frenagem distribuída, que apresenta principalmente os seguintes defeitos: um braço de ponte composto por diodos tem um potencial complicado; e o diodo superior do braço de ponte composto pelos diodos é conectado a um módulo adjacente e, portanto, não pode ser fixado por um capacitor. Devido ao modo de operação complicado, quando o aparelho opera, o potencial entre os módulos não pode ser determinado se os módulos operarem de modo assíncrono, levando assim a um risco de sobretensão com ruptura dos diodos. Além disso, o número de dispositivos é grande, quatro grupos de dispositivos semicondutores de energia são configurados e a confiabilidade do dispositivo semicondutor de energia é baixa, de modo que a taxa de falhas de todos os módulos integrais e os custos são maiores. Nesta solução, cada módulo compreende um braço de ponte composto por dois dispositivos semicondutores de energia e a conexão potencial entre os braços de ponte aumenta a dificuldade do projeto estrutural. Sumário

[0005] Uma incorporação da presente aplicação fornece um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua, compreendendo pelo menos uma unidade de dissipação de energia, na qual a unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão conectados em série na mesma direção; os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão compreendem ramos de capacitores de corrente contínua e ramos de dissipação de energia conectados em paralelo, e os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia e os resistores de dissipação de energia conectados em série; e os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua.

[0006] Além disso, os ramos do capacitor de corrente contínua compreendem ainda os resistores de limitação de corrente, indutores de limitação de corrente ou fusíveis que são conectados em série com os capacitores de corrente contínua.

[0007] Além disso, o aparelho de dissipação de energia de corrente contínua ainda compreende pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, na qual a unidade de ligação unidirecional compreende pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia conectados em série na mesma direção e são conectados em série com a unidade de dissipação de energia.

[0008] Além disso, o aparelho de dissipação de energia de corrente contínua ainda compreende pelo menos uma unidade de carregamento conectada em série com a unidade de dissipação de energia, onde a unidade de carregamento compreende um resistor de carregamento e um comutador de carregamento que são conectados em paralelo.

[0009] Além disso, o aparelho de dissipação de energia de corrente contínua ainda compreende pelo menos um comutador de isolamento conectado em série com a unidade de dissipação de energia.

[0010] Além disso, o aparelho de dissipação de energia de corrente contínua compreende ainda um terceiro dispositivo semicondutor de energia, no qual o terceiro dispositivo semicondutor de energia é conectado em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão e é usado para desviar os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão quando ativamente ligado ou passivamente quebrado.

[0011] Além disso, os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão compreendem ainda os resistores de compartilhamento de tensão conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua.

[0012] Além disso, os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão compreendem ainda os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua e os primeiros comutadores de desvio são comutadores mecânicos ou comutadores de estado sólido compostos por dispositivos semicondutores de energia.

[0013] Além disso, os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão compreendem ainda os segundos ramos de desvio conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua, onde os segundos ramos de desvio compreendem os segundos comutadores de desvio e os primeiros resistores de descarregamento são conectados em série e os segundos comutadores de desvio são comutadores mecânicos ou comutadores de estado sólido compostos por dispositivos semicondutores de energia.

[0014] Além disso, os primeiros ramos de desvio compreendem terceiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os primeiros dispositivos semicondutores de energia e os terceiros comutadores de desvio são comutadores mecânicos, ou comutadores de estado sólido compostos por dispositivos semicondutores de energia.

[0015] Além disso, a unidade de ligação unidirecional é conectada em paralelo com um resistor não linear.

[0016] Além disso, os primeiros dispositivos semicondutores de energia são conectados em paralelo inverso com pelo menos um diodo.

[0017] Além disso, os resistores de dissipação de energia são conectados em paralelo com pelo menos um diodo.

[0018] Além disso, os dispositivos dos segundos dispositivos semicondutores de energia são diodos, dispositivos semicondutores de energia semicontrolados ou dispositivos semicondutores totalmente controlados.

[0019] Além disso, os primeiros dispositivos semicondutores de energia são dispositivos semicondutores totalmente controlados.

[0020] Uma incorporação da presente aplicação fornece ainda um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua, compreendendo: o desligamento dos primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão; e balanceamento de tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia.

[0021] Além disso, após o passo de desligamento dos primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, o método compreende ainda: ligação dos segundos dispositivos semicondutores de energia de todas as unidades de desligamento unidirecional de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua.

[0022] Além disso, quando iniciado, o aparelho é carregado por meio de uma unidade de carregamento e após a etapa de desligamento dos primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, o método de controle compreende ainda: o desligamento de um comutador de carregamento e o carregamento dos capacitores de corrente contínua dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por um resistor de carregamento; e depois que o carregamento é concluído, a ligação do comutador de carregamento e o desvio do resistor de carregamento.

[0023] Além disso, o passo de balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e a ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia compreendem: quando uma tensão de corrente contínua entre dois terminais do aparelho de dissipação de energia de corrente contínua aumenta e excede um primeiro limiar, é ligada parte dos primeiros dispositivos semicondutores de energia de acordo com uma regra até que a tensão de corrente contínua volte a um valor normal e, em seguida, são desligados todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia; ou, quando a tensão de corrente contínua aumenta e excede um segundo limiar, são ligados todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia até que a tensão de corrente contínua volte ao valor normal e, em seguida, são desligados todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia.

[0024] Além disso, o método ainda compreende: quando for detectada uma falha nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, são desligados os primeiros dispositivos semicondutores de energia dos ramos de dissipação de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão; são ligados os segundos comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão para permitir que os capacitores de corrente contínua descarreguem através dos primeiros resistores de descarregamento dos segundos ramos de desvio; e quando for detectado que a tensão dos capacitores de corrente contínua é menor do que um valor de descarregamento seguro, são ligados os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão.

[0025] Além disso, o método ainda compreende: quando for detectada uma falha nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, são desligados os primeiros dispositivos semicondutores de energia dos ramos de dissipação de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão; são ligados os terceiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os primeiros dispositivos semicondutores de energia para permitir que os capacitores de corrente contínua descarreguem através de resistores de dissipação de energia; e quando for detectado que a tensão dos capacitores de corrente contínua é menor do que um valor de descarregamento seguro, são ligados os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão.

[0026] Além disso, o método ainda compreende: quando for detectada uma falha nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão e a tensão dos capacitores de corrente contínua for menor do que um valor de descarregamento seguro, são ligados os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão.

[0027] Além disso, o método ainda compreende: quando for detectada uma falha nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, são ligados os terceiros dispositivos semicondutores de energia conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão para desviar os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão.

[0028] De acordo com a solução técnica fornecida pelas incorporações da presente aplicação, as unidades de ligação unidirecional são dispostas de forma centralizada para serem monitoradas e gerenciadas e os capacitores de corrente contínua suportam a tensão de uma linha em conjunto, de modo que o risco de que os dispositivos semicondutores de energia nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão resistam a uma sobretensão seja reduzido; os capacitores têm uma função de conversão e podem controlar a taxa de elevação da tensão e a taxa de queda de tensão até um certo ponto, de modo que quando a tensão de uma linha de corrente contínua aumenta, os primeiros dispositivos semicondutores de energia podem ser controlados para controlar os resistores de dissipação de energia a fim de estabilizar a tensão de corrente contínua; o aparelho tem alto desempenho de custo e confiabilidade e é fácil de implementar.

Breve Descrição do Desenhos

[0029] Para esclarecer as soluções técnicas das incorporações da presente aplicação, os desenhos utilizados para a descrição das incorporações serão brevemente apresentados abaixo. Obviamente, os desenhos na descrição a seguir são apenas para algumas incorporações da presente aplicação. Aqueles normalmente especializados na técnica podem obter outros desenhos de acordo com os seguintes sem mão-de-obra criativa.

[0030] FIG.1 é um diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por uma incorporação da presente aplicação;

[0031] FIG.2 é um diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0032] FIG.3 é um diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0033] FIG.4 é um diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0034] FIG.5 é um diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0035] FIG.6 é um diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0036] FIG.7 é um diagrama componente de um módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão fornecido por uma incorporação da presente aplicação;

[0037] FIG.8 é um diagrama componente de um módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0038] FIG.9 é um diagrama componente de um módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0039] FIG.10 é um diagrama componente de um módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0040] FIG.11éum diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por uma incorporação da presente aplicação;

[0041] FIG. 12 é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0042] FIG.13é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0043] FIG. 146é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0044] FIG.15 é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0045] FIG. 16 é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0046] FIG.17é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação;

[0047] FIG.18é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação; Descrição Detalhada das Incorporações

[0048] Para esclarecer os propósitos, as soluções técnicas e as vantagens das incorporações da presente aplicação, as implementações específicas das soluções técnicas da presente aplicação são claramente explicadas em maiores detalhes abaixo em conjunto com os desenhos e incorporações acompanhantes. Obviamente, as implementações e incorporações específicas na descrição seguinte são meramente para propósitos de descrição, e não se destinam a limitar a aplicação atual. As seguintes incorporações são apenas ilustrativas, e nem todas são possíveis da presente aplicação. Todas as outras incorporações obtidas pelos habilitados na técnica com base em diferentes variações da presente aplicação também devem estar no âmbito de proteção da presente aplicação.

[0049] Deve-se entender que termos como "primeiro", "segundo" e "terceiro" são usados nesta especificação para descrever diferentes elementos ou conjuntos, mas os elementos ou conjuntos referidos não devem ser limitados por esses termos. Estes termos são meramente usados para distinguir um elemento do outro e um conjunto do outro, de modo que um primeiro elemento ou conjunto discutido abaixo pode ser referido como um segundo elemento ou conjunto sem se afastar do conteúdo da presente aplicação.

[0050] A FIG.1éum diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por uma incorporação da presente aplicação. Como mostrado, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia e é conectado em paralelo com uma linha de corrente contínua de média tensão ou alta tensão. Um terminal do aparelho de dissipação de energia de corrente contínua é conectado a um eletrodo de alto potencial da linha de corrente contínua e o outro terminal do aparelho de dissipação de energia de corrente contínua é conectado a um eletrodo de baixo potencial da linha de corrente contínua.

[0051] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos de capacitor de corrente contínua e ramos de dissipação de energia conectados em paralelo. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e o resistor de dissipação de energia 6 que são conectados em série. Os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4. Nesta incorporação, os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados.

[0052] Opcionalmente, os primeiros dispositivos semicondutores de energia podem ser conectados em paralelo inverso com pelo menos um diodo. Os resistores de dissipação de energia 6 podem ser conectados em paralelo com pelo menos um diodo. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 são tipicamente IGBTs fornecidos com diodos paralelos inversos, dois terminais de cada um dos resistores de dissipação de energia 6 são conectados em paralelo com diodos, os ramos onde os dispositivos semicondutores de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 são diretamente conectados em série e os ramos da série compreendem apenas os dispositivos semicondutores de energia, compreendem todos os dispositivos semicondutores de energia e podem ser pré-montados durante o projeto estrutural, de modo que o tamanho do aparelho seja bastante reduzido, a consistência operacional dos dispositivos seja garantida e a indutância equivalente entre os dispositivos seja diminuída.

[0053] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, o aparelho é desmontado em múltiplos submódulos por meio dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, cada módulo compreende um capacitor de corrente contínua e um resistor de limitação de corrente, e os capacitores de corrente contínua e os resistores de limitação de corrente suportam a tensão da linha em conjunto, de modo que o risco de que os dispositivos semicondutores de energia nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão resistam a uma sobretensão seja reduzida e os capacitores têm uma função de conversão e podem controlar a taxa de elevação e taxa de queda da tensão até certo ponto, de modo que quando a tensão da linha de corrente contínua aumenta, os primeiros dispositivos semicondutores de energia podem ser controlados para controlar os resistores de dissipação de energia a fim de estabilizar a tensão de corrente contínua; e o aparelho tem alto desempenho de custo e confiabilidade e é fácil de implementar.

[0054] A FIG.2 é um diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia.

[0055] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos de capacitor de corrente contínua e ramos de dissipação de energia conectados em paralelo. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série. Os ramos de capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4 e resistores de limitação de corrente 18 conectados em série com os capacitores de corrente contínua 4. Os resistores de limitação de corrente 18 podem ser substituídos com, mas não estão limitados a, indutores ou fusíveis de limitação de energia. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Opcionalmente, os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 podem ser conectados em paralelo inverso com pelo menos um diodo. Os resistores de dissipação de energia 6 podem ser conectados em paralelo com pelo menos um diodo.

[0056] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, as unidades de ligação unidirecionais são organizadas de forma centralizada para formar uma cadeia de diodo para facilitar o monitoramento e o gerenciamento, de modo que um banco capacitor seja impedido de descarregar para um ponto de falha quando uma linha de corrente contínua sofre curto-circuito e um efeito de proteção e isolamento é realizado.

[0057] Referindo-se à FIG. 2 que ilustra outra incorporação da presente aplicação, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia, pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, pelo menos uma unidade de carregamento e pelo menos um comutador de isolamento 14.

[0058] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. A unidade de ligação unidirecional compreende pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia 3 conectados em série na mesma direção e é conectado em série com a unidade de dissipação de energia. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 3 compreendem ramos de capacitor de corrente contínua e ramos de dissipação de energia conectados em paralelo. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série. Os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4. Os resistores de limitação de corrente 18 podem ser substituídos, mas não se limitam a indutores ou fusíveis de limitação de corrente. Os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispostos na mesma direção que uma corrente para permitir o fluxo através dos segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e dos primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. A unidade de carregamento é conectada em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional e compreende um resistor de carregamento 13 e um comutador de carregamento 12 que são conectados em paralelo. O comutador de isolamento 14 é conectado em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional. Nesta incorporação, os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 são diodos, dispositivos semicondutores de energia semicontrolados ou dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Opcionalmente, os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 podem ser conectados em paralelo inverso com pelo menos um diodo. Os resistores de dissipação de energia 6 podem ser conectados em paralelo com pelo menos um diodo.

[0059] Referindo-se à FIG. 2 que ilustra outra incorporação da presente aplicação, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia, pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, pelo menos uma unidade de carregamento, pelo menos um comutador de isolamento 14 e pelo menos um terceiro dispositivo semicondutor de energia 17.

[0060] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. A unidade de ligação unidirecional compreende pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia 3 conectados em série na mesma direção e é conectado em série com a unidade de dissipação de energia. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos de capacitor de corrente contínua e ramos de dissipação de energia que são conectados em paralelo. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série. Os ramos de capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4 e resistores de limitação de corrente 18 conectados em série com os capacitores de corrente contínua 4. Os resistores de limitação de corrente 18 podem ser substituídos, mas não se limitam a indutores ou fusíveis de limitação de corrente. Os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispostos na mesma direção que uma corrente para permitir o fluxo através dos segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. A unidade de carregamento é conectada em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional e compreende um resistor de carregamento 13 e um comutador de carregamento 12 que são conectados em paralelo. O comutador de isolamento 14 é conectado em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional. O terceiro dispositivo semicondutor de energia 17 é conectado em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 e desvia os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 quando ligados ou passivamente quebrados. Nesta incorporação, os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 são diodos, dispositivos semicondutores de energia semicontrolados ou dispositivos semicondutores totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores de energia totalmente — controlados. — Opcionalmente, os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 podem ser conectados em paralelo inverso com pelo menos um diodo. Os resistores de dissipação de energia 6 podem ser conectados em paralelo com pelo menos um diodo.

[0061] AFIG.3éum diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia, pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, pelo menos uma unidade de carregamento, pelo menos um comutador de isolamento 14 e pelo menos um terceiro dispositivo semicondutor de energia 17.

[0062] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. A unidade de ligação unidirecional compreende pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia 3 conectados em série na mesma direção e é conectado em série com a unidade de dissipação de energia. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos do capacitor de corrente contínua, ramos de dissipação de energia e resistores de compartilhamento de tensão 11 conectados em paralelo. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série e os resistores de compartilhamento de tensão 11 são conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série. Os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4. Os segundos dispositivos semicondutores de energia

3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispostos na mesma direção de uma corrente para permitir o fluxo através dos segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e dos primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. A unidade de carregamento é conectada em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional e compreende um resistor de carregamento 13 e um comutador de carregamento 12 que são conectados em paralelo. O comutador de isolamento 14 é conectado em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional. O terceiro dispositivo semicondutor de energia 17 é conectado em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 e desvia os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 quando ligados ou passivamente quebrados. Nesta incorporação, os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 são diodos, dispositivos semicondutores de energia semicontrolados ou dispositivos semicondutores totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Opcionalmente, os primeiros dispositivos de semicondutores de energia 5 podem ser conectados em paralelo inverso com pelo menos um diodo. Os resistores de dissipação de energia 6 podem ser conectados em paralelo com pelo menos um diodo.

[0063] Referindo-se à FIG. 3 que ilustra outra incorporação da presente aplicação, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia, pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, pelo menos uma unidade de carregamento, pelo menos um comutador de isolamento 14, pelo menos um terceiro dispositivo semicondutor de energia 17 e pelo menos um resistor não linear 15, no qual o resistor não linear 15 é conectado em paralelo com a unidade de ligação unidirecional.

[0064] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. A unidade de ligação unidirecional compreende pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia 11 conectados em série na mesma direção, a unidade é conectada em paralelo com um resistor não linear 15 e, em seguida, é conectada em série com a unidade de dissipação de energia.

Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos do capacitor de corrente contínua, ramos de dissipação de energia e resistores de compartilhamento de tensão 11 conectados em paralelo.

Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série e os resistores de compartilhamento de tensão 11 são conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua.

Os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4. Os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispostos na mesma direção de uma corrente para permitir o fluxo através dos segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. A unidade de carregamento é conectada em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional e compreende um resistor de carregamento 13 e um comutador de carregamento 12 que são conectados em paralelo.

O comutador de isolamento 14 é conectado em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional.

O terceiro dispositivo semicondutor de energia 17 é conectado em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 e desvia os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 quando ligados ou passivamente quebrados.

Nesta incorporação, os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 são diodos, dispositivos semicondutores de energia semicontrolados ou dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados.

Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados.

Opcionalmente, os primeiros semicondutores de energia 5 podem ser conectados em paralelo inverso com pelo menos um diodo.

Os resistores de dissipação de energia 6 podem ser conectados em paralelo com pelo menos um diodo.

[0065] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação, dois terminais da unidade de ligação unidirecional são conectados em paralelo com resistores não lineares, de modo que um segmento de diodo não resistirá a uma sobretensão e é protegido de forma centralizada, e comparado com as soluções tradicionais, o número total de diodos é reduzido.

[0066] A FIG.4é um diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia, pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, pelo menos uma unidade de carregamento, pelo menos um comutador de isolamento 14 e pelo menos um resistor não linear 15.

[0067] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. A unidade de ligação unidirecional compreende pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia 11 conectados em série na mesma direção, a unidade é conectada em paralelo com um resistor não linear 15 e, em seguida, é conectada em série com a unidade de dissipação de energia. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos do capacitor de corrente contínua, ramos de dissipação de energia, resistores de compartilhamento de tensão 11 e primeiros comutadores de desvio 10 que se conectaram em paralelo. Os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série, e os resistores de compartilhamento de tensão 11 são conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua. Os primeiros comutadores de desvio 10 são conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua. Os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispostos na mesma direção de uma corrente para permitir o fluxo através dos segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. A unidade de carregamento é conectada em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional e compreende um resistor de carregamento 13 e um comutador de carregamento 12 que são conectados em paralelo. A unidade de isolamento 14 é conectada em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional. O terceiro dispositivo semicondutor de energia 17 é conectado em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 e desvia os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 quando ligados ou passivamente quebrados.

[0068] Isto quer dizer que, o aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 e pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia 3, onde pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são conectados em séries na mesma direção para formar pelo menos uma unidade de dissipação de energia, ou pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia 3 são conectados em série na mesma direção para formar pelo menos uma unidade de ligação unidirecional e a unidade de ligação unidirecional é conectada em série com a unidade de dissipação de energia. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos dos capacitores de corrente contínua, ramos de dissipação de energia e primeiros comutadores de desvio 10, onde os capacitores de corrente contínua, os ramos de dissipação de energia e os primeiros comutadores de desvio 10 são conectados em paralelo e os ramos de dissipação de energia são compostos pelos primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série. Nesta incorporação, os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 são diodos, dispositivos semicondutores de energia semicontrolados ou dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são conectados em paralelo inverso com um diodo. Os resistores de dissipação de energia 6 são conectados em paralelo com um diodo 7.

[0069] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, quando uma falha grave acontece com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, os primeiros comutadores de desvio se desviam diretamente dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão para realizar a ligação-desligamento on-line do aparelho de dissipação de energia a tempo, de modo que o agravamento e a continuação da falha sejam evitados.

[0070] Referindo-se à FIG. 4 que ilustra outra incorporação da presente aplicação, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia, pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, pelo menos uma unidade de carregamento, pelo menos um comutador de isolamento 14 e pelo menos um resistor não linear 15.

[0071] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. A unidade de ligação unidirecional compreende pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia 11 conectados em série na mesma direção, a unidade é conectada em paralelo com um resistor não linear 15 e, em seguida, é conectada em série com a unidade de dissipação de energia. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos do capacitor de corrente contínua, ramos de dissipação de energia, resistores de compartilhamento de tensão 11, primeiros comutadores de desvio 10 e segundos ramos de desvio que são conectados em paralelo. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série e os resistores de compartilhamento de tensão 11 são conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua. Os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4. Os primeiros comutadores de desvio 10 são conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua. Os segundos ramos de desvio são conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua e os primeiros comutadores de desvio 10 e compreendem os dois comutadores de desvio 8 e os primeiros resistores de descarregamento 9 que são conectados em série. Os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispostos na mesma direção de uma corrente para permitir o fluxo através dos segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. A unidade de carregamento é conectada em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional e compreende um resistor de carregamento 13 e um comutador de carregamento 12 que são conectados em paralelo. O comutador de isolamento 14 é conectado em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional. O terceiro dispositivo semicondutor de energia 17 é conectado em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 e desvia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 quando são ligados ou passivamente quebrados. Nesta incorporação, os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 são diodos, dispositivos semicondutores de energia semicontrolados ou dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são conectados em paralelo inverso com um diodo. Os resistores de dissipação de energia 6 são conectados em paralelo com um diodo 7.

[0072] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, quando uma falha ocorre com os módulos, por exemplo, quando uma falha de circuito aberto ocorre nos IGBTs, não haverá consequências graves, embora os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão não possam dissipar energia. Neste caso, os dois ramos de desvio são fechados primeiro para liberar a energia armazenada na tensão dos capacitores de corrente contínua, e os primeiros comutadores de desvio são ligados quando a tensão de corrente contínua é menor do que uma tensão de descarregamento seguro, de modo que os capacitores de corrente contínua sofram subitamente um curto-circuito devido a ligação direta dos primeiros comutadores de desvio e, consequentemente, a vida útil dos capacitores de corrente contínua seja afetada. Em algumas falhas graves, como uma falha de curto- circuito nos IGBTs, os resistores dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão serão colocados no circuito, a tensão de corrente contínua será diminuída imediatamente e os resistores serão danificados algum tempo depois. Neste caso, os primeiros comutadores de desvio podem ser diretamente ligados para realizar desvio duplo, de modo que a confiabilidade do desvio seja bastante melhorada.

[0073] AFIG.5éum diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia, pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, pelo menos uma unidade de carregamento, pelo menos um comutador de isolamento 14 e pelo menos um resistor não linear 15.

[0074] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. A unidade de ligação unidirecional compreende pelo menos dois dispositivos semicondutores de energia 11 conectados em série na mesma direção, a unidade é conectada em paralelo com um resistor não linear 15 e, em seguida, é conectada em série com a unidade de dissipação de energia. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos do capacitor de corrente contínua, ramos de dissipação de energia, resistores de compartilhamento de tensão 11, primeiros comutadores de desvio 10 e terceiros comutadores de desvio 16 conectados em paralelo. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série, e os resistores de compartilhamento de tensão 11 são conectados em paralelo com os capacitores de corrente contínua 4. Os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4. Os primeiros comutadores de desvio 10 são conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua. Os terceiros comutadores de desvio 16 são conectados em paralelo com os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. Os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispostos na mesma direção de uma corrente para permitir o fluxo através dos segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. A unidade de carregamento é conectada em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de desligamento unidirecional e compreende um resistor de carregamento 13 e um comutador de carregamento 12 conectado em paralelo. O comutador de isolamento 14 é conectado em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional. Nesta incorporação, os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 são diodos, dispositivos — semicondutores de energia semicontrolados ou dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são conectados em paralelo inverso com um diodo. Os resistores de dissipação de energia 6 são conectados em paralelo com um diodo 7.

[0075] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, quando uma falha ocorre com os módulos, os terceiros comutadores de desvio são ligados primeiro e os primeiros comutadores de desvio são ligados quando a tensão de corrente contínua é menor do que um valor de descarregamento seguro, de modo que os capacitores de corrente contínua sofram subitamente um curto- circuito devido à ligação direta dos primeiros comutadores de desvio, e consequentemente, a vida útil dos capacitores de corrente contínua, seja afetada. Em algumas falhas graves, os primeiros comutadores de desvio podem ser diretamente ligados para realizar desvio duplo, de modo que a confiabilidade do desvio seja bastante melhorada.

[0076] A FIG.6 é um diagrama topológico de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua 1 compreende pelo menos uma unidade de dissipação de energia, pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, pelo menos uma unidade de carregamento, pelo menos um comutador de isolamento 14 e pelo menos um resistor não linear 15.

[0077] A unidade de dissipação de energia compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 conectados em séries na mesma direção. A unidade de ligação unidirecional compreende pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia 11 conectados em série na mesma direção, a unidade é conectada em paralelo com um resistor não linear 15 e, em seguida, é conectada em série com a unidade de dissipação de energia. Os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreendem ramos do capacitor de corrente contínua, ramos de dissipação de energia, resistores de compartilhamento de tensão 11, terceiros dispositivos semicondutores de energia 17 e terceiros comutadores de desvio 16 conectados em paralelo. Os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 e os resistores de dissipação de energia 6 que são conectados em série e os resistores de compartilhamento de tensão 11 são conectados em paralelo com os ramos dos capacitores de corrente contínua. Os terceiros dispositivos semicondutores de energia 17 são conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua. Os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua 4. Os terceiros comutadores de desvio 16 são conectados em paralelo com os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. Os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispostos na mesma direção de uma corrente para permitir o fluxo através dos segundos dispositivos semicondutores de energia 3 e os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5. A unidade de carregamento é conectada em série com a unidade de dissipação de energia e a unidade de ligação unidirecional e compreende um resistor de carregamento 13 e um comutador de carregamento 12 que são conectados em paralelo. O comutador de isolamento 14 é conectado em série com a unidade de consumo de energia e a unidade de ligação unidirecional. O terceiro dispositivo semicondutor de energia 17 é conectado em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 e desvia os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 quando ligados ou passivamente quebrados. Nesta incorporação, os segundos dispositivos semicondutores de energia 3 são diodos, dispositivos semicondutores de energia semicontrolados ou dispositivos semicondutores de energia totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são dispositivos semicondutores totalmente controlados. Os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5 são conectados em paralelo inverso com um diodo. Os resistores de dissipação de energia 6 são conectados em paralelo com um diodo 7.

[0078] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, quando uma falha ocorre nos módulos, os terceiros comutadores de desvio são ligados primeiro. Em algumas falhas graves, os terceiros dispositivos semicondutores de energia podem ser usados para desviar, particularmente, os tiristores diretamente ligados ou os terceiros dispositivos semicondutores de energia quebrados por uma sobretensão para desviar oportunamente os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, de modo que a confiabilidade do desvio seja bastante melhorada.

[0079] Referindo-se à FIG. 7, que é um diagrama componente do módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão fornecido por uma incorporação da presente aplicação, o módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreende um capacitor de corrente contínua 4, um ramo de dissipação de energia e um resistor de compartilhamento de tensão 11 que são conectados em paralelo.

[0080] O ramo de dissipação de energia compreende um primeiro dispositivo semicondutor de energia 5 e um resistor de dissipação de energia 6 que são conectados em série e o resistor de compartilhamento de tensão 11 é conectado em paralelo com o capacitor de corrente contínua 4.

[0081] Referindo-se à FIG. 8, que é um diagrama componente do módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão fornecido por outra incorporação da presente aplicação, o módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreende um ramo capacitor de corrente contínua, um ramo de dissipação de energia, um resistor de compartilhamento de tensão 11 e um primeiro comutador de desvio 10 que são conectados em paralelo.

[0082] O ramo de dissipação de energia compreende um primeiro dispositivo semicondutor de energia 5 e um resistor de dissipação de energia 6 que são conectados em série, e o resistor de compartilhamento de tensão 11 é conectado em paralelo com o ramo do capacitor de corrente contínua. O primeiro comutador de desvio 10 é conectado em paralelo com o ramo do capacitor de corrente contínua. O primeiro comutador de desvio 10 é um comutador mecânico ou um comutador de estado sólido composto por um dispositivo semicondutor de energia. O ramo capacitor de corrente contínua compreende um capacitor de corrente contínua 4.

[0083] Referindo-se à FIG. 8 que ilustra outra incorporação da presente invenção, o módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreende um ramo capacitor de corrente contínua, um ramo de dissipação de energia, um resistor de compartilhamento de tensão 11, um primeiro comutador de desvio 10 e um segundo ramo de desvio que são conectados em paralelo.

[0084] O ramo de dissipação de energia compreende um primeiro dispositivo semicondutor de energia 5 e um resistor de dissipação de energia 6 que são conectados em série e o resistor de compartilhamento de tensão 11 é conectado em paralelo com o ramo do capacitor de corrente contínua. O primeiro comutador de desvio 10 é conectado em paralelo com o ramo do capacitor de corrente contínua. O ramo capacitor de corrente contínua compreende um capacitor de corrente contínua 4 e um resistor de limitação de corrente 18 conectado em série com o capacitor de corrente contínua 4. O resistor de limitação de corrente 18 pode ser substituído, mas não se limita a um indutor de limitação de corrente ou um fusível. O segundo ramo de desvio é conectado em paralelo com o ramo do capacitor de corrente contínua e compreende um segundo comutador de desvio 8 e um primeiro resistor de descarregamento 9 que são conectados em série. O segundo comutador de desvio 8 é um comutador mecânico ou um comutador de estado sólido composto por um dispositivo semicondutor de energia. Como mostrado na FIG. 8, o primeiro dispositivo semicondutor de energia 5 pode ser conectado em paralelo inverso com pelo menos um diodo. O resistor de dissipação de energia 6 pode ser conectado em paralelo com pelo menos um diodo 7.

[0085] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, os primeiros dispositivos semicondutores de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são tipicamente IGBTs fornecidos com diodos paralelos inversos, dois terminais de cada um dos resistores de dissipação de energia são conectados em paralelo com diodos; os ramos onde se localiza os dispositivos semicondutores de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são conectados diretamente em série e os ramos da série compreendem apenas os dispositivos semicondutores de energia, compreendem todos os dispositivos semicondutores de energia e podem ser pré-montados durante o projeto estrutural, de modo que o tamanho do aparelho seja muito reduzido, a consistência operacional dos dispositivos seja garantida e a indutância equivalente entre os dispositivos seja diminuída.

[0086] Referindo-se à FIG. 9, que é um diagrama componente do módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão fornecido por outra incorporação da presente aplicação, o módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreende um ramo capacitor de corrente contínua, um ramo de dissipação de energia, um resistor de compartilhamento de tensão 11, um primeiro comutador de desvio 10, um segundo ramo de desvio e um terceiro comutador de desvio 16 que são conectados em paralelo.

[0087] Oramo de dissipação de energia compreende um primeiro dispositivo semicondutor de energia 5 e um resistor de dissipação de energia 6 que são conectados em série, e o resistor de compartilhamento de tensão 11 é conectado em paralelo com o ramo do capacitor de corrente contínua. O ramo do capacitor de corrente contínua compreende um capacitor de corrente contínua 4. O primeiro comutador de desvio 10 é conectado em paralelo com o ramo do capacitor de corrente contínua. O segundo ramo de desvio é conectado em paralelo com o ramo do capacitor de corrente contínua e compreende um segundo comutador de desvio 8 e um primeiro resistor de descarregamento 9 que são conectados em série. O terceiro comutador de desvio 16 é conectado em paralelo com o primeiro dispositivo semicondutor de energia 5. O terceiro comutador de desvio 16 é um comutador mecânico ou um comutador de estado sólido formado por um dispositivo semicondutor de energia. Como mostrado na FIG. 9, o primeiro dispositivo semicondutor de energia 5 pode ser conectado em paralelo inverso com pelo menos um diodo. O resistor de dissipação de energia 6 pode estar conectado com pelo menos um diodo 7.

[0088] Referindo-se à FIG. 10 que é um diagrama componente do módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão fornecido por outra incorporação da presente aplicação, o módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 compreende um ramo do capacitor de corrente contínua, um ramo de dissipação de energia, um resistor de compartilhamento de tensão 11 e um terceiro comutador de desvio 16 que são conectados em paralelo e o módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 é conectado com um terceiro dispositivo semicondutor de compartilhamento de energia.

[0089] O ramo de dissipação de energia compreende um primeiro dispositivo semicondutor de energia 5 e um resistor de dissipação de energia 6 que são conectados em série, e o resistor de compartilhamento de tensão 11 é conectado em paralelo com o ramo do capacitor de corrente contínua. O ramo do capacitor de corrente contínua compreende um capacitor de corrente contínua 4. O terceiro comutador de desvio 16 é conectado em paralelo com o primeiro dispositivo semicondutor de energia 5. O terceiro comutador de desvio 16 é um comutador mecânico, ou um comutador de estado sólido formado por um dispositivo semicondutor de energia. O terceiro dispositivo semicondutor de energia 17 é conectado em paralelo com o módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 e desvia do módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão 2 quando ativamente ligado ou passivamente quebrado. Como mostrado na FIG. 10, o primeiro dispositivo semicondutor de energia 5 pode ser conectado em paralelo inverso com pelo menos um diodo. O resistor de dissipação de energia 6 pode estar ainda conectado em paralelo com pelo menos um diodo 7.

[0090] O módulo de dissipação de energia de compartilhamento de tensão nas incorporações acima pode ser configurado no aparelho de dissipação de energia de corrente contínua, conforme necessário.

[0091] AFIG.11éum diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por uma incorporação da presente aplicação. Como mostrado, o método compreende as seguintes etapas.

[0092] S110: os primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[0093] Quando um aparelho é iniciado, os primeiros dispositivos semicondutores de energia nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[0094] S130: as tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são balanceadas por meio de capacitores de corrente contínua e por meio de ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia.

[0095] Como aumento da tensão de corrente contínua de uma linha, a tensão de corrente contínua em dois terminais do aparelho aumentará conformemente, e as tensões dos capacitores nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são balanceadas por meio dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão.

[0096] Coma adoção deste método, o aparelho de dissipação de energia de corrente contínua pode compartilhar um circuito de carregamento com um conversor adjacente, de modo que capacitores de corrente contínua no aparelho de dissipação de energia de corrente contínua e capacitores em um submódulo conversor possam ser carregados ao mesmo tempo.

[0097] AFIG.12éum diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, o método compreende as seguintes etapas.

[0098] S110: os primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados neste momento, um comutador de carregamento é desligado e um comutador de isolamento também é desligado.

[0099] S120: os dispositivos semicondutores de energia de todas as unidades de ligação unidirecional de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua são ligados. Especificamente, em outras incorporações onde nenhuma unidade de ligação unidirecional é configurada, é desnecessário ligar os segundos dispositivos semicondutores de energia.

[00100] S130: as tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são balanceadas por meio de capacitores de corrente contínua e por meio da ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia. Ou seja, as tensões dos capacitores nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são balanceadas por meio dos ramos de dissipação de energia.

[00101] A FIG. 13 é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, um aparelho é carregado por uma unidade de carregamento quando iniciado, e o método compreende as seguintes etapas.

[00102] S110: os primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados neste momento, um comutador de carregamento é desligado, e um comutador de isolamento também é desligado.

[00103] S121: depois que uma linha de corrente contínua é eletrificada, o comutador de isolamento é ligado para carregar capacitores de corrente contínua dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por um resistor de carregamento.

[00104] S122: após completar o carregamento, o comutador de carregamento é ligado e o resistor de carregamento é desviado.

[00105] S130: as tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são balanceadas por meio dos capacitores de corrente contínua e por meio da ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia. Ou seja, as tensões dos capacitores nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são balanceadas por meio dos ramos de dissipação de energia.

[00106] A FIG. 14 é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, o método compreende as seguintes etapas.

[00107] S110: os primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[00108] Quando uma linha de corrente contínua conectada a um aparelho opera normalmente, os primeiros dispositivos semicondutores de energia nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão ficam no estado desligado.

[00109] S120: os segundos dispositivos semicondutores de energia em todas as unidades de ligação unidirecional do aparelho de dissipação de energia de corrente contínua são ligados.

[00110] Neste momento, um comutador de isolamento e um comutador de carregamento são ligados.

[00111] S131: Em caso de uma sobretensão da linha de corrente contínua, quando uma tensão de corrente contínua em dois terminais do aparelho de dissipação de energia de corrente contínua aumenta e excede um primeiro limiar, parte dos primeiros dispositivos semicondutores de energia são ligados de acordo com uma regra até que a tensão de corrente contínua volte a um valor normal e, em seguida, todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia são desligados.

[00112] Nesta incorporação, um modo de dissipação de energia será ativado em caso de uma sobretensão da linha de corrente contínua. O valor normal é de 400kV, o primeiro limiar para controle de tensão é definido para 420kV e um segundo limiar é definido para 440kV.

[00113] No modo de dissipação de energia, quando é detectado que a tensão da linha de corrente contínua excede 420kV, parte dos primeiros dispositivos semicondutores de energia nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são ligados de acordo com uma regra. Neste momento, os resistores são colocados em operação para consumir energia e a variação da tensão de corrente contínua depende da taxa de acumulação e taxa de dissipação de energia.

[00114] No caso da taxa de dissipação de energia ser maior do que a taxa de acumulação de energia, os primeiros dispositivos semicondutores de energia nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados quando é detectado que a tensão de corrente contínua voltou a 400kV ou abaixo.

[00115] S132: quando a tensão de corrente contínua aumenta e excede o segundo limiar, todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia são ligados até que a tensão de corrente contínua volte ao valor normal e, em seguida, todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia são desligados.

[00116] Se a taxa de acumulação de energia for maior do que a taxa de dissipação de energia, a tensão de corrente contínua continuará a subir; quando a tensão de corrente contínua excede 440kV, os primeiros dispositivos semicondutores de energia em todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são ligados ao mesmo tempo para liberar a energia acumulada no lado da corrente contínua com a capacidade máxima de dissipação de energia.

[00117] Quando a tensão da linha de corrente contínua volta ao valor normal de 400kV, os primeiros dispositivos semicondutores de energia nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[00118] Quando uma falha acontece com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, muitos métodos de desvio podem ser adotados.

[00119] A FIG. 15 é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, o método compreende as seguintes etapas.

[00120] S110: os primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[00121] S120: os segundos dispositivos semicondutores de energia de todas as unidades de ligação unidirecional de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua são ligados.

[00122] S130: as tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são balanceadas por meio de capacitores de corrente contínua e por meio da ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia.

[00123] S140: quando é detectada uma falha nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, os primeiros dispositivos semicondutores de energia dos ramos de dissipação de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[00124] S150: os segundos comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são ligados para permitir que os capacitores de corrente contínua sejam descarregados através dos primeiros resistores de descarregamento dos segundos ramos de desvio.

[00125] S160: quando é detectado que a tensão dos capacitores de corrente contínua é menor do que um valor de descarregamento seguro, os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são ligados.

[00126] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, quando uma falha ocorre nos módulos, os segundos comutadores de desvio são ligados primeiro para liberar a energia armazenada na tensão dos capacitores de corrente contínua; quando a tensão de corrente contínua é menor do que a tensão de descarregamento seguro, os comutadores de desvio dos primeiros ramos de desvio são ligados, de modo que os capacitores de corrente contínua sofram subitamente um curto-circuito devido à ligação direta dos primeiros comutadores de desvio e, consequentemente, possam evitar que a vida útil dos capacitores de corrente contínua seja afetada.

[00127] A FIG. 16 é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, o método compreende as seguintes etapas.

[00128] S110: os primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[00129] S120: os dispositivos semicondutores de energia de todas as unidades de ligação unidirecional de um dispositivo de dissipação de energia de corrente contínua são ligados.

[00130] S130: as tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são balanceadas por meio de capacitores de corrente contínua e por meio da ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia.

[00131] S140: quando uma falha ocorre nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, os primeiros dispositivos semicondutores de energia dos ramos de dissipação de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[00132] S141: os terceiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os primeiros dispositivos semicondutores de energia são ligados para permitir que o capacitor de corrente contínua descarregue através de resistores de dissipação de energia.

[00133] S160: quando é detectado que a tensão dos capacitores de corrente contínua é menor do que um valor de descarregamento seguro, os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são ligados.

[00134] Aqui, deve-se notar particularmente que no caso do aparelho incluir os terceiros comutadores de desvio e os primeiros comutadores de desvio, as etapas acima serão executadas. Caso o aparelho inclua os terceiros comutadores de desvio e não inclua os primeiros comutadores de desvio, a etapa S160 não será realizada, os capacitores de corrente contínua serão descarregados através de resistores de dissipação de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão e os resistores de dissipação de energia são fornecidos com um sistema de resfriamento, para que as correntes possam fluir constantemente através dos resistores de dissipação de energia.

[00135] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, quando uma falha ocorre nos módulos, os terceiros comutadores de desvio são ligados primeiro para liberar energia armazenada na tensão dos capacitores de corrente contínua, e os resistores de dissipação de energia são usados como resistores de descarregamento, de modo que o custo seja reduzido, e a taxa de utilização do aparelho seja aumentada. Além disso, os terceiros comutadores de desvio podem ser comutadores mecânicos ou comutadores de estado sólido e podem ser usados como comutadores de reservas e redundâncias dos primeiros dispositivos semicondutores de energia. Quando a tensão de corrente contínua é menor do que a tensão de descarregamento seguro, os comutadores de desvio dos primeiros ramos de desvio são ligados, de modo que os capacitores de corrente contínua sofram subitamente um curto- circuito devido à ligação direta dos primeiros comutadores de desvio e, consequentemente, possam evitar que a vida útil dos capacitores de corrente contínua seja afetada.

[00136] A FIG. 17 é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, o método compreende as seguintes etapas.

[00137] S110: os primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[00138] S120: os dispositivos semicondutores de energia de todas as unidades de ligação unidirecional de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua são ligados.

[00139] S130: a tensão dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão é balanceada por meio de capacitores de corrente contínua e por meio da ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia.

[00140] S170: quando é detectado que uma falha ocorre nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão e a tensão dos capacitores de corrente contínua é menor do que um valor de descarregamento seguro, os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são ligados.

[00141] De acordo com a solução técnica fornecida por esta incorporação da presente aplicação, em caso de falha grave, os primeiros comutadores de desvio podem ser diretamente ligados para desviar dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão a tempo, para que a confiabilidade do desvio seja melhorada.

[00142] A FIG. 18 é um diagrama de fluxo de um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua fornecido por outra incorporação da presente aplicação. Como mostrado, o método compreende as seguintes etapas.

[00143] S110: os primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de todos os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são desligados.

[00144] S120: os segundos dispositivos semicondutores de energia de todas as unidades de ligação unidirecional de um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua são ligados.

[00145] S130: as tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são balanceadas por meio de capacitores de corrente contínua e por meio da ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia.

[00146] S180: quando é detectado que uma falha ocorre nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, os terceiros dispositivos semicondutores de energia conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão são ligados para desviar os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão. Os terceiros dispositivos semicondutores de energia compreendem, mas não se limitam aos tiristores.

[00147] De acordo com a solução técnica desta incorporação da presente aplicação, em algumas falhas graves, os terceiros dispositivos semicondutores de energia podem ser usados para o desvio, particularmente, os tiristores são diretamente ligados ou os terceiros dispositivos semicondutores de energia são quebrados por uma sobretensão para desviar oportunamente os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, de modo que a confiabilidade do desvio seja bastante melhorada.

[00148] Deve-se notar que as incorporações descritas acima com relação aos desenhos acompanhantes são meramente utilizadas para explicar a presente aplicação, e não se destinam a limitar o escopo da presente aplicação. Aqueles normalmente qualificados na técnica devem apreciar que todas as modificações ou substituições equivalentes da presente aplicação obtidas sem se afastar do espírito e escopo da presente aplicação também devem estar no âmbito da presente aplicação.

Além disso, salvo definição em contrário na especificação, os termos na forma singular também podem estar na forma plural ou vice-versa.

Além disso, a menos que seja especificado de outra forma, parte ou toda a incorporação pode ser incorporada com parte ou toda outra incorporação a ser implementada.

O que é reivindicado:

1. Um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua, compreendendo: pelo menos uma unidade de dissipação de energia, compreendendo pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão conectados em série na mesma direção, no qual: os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão compreendem ramos de capacitores de corrente contínua e ramos de dissipação de energia conectados em paralelo, e os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia e os resistores de dissipação de energia conectados em série; e os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua e/ou resistores de limitação de corrente, indutores de limitação de corrente ou fusíveis conectados em série com os capacitores de corrente contínua.

2. O aparelho de dissipação de energia de corrente contínua de acordo com a Reivindicação 1, compreendendo ainda: pelo menos uma unidade de ligação unidirecional, compreendendo pelo menos dois segundos dispositivos semicondutores de energia conectados em série na mesma direção e conectados em série com a unidade de dissipação de energia, onde , preferencialmente, a unidade de ligação unidirecional é conectada em paralelo com um resistor não linear; e/ou pelo menos uma unidade de carga, conectada em série com a unidade de dissipação de energia e compreendendo uma resistência de carga e um comutador de carga conectada em paralelo; e/ou pelo menos um comutador de isolamento conectado em série com a unidade de dissipação de energia, no qual os resistores de dissipação de energia são conectados em paralelo com pelo menos um diodo.

3. O aparelho de dissipação de energia de corrente contínua de acordo com a Reivindicação 1, compreendendo ainda: pelo menos um terceiro dispositivo semicondutor de energia, conectado em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão e usado para desviar os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão quando sendo ligado ou passivamente quebrado.

4. O aparelho de dissipação de energia de corrente contínua de acordo com a Reivindicação 1, onde os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão compreendem ainda: resistores de compartilhamento de tensão, conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua; e/ou primeiros comutadores de desvio, conectados em paralelo com os ramos capacitores de corrente contínua, em que os primeiros comutadores de desvio são comutadores mecânicos, ou comutadores de estado sólido compostos de dispositivos semicondutores de energia.

5. O aparelho de dissipação de energia de corrente contínua de acordo com a Reivindicação 1, onde os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão compreendem ainda: Segundos ramos de desvio, conectados em paralelo com os ramos do capacitor de corrente contínua e compreendendo os segundos comutadores de desvio e os primeiros resistores de descarregamento conectados em série, onde os segundos comutadores de desvio são comutadores mecânicos ou comutadores de estado sólido compostos por dispositivos semicondutores de energia; e/ou Terceiros comutadores de desvio, conectados em paralelo com os primeiros dispositivos semicondutores de energia, onde os terceiros comutadores de desvio são comutadores mecânicos, ou comutadores de estado sólido compostos de dispositivos semicondutores de energia, onde os primeiros dispositivos semicondutores de energia são conectados em paralelo inverso com pelo menos um diodo.

6. Um método de controle para um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua, compreendendo: Desligamento dos primeiros dispositivos semicondutores de energia de ramos de dissipação de energia de cada um dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão; e/ou Ligação dos segundos dispositivos semicondutores energia de cada uma das unidades de ligação unidirecional do aparelho de dissipação de energia de corrente contínua; e/ou Desligamento de um comutador de carga e carregamento dos capacitores de corrente contínua dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por meio de um resistor de carga; e depois de concluído o carregamento, ligação do comutador de carregamento, e desvio do resistor de carregamento; Balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia.

7. O método de acordo com a Reivindicação 6, onde a etapa de balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e a ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia compreende: quando uma tensão de corrente contínua em dois terminais do aparelho de dissipação de energia de corrente contínua aumenta e excede um primeiro limiar, é ligada uma parte dos primeiros dispositivos semicondutores de energia de acordo com uma regra até que a tensão de corrente contínua volte a um valor normal e, em seguida, é desligado cada um dos primeiros dispositivos semicondutores de energia; e quando a tensão de corrente contínua aumenta e excede um segundo limiar, é ligado cada um dos primeiros dispositivos semicondutores de energia até que a tensão de corrente contínua volte ao valor normal e, em seguida, é desligado cada um dos primeiros dispositivos semicondutores de energia.

8. O método de acordo com a Reivindicação 6, compreende ainda: quando é detectado que uma falha ocorre nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, são ligados os primeiros dispositivos semicondutores de energia dos ramos de dissipação de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão; são ligados os segundos comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão para permitir que os capacitores de corrente contínua descarreguem através dos primeiros resistores de descarregamento dos segundos ramos de desvio; e quando é detectado que uma tensão dos capacitores de corrente contínua é menor do que um valor de descarregamento seguro, são ligados os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão.

9. O método de acordo com a Reivindicação 6, compreende ainda: quando é detectado que uma falha ocorre nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, são desligados os primeiros dispositivos semicondutores de energia dos ramos de dissipação de energia dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão; são ligados os terceiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os primeiros dispositivos semicondutores de energia para permitir que os capacitores de corrente contínua descarreguem através de resistores de dissipação de energia; e quando é detectado que uma tensão dos capacitores de corrente contínua é menor do que um valor de descarregamento seguro, são ligados os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão.

10. O método de acordo com a Reivindicação 6, compreende ainda:

quando é detectado que uma falha ocorre nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão e uma tensão dos capacitores de corrente contínua é menor do que um valor de descarregamento seguro, são ligados os primeiros comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão; ou quando for detectada uma falha nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão, liga-se os terceiros dispositivos semicondutores de energia conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão para desviar os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão.

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Ss110 Desligue todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia — Ss130 Faça o balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e por meio de ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia Fig. 11 Desligue todos os primeiros dispositivos semicondutores S110 Ã de energia 8120 —— Ligue todos os segundos dispositivos semicondutores de energia Faça o balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de —— : " : ; S130 compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e por meio de ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia Fig. 12 S110 =| Desligue todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia S121 ——— | Desligue um comutador de carregamento para carregar capacitores de corrente contínua por um resistor de carregamento S122 ——-| Depois de completar o carregamento, ligue o comutador de carregamento e faço o desvio do resistor de carregamento Faça o balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de S130 — compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e por meio de ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia Fig. 13

S110 = Desligue todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia S120 =——) Ligue todos os segundos dispositivos semicondutores de energia Quando uma tensão de corrente continua através de dois terminais de um aparelho s131 excede o primeiro limiar, ligue parte dos primeiros dispositivos semicondutores de energia até que a tensão volte ao normal e desligue os primeiros dispositivos semicondutores de energia Quando a tensão de corrente continua de dois terminais do aparelho excede um S132 ———— segundo limiar, ligue todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia até que a tensão volte ao normal e em seguida desligue os primeiros dispositivos semicondutores de energia Fig. 14 S110 ——| Desligue todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia sl 20 m— Ligue todos os segundos dispositivos semicondutores de energia Faça o balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de S130———- compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e por meio de ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia Ss140 - Quando ocorre uma falha nos módulos de dissipação de energia de . compartilhamento de tensão, desligue os primeiros dispositivos semicondutores de | energia S150 Ligue os segundos comutadores de desvio conectados em paralelo com os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão S160 —— Quando a tensão dos capacitores de corrente contínua for menor que um valor de descarga seguro, ligue os primeiros comutadores de desvio Fig. 15

S110 = Desligue todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5120 = Ligue todos os segundos dispositivos semicondutores de energia S130 Faça o balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e por meio de ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia S140 Quando ocorre uma falha nos módulos de dissipação de energia de “=| compartilhamento de tensão, desligue os primeiros dispositivos semicondutores de - energia S141 2 ' ; , Ligue os terceiros comutadores de desvio S160 ——| Quando a tensão dos capacitores de corrente contínua for menor do que um valor de descarga seguro, ligue os primeiros comutadores de desvio Fig. 16 s110 Desligue todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia 5120 ——m Ligue todos os segundos dispositivos semicondutores de energia S130 Faça o balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e por meio de ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia Caso ocorra uma falha nos módulos de dissipação de energia de compartilhamento S170 ——— | de tensão, ligue os primeiros comutadores de desvio quando a tensão dos capacitores de corrente contínua for menor do que um valor de descarga seguro Fig. 17 s110 > Desligue todos os primeiros dispositivos semicondutores de energia S120 =—=)| Ligue todos os segundos dispositivos semicondutores de energia S130 Faça o balanceamento das tensões dos módulos de dissipação de energia de " compartilhamento de tensão por meio de capacitores de corrente contínua e por meio de ligação seletiva dos primeiros dispositivos semicondutores de energia S180 Quando ocorre uma falha nos módulos de dissipação de energia de m— compartilhamento de tensão, ligue os terceiros dispositivos semicondutores de energia Fig. 18

APARELHO DE DISSIPAÇÃO DE ENERGIA DE CORRENTE CONTÍNUA E UM

MÉTODO PARA SEU CONTROLE Abstrato A presente aplicação fornecida é um aparelho de dissipação de energia de corrente contínua e um método de controle para ele. O aparelho de dissipação de energia de corrente contínua compreende pelo menos uma unidade de consumo de energia, que compreende pelo menos dois módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão conectados em séries na mesma direção; os módulos de dissipação de energia de compartilhamento de tensão compreendem ramos de capacitores de corrente contínua e ramos de dissipação de energia conectados em paralelo e os ramos de dissipação de energia compreendem os primeiros dispositivos semicondutores de energia e os resistores de dissipação de energia conectados em série e os ramos dos capacitores de corrente contínua compreendem capacitores de corrente contínua.