CN105531916A - 并联模块化多级转换器和保护系统 - Google Patents

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Abstract

转换器组件(10b)包括至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)；其中至少第一和第二模块化多级转换器中的各个包括至少两个转换器分支(16)。各个转换器分支(16)包括多个串联连接的转换器基元(20，20ˊ)。各个转换器基元包括基元电容器(24)和用于连接和脱开基元电容器与转换器分支(16)的半导体开关(22)。第一模块化多级转换器(12a)的至少两个转换器分支(16)通过第一分支连接点(18)连接，并且第二模块化多级转换器(12b)的至少两个转换器分支(16)通过第二分支连接点(18)连接。至少第一和第二多级转换器(12a，12b)通过用于将转换器组件连接到负载(34，36)或功率源(30，32)的相连接点(40)并联连接，其中相连接点(40)通过第一电感(38)与第一分支连接点(18)连接且/或通过第二电感(38)与第二分支连接点(18)连接。第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)中的至少一个可包括保护系统(44，46)，其包括：故障检测装置(48)；开关(50)，其用于在相关联的模块化多级转换器(12a，12b)的分支连接点(40)处互连至少两个相；以及控制器(52)，其适于在接收到来自故障检测装置(48)的故障信号时，将相关联的模块化多级转换器(12a，12b)的转换器基元(20，20ˊ)切换至零输出电压，并且闭合开关(50)。

Description

并联模块化多级转换器和保护系统
技术领域
本发明涉及电功率转换的领域。具体而言，本发明涉及转换器组件，其用于将第一AC或DC电流转换成不同的频率和/或不同的电压的第二AC或DC电流。
背景技术
为了从电网驱动电负载，诸如电动马达，电转换器可将来自电网的可能的多相电流转换成要供应至负载的可能的多相电流。
这种电转换器还用于将功率源产生的电能供应到电网。例如，水电功率装置或风力涡轮的发电机产生的可变频率的电流可转换成固定频率的电流，以供应至电网。
此外可行的是用电转换器互连两个电网。在这个情况下，功率流可在两个方向上。
模块化多级转换器为特殊类型的电转换器，其可特别适于转换高能量和高电压的电流。这种转换器具有模块化设计，并且包括串联连接的转换器基元。各个转换器基元通常具有两个或四个半导体开关和基元电容器。存储在转换器中的功率不存储在非常小量的DC链路电容器中，而是在基元电容器中，与其它类型的转换器相比，基元电容器还仅经历更小的电压。
为了转换具有高电压的甚至更高电流，可行的是并联连接模块化多级转换器。转换器级上的并联可为有益的，因为与装置并联和基元级并联相比，没有或几乎没有电压/电流降级，因为与基元和分支级并联相比，集中式感应器损耗可低于分布式感应器损耗，并且与分支级并联相比，更多的正弦感应器电压/电流通常导致较少的损耗。
发明内容
但是，在并联连接的两个或更多个模块化多级转换器的情况下，可出现环电流，其在转换器之间流动，并且可导致更高的损耗，因为功率半导体开关还必须开关不在转换器的两侧之间传输能量的电流。此外，环电流可使包括并联连接的转换器的转换器组件的控制复杂化。
本发明的目标为提供具有低损耗且容易控制转换器组件的电功率转化。
这个目标通过独立权利要求的主题来实现。另外的示例性实施例根据从属权利要求和以下描述是显而易见的。
本发明的一方面涉及一种转换器组件，包括并联连接的模块化多级转换器。转换器组件可适于将AC电流转换成AC电流，将DC电流转换成AC电流，或将DC电流转换成DC电流。两个电流可为单相或多相的。
根据本发明的实施例，转换器组件包括至少第一和第二模块化多级转换器；其中至少第一和第二模块化多级转换器中的各个包括至少两个转换器分支；其中各个转换器分支包括多个串联连接的转换器基元，各个转换器基元包括基元电容器和用于将基元电容器连接到转换器分支的半导体开关；其中第一模块化多级转换器的至少两个转换器分支通过第一分支连接点连接，并且第二模块化多级转换器的至少两个转换器分支通过第二分支连接点连接；其中至少第一和第二多级转换器通过用于将转换器组件连接到负载或功率源的相连接点并联连接，其中相连接点通过第一电感与第一分支连接点连接且通过第二电感与第二分支连接点连接。
换句话说，转换器组件包括在公共相连接点和分支连接点之间的电感，公共相连接点可看作转换器组件的输入或输出，分支连接点可看作并联连接的模块化多级转换器的输入或输出。这些(第一和第二)电感适于抑制和/或控制第一和第二转换器之间的环电流。
根据本发明的实施例，第一和第二模块化多级转换器中的各个针对至少两个相包括转换器分支，并且各个相的转换器分支通过各个相的电感与各个相的相连接点连接，或第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)的成对的两个转换器分支共用一个或多个电感。在该情况下，其中转换器(在相应的输入或输出侧处)包括超过一个相(通常三个相)，第一转换器的各个相应的相可通过各个相的相连接点与第二转换器的相应的相连接。各个相的单独的电感布置在相连接点和分支连接点之间。要注意，这些电感可不彼此联接(例如通过公共芯体)。但是，它们联接也可为可行的。
根据本发明的实施例，至少第一和第二模块化多级转换器中的各个的至少两个转换器分支中的各个通过分支电感与相应的转换器分支连接点连接。分支电感可用于抑制和/或控制相应的转换器的转换器分支之间的环电流。例如，间接转换器的各个相的两个分支可通过两个电感彼此连接，两个电感共用公共芯体。还可行的是，直接转换器的相的转换器分支通过星形连接的电感连接。
总体而言，可为可行的是，在转换器组件的一侧处，负载或功率源通过第一电感连接，以抑制和/或控制并联转换器之间的环电流，并且通过第二电感连接，以抑制和/或控制转换器分支与模块化多级转换器的转换器分支之间的环电流。
根据本发明的实施例，至少第一和第二模块化多级转换器包括子转换器，以将AC电流转换成DC电流。例如，转换器中的一个或两者可为间接转换器，并且可包括第一模块化多级子转换器作为有源整流器，第一模块化多级子转换器通过DC链路与第二模块化多级子转换器连接，以将DC链路电压转换成AC输出电流。
根据本发明的实施例，至少第一和第二模块化多级转换器中的各个为间接转换器，其包括通过DC链路与逆变器连接的有源整流器。
大体上，这种模块化多相转换器适于将AC电流转换成DC电流和/或反之亦然，包括两个转换器分支，转换器分支串联连接在各个相的两个DC输出之间，并且针对各个相在它们之间提供分支连接点。
根据本发明的实施例，第一模块化多级转换器包括第一DC链路，并且第二模块化多级转换器包括第二DC链路，其在电流方面(galvanically)与第一DC链路分开。换句话说，并联连接的间接转换器可包括分开的DC链路。要注意，模块化多级转换器的DC链路通常不具有DC链路电容器。DC链路仅可包括有源整流器的两个DC输出，其与逆变器的两个DC输入连接。
根据本发明的实施例，至少第一和第二模块化多级转换器包括公共DC链路。还可行的是，第一整流器的两个DC输出与第二整流器的两个DC输出连接，第二整流器的两个DC输出与第一逆变器的两个DC输入和第二逆变器的两个DC输入连接。
根据本发明的实施例，第一和第二模块化多级转换器为直接转换器。但是，还可行的为，第一转换器为间接转换器而第二转换器为直接转换器。在直接模块化多级转换器中，转换器的第一AC侧的各个相的各个分支连接点通过转换器分支与转换器的第二AC侧的各个相的分支连接点连接。
根据本发明的实施例，转换器组件包括变压器，并且至少第一和第二模块化多级转换器通过变压器侧相连接点与变压器连接，使得至少第一和第二模块化多级转换器在电流方面连接。换句话说，两个转换器可连接到变压器的同一二级绕组。
根据本发明的实施例，变压器侧相连接点通过第一变压器侧电感与第一变压器侧分支连接点连接且通过第二变压器侧电感与第二变压器侧分支连接点连接。转换器组件的变压器侧的环电流可通过连接在变压器和并联转换器之间的电感抑制。
根据本发明的实施例，至少第一和第二模块化多级转换器在电流方面通过负载侧相连接点连接到负载或功率源。负载侧相连接点通过第一负载侧电感与第一负载侧分支连接点连接且通过第二负载侧电感与第二负载侧分支连接点连接。在另一侧(与变压器相反)，负载或功率源还可通过电感与并联转换器连接，以抑制和/或控制转换器组件的这个侧的环电流。
根据本发明的实施例，至少第一和第二模块化多级转换器在转换器组件的一个侧在电流方面分开，例如在变压器侧。在电流分开的情况下，环电流不可行，并且对应的电感可能不必要。
根据本发明的实施例，第一模块化多级转换器通过第一变压器连接到相连接点，并且第二模块化多级转换器通过第二变压器连接到相连接点。电流分开可利用并联连接的两个变压器实现。
根据本发明的实施例，第一模块化多级转换器连接到变压器的第一二级绕组，并且第二模块化多级转换器连接到变压器的第二二级绕组。作为备选方案，电流分开可用包括两个二级绕组(以及一个一级绕组，其可布置在公共芯体上)的变压器实现。
大体上，诸如模块化多级转换器的高功率转换器通常需要可靠的保护系统。例如通过将转换器基元切换至零电压输出状态进行的保护触发可开始在半导体的极限下工作，并且不可获得后备系统。
本公开的另外的方面涉及具有模块化多级转换器的转换器组件，其中模块化多级转换器包括至少两个相，各个相包括具有多个串联连接的转换器基元的至少一个转换器分支，各个转换器基元包括基元电容器和用于将基元电容器连接到转换器分支的半导体开关；其中各个相的转换器分支通过各个相的相连接点连接到负载或功率源；并且其中转换器组件包括保护系统。下文描述的保护系统可提供来不仅用于上面所描述的具有两个并联模块化多级转换器的转换器组件，而且大体上用于具有仅一个模块化多级转换器的转换器组件。
但是，根据本发明的实施例，第一和第二模块化多级转换器中的至少一个包括这种保护系统。
根据本发明的实施例，保护系统包括：故障检测装置；机械或对位电子(paraelectronic)开关，其用于在相关联的模块化多级转换器的分支连接点处互连至少两个相；以及控制器，其适于在接收到来自故障检测装置的故障信号时，将相关联的模块化多级转换器的转换器基元切换至零输出电压，并且闭合开关。保护系统可适于可靠地处理所有特殊的故障情况。可覆盖和/或可通过故障检测装置检测的故障为电弧故障、双接地故障和内部转换器故障。
本公开的另外的方面涉及用于保护转换器组件的方法，其例如可通过控制器实施。
根据本发明的实施例，方法包括以下步骤：接收来自故障检测装置的故障信号；将相关联的模块化多级转换器的转换器基元切换至零输出电压，以及闭合开关。
本公开的另外的方面涉及计算机程序，其在被处理器执行时，适于执行这个方法的步骤：以及计算机可读介质，这种计算机程序存储在其上。例如，控制器可包括这种处理器和用于存储计算机程序的非易失性存储器。
根据本发明的实施例，开关包括磁促动开关和烟火(pyrotechnically)促动开关中的至少一个。大体上，开关可适于利用两个接触触头闭合电连接，接触触头通过移动而进行接触。
根据本发明的实施例，通过闭合转换器基元的半导体开关，例如通过使转换器基元短路，而将转换器基元切换至零电压，半导体开关互连转换器基元的输出。
根据本发明的实施例，开关另外适于连接至少两个相与地电势。例如，在三个相的情况下，各个相可利用单相开关与地电势连接。
根据本发明的实施例，故障检测装置包括电流传感器，用于在相连接点处感测至少两个相中的过电流。
根据本发明的实施例，电流传感器适于在用于连接模块化多级转换器的至少两个转换器分支的分支连接点之前测量相连接点和电感之间的电流。这个电感可为第一和/或第二电感，如上面提到的那样，用于抑制和/或控制环电流。
根据本发明的实施例，控制器适于在转换器基元切换至零电压输出之后的预先限定的时间之后闭合开关。例如，预先限定的时间不会相对于分支连接点中的电流的频率周期相差超过10%。以这种方式，在相应的电流的零穿越时附近闭合开关。
根据本发明的实施例，转换器组件包括通过公共相连接点并联连接的至少两个模块化多级转换器和/或通过DC链路串联连接的至少两个模块化多级转换器。转换器组件可包括用于至少两个转换器中的各个的保护系统。当接收到故障信号时，一个第一保护系统适于将故障信号传递至另一个第二保护系统，另一个第二保护系统适于在接收到来自第一保护系统的故障信号时，将相关联的转换器的转换器基元切换至零输出电压，并且闭合相关联的机械或对位电子开关。用于各个转换器(或子转换器)的保护系统可共同形成用于转换器组件的保护系统。当一个保护系统确定故障时，通知其它保护系统有故障，并且还将它们的转换器基元切换至零电压，并且使相关联的转换器的相应的输出相短路。
根据本发明的实施例，保护系统包括在第一侧转换器的第一AC侧处的第一机械或对位电子开关和在第二侧转换器的第二AC侧处的第二机械或对位电子开关。(间接或直接)转换器的两侧可受保护系统保护。保护系统可适于在将转换器基元切换至零电压输出之后的第一时间之后闭合第一机械或对位电子开关，并且在第二时间之后闭合第二机械或对位电子开关，第二时间不同于第一时间。第一和第二时间可适于转换器的相应的第一和第二侧中的电流的频率。
根据下面描述的实施例，本发明的这些和其它方面将便而易见，并且参照下面描述的实施例来阐述本发明的这些和其它方面。
附图说明
将在下面参照示例性实施例来更详细地阐述本发明的主题，示例性实施例示出在附图中。
图1示意性地显示根据本发明的实施例的转换器组件。
图2示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
图3示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
图4示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
图5示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
图6示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
图7示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
图8示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
图9示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
图10示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
图11示意性地显示根据本发明的另外的实施例的转换器组件。
附图中使用的参考标号和它们的意义以概述的方式列在参考标号列表中。原则上，相同部件在图中设有相同参考标号。
具体实施方式
图1显示转换器组件10a，其具有包括两个模块化多级子转换器14a，14b的模块化多级转换器12a。对于各个相VU，VV，VW，VR，VS，VT，各个子转换器14a，14b包括两个转换器分支16，其串联连接在DC链路17的两个输出/输入DC+和DC-之间，并且在它们之间提供分支连接点18。
转换器分支16包括串联连接的多个转换器基元20。各个转换器基元20包括半导体开关22和基元电容器24。在图1中，显示了单极转换器基元20，其用于具有缓冲器(snubber)电路26的间接转换器12a。例如，半导体开关22可包括具有反并联二极管的IGCT(如图1中显示)、RC-IGCT(下面在图8中显示)，IGBT或其它适当的可开关的半导体元件。
转换器分支16经由电感28与分支连接点18连接。电感28可为在磁芯体上或具有空气芯体的感应器或线圈。连接到一个相的分支连接点的电感28经由公共磁芯体联接，并且可看作分支电抗器，用于抑制和/或控制转换器12a或子转换器14a，14b的分支16之间的环电流。
子转换器14a经由变压器30连接到电网32。子转换器14b连接到电机34，例如发电机，或如描绘的那样，用于驱动泵或涡轮36的电动马达34。
分支连接点18经由电感38与负载34，36或功率源30，32连接。而且，电感38可为具有磁芯体的感应器或线圈。但是，电感38不彼此联接。
电网侧子转换器14a的分支连接点18经由电网侧相连接点40与变压器30连接，并且负载侧转换器14b的分支连接点18经由负载侧相连接点40与马达34连接。相连接点40用于连接另外的并联转换器(诸如图2中描绘)与负载34，36和功率源30，32。
电感38用于抑制和/或控制转换器12a和并联转换器之间的环电流，转换器12a和并联转换器经由相连接点40连接。以这种方式，电感38可看作并联电抗器。
在变压器30和电网侧相连接点40之间和/或在马达34和负载侧相连接点40之间，dv/dt滤波器42可与相应的相连接。
图2显示转换器组件10b的另外的实施例，其具有两个并联模块化多级转换器12a，12b。显示转换器组件10b为在转换器12a，12b的两侧为单相的。但是，还可行的是，转换器组件12b在一侧或两侧为多相的；即转换器12a，12b可设计成类似于图1中显示的转换器12a。
图2还显示用于转换器组件10b的保护系统44，其包括用于各个子转换器14a，14b的保护(子)系统46。
各个保护系统46包括故障检测传感器48、机械开关50和控制器或控制毂52。故障检测传感器48适于测量相连接点40和电感38和/或分支连接点18之间的电流。机械开关50适于使相短路和/或使相连接点40和/或电感38和分支连接点18之间的一个或多个相接地。
在转换器故障的情况下，控制器52在几微米内关闭功率半导体22且使整个转换器14a，14b进入安全状态。例如，可以这个方式处理转换器过电流。
可用传感器48测量的其它故障(诸如电弧故障，双接地故障和转换器内部短路)可由控制器52以以下方式处理：在检测到故障之后，转换器基元20可切换至零电压，例如通过闭合半导体开关22，半导体开关22互连单级基元的两个输出，如图1中显示。同时或在短时段ΔT之后，机械开关用于使转换器14a，14b的相短路和/或接地。
时段ΔT可被控制和/或可设定成对应的电流(诸如20ms)的频率的周期。
相的短路相对于转换器基元切换至零输出的受控制的时间可具有以下优点：通过切换转换器基元进行的快速反应是可行的，其比相的短路更快。这种在基元级上的整个应用的零电压切换可使所有转换器电势短路，并且可快速消除任何电弧故障。这可称为基于半导体的保护触发。在故障期间，转换器基元20的二极管不被过渡使用，这可导致更高效地利用反向传导的半导体，诸如RC-IGCT。
同时，对其它保护系统46通知故障，其它保护系统46还同步地切换转换器基元20且相对应地使相短路。在转换器组件的不同的侧(对应于不同的频率)的时段ΔT可彼此不同。
同步保护可具有以下优点：在转换器基元20中的基于同步半导体的保护触发可导致短路应力均匀分布在转换器分支16上。同步机械开关触发可导致短路应力均匀分布在转换器组件上。在首次检测到电网或电机侧处的故障之后，同步电网侧和电机侧触发可保护整个转换器组件。
如图2中显示，每一个子转换器14a，14b在其AC侧处设有电感38或并联电抗器38。当各个转换器臂设有电感38(以及机械开关50)时，这可增强转换器组件的模块化。但是，还可使用集中式电感，替代分布式电感38。
电感38或并联电抗器38可还用作旁通操作所需要的电抗器。
图3显示控制器组件10c的另外实施例，其中仅显示子转换器14a，14b为抽象矩形，但是其也可具有图1和2中显示的构件。在DC链路之后，控制器52用于有源整流器14a和逆变器14b。
图4显示控制器组件10d的另外实施例，其中以更抽象的方式描绘保护系统46。在图4至7中，显示了可行的并联构造，其具有间接模块化多级转换器12a，12b，用于转换器组件10d，10e，10f，10g的另外实施例。
在图4和7中，转换器12a，12b在电网侧在电流方面经由两绕组变压器30的二级绕组连接。因此，电感38设置在电网侧。
在图5和6中，转换器12a，12b在电流方面通过并联连接的两绕组变压器30或3绕组变压器30'分开。避免了在电网侧的电感38。
在图4，5和6中，转换器12a，12b具有分开的DC链路17。在图7中，并联转换器12a，12b共用公共DC链路17'。在图7中，利用公共DC链路17'，对于电网和电机侧子转换器14a，14b可存在两个分开的地电势。图1至6的实施例可具有单个地电势。
在显示在图4至7中的所有实施例中，转换器12a，12b在负载侧或电机侧处在电流方面被连接。因此，在这个侧处始终提供电感38。
以下表格显示上面描述的构造的比较：
。
图8显示转换器组件10h的另外的实施例，其类似于图1，主要差别在于模块化多级转换器12a为直接转换器。直接转换器12a直接互连电网侧相的相VU，VV，VW与负载侧的VR，VS，VT，其中电网侧的各个相经由转换器分支16与负载侧连接。直接转换器12a的转换器基元20'为具有四个半导体开关22的双极基元。
间接转换器12a的分支感应器28不联接；因此，它们可接管并联感应器38的功能。因而，可行的是，图8至图11中显示的构造仅在没有分支电感28的侧具有并联电感38。
图9至图11显示转换器组件10i至10k的实施例，其分别类似于至转换器组件10d至10f。仅间接转换器用图8中显示的直接转换器12a，12b来替代。
变压器30，30'和电机34对于使它们的绕组处于多相构造中可具有不同的选择。在下文中，列出可行的选择：
变压器30，30'的高电压侧(一级)绕组可为Y形连接，并且可具有中性点连接。
两绕组变压器30的绕组构造可为YNyn或YNd。
三绕组变压器30'的绕组构造可为YNynyn，YNynd或YNdd。
电机的绕组构造可为Yn，Y或D。
以下表格显示两绕组变压器30的绕组类型的比较
。
以下表格显示三绕组变压器绕组类型的比较
。
以下表格显示电机绕组类型的比较
。
基于可用的绕组选择，考略到应当在至少变压器侧和/或电机侧处提供地电势，存在某些可行的构造。
由于以下原因，以下构造为优选的：
YNd，YNdd：在MV(二级)侧处的变压器三角形连接通常对于在电压升高中的变压器芯体使用为更好的。
Yn：由于三角形连接的变压器，电机需要用作中性点。
YNdd：因为转换器电流为非常高质量的正弦，可能不需要经由变压器绕组组件来增强它们。
虽然在附图和前述描述中详细示出和描述了本发明，但是这种示出和描述要看作说明性的或示例性而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。公开的实施例的其它变型可由实践要求保护的发明的本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求所理解和实现。在权利要求中，用语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一种”不排除多个。单个处理器或控制器或其它单元可实现权利要求中阐述的若干项目的功能。某些措施在相互不同的从属权利要求中阐述不表示这些措施的组合不可有利地使用。在权利要求中的任何参考标号应当不理解为限制范围。
参考标号列表：
10a至10k转换器组件
12a，12b模块化多级转换器
14a，14b子转换器
16转换器分支
17，17'DC链路
18分支连接点
20，20'转换器基元
22半导体开关
24基元电容器
26缓冲器电路
28分支电感
30，30'变压器
32电网
34马达
36涡轮
38电感
40相连接点
42滤波器
44转换器保护系统
46子转换器保护系统
48故障检测装置
50机械开关
52控制器。

Claims (15)

1.一种转换器组件(10a至10k)，
其中所述转换器组件包括至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)；
其中所述至少第一和第二模块化多级转换器中的各个包括至少两个转换器分支(16)；
其中各个转换器分支(16)包括多个串联连接的转换器基元(20，20')，各个转换器基元包括基元电容器(24)和用于将所述基元电容器连接到所述转换器分支(16)的半导体开关(22)；
其中所述第一模块化多级转换器(12a)的至少两个转换器分支(16)通过第一分支连接点(18)连接，并且所述第二模块化多级转换器(12b)的至少两个转换器分支(16)通过第二分支连接点(18)连接；
其中所述至少第一和第二多级转换器(12a，12b)通过用于将所述转换器组件连接到负载(34，36)或功率源(30，32)的相连接点(40)并联连接，其中所述相连接点(40)通过第一电感(38)与所述第一分支连接点(18)连接且/或通过第二电感(38)与所述第二分支连接点(18)连接。
2.根据权利要求1所述的转换器组件(10a至10k)，
其中，所述第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)中的各个对于至少两个相包括转换器分支(16)，并且各个相的转换器分支通过各个相的电感与各个相的相连接点连接，或所述第一和所述第二模块化多级转换器(12a，12b)的成对的两个转换器分支共用一个或多个电感。
3.根据权利要求1或2所述的转换器组件(10a至10k)，
其中所述至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)中的各个的至少两个转换器分支(16)中的各个通过分支电感(28)与相应的转换器分支连接点(18)连接。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器组件(10a至10g)，
其中所述至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)包括子转换器(14a，14b)，以将AC电流转换成DC电流。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器组件(10a至10g)，
其中所述至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)中的各个为间接转换器，其包括通过DC链路(17，17')与逆变器(14b)连接的有源整流器(14a)。
6.根据权利要求5所述的转换器组件(10a至10f)，
其中所述第一模块化多级转换器(12a)包括第一DC链路(17)，并且所述第二模块化多级转换器(12b)包括第二DC链路(17)，其在电流方面与所述第一DC链路分开。
7.根据权利要求5所述的转换器组件(10g)，
其中所述至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)包括公共DC链路(17')。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的转换器组件(10h至10k)，
其中所述第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)为直接转换器。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器组件(10a至10d，10g至10i)，
其中所述转换器组件包括变压器(30)，并且所述至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)通过变压器侧相连接点(40)与所述变压器连接，使得所述至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)在电流方面连接；
其中所述变压器侧相连接点(40)通过第一变压器侧电感(38)与第一变压器侧分支连接点(18)连接且通过第二变压器侧电感(38)与第二变压器侧分支连接点(18)连接。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器组件(10e，10f，10j，10k)，
其中所述至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)在变压器侧在电流方面分开；
其中所述第一模块化多级转换器(12a)通过第一变压器(30)连接到相连接点(40)，并且所述第二模块化多级转换器(12b)通过第二变压器(30)连接到所述相连接点(40)；或者
其中所述第一模块化多级转换器(12a)连接到变压器(30')的第一二级绕组而所述第二模块化多级转换器(12b)连接到所述变压器(30')的第二二级绕组。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器组件(10a至10k)，
其中所述至少第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)通过负载侧相连接点(40)在电流方面连接到负载(34)或功率源；
其中所述负载侧相连接点(40)通过第一负载侧电感(38)与第一负载侧分支连接点(18)连接且通过第二负载侧电感(38)与第二负载侧分支连接点(18)连接。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器组件(10b至10g，10i至10k)，
其中所述第一和第二模块化多级转换器(12a，12b)中的至少一个包括保护系统(44，46)，其包括：
故障检测装置(48)；
机械或对位电子开关(50)，其用于在相关联的模块化多级转换器(12a，12b)的分支连接点(40)处互连至少两个相；以及
控制器(52)，其适于在接收到来自所述故障检测装置(48)的故障信号时，将相关联的模块化多级转换器(12a，12b)的转换器基元(20，20')切换至零输出电压，并且闭合所述开关(50)。
13.根据权利要求12所述的转换器组件(10b至10g，10i至10k)，
其中所述故障检测装置(48)包括电流传感器，以在所述相连接点(40)处感测所述至少两个相中的过电流；和/或
其中所述电流传感器适于在所述分支连接点(18)之前测量所述相连接点(40)和所述第一和/或第二电感(38)之间的电流。
14.根据权利要求12和13中的任一项所述的转换器组件(10b至10g，10i至10k)，
其中所述控制器(52)适于在将所述转换器基元(20，20')切换至零输出电压之后的预先限定的时间(ΔT)之后闭合所述开关(50)；和/或
其中所述预先限定的时间不会相对于所述分支连接点(40)中的电流的频率周期相差超过10%。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的转换器组件(10b至10g，10i至10k)，
其中所述转换器组件包括通过公共相连接点(40)并联连接的至少两个模块化多级转换器(12a，12b)和/或通过DC链路(17，17')串联连接的至少两个模块化多级转换器(14a，14b)；
其中所述转换器组件包括用于所述至少两个转换器中的各个的保护系统(44，46)；
其中，在接收到故障信号时，一个第一保护系统适于将所述故障信号传递至另一个第二保护系统，其适于在接收到来自所述第一保护系统的故障信号时，将相关联的转换器的转换器基元(20，20')切换至零输出电压，并且闭合相关联的开关(50)。
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