EP3788710A1 - Einrichtung und verfahren zur gleichstromversorgung - Google Patents

Einrichtung und verfahren zur gleichstromversorgung

Info

Publication number
EP3788710A1
EP3788710A1 EP18738205.6A EP18738205A EP3788710A1 EP 3788710 A1 EP3788710 A1 EP 3788710A1 EP 18738205 A EP18738205 A EP 18738205A EP 3788710 A1 EP3788710 A1 EP 3788710A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
phase
converter
mmc
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18738205.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Pieschel
Wolfgang HÖRGER
Peter Utz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP3788710A1 publication Critical patent/EP3788710A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
    • H02M5/12—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
    • H02M5/14—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion between circuits of different phase number
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
    • H02M5/16—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/225—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode comprising two stages of AC-AC conversion, e.g. having a high frequency intermediate link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters

Definitions

  • the invention relates to a device for DC power supply and a method associated with operating the device according to the preambles of claims 1 and 8.
  • Devices for direct current supply also called direct current sources
  • Such devices are connected to an electrical energy network, which provides a three-phase AC voltage with a network frequency of 50-60 Hz and supplies the device with an AC current.
  • a bridge rectifier is usually used for rectification, which is connected via a transformer for voltage adjustment.
  • the bridge rectifier also increases the harmonic content, which has to be reduced by complex measures such as passive filters. Due to the reactive power, other measures such as dynamic compensation systems may also be required.
  • the object of the invention is to provide a low-loss device and an associated method for direct current supply (direct current source), in particular for the medium voltage range and for high powers with relatively small transformers, which have neither reactive power nor harmonics in the power supply network (supply network). submit .
  • the object is achieved based on the device by the features of claim 1 and based on the associated method by the features of claim 8; the subclaims represent advantageous refinements.
  • the solution provides that, in order to generate the control signals, the measured direct voltage and the measured direct current are supplied to the control unit so that the multi-stage converter converts the multi-phase first alternating voltage into a single-phase or a multiphase second alternating voltage with a second frequency transferred, the frequency of which is greater than the first frequency, that at least one transformer designed on the primary and secondary sides for the same number of phases as the second AC voltage (for example three-phase AC transformer) is connected to the multi-stage converter, which converts the second AC voltage into a (same number Pha sen as the second AC voltage) transformed third AC voltage of the same frequency and number of phases, the voltage amplitude is smaller than the voltage amplitude of the first AC voltage, and that the rectifier circuit to the at least one n The transformer is connected and the third AC voltage is converted into a DC voltage.
  • the multi-stage converter converts the multi-phase first alternating voltage into a single-phase or a multiphase second alternating voltage with a second frequency transferred, the frequency of which is greater than the
  • the rectifier circuit is advantageously formed with a single-phase third AC voltage from a single-phase bridge rectifier and a DC voltage converter and with a multi-phase third AC voltage from a bridge rectifier having the same number of phases as the third AC voltage and a DC-DC converter.
  • the bridge rectifier is expediently designed as a controlled bridge rectifier.
  • the DC / DC converter is designed as a step-up converter so that the multistage converter is not burdened with current distortion on its high-frequency side.
  • the DC-DC converter can be designed as a buck converter.
  • At least two transformers connected in parallel on the primary side are advantageously connected to the multi-stage converter.
  • At least two transformers connected in series on the primary side are connected to the multi-stage converter.
  • At least two transformers connected in parallel on the primary side are advantageously connected to the multistage converter (MMC).
  • MMC multistage converter
  • At least two transformers connected in series on the primary side are connected to the multi-stage converter (MMC).
  • MMC multi-stage converter
  • the solution provides that the DC voltage and the DC current are measured in order to generate the control signals and that the multi-stage converter (MMC) is controlled accordingly (taking into account the respective measured values) that the multi-phase first AC voltage is generated by the multi-stage converter (MMC).
  • the line-frequency three-phase AC voltage in the medium voltage range is transformed by means of multi-phase multi-stage converters (Modular Multilevel Converter MMC) in double star topology (M2C) or matrix topology (M3C) into an AC voltage of higher frequency, in particular high frequency of approx. 100 to 500 Hz, which with compact high-frequency transformers can be translated to a lower voltage amplitude, in particular a significantly lower voltage amplitude of approximately 600 to 1000 V.
  • MMC Multi-phase multi-stage converters
  • M2C double star topology
  • M3C matrix topology
  • the AC voltage is rectified and set to the desired DC voltage with a DC voltage converter.
  • 1 is a device for direct current supply with a modular multi-stage converter
  • FIG. 2 shows an embodiment of the device with the multi-stage converter for increasing the frequency and a single-phase transformer for reducing the voltage amplitude
  • FIG. 3 shows an embodiment of the device with the multi-stage converter for increasing the frequency and two single-phase transformers connected in parallel on the primary side for reducing the voltage amplitude
  • 4 shows an embodiment of the device with the multi-stage converter for increasing the frequency and two single-phase transformers connected in series on the primary side for reducing the voltage amplitude
  • 5 shows an embodiment of the device with the multi-stage converter for increasing the frequency and a three-phase transformer for reducing the voltage amplitude
  • FIG. 6 shows an embodiment of the device with the multi-stage converter for increasing the frequency and two three-phase transformers connected in parallel on the primary side for reducing the voltage amplitude
  • FIG. 7 shows an embodiment of a multi-stage converter with three line-side phase connections and two transformer-side phase connections
  • Fig. 11 the construction of a power module of the submodule
  • Fig. 12 the construction of a capacitor module of the submodule
  • 15 is a single-phase rectifier circuit with egg nem single-phase controlled bridge rectifier
  • 16 is a three-phase rectifier circuit with a three-phase controlled bridge rectifier
  • FIG. 21 shows an embodiment of a DC-DC converter formed as a step-down divider
  • FIG. 22 shows an embodiment of a DC-DC converter formed as a step-up converter
  • FIG. 1 an arrangement 1 is shown with a device 2 for DC power supply, to which a modular multi-stage converter MMC (Modular Multilevel Converter MMC) belongs.
  • the modular multi-stage converter MMC is three-phase electrically connected via a connecting rail 3 to a power supply network 4, which provides a three-phase first AC voltage Ulac as an AC connection voltage.
  • the current flowing through the multistage converter MMC is measured by means of a current sensor 5.
  • Current measured values 6 are transmitted to a control unit 7 of the modular multi-stage converter MMC.
  • a Voltage sensor 8 (which is embodied here as a measuring transducer) measures the voltage applied to the connecting bar 3, which essentially corresponds to the first AC voltage Ulac applied to the modular multi-stage converter MMC.
  • the voltage measured values 9 of the first AC voltage Ulac are transmitted to the control unit 7.
  • control unit 7 calculates control signals 11 as a function of operating point specifications, which are transmitted to the modular multi-stage converter MMC.
  • the multi-stage converter MMC is controlled in such a way that on the direct voltage side at the direct current load 12, here at the two direct current loads 12a, 12b, the given direct current values 14a, 14b and the given direct voltage Udc with the direct voltage values 13a, 13b len.
  • the current DC and DC voltage values 14a, 14b, 13a, 13b are measured by means of one current sensor 15a, 15b and one voltage sensor 16a, 16b; the direct current and direct voltage values 14a, 14b, 13a, 13b are transferred to the control unit 7.
  • the control unit 7 controls the multistage converter MMC and thus the device 2 for DC supply.
  • an embodiment 2a of the device 2 is Darge, in which a multi-stage converter MMC is used, the three-phase first AC voltage Ulac with a first frequency NI of 50 or 60 Hz in a single-phase second AC voltage U2ac high second frequency N2 approx. 100 to 500 Hz, here converted from 150 Hz as an example, that is to say that the second frequency N2 is (substantially) larger than the first frequency, in this case many times larger.
  • This high-frequency second AC voltage U2ac is reduced with a single-phase transformer 17a in the voltage amplitude (here from 12000-20000 V to 600 to 1000 V) and from a rectifier circuit 18a to a DC voltage Udc.
  • a single-phase transformer 17a in the voltage amplitude (here from 12000-20000 V to 600 to 1000 V) and from a rectifier circuit 18a to a DC voltage Udc.
  • an embodiment 2b of the device 2 is Darge, in which, in contrast to Fig. 2, two single-phase transformers 17a (instead of a single-phase transformer 17a) reduce the high-frequency second AC voltage U2ac in the voltage amplitude accordingly and in each case by a rectifier circuit 18a convert into a direct voltage Udc.
  • the two transformers 17a are primarily connected in parallel to the multistage converter MMC.
  • FIG. 4 shows an embodiment 2c of the device 2, in which, in contrast to FIG. 3, the two single-phase transformers 17a are connected in series.
  • an embodiment 2d of the device 2 is Darge, in which a multi-stage converter MMC is used, the three-phase first AC voltage Ulac with a first frequency NI of 50 or 60 Hz in a three-phase second AC voltage U2ac high second frequency N2 approx. 100 to 500 Hz, here transferred from 150 Hz as an example, ie the second frequency is (significantly) larger than the first frequency, here again many times larger.
  • This high-frequency three-phase second alternating voltage U2ac is reduced in voltage amplitude again with a three-phase transformer 17b and converted into a direct voltage Udc by a rectifier circuit 18b.
  • FIG. 6 shows an embodiment 2e of the device 2, in which, in contrast to FIG. 5, two three-phase transformers 17b reduce the high-frequency second AC voltage U2ac again in the voltage amplitude and each lead from a rectifier circuit to a DC voltage Udc.
  • the two transformers 17b are connected in parallel on the primary side to the multistage converter MMC.
  • FIG. 7 an embodiment of a multi-stage converter MMC is shown with three network-side phase connections A, B, C on one network connection side and two transformer-side phase connections U, V on the other opposite transformer connection side.
  • the corresponding AC voltage U2ac is provided at the connections U, V.
  • the three other connections A, B, C of the phase modules 19 are each connected to a phase (LI, L2 or L3) of the power supply network 4.
  • Fig. 8 shows an embodiment of a three-phase to three-phase multi-stage converter MMC, which in contrast to Fig. 7 has nine phase modules 19, the three phase connections A, B, C and three transformer-side connections U, V, W provide.
  • Fig. 9 the structure of the phase modules 19 with AC voltage connections AC1 and AC2 is shown, which is formed from an inductance 20 and a plurality of submodules 21 connected in series.
  • the current through the phase module 19 is measured by means of a current sensor 19a.
  • Fig. 10 shows a schematic circuit of a submodule 21, which consists of a power module 22, to the intermediate circuit with the DC voltages DC1, DC2 and DC3, DC4 and thus the intermediate circuit voltage Uzk, a capacitor module 23 is connected as energy storage 23a.
  • Suitable semiconductor switches S are e.g. IGBT (bipolar transistors with insulated gate electrode), IGCT, IEGT or MOSFETs.
  • FIG. 12 shows the structure of the capacitor module 23, which consists of a capacitor voltage measurement 24 and a capacitor C, which buffers the intermediate circuit voltage Uzk.
  • Shown in Fig. 13 is a single-phase rectifier circuit 18a, which consists of a single-phase bridge rectifier 25a and a DC-DC converter 26.
  • FIG. 14 shows a three-phase rectifier circuit 18b, which is formed from a three-phase bridge rectifier 25b and a DC-DC converter 26.
  • FIG. 16 shows a three-phase rectifier circuit 18d, which has a three-phase controlled bridge rectifier 25d.
  • 17 shows a single-phase bridge rectifier 25a, which is formed from four diodes 27.
  • a single-phase controlled bridge rectifier ter 25c is shown, the device from four thyristors 28 with a smoothing choke 29 is formed.
  • Fig. 20 shows a three-phase controlled bridge rectifier 25d, the device from six thyristors 28 and a smoothing choke 29 is formed.
  • Fig. 21 shows an embodiment 26a of a DC-DC converter 26 formed as a buck converter, which consists of a semiconductor switch S, a diode D, a buffer capacitor C and a smoothing choke 30.
  • FIG. 22 shows an embodiment 26b of a DC-DC converter 26, which is designed as a step-up converter and consists of Semiconductor switch S, a diode D, a buffer capacitor C and a smoothing choke 30.
  • the associated method shown in FIG. 23 for generating and providing a direct current has the following essential method steps S:
  • Sa connecting a device 2 to an electrical energy network 4, which provides a multi-phase first AC voltage Ulac as connection AC voltage with a first frequency (its network frequency) NI and supplies the device 2 with an AC current,

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (2) und ein Verfahren zur Gleichstromversorgung, die mit einem Energienetz (4) mit einer mehrphasigen Wechselspannung (U1ac) mit einer ersten Frequenz (N1) verbindbar ist, mit einem Mehrstufenstromrichter (MMC) mit mehreren Phasenmodulen (19), die jeweils aus mehreren elektrisch in Reihe geschalteten zweipoligen Sub-Modulen (21) gebildet sind, welche jeweils mehrere Halbleiterschalter (S) und einen Energiespeicher (23a) aufweisen, mit einer Ansteuereinheit (7), welche zur Steuerung des Mehrstufenstromrichters (MMC) Ansteuersignale (11) generiert, und mit einer Gleichrichterschaltung (18a). Um eine verlustarme Gleichstromversorgung (Gleichstromquelle) insbesondere für den Mittelspannungsbereich und für hohe Leistungen zu erzielen, wird vorgeschlagen, dass der Mehrstufenstromrichter (MMC) die mehrphasige erste Wechselspannung (U1ac) in eine einphasige oder eine mehrphasige zweite Wechselspannung (U2ac) mit einer größeren zweiten Frequenz (N2) überführt, dass zumindest ein Transformator (17a, 17b) an den Mehrstufenstromrichter (MMC) angeschlossenen ist, der die zweite Wechselspannung (U2ac) in eine dritte Wechselspannung (U3ac) gleicher Frequenz (N2) und Phasenanzahl transformiert, wobei die dritte Wechselspannung (U3ac) kleiner als die erste Wechselspannung (Ulac) ist, und dass die Gleichrichterschaltung (18a, 18b, 18c, 18d) an den zumindest einen Transformator (17a, 17b) angeschlossen ist und die dritte Wechselspannung (U3ac) in eine Gleichspannung (Udc) überführt.

Description

Beschreibung
Einrichtung und Verfahren zur Gleichstromversorgung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gleichstromver sorgung und ein zum Betreiben der Einrichtung zugehöriges Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8.
Einrichtungen zur Gleichstromversorgung, auch Gleichstrom quellen genannt, sind bekannt. Solche Einrichtungen werden mit einem elektrischen Energienetz verbunden, welches eine dreiphasige Wechselspannung mit einer Netzfrequenz von 50-60 Hz bereitstellt und die Einrichtung mit einem Wechselstrom versorgt. Zur Gleichrichtung dient üblicherweise ein Brücken gleichrichter, der über einen Transformator zur Spannungsan passung angeschlossen ist. Mit zunehmendem Gleichstrombedarf steigen allerdings die Blindleistungsverluste durch den
Transformator, welcher außerdem immer voluminöser und schwe rer wird. Zudem nehmen die Durchlassverluste erheblich zu. Ab Leistungen über 10 MW können die Transformatoren nicht mehr wirtschaftlich von der Mittelspannung auf Niederspannung übertragen, sondern es muss zusätzlich ein teurer Hochspan nungstransformator verwendet werden.
Durch die Brückengleichrichter nimmt auch der Oberschwin gungsgehalt zu, welcher durch aufwändige Maßnahmen, wie Pas sivfilter, verringert werden muss. Aufgrund der Blindleistung können auch weitere Maßnahmen wie dynamische Kompensationsan lagen erforderlich sein.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verlustarme Einrich tung und ein zugehöriges Verfahren zur Gleichstromversorgung (Gleichstromquelle) insbesondere für den Mittelspannungsbe reich und für hohe Leistungen mit relativ kleinen Transforma toren zu erzielen, welche weder Blindleistung noch Ober schwingungen in das speisende Energienetz (Versorgungsnetz) abgeben . Die Aufgabe wird bezogen auf die Einrichtung durch die Merk male des Anspruchs 1 und bezogen auf das zugehörige Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.
Die Lösung sieht bezogen auf die Einrichtung vor, dass zur Generierung der Ansteuersignale eine Zuführung der gemessenen Gleichspannung und des gemessenen Gleichstroms an die An steuereinheit erfolgt, dass der Mehrstufenstromrichter die mehrphasige erste Wechselspannung in eine einphasige oder ei ne mehrphasige zweite Wechselspannung mit einer zweiten Fre quenz überführt, deren Frequenz größer als die erste Frequenz ist, dass zumindest ein primärseitig und sekundärseitig für dieselbe Anzahl Phasen wie die zweite Wechselspannung ausge bildeter Transformator (z.B. Dreiphasenwechselstrom-Trans formator) an den Mehrstufenstromrichter angeschlossenen ist, der die zweite Wechselspannung in eine (dieselbe Anzahl Pha sen wie die zweite Wechselspannung aufweisende) dritte Wech selspannung gleicher Frequenz und Phasenanzahl transformiert, deren Spannungsamplitude kleiner als die Spannungsamplitude der ersten Wechselspannung ist, und dass die Gleichrichter schaltung an den zumindest einen Transformator angeschlossen ist und die dritte Wechselspannung in eine Gleichspannung überführt .
Mit Vorteil ist die Gleichrichterschaltung bei einer einpha sigen dritten Wechselspannung aus einem einphasigen Brücken gleichrichter und einem Gleichspannungswandler und bei einer mehrphasigen dritten Wechselspannung aus einem die gleiche Anzahl Phasen wie die dritte Wechselspannung aufweisenden Brückengleichrichter und einem Gleichspannungswandler gebil det .
Zweckmäßigerweise ist der Brückengleichrichter als gesteuer ter Brückengleichrichter ausgebildet. Damit der Mehrstufenstromrichter auf seiner Hochfrequenzsei te nicht mit Stromverzerrungen belastet wird, ist der Gleich spannungswandler als Hochsetzsteller ausgebildet.
Alternativ kann der Gleichspannungswandler als Tiefsetzstel- ler ausgebildet sein.
Mit Vorteil sind mindestens zwei primärseitig parallel ge schaltete Transformatoren an den Mehrstufenstromrichter ange schlossen .
Alternativ werden mindestens zwei primärseitig in Reihe ge schaltete Transformatoren an den Mehrstufenstromrichter ange schlossen .
Vorteilhafterweise sind mindestens zwei primärseitig parallel geschaltete Transformatoren an den Mehrstufenstromrichter (MMC) angeschlossen.
Alternativ sind mindestens zwei primärseitig in Reihe ge schaltete Transformatoren an den Mehrstufenstromrichter (MMC) angeschlossen .
Die Lösung sieht bezogen auf das Verfahren vor, dass zur Ge nerierung der Ansteuersignale die Gleichspannung und der Gleichstrom gemessen werden und der Mehrstufenstromrichter (MMC) entsprechend (unter Berücksichtigung der jeweiligen Messwerte) angesteuert wird, dass die mehrphasige erste Wech selspannung vom Mehrstufenstromrichter (MMC) in eine zumin dest einphasige zweite Wechselspannung mit einer zweiten Fre quenz überführt wird, deren Frequenz größer als die erste Frequenz ist, dass zumindest ein der Phasenanzahl (phasenmä ßig) der zweiten Wechselspannung entsprechender Transformator die zweite Wechselspannung in eine phasenmäßig der zweiten Wechselspannung entsprechende dritte Wechselspannung gleicher Frequenz transformiert, deren Spannungsamplitude kleiner als die Spannungsamplitude der ersten Wechselspannung ist, und dass die Gleichrichterschaltung an den zumindest einen Trans- formator angeschlossen wird, welche die zweite Wechselspan nung in eine Gleichspannung überführt.
Erfindungsgemäß wird also die netzfrequente dreiphasige Wech selspannung im Mittelspannungsbereich mittels mehrphasiger Mehrstufenstromrichter (Modular Multilevel Converter MMC) in Doppelsterntopologie (M2C) oder Matrixtopologie (M3C) in eine Wechselspannung höherer Frequenz, insbesondere hoher Frequenz von ca. 100 bis 500 Hz, transformiert, welche mit kompakten Hochfrequenztransformatoren auf eine niedrigere Spannungsamp litude, insbesondere deutlich niedrigere Spannungsamplitude von ca. 600 bis 1000 V, übersetzt werden. Dort wird die Wech selspannung gleichgerichtet und mit einem Gleichspannungs wandler auf die gewünschte Gleichspannung gestellt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung zur Gleichstromversorgung mit einem modularen Mehrstufenstromrichter,
Fig. 2 eine Ausführung der Einrichtung mit dem Mehr stufenstromrichter zur Erhöhung der Frequenz und einem einphasigen Transformator zur Herab setzung der Spannungsamplitude,
Fig. 3 eine Ausführung der Einrichtung mit dem Mehr stufenstromrichter zur Erhöhung der Frequenz und zwei primärseitig parallel geschaltete einphasige Transformatoren zur Herabsetzung der Spannungsamplitude,
Fig. 4 eine Ausführung der Einrichtung mit dem Mehr stufenstromrichter zur Erhöhung der Frequenz und zwei primärseitig in Reihe geschaltete einphasige Transformatoren zur Herabsetzung der Spannungsamplitude, Fig. 5 eine Ausführung der Einrichtung mit dem Mehr stufenstromrichter zur Erhöhung der Frequenz und einem dreiphasigen Transformator zur Her absetzung der Spannungsamplitude,
Fig. 6 eine Ausführung der Einrichtung mit dem Mehr stufenstromrichter zur Erhöhung der Frequenz und zwei primärseitig parallel geschaltete dreiphasige Transformatoren zur Herabsetzung der Spannungsamplitude,
Fig. 7 eine Ausführung eines Mehrstufenstromrichters mit drei netzseitigen Phasenanschlüssen und zwei transformatorseitigen Phasenanschlüssen,
Fig. 8 eine Ausführung eines dreiphasig auf dreipha sigen Mehrstufenstromrichters,
Fig. 9 der Aufbau eines Phasenmoduls des Mehrstufen stromrichters,
Fig. 10 eine schematische Schaltung eines Submoduls des Phasenmoduls,
Fig . 11 den Aufbau eines Powermoduls des Submoduls,
Fig . 12 den Aufbau eines Kondensatormoduls des Submo duls,
Fig. 13 eine einphasige Gleichrichterschaltung,
Fig. 14 eine dreiphasige Gleichrichterschaltung,
Fig. 15 eine einphasige Gleichrichterschaltung mit ei nem einphasigen gesteuerten Brückengleichrich ter, Fig. 16 eine dreiphasige Gleichrichterschaltung mit einem dreiphasigen gesteuerten Brückengleich richter,
Fig. 17 einen einphasigen Brückengleichrichter mit
vier Dioden,
Fig. 18 einen einphasigen Brückengleichrichter mit
sechs Dioden,
Fig. 19 einen einphasigen gesteuerten Brückengleich richter mit vier Thyristoren und einer Glät tungsdrossel,
Fig. 20 einen einphasigen gesteuerten Brückengleich richter mit sechs Thyristoren und einer Glät tungsdrossel,
Fig. 21 eine Ausführung eines als Tiefsetzsteiler aus gebildeten Gleichspannungswandlers ,
Fig. 22 eine Ausführung eines als Hochsetzsteller aus gebildeten Gleichspannungswandlers und
Fig. 23 ein Verfahren zur Erzeugung und Bereitstellung eines Gleichstroms.
In Fig. 1 ist eine Anordnung 1 mit einer Einrichtung 2 zur Gleichstromversorgung dargestellt, zu der ein modularer Mehr stufenstromrichter MMC (Modular Multilevel Converter MMC) ge hört. Der modulare Mehrstufenstromrichter MMC ist dreiphasig über eine Anschlussschiene 3 mit einem Energieversorgungsnetz 4 elektrisch verbunden, das eine dreiphasige erste Wechsel spannung Ulac als Anschluss-Wechselspannung bereitstellt . Mittels eines Stromsensors 5 wird der durch den Mehrstufen stromrichter MMC fließende Strom gemessen. Strommesswerte 6 werden zu einer Ansteuereinheit 7 des modularen Mehrstufen stromrichters MMC übertragen. Weiterhin wird mittels eines Spannungssensors 8 (der hier als ein Messwandler ausgeführt ist) die an der Anschlussschiene 3 anliegende Spannung gemes sen, die im Wesentlichen der an dem modularen Mehrstufen stromrichter MMC anliegenden ersten Wechselspannung Ulac ent spricht. Die Spannungsmesswerte 9 der ersten Wechselspannung Ulac werden zu der Ansteuereinheit 7 übertragen.
Anhand von vorgegebenen Sollwerten 10 berechnet die Ansteuer einheit 7 jeweils in Abhängigkeit von Betriebspunktvorgaben Ansteuersignale 11, die zum modularen Mehrstufenstromrichter MMC übertragen werden. Mittels der Ansteuersignale 11 wird der Mehrstufenstromrichter MMC derart angesteuert, dass sich auf der Gleichspannungsseite an der Gleichstromlast 12, hier an den beiden Gleichstromlasten 12a, 12b jeweils die vorgege benen Gleichstromwerte 14a, 14b und die vorgegebene Gleich spannung Udc mit den Gleichspannungswerten 13a, 13b einstel len. Die Messung der aktuellen Gleichstrom- und Gleichspan nungswerte 14a, 14b, 13a, 13b erfolgt mittels je eines Strom sensors 15a, 15b und mittels je eines Spannungssensors 16a, 16b; die Gleichstrom-und Gleichspannungswerte 14a, 14b, 13a, 13b werden an die Ansteuereinheit 7 übergeben. Die Ansteuer einheit 7 kontrolliert auf diese Weise den Mehrstufenstrom richter MMC und damit die Einrichtung 2 zur Gleichstromver sorgung .
In Fig. 2 ist eine Ausführung 2a der Einrichtung 2 darge stellt, bei der ein Mehrstufenstromrichter MMC eingesetzt wird, der eine dreiphasige erste Wechselspannung Ulac mit ei ner ersten Frequenz NI von 50 oder 60 Hz in eine einphasige zweite Wechselspannung U2ac hoher zweiter Frequenz N2 von ca. 100 bis 500 Hz, hier beispielhaft von 150 Hz überführt, d.h. dass die zweite Frequenz N2 ist (wesentlich) größer als die erste Frequenz, hier um ein Vielfaches größer. Diese hochfre quente zweite Wechselspannung U2ac wird mit einem einphasigen Transformator 17a in der Spannungsamplitude herabgesetzt (hier von 12000-20000 V auf 600 bis 1000 V) und von einer Gleichrichterschaltung 18a in eine Gleichspannung Udc über führt . In Fig. 3 ist eine Ausführung 2b der Einrichtung 2 darge stellt, bei der im Unterschied zu Fig. 2 zwei einphasige Transformatoren 17a (anstelle von einem einphasigen Transfor mator 17a) die hochfrequente zweite Wechselspannung U2ac in der Spannungsamplitude entsprechend herabsetzen und jeweils von einer Gleichrichterschaltung 18a in eine Gleichspannung Udc überführen. Die beiden Transformatoren 17a sind primär seitig parallel geschaltet an den Mehrstufenstromrichter MMC angeschlossen .
Fig. 4 zeigt eine Ausführung 2c der Einrichtung 2, bei der im Unterschied zu Fig. 3 die beiden einphasigen Transformatoren 17a in Reihe geschaltet sind.
In Fig. 5 ist eine Ausführung 2d der Einrichtung 2 darge stellt, bei der ein Mehrstufenstromrichter MMC eingesetzt wird, der die dreiphasige erste Wechselspannung Ulac mit ei ner ersten Frequenz NI von 50 oder 60 Hz in eine dreiphasige zweite Wechselspannung U2ac hoher zweiter Frequenz N2 von ca. 100 bis 500 Hz, hier beispielhaft von 150 Hz überführt, d.h. die zweite Frequenz ist (wesentlich) größer als die erste Frequenz, hier wieder um ein Vielfaches größer. Diese hoch frequente dreiphasige zweite Wechselspannung U2ac wird mit einem dreiphasigen Transformator 17b wieder in der Spannungs amplitude herabgesetzt und von einer Gleichrichterschaltung 18b in eine Gleichspannung Udc überführt.
Dargestellt ist in Fig. 6 eine Ausführung 2e der Einrichtung 2, bei der im Unterschied zu Fig. 5 zwei dreiphasige Trans formatoren 17b die hochfrequente zweite Wechselspannung U2ac wieder in der Spannungsamplitude herabsetzen und jeweils von einer Gleichrichterschaltung in eine Gleichspannung Udc über führen. Die beiden Transformatoren 17b sind primärseitig pa rallel geschaltet an den Mehrstufenstromrichter MMC ange schlossen . In Fig. 7 ist eine Ausführung eines Mehrstufenstromrichters MMC mit drei netzseitigen Phasenanschlüssen A, B, C auf einer Netzanschlussseite und zwei transformatorseitigen Phasenan schlüssen U, V auf der anderen gegenüberliegenden Transforma toranschlussseite dargestellt. An den Anschlüssen U, V wird die entsprechende Wechselspannung U2ac bereitgestellt. Die drei anderen Anschlüsse A, B, C der Phasenmodule 19 sind je weils mit einer Phase (LI, L2 oder L3) des Energieversor gungsnetzes 4 verbunden.
Fig. 8 zeigt eine Ausführung eines dreiphasig auf dreiphasi gen Mehrstufenstromrichters MMC, der im Unterschied zu Fig. 7 neun Phasenmodule 19 aufweist, die drei netzseitige Phasenan schlüsse A, B, C und drei transformatorseitige Anschlüsse U, V, W bereitstellen .
In Fig. 9 ist der Aufbau der Phasenmodule 19 mit Wechselspan nungsanschlüssen AC1 und AC2 gezeigt, das aus einer Indukti vität 20 und einer Vielzahl in Reihe geschalteter Submodule 21 gebildet ist. Der Strom durch das Phasenmodul 19 wird mit tels eines Stromsensors 19a gemessen.
Fig. 10 zeigt eine schematische Schaltung eines Submoduls 21, das aus einem Powermodul 22 besteht, an dessen Zwischenkreis mit den Gleichspannungen DC1, DC2 und DC3, DC4 und damit der Zwischenkreisspannung Uzk ein Kondensatormodul 23 als Ener giespeicher 23a angeschlossen ist.
Gezeigt ist in Fig. 11 der Aufbau des Powermoduls 22, das vier von der Steuereinrichtung 7 gesteuerte Halbleiterschal ter S aufweist, welche als Vollbrücke geschaltet sind. Geeig nete Halbleiterschalter S sind z.B. IGBT (Bipolar- Transistoren mit isolierter Gate-Elektrode) , IGCT, IEGT oder MOSFETs .
Fig. 12 zeigt den Aufbau des Kondensatormoduls 23, das aus einer Kondensatorspannungsmessung 24 und einem Kondensator C besteht, der die Zwischenkreisspannung Uzk puffert. Dargestellt ist in Fig. 13 eine einphasige Gleichrichter schaltung 18a, die aus einem einphasigen Brückengleichrichter 25a und einem Gleichspannungswandler 26 besteht.
Fig. 14 zeigt eine dreiphasige Gleichrichterschaltung 18b, die aus einem dreiphasigen Brückengleichrichter 25b und einem Gleichspannungswandler 26 gebildet ist.
Gezeigt ist in Fig. 15 eine einphasige Gleichrichterschaltung 18c, die aus einem einphasigen gesteuerten Brückengleichrich ter 25c besteht.
Fig. 16 zeigt eine dreiphasige Gleichrichterschaltung 18d, die einen dreiphasigen gesteuerten Brückengleichrichter 25d aufweist .
Die Darstellung in Fig. 17 zeigt einen einphasigen Brücken gleichrichter 25a, der aus vier Dioden 27 gebildet ist.
Fig. 18 zeigt einen aus sechs Dioden 27 gebildeten dreiphasi gen Brückengleichrichter 25b.
In Fig. 19 ist ein einphasiger gesteuerter Brückengleichrich ter 25c gezeigt, der aus vier Thyristoren 28 mit einer Glät tungsdrossel 29 gebildet ist.
Fig. 20 zeigt einen dreiphasigen gesteuerten Brückengleich richter 25d, der aus sechs Thyristoren 28 und einer Glät tungsdrossel 29 gebildet ist.
Fig. 21 zeigt eine Ausführung 26a eines als Tiefsetzsteller ausgebildeten Gleichspannungswandlers 26, der aus einem Halb leiterschalter S, einer Diode D, einem Pufferkondensator C und einer Glättungsdrossel 30 besteht.
Fig. 22 zeigt eine Ausführung 26b eines als Hochsetzsteller ausgebildeten Gleichspannungswandlers 26 bestehend aus einem Halbleiterschalter S, einer Diode D, einem Pufferkondensator C und einer Glättungsdrossel 30.
Das Fig. 23 gezeigte zugehörige Verfahren zur Erzeugung und Bereitstellung eines Gleichstroms weist folgende wesentliche Verfahrensschritte S auf:
Sa) Verbinden einer Einrichtung 2 mit einem elektrischen Energienetz 4, welches eine mehrphasige erste Wechselspannung Ulac als Anschluss-Wechselspannung mit einer ersten Frequenz (deren Netzfrequenz) NI bereitstellt und die Einrichtung 2 mit einem Wechselstrom versorgt,
Sb) Anschließen der mehrphasigen ersten Wechselspannung Ulac an einen gesteuerten mehrphasigen Mehrstufenstromrichter MMC, Sc) Überführen der mehrphasigen ersten Wechselspannung Ulac in eine zumindest einphasige zweite Wechselspannung U2ac mit einer zweiten Frequenz N2 durch den Mehrstufenstromrichter (MMC) , wobei die zweite Frequenz N2 (wesentlich) größer als die erste Frequenz NI ist,
Sd) Transformieren der zweiten Wechselspannung U2ac in eine phasenzahlmäßig der zweiten Wechselspannung U2ac entsprechen de dritte Wechselspannung U3ac gleicher Frequenz N2 mit Hilfe zumindest eines Transformators 17a, 17b, wobei die dritte Wechselspannung U3ac kleiner als die zweite Wechselspannung U2ac ist, und
Se) Überführen der dritten Wechselspannung U3ac in eine
Gleichspannung Udc mit Hilfe einer an den Transformator 17a, 17b angeschlossenen Gleichrichterschaltung 18a, 18b, 18c,
18d.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung (2) zur Gleichstromversorgung, die mit einem elektrischen Energienetz (4) verbindbar ist, welches eine mehrphasige erste Wechselspannung (Ulac) als Anschluss- Wechselspannung mit einer ersten Frequenz (NI) bereitstellt und die Einrichtung mit einem Wechselstrom versorgt,
mit einem eingangsseitigen mehrphasigen Mehrstufenstromrich ter (MMC) , an den die mehrphasige erste Wechselspannung
(Ulac) anschließbar ist und der mehrere Phasenmodule (19) aufweist, wobei die Phasenmodule (19) jeweils aus mehreren elektrisch in Reihe geschalteten zweipoligen Sub-Modulen (21) gebildet sind, welche jeweils mehrere Halbleiterschalter (S) und einen Energiespeicher (23a) aufweisen, an dem eine Zwi schenkreisspannung (Uzk) anliegt,
mit einer Ansteuereinheit (7), welche anhand der gemessenen ersten Wechselspannung (Ulac) und des gemessenen zugehörigen ersten Wechselstroms Ansteuersignale (11) zur Steuerung des Mehrstufenstromrichters (MMC) generiert, und
mit einer ausgangsseitigen Gleichrichterschaltung (18a), an die eine Gleichstromlast (12) anschließbar ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass zur Generierung der Ansteuersignale (7) eine Zuführung der gemessenen Gleichspannung (Udc) und des gemessenen
Gleichstroms an die Ansteuereinheit (7) erfolgt,
dass der Mehrstufenstromrichter (MMC) die mehrphasige erste Wechselspannung (Ulac) in eine einphasige oder eine mehrpha sige zweite Wechselspannung (U2ac) mit einer zweiten Frequenz (N2) überführt, deren Frequenz (N2) größer als die erste Fre quenz (NI) ist,
dass zumindest ein primärseitig und sekundärseitig für die selbe Anzahl Phasen wie die zweite Wechselspannung ausgebil deter Transformator (17a, 17b) an den Mehrstufenstromrichter
(MMC) angeschlossenen ist, der die zweite Wechselspannung (U2ac) in eine dritte Wechselspannung (U3ac) gleicher Fre quenz (N2) und Phasenanzahl transformiert, deren Spannungs amplitude kleiner als die Spannungsamplitude der ersten Wech selspannung (Ulac) ist, und dass die Gleichrichterschaltung (18a, 18b, 18c, 18d) an den zumindest einen Transformator (17a, 17b) angeschlossen ist und die dritte Wechselspannung (U3ac) in eine Gleichspannung (Udc) überführt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Gleichrichterschaltung (18a, 18b, 18c, 18d) bei ei ner einphasigen dritten Wechselspannung (U3ac) aus einem ein phasigen Brückengleichrichter (25a, 25b, 25c, 25d) und einem Gleichspannungswandler (26) und bei einer mehrphasigen drit ten Wechselspannung (U3ac) aus einem die gleiche Anzahl Pha sen wie die dritte Wechselspannung (U3ac) aufweisenden Brü ckengleichrichter (25a, 25b, 25c, 25d) und einem Gleichspan nungswandler (26) gebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Brückengleichrichter als gesteuerter Brückengleich richter (25c, 25d) ausgebildet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Gleichspannungswandler (26) als Hochsetzsteller aus gebildet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Gleichspannungswandler (26) als Tiefsetzsteiler aus gebildet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass mindestens zwei primärseitig parallel geschaltete Trans formatoren (17a, 17b) an den Mehrstufenstromrichter (MMC) an geschlossen sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass mindestens zwei primärseitig in Reihe geschaltete Trans formatoren (17a) an den Mehrstufenstromrichter (MMC) ange schlossen sind.
8. Verfahren zur Erzeugung und Bereitstellung einer Gleich spannung (Udc) und eines Gleichstroms,
bei dem eine Einrichtung (2) mit einem elektrischen Energie netz (4) verbunden wird, durch das eine mehrphasige erste Wechselspannung (Ulac) als Anschluss-Wechselspannung mit ei ner ersten Frequenz (NI) bereitgestellt und die Einrichtung mit einem Wechselstrom versorgt wird,
bei dem ein mehrphasiger Mehrstufenstromrichter (MMC) der Einrichtung an die mehrphasige erste Wechselspannung (Ulac) angeschlossen wird, der Phasenmodule (19) aufweist, wobei die Phasenmodule (19) jeweils aus mehreren elektrisch in Reihe geschalteten zweipoligen Sub-Modulen (21) gebildet sind, wel che jeweils mehrere Halbleiterschalter ( S) und einen Ener giespeicher (23a) aufweisen, an dem eine Zwischenkreisspan nung (Uzk) anliegt,
bei dem der Mehrstufenstromrichter (MMC) von einer Ansteuer einheit (7) gesteuert wird, welche zumindest anhand der ge messenen ersten Wechselspannung (Ulac) und des gemessenen zu gehörigen ersten Wechselstroms Ansteuersignale (11) zur Steu erung des Mehrstufenstromrichters (MMC) generiert, und bei dem die eine Gleichstromlast (22) an zumindest eine aus gangsseitige Gleichrichterschaltung (18a) angeschlossen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass zur Generierung der Ansteuersignale (11) die Gleichspan nung (Udc) und der Gleichstrom gemessen werden und der Mehr stufenstromrichter (MMC) entsprechend angesteuert wird, dass die mehrphasige erste Wechselspannung (Ulac) vom Mehr stufenstromrichter (MMC) in eine zumindest einphasige zweite Wechselspannung (U2ac) mit einer zweiten Frequenz (N2) über führt wird, deren zweite Frequenz (N2) größer als die erste Frequenz (NI) ist,
dass zumindest ein phasenmäßig der zweiten Wechselspannung (U2ac) entsprechender Transformator (17a, 17b) die zweite Wechselspannung (U2ac) in eine phasenmäßig der zweiten Wech selspannung (U2ac) entsprechende dritte Wechselspannung
(U3ac) gleicher Frequenz (N2) transformiert, deren Spannungs- amplitude kleiner als die Spannungsamplitude der ersten Wech selspannung (Ulac) ist, und
dass die Gleichrichterschaltung (18a, 18b, 18c, 18d) an den zumindest einen Transformator (17a, 17b) angeschlossen wird, welche die dritte Wechselspannung (U3ac) in die Gleichspan- nung (Udc) überführt.
EP18738205.6A 2018-06-20 2018-06-20 Einrichtung und verfahren zur gleichstromversorgung Pending EP3788710A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2018/066369 WO2019242848A1 (de) 2018-06-20 2018-06-20 Einrichtung und verfahren zur gleichstromversorgung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3788710A1 true EP3788710A1 (de) 2021-03-10

Family

ID=62846137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18738205.6A Pending EP3788710A1 (de) 2018-06-20 2018-06-20 Einrichtung und verfahren zur gleichstromversorgung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3788710A1 (de)
WO (1) WO2019242848A1 (de)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112014032612B8 (pt) * 2012-06-28 2023-04-25 Siemens Ag Conversor de potência e método operacional para converter uma tensão cc em uma tensão ca pelo menos trifásica
EP3361617A1 (de) * 2017-02-14 2018-08-15 Siemens Aktiengesellschaft Gleichrichterschaltung für eine elektrolyse-anlage

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019242848A1 (de) 2019-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1311058B1 (de) Frequenzumrichter
DE4439932C2 (de) Wechselrichtervorrichtung
DE102008018497B4 (de) Wechselrichter, insbesondere Solarwechselrichter, mit einem aktven Netzfilter
WO2008067784A1 (de) Steuerung eines modularen stromrichters mit verteilten energiespeichern
EP1759450A1 (de) Oberschwingungsarme mehrphasige umrichterschaltung
DE102012102209A1 (de) Netzgekoppelter Wechselrichter, Wechselrichteranordnung und Betriebsverfahren für eine Wechselrichteranordnung
WO2012130296A1 (de) Hybridumrichter und verfahren zu seiner regelung
EP3136581A1 (de) Modularer mehrpunktstromrichter und verfahren zum betreiben desselben
EP3361617A1 (de) Gleichrichterschaltung für eine elektrolyse-anlage
EP2992595A1 (de) Umrichteranordnung mit parallel geschalteten mehrstufen-umrichtern sowie verfahren zu deren steuerung
EP2985896B1 (de) System zur anhebung des netzseitigen leistungsfaktors von dreiphasig gespeisten ec-motoren
EP3788710A1 (de) Einrichtung und verfahren zur gleichstromversorgung
EP3331118B1 (de) Anlage zum übertragen elektrischer leistung
EP3806314A1 (de) Umrichter für ein wechselstromnetz
EP3138176B1 (de) Umrichter zur symmetrischen blindleistungskompensation sowie verfahren zu dessen regelung
AT397321B (de) Schaltungsanordnung bei einem gesteuerten stromrichter
EP3682539B1 (de) Verfahren zum betrieb eines mehrphasigen mehrstufenstromrichters und ein entsprechender mehrphasiger mehrstufenstromrichter
EP3485564A1 (de) Verfahren zum betrieb eines mehrphasigen mehrstufenumrichters
EP3857691B1 (de) Einrichtung zum übersetzen einer gleichspannung
CH714100A2 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines mehrphasigen Wechselrichters.
AT404527B (de) Aktive netzspannungsfilterung mit vorgebbarer innerer impedanz
WO2016050720A1 (de) Hybrider m2c-diodengleichrichter
EP3291433A1 (de) Gleichspannungswandler mit transformator
DE102009008048A1 (de) Verfahren zur Regelung eines selbstgeführten Netzstromrichters eines Spannungszwischenkreis-Umrichters
EP2026455B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung sowie elektrischen Schaltung zur Verminderung von Überspannungen an von Wechselrichtungen gespeisten Lasten

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20201124

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220524