CN109565944A - 用于大功率变流器的相位模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于大功率变流器(3)的相位模块(1)，相位模块具有：第一汇流排(11)、第二汇流排(12)和至少两个半导体模块(4)，其中第一汇流排(11)与半导体模块(4)的交流电压端子(41)连接，其中第二汇流排(12)与半导体模块(4)的直流电压端子(42)连接。为了改进具有并联设置的半导体模块(4)的相位模块(1)的运行特性而提出：第一汇流排和第二汇流排(11、12)至少逐段地彼此以一间距设置，间距的值低于半导体模块(4)之一的交流电压端子(41)和直流电压端子(42)之间的间距值的一半，其中第一汇流排和/或第二汇流排(11、12)具有至少一个隔片(15)，其直角地设置在汇流排(11、12)的其余部分上并且将汇流排(11、12)与半导体模块(4)之一的直流电压端子(42)中的或交流电压端子(41)中的至少一个连接，其中隔片(15)沿着这一个半导体模块(4)的表面设置。此外，本发明涉及具有至少两个这种相位模块(1)的大功率变流器(3)，其中相位模块(1)的交流电压端子(41)形成大功率变流器(3)的相位端子。此外，本发明涉及一种用于运行这种相位模块(1)或这种大功率变流器(3)的方法，其中与经过相应的半导体模块(4)的模块电流(i1、i2、i3)无关地进行对并联设置的半导体模块(4)的驱控。

Description

用于大功率变流器的相位模块
技术领域
本发明涉及一种用于大功率变流器的相位模块，相位模块具有：第一汇流排、第二汇流排和至少两个半导体模块，其中第一汇流排与半导体模块的交流电压端子连接，其中第二汇流排与半导体模块的直流电压端子连接。此外，本发明涉及一种大功率变流器以及一种用于运行这种相位模块或这种大功率变流器的方法。
背景技术
大功率变流器用于对用电器、即例如马达供应电能。在此，大功率变流器能够在其交流电压输出端处提供具有变化的电压大小的和变化的频率的电压。
大功率变流器的各个交流电压输出端称作为相位。各个相位能够在大功率变流器中通过所谓的半导体模块形成。
半导体模块包括一个交流电压端子和至少两个直流电压端子。半导体模块通常是具有至少两个半导体开关的装置，所述半导体开关实现：将两个或更多个直流电压端子中的一个与交流电压端子连接。通过开关半导体开关，时间上平均地可在交流电压端子处产生可预设的电压。
半导体开关例如为IGBT，它们根据其驱控改变其开关状态(导通/截止)。IGBT具有如下特性：能够以高开关频率运行。具有两个直流电压电势的半导体模块的简单实施方案例如是所谓的半桥。半桥具有两个半导体开关构成的串联电路，其中两个半导体开关的连接点是交流电压端子。直流电压端子处于串联电路的外端部处。
为了提高大功率变流器的一个相位的电功率，能够将多个半导体模块电并联地设置。各个半导体模块的模块电流在此相加成总电流。在此，模块电流是在运行中流经相应半导体模块的电流。在半导体模块的并联电路中、即在电并联装置中，例如借助于汇流排分别将各种半导体模块的不同直流电压端子和交流电压端子彼此连接。这种装置在下文中称作为相位模块。
汇流排根据横截面适合于引导大电流。与线缆相反，汇流排具有低电感。由于低电感，汇流排尤其适合于能够以高开关频率运行的半导体模块，尤其是功率半导体。特别地，如今的IGBT模块属于实现以高开关频率运行的半导体模块或功率半导体的组。
汇流排在此大多由于高电导率而由铜制造。由于铜的价格高，因此汇流排在横截面和传导路径方面优化，以便保持低材料使用情况进而还有低母线(Verschienung)成本。
除了具有两个直流电压端子的相位模块之外，也存在具有超过两个直流电压电势、尤其是三个或五个电势的相位模块，以用于构建3点、5点大功率变流器或通常n点大功率变流器。
在申请号15 201 849.5的欧洲专利申请中，公开了一种汇流排装置，其中两个汇流排为了与直流电压中间回路连接而尽可能重叠地构成，以便消除或减小半导体开关的端子处的干扰性电场。借此实现以高频率来开关半导体开关。
发明内容
本发明基于如下目的：对具有电并联设置的半导体模块的相位模块在其运行特性方面进行改进。
所述目的通过用于大功率变流器的相位模块实现，相位模块具有第一汇流排、第二汇流排和至少两个半导体模块，其中第一汇流排与半导体模块的交流电压端子连接，其中第二汇流排与半导体模块的直流电压端子连接，其中第一汇流排和第二汇流排至少逐段地彼此间以如下一间距设置，该间距的值低于半导体模块之一的交流电压端子和直流电压端子之间的间距值的一半。此外，该目的通过一种具有至少两个这种相位模块、尤其具有三个这种相位模块的大功率变流器来实现，其中相位模块的交流电压端子形成大功率变流器的相位。此外，该目的通过一种用于运行这种相位模块或这种大功率变流器的方法来实现，其中与经过相应的半导体模块的模块电流无关地进行对并联设置的半导体模块的驱控。
本发明的有利的设计方案在从属权利要求中说明。
本发明基于如下知识：通过如下方式能够改进电并联设置的半导体模块之间的电流分配：即经过半导体模块的各个电流路径具有相同的电感。电流路径是如下网目，所述网目从中间回路分别经由至少一个半导体模块延伸直至负载并且返回至中间回路。尤其当以高开关频率运行半导体模块时，低电感是有利的，因为，随着频率的提高，电感对于各个并联半导体模块的电流分布的影响比欧姆份额更大。在以高频率、尤其千赫兹(kHz)和更高频率的范围中运行时，甚至低电感或低电感差对于各个半导体模块的电流分布(也称作为电流分配)也具有相对高的影响。
当经过并联设置的电流模块的电流支路具有相同的电感时，能够实现总电流到相应的半导体模块中的各个模块电流中的一种均匀的、至少一种近似均匀的电流分配。于是，各个并联的半导体模块的模块电流至少近似等大。
在此，在半导体模块的电并联设置的情况下，半导体模块在其交流电压端子方面以及在其直流电压端子方面通过相应的汇流排并联。
在功率电子装置中，在构建大功率变流器时经常需要半导体模块的并联电路，以便与借助各个半导体模块可行的情况下相比能够将更大的电流导入到各个相位中。此外还有利地可能：将大功率变流器模块化地构成，并且经过并联的半导体模块的数量来缩放进而匹配于所需要的电导率。在此，优选将IGBT模块用作为半导体模块。由于其高开关频率在要通过相位模块或通过大功率变流器传输的功率大的情况下，尤其对于经过各个并联设置的半导体模块的电流路径的电感中的差别，这些模块是易受影响的。换言之，各个网目中的或经过不同的并联半导体模块的各个电流路径中的不同的电感还由于处于千赫兹(kHz)、尤其1kHz至20kHz范围中的高开关频率而引起经过并联半导体模块的电流的特别大的误差分布。误差分布反应在经过各个并联的半导体模块的不同大小的模块电流中。在此，各个半导体模块的功率仅部分地未令人满意地利用。
不同电流路径的电感还与由相应的模块电流的电流路径所包围的面相关。其示出：在此尤其处于半导体模块附近的面积份额是有重要意义的。
为了将在交流电压端子处相加成总电流的不同模块电流的电流路径的包围的面等大地构成，证实为有利的是：用于连接交流电压端子的第一汇流排和用于连接直流电压端子的第二汇流排至少逐段地以彼此间尽可能小的间距设置。
因为半导体模块具有至少两个直流电压电势，所以除了该直流电压端子之外也具有至少一个另外的直流电压端子，其在运行时具有与该直流电压端子不同的电势。为了连接该另外的直流电压端子能够设有第三汇流排。证实为有利的是：第三汇流排也距第一和第二汇流排尽可能近地设置。在此，对于第一汇流排和第三汇流排之间的间距能够考虑与对于第一和第二汇流排的间距相同的标准。因此，在本发明的一个有利的设计方案中第一和第三汇流排能够至少逐段地彼此间以如下一间距设置，该间距的值低于半导体模块之一的交流电压端子和另外的直流电压端子之间的间距值的一半。
第二和第三汇流排彼此电绝缘地构成，因为它们在运行中具有不同的电势。
至今为止，汇流排的设置首先出于材料使用的观点来进行。因此，用于交流电压端子和直流电压端子的汇流排大致以如下一间距设置，该间距在忽略汇流排宽度情况下对应于在半导体模块处的交流电压端子和直流电压端子的间距。如果汇流排现在明显彼此较近地设置，那么尤其已经在将间距减半时就能观察各个模块电流的电流路径(网目)的电感的调整，所述调整引起半导体模块之间明显更好的电流分配。借此，降低各个半导体模块之间的误差分布。还更小的间距引起进一步改进电流分配或引起进一步降低误差分布。
相位模块的优点尤其在于：通过减小的间距将感应决定的电压(自感或感应耦合)对经过并联的半导体模块、尤其IGBT的模块电流的影响最小化。于是，欧姆份额和在所述欧姆份额上形成的电压是占主导的。由此，实现将电流更均匀地在并联电路中的各个半导体模块之间分配。因此能够改进对半导体模块、尤其IGBT模块的电流负载能力的利用，并且降低或甚至取消半导体模块的过度设计。此外，最小化或消除并联电路中的电流分配与用于负载电流的导线的引导的相关性，使得能够彼此独立地执行半导体模块的尺寸设计和将连接导线安装至相位模块的或大功率变流器的负载。
尤其有利的是：根据半导体模块的载流能力来设计主要确定汇流排的载流能力的汇流排横截面。借此，能够实现将昂贵的铜材料尤其适宜地用于汇流排。
多个相位模块能够组合成大功率变流器。在此，不同的相位模块的交流电压端子形成大功率变流器的相位。因此，三相大功率变流器例如需要三个相位模块，以便实现这三个相位。将负载连接到大功率变流器的这些相位上。用于大功率变流器的典型的负载是一个或多个马达。单相大功率变流器能够以简单的方式例如通过使用一个相位模块来形成。
相位模块的直流电压端子为了形成大功率变流器分别与大功率变流器的中间回路、尤其与中间回路电容器连接。
因为通过根据本发明的设置将总电流均匀地、至少近似均匀地在各个模块电流之间分配，能够放弃用于调节电流分配的调节措施。因此，半导体模块的驱控能够与经过相应的半导体模块的模块电流不相关地进行。
在本发明的一个有利的设计方案中，第一汇流排和第二汇流排至少逐段地彼此间以如下一间距设置，所述间距的值处于如下数量级中，所述数量级确保第一汇流排和第二汇流排之间的安全绝缘。最简单类型的绝缘通过汇流排之间的空气来确保。汇流排之间的气隙或汇流排彼此间的间距(空气路径)的大小选择为不造成汇流排之间的飞弧。这具有的优点是：汇流排于是尤其近且紧凑地设置。借此，能够实现尤其良好的电流分配，因为由模块电流展开的面积几乎是相同的。通过连接器能够将汇流排相互固定。由此，尤其在安装期间能够容易地操作和安装汇流排。连接器由于汇流排之间的小间距而能够尤其小且紧凑地构成。连接器具有绝缘材料，以便防止汇流排之间经过连接器的电通流。
为了也在不利的环境条件下、即例如在尤其潮湿或受污染的空气下扣留飞弧，即在第一和第二汇流排之间的不期望的电通流，证实为有意义的是：第一和第二汇流排之间的间距设有安全附加物。因此提出：第一和第二汇流排之间的间距处于如下数量级中，该数量级确保安全绝缘。本领域技术人员也将该数量级理解为如下间距，这些间距比对于在正常或理想情况下借助空气绝缘所需的间距大直至10倍。
在本发明的另一有利的设计方案中，第一汇流排和第二汇流排至少逐段地彼此间以如下一间距设置，该间距的值低于第一汇流排和/或第二汇流排的厚度或宽度的值。该设置得到汇流排的尤其紧凑的构型。在此，汇流排彼此电绝缘地固定，使得能够尤其简单地将汇流排安装到半导体模块上。如果在相位之间在运行时预设的势差需要在第一和第二汇流排之间更大的间距，那么在汇流排之间能够引入绝缘材料，例如塑料或陶瓷。这在与将空气用作为绝缘介质时相比间距更小的情况下也允许汇流排彼此间的安全绝缘。
在本发明的另一有利的设计方案中，在半导体模块的区域中第一汇流排和第二汇流排彼此平行地设置。尤其当汇流排机械地彼此连接时，汇流排的平行设置具有优点。在该情况下，在汇流排的长度之上能够使用相同的连接器，以便将汇流排相互固定。替选地或补充地，汇流排能够借助于设置在汇流排之间的绝缘器或绝缘材料彼此连接。汇流排的平行设置需要具有恒定厚度的绝缘器，所述绝缘器能够尤其简单地制造。此外，具有恒定厚度的绝缘器能够简单地设置在汇流排之间。
半导体模块的、其中并联设置是尤其有利的区域尤其包括汇流排的如下区域，所述区域为了与半导体模块连接而位于汇流排的端子之间。
在本发明的另一有利的设计方案中，在第一汇流排和第二汇流排之间设置有绝缘材料。在第一和第二汇流排之间使用绝缘材料具有多个优点。一方面，汇流排通过绝缘材料的绝缘作用能够以彼此间尤其小的间距设置。此外，绝缘材料提供如下可行性：将汇流排相互固定进而实现紧凑的、易于安装的单元。借助绝缘材料能够以简单的方式将汇流排彼此平行地设置。此外，绝缘材料能够防止汇流排之间的侵蚀。
在本发明的另一有利的设计方案中，第一汇流排和/或第二汇流排具有至少一个隔片，所述隔片直角地设置在汇流排的其余部分上并且将汇流排与半导体模块之一的直流电压端子中的或交流电压端子中的至少一个连接，其中隔片沿着这一个半导体模块的表面设置。在该实施方式中，汇流排能够以尤其简单的方式平行地并且以彼此间的小间距设置。端子的区域通过隔片形成。在此，端子在半导体模块上的定位中的差异能够以简单的方式通过隔片的设计来补偿。经过半导体模块的电流(模块电流)通过相应的隔片再次向回引导至以小间距设置的汇流排的区域。汇流排的、处于隔片之外的区域称作为汇流排的其余部分。因为隔片沿着半导体模块的表面设置，所以经过模块和经过相应隔片的电流几乎并行。该几乎平行的电流引导引起磁场相互平衡，使得通过模块电流几乎不产生对于经过另外的半导体模块的电流有影响的磁场。借此，实现各个模块电流的尤其良好的磁脱耦。换言之，各个模块电流之间的感应耦合在该实施方案中尤其小。因为各个模块电流之间的感应耦合导致电流错误分布到各个半导体模块上，所以通过该实施方式能够实现电流尤其均匀地在半导体模块之间分配。
在本发明的另一有利的设计方案中，第一汇流排和第二汇流排在半导体模块的周围至少部分重叠地设置。重叠设置实现如下可行性：实现紧凑的汇流排设置，所述汇流排设置能够以尤其简单的方式在安装相位模块时使用。此外，尤其当将绝缘材料设置在汇流排之间时，重叠设置实现对于汇流排的尤其稳定的构造。该构造尤其是抗扭曲的进而也能够完全或部分地吸收力、即例如半导体模块的重力。此外，汇流排能够有助于相位模块机械构造的总体稳定性，使得对于构造而言能够节约用于建立高稳定性的材料，即例如在车辆上使用所需的材料。因此，能够通过重叠设置实现在重量方面尤其稳定的和/或抗扭曲的构造。
此外，能够将汇流排尤其简单平行地设置。另一优点在于：以简单的方式借助于相应的连接器和/或设置在汇流排之间的绝缘层将汇流排彼此连接进而实现尤其稳定的结构单元。
此外，经过不同汇流排的电流补偿产生的磁场。由此，大范围地降低与大功率变流器的另外的电回路或另外的相位模块的磁耦合。通过重叠设置，各个模块电流的对于电回路的电感有效的面等大。这引起将总电流均匀地在各个模块电流之间分配。
在本发明的另一有利的设计方案中，相位模块具有第三汇流排，其中第三汇流排与半导体模块的另外的直流电压端子连接，其中第一汇流排、第二汇流排和第三汇流排在半导体模块的周围至少部分重叠地设置。通过这种类型的母线系统得到紧凑的汇流排设置，以便以尤其简单的方式将相位模块与两个直流电压端子和一个交流电压端子电接触。借助三个汇流排的重叠的构造，汇流排设置实现大厚度，其显著有助于稳定构造。此外，该构造是尤其紧凑的。因此，相应的相位模块也能够尤其小且节约空间地构造。基于不同电势产生的高场强区域在大功率变流器之内因此尤其小并且显著局限于汇流排组的紧邻的周围，并且尤其在汇流排之间使用绝缘材料时能够以简单且成本适宜的方式来控制。
在本发明的另一有利的设计方案中，汇流排设置成，使得在相位模块运行时通过各个半导体模块的模块电流的相应的网目展开的面积基本上是相同的。网目从各个模块电流的电流路线中得出。电流路线通过汇流排和通过至负载的导线形成。然而，至负载的导线通常不对有效面产生影响，因为不同的相位彼此紧邻地引导。因此，有效面尤其通过半导体模块区域中的汇流排影响。通过例如通过狭窄间隔开地引导汇流排的设置能够将有效面的差异降低直至引起将电流均匀地在相位模块的各个半导体模块之间分配。
在本发明的另一有利的设计方案中，同步地驱控并联设置的半导体模块。因为在各个半导体模块之间的电流分配由于结构条件已经几乎是相同的，所以能够放弃用于影响电流分配的特殊调节干预。这种影响能够通过如下方式实现：彼此独立地驱控并联设置的半导体模块。这需要单独驱控半导体模块，其中驱控基于测量到的模块电流进行。通过将总电流均匀地在各个模块电流之间分配，能够放弃对模块电流的这种调节或控制技术方面的影响。在同步驱控时也能够通过几乎相同的电感关系、不仅在自感方面而且在感应耦合方面实现均匀的电流分配。优点在于：无需评估不同模块电流的测量值。因此能够放弃确定测量值以及处理和/或评估所述数据。因此，不需要用于并联的半导体模块的单独驱控组件，因为半导体模块同步地、即时间相同地被驱控。
附图说明
下面，根据附图中示出的实施例详细描述和阐述本发明。附图示出：
图1示出三个半导体模块的并联的电路图，
图2示出半导体模块的典型构造，
图3示出半导体模块的汇流排的已知设置，
图4示出电流路径的空间走向，
图5示出电流路径的有效面，
图6示出两个汇流排的设置的实施例，
图7示出具有隔片的汇流排的实施例，和
图8示出之前描述的实施例的电流路径的有效面。
具体实施方式
图1示出电路的一个实施例，其中三个半导体模块4设置在一个并联电路中。并联电路在其交流电压端子41方面设置：所述交流电压端子例如能够形成大功率变流器3的相位31。在此，交流电压端子41能够借助于第一汇流排11彼此连接。在此，所述附图仅说明电路流、即电连接。所述附图的描述不涉及关于各个部件在空间中的方位的陈述。
在直流电压侧，每个半导体模块3具有分别与中间回路的电势连接的一直流电压端子42和另一直流电压端子43。电势差是中间回路电压UDC。该中间回路电压位于中间回路电容器32上。直流电压端子42或另一直流电压端子43分别经由第二汇流排12和第三汇流排13彼此连接。在此，直流电压端子42是中间回路的正电势(如在图1中绘出)或者是负并不重要。相同的内容适用于另一直流电压端子43以及第二和第三汇流排12、13。
在中间回路具有两个不同电势的简单情况下，每个半导体模块4分别包括至少两个半导体开关2，所述半导体开关能够将交流电压输出端41与直流电压端子42或另一直流电压端子43电连接。在此，中间回路的总电流iGES在经过各个半导体模块4的模块电流i1、i2、i3之间分配，并且形成流动至未示出的负载5的负载电流iL。电流通过中间回路电压UDC驱动。
在所示出的实例中，电流分别流动经过所示出的半导体开关2的上方的半导体开关。然而根据运行状态，电通流也能够经过下方的半导体开关2进行。
当基于存在的半导体模块4应提高相位模块1、尤其形成大功率变流器3的相位的相位模块1的功率时，经常使用这种并联电路。
图2示出端子41、42、43在半导体模块4上的典型的设置。在此，端子41、42、43大多全部处于半导体模块的一个面上，该面也称作为半导体模块的上侧。在那里，直流电压端子42以及另外的直流电压端子43常设置在该表面的边缘处，并且交流电压端子41在空间分开地、优选地设置在上侧的相对置的边缘处。在此，端子42、43也能够进行交换。特别地，在现代的IGBT半桥模块中，常将直流电压侧的端子42、43设置在壳体的一侧上并且将交流电压侧的端子41设置在壳体的另一侧上。
图3示出半导体模块4和汇流排11、12、13的已经已知的典型构造。半导体模块4的并联电路产生如在该图中示出的设置。第一汇流排11连接交流电压端子41，第二汇流排12连接直流电压端子42，并且第三汇流排13连接另一直流电压端子43。在端子的区域中、尤其对于第二和第三汇流排考虑：将不同的端子42、43彼此绝缘。这例如通过相应的汇流排12、13中的孔来确保，所述孔布设在朝向半导体模块4的一侧上。在此，半导体模块4引导相应的模块电流i1、i2、i3，所述模块电流叠加、即相加成负载电流iL。在此，通过各个半导体模块4和负载5形成闭合的电流路径，所述电流路径称作为网目30并且在图3中的半导体模块4的区域中标出。在负载5附近且返回至中间回路的精确走向或其汇流排12、13的精确的走向在此不是重要的，并且因此作为虚线区域示出。
图4示出各个模块电流i1、i2、i3的空间分布，如其从根据图3的布置中得出的那样。如果观察各个网目30的包围面，那么能够容易地识别出：所述网目在半导体模块的区域中(网目30的实线)形成大小不同的面。该差别在图5中再次更详细地示出。在此，包围面对相应的网目30或相应的电流路径的电感L1、L2、L3的大小产生影响。通过图5中针对各个模块电流i1、i2、i3示出的不同的面，在不同的电流路径中也得到不同的电感。这些面还与用于负载电流IL的导线的方位相关并且彼此磁耦合。因此，尤其在使用IGBT模块的情况下，在负载电流根据时间变化时得到负载电流在并联的半导体模块4之间的不均匀分配。由此，并联的IGBT模块不同强地承载电流并且将会在其相应的电流负载能力方面无法完全地利用。
在本发明的一个实施方式中，因此至少第一汇流排11和第二汇流排12空间上彼此邻近地设置。在图6中示出的实施例中，汇流排11、12重叠地设置。为了改进汇流排11、12的绝缘，在其之间能够设有有绝缘材料14。借此，在电势差大的情况下在两个汇流排之间也可以有特别小的间距。在未处于重叠区域附近的端子区域中，所示出的第一汇流排11具有隔片15，隔片确保与交流电压端子41的电连接。替选地或补充地：也可以执行直流电压端子42和/或另外的直流电压端子43与隔片15在相应的汇流排12、13处的连接。这提高了狭窄间隔的汇流排11、12、13的空间设置中的自由度。
此外，通过沿着半导体模块4的表面设置隔片15确保：经过半导体模块4的模块电流i1、i2、i3几乎并行地再次引导回汇流排区域。该至少几乎并行的电流引导产生小磁场并且因此也产生与其余半导体模块4的模块电流的低磁耦合。
图7示出具有并联设置的、经由汇流排11、12彼此连接的半导体模块4的设置。在该实施例中，第一汇流排11和第二汇流排12以彼此间的一小间距设置。通过汇流排11的隔片15，实现了半导体模块4的交流电压端子41的电流路径几乎平行于半导体模块4内部的电通流。
借此，在图8中示出并且由相应的电流路径、或通过各个网目30、通过各个并联的半导体模块4与用于负载电流IL的导线形成的面被最小化或消除。现在，各个模块电流i1、i2、i3的网目30分别具有相同的面，因为通过引导电流经过隔片15在半导体模块4的区域中没有或几乎没有面积展开。这归因于：半导体模块4的交流电压端子41直接经由相应的模块朝直流电压侧的端子42、43的方向向回引导。由此，既不形成不同的网目30中的面差异，也不通过经过半导体模块4并且返回至汇流排的重叠区域的并行电流引导而产生干扰性地作用于其余模块电流的磁场。即使不能够阻止形成磁场，所述磁场很小，以至于不存在对于其余的模块电流和模块电流的分配的显著作用。于是，各个回引的交流电压端子41通过第一汇流排11彼此连接，第一汇流排设置在第二和/或第三汇流排12、13的附近、尤其设置在其之上。在此有利的是：与交流电压端子41连接的第一汇流排11与半导体模块4和/或第二/第三汇流排12、13之间的间距尽可能小地构成。由此，由经过每个单个模块的正向和反向电流围成的面被最小化，并且现在与用于负载电流iL的端子导线的布设无关。此外，所述面之间的磁耦合被最小化。借此，实现各个模块电流i1、i2、i3的磁脱耦。
综上所述，本发明涉及一种用于大功率变流器的相位模块，相位模块具有：第一汇流排、第二汇流排和至少两个半导体模块，其中第一汇流排与半导体模块的交流电压端子连接，其中第二汇流排与半导体模块的直流电压端子连接。为了改进具有并联设置的半导体模块的相位模块的运行特性而提出：第一汇流排和第二汇流排至少逐段地彼此间以一间距设置，该间距的值低于半导体模块之一的交流电压端子和直流电压端子之间的间距值的一半，其中第一汇流排和/或第二汇流排(11、12)具有至少一个隔片(15)，隔片直角地设置在汇流排(11、12)的其余部分上，并且汇流排(11、12)与半导体模块(4)之一的直流电压端子(42)中的或交流电压端子(41)中的至少一个连接，其中隔片(15)沿着这一个半导体模块(4)的表面设置。此外，本发明涉及一种具有至少两个这种相位模块的大功率变流器，其中相位模块的交流电压端子形成大功率变流器的相位端子。此外，本发明涉及一种用于运行这种相位模块或这种大功率变流器的方法，其中与经过相应的半导体模块的模块电流无关地进行对并联设置的半导体模块的驱控。

Claims (11)

1.一种用于大功率变流器(3)的相位模块(1)，所述相位模块具有：
-第一汇流排(11)，
-第二汇流排(12)和
-至少两个半导体模块(4)，
其中所述第一汇流排(11)与所述半导体模块(4)的交流电压端子(41)连接，其中所述第二汇流排(12)与所述半导体模块(4)的直流电压端子(42)连接，其特征在于，所述第一汇流排和所述第二汇流排(11、12)至少逐段地彼此以一间距设置，该间距的值低于所述半导体模块(4)中的一个半导体模块的交流电压端子(41)和直流电压端子(42)之间的间距值的一半，其中所述第一汇流排和/或所述第二汇流排(11、12)具有至少一个隔片(15)，所述隔片直角地设置在所述汇流排(11、12)的其余部分上并且将所述汇流排(11、12)与所述半导体模块(4)中的一个半导体模块的所述直流电压端子(42)中的至少一个直流电压端子或所述交流电压端子(41)中的至少一个交流电压端子连接，其中所述隔片(15)沿着这一个半导体模块(4)的表面设置。
2.根据权利要求1所述的相位模块(1)，其中所述第一汇流排和所述第二汇流排(11、12)至少逐段地彼此间以一间距设置，该间距的值处于一个确保所述第一汇流排和所述第二汇流排(11、12)之间的安全绝缘的数量级中。
3.根据权利要求1或2所述的相位模块(1)，其中所述第一汇流排和所述第二汇流排(11、12)至少逐段地彼此间以一间距设置，该间距的值低于所述第一汇流排和/或所述第二汇流排(11、12)的厚度或宽度的值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的相位模块(1)，其中在所述半导体模块(4)的区域中，所述第一汇流排和所述第二汇流排(11、12)彼此平行地设置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的相位模块(1)，其中在所述第一汇流排(11)和所述第二汇流排(12)之间设置有绝缘材料(14)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的相位模块(1)，其中所述第一汇流排(11)和所述第二汇流排(12)在所述半导体模块(4)的周围至少部分重叠地设置。
7.根据权利要求6所述的相位模块(1)，其中所述相位模块(1)具有第三汇流排(13)，其中所述第三汇流排(13)与所述半导体模块(4)的另外的直流电压端子(43)连接，其中所述第一汇流排(11)、所述第二汇流排(12)和所述第三汇流排(13)在所述半导体模块(4)的周围至少部分重叠地设置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的相位模块(1)，其中所述汇流排(11、12、13)设置成，使得在所述相位模块(1)运行时通过各个所述半导体模块(4)的所述模块电流(i1、i2、i3)的相应的网目(30)展开的面积基本上是相同的。
9.一种大功率变流器(3)，具有根据权利要求1至8中任一项所述的至少两个相位模块(1)、尤其具有三个相位模块(1)，其中所述相位模块(1)的所述交流电压端子(41)形成所述大功率变流器(3)的相位。
10.一种用于运行根据权利要求1至8中任一项所述的相位模块(1)或根据权利要求9所述的大功率变流器(3)的方法，其中与经过相应的所述半导体模块(4)的模块电流(i1、i2、i3)无关地进行对并联设置的所述半导体模块(4)的驱控。
11.根据权利要求10所述的方法，其中同步地驱控并联设置的所述半导体模块(4)。
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