CN111030435A - 电力电子转换器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

控制器(203)包括处理系统(205)，处理系统(205)用于在电力电子转换器的直流电压侧发生短路期间控制电力电子转换器。处理系统识别电力电子转换器的交流电压侧的相位(126‑128)中的电流的方向，当所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将该相位的高脚可控开关(108‑110)设置处于导通状态，同时保持该相位的低脚可控开关(111‑113)处于非导通状态，并且否则将低脚可控开关设置处于导通状态，同时将高脚可控开关保持处于非导通状态。因为在可控开关和续流二极管之间共享了烧毁电力电子转换器的输入熔断器(122)所需的电流，所以电力电子转换器的续流二极管(114‑119)的热负载减小了。

Description

电力电子转换器及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种用于在交流电压系统和直流电压系统之间传递电能的电力电子转换器。此外，本公开涉及用于控制电力电子转换器的控制器、用于控制电力电子转换器的方法以及用于控制电力电子转换器的计算机程序。
背景技术
在许多情况下，用于在交流电压系统和直流电压系统之间传递电能的电力电子转换器包括可控转换器电桥。交流电压系统例如可以是三相电网或发电机，直流电压系统可以例如是变频器的中间电路或具有直流电压连接的其他电气设备或系统。转换器电桥包括：高脚可控开关，所述高脚可控开关连接到电力电子转换器的正直流电压轨和交流电压侧；低脚可控开关，所述低脚可控开关连接到负直流电压轨和交流电压侧；以及续流二极管，所述续流二极管中的每个均与相应的一个可控开关反并联连接。可控开关可以是例如绝缘栅双极型晶体管“IGBT”、栅截止晶闸管“GTO”、金属氧化物半导体场效应晶体管“MOSFET”、双极型晶体管或一些其他合适的半导体开关。电力电子转换器包括控制系统，该控制系统用于在电力电子转换器的使用期间控制可控开关。电力电子转换器通常包括在交流电压侧和外部交流电压系统之间的输入熔断器。此外，电力电子转换器可以包括在转换器电桥和外部交流电压系统之间的滤波器电路。电力电子转换器可以是例如有源整流器、网络逆变器或有源整流器和网络逆变器两者。
对上述类型的电力电子转换器的直流电压侧中的短路做出反应的正常方法是将可控开关保持处于非导通状态，并使短路电流流经续流二极管，直到输入熔断器熔断为止。这意味着续流二极管的平方电流的时间积分，即I2t值，可以高于输入熔断器的相应I2t值。在许多情况下，这是设计续流二极管的尺寸的限制因素，导致需要过大地设计续流二极管的尺寸才能正常工作。
发明内容
以下给出简化的概述，以便提供对各种实施例的一些方面的基本理解。该概述不是本发明的广泛概述。它既不旨在标识本发明的关键或重要元素，也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅以简化形式呈现一些概念，作为示例性实施例的更详细描述的序言。
根据本发明，提供了一种用于控制电力电子转换器的新的控制器，该电力电子转换器包括高脚可控开关和低脚可控开关，该高脚可控开关连接到电力电子转换器的正直流电压轨以及电力电子转换器的交流电压侧和低压侧，该低脚可控开关连接到电力电子转换器的负直流电压轨和交流电压侧。
根据本发明的控制器包括处理系统，该处理系统配置为：
-响应于指示电力电子转换器的直流侧中的短路的故障信号，识别交流电压侧的相位所承载的电流方向，
-当所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将交流电压侧的相位的高脚可控开关设置处于导通状态，同时保持交流电压侧的相位的低脚可控开关处于非导通状态，以及
-当所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将交流电压侧的相位的低脚可控开关设置处于导通状态，同时将交流电压侧的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态。
上述可控开关的操作旨在在电力电子转换器的续流二极管和上述可控开关之间分配故障电流，以确保续流二极管的最大允许I2t值，并且在输入熔断器烧断或其他过流断路器不导通之前，不得超过可控开关的最大允许I2t值。
根据本发明，还提供了一种新的电力电子转换器，所述电力电子转换器可以是例如有源整流器、网络逆变器或有源整流器和网络逆变器两者。根据本发明的电力电子转换器包括：
-转换器电桥，所述转换器电桥包括连接到电力电子转换器的直流电压侧的正直流电压轨和负直流电压轨、连接到正直流电压轨和电力电子转换器的交流电压侧的高脚可控开关、连接至负直流电压轨和交流电压侧的低脚可控开关、以及续流二极管，每个续流二极管与高脚可控开关和低脚可控开关中的一个反并联连接；以及
-用于在电力电子转换器的正常使用期间控制高脚可控开关和低脚可控开关的控制系统，该控制系统包括根据本发明的控制器，该控制器用于在电力电子转换器的直流电压侧发生短路时，控制高脚可控开关和低脚可控开关。
根据本发明，还提供了一种用于控制上述类型的电力电子转换器的新方法。根据本发明的方法在电力电子转换器的直流电压侧发生短路期间包括以下控制动作：
一识别由交流电压侧的相位承载的电流的方向，
-当所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将交流电压侧的相位的高脚可控开关设置在导通状态，同时保持交流电压侧的相位的低脚可控开关处于非导通状态，以及
-当所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将交流电压侧的相位的低脚可控开关设置在导通状态，同时将交流电压侧的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态。
根据本发明，还提供了一种新的计算机程序，该计算机程序用于控制上述类型的电力电子转换器。根据本发明的计算机程序包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于控制可编程处理器以：
-响应于表示电力电子转换器的直流电压侧的短路的故障信号，识别交流电压侧的相位所承载的电流方向，
-当所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将交流电压侧的相位的高脚可控开关设置在导通状态，同时保持交流电压侧的相位的低脚可控开关处于非导通状态，以及
-当所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将交流电压侧的相位的低脚可控开关设置在导通状态，同时将交流电压侧的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态。
根据本发明，还提供了一种新的计算机程序产品。该计算机程序产品包括非易失性计算机可读介质，例如，用根据本发明的计算机程序编码的紧凑的光盘“CD”。
在所附从属权利要求中描述了各种示例性和非限制性实施例。
当结合附图阅读时，根据以下对具体示例性和非限制性实施例的描述，将最好地理解关于构造和操作方法的示例性和非限制性实施例，以及其附加的目的和优点。
动词“包含”和“包含了”在本文中用作开放式限制，既不排除也不要求存在未叙述的特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可以相互自由组合。此外，应当理解，在整个文件中使用“一个”或“一种”，即单数形式并不排除多个。
附图说明
示例性的和非限制性的实施例及其优点在下文中以示例的方式并参考附图进行了更详细的说明，其中：
图1示出了根据示例性和非限制性实施例的包括控制器的电力电子转换器，
图2a和图2b示出了包括根据示例性和非限制性实施例的控制器的电力电子转换器，以及
图3示出了根据示例性和非限制性实施例的用于控制电力电子转换器的方法的流程图。
具体实施方式
在下面给出的描述中提供的特定示例不应被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。除非另有明确说明，否则以下给出的描述中提供的示例列表和示例组并不是穷尽的。
图1示出了根据示例性和非限制性实施例的电力电子转换器的示意图。在图1所示的示例性情况中，电力电子转换器的交流电压侧连接至三相电网121，并且电力电子转换器的直流电压侧连接至电气系统120，该电气系统120可包括例如变频器的中间电路或具有直流电压连接的一些其他电气装置或系统。电力电子转换器包括转换器电桥101，该转换器电桥101包括连接到电力电子转换器的直流电压侧的正直流电压轨106和负直流电压轨107。转换器电桥101包括连接到正直流电压轨106和电力电子转换器的交流电压侧的高脚可控开关108、109和110，连接到负直流电压轨107和交流电压侧的低脚可控开关111、112和113，以及续流二极管114、115、116、117、118和119，续流二极管114、115、116、117、118和119分别与可控开关中的相应的一个反并联连接。在图1所示的示例情况下，可控开关108-113是绝缘栅双极晶体管“IGBT”。可控开关108-113也可以是例如栅极截止晶闸管“GTO”，金属氧化物半导体场效应晶体管“MOSFET”，双极晶体管或一些其他合适的半导体开关。电力电子转换器包括控制系统102，该控制系统102用于在电力电子转换器的使用期间控制可控开关108-113。控制系统102产生用于控制可控开关108-113的控制信号124。电力电子转换器包括在电力电子转换器的交流电压侧与三相电网121之间的输入熔断器122。此外，电力电子转换器包括在转换器电桥与三相电网121之间的滤波电路123。在图1所示的示例情况下，滤波器电路123是电感器-电容器-电感器形式的“LCL”滤波器。电力电子转换器可以是例如有源整流器、网络逆变器或有源整流器和网络逆变器两者。
电力电子转换器的控制系统102包括控制器103，该控制器103用于在检测到电力电子转换器的直流电压侧短路之后控制可控开关108-113。控制器103接收信号125，该信号至少表示由电力电子转换器的交流电压侧的相位126、127和128所承载的电流的方向。在不存在共模电流并且传递到控制器103的信息也表示电流的大小的情况下，只要传递给控制器103的信息表示仅相位126-128中的两个电流的大小和方向即可。
在图1所示的示例性情况中，假设电气系统120中存在短路，使得电力电子转换器的直流电压侧短路。在示例性时刻流过续流二极管的电流用带有箭头的曲线表示。如图1所示，电流在上述示例性时刻流经续流二极管114、118和119。如果短路以传统方式反应，则这些续流二极管114、118和119将由烧断输入熔断器122所需的电流非常重地加载。特别地，由于续流二极管118和119的电流的总和流经续流二极管114，因此续流二极管114在上述时刻将被非常重地加载。控制器103包括处理系统105，处理系统105响应于指示直流电压侧是否存在短路的故障信号。故障信号可以由处理系统105基于测量和/或估计的数据来生成，或者可以存在用于检测短路并生成故障信号的其他装置。
在根据示例性和非限制性实施例的控制器中，处理系统105被配置为将直流电压侧的直流电压UDC的电平与预定极限进行比较。如果直流电压UDC的电平低于预定极限，则处理系统105设置上述故障信号以指示直流电压侧存在短路。在根据另一示例性和非限制性实施例的控制器中，处理系统105被配置为将直流电压侧的直流电压UDC的电平与第一预定极限进行比较，并且将各相位126-128的电流的大小与第二预定极限比较。如果直流电压UDC的电平低于第一预定极限并且相位126-128中的至少一个的电流的大小超过第二预定极限，则处理系统105设置故障信号以指示直流电压侧存在短路。
在不限制一般性的情况下，下面考虑交流电压侧的相位128。控制器103的处理系统105被配置为响应于上述故障信号指示直流电压侧存在短路的情况来识别相位128的电流的方向。根据相位128的所识别的电流的方向，处理系统105将高脚可控开关108或低脚可控开关111设置在导通状态，同时保持可控开关108和111中的另一个处于非导通状态。在图1所示的示例性情况中，相位128的电流的方向向内朝向电力电子转换器，因此低脚可控开关111被设置在导通状态，而高脚可控开关108被保持处于非导通状态。如果相位128的电流的方向相反，即向外离开电力电子转换器，则高脚可控开关108将被设置在导通状态，而低脚可控开关111将被保持处于非导通状态。
当直流电压UDC基本为零时，低脚可控开关111和续流二极管114并联连接。稍后在本文中讨论在电力电子转换器的直流电压侧存在非零残留电压的情况。在图1中，低脚可控开关111的电流用带有箭头的虚曲线表示。当相位128的电流被分成两个不同的路径时，平方电流的时间积分，即I2t值，减小。如果相位128的电流在续流二极管114和可控开关111之间平均分配，则在短路后所有可控开关108-113保持不导通的情况下，这些电子部件中的每个电子部件的I2t值仅是与续流二极管114相关的I2t值的1/4。二极管和IGBT的电特性通常使得它们之间的电流分布十分相等，直到IGBT处于去饱和的电流值为止。
上述示例性控制器103被配置为控制每次承载最大电流的相位的高脚可控开关和低脚可控开关。在图1所示的示例性瞬时情况下，承载最大电流的相位是相位128。
图2a和图2b示出了根据示例性和非限制性实施例的包括控制器203的电力电子转换器。控制器203包括处理系统205，当相位126-128中的每个相位的所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，该处理系统205响应于直流电压侧的短路，将所考虑的相位的高脚可控开关设置在导通状态，同时保持所考虑的相位的低脚可控开关处于非导通状态。相应地，当相位126-128中的每个的所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，处理系统205将所考虑的相位的低脚可控开关设置在导通状态，同时将所考虑的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态。图2a示出了示例性情况，其中相位126和127的电流被引导成向外离开电力电子转换器，而相位128的电流被引导成向内朝向电力电子转换器。因此，高脚可控开关109和110以及低脚可控开关111被设置在导通状态，而低脚可控开关112和113以及高脚可控开关108被保持处于非导通状态。在图2a中，用设置有箭头的曲线描绘了续流二极管的电流，并且用设置有箭头的虚曲线描绘了可控开关的电流。
下面给出的表1示出了根据示例性和非限制性实施例的控制器所使用的切换方案。每个三相电网周期都有六个子周期1-6，如表1所示。每个子周期的长度为60电角度。
表1.H＝高脚可控开关导通，L＝低脚可控开关导通。
Figure BDA0002226601830000081
图2a中所示类型的电力电子转换器的模拟结果在本文下一页的表2中列出。在第一模拟中，在电力电子转换器的直流电压侧的短路期间，所有可控开关都保持处于非导通状态。在第二模拟中，使用根据表1的切换方案。LCL滤波器123中的电感器的饱和度未建模，IGBT可控开关的去饱和度未建模。模拟周期涵盖了短路后的前10毫秒。10毫秒模拟周期包含相位126中的换向。
表2中显示的模拟结果表明，IGBT可控开关的控制将续流二极管的I2t值降低至对应于在短路期间所有IGBT可控开关均保持处于非导通状态的情况的值的大约25％。此外，IGBT可控开关的控制将输入熔断器中的相位特有的I2t值提高了约5％。
表2
Figure BDA0002226601830000091
在根据示例性和非限制性实施例的控制器中，当所考虑的相位的所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，处理系统205在导通状态和非导通状态之间反复切换相位126-128中的每个相位的高腿可控开关，同时保持所考虑的相位的低脚可控开关处于非导通状态。相应地，当所考虑的相位的所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，处理系统205在导通状态和非导通状态之间反复切换相位126-128中的每个相位的低脚可控开关，同时保持所考虑的相位的高脚可控开关处于非导通状态。
有利地，用于将可控开关在导通状态和非导通状态之间切换的切换频率足够高，使得可以将可控开关的电流的波形中的局部峰值保持足够小。有利地，峰值尽可能小以避免IGBT可控开关的去饱和。切换频率可以例如是至少1kHz或至少2.5kHz。切换频率的有利值可通过例如测量和/或模拟找到。
除了切换频率之外，还可以调节可控开关的占空比，以找出有利的操作。占空比定义为可控开关处于导通状态时一部分切换周期的时间长度与整个切换周期的时间长度的比率，其中切换周期可以定义为从非导通状态到导通状态的连续过渡之间的时间间隔，并且切换周期包括从导通状态到非导通状态的一个过渡。占空比可以例如在30％和100％之间。应当指出，在故障期间有许多可能的切换方式。可以有一个恒定的占空比和一个恒定的切换频率，但是这两个参数中的一个或两个也可以根据例如相位电流来变化。在不同相位的切换之间具有相移也可能会有一些好处，例如交错调制。
在表3a和3b中示出了针对IGBT可控开关的不同切换频率和占空比的续流二极管114-116的I2t最大值，IGBT可控开关114-116的I2t最大值，相位126-128的I2t最大值，即输入熔断器122的I2t最大值的模拟结果。100％的占空比对应于表1所示的切换方案。模拟周期涵盖故障发生后的前20毫秒。
在与表3a相关的示例情况下，故障电阻Rfault为100mΩ，故障电感Lfault为200nH并且以串联电阻和电感的形式出现，电网的短路比Rsce，即电网的短路功率与电力电子转换器的视在额定功率的比Rsce为100。
在与表3b有关的示例情况下，以串联电阻和电感的形式，故障电阻Rfault为1mΩ，故障电感Lfault为50nH并且以串联电阻和电感的形式出现，电网的短路比Rsce为100。
表3a
Rfault＝100mΩ，Lfault＝200nH，Rsce＝100.
Figure BDA0002226601830000111
在下页示出表3b。
表3b.
Rfault＝1mΩ，Lfault＝50nH，Rsce＝100.
Figure BDA0002226601830000121
图2b示出了示例性情况，其中在电力系统120中发生短路之后，电力电子转换器的直流电压侧具有正的残余电压。初始故障电流在相位126中被向外引导并且在相位127和128中被向内引导。因此，高脚可控开关109和110以及低脚可控开关111被设置在导通状态，而低脚可控开关112和113以及高脚可控开关108被保持处于非导通状态。由于在直流电压侧存在正的残余电压，因此续流二极管114、118和119被反向偏置，因此不导通。在图2b中，可控开关的电流用带有箭头的虚曲线表示。
此外，图2b示出了可控开关109和续流二极管118的I2t值的时间趋势。曲线230示出了可控开关109的I2t值的时间趋势，并且曲线231示出了续流二极管118的I2t值的时间趋势。瞬时时间＝0对应于短路的开始。短路开始后不久，可控开关109-111被设置在导通状态。在从0到t0的时间段期间，电气系统120由流过可控开关109-111的电流放电，使得残余电压在时刻t0变为零。因此，可控开关的控制导致剩余电压向三相电网放电。这意味着更少的能量被提供给实际的故障位置，从而减轻了故障位置中的爆炸的风险。
只要存在正的残余电压，续流二极管114、118和119就被反向偏置。因此，续流二极管的I2t值在从0到t0的时间段内保持为零。在时刻t0之后，续流二极管114、118和119不再被反向偏置，并且续流二极管的I2t值增大。在时刻t0之后，情况如图2a所示。曲线231示出了在t0之后续流二极管118的I2t值增大，并且曲线230示出了在时刻t0可控开关109的I2t值的增长率减小。可控开关109的I2t值的增长率的减小导致在时刻t0之后电流在可控开关109和续流二极管118之间共享。
图1所示的控制器103以及图2a和2b所示的控制器203可以用一个或多个处理器电路实现，每个处理器电路可以是配备有适当软件的可编程处理器电路，例如专用集成电路“ASIC”的专用硬件处理器，或例如现场可编程门阵列“FPGA”的可配置的硬件处理器。此外，控制器可以包括一个或多个存储电路，每个存储电路可以是例如随机存取存储器“RAM”。
上述控制器103和203是用于控制电力电子转换器的装置的示例，该电力电子转换器包括高脚可控开关和低脚可控开关，高脚可控开关连接到电力电子转换器的正直流电压轨和电力电子转换器的交流电压侧，低脚可控开关连接到电力电子转换器的负直流电压轨和交流电压侧，其中，该装置包括：
-用于响应指示电力电子转换器的直流电压侧的短路的故障信号来识别交流电压侧的相位所承载的电流的方向的装置，
-当所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将交流电压侧的相位的高脚可控开关设定在导通状态，同时将交流电压侧的相位的低脚可控开关保持处于非导通状态的装置，和
-当所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将交流电压侧的相位的低脚可控开关设定在导通状态，同时将交流电压侧的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态的装置。
图3示出了根据示例性和非限制性实施例的用于控制上述类型的电力电子转换器的方法的流程图。该方法包括在电力电子转换器的直流电压侧发生短路期间的以下控制动作：
-动作301：识别由电力电子转换器的交流电压侧的每个相位承载的电流的方向，
-动作302：当所考虑的相位的所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将所考虑的相位的高脚可控开关设置在导通状态，同时将所考虑的相位的低脚可控开关保持处于非导通状态，并且
-动作303：当所考虑的相位的所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将所考虑的相位的低脚可控开关设置在导通状态，同时将所考虑的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态。
根据示例性和非限制性实施例的方法包括：
-当所考虑的相位的所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，在导通状态和非导通状态之间反复切换交流电压侧的每个相位的高脚可控开关，同时将所考虑的相位的低脚可控开关保持处于非导通状态，并且
-当所考虑的相位的所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，在导通状态和非导通状态之间反复切换交流电压侧的每个相位的低脚可控开关，同时将所考虑的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态。
在根据示例性和非限制性实施例的方法中，上述高脚可控开关和低脚可控开关在导通状态和非导通状态之间切换，使得被切换的每个可控开关的切换频率至少为1kHz。在根据示例性和非限制性实施例的方法中，切换频率为至少2.5kHz。
在根据示例性和非限制性实施例的方法中，上述高脚可控开关和低脚可控开关在导通状态和非导通状态之间切换，使得被切换的每个可控开关的占空比在30％和100％之间。
根据示例性和非限制性实施例的方法包括：
-将电力电子转换器的直流电压侧的直流电压的电平与预定极限进行比较，以及
-当直流电压的电平低于预定极限时，开始与短路有关的控制动作301-303。
根据示例性和非限制性实施例的方法包括：
-将电力电子转换器的直流电压侧的直流电压的电平与第一预定极限进行比较，
-将电力电子转换器的交流电压侧的每个相位的电流的大小与第二预定极限进行比较，以及
-当直流电压的电平低于第一预定极限并且交流电压侧的至少一个相位的电流的大小超过第二预定极限时，开始与短路有关的控制动作301-303。
根据示例性和非限制性实施例的计算机程序包括用于控制可编程处理器以执行与根据上述示例性和非限制性实施例中的任一个的方法有关的动作的计算机可执行指令。
根据示例性和非限制性实施例的计算机程序包括用于控制上述类型的电力电子转换器的软件模块。这些软件模块包括用于控制可编程处理器以执行以下动作的计算机可执行指令：
-响应于表示电力电子转换器的直流电压侧的短路的故障信号，识别电力电子转换器的交流电压侧的相位所承载的电流的方向，
-当所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将交流电压侧的相位的高脚可控开关设置在导通状态，同时保持交流电压侧的相位的低脚可控开关处于非导通状态，以及
-当所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将交流电压侧的相位的低脚可控开关设置在导通状态，同时将交流电压侧的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态。
上述软件模块可以是例如用适合于所考虑的可编程处理器的编程语言实现的子程序和/或功能。
根据示例性和非限制性实施例的计算机程序产品包括计算机可读介质，例如用根据示例性实施例的计算机程序编码的紧凑的光盘“CD”。
对根据示例性和非限制性实施例的信号进行编码以携带定义根据示例性实施例的计算机程序的信息。
在上文给出的描述中提供的特定示例不应被解释为限制所附权利要求的适用性和/或解释。除非另有明确说明，否则以上给出的描述中提供的示例的列表和组不是穷举的。

Claims (20)

1.一种用于控制电力电子转换器的控制器(103)，所述电力电子转换器包括高脚可控开关(108-110)和低脚可控开关(111-113)，所述高脚可控开关连接到电力电子转换器的正直流电压轨(106)和电力电子转换器的交流电压侧，所述低脚可控开关连接到电力电子转换器的负直流电压轨(107)和交流电压侧，其特征在于，控制器包括处理系统，所述处理系统配置为：
-响应于指示电力电子转换器的直流电压侧中的短路的故障信号，识别交流电压侧的相位(128)的电流的方向，
-当所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将交流电压侧的相位的高脚可控开关(108)设置处于导通状态，同时保持交流电压侧的相位的低脚可控开关处于非导通状态，并且
-当所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将交流电压侧的相位的低脚可控开关(111)设置处于导通状态，同时保持交流电压侧的相位的高脚可控开关处于非导通状态。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述处理系统被配置为：响应于所述短路，当所考虑的相位的所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将所述交流电压侧的每个相位(126-128)的所述高脚可控开关设置处于导通状态，同时保持所考虑的相位的低脚可控开关处于非导通状态，并且当所考虑的相位的所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将所述交流电压侧的每个相位的所述低脚可控开关设置处于导通状态，同时保持所考虑的相位的高脚可控开关处于非导通状态。
3.根据权利要求1或2所述的控制器，其中，所述处理系统被配置为：当所考虑的相位的所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，在所述导通状态和所述非导通状态之间反复地切换所述交流电压侧的相位的所述高脚可控开关，同时保持所考虑的相位的低脚可控开关处于非导通状态，并且当所考虑的相位的所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，在所述导通状态和所述非导通状态之间反复地切换所考虑的相位的所述低脚可控开关，同时保持所考虑的相位的高脚可控开关处于非导通状态。
4.根据权利要求3所述的控制器，其中，所述处理系统被配置为在导通状态和非导通状态之间切换每个高脚可控开关和每个低脚可控开关，使得切换频率为至少1kHz。
5.根据权利要求4所述的控制器，其中，所述切换频率为至少2.5kHz。
6.根据权利要求3-5中的任一项所述的控制器，其中，所述处理系统被配置为在导通状态和非导通状态之间切换每个高脚可控开关和每个低脚可控开关，以使得占空比在30％和100％之间。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的控制器，其中，所述处理系统被配置为：将所述电力电子转换器的所述直流电压侧的直流电压的电平与预定极限进行比较，并且设置所述故障信号以在直流电压的电平低于预定极限时，指示所述短路。
8.根据权利要求1-6中的任一项所述的控制器，其中，所述处理系统被配置为：将所述电力电子转换器的所述直流电压侧的直流电压的电平与第一预定极限进行比较，将电力电子转换器的交流电压侧的每个相位的电流的大小与第二预定极限进行比较，并且设置故障信号以在直流电压的电平低于第一预定极限并且交流电压侧的至少一个相位的电流的大小超过第二预定极限时，指示短路。
9.一种电力电子转换器，包括：
-转换器电桥(101)，所述转换器电桥包括连接到电力电子转换器的直流电压侧的正直流电压轨和负直流电压轨(106、107)、连接到电力电子转换器的正直流电压轨和交流电压侧的高脚可控开关(108-110)、连接到负直流电压轨和交流电压侧的低脚可控开关(111-113)、以及续流二极管(114-119)，所述续流二极管中的每个与高脚可控开关和低脚可控开关中的一个反向并联，以及
-控制系统(102)，所述控制系统用于在使用电力电子转换器期间控制高脚可控开关和低脚可控开关，
其中，控制系统包括根据权利要求1至8中任一项所述的控制器(103)，所述控制器用于在直流电压侧的短路期间控制高脚可控开关和低脚可控开关。
10.根据权利要求9所述的电力电子转换器，其中，所述电力电子转换器是用于将电能从所述交流电压侧传递到所述直流电压侧的有源整流器。
11.一种用于控制电力电子转换器的方法，该电力电子转换器包括：连接到电力电子转换器的正直流电压轨和电力电子转换器的交流电压侧的高脚可控开关，以及连接到电力电子转换器的负直流电压轨和交流电压侧的低脚可控开关，其特征在于，所述方法在电力电子转换器的直流电压侧发生短路期间包括以下控制动作：
-(301)识别交流电压侧的相位的电流的方向，
-(302)当所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将交流电压侧的相位的高脚可控开关设置处于导通状态，同时将交流电压侧的相位的低脚可控开关保持处于非导通状态，并且
-(303)当所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将交流电压侧的相位的低脚可控开关设置处于导通状态，同时将交流电压侧的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法包括：(302)当所考虑的相位的所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将所述交流电压侧的每个相位的高脚可控开关设置处于导通状态，同时保持所考虑的相位的低脚可控开关处于非导通状态，并且(303)当所考虑的相位的所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将所述交流电压侧的每个相位的所述低脚可控开关设置处于导通状态，同时保持所考虑的相位的高脚可控开关处于非导通状态。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述方法包括：当所考虑的相位的所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，在所述导通状态和所述非导通状态之间反复地切换所述交流电压侧的相位的所述高脚可控开关，同时保持所考虑的相位的低脚可控开关处于非导通状态，并且当所考虑的相位的所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，在所述导通状态和所述非导通状态之间反复地切换所考虑的相位的所述低脚可控开关，同时保持所考虑的相位的高脚可控开关处于非导通状态。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，每个高脚可控开关和每个低脚可控开关在导通状态和非导通状态之间切换，使得切换频率为至少1kHz。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述切换频率为至少2.5kHz。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的方法，其中，每个高脚可控开关和每个低脚可控开关在导通状态和非导通状态之间切换，以使得占空比在30％至100％之间。
17.根据权利要求11-16中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括：将所述电力电子转换器的所述直流电压侧的直流电压的电平与预定极限进行比较，并且当直流电压的电平低于预定极限时，启动与所述短路有关的控制动作。
18.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：将所述电力电子转换器的所述直流电压侧的直流电压的电平与第一预定极限进行比较，将电力电子转换器的交流电压侧的每个相位的电流的大小与第二预定极限进行比较，并且当直流电压的电平低于第一预定极限并且交流电压侧的至少一个相位的电流的大小超过第二预定极限时，启动与所述短路有关的控制动作。
19.一种用于控制电力电子转换器的计算机程序，所述电力电子转换器包括：连接到电力电子转换器的正直流电压轨和电力电子转换器的交流电压侧的高脚可控开关，以及连接到电力电子转换器的负直流电压轨和交流电压侧的低脚可控开关，其特征在于，计算机程序包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于控制可编程处理器以：
-响应于表示电力电子转换器的直流电压侧的短路的故障信号，识别交流电压侧的相位的电流的方向，
-当所识别的电流的方向从电力电子转换器指向外时，将交流电压侧的相位的高脚可控开关设置处于导通状态，同时保持交流电压侧的相位的低脚可控开关处于非导通状态，以及
-当所识别的电流的方向向内指向电力电子转换器时，将交流电压侧的相位的低脚可控开关设置处于导通状态，同时将交流电压侧的相位的高脚可控开关保持处于非导通状态。
20.一种计算机程序产品，包括用根据权利要求19所述的计算机程序编码的非易失性计算机可读介质。
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