DE10323220A1

DE10323220A1 - Kurzschluss-Schaltung für einen Teilumrichter

Info

Publication number: DE10323220A1
Application number: DE2003123220
Authority: DE
Inventors: Martin Glinka
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: DE10323220B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kurzschluss-Schaltung für einen fehlerhaften Teilumrichter, der wie ein Spannungszwischenkreisumrichter aufgebaut ist, der mit mindestens einem internen Zwischenkreiskondensator (C) als Energiespeicher beschaltet ist, in einer Reihenschaltung von Teilumrichtern. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass zu jedem Zwischenkreiskondensator (C) oder der Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren (C) eines Teilumrichters mindestens ein elektronisches Halbleiterbauelement parallel geschaltet ist, das im Fehlerfall des Teilumrichters einen Kurzschlussstrom des Zwischenkreiskondensators (C) entweder übernimmt oder in Abhängigkeit von einem solchen Kurzschlussstrom angesteuert wird und anschließend dauerhaft durchlegiert oder infolge einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Kondensatorspannung (U¶dc1¶...U¶dcN¶) durchlegiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurzschluss-Schaltung für einen fehlerhaften Teilumrichter, der wie ein Spannungszwischenkreisumrichter aufgebaut ist, der mit mindestens einem internen Zwischenkreiskondensator als Energiespeicher beschaltet ist, in einer Reihenschaltung von Teilumrichtern. Die Reihenschaltung kann wechsel- oder gleichspannungsseitig angeordnet sein. Mit dem Kurzschluss soll eine redundante Reihenschaltung von Teilumrichtern ermöglicht werden, die als Zwei- oder Mehrpunktumrichter ausgebildet sein können.
Bei Umrichtertopologien mit in Reihe geschalteten Leistungshalbleiterschaltern kann der Leerlauf eines einzigen Halbleiterventils einen ganzen Stromrichterzweig außer Betrieb setzen. In gleicher Weise kann bei Umrichtern mit in Reihe geschalteten Teilumrichtern der Leerlauf eines einzigen Halbleiterventils den Weiterbetrieb des Umrichters erheblich einschränken, wenn nicht sogar verhindern.
Derartige Umrichter bestehen zum Beispiel aus einer Brückenschaltung mit Brückenzweigen aus einer Serienschaltung einer beliebigen Anzahl von Zweipolen (Submodule), wobei die Zweipole bei verschiedenen steuerbaren Schaltzuständen eine unterschiedliche Klemmenspannung aufweisen. Der Brückenausgang ist mit einem Mittelfrequenztransformator verbunden. Die Submodule haben einen internen Spannungszwischenkreis mit einem Energiespeicher (Kondensator) und sind so aufgebaut, dass ihre Klemmenspannung unabhängig von der Stromrichtung einen positiven oder negativen Wert annehmen kann. Mit den Submodulen werden treppenförmige Spannungen sowohl auf der Netzseite als auch auf der Mittelfrequenzseite realisiert. Zusätzlich kann ein Kurzschlusszustand vorgesehen sein.
Damit Umrichter mit vielen in Reihe geschalteten Teilumrichtern redundant arbeiten können, muss sichergestellt werden, dass ein fehlerhafter Teilumrichter an seinen Klemmen dauerhaft kurzgeschlossen wird.

Aus Schibli/Rufer, Single- and three-phase multilevel converters for traction systems 50 Hz/16 2/3 Hz, Proceedings, 7th European Conference on Power Electronics Applications (EPE), 1997, vol. 4, Seite 210-215 ist für ein Traktionssystem eine Lösung bekannt, mit der eine galvanische Trennung der Motoren vom Fahrdraht unter Einsatz einer Anzahl einzelner Mittelfrequenztransformatoren vorgenommen wird. Die Mittelfrequenztransformatoren sind jeweils seriengeschalteten Teilstromrichtern zugeordnet. Netzseitig besteht eine Serienschaltung von Teilstromrichtergruppen, die in Summe eine treppenförmige Spannung erzeugen. Jede dieser Teilstromrichtergruppen weist einen netzseitigen Vierquadrantensteller, einen ersten Gleichspannungskondensator, einen primärseitigen Mittelfrequenzwechselrichter, einen Mittelfrequenztransformator, einen sekundärseitigen Mittelfrequenzgleichrichter und einen zweiten Gleichspannungskondensator auf. Zur Redundanzherstellung wird hier ein mechanischer Kurzschließer auf der Netzseite parallel zum zugehörigen Teilstromrichter vorgeschlagen.

Sobald ein Teilstromrichter defekt ist, wird der Kurzschließer geschlossen und somit der Kurzschluss zwischen den Anschlussstellen gewährleistet.

Dies ist jedoch eine aufwändige Variante, wenn man bedenkt, dass der mechanische Kurzschließer eine auf Hochspannung liegende Stromversorgung benötigt. Zusätzlich müssten diese Kurzschließer aufgrund ihrer Mechanik häufiger gewartet werden.

Bei der Reihenschaltung von mehreren Halbleiterschaltern ist eine heute übliche Methode zur Erzielung eines redundanten Aufbaus die Druckkontaktierung der Halbleiterchips der Ven tile. Durch den Druckkontakt ist garantiert, dass ein defektes Halbleiterventil sich im Kurzschluss befindet. Auf diese Weise sind zum Beispiel in HGÜ-Anlagen mehrere Netz-Thyristoren in Reihe geschaltet.

Die Druckkontaktierung von Leistungshalbleitern stellt jedoch im Vergleich zur Modultechnik mit einer Bonddrahtkontaktierung eine aufwendige und teure Alternative dar. Dies gilt insbesondere für kleinere Strom- und Leistungsdichten als bei heutigen HGÜ-Anlagen, die typische Leistungen von 100 bis 800 MW aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für wechsel- oder gleichspannungsseitig in Reihe geschaltete Teilumrichter mit internem Spannungszwischenkreis eine Kurzschluss-Schaltung anzugeben, die ohne Druckkontaktierung bei den Halbleiterschaltern und ohne mechanische Schalteinrichtungen auskommt.

Die Teilumrichter sollen bei Ausfall der Ansteuerung eines einzelnen Halbleiterschalters in einem Teilumrichter oder beim Versagen eines internen Halbleiterventils mit anschließendem Kurzschluss des Spannungszwischenkreises (Speicherkondensator) sicher einen dauerhaften Klemmenkurzschluss des Teilumrichters bewirken.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Danach ist zu jedem Spannungszwischenkreiskondensator oder der Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren eines Teilumrichters mindestens ein elektronisches Halbleiterbauelement parallel geschaltet, das im Fehlerfall des Teilumrichters einen Kurzschlussstrom des Kondensators entweder mindestens zum überwiegenden Anteil übernimmt oder in Abhängigkeit von einem solchen Kurzschlussstrom angesteuert wird und anschließend dauerhaft durchlegiert oder infolge einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Kondensatorspannung durchlegiert. Mit Hilfe des durchlegierten Halbleiterbauelementes kann ein Kurzschluss des Spannungszwischenkreiskondensators für Nennstromwerte garantiert werden. Durch die Auslegung auf ein Durchlegieren ab einer bestimmten Kondensatorspannung kann außerdem die im Spannungszwischenkreis gespeicherte Energie gezielt auf ein Maximum begrenzt werden. Das hat den Vorteil, dass auch die im Fehlerfall maximal freiwerdende Energie begrenzt wird.

Die Erfindung nutzt die grundsätzliche Eigenschaft von Spannungsumrichtern mit niederinduktiv angeschlossenem Spannungszwischenkreiskondensator, dass im Fehlerfall dieser Umrichter ein Kurzschlussstrom auftritt, dessen maximale Amplitude bereits ab geringen Kondensatorspannungen immer wesentlich größer ist, als die der maximalen Betriebsströme. Mit Hilfe dieser hohen Kurzschlussströme kann ein zusätzlicher Kurzschlusspfad parallel zum Speicherkondensator erzeugt werden.

Bei Ausfall der Ansteuerung von Halbleiterschaltern und damit dem Sperren einzelner aktiver Halbleiterschalter innerhalb eines Teilumrichters kann ein dauerhafter Kurzschluss dieses Teilumrichters mit Hilfe der Erfindung auf folgende Weise erzielt werden. Zu unterscheiden ist in diesem Fall die wechselspannungsseitige und die gleichspannungsseitige Reihenschaltung der Teilumrichter:
Bei der wechselspannungsseitigen Reihenschaltung hat ein Ausfall der Ansteuerung zur Folge, dass der Teilumrichter eine falsche Ausgangsspannung einstellt. Dies kann von der übergeordneten Regelung erkannt werden. Daraufhin sperrt diese alle aktiven Halbleiterschalter des betroffenen Teilumrichters, so dass nur noch die antiparallelen Dioden den Wechselstrom führen. Durch die Gleichrichtfunktion der Dioden prägt der defekte Teilumrichter immer die Gleichspannung auf der Wechselspannungsseite folgendermaßen ein: negative Gleichspannung bei negativem Strom und positive Gleichspannung bei positivem Strom. Diese Fehlspannung kann mit Hilfe der anderen in Reihe geschalteten Teilumrichter in einem speziellen Betriebsmodus kompensiert werden. In diesem Betriebsmodus wird ein Wechselstrom in dem betreffenden Stromrichterzweig eingeprägt. Dieser führt dazu, dass der defekte Teilumrichter dauerhaft Energie aufnimmt. Auf diese Weise steigt die Spannung des Teilumrichterzwischenkreises über die maximale Nennbetriebsspannung hinaus an. Das dem Zwischenkreiskondensator parallel geschaltete Halbleiterbauelement ist so ausgelegt, dass dessen Sperrspannung nur knapp oberhalb der maximalen Nennbetriebsspannung auf der Gleichspannungsseite liegt. Dadurch wird dieses Halbleiterbauelement im Teilumrichter aufgrund von Oberspannung noch weit vor allen anderen Halbleiterschaltern des Teilumrichters zerstört werden. Dies hat wiederum einen Kurzschluss des Zwischenkreiskondensators und eine anschließende dauerhafte Durchlegierung des betroffenen Halbleiterbauelementes zur Folge. Durch die spezielle Sperrspannungsauslegung dieses Halbleiterbauelementes, die unterhalb der der anderen Halbleiterbauelemente liegt, kann die im Fehlerfall maximal freiwerdende Energie um bis zu zirka 40 reduziert werden.

Bei der gleichspannungsseitigen Reihenschaltung erkennt analog zur wechselspannungsseitigen Reihenschaltung die Regelung den Fehlerfall und sperrt alle Halbleiterschalter des defekten Teilumrichters. Anschließend wird auch dieser Teilumrichter mit einem von der Gleichspannungsseite oder auch von der Wechselspannungsseite eingeprägten Stromes so lange aufgeladen, bis das dem Zwischenkreiskondensator parallel geschaltete elektronische Halbleiterbauelement aufgrund von Oberspannung zerstört wird und daraufhin durchlegiert.

Mit der Erfindung bleibt der Schutz der Dioden des Leistungsteils, zum Beispiel der Vollbrückenschaltung, vor der Zerstörung erhalten. Ausgenommen sind einzelne Dioden-Chips, wenn sie den Fehlerfall verursacht haben. Parallel zum Speicherkondensator wird gleichspannungsseitig ein Kurzschlusspfad errichtet. Für die Herstellung eines wechselstromseitigen Kurzschlusspfades wird die Gleichrichtfunktion der Dioden des Leistungsteils weiter benutzt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1 einen Umrichter in Brückenschaltung;
2 die zugehörigen Teilumrichter eines einzelnen Brückenzweiges;
3 einen Teilumrichter (Submodul) mit Rückschwingdiode als Kurzschluss-Schalter;
4 eine Schaltung mit einem Kurzschluss-Thyristor und
5 eine weitere Variante mit einem Kurzschluss-Thyristor.
1 zeigt zunächst den allgemeinen Aufbau des Stromrichters in einer Version als Vollbrückenschaltung. Am Eingang des Stromrichters liegt die Netzspannung U_N an. In Form einer Brückenschaltung sind vier Stromrichterzweige 11, 12, 21 und 22 angeordnet. An der Brückendiagonale befindet sich ein Mittelfrequenztransformator T mit der Primärspannung U_T und der Sekundärspannung U_T'. Wie 2 zeigt, bestehen die Stromrichterzweige 11, 12, 21, 22 jeweils aus mehreren Submodulen mit der Klemmenspannung U_ss1...u_ssN.
Eine mögliche Realisierung der Submodule ist in 2 dargestellt. Ein Submodul hat jeweils die Form einer Vollbrückenschaltung eines Spannungsumrichters, nur dass diese hier als einzelner Zweipol genutzt wird. Die Brückenschaltung besteht aus vier Leistungshalbleiterschaltern IGBT1...IGBT4 mit antiparallel geschalteten Dioden D1...D4. An die gleichspan nungsseitigen Anschlüsse ist ein Speicherkondensator C geschaltet, der sich jeweils auf die Spannung U_dc1...U_dcN auflädt, solange kein Leistungshalbleiterschalter IGBT1...IGBT4 geschaltet wird. Mit dem Schalten der Leistungshalbleiterschalter IGBT1...IGBT4 entstehen Schaltzustände, mit denen die Klemmenspannung u_ss1...u_ssN, unabhängig von der Stromrichtung positiv, negativ oder auch Null (Kurzschluss) wird.
Unter der Annahme, dass die Spannungen U_dc1...U_dcN der Kondensatoren C aller Submodule einen gleichen Ausgangszustand U_dc = U₀ haben und eine Anzahl N von Submodulen vorhanden ist, kann die Spannung U_ac eines Stromrichterzweiges 11, 12, 21, 22 den Wertebereich –n U₀...+nU₀ annehmen und lässt sich somit in diskreten "Treppenstufen" der Spannung U₀ stellen.
Die Submodule sind als Hochleistungs-IGBT-Module aufgebaut, die meist eine Vielzahl von IGBT- und antiparallelen Dioden-Chips aufweisen. Dabei wird jeder Chip über Bonddrähte elektrisch mit der modulinternen Verschienung verbunden. Im Fehlerfall eines IGBT-Ventils legiert meist nur ein einzelner Chip durch. Die diesem Chip parallel geschalteten Chips sind meist noch funktionsfähig. Bei den meisten Fehlern wird der Fehlerstrom deshalb nur über den defekten Chip geführt. Aufgrund der hohen Amplitude des Kurzschlussstromes sowie der Konzentration auf nur einen Chip entstehen extrem hohe Stromdichten in den Bonddrähten des fehlerhaften Chips. Nach wenigen Mikrosekunden schmelzen diese oder reißen aufgrund der magnetischen Kräfte ab und es bildet sich ein Lichtbogen aus, der bis zur Explosion des Moduls führen kann. Die Explosion von IGBT- oder Diodenmodulen kann zur Folge haben, dass die Halbleiterschalter sich wechsel- oder gleichspannungsseitig im Leerlauf befinden, was unter anderem mit der Erfindung vermieden wird. Ein defekter Teilumrichter stellt im Fehlerfall einen mit Nennstrom belastbaren Kurzschluss her.
Ein erstes Beispiel für die erfindungsgemäße Kurzschluss-Schaltung ist in 3 dargestellt. Dem Speicherkondensator C ist eine Rückschwingdiode D_R parallel geschaltet und so dimensioniert, dass sie in allen möglichen Fehlerfällen mit anschließendem gleichspannungsseitigen Kurzschluss durchlegiert und dadurch die Gleichspannungsseite dauerhaft kurzschließt.
Die Rückschwingdiode D_R vermeidet zusammen mit Streuinduktivitäten Lσ, dass im Kurzschlussfall die Dioden D1...D4 des Leistungsteils mit einem sehr großen Rückschwingstrom belastet werden. Hierdurch wird eine Schädigung der Bonddrähte der Dioden D1...D4 vermieden.
Für den Fall, dass eine Lichtbogenbildung in den Submodulen durch eine hohe Stromamplitude ausgelöst werden kann, empfiehlt sich eine räumliche Aufteilung der Module in entweder eine Parallelschaltung kleiner IGBT-Module mit Freilaufdiode oder eine Aufteilung in Dioden- und IGBT-Module. Mit dieser Maßnahme kann eine ausreichende Redundanz der Freilaufdioden gewährleistet werden.
Ein dauerhafter gleichspannungsseitiger Kurzschluss im Fehlerfall wird dadurch erreicht, dass der hohe Rückschwingstrom in der Rückschwingdiode D_R diese durchlegieren lässt. Dafür ist notwendig, dass die Rückschwingdiode D_R einen Großteil des Stromes übernimmt. Dies erreicht man durch eine niederinduktive Anbindung an den Speicherkondensator C.
Die 4 und 5 zeigen Beispiele mit einem Kurzschluss-Thyristor V_K parallel zum Speicherkondensator. Der Kurzschluss-Thyristor V_K ist niederinduktiv an den Speicherkondensator C angebunden.
Die Dioden- und IGBT-Module werden vor einer Lichtbogenbildung geschützt, indem eine Sensorschaltung den gleichspannungsseitigen Kurzschluss innerhalb von wenigen Mikrosekunden (μs) erkennt und dann eine Zündung des Kurzschluss-Thyristors V_K einleitet. Aufgrund der Eigenschaft von IGBTs, bei zirka fünf- bis zehnfachem Nennstrom zu entsättigen, kann sehr schnell der Kurzschlussstrom in den Leistungshalbleiterschaltern IGBT1....IGBT4 und/oder Dioden D1...D4 des Leistungsteils auf den dann gezündeten Kurzschluss-Thyristor V_K kommutieren. Dessen Kontaktierung ist so kurzschlussfest ausgelegt, dass sich bei ihm kein Lichtbogen aufgrund des hohen Kurzschlussstromes ausbilden kann. Eine solche Kontaktierung kann beispielsweise durch einen Druckkontakt, verstärkte Bondungen, harte Lötung oder eine großflächige Lötung mit Lötkugeln realisiert werden.
Mit der Maßnahme der niederinduktiven Anbindung an den Speicherkondensator C kommutiert der Kurzschlussstrom in sehr kurzer Zeit auf den Kurzschluss-Thyristor V_K über. Hierbei entsteht ein extrem großes di/dt, was beim Kurzschluss-Thyristor V_K zur lokalen Überhitzung des Halbleitermaterials führt. Durch diesen Effekt wird der Kurzschluss-Thyristor V_K zerstört und er bildet einen dauerhaften Kurzschluss. Es kann aber auch die hohe Kurzschlussstromamplitude zur Zerstörung des Kurzschluss-Thyristors V_K führen, so dass durch diesen Effekt genauso ein dauerhafter Kurzschluss auf der Gleichspannungsseite des Submoduls entsteht.
Aufgrund der sehr schnellen Entladung des Speicherkondensators C im Fehlerfall ist es notwendig, dass dieser Zustand in extrem kurzer Zeit erkannt wird (T_tot< 5 μs). Dies ist notwendig, um die Bildung eines Lichtbogens im Submodul zu verhindern.
4 zeigt eine erste Variante für eine solche Erkennungsschaltung. Der Kurzschlusszustand des Speicherkondensators C wird in einer Sensorschaltung 1 anhand des stark negativen du/dt der Kondensatorspannung U_dc erkannt. Dies erfolgt mit Hilfe eines ohmsch-kapazitiven Spannungsteilers mit den Widerständen R₁, R₂ und den Kondensatoren C₁, C₂. Ist der Kurzschluss festgestellt, dann wird mit Schalttransistoren V₁ und V₂ ein Zündtransformator T_Z aus einer Spannungsquelle bestromt, hier einem Kondensator C₃. Diese Spannungsquelle wird ebenfalls direkt aus dem Leistungskreis gespeist. Der Kurzschluss-Thyristor V_K kann mit Hilfe dieser Schaltung so schnell gezündet werden, dass er nach weniger als 5 μs den Kurzschlussstrom übernimmt. Werden die Leistungshalbleiterschalter IGBT1...IGBT4 so angesteuert, dass sie im Kurzschlussfall entsättigen, dann ist eine Kommutierung des gesamten Kurzschlussstromes auf den Kurzschluss-Thyristor V_K in weniger als 10 μs garantiert. Auf diese Weise kann eine Lichtbogenbildung in den IGBT-Modulen des Submoduls verhindert werden.
Nach der Thyristor-Zündung ist die Gleichspannungsseite des Submoduls durch den durchlegierten Kurzschluss-Thyristor V_K dauerhaft kurzgeschlossen. Da außerdem eine Lichtbogenbildung in den IGBT-Modulen des Submoduls verhindert wurde, ist garantiert, dass die Mehrzahl aller Dioden-Chips in Flussrichtung leitend ist. Auf diese Weise ist auch ein dauerhafter Kurzschluss des Submoduls zwischen den Klemmen 1' und 2' gewährleistet.
Eine Alternative zu der zuvor beschriebenen Kurzschlusserkennung bietet eine weitere Schaltung, die den Spannungsabfall an parasitären Streuinduktivitäten der Zwischenkreisverschienung nutzt. Auch diese Schaltung benötigt keinerlei zusätzliche Stromversorgungen.
Eine solche mögliche Schaltung ist in 5 dargestellt. Die Schaltung reagiert auf das gegenüber normalen Schaltvorgängen deutlich länger anhaltende, stark positive di/dt in einer parasitären Streuinduktivität Lσ. Nach wenigen μs wird auch bei dieser Schaltung der Kurzschluss-Thyristor V_K gezündet.
Ein di/dt wird von einer Sensorschaltung 2, bestehend aus einer RC-Schaltung mit einem Kondensator C₄ und den Widerständen R₃, R₄, R₅, erkannt. Die nachfolgende schaltbare Spannungsquelle ist die gleiche wie in 4.
Kombiniert man eine Rückschwingdiode D_R und einen Kurzschluss-Thyristor V_K, so ist eine besonders niederinduktive Anbindung des Kurzschluss-Thyristors V_K an die IGBT-Module des Submoduls sowie die der Rückschwingdiode D_R an den Speicherkondensator C sinnvoll.
Der modulnah angeordnete Kurzschluss-Thyristor V_K kann somit genutzt werden, um den Kurzschlussstrom in den Submodulen stark zu begrenzen. Anschließend können Rückschwingdiode D_R und Kurzschluss-Thyristor V_K gemeinsam die Gleichspannungsseite des Submoduls dauerhaft kurzschließen. Falls die äußerst zuverlässige Zündsteuerung des Kurzschluss-Thyristors V_K doch einmal ausfällt, dann kann als Rückfallebene mit der Rückschwingdiode D_R immer noch ein dauerhafter Kurzschluss erzeugt werden.
Die als Ausführungsbeispiele beschriebenen Schaltungen benötigen keine zusätzliche Stromversorgung. Dies ist von besonderem Vorteil, da sich eine redundante und unabhängige Leistungsversorgung auf Hochspannungspotential (bis zu einigen 10 kV) sehr aufwendig gestaltet. Die Lösung ist einfach, robust und preisgünstig. Eine Wartung der Schaltung ist nicht notwendig. Bei Anlagen mit kleinen und mittleren Leistungen ist anstatt von IGBT-Scheibenzellen (mit IGBT-Druckkontakt) die Verwendung von IGBT-Modulen möglich.

Claims

Kurzschluss-Schaltung für einen fehlerhaften Teilumrichter, der wie ein Spannungszwischenkreisumrichter aufgebaut ist, der mit mindestens einem internen Zwischenkreiskondensator (C) als Energiespeicher beschaltet ist, in einer Reihenschaltung von Teilumrichtern, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Zwischenkreiskondensator (C) oder der Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren (C) eines Teilumrichters mindestens ein elektronisches Halbleiterbauelement parallel geschaltet ist, das im Fehlerfall des Teilumrichters einen Kurzschlussstrom des Zwischenkreiskondensators (C) entweder übernimmt oder in Abhängigkeit von einem solchen Kurzschlussstrom angesteuert wird und anschließend dauerhaft durchlegiert oder infolge einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Kondensatorspannung (U_dc1...U_dcN) durchlegiert.
Kurzschluss-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Halbleiterbauelement eine Rückschwingdiode (D_R) ist.
Kurzschluss-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Halbleiterbauelement ein aktiver Halbleiterschalter ist.
Kurzschluss-Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Halbleiterschalter ein Kurzschluss-Thyristor (V_k) ist.
Kurzschluss-Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Halbleiterschalter ein Leistunghalbleiterschalter (IGBT) ist.
Kurzschluss-Schaltung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschwingdiode (D_R) und der aktive Halbleiterschalter gemeinsam eingesetzt sind.
Kurzschluss-Schaltung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Halbleiterschalter durch eine du/dt-Erkennungsschaltung, die parallel zum Zwischenkreiskondensator (C) angeordnet ist, angesteuert ist.
Kurzschluss-Schaltung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Halbleiterschalter durch eine di/dt-Erkennungsschaltung, die parallel zu einer Streuinduktivität (Lσ) des Teilumrichters angeordnet ist, angesteuert ist.
Kurzschluss-Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschwingdiode (D_R) und/oder der aktive Halbleiterschalter niederinduktiv an den Zwischenkreiskondensator (C) angebunden sind.
Kurzschluss-Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilumrichter als räumlich aufgeteilte, parallel geschaltete Module mindestens mit räumlicher Aufteilung der Dioden-Chips aufgebaut sind.