DE102018106427A1

DE102018106427A1 - Inverter-Schaltung

Info

Publication number: DE102018106427A1
Application number: DE102018106427.6A
Authority: DE
Inventors: William GIEWONT; David Michaud; Dan Isaksson; Andreas DOKTAR; Leandro Della Flora
Original assignee: Danfoss Power Electronics AS
Current assignee: Danfoss Power Electronics AS
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2018-10-25
Also published as: US11323044B2; US20220231616A1; US20180309380A1; CN108736753A; US11522467B2; CN114448300A

Abstract

Eine Schaltung, die einen ersten Leistungsknoten zur Verbindung mit einer positiven Spannung eines Gleichspannungszwischenkreises, einen zweiten Leistungsknoten zur Verbindung mit einer negativen Spannung eines Gleichspannungszwischenkreises und einen Mittelpunktleistungsknoten zur Verbindung mit einer Mittelpunktspannung des Gleichspannungszwischenkreises aufweist, wobei die Schaltung weiterhin eine Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmtes Konvertermodul und eine Bremswiderstandverbindung aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremseinheit (oder Brems-Chopper) für einen Inverter.
Hintergrund der Erfindung
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems, das allgemein durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, das einen Antrieb mit einstellbarer Geschwindigkeit (ASD) aufweist. Das System 1 weist eine Wechselstromleistungsversorgung 2, einen ASD 4 und eine Last 6 (wie z.B. einen Motor) auf. Der ASD 4 weist einen Gleichrichter 8 (oft ein diodenbasierter Gleichrichter, hier in 1 gezeigt, obwohl Alternativen, beispielsweise fortschrittliche Frontend-Gleichrichter bekannt sind), einen Gleichspannungszwischenkreiskondensator 10, einen Inverter 12 und ein Steuermodul 14 auf.
Der Ausgang der Wechselstromleistungsquelle 2 ist mit dem Eingang des Gleichrichters 8 verbunden. Der Ausgang des Gleichrichters 8 stellt eine Gleichspannungsleistung dem Inverter 12 zur Verfügung. Wie weiter unten beschrieben, weist der Inverter 12 ein Schaltmodul auf, das verwendet wird, um die Gleichspannung in eine Wechselspannung zu konvertieren, die eine Frequenz und eine Phase hat, die von Gate-Steuersignalen abhängt. Die Gate-Steuersignale werden typischerweise durch das Steuermodul 14 bereitgestellt. Auf diese Weise kann die Frequenz und Phase eines jeden Eingangs zu der Last 6 gesteuert werden.
Der Inverter 12 ist typischerweise in einer Zwei-Weg-Kommunikation mit dem Steuermodul 14. Der Inverter 12 kann Ströme und Spannungen in jeder seiner drei Verbindungen zu der Last 6 überwachen (unter der Annahme, dass eine Drei-Phasige Last angetrieben wird) und kann Strom- und Spannungsdaten dem Steuermodul 14 zur Verfügung stellen (obwohl die Verwendung sowohl von Strom- und Spannungssensoren in keiner Weise essentiell ist). Das Steuermodul 14 kann Gebrauch von den Strom- und/oder Spannungsdaten (wenn verfügbar) machen, wenn es die Gate-Steuersignale erzeugt, die erforderlich sind, um die Last, wie gewünscht, zu betreiben; eine andere Anordnung ist, die Ströme von den gezogenen Spannungen und den Schaltmustern abzuschätzen - andere Steueranordnungen existieren ebenfalls.
Ein bekanntes Problem mit Systemen, so, wie dem System 1 ist, dass die Last 6 unter manchen Umständen als Generator wirken kann. In solchen Umständen kann der Inverter 12 Energie zu dem Gleichspannungszwischenkreis 10 zurückspeisen, sodass die Gleichstromspannung steigt. Ein Brems-Chopper (oder Bremseinheit) ist eine Schaltung, die verwendet werden kann, um Energie in dem Gleichspannungszwischenkreis abzubauen, um die Gleichspannungszwischenkreisspannung zu vermindern. Die vorliegende Erfindung strebt danach, Alternativen zu bekannten Chopper/Brems-Einheitschaltungen bereitzustellen.
Figurenliste
Die Erfindung wird nun genauer unter Bezugnahme auf die folgenden schematischen Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 ein Blockdiagramm eines bekannten Invertersystems ist, das eine Last antreibt;
2 ein Invertersystem zeigt, das eine Brems-Chopper-Einheit enthält;
3 eine Ein-Phasen, Drei-Pegel-Inverterschaltung zeigt, die in dem Invertersystem von 2 verwendet werden könnte;
4 eine Drei-Phasen, Drei-Pegel-Inverterschaltung zeigt, die in dem Invertersystem von 2 verwendet werden könnte;
5 eine Brems-Chopper-Einheit zeigt;
6 eine Tabelle ist, die Schaltzustände der Brems-Chopper-Schaltung von 5 zeigt; und
7 eine Steueranordnung für eine Brems-Chopper-Schaltung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
2 zeigt ein Invertersystem, das allgemein durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet ist, das einen ersten Leistungsknoten, der mit einer positiven Spannung (DC+) des Gleichspannungszwischenkreises verbunden ist, einen zweiten Leistungsknoten, der mit einer negativen Spannung (DC-) des Gleichspannungszwischenkreises und einen Mittelpunktleistungsknoten zur Verbindung mit einer Mittelpunktspannung des Gleichspannungszwischenkreises (den sogenannten „Neutralpunkt“ (NP)) aufweist. Ein erster Gleichspannungszwischenkreiskondensator 21 ist zwischen der positiven Gleichspannungszwischenkreisspannung und dem Neutralpunkt vorgesehen: Eine zweite Gleichspannungszwischenkreisspannung ist zwischen der negativen Gleichspannungszwischenkreisspannung und dem Neutralpunkt vorgesehen. Das System 20 umfasst weiterhin einen Inverter 24. Der Ausgang des Inverters kann mit einer Last verbunden sein (so wie die Last 6, die in 1 gezeigt ist).
Das System weist ebenfalls eine Brems-Chopper-Schaltung 26 auf, die Verbindungen zu dem ersten Leistungsknoten, dem zweiten Leistungsknoten und dem Mittelpunktleistungsknoten des Systems 20 hat. Ein Bremswiderstand 28 ist zwischen einem Ausgang der Brems-Chopper-Einheit 26 und dem Mittelpunktknoten NP vorgesehen.
Durch Verbinden des Bremswiderstands 28 mit dem ersten Leistungsknoten durch die Brems-Chopper-Schaltung 26 kann der erste Gleichspannungszwischenkreiskondensator 21 entladen werden. In ähnlicher Weise kann durch Verbinden des Bremswiderstands 28 mit dem zweiten Leistungsknoten durch die Brems-Chopper-Schaltung 26 der zweite Gleichspannungszwischenkreiskondensator 22 entladen werden. Durch Trennen des Bremswiderstands 28 wird die Bremsschaltung 26 unwirksam. Somit kann die Brems-Chopper-Schaltung 26 verwendet werden, um den ersten und zweiten Gleichspannungszwischenkreiskondensator zu entladen für den Fall, dass die Spannung über einen dieser Kondensatoren zu groß wird.
3 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm, das allgemein durch das Bezugszeichen 30 bezeichnet wird, einer beispielhaften Drei-Pegel Neutralpunkt Inverterschaltung. Der Inverter 30 kann als der Inverter 24 des oben beschriebenen Systems 20 verwendet werden. In der Tat weist der Inverter 30 die positive Gleichspannungszwischenkreisspannung (DC+), die negative Gleichspannungszwischenkreisspannung (DC-) den Neutralpunkt (NP), den ersten Gleichspannungszwischenkreiskondensator 21 und den zweiten Gleichspannungszwischenkreiskondensator 22 wie oben beschrieben, auf.
Der Drei-Pegel-Inverter 30 weist eine Reihenschaltung von vier Leistungshalbleiterschaltern (bezeichnet mit Q1 bis Q4) auf, von denen jeder einen ersten Knoten, einen zweiten Knoten und eine zwischen dem ersten und zweiten Knoten antiparallel geschaltete Diode aufweist. Wie in 3 gezeigt, ist der erste Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters (Q1) mit dem ersten Leistungsknoten (DC+) verbunden und der erste Knoten jedes der anderen Leistungshalbleiterschalter (Q2 bis Q4) ist mit dem zweiten Knoten des nächsten Halbleiterschalters in der Reihe verbunden. Der zweite Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters Q2 in der Reihe stellt den Ausgang des Inverters zur Verfügung. Der zweite Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters Q4 in der Reihe ist mit dem zweiten Leistungsknoten (DC-) verbunden.
Der Inverter 30 weist ebenfalls eine Reihenschaltung von zwei internen Dioden (D5, D6) auf, wobei die erste Diode zwischen dem ersten Knoten eines zweiten Halbleiterschalters Q2 und dem Mittelpunktleistungsknoten NP geschaltet ist und die zweite Diode D6 zwischen dem Mittelpunktleistungsknoten und dem zweiten Knoten eines dritten Leistungshalbleiterschalters Q3 geschaltet ist.
Wie es in dem Fachgebiet bekannt ist, können die Schalter Q1 bis Q4 eingestellt werden, um den Ausgang (Phase U in 3) einzustellen auf irgendeinen der drei Pegel, um dadurch eine Ein-Phasen, Drei-Pegel-Inverterschaltung bereitzustellen.
Der Inverter 24 des Invertersystems 20 kann andere Formen annehmen. Beispielsweise ist 4 ein schematisches Schaltungsdiagramm, das allgemein durch das Bezugszeichen 40 bezeichnet ist, einer beispielhaften Drei-Phasen, Drei-Pegel Neutralpunkt Inverterschaltung ist. Der Inverter 40 kann als der Inverter 24 des oben beschriebenen Invertersystems 20 verwendet werden. Wie bei dem oben beschriebenen Inverter, weist der Inverter 40 die positive Gleichspannungszwischenkreisspannung (DC+), die negative Gleichspannungskreiszwischenspannung (DC-), den Neutralpunkt (NP), den ersten Gleichspannungszwischenkreiskondensator 21 und den zweiten Gleichspannungszwischenkreiskondensator 22, wie oben beschrieben, auf.
Wie in 4 gezeigt, weist der Inverter 40 drei Ein-Phasen Inverterschaltungen (der in 3 gezeigten Form) auf, die parallel angeordnet sind. Wie es in dem Fachgebiet bekannt ist, können die Schalter Q1 bis Q4 von jedem der parallelen Inverter eingestellt werden, um die Ausgänge (Phase U, Phase V und Phase W in 4) auf irgendeinen der drei Pegel einzustellen, um dadurch eine Drei-Phasen, Drei-Pegel-Inverterschaltung bereitzustellen.
5 zeigt eine Brems-Chopper-Schaltung, die allgemein durch das Bezugszeichen 50 bezeichnet ist, die verwendet werden kann, um die oben beschriebene Brems-Chopper-Schaltung 26 zu implementieren. Gemeinsam mit dem oben beschriebenen Invertersystem 20 weist die Brems-Chopper-Schaltung 50 die positive Gleichspannungszwischenkreisspannung (DC+), die negative Gleichspannungszwischenkreisspannung (DC-) und den Neutralpunkt (NP) auf. Die Brems-Chopper-Schaltung 30 weist den ersten Gleichspannungszwischenkreiskondensator 21, den zweiten Gleichspannungszwischenkreiskondensator 22 und den oben beschriebenen Bremswiderstand auf. Der Bremswiderstand 28 ist zwischen einem Ausgang eines Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmten Konvertermoduls und dem Mittelpunktleistungsknoten geschaltet.
Das Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmte Konvertermodul der Brems-Chopper-Schaltung 50 hat einen ersten Eingang, der mit dem ersten Leistungsknoten verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit dem zweiten Leistungsknoten verbunden ist, und einen Neutralpunkt, der mit dem Mittelpunktleistungsknoten und einem Ausgang verbunden ist. Die Brems-Chopper Schaltung 50 weist ebenfalls eine Reihenschaltung von vier Leistungshalbleiterschaltern (mit Q1 bis Q4 bezeichnet) auf, von denen jeder einen ersten Knoten, einen zweiten Knoten und eine antiparallele Diode aufweist, die zwischen dem ersten und zweiten Knoten geschaltet ist.
Wie in 5 gezeigt, ist der erste Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters (Q1) mit dem ersten Leistungsknoten (DC+) verbunden und der erste Knoten von jedem der anderen Leistungshalbleiterschalter (Q2 bis Q4) ist mit dem zweiten Knoten des nächsten Halbleiterschalters in der Reihe verbunden. Der zweite Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters (Q2) in der Reihe ist mit dem Ausgang des Neutralpunkt geklemmten Konverters verbunden (und somit mit einer Seite des Bremswiderstands 28). Der zweite Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters (Q4) in der Reihe ist mit dem zweiten Leistungsknoten (DC-) verbunden. Die Brems-Chopper-Schaltung 50 weist ebenfalls eine Reihenschaltung von zwei internen Dioden (D5, D6) auf, wobei die erste Diode zwischen dem ersten Knoten eines zweiten Halbleiterschalters (Q2) und dem Mittelpunktknoten (NP) geschaltet ist und die zweite Diode (D6) zwischen dem Mittelpunktleistungsknoten und dem zweiten Knoten eines dritten Leistungshalbleiterschalters (Q3) geschaltet ist.
Man kann somit sehen, dass das Brems-Chopper-Modul dieselbe unterliegende Schaltung wie die oben in Zusammenhang mit 3 und 4 beschriebenen Invertermodule aufweist.
6 ist eine Tabelle, die die Schaltzustände des Konvertermoduls von 4 zeigt.
In dem PWM Zustand +1, sind die Schalter Q1 und Q2 an (d.h. geschlossen) und die Schalter Q3 und Q4 sind aus (d.h. offen). In diesem Zustand ist der obere Kondensator 21 mit dem Neutralpunkt NP über den Bremswiderstand 28 verbunden. Somit wird der obere Kondensator 21 in dem PWM Zustand +1 entladen.
Umgekehrt, in dem PWM Zustand -1, sind die Schalter Q1 und Q2 aus (d.h. offen) und die Schalter Q3 und Q4 sind an (d.h. geschlossen). In diesem Zustand ist der untere Kondensator 22 mit dem Neutralpunkt NP über den Bremswiderstand verbunden. Somit wird der untere Kondensator 22 in dem PWM Zustand -1 entladen.
In dem PWM Zustand 0 sind die Schalter Q2 und Q3 an (offen) und die Schalter Q1 und Q4 aus (geschlossen). In diesem Zustand ist der Kondensator 21 von dem Bremswiderstand aufgrund des offenen Schalters Q2 getrennt und der Kondensator 22 ist von dem Bremswiderstand 28 durch den offenen Schalter Q4 getrennt. Somit wird in den PWM Zustand 0 keiner der Kondensatoren entladen.
Bei einem Übergang zwischen dem PWM Zustand 0 und dem Zustand 1 (in irgendeiner Richtung) ist der Schalter Q2 an (geschlossen) und die anderen Schalter (einschließlich Q1) sind aus (offen). Somit, wie bei dem PWM Zustand, ist der Kondensator 21 von dem Bremswiderstand durch den offenen Schalter Q1 getrennt und der Kondensator 22 ist von dem Bremswiderstand 28 durch den offenen Schalter Q4 getrennt. Somit wird keiner der Kondensatoren entladen.
In ähnlicher Weise, bei einem Übergang zwischen dem PWM Zustand 0 und dem PWM Zustand -1 (in irgendeine Richtung) ist der Schalter Q3 an (geschlossen) und die anderen Schalter (einschließlich Q1) sind aus (offen). Somit, wie bei dem PWM Zustand, ist der Kondensator 21 von dem Bremswiderstand durch den offenen Schalter Q1 getrennt und der Kondensator 22 ist von dem Bremswiderstand 28 durch den offenen Schalter Q4 getrennt. Somit wird keiner der Kondensatoren entladen.
Man beziehe sich wiederum auf 2. In einem Ein-Phasen System können die Schaltungen 24 und 26 identisch sein. Dies stellt ein Element der Einfachheit bereit und erlaubt ebenfalls die Wiederverwendung von Schaltungsblöcken. Dies ist in manchen Implementierungen attraktiv. Somit kann, während die Funktionalität des Brems-Choppers 50 durch eine einfache Zwei-Transistor Lösung ersetzt werden könnte, die Vier-Transistor Lösung, die hier beschrieben ist, in manchen Implementierungen passender sein.
In ähnlicher Weise ist in einem Drei-Phasen System die Brems-Chopper Schaltung 26 identisch zu den Blöcken, die parallel angeordnet sind, um die Inverterschaltung 28 zu bilden.
7 zeigt eine Steuerschaltung, die allgemein durch das Bezugszeichen 70 bezeichnet ist, zum Steuern einer Brems-Chopper Schaltung, so wie die oben beschriebene Brems-Chopper Schaltung 50. Die Steuerschaltung 70 weist ein erstes Modul 72, ein zweites Modul 74, ein drittes Modul 76 und ein viertes Modul 78 auf.
Das erste Modul 72 der Steuerschaltung 70 hat einen ersten Eingang u_dc und gibt ein erstes Schaltfrequenzsignal F*_sw zu dem dritten Modul 76 aus. Wie in Grafik 73 gezeigt, setzt das erste Modul 72 das erste Schaltfrequenzsignal F*_sw so, dass es zwischen einer unteren Grenze (F_sw0) und einer oberen Grenze (F_sw1) in Abhängigkeit von der Gleichspannungszwischenkreisspannung (U_dc) ist. Insbesondere, wenn die Gleichspannungszwischenkreisspannung an oder unterhalb eines ersten Schwellenwertpegels (V_th0) ist, ist das erste Schaltfrequenzsignal F*_sw auf die untere Grenze (F_sw0) gesetzt und wenn die Gleichspannungszwischenkreisspannung an oder oberhalb eines zweiten Schwellenwertpegels (V_th1) ist, wird das erste Schaltfrequenzsignal F*_sw auf die obere Grenze (F_sw1) gesetzt. Wenn die Gleichspannungszwischenkreisspannung zwischen den ersten und zweiten Schwellenwerten ist, dann ist das erste Schaltfrequenzsignal F*_sw auf einer gleitenden Skala zwischen den oberen und unteren Grenzen gesetzt. Das erste Schaltfrequenzsignal F*_sw kann von dem ersten Eingang u_dc durch eine Nachschlagetabelle (LUT) erzeugt werden.
Das zweite Modul 74 der Steuerschaltung 70 hat einen ersten Eingang T_j, max und gibt ein Maximalschaltfrequenzsignal F_sw, _max zu dem dritten Modul 66 aus. Der erste Eingang T_{j, max} ist ein Maß einer IGBT-Sperrschichttemperatur in dem Schaltmodul der zu steuernden Brems-Chopper Schaltung. Wie in der Grafik 75 gezeigt, setzt das zweite Modul 74 die Maximalschaltfrequenz F_sw, _max so, dass sie zwischen der unteren Grenze (F_sw0) und der oberen Grenze (F_sw1), wie oben beschrieben, ist, in Abhängigkeit von einer erfassten IGBT Sperrschichttemperatur T_{j, max}. Insbesondere wenn die IGBT Sperrschichttemperatur an oder unterhalb eines ersten Schwellenwertpegels (T_{j, 3}) ist, wird das Maximalschaltfrequenzsignal auf die Obergrenze (F_sw1) gesetzt und wenn die IGBT Sperrschichttemperatur an oder oberhalb eines zweiten Schwellenwertpegels (V_{j, 4}) ist, wird das Maximalschaltfrequenzsignal auf die untere Grenze (F_sw0) gesetzt. Wenn die IGBT Sperrschichttemperatur zwischen den ersten und zweiten Schwellenwerten ist, dann wird das Maximalschaltfrequenzsignal Fsw, max auf eine gleitende Skala zwischen den oberen und unteren Grenzen gesetzt. Das Maximalschaltfrequenzsignal kann aus dem ersten Eingang durch eine Nachschlagetabelle (LUT) erzeugt werden.
Das dritte Modul 76 empfängt das erste Schaltfrequenzsignal (F*_sw), das durch das erste Modul 72 ausgegeben wird, und das Maximalschaltfrequenzsignal (F_sw, _max), das durch das zweite Modul 74 ausgegeben wird, und gibt ein Schaltfrequenzsignal (F_sw) aus. Das Schaltfrequenzsignal (F_sw), das durch das dritte Modul ausgegeben wird, ist einfach das erste Schaltfrequenzsignal (F*_sw), das durch das erste Modul 72 ausgegeben wird, das einer oberen Grenze unterworfen wird, wie sie durch das Maximalschaltfrequenzsignal (F_sw, _max) bereitgestellt wird, das durch das zweite Modul 74 ausgegeben wird.
Auf diese Weise kann die Schaltfrequenz der Brems-Chopper Schaltung vergrößert werden, wenn die Gleichspannungszwischenkreisspannung eines Systems ansteigt (so dass die Brems-Chopper die Gleichspannungszwischenkreisspannung schneller vermindert, wenn der Gleichspannungszwischenkreis höher ist). Zur gleichen Zeit wird jedoch die Schaltfrequenz gekappt in dem Fall, dass die IGBT Sperrschichttemperatur auf hohe Pegel ansteigt (da, wenn man unter diesen Umständen der Schaltfrequenz erlaubt, anzusteigen, man die Beschädigung der IGBTs der Brems-Chopper Schaltung riskiert).
Wie in 6 gezeigt, wird das Schaltfrequenzsignal (F_sw), das durch das dritte Modul ausgegeben wird, als ein Ausgang der Steuerschaltung 70 zur Verfügung gestellt und wird ebenfalls zur Verfügung gestellt als ein Eingang zu dem vierten Modul 78 der Steuerschaltung 70.
Das vierte Modul 78 der Steuerschaltung 70 gibt ein proportionales Verstärkungssignal k_sw als ein Ausgang der Steuerschaltung 70 aus. Das proportionale Verstärkungssignal bestimmt die Geschwindigkeit der Antwort der Brems-Chopper Schaltung der Erfindung. Wie in der Grafik 79 gezeigt, setzt das vierte Modul 78 die proportionale Verstärkung k_sw so, dass sie zwischen einer unteren Grenze (1) und einer oberen Grenze (F_sw1/F_sw0) ist in Abhängigkeit von dem Schaltfrequenzsignal (F_sw). Insbesondere, wenn das Schaltfrequenzsignal (F_sw) an oder unterhalb der unteren Grenze (F_sw0) ist, wird die proportionale Verstärkung auf die untere Grenze (1) gesetzt und wenn das Schaltfrequenzsignal (F_sw) an oder oberhalb der oberen Grenze (F_sw1) ist, wird die proportionale Verstärkung auf die obere Grenze (F_sw1/F_sw0) gesetzt. Wenn das Schaltfrequenzsignal zwischen der oberen und unteren Grenze ist, dann wird die proportionale Verstärkung auf einer gleitenden Skala zwischen der oberen und unteren Grenze gesetzt. Die proportionale Verstärkung kann von dem ersten Eingang durch eine Nachschlagetabelle (LUT) erzeugt werden.
Die Ausführungsformen der oben beschriebenen Erfindung sind lediglich beispielhaft. Der Fachmann wird sich bewusst sein, dass es viele Modifikationen, Veränderungen und Substitutionen gibt, die gemacht werden könnten, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Ansprüche der vorliegenden Erfindung sind beabsichtigt, um alle derartigen Modifikationen, Veränderungen und Substitutionen abzudecken, wie sie in den Geist und Umfang der Erfindung fallen.

Claims

Schaltung, die aufweist: einen ersten Leistungsknoten zur Verbindung mit einer positiven Spannung eines Gleichspannungszwischenkreises; einen zweiten Leistungsknoten zur Verbindung mit einer negativen Spannung eines Gleichspannungszwischenkreises; einen Mittelpunktleistungsknoten zur Verbindung mit einer Mittelpunktspannung des Gleichspannungszwischenkreises; einen Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmten Inverter mit einem ersten Eingang, der mit dem ersten Leistungsknoten verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit dem zweiten Leistungsknoten verbunden ist, einem Neutralpunkt, der mit dem Mittelpunktleistungsknoten verbunden ist, und einem Ausgang ein Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmtes Konvertermodul mit einem ersten Eingang, der mit dem ersten Leistungsknoten verbunden ist, einem zweiten Eingang, der mit dem zweiten Leistungsknoten verbunden ist, einem Neutralpunkt, der mit dem Mittelpunktleistungsknoten verbunden ist, und einem Ausgang; und eine Bremswiderstandsverbindung zwischen dem Ausgang des Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmten Konvertermoduls und dem Mittelpunktleistungsknoten.
Schaltung nach Anspruch 1, worin das Drei-Pegel Neutral geklemmte Konvertermodul eine Reihenschaltung eines ersten Leistungshalbleiterschalters, eines zweiten Leistungshalbleiterschalters, eines dritten Leistungshalbleiterschalters und eines vierten Leistungshalbleiterschalters aufweist, von denen jeder einen ersten Knoten, einen zweiten Knoten und eine antiparallel geschaltete Diode zwischen dem ersten und zweiten Knoten aufweist, worin: der erste Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung mit dem ersten Leistungsknoten verbunden ist; der erste Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters; der zweite Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe verbunden ist mit dem Ausgang des Neutralpunkt geklemmten Konverters; und der zweite Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe verbunden ist mit dem zweiten Leistungsknoten.
Schaltung nach Anspruch 2, worin der Neutralpunkt geklemmte Konverter weiterhin eine Reihenschaltung von internen Dioden aufweist, wobei eine erste Diode der Reihenschaltung zwischen dem ersten Knoten eines zweiten Halbleiterschalters in der Vielzahl und dem Mittelpunktleistungsknoten geschaltet ist und eine zweite Diode der Reihenschaltung zwischen dem Mittelpunktleistungsknoten und dem zweiten Knoten eines dritten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 1, worin der Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmte Konverter ein Brems-Chopper Modul ist.
Schaltung nach Anspruch 1, worin der Neutralpunkt geklemmte Inverter eine Reihenschaltung eines ersten Leistungshalbleiterschalters, eines zweiten Leistungshalbleiterschalters, eines dritten Leistungshalbleiterschalters und eines vierten Leistungshalbleiterschalters aufweist, von denen jeder einen ersten Knoten, einen zweiten Knoten und eine antiparallel geschaltete Diode zwischen dem ersten und zweiten Knoten aufweist, worin: der erste Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung mit dem ersten Leistungsknoten verbunden ist; der erste Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters; der zweite Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe verbunden ist mit dem Ausgang des Neutralpunkt geklemmten Inverters; und der zweite Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe verbunden ist mit dem zweiten Leistungsknoten.
Schaltung nach Anspruch 5, worin der Neutralpunkt geklemmte Inverter weiterhin eine Reihenschaltung von internen Dioden aufweist, wobei eine erste Diode der Reihenschaltung verbunden ist zwischen dem ersten Knoten eines zweiten Halbleiterschalters in der Vielzahl und dem Mittelpunktleistungsknoten und eine zweite Diode der Reihenschaltung verbunden ist zwischen dem Mittelpunktleistungsknoten und dem zweiten Knoten eines dritten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung.
Schaltung nach Anspruch 1, die weiterhin einen ersten Gleichspannungszwischenkreiskondensator aufweist, der zwischen dem ersten Leistungsknoten und dem Mittelpunktknoten geschaltet ist, und einen zweiten Gleichspannungszwischenkreiskondensator, der zwischen dem Mittelpunktleistungsknoten und dem zweiten Leistungsknoten geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 1, die weiterhin einen Bremswiderstand aufweist, der zwischen dem Ausgang des Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmten Konvertermoduls und dem Mittelpunktleistungsknoten geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 1, die weiterhin ein Steuermodul aufweist, das ausgebildet ist, um Schaltsignale für das Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmte Invertermodul und/oder das Drei-Pegel Neutralpunkt Konvertermodul bereitzustellen.
Brems-Chopper Schaltung, die einen Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmten Inverter aufweist mit einem ersten Eingang, der mit dem ersten Leistungsknoten verbunden ist, einem zweiten Eingang, der mit dem zweiten Leistungsknoten verbunden ist, einem Neutralpunkt, der mit dem Mittelpunktleistungsknoten verbunden ist, und einem Ausgang, worin das Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmte Konvertermodul aufweist: einen ersten Eingang, der mit dem ersten Leistungsknoten verbunden ist; einen zweiten Eingang, der mit dem zweiten Leistungsknoten verbunden ist; einen Neutralpunkt, der mit dem Mittelpunktleistungsknoten verbunden ist; einen Ausgang; und eine Bremswiderstandsverbindung zwischen dem Ausgang des Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmten Konvertermoduls und dem Mittelpunktleistungsknoten.
Schaltung nach Anspruch 10, die weiterhin aufweist einen Bremswiderstand, der zwischen dem Ausgang des Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmten Konvertermoduls und dem Mittelpunktleistungsknoten geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 2, worin der Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmte Konverter ein Brems-Chopper Modul ist.
Schaltung nach Anspruch 3, worin der Drei-Pegel Neutralpunkt geklemmte Konverter ein Brems-Chopper Modul ist.
Schaltung nach Anspruch 2, worin der Neutralpunkt geklemmte Inverter eine Reihenschaltung eines ersten Leistungshalbleiterschalters, eines zweiten Leistungshalbleiterschalters, eines dritten Leistungshalbleiterschalters und eines vierten Leistungshalbleiterschalters aufweist, von denen jeder einen ersten Knoten, einen zweiten Knoten und eine antiparallel geschaltete Diode zwischen dem ersten und dem zweiten Knoten aufweist, worin: der erste Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem ersten Leistungsknoten; der erste Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters; der zweite Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe verbunden ist mit dem Ausgang des Neutralpunkt geklemmten Inverters; und der zweite Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe mit dem zweiten Leistungsknoten verbunden ist.
Schaltung nach Anspruch 3, worin der Neutralpunkt geklemmte Inverter eine Reihenschaltung eines ersten Leistungshalbleiterschalters, eines zweiten Leistungshalbleiterschalters, eines dritten Leistungshalbleiterschalters und eines vierten Leistungshalbleiterschalters aufweist, von denen jeder einen ersten Knoten, einen zweiten Knoten und eine antiparallel geschaltete Diode zwischen dem ersten und dem zweiten Knoten aufweist, von denen jeder einen ersten Knoten, einen zweiten Knoten und eine antiparallel geschaltete Diode zwischen dem ersten und dem zweiten Knoten aufweist, worin: der erste Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung mit dem ersten Leistungsknoten verbunden ist; der erste Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters; der zweite Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe verbunden ist mit dem Ausgang des Neutralpunkt geklemmten Inverters; und der zweite Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe verbunden ist mit dem zweiten Leistungsknoten.
Schaltung nach Anspruch 4, worin der Neutralpunkt geklemmte Inverter eine Reihenschaltung eines ersten Leistungshalbleiterschalters, eines zweiten Leistungshalbleiterschalters, eines dritten Leistungshalbleiterschalters und eines vierten Leistungshalbleiterschalters aufweist, von denen jeder einen ersten Knoten, einen zweiten Knoten und eine antiparallel geschaltete Diode zwischen dem ersten und zweiten Knoten aufweist, worin: der erste Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem ersten Leistungsknoten; der erste Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des ersten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters; der erste Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters der Reihenschaltung verbunden ist mit dem zweiten Knoten des dritten Leistungshalbleiterschalters; der zweite Knoten des zweiten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe verbunden ist mit dem Ausgang des Neutralpunkt geklemmten Inverters; und der zweite Knoten des vierten Leistungshalbleiterschalters in der Reihe verbunden ist mit dem zweiten Leistungsknoten.
Schaltung nach Anspruch 2, die weiterhin einen ersten Gleichspannungszwischenkreiskondensator aufweist, der zwischen dem ersten Leistungsknoten und dem Mittelpunktleistungsknoten geschaltet ist, und einen zweiten Gleichspannungszwischenkreiskondensator, der zwischen dem Mittelpunktleistungsknoten und dem zweiten Leistungsknoten geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 3, die weiterhin einen ersten Gleichspannungszwischenkreiskondensator aufweist, der zwischen dem ersten Leistungsknoten und dem Mittelpunktleistungsknoten geschaltet ist, und einen zweiten Gleichspannungszwischenkreiskondensator, der zwischen dem Mittelpunktleistungsknoten und dem zweiten Leistungsknoten geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 4, die weiterhin einen ersten Gleichspannungszwischenkreiskondensator aufweist, der zwischen dem ersten Leistungsknoten und dem Mittelpunktleistungsknoten geschaltet ist, und einen zweiten Gleichspannungszwischenkreiskondensator, der zwischen dem Mittelpunktleistungsknoten und dem zweiten Leistungsknoten geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 5, die weiterhin einen ersten Gleichspannungszwischenkreiskondensator aufweist, der zwischen dem ersten Leistungsknoten und dem Mittelpunktleistungsknoten geschaltet ist, und einen zweiten Gleichspannungszwischenkreiskondensator, der zwischen dem Mittelpunktleistungsknoten und dem zweiten Leistungsknoten geschaltet ist.