CN102754323A - 用于运行直接变换器电路的方法以及用于执行该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明说明用于运行直接变换器电路的方法，其中借助于控制信号(S1)来控制所属相模块(1)的开关单元(2)的功率半导体开关。为了减少相模块(1)处的不希望的能量波动，对于每个相模块(1)，控制信号(S1)由与相模块(1)上的电压(UUR,UUS,UUT;UVR,UVS,UVT;UWR,UWS,UWT)有关的参考信号(Vref,UR,Vref,US,Vref,UT,Vref,VR,Vref,VS,Vref,VT,Vref,WR,Vref,WS,Vref,WT)和电感(LUR,LUS,LUT;LVR,LVS,LVT;LWR,LWS,LWT)上的电压信号(VLUR,VLUS,VLUT,VLVR,VLVS,VLVT,VLWR,VLWS,VLWT)之差形成，其中电感(LUR,LUS,LUT;LVR,LVS,LVT;LWR,LWS,LWT)上的电压信号(VLUR,VLUS,VLUT,VLVR,VLVS,VLVT,VLWR,VLWS,VLWT)由与通过相模块(1)的电流(iUR,iUS,iUT;iVR,iVS,iVT;iWR,iWS,iWT)有关的参考信号(iref,UR,iref,US,iref,UT,iref,VR,iref,VS,iref,VT,iref,WR,iref,WS,iref,WT)形成。此外，与通过相模块(1)的电流(iUR,iUS,iUT;iVR,iVS,iVT;iWR,iWS,iWT)有关的参考信号(iref,UR,iref,US,iref,UT,iref,VR,iref,VS,iref,VT,iref,WR,iref,WS,iref,WT)由第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相功率的平均值(I)或瞬时值(PU,PV,PW)、由第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相功率的平均值(II)或瞬时值(PR,PS,PT)、由第一电流或电压系统的相(U、V、W)的相功率的瞬时值(PUVW)或平均值(PUVWM)的总和以及由第二电流或电压系统的相(R、S、T)的相功率的瞬时值(PRST)或平均值(PRSTM)的总和形成。此外，说明用于执行该方法的设备。

Description

用于运行直接变换器电路的方法以及用于执行该方法的设备
技术领域
本发明涉及功率电子装置领域。本发明以根据独立权利要求的前序部分所述的用于运行直接变换器电路的方法以及用于执行该方法的设备为出发点。
背景技术
直接变换器电路、尤其是矩阵变换器在过去早就具有学术意义。但是目前，直接变换器电路尤其是对于工业应用变得重要，因为借助于直接变换器电路在无昂贵的直流电压中间回路或直流电流中间回路的情况下可以将第一幅度和第一频率的输入电压或输入电流直接转换成第二幅度和第二频率的输出电压或输出电流。这样的直接变换器电路例如在US 6,900,998 B2中得以说明。在这里，直接变换器电路具有n=3个输入相端子和p=3个输出相端子，也即US 6,900,998 B2的直接变换器电路在输入侧和在输出侧被构造为三相的。US 6,900,998 B2的直接变换器电路此外包括分别具有用于在极之间切换正和负电压的两极式开关单元的9个相模块，其中每个输出相端子分别直接地经由开关单元串联地与每个输入相端子连接。这样的开关单元具有带有受控制的单向电流引导方向的可控制的双向功率半导体开关和电容性能量存储器。
在按照US 6,900,998 B2的直接变换器电路情况下有问题的是，在每个支路处、也即在每个相模块处的电压不能被调整为使得能够通过开关单元获得连续的电流流动，由此通过相应分支的有效电流调整是不可能的。由此，利用US 6,900,998 B2的直接变换器电路不能或者仅仅非常受限制地在各个分支之间交换电能。但是如果直接变换器电路能够传输大的电能量，则US 6,900,998 B2的开关单元的电容的大小应该被确定为相应大，由此得出这样的直接变换器电路的巨大空间需求和显著的成本。利用这种直接变换器电路构建的系统由此同样将具有相应大的空间需求且是相应贵的。
各个相模块处的能量波动导致所属开关单元中的电容性能量存储器处的电压波动。但是，为了可靠且稳定地运行和为了能够有益地实现直接变换器电路，相模块处的该能量波动的幅度必须能够被限制和最小化，以便能够将具有尽可能小的电容性能量存储器的相模块的所属开关单元的每个单个电容性能量存储器处的最大电压限制到希望的值。
在“A Methodology for Developing `Chainlink` Converters”, EPE 8. September 2009中说明一种直接变换器电路，其中每个相模块均具有与开关单元的串联电路串联的电感。
在WO 2008/067788 A1中说明一种用于运行按照WO 2007/023064 A1的变换器电路的方法，所述变换器电路调节开关单元的能量含量。在WO 2008/067788 A1中描述的方法仅适用于按照WO 2007/023064 A1的变换器电路的实施，其将一个系统的三相与另一系统的两相连接，其中在直接变换器电路中的接线柱中的电流总是为零。
在“On Dynamics and Voltage Control of Modular Multilevel Converter”，EPE 8. September 2009中说明了一种用于运行变换器电路的方法，其中借助于特意为此设置的调节装置来实现相模块的对称化。
发明内容
因此，本发明的任务是说明一种用于运行直接变换器电路的方法，借助于所述方法能够实现相模块处的小的能量波动。另外，本发明的任务是说明一种设备，利用所述设备可以以特别简单的方式来执行根据本发明的方法。
这些任务通过权利要求1和权利要求5的特征来解决。在从属权利要求中说明本发明的有利的改进方案。
直接变换器电路具有至少两个相模块并且用于将第一电流或电压系统的相与第二电流或电压系统的相相连接。此外，每个相模块均包括多个彼此串联的两极式开关单元并且每个开关单元均具有带有受控制的单向电流引导方向的可控制的双向功率半导体开关和电容性能量存储器。根据方法，借助于控制信号来控制所属相模块的开关单元的功率半导体开关。按照本发明，每个相模块现在具有与开关单元的串联电路串联的电感，并且对于每个相模块而言，控制信号由与相模块上的电压有关的参考信号和电感上的电压信号之差形成，其中电感上的电压信号由与通过相模块的电流有关的参考信号形成。与通过相模块的电流有关的参考信号又由第一电流或电压系统的连接在相模块上的相的相功率的平均值或瞬时值、由第二电流或电压系统的连接在相模块上的相的相功率的平均值或瞬时值、由第一电流或电压系统的相的相功率的瞬时值或平均值的总和以及由第二电流或电压系统的相的相功率的瞬时值或平均值的总和形成。
通过第一电流或电压系统的连接在相模块上的相的相功率的平均值或瞬时值、第二电流或电压系统的连接在相模块上的相的相功率的平均值或瞬时值、第一电流或电压系统的相的相功率的瞬时值或平均值的总和以及第二电流或电压系统的相的相功率的瞬时值或平均值的总和最终形成控制信号，可以有利地实现将所有相电流和电容性能量存储器的电流分布到相模块上，使得能够实现相模块处的能量波动的小幅度，由此能够实现直接变换器电路的可靠且稳定运行并且能够将开关单元的电容性能量存储器的大小确定得小并且从而是节省空间且成本低的。
用于执行用于运行直接变换器电路的方法的根据本发明的设备具有针对每个相模块的用于产生控制信号的控制电路，所述控制电路与相模块的开关单元的功率半导体开关连接。关于每个相模块，与相模块上的电压有关的参考信号和电感上的电压信号之间的差被输送给控制电路用于形成控制信号。此外，对于所有相模块，设置共同的第一计算单元，用于由与通过相模块的电流有关的参考信号形成电感上的电压信号。对于所有相模块，另外设置共同的第二计算单元，用于由第一电流或电压系统的连接在相模块上的相的相功率的平均值或瞬时值、由第二电流或电压系统的连接在相模块上的相的相功率的平均值或瞬时值、由第一电流或电压系统的相的相功率的瞬时值或平均值的总和以及由第二电流或电压系统的相的相功率的瞬时值或平均值的总和形成与通过相模块的电流有关的参考信号。
用于执行用于运行直接变换器电路的方法的根据本发明的设备因此可以非常简单且成本低地来实现，这是因为可以将电路耗费保持得尽可能小并且此外仅需要少量的器件用于构建。因此，借助于该设备可以特别简单地执行根据本发明的方法。
本发明的这些和其他任务、优点和特征从结合附图对下面对本发明的优选实施形式的详细描述中变得明显。
附图说明
图1示出用于执行用于运行直接变换器电路的本发明方法的本发明设备的实施形式，和
图2示出直接变换器的实施形式。
在附图中所使用的附图标记和其含义在附图标记列表中以概况的方式被列出。原则上在图中相同的部分配备有相同的附图标记。所述的实施形式示例性地代表发明主题并且不具有限制作用。
具体实施方式
图1示出用于执行用于运行直接变换器电路的本发明方法的本发明设备的实施形式，其中在图1中为了一目了然性仅示出了直接变换器电路的一个相模块1。根据图1的直接变换器电路一般地具有至少两个相模块1，其中每个相模块1用于将第一电流或电压系统的相U、V、W与第二电流或电压系统的相R、S、T连接。关于图1假定，第一电流或电压系统具有三个相U、V、W并且第二电流或电压系统同样具有三个相R、S、T，其中关于系统自然可以设想任意的相数量。每个相模块1均包括多个彼此串联的两极式开关单元2，其中每个开关单元2均具有带有受控制的单向电流引导方向的可控制的双向功率半导体开关和电容性能量存储器。相应的可控制的功率半导体开关尤其是被构造为可关断晶闸管(GTO-Gate Turn-Off Thyristor(门极可关断晶闸管))或者被构造为具有分别带有反并联的二极管的换向控制电极的集成晶闸管(IGCT-Integrated Gate Commutated Thyristor(集成门极换向晶闸管))。但是也可以设想，将可控制的功率半导体开关例如构造为具有附加地反并联的二极管的功率MOSFET或者构造为具有附加地反并联的二极管的具有绝缘布置的门电极的双极晶体管(IGBT)。在图2中示例性地示出具有前述相模块的直接变换器的实施形式。
根据方法，对于每个相模块1，借助于控制信号S1控制开关单元2的功率半导体开关。控制信号S1对于每个开关单元2来说优选地在时间上偏移，使得每个开关单元2有利地可以在时间上偏移地被控制。根据本发明，现在每个相模块1均具有与开关单元的串联电路串联的电感LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT ，并且对于每个相模块1，控制信号S1由与相模块1上的电压 UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT 有关的参考信号 Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT和电感 LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT 上的电压信号VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT之差形成，其中电感LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT 上的电压信号VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT 由与通过相模块1的电流 iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT有关的参考信号 iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT形成。与相模块1上的电压 UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT 有关的参考信号 Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT 优选地由用于第一电流或电压系统的相U、V、W的相电流的上级的电流调节器以及由用于第二电流或电压系统的相R、S、T的相电流的上级的电流调节器产生。此外，与通过相模块1的电流 iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT的参考信号 iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT 由第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相功率的平均值                                                
Figure 2010800641528100002DEST_PATH_IMAGE002
 或瞬时值 PU, PV, PW、由第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相功率的平均值
Figure 2010800641528100002DEST_PATH_IMAGE004
或瞬时值PR, PS, PT 、由第一电流或电压系统的相U、V、W的相功率的瞬时值PUVW 或平均值PUVWM 的总和以及由第二电流或电压系统的相R、S、T的相功率的瞬时值PRST或平均值PRSTM的总和形成。
通过第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相功率的平均值 
Figure 171697DEST_PATH_IMAGE002
 或瞬时值 PU, PV, PW、第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相功率的平均值
Figure 629223DEST_PATH_IMAGE004
或瞬时值PR, PS, PT 、第一电流或电压系统的相U、V、W的相功率的瞬时值PUVW 或平均值PUVWM 的总和以及第二电流或电压系统的相R、S、T的相功率的瞬时值PRST或平均值PRSTM的总和最终形成控制信号S1，可以有利地实现将所有相电流和电容性能量存储器的电流分布到相模块1上，使得能够实现相模块1处的能量波动的希望的小幅度，由此能够实现直接变换器电路的可靠且稳定的运行并且能够将开关单元2的电容性能量存储器的大小确定得小并且从而是节省空间的且成本低的。
一般地，为了形成所属相模块1的电感LXY 上的电压信号 VLXY 使用下面的公式：
                                    [1],
其中下标一般地说明第一电流或电压系统的相X与第二电流或电压系统的相Y的连接。可替代地，也可以例如通过反馈形成所属相模块1的电感LXY 上的电压信号 VLXY ：
Figure 2010800641528100002DEST_PATH_IMAGE008
,
其中K是可选的因子。
根据图1，按照桥电路的类型来连接每个开关单元2的功率半导体开关，其中电容性能量存储器与桥电路并联。可替代地也可以设想，按照半桥电路的类型连接每个开关单元2的功率半导体开关，其中电容性能量存储器于是与半桥电路并联。
对于每个相模块1，与通过相模块1的电流 iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT 有关的参考信号  iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT 附加地由第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电流 iU, iV, iW以及由第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电流 iR, iS, iT形成。
一般地，与通过相模块1的电流iXY 有关的参考信号iref,XY 因此通过以下公式形成:
                             [2a],
其中一般地，下标X是第一电流或电压系统的相，下标Y是第二电流或电压系统的相，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
, 是相功率PX, PY的平均值，并且P1M 是第一电流或电压系统的相功率的平均值的总和而P2M 是第二电流或电压系统的相功率的平均值的总和。
可替代地也可以设想，与通过相模块1的电流iXY 有关的参考信号iref,XY 通过以下公式形成：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
                               [2b],
其中一般地再一次，下标X是第一电流或电压系统的相，下标Y是第二电流或电压系统的相，PX, PY是相功率的瞬时值，并且P1 是第一电流或电压系统的相功率的瞬时值的总和以及P2 是第二电流或电压系统的相功率的瞬时值的总和。
优选地，第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相应的相电流 iU, iV, iW以及第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相应的相电流 iR, iS, iT是瞬时值，其例如通过测量来确定。
对于每个相模块1，第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相功率 PU, PV, PW 的瞬时值例如由与第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电流iU, iV, iW有关的参考信号Iref,U, Iref,V, Iref,W 以及由与第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电压uU, uV, uW有关的参考信号 Vref,U, Vref,V, Vref,W 形成。可替代地也可以设想，第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相功率 PU, PV, PW 的瞬时值例如由第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电流iU, iV, iW(例如由测量值)以及由第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电压uU, uV, uW(例如由测量值)形成。
此外，第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相功率 PR, PS, PT 的瞬时值例如由与第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电流iR, iS, iT有关的参考信号Iref,R, Iref,S, Iref,T 以及由与第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电压UR, US, UT有关的参考信号 Vref,R, Vref,S, Vref,T 形成。可替代地也可以设想，第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相功率 PR, PS, PT 的瞬时值例如由第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电流iR, iS, iT(例如由测量值)以及由第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电压uR, uS, uT(例如由测量值)形成。
第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相功率 PU, PV, PW 的相应的瞬时值和第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相功率 PR, PS, PT 的相应的瞬时值尤其是按照公式[3a]来计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE018
                                           [3a],
其中再一次一般地，下标X是第一电流或电压系统的相，下标Y是第二电流或电压系统的相。
分别可以预先给定与第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电流iU, iV, iW有关的参考信号Iref,U, Iref,V, Iref,W 或者一般地Iref,X、与第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电压uU, uV, uW有关的参考信号 Vref,U, Vref,V, Vref,W 或者一般地Vref,X、与第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电流iR, iS, iT有关的参考信号Iref,R, Iref,S, Iref,T 或者一般地Iref,Y以及与第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电压uR, uS, uT有关的参考信号 Vref,R, Vref,S, Vref,T 或者一般地Iref,Y。
可替代地也可能的是，第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相功率 PU, PV, PW 的相应的瞬时值和第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相功率 PR, PS, PT 的相应的瞬时值按照公式[3b]从所述的测量值中来计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
                                                  [3b],
其中再一次一般地，下标X是第一电流或电压系统的相，下标Y是第二电流或电压系统的相。
明确地提及的是，也可以以其他方式来实现对相功率的前述瞬时值PU, PV, PW, PR, PS, PT 的所提及的形成。
根据图1，对于每个相模块1，用于执行用于运行直接变换器电路的方法的本发明设备具有用于产生控制信号S1的控制电路3，所述控制电路3与相模块1的开关单元2的功率半导体开关连接。按照本发明，关于每个相模块1，与相模块1上的电压UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT 有关的参考信号Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT 和电感 LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT 上的电压信号 VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT之间的差被输送给控制电路3用于形成控制信号S1。此外，对于所有相模块1，设置共同的第一计算单元4，用于由与通过相模块1的电流 iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT 有关的参考信号iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT 尤其是按照公式[1]形成电感 LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT上的电压信号VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT 。另外，对于所有相模块1，设置共同的第二计算单元5，用于由第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相功率的平均值
Figure 692863DEST_PATH_IMAGE002
或瞬时值 PU, PV, PW 、由第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相功率的平均值或瞬时值PR, PS, PT 、由第一电流或电压系统的相U、V、W的相功率的瞬时值 PUVW 或平均值PUVWM的总和以及由第二电流或电压系统的相R、S、T的相功率的瞬时值PRST或平均值 PRSTM 的总和尤其是按照公式[2a]或者[2b]形成与通过相模块1的电流 iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT 有关的参考信号iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT。
共同的第二计算单元5附加地由第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电流 iU, iV, iW以及由第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电流 iR, iS, iT尤其是按照公式[2a]或者[2b]形成与通过相模块1的电流 iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT 有关的参考信号  iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT。
此外，对于所有相模块1，设置共同的第三计算单元6，用于由与第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电流iU, iV, iW有关的参考信号Iref,U, Iref,V, Iref,W 以及由与第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电压uU, uV, uW有关的参考信号 Vref,U, Vref,V, Vref,W 尤其是按照公式[3a]形成第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相功率 PU, PV, PW 的瞬时值和用于由与第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电流iR, iR, iT有关的参考信号Iref,R, Iref,S, Iref,T 以及由与第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电压uR, uS, uT有关的参考信号 Vref,R, Vref,S, Vref,T 尤其是按照公式[3a]形成第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相功率 PR, PS, PT 的瞬时值。
对此可替代地，对于所有相模块1，设置共同的第三计算单元6，用于由第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电流iU, iV, iW以及由第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相电压uU, uV, uW尤其是按照公式[3b]形成第一电流或电压系统的连接在相模块1上的相U、V、W的相功率 PU, PV, PW 的瞬时值以及用于由第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电流iR, iS, iT以及由第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相电压uR, uS, uT尤其是按照公式[3b]形成第二电流或电压系统的连接在相模块1上的相R、S、T的相功率 PR, PS, PT 的瞬时值。
总之能够示出，尤其是按照图1的用于执行用于运行直接变换器电路的本发明方法的本发明设备能够非常简单地和成本低地来实现，这是因为电路耗费尽可能小并且此外仅需要少量器件用于构建。因此，利用所述设备能够特别简单地执行根据本发明的方法。
附图标记列表
1 相模块
2 开关单元
3 控制电路
4 第一计算单元
5 第二计算单元
6 第三计算单元。

Claims (8)

1. 用于运行直接变换器电路的方法，其中所述直接变换器电路具有至少两个相模块(1)并且用于将第一电流或电压系统的相(U、V、W)与第二电流或电压系统的相(R、S、T)连接，每个相模块(1)均包括多个彼此串联的两极式开关单元(2)并且每个开关单元(2)均具有带有受控制的单向电流引导方向的可控制的双向功率半导体开关和电容性能量存储器，
其中借助于控制信号(S1)来控制所属相模块(1)的开关单元(2)的功率半导体开关并且每个相模块(1)具有与开关单元的串联电路串联的电感(LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT)，
其特征在于，对于每个相模块(1)，所述控制信号(S1)由与所述相模块(1)上的电压(UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT)有关的参考信号(Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT)和所述电感(LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 上的电压信号 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT)之差形成，以及
所述电感 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT)上的电压信号(VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 由与通过所述相模块(1)的电流(iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT)有关的参考信号(iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT)形成，以及
与通过所述相模块(1)的电流(iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT)有关的参考信号 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT)由第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相功率的平均值 (                                               
Figure 2010800641528100001DEST_PATH_IMAGE002
)或瞬时值(PU, PV, PW)、由第二电流或电压系统的连接在所述相模块(1)上的相(R、S、T)的相功率的平均值(
Figure 2010800641528100001DEST_PATH_IMAGE004
)或瞬时值(PR, PS, PT )、由第一电流或电压系统的相(U、V、W)的相功率的瞬时值(PUVW)或平均值(PUVWM)的总和以及由第二电流或电压系统的相(R、S、T)的相功率的瞬时值(PRST)或平均值(PRSTM)的总和形成。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每个相模块(1)，与通过相模块(1)的电流(iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT)有关的参考信号(iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT)附加地由第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电流 (iU, iV, iW)以及由第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电流 (iR, iS, iT)形成。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于每个相模块(1)，第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相功率 (PU, PV, PW)的瞬时值由与第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电流(iU, iV, iW)有关的参考信号(Iref,U, Iref,V, Iref,W)以及由与第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电压(UU,UV,UW)有关的参考信号 (Vref,U, Vref,V, Vref,W)形成，以及
第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相功率 (PR, PS, PT )的瞬时值由与第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电流(iR, iS, iT)有关的参考信号(Iref,R, Iref,S, Iref,T)以及由与第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电压(UR, US, UT)有关的参考信号 (Vref,R, Vref,S, Vref,T) 形成。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于每个相模块(1)，第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相功率 (PU, PV, PW )的瞬时值由第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电流(iU, iV, iW)以及由第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电压(uU, uV, uW)形成，以及
第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相功率( PR, PS, PT )的瞬时值由第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电流(iR, iS, iT)以及由第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电压(uR, uS, uT)形成。
5. 用于执行用于运行直接变换器电路的方法的设备，其中所述直接变换器电路具有至少两个相模块(1)并且用于将第一电流或电压系统的相(U、V、W)与第二电流或电压系统的相(R、S、T)连接，每个相模块(1)均包括多个彼此串联的两极式开关单元(2)并且每个开关单元(2)均具有带有受控制的单向电流引导方向的可控制的双向功率半导体开关和电容性能量存储器，
对于每个相模块(1)具有用于产生控制信号(S1)的控制电路(3)，所述控制电路(3)与所述相模块(1)的开关单元(2)的功率半导体开关连接并且每个相模块(1)具有与开关单元的串联电路串联的电感(LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT)，
其特征在于，
关于每个相模块(1)，将与相模块(1)上的电压(UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT)有关的参考信号(Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT)和电感(LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 上的电压信号 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT)之间的差输送给所述控制电路(3)用于形成控制信号(S1)，
对于所有相模块(1)，设置共同的第一计算单元(4)，用于由与通过相模块(1)的电流(iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT)有关的参考信号(iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT)形成所述电感 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT)上的电压信号(VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT)，以及
对于所有相模块(1)，设置共同的第二计算单元，用于由第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相功率的平均值 (
Figure 886349DEST_PATH_IMAGE002
)或瞬时值(PU, PV, PW)、由第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相功率的平均值(
Figure 865806DEST_PATH_IMAGE004
)或瞬时值(PR, PS, PT )、由第一电流或电压系统的相(U、V、W)的相功率的瞬时值(PUVW)或平均值(PUVWM)的总和以及由第二电流或电压系统的相(R、S、T)的相功率的瞬时值(PRST)或平均值(PRSTM)的总和形成与通过相模块(1)的电流(iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT)有关的参考信号 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT)。
6. 根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述共同的第二计算单元附加地由第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电流 (iU, iV, iW)以及由第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电流( iR, iS, iT)形成与通过所述相模块(1)的电流( iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 有关的参考信号  (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT)。
7. 根据权利要求6所述的设备，其特征在于，对于所有相模块(1)，设置共同的第三计算单元(6)，用于由与第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电流(iU, iV, iW)有关的参考信号(Iref,U, Iref,V, Iref,W)以及由与第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电压(UU, UV, UW)有关的参考信号(Vref,U, Vref,V, Vref,W)形成第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相功率 (PU, PV, PW )的瞬时值以及用于由与第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电流(iR, iS, iT)有关的参考信号(Iref,R, Iref,S, Iref,T)以及由与第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电压(UR, US, UT)有关的参考信号 (Vref,R, Vref,S, Vref,T)形成第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相功率 (PR, PS, PT) 的瞬时值。
8. 根据权利要求6所述的设备，其特征在于，对于所有相模块(1)，设置共同的第三计算单元(6)，用于由第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电流(iU, iV, iW)以及由第一电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相电压(uU, uV, uW)形成第一电流或的连接在相模块(1)上的相(U、V、W)的相功率( PU, PV, PW )的瞬时值以及用于由第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电流(iR, iS, iT)以及由第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相电压(uR, uS, uT)形成第二电流或电压系统的连接在相模块(1)上的相(R、S、T)的相功率( PR, PS, PT) 的瞬时值。
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