CN105580257A - 多电平变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有多个串联连接的子模块(SB)的多电平变换器(10),所述子模块分别至少具有第一开关、第二开关和电容器,所述子模块在放电阶段中借助所述电容器向外输出电流,并且在充电阶段中接收电流,以对所述电容器进行充电。根据本发明设置为,所述子模块(SB)中的至少一个具有两个彼此电连接的分模块(TM1,TM2),或者由两个彼此电连接的分模块(TM1,TM2)形成,所述分模块分别具有第一开关(Sl)、第二开关(S2)和电容器(Cl,C2)以及第一和第二分模块接线端(A1,A2),并且两个分模块(TM1,TM2)之间的电连接(V1,V2,V3,V4)包括至少一个电感元件(I1,I2,I3,I4)。

Description

多电平变换器
技术领域
本发明涉及一种具有根据权利要求1的前序部分的特征的多电平变换器。
背景技术
这种多电平变换器在会议论文“ModularesStromrichterkonzeptfürNetzkupplungsanwendungenbeihohenSpannungen”(RainerMarquardt,AntonLesnicarundJürgenHildinger,InstitutfürelektrischeAntriebstechnik,LeistungselektronikundSteuerungenderderBundeswehrMünchen,ETGFachtagungBauelementederLeistungselektronikundihreAnwendungen,2002,BadNauheim)中进行了描述。先前已知的多电平变换器配备有多个串联连接的子模块,其分别具有第一开关、第二开关和电容器,并且在放电阶段中借助电容器向外输出电流,而在充电阶段中接收电流,以对电容器进行充电。中心装置用于对多电平变换器的工作方式进行控制。
在先前已知的多电平变换器中,存在如下问题:在子模块中的一个发生故障的情况下,例如在当错误地接通子模块的两个开关时电容器突然放电的情况下,子模块可能发生损坏并且子模块壳体可能爆裂。子模块壳体的这种爆裂可能对相邻的其它子模块产生不利影响,从而其由于机械作用同样发生故障,并且在其侧产生短路电流。换句话说,其可能导致连锁反应,其结果是多电平变换器的所有子模块都损坏。
为了防止所描述的子模块壳体爆裂的问题或者子模块损坏的连锁反应,对先前已知的多电平变换器设置特别稳定的子模块壳体;然而,这导致多电平变换器的重量非常大以及使用的材料非常多。
替换地,已知子模块的电容器的容量被选择为如此之小,使得在子模块中出现短路电流的情况下的负荷保持小,从而避免子模块壳体爆裂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提供一种多电平变换器,其中,以特别简单并且低成本的方式避免、至少减少上面描述的子模块损坏的问题。
根据本发明,上述技术问题通过具有根据权利要求1的特征的多电平变换器来解决。在从属权利要求中给出了根据本发明的多电平变换器的有利构造。
相应地,根据本发明设置为,所述子模块中的至少一个具有两个彼此电连接的分模块,或者由两个彼此电连接的分模块形成,所述分模块分别具有第一开关、第二开关和电容器以及第一和第二分模块接线端,并且两个分模块之间的电连接包括至少一个电感元件。
可以看到,根据本发明的多电平变换器的一个显著的优点在于,子模块中的至少一个、优选所有子模块由分模块形成,虽然分模块彼此电连接,并且在这方面在分模块之间能够产生放电电流,但是短路情况下的电流流动受根据本发明设置的分模块之间的电连接中的附加电感元件限制。也就是说,发明思想在于,将子模块分割为一起具有子模块所需的电特性的分模块;虽然分模块针对子模块的功能彼此电(也就是说以传导电流的方式)连接,但是通过电连接中的至少一个电感元件彼此电退耦,使得在分模块中的一个发生故障的情况下,另一个分模块受到的影响有限。
子模块的分模块优选以相同的结构构造。
每个分模块的第一开关优选与电容器串联;每个分模块的第二开关优选与第一电容器和第二电容器的串联电路并联连接。每个分模块的第一分模块接线端优选由分模块的两个开关之间的电连接点形成,并且每个分模块的第二分模块接线端优选由电容器和第二开关之间的电连接点形成。
为了将分模块充分地隔离,以便实现分模块中的一个的故障不会对其余分模块产生太大的不利影响,视为有利的是,两个分模块之间的电连接中的电感元件的电感或者电感元件的电感的总和,是在两个分模块中起作用的寄生电感的总和的至少五倍、优选至少十倍大。这样确定电感元件的电感的大小通常保证了分模块的充分的电隔离。
关于至少一个电感元件的布置,视为有利的是,分模块的第一分模块接线端分别与子模块的第一子模块接线端电连接并且彼此电连接,并且第二分模块接线端分别与子模块的第二子模块接线端电连接并且彼此电连接,其中,两个第一分模块接线端之间和/或两个第二分模块接线端之间的电连接包括至少一个电感元件。此外,在电感元件的这种布置中,特别有利的是,两个第一分模块接线端之间和/或两个第二分模块接线端之间的电连接中的电感元件的电感或者电感元件的电感的总和,是在两个分模块中起作用的寄生电感的总和的至少五倍、优选至少十倍大。
为了实现分模块的电容器的电容器电压始终至少大致同样大,视为有利的是,分模块分别具有第三分模块接线端,并且分模块的电容器经由所述第三分模块接线端以高电阻和/或大电感彼此电连接。经由第三分模块接线端,在分模块的电容器之间可以流过补偿电流,然而其中,由于第三分模块接线端之间的大电阻或大电感,确保即使在分模块中的一个发生故障的情况下,其余分模块也受到充分地保护。
在第三分模块接线端彼此以大电阻连接的情况下,视为有利的是,两个分模块的电容器之间的欧姆电阻的绝对值,比两个分模块之间的电连接中的在电网频率下、也就是说通常在50Hz或60Hz下的电感元件的阻抗的绝对值,或者比电网频率下的电感元件的阻抗的绝对值的总和至少大105倍。
对于子模块要提供特别高的输出功率的情况,视为有利的是,子模块由多于两个的分模块形成,相应地在一个特别优选的实施方式中设置为,至少一个子模块除了两个分模块之外,还具有另外的分模块,所述另外的分模块分别具有第一开关、第二开关和电容器以及第一和第二分模块接线端,所述另外的分模块的第一分模块接线端分别与子模块的第一子模块接线端电连接,并且所述另外的分模块的第二分模块接线端分别与子模块的第二子模块接线端电连接,其中,所述另外的分模块的第一分模块接线端与第一子模块接线端之间的电连接和/或所述另外的分模块的第二分模块接线端与第二子模块接线端之间的电连接分别包括至少一个电感元件。
换句话说,也就是可以设置为,至少一个子模块具有多个分模块,所述分模块分别具有第一开关、第二开关和电容器以及第一和第二分模块接线端,分模块的第一分模块接线端分别与子模块的第一子模块接线端电连接,并且分模块的第二分模块接线端分别与子模块的第二子模块接线端电连接,其中,分模块的第一分模块接线端与第一子模块接线端之间的电连接以及分模块的第二分模块接线端与第二子模块接线端之间的电连接分别包括至少一个电感元件。
关于多个分模块的电容器电压的补偿,视为有利的是,分模块的电容器以大电阻电连接,并且相应地彼此连接的两个分模块的电容器之间的欧姆电阻的绝对值,分别比由布置在该两个分模块与子模块接线端之间的电连接中的所述电感元件形成的50Hz下的阻抗的绝对值的总和至少大105倍。
优选对于分模块中的每一个,第一分模块接线端和第一子模块接线端之间的电连接中以及第二分模块接线端和第二子模块接线端之间的电连接中的电感元件的电感的总和,分别是在这些分模块中起作用的寄生电感的总和的至少五倍、优选至少十倍大。
特别优选多电平变换器的所有子模块如上所述构造,也就是说由分模块形成;相应地视为有利的是,多电平变换器的所有子模块分别具有至少两个分模块或者由至少两个分模块形成,分模块分别具有第一开关、第二开关和电容器以及第一和第二分模块接线端。
电感元件优选由扼流圈形成。替换地,电感元件可以由分模块之间的电连接中的寄生电感形成。
对分模块的开关的控制优选以电感退耦的方式进行。
关于进行控制时的电感退耦,视为有利的是,至少一个子模块或者所有子模块相应地具有第一子模块特有的驱动电路和第二子模块特有的驱动电路,并且分模块的第一开关以电感退耦的方式由所述第一子模块特有的驱动电路控制,并且分模块的第二开关以电感退耦的方式由所述第二子模块特有的驱动电路控制。
特别有利的是,在每个第一开关和第一子模块特有的驱动电路之间分别布置电流补偿扼流圈,用于进行电感退耦,并且在每个第二开关和第二子模块特有的驱动电路之间分别布置电流补偿扼流圈,用于进行电感退耦。
本发明还涉及一种用于如上面所描述的多电平变换器的子模块。根据本发明设置为,所述子模块具有两个彼此电连接的分模块,或者由两个彼此电连接的分模块形成,所述分模块分别具有第一开关、第二开关和电容器以及第一和第二分模块接线端,并且两个分模块之间的电连接包括至少一个电感元件。
关于根据本发明的子模块的优点,参考上面结合根据本发明的多电平变换器的叙述。
附图说明
下面,根据实施例对本发明进行详细说明;在此:
图1示例性地示出了配备有多个子模块的多电平变换器的实施例,
图2为了进行总体说明示例性地示出了先前已知的子模块,其可以在根据图1的多电平变换器中用于形成先前已知的多电平变换器,
图3示例性地示出了根据本发明的子模块的实施例,其在根据图1的多电平变换器中使用时,产生根据本发明的多电平变换器,
图4示例性地示出了具有两个电感元件的根据本发明的子模块的一个实施例,
图5示例性地示出了具有两个电感元件的根据本发明的子模块的另一个实施例,
图6示例性地示出了具有四个电感元件的根据本发明的子模块的一个实施例,
图7示例性地示出了使得能够产生双极性的输出电压的根据本发明的子模块的实施例,以及
图8示例性地示出了对根据图3至7的子模块的开关的控制的实施例。
在附图中,为了清楚起见,相同或类似的部件总是使用相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出了三相多电平变换器10的实施例。其包括用于输入或者输出或取出交流电流的交流电压接线端W10。此外,多电平变换器10配备有两个电压接线端G10a和G10b,其被称为为直流电压接线端。
多电平变换器10具有三个并联连接的串联电路RE1、RE2和RE3,其外部接线端R11、R21和R31连接到直流电压接线端G10a。外部接线端R12、R22和R32连接到直流电压接线端G10b。因此,换句话说,三个串联电路RE1、RE2和RE3的外部接线端形成多电平变换器10的直流电压侧。
三个串联电路RE1、RE2和RE3中的每一个分别配备有多个串联连接的子模块SB以及两个电感D。中间接线端Z分别位于两个电感D之间,中间接线端Z的电势位于图1中的上面的子模块和图1中的下面的子模块之间,并且形成多电平变换器10的三个交流电压接线端W10中的一个。三个交流电压接线端W10例如可以连接到发电机15。
此外,在图1中例如可以看到子模块SB的连接或接线。子模块SB中的每一个分别配备有第一子模块接线端SB1和第二子模块SB2。
在根据图1的多电平变换器10中通过中心装置20对子模块SB进行控制。为了清楚起见,在为了通过中心装置20进行控制而设置的中心装置20和子模块SB之间的接线在图1中未示出,而仅借助线21示意性地进行了指示。
为了更好地理解下面的叙述,图2示出了如在先前从开头提及的文献中已知的多电平变换器中所使用的那样的子模块SB。子模块SB具有第一开关110、第二开关120、电容器130、第一子模块接线端SB1和第二子模块接线端SB2。如果在子模块中开关110或120中的一个发生故障并且两个开关同时导通,则存储在电容器130中的全部能量被释放,从而可能导致对子模块SB的机械破坏以及在某些情况下可能导致对相邻子模块的机械破坏。
图3示出了根据本发明的子模块SB的第一实施例,其具有两个分模块TM1和TM2,并且可以应用于根据图1的多电平变换器10中,以形成根据本发明的多电平变换器。
分模块TM1具有第一开关S1、第二开关S2、电容器C1以及欧姆电阻R1。两个开关S1和S2优选分别由晶体管和与相应的晶体管并联连接的二极管形成。
第一开关S1与电容器C1串联连接;开关S1和电容器C1的串联电路与第二开关S2并联连接。
分模块TM1的第一分模块接线端A1电连接到两个开关S1和S2之间的连接点。第二分模块接线端A2电连接到第二开关S2和电容器C1之间的连接点。
在根据图3的实施例中,分模块TM1附加地还配备有第三分模块接线端A3,其电连接到分模块TM1的欧姆电阻R1,并且经由该欧姆电阻R1连接到电容器C1。
分模块TM2优选与分模块TM1相同地构造。因此,分模块TM2优选同样具有第一开关S3、第二开关S4、电容器C2以及欧姆电阻R2。两个开关S3和S4、电容器C2以及欧姆电阻R2优选以与在分模块TM1的情况下相同的方式连接;因此,关于分模块TM2的部件的连接,参考上面结合分模块TM1的部件的连接的叙述。
在两个分模块TM1和TM2中寄生电感分别起作用,在根据图3的图示中用附图标记Lpl和Lp2指示寄生电感。
分模块TM1的第一分模块接线端A1电连接到分模块TM2的第一分模块接线端A1并且与其一起形成子模块SB的第一子模块接线端SB1。分模块TM1的第一分模块接线端A1和子模块SB的第一子模块接线端SB1之间的电连接线在图3中用附图标记V1指示。分模块TM2的第一分模块接线端A1和第一子模块接线端SB1之间的电连接线在图3中用附图标记V2指示。
两个分模块TM1和TM2的两个第二分模块接线端A2同样经由连接线V3和V4彼此连接并且连接到第二子模块接线端SB2。
两个分模块TM1和TM2的第三分模块接线端A3经由连接线V5连接。
在根据图3的子模块SB正常工作时,两个分模块TM1和TM2的两个第一开关S1和S3相应地一起关断、接通;对应地适用于两个分模块TM1和TM2的两个第二开关S2和S4。在此,两个分模块TM1和TM2的第一开关和第二开关的接通和关断相应地以如下方式交替进行:在两个分模块TM1和TM2中的每一个中,分别要么第一开关S1或S3要么第二开关S2或S4接通;然后相应的另一个开关关断。这种控制确保,各自的分模块的电容器不被分模块的各自的开关短路并且不突然放电。
在子模块SB正常工作时,为了实现两个分模块TM1和TM2的两个电容器C1和C2分别具有相同的电容器电压Uc1和Uc2,设置连接线V5,其实现在两个电容器C1和C2之间的经由两个欧姆电阻R1和R2的补偿电流;换句话说,补偿电流使得两个电容器电压Uc1和Uc2的大小至少大致相等。
在图3中还可以看到设置在电连接线V1中的电感元件I1。电感元件I1优选是扼流圈。电感元件I1的功能在于,在两个分模块中的一个发生错误或者故障的情况下减小两个分模块TM1和TM2之间的放电电流;下面通过示例详细说明这一点:
下面示例性地假设,两个分模块TM1和TM2的两个第一开关S1和S3接通,并且两个分模块TM1和TM2的两个第二开关S2和S4关断。如果现在分模块TM1的第二开关S2发生故障,导致第二开关S2导通,则分模块TM1的电容器C1经由已经接通的第一开关S1和发生故障的第二开关S2短路并且放电。由此,放电电流If1在分模块TM1中流过第一开关S1和第二开关S2。在分模块TM1中优选将电容器C1的电容选择为,使得流过两个开关S1和S3的放电电流If1不对分模块TM1产生完全的机械破坏。
第二分模块TM2同样受分模块TM1的故障影响。也就是说,由于分模块TM1的第二开关S2的故障,可能产生放电电流If2,分模块TM2的电容器C2以该放电电流If2放电。该放电电流If2经由分模块TM2的第一开关S3经由电连接线V2和V1流过分模块TM1的第二开关S2,随后经由连接线V3和V4又回到分模块TM2。设置在电连接线V1中的电感元件I1有效地限制该放电电流If2,并且使放电电流If2的大小保持在非临界水平(unkritischenNiveau)。放电电流If2优选被限制在不对分模块TM2产生破坏的值。
为了实现所描述的电感元件I1的电流限制功能,优选电感元件I1的电感L1是在两个分模块中起作用的寄生电感Lpl和Lp2的总和的至少五倍、特别优选至少十倍大。也就是说,优选适用:
L1>5·Lp1,其中,Lp1≈Lp2
由于连接线V5,除了放电电流If2之外,还可能产生放电电流If3,电容器C2通过该放电电流If3经由分模块TM1放电。放电电流If3可以经由电阻R2并且经由连接线V5流到分模块TM1,并且经由两个连接线V3和V4又返回到分模块TM2。为了确保对放电电流If3进行充分的限制,优选确定两个欧姆电阻R1和R2的大小,使得两个电容器Cl和C2之间的欧姆电阻的绝对值Rges,也就是说两个欧姆电阻Rl和R2的电阻总和比电网频率下的电感元件I1的阻抗的绝对值至少大105倍,所述电网频率通常是50或60Hz。也就是说,适用:
Rges=R1+R2>105*|2*π*50Hz*L1|,或者
Reges>105*|2π·*50Hz·*5*Lp1|
总而言之,在分模块中的一个发生故障并且呈现电短路的情况下,两个欧姆电阻R1和R2以及电感元件I1用于限制分模块之间的放电电流。
图4示出了配备有两个电感元件I1和I2的子模块SB的实施例,电感元件I1和I2在分模块中的一个发生故障的情况下一起用于进行电流限制。在根据图4的实施例中,电感元件I1设置在分模块TM1的第一分模块接线端A1和子模块SB的第一子模块接线端SB1之间的电连接线V1中,并且第二电感元件I2布置在分模块TM2的第一分模块接线端A1和子模块SB的第一子模块接线端SB1之间的电连接线V2中。
如上面已经结合图3详细说明的那样,两个电感元件I1和I2在发生故障的一个分模块的故障情况下使未发生故障的另一个分模块的放电电流减小。也就是说,上面结合图3的叙述对应地适用于根据图4的子模块。
当子模块SB不仅配备有两个分模块TM1和TM2,而是配备有另外的分模块或者配备有多个分模块时,电感元件分别在每个分模块的第一分模块接线端A1和第一子模块接线端SB1之间的每个连接线中的布置特别有利。电感元件在第一分模块接线端A1和第一子模块接线端之间的每个连接线中的布置始终确保,在分模块中的一个发生故障的情况下,至少两个电感元件限制其余分模块的放电电流。
图5示出了配备有两个电感元件I1和I2用于在故障情况下进行电流限制的根据本发明的子模块SB的另一个实施例。与根据图4的实施例的不同之处在于,在根据图5的子模块SB中,不同地选择两个电感元件I1和I2的布置。因此可以看到,两个电感元件I1和I2没有布置在两个分模块TM1和TM2的两个第一分模块接线端A1和第一子模块接线端SB1之间的电连接线V1和V2中,而是替代地布置在在第二分模块接线端A2和第二子模块接线端SB2之间建立连接的连接线V3和V4中。关于两个电感元件I1和I2的工作方式,参考上面结合根据图4的两个电感元件I1和I2或者根据图3的电感元件I1的叙述。
当子模块SB不仅配备有两个分模块TM1和TM2,而是配备有另外的分模块或者配备有多个分模块时,电感元件分别在每个分模块的第二分模块接线端A2和第二子模块接线端SB2之间的每个连接线中的布置特别有利。电感元件在第二分模块接线端A2和第二子模块接线端SB2之间的每个连接线中的布置始终确保,在分模块中的一个发生故障的情况下,至少两个电感元件限制其余分模块的放电电流。
图6示出了根据本发明的子模块SB的一个实施例,其中,电连接线V1、V2、V3和V4中的每一个分别配备有一个电感元件I1、12、13和14。如上面已经结合图3至6所说明的那样,四个电感元件I1至I4用于在分模块中的一个发生故障的情况下进行电流限制。
当子模块SB不仅配备有两个分模块TM1和TM2,而是配备有另外的分模块或者配备有多个分模块时,电感元件分别在每个分模块的第一分模块接线端A1和第一子模块接线端SB1之间的每个连接线中以及在每个分模块的第二分模块接线端A2和第二子模块接线端SB2之间的每个连接线中的布置特别有利。每个分模块两个电感元件的布置保证,在分模块中的一个发生故障的情况下,至少四个电感元件限制其余分模块的放电电流。
图7示出了适合于产生双极性的输出电压的子模块SB的实施例。如在图7中可以看到的那样,不同地选择两个子模块接线端SB1和SB2与分模块TM1和TM2的第一和第二分模块接线端A1和A2的连接,由此使得能够在两个子模块接线端SB1和SB2上产生正模块输出电压以及负模块输出电压。
设置在电连接线V1至V4中的电感元件I1至I4用于对在分模块中的一个发生故障的情况下可能出现的放电电流进行电流限制;关于此,参考上面的叙述。
在根据图3至7的子模块中可以设置紧急开关(例如以机械开关的形式),利用紧急开关可以在故障的情况下将子模块短路;为了清楚起见,在附图中未示出这些紧急开关。
图8示例性地示出了,更确切地说借助对两个分模块TM1和TM2的的两个第一开关S1和S3的控制,进一步详细地示出了对根据图3至7的两个分模块TM1和TM2的开关S1至S4的可能的控制。可以看到,子模块SB配备有子模块特有的驱动电路200,其以电感退耦的方式连接到分模块TM1的第一开关S1,并且连接到分模块TM2的第一开关S3。子模块特有的驱动电路使得两个第一开关S1和S3能够同步地接通和断开,其中,控制以电感退耦的方式进行。电感退耦优选基于电流补偿扼流圈,如在图8中并且在那里通过附图标记210所指示的。电流补偿扼流圈210优选具有软磁芯。
对两个分模块TM1和TM2的两个第二开关S2和S4的控制可以通过对应的子模块特有的驱动电路进行。
虽然通过优选实施例进一步详细示出并描述了本发明,但是本发明不受所公开的示例限制,本领域技术人员可以得出其它变形,而不脱离本发明的保护范围。
附图标记列表
10多电平变换器
15发电机
20中心装置
21线
110开关
120开关
130电容器
200驱动电路
210扼流圈
A1第一分模块接线端
A2第二分模块接线端
A3第三分模块接线端
Cl电容器
C2电容器
D电感
Gl0a电压接线端
Gl0b电压接线端
I1电感元件
I2电感元件
I3电感元件
I4电感元件
Ifl放电电流
If2放电电流
If3放电电流
L1电感
Lpl电感
Lp2电感
RE1串联电路
R11串联电路R1的外部接线端
R12串联电路R1的外部接线端
RE2串联电路
R21串联电路R2的外部接线端
R22串联电路R2的外部接线端
RE3串联电路
R31串联电路R3的外部接线端
R32串联电路R3的外部接线端
Rl欧姆电阻
R2欧姆电阻
SB子模块
SB1第一子模块接线端
SB2第二子模块接线端
Sl第一开关
S2第二开关
S3第一开关
S4第二开关
TM1分模块
TM2分模块
Ucl电容器电压
Uc2电容器电压
V1连接线
V2连接线
V3连接线
V4连接线
V5连接线
W10交流电压接线端
Z中间接线端

Claims (15)

1.一种具有多个串联连接的子模块(SB)的多电平变换器(10),所述子模块分别至少具有第一开关、第二开关和电容器,所述子模块在放电阶段中借助所述电容器向外输出电流,并且在充电阶段中接收电流,以对所述电容器进行充电,
其特征在于,
-所述子模块(SB)中的至少一个具有两个彼此电连接的分模块(TM1,TM2),或者由两个彼此电连接的分模块(TM1,TM2)形成,所述分模块分别具有第一开关(Sl)、第二开关(S2)和电容器(Cl,C2)以及第一和第二分模块接线端(A1,A2),以及
-两个分模块(TM1,TM2)之间的电连接(V1,V2,V3,V4)包括至少一个电感元件(I1,I2,I3,I4)。
2.根据权利要求1所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
两个分模块(TM1,TM2)之间的电连接(V1,V2,V3,V4)中的电感元件(I1,I2,I3,I4)的电感(L1)或者电感元件(I1,I2,I3,I4)的电感的总和,是在两个分模块(TM1,TM2)中起作用的寄生电感(Lpl,Lp2)的总和的至少五倍、优选至少十倍大。
3.根据前述权利要求中任一项所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
-分模块(TM1,TM2)的第一分模块接线端(A1)分别与子模块(SB)的第一子模块接线端(SB1)电连接并且彼此电连接,以及
-第二分模块接线端(A2)分别与子模块(SB)的第二子模块接线端(SB2)电连接并且彼此电连接,
-其中,两个第一分模块接线端(A1)之间和/或两个第二分模块接线端(A2)之间的电连接(V1,V2,V3,V4)包括至少一个电感元件(I1,I2,I3,I4)。
4.根据权利要求3所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
两个第一分模块接线端(A1)之间和/或两个第二分模块接线端(A2)之间的电连接(V1,V2,V3,V4)中的电感元件(I1,I2,I3,I4)的电感(L1)或者电感元件(I1,I2,I3,I4)的电感的总和,是在两个分模块(TM1,TM2)中起作用的寄生电感(Lpl,Lp2)的总和的至少五倍、优选至少十倍大。
5.根据前述权利要求中任一项所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
-分模块(TM1,TM2)分别具有第三分模块接线端(A3),以及
-分模块(TM1,TM2)的电容器(Cl,C2)经由所述第三分模块接线端(A3)以高电阻和/或大电感彼此电连接。
6.根据权利要求5所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
两个分模块(TM1,TM2)的电容器(Cl,C2)之间的欧姆电阻的绝对值,比两个分模块(TM1,TM2)之间的电连接(V1,V2,V3,V4)中的在50Hz时的电感元件(I1,I2,I3,I4)的阻抗的绝对值,或者比在50Hz时的电感元件(I1,I2,I3,I4)的阻抗的绝对值的总和至少大105倍。
7.根据前述权利要求中任一项所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
-至少一个子模块(SB)除了两个分模块(TM1,TM2)之外,还具有另外的分模块,所述另外的分模块分别具有第一开关、第二开关和电容器以及第一和第二分模块接线端(A1,A2),
-所述另外的分模块的第一分模块接线端(A1)分别与子模块(SB)的第一子模块接线端(SB1)电连接,以及
-所述另外的分模块的第二分模块接线端(A2)分别与子模块(SB)的第二子模块接线端(SB2)电连接,
-其中,在所述另外的分模块的第一分模块接线端(A1)与第一子模块接线端(SB1)之间的电连接和/或在所述另外的分模块的第二分模块接线端(A2)与第二子模块接线端(SB2)之间的电连接分别包括至少一个电感元件(I1,I2,I3,I4)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
-至少一个子模块(SB)具有多个分模块(TM1,TM2),所述分模块分别具有第一开关、第二开关和电容器以及第一和第二分模块接线端,
-分模块(TM1,TM2)的第一分模块接线端(A1)分别与子模块(SB)的第一子模块接线端(SB1)电连接,以及
-分模块(TM1,TM2)的第二分模块接线端(A2)分别与子模块(SB)的第二子模块接线端(SB2)电连接,
-其中,分模块(TM1,TM2)的第一分模块接线端(A1)与第一子模块接线端(SB1)之间的电连接以及分模块(TM1,TM2)的第二分模块接线端(A2)与第二子模块接线端(SB2)之间的电连接分别包括至少一个电感元件(I1,I2,I3,I4)。
9.根据权利要求8所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
-分模块(TM1,TM2)的电容器(Cl,C2)以大电阻电连接,以及
-相应地彼此连接的两个分模块(TM1,TM2)的电容器之间的欧姆电阻的绝对值,分别比由布置在该两个分模块(TM1,TM2)与子模块接线端(SB1,SB2)之间的电连接(V1,V2,V3,V4)中的所述电感元件(I1,I2,I3,I4)形成的在50Hz时的阻抗的绝对值的总和至少大105倍。
10.根据前述权利要求7至9中任一项所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
对于分模块(TM1,TM2)中的每一个,在第一分模块接线端(A1)和第一子模块接线端(SB1)之间的电连接中以及在第二分模块接线端(A2)和第二子模块接线端(SB2)之间的电连接中的电感元件(I1,I2,I3,I4)的电感的总和,分别是在这些分模块(TM1,TM2)中起作用的寄生电感(Lpl,Lp2)的总和的至少五倍、优选至少十倍大。
11.根据前述权利要求中任一项所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
电感元件(I1,I2,I3,I4)相应地由分离的元件、特别是分离的扼流圈形成。
12.根据前述权利要求1至10中任一项所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
电感元件(I1,I2,I3,I4)由在分模块(TM1,TM2)之间的电连接中的寄生电感形成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
对分模块(TM1,TM2)的开关的控制电感性退耦地进行。
14.根据权利要求13所述的多电平变换器(10),
其特征在于,
-至少一个子模块(SB)或者所有子模块分别具有第一子模块特有的驱动电路(200)和第二子模块特有的驱动电路,以及
-分模块(TM1,TM2)的第一开关(Sl,S3)以电感性退耦的方式由所述第一子模块特有的驱动电路(200)控制,并且分模块(TM1,TM2)的第二开关以电感性退耦的方式由所述第二子模块特有的驱动电路控制。
15.一种用于多电平变换器(10)、特别是根据前述权利要求中任一项所述的多电平变换器(10)的子模块,
其特征在于,
-所述子模块(SB)具有两个彼此电连接的分模块(TM1,TM2),或者由两个彼此电连接的分模块(TM1,TM2)形成,所述分模块分别具有第一开关、第二开关和电容器以及第一和第二分模块接线端,以及
-两个分模块(TM1,TM2)之间的电连接包括至少一个电感元件(I1,I2,I3,I4)。
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