ES2651685T3 - Unidad de convertidor de 2 niveles preparada para un funcionamiento de 3 niveles - Google Patents

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ES2651685T3 ES13195001.6T ES13195001T ES2651685T3 ES 2651685 T3 ES2651685 T3 ES 2651685T3 ES 13195001 T ES13195001 T ES 13195001T ES 2651685 T3 ES2651685 T3 ES 2651685T3
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Eric Baudelot
Lutz Namyslo
Rainer Sommer
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Abstract

Unidad de convertidor, - presentando la unidad de convertidor dos barras colectoras de alimentación (9, 10), una barra colectora de carga (11) y una barra colectora central (12), - estando conectada respectivamente una de las barras colectoras de alimentación (9, 10) con un potencial de alimentación positivo y con un potencial de alimentación negativo, - estando dispuestas las dos barras colectoras de alimentación (9, 10) de forma congruente una encima de la otra, - presentando la barra colectora central (12) y las barras colectoras de alimentación (9, 10) en una zona de conexión (13) unos puntos de conexión (14), en los que la barra colectora central (12) está conectada mediante unidades de condensador (5, 6) de forma capacitiva con las barras colectoras de alimentación (9, 10), - estando dispuesto por debajo de las barras colectoras de alimentación (9, 10) en una zona de conmutación (15) un dispositivo de conmutación de 2 niveles (1), que está conectado, por un lado, con las barras colectoras de alimentación (9, 10) y, por otro lado, con la barra colectora de carga (11), - estando dispuesto el dispositivo de conmutación de 2 niveles (1) en un elemento refrigerador principal (17) dispuesto por debajo del dispositivo de conmutación de 2 niveles (1), - presentando la unidad de convertidor a la misma altura que el dispositivo de conmutación de 2 niveles (1) un espacio libre (18) para un dispositivo de conmutación bidireccional (8) que, al estar presente, está conectado con la barra colectora de carga (11) y con la barra colectora central (12) y estando dispuesto en el elemento refrigerador principal (17) o en un elemento refrigerador adicional (20) dispuesto a la misma altura que el elemento refrigerador principal (17).

Description

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DESCRIPCION
Unidad de convertidor de 2 niveles preparada para un funcionamiento de 3 niveles La presente invention se refiere a una unidad de convertidor,
- presentando la unidad de convertidor dos barras colectoras de alimentation, una barra colectora de carga y una barra colectora central,
- estando conectada respectivamente una de las barras colectoras de alimentacion con un potencial de alimentacion positivo y con un potencial de alimentacion negativo,
- estando dispuestas las dos barras colectoras de alimentacion de forma congruente una encima de la otra,
- presentando la barra colectora central y las barras colectoras de alimentacion en una zona de conexion unos puntos de conexion, en los que la barra colectora central esta conectada mediante unidades de condensador de forma capacitiva con las barras colectoras de alimentacion,
- estando dispuesto por debajo de las barras colectoras de alimentacion en una zona de conmutacion un dispositivo de conmutacion de 2 niveles, que esta conectado, por un lado, con las barras colectoras de alimentacion y, por otro lado, con la barra colectora de carga,
- estando dispuesto el dispositivo de conmutacion de 2 niveles en un elemento refrigerador principal dispuesto por debajo del dispositivo de conmutacion de 2 niveles.
La presente invencion se refiere ademas a un grupo de dos unidades de convertidor, estando realizadas las dos unidades de convertidor de la forma anteriormente explicada.
Los requisitos de convertidores respecto a la calidad de la tension generada son cada vez mas estrictos. Con topologlas establecidas, como por ejemplo el convertidor de dos puntos (convertidor de 2 niveles) es cada vez mas diflcil cumplir estos requisitos con unos costes razonables.
Una solution evidente y en principio tambien conocida es el cambio a un convertidor de 3 niveles. No obstante, un convertidor de 3 niveles se utilizara solo cuando sea necesario. Cuando basta con un convertidor de 2 niveles, se usara este. Por lo tanto, resulta una mayor variedad de productos.
Por el documento US 2009/0 219 696 A1 se conocen diferentes unidades de convertidor, que presentan varias barras colectoras dispuestas de forma congruente unas encima de las otras. Algunas de las unidades de convertidor estan realizadas como unidades de convertidor de 2 niveles, algunas como unidades de convertidor de 3 niveles. Las unidades de convertidor presentan respectivamente varias barras colectoras dispuestas de forma congruente unas encima de las otras. En las unidades de convertidor de 2 niveles, los dispositivos parciales del dispositivo de conmutacion estan dispuestos en planos diferentes y estan conectados respectivamente con un elemento refrigerador propio.
Por el documento US 2011/0 308 834 A1 se conoce una unidad de convertidor, que presenta dos barras colectoras de alimentacion, una barra colectora de carga y una barra colectora central. De las barras colectoras de alimentacion, respectivamente una esta conectada con un potencial de alimentacion positivo y uno negativo. Las dos barras colectoras de alimentacion estan dispuestas de forma congruente una encima de la otra. La barra colectora central y las barras colectoras de alimentacion presentan en una zona de conexion unos puntos de conexion en los que la barra colectora central esta conectada mediante unidades de condensador de forma capacitiva con las barras colectoras de alimentacion. Por debajo de las barras colectoras de alimentacion, en una zona de conmutacion, esta dispuesto un dispositivo de conmutacion de 3 niveles, que esta conectado tanto con las barras colectoras de alimentacion como con la barra colectora central y la barra colectora de carga. El dispositivo de conmutacion de 3 niveles esta dispuesto en un elemento refrigerador principal dispuesto por debajo del dispositivo de conmutacion de 3 niveles.
Por el documento US 2010/0 039 843 A1 se conoce una unidad de convertidor, estando dispuesto un dispositivo de conmutacion de 3 niveles en un elemento refrigerador.
El objetivo de la presente invencion es configurar un convertidor de 2 niveles desde el punto de vista constructivo de tal modo que pueda modificarse de forma sencilla en un convertidor de 3 niveles. Por lo tanto, debe poder usarse por regla general un modulo basico (= convertidor de 2 niveles), pudiendo modificarse el modulo basico, no obstante, en caso necesario en un convertidor de 3 niveles.
El objetivo se consigue mediante una unidad de convertidor con las caracterlsticas de la reivindicacion 1. Las reivindicaciones subordinadas 2 a 6 se refieren a configuraciones ventajosas de la unidad de convertidor de acuerdo con la invencion. La reivindicacion 7 se refiere a la configuracion en la que esta realizado realmente el convertidor de 3 niveles.
5 De acuerdo con la invencion, una unidad de convertidor del tipo indicado al principio esta configurada por que
- la unidad de convertidor presenta a la misma altura que el dispositivo de conmutacion de 2 niveles un espacio libre para un dispositivo de conmutacion bidireccional que, al estar presente, esta conectado con la barra colectora de carga y con la barra colectora central y que esta dispuesto en el elemento refrigerador principal o en un elemento refrigerador adicional dispuesto a la misma altura que el elemento refrigerador principal.
10 El espacio libre esta limitado preferentemente, por un lado, por la zona de conexion y, por otro lado, por la zona de conmutacion. La configuracion puede realizarse de forma especialmente sencilla. En particular, esta configuracion ha de realizarse independientemente de si el dispositivo de conmutacion de 2 niveles esta realizado como componente unitario, conectado con la barra colectora de carga y las dos barras colectoras de alimentacion, o en forma de dos dispositivos de conmutacion parciales separados uno de otro, que estan conectados los dos con la 15 barra colectora de carga y con respectivamente una de las dos barras colectoras de alimentacion.
En el caso de que el dispositivo de conmutacion de 2 niveles este formado por dos dispositivos de conmutacion parciales dispuestos a distancia entre si, como alternativa es posible que el espacio libre este dispuesto entre los dispositivos de conmutacion parciales.
En las dos configuraciones anteriormente explicadas es posible que la barra colectora de carga y la barra colectora 20 central esten dispuestas a la misma altura y sean colindantes una a la otra respetando una distancia minima necesaria por razones de la rigidez dielectrica. Gracias a ello resulta una configuracion especialmente compacta. Como alternativa es posible que la barra colectora de carga y la barra colectora central esten dispuestas en planos diferentes.
En caso de estar dispuestas la barra colectora de carga y la barra colectora central en planos diferentes, es posible 25 otra configuracion. En particular, en este caso es posible
- que, visto desde la zona de conexion, la barra colectora de carga y la barra colectora central se extiendan mas alla de la zona de conmutacion y
- que el espacio libre este dispuesto en la zona cubierta por la barra colectora de carga y la barra colectora central, mas alla de la zona de conmutacion.
30 En caso de tener que modificar el convertidor de 2 niveles para que sea un convertidor de 3 niveles, solo es necesario que el dispositivo de conmutacion bidireccional este dispuesto en el espacio libre. En caso de refrigerarse el dispositivo de conmutacion bidireccional mediante un elemento refrigerador adicional, dado el caso tambien hay que anadir el elemento refrigerador adicional. En cambio no son necesarias otras modificaciones.
El objetivo se consigue ademas mediante un grupo de dos unidades de convertidor, estando realizadas las dos 35 unidades de convertidor en principio de la misma manera, estando dispuesto, no obstante, en una de las dos unidades de convertidor el dispositivo de conmutacion bidireccional en el espacio libre y no estando dispuesto en la otra de las dos unidades de convertidor ningun dispositivo de conmutacion bidireccional en el espacio libre.
Las propiedades, caracterlsticas y ventajas arriba descritas de esta invencion as! como la forma en la que se consigue se entenderan de forma mas facil y clara en relacion con la descripcion expuesta a continuacion de los 40 ejemplos de realizacion, que se explicaran mas detalladamente en relacion con los dibujos. Aqul muestran en una representacion esquematica:
La Figura 1 La Figura 2 La Figura 3 45 La Figura 4 y 5
La Figura 6
un diagrama de bloques de una unidad de convertidor de 2 niveles, un diagrama de bloques de una unidad de convertidor de 3 niveles, una unidad de convertidor en una vista en corte desde un lado,
vistas en planta desde arriba de dos barras colectoras de alimentacion de la unidad de convertidor de la Figura 3,
una vista en planta desde arriba de una barra colectora central y una barra colectora de carga
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La Figura 7
La Figura 8 La Figura 9 y 10
La Figura 11
La Figura 12
La Figura 13 La Figura 14
La Figura 15
La Figura 16 La Figura 17
La Figura 18
La Figura 19
de la unidad de convertidor de la Figura 3,
una vista en planta desde arriba de dispositivos de conmutacion de la unidad de convertidor de la Figura 3,
otra unidad de convertidor en vista en corte desde un lado,
vistas en planta desde arriba de dos barras colectoras de alimentacion de la unidad de convertidor de la Figura 8,
una vista en planta desde arriba de una barra colectora central y una barra colectora de carga de la unidad de convertidor de la Figura 8,
una vista en planta desde arriba de dispositivos de conmutacion de la unidad de convertidor de la Figura 8,
otra unidad de convertidor en una vista en corte desde un lado,
una vista en planta desde arriba de una barra colectora central de la unidad de convertidor de la Figura 13,
una vista en planta desde arriba de una barra colectora de carga de la unidad de convertidor de la Figura 13,
otra unidad de convertidor en vista en corte desde un lado,
una vista en planta desde arriba de una barra colectora central de la unidad de convertidor de la Figura 16,
una vista en planta desde arriba de una barra colectora de carga de la unidad de convertidor de la Figura 16,
otra unidad de convertidor en vista en corte desde un lado,
La Figura 20 y 21 vistas en planta desde arriba de dos barras colectoras de alimentacion de la unidad de convertidor de la Figura 19,
La Figura 22 una vista en planta desde arriba de una barra colectora central de la unidad de convertidor de
la Figura 19,
La Figura 23 una vista en planta desde arriba de una barra colectora de carga de la unidad de convertidor de
la Figura 19 y
La Figura 24
una vista en planta desde arriba de dispositivos de conmutacion de la unidad de convertidor de la Figura 19.
Segun la Figura 1, una unidad de convertidor esta realizada en el caso mas sencillo como unidad de convertidor de 2 niveles. La unidad de convertidor presenta en este caso un dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1, mediante el cual una conexion de carga 2 puede conectarse de forma alternativa con un potencial de alimentacion positivo o uno negativo. El dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1 puede estar realizado para este fin como dispositivo de conmutacion unitario. En este caso, el dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1 esta realizado como componente unico, que esta conectado tanto con la conexion de carga 2 como con los dos potenciales de alimentacion. Como alternativa, puede presentar segun la representacion en la Figura 1 dos dispositivos de conmutacion parciales 3, 4. En este caso, un dispositivo de conmutacion parcial 3 esta conectado con la conexion de carga 2 y un potencial de alimentacion, y el otro dispositivo de conmutacion parcial 4 con la conexion de carga 2 y el otro potencial de alimentacion. Los diodos de marcha libre habitualmente previstos estan conectados por regla general mediante unidades de condensador 5, 6 con un centro 7, que presenta un potencial medio (potencial cero). Las unidades de condensador 5, 6 pueden comprender en caso necesario conexiones en serie y en paralelo de condensadores.
En caso de que la unidad de convertidor deba estar realizada como unidad de convertidor de 3 niveles, segun la Figura 2 existe adicionalmente a los elementos explicados anteriormente en relacion con la Figura 1 un dispositivo de conmutacion bidireccional 8, que esta conectado, por un lado, con el centro 7 y, por otro lado, con la conexion de carga 2. Tampoco en la Figura 2 estan dibujados eventuales diodos de marcha libre.
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Para realizar una unidad de convertidor de 2 niveles que puede modificarse de forma sencilla en una unidad de convertidor de 3 niveles, una unidad de convertidor de acuerdo con la invencion presenta en una primera forma de realizacion de la presente invencion segun la Figura 3 dos barras colectoras de alimentacion 9, 10, una barra colectora de carga 11 y una barra colectora central 12. Las barras colectoras 9 a 12 estan dispuestas segun la Figura 3 en tres planos unas encima de las otras. El orden de las barras colectoras 9 a 12 tiene una importancia menor, tanto en el marco de la configuracion de la Figura 3 como en el marco de las otras configuraciones. Para mayor claridad, las capas aislantes necesarias para aislar las barras colectoras 9 a 12 unas respecto a las otras no estan representadas en la Figura 3 (ni tampoco en las otras Figuras).
De las dos barras colectoras de alimentacion 9, 10, respectivamente una esta conectada con el potencial de alimentacion positivo y con el negativo. Estan dispuestas de forma congruente una encima de la otra. Por lo tanto, presentan las mismas longitudes L1 y las mismas anchuras B1, veanse en particular las Figuras 4 y 5.
Segun la Figura 3, la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12 estan dispuestas a la misma altura. SI bien su anchura B2, B3 puede coincidir con la anchura B1 de las barras colectoras de alimentacion 9, 10, sus longitudes L2, L3 son forzosamente inferiores. En particular, la suma de las longitudes L2 y L3 es por regla general (un poco) inferior a la longitud L1 de las barras colectoras de alimentacion 9, 10. La diferencia (reducida) resulta por que por razones de la rigidez dielectrica debe respetarse una distancia minima a de pocos millmetros entre la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12. En caso de no respetarse la distancia minima a, la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12 son colindantes.
La barra colectora central 12 y las barras colectoras de alimentacion 9, 10 presentan en una zona de conexion 13 unos puntos de conexion 14. En los puntos de conexion 14 estan conectadas las unidades de condensador 5, 6 con la barra colectora central 12 y las barras colectoras de alimentacion 9, 10. Por lo tanto, mediante las unidades de condensador 5, 6 se realiza una conexion capacitiva entre la barra colectora central 12 y las barras colectoras de alimentacion 9, 10. Los expertos conocen perfectamente la configuracion de los elementos de conexion correspondientes como tales, indicados en la Figura 3 mediante lineas de trazo interrumpido. Los expertos tambien conocen, ademas de entender sin mas, que las barras colectoras 9 a 12 deben presentar escotaduras correspondientes, en caso de pasar unos elementos de conexion de este tipo por las mismas. Las escotaduras deben presentar (naturalmente) una seccion transversal un poco mas grande que los elementos de conexion. En las Figuras 5 y 6, las escotaduras estan provistas de los signos de referencia 14'. Es posible que los puntos de conexion 14 esten dispuestos de forma escalonada segun la representacion de la Figura 3. No obstante, por regla general los puntos de conexion 14 estan dispuestos a la misma altura segun la representacion en las Figuras 4 y 6.
Por debajo de las barras colectoras de alimentacion 9, 10, el dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1 esta dispuesto en una zona de conmutacion 15. El dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1 esta conectado mediante unos puntos de conexion 16, por un lado, con las barras colectoras de alimentacion 9, 10 y, por otro lado, con la barra colectora de carga 11. Los expertos tambien conocen la configuracion de los elementos de conexion correspondientes, indicados en la Figura 3 tambien mediante lineas de trazo interrumpido. Las escotaduras correspondientes para las barras colectoras 9 a 12 por las que pasan estos elementos de conexion estan provistas en las Figura 4 y 5 del signo de referencia 16'.
El dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1 esta dispuesto en un elemento refrigerador principal 17, que tambien forma parte de la unidad de convertidor. El elemento refrigerador principal 17 esta dispuesto por debajo del dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1.
Segun la Figura 3, el dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1 esta dispuesto directamente por debajo de las barras colectoras de alimentacion 9, 10, puesto que la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12 estan dispuestas por encima de las barras colectoras de alimentacion 9, 10. No obstante, como ya se ha mencionado anteriormente, esto no tiene gran importancia.
Para poder reequipar la unidad de convertidor de forma sencilla de una unidad de convertidor de 2 niveles para que sea una unidad de convertidor de 3 niveles, la unidad de convertidor presenta un espacio libre 18. El espacio libre 18 esta previsto para el dispositivo de conmutacion bidireccional 8. Por lo tanto, en caso necesario puede disponerse el dispositivo de conmutacion bidireccional 8 en el espacio libre 18. El espacio libre 18 esta dispuesto a la misma altura que el dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1. El espacio libre 18 esta delimitado en la primera forma de realizacion por la zona de conexion 13, por un lado, y por la zona de conmutacion 15, por otro lado. Su dimensionado corresponde sustancialmente al tamano de la zona de conmutacion 15. En particular, esta situado por regla general entre el 80 % y el 120 % del tamano de la zona de conmutacion 15.
El dispositivo de conmutacion bidireccional 8 puede estar previsto, pero no tiene que estar previsto. Por lo tanto, en la Figura 3 y tambien en la Figura 7 el dispositivo de conmutacion bidireccional 8 solo esta dibujado con una linea de trazo interrumpido. Si esta previsto el dispositivo de conmutacion bidireccional 8, esta conectado mediante conexiones 19 adicionales con la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12. Los expertos conocen la configuracion de los elementos de conexion correspondientes, que en la Figura 3 estan indicados a su vez
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mediante ilneas de trazo interrumpido. Las escotaduras correspondientes para las barras colectoras 9 a 12 por las que pasan estos elementos de conexion estan provistas en las Figuras 4 y 5 del signo de referencia 19'.
Ademas, el dispositivo de conmutacion bidireccional 8 esta dispuesto en un elemento refrigerador 17, 20. El elemento refrigerador 17, 20, en el que esta dispuesto el dispositivo de conmutacion bidireccional 8, puede ser el elemento refrigerador principal 17. Como alternativa, el elemento refrigerador 17, 20 tambien puede ser un elemento refrigerador adicional 20 diferente al elemento refrigerador principal 17. Si esta previsto, el elemento refrigerador adicional 20 esta dispuesto segun la representacion en la Figura 3 a la misma altura que el elemento refrigerador principal 17.
La configuracion segun el segundo ejemplo de realizacion representado en las Figuras 8 a 12 corresponde en gran medida al primer ejemplo de realizacion de las Figuras 3 a 7. Por lo tanto, los mismos elementos estan provistos de los mismos signos de referencia. A continuacion se hablara solo mas detalladamente de las diferencias.
En el segundo ejemplo de realizacion de las Figuras 8 a 12, el dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1 esta formado por los dispositivos de conmutacion parciales 3, 4 dispuestos a distancia entre si. Un dispositivo de conmutacion parcial 3 esta conectado con la conexion de carga 2 y un potencial de alimentacion, el otro dispositivo de conmutacion parcial 4 esta conectado con la conexion de carga 2 y el otro potencial de alimentacion. Segun las Figuras 8 a 12, los dispositivos de conmutacion parciales 3, 4 estan dispuestos a distancia entre si en la direccion de la anchura. La distancia entre ellos es tan grande que el espacio libre 18 puede estar dispuesto entre los dispositivos de conmutacion parciales 3, 4. Por lo demas, la configuracion de las Figura 8 a 12 corresponde a la configuracion de las Figuras 3 a 7.
La configuracion segun el tercer ejemplo de realizacion representado en las Figuras 13 a 15 tambien corresponde en gran medida al primer ejemplo de realizacion de las Figuras 3 a 7. Por lo tanto, tambien aqul los mismos elementos estan provistos de los mismos signos de referencia y solo se hablara mas detalladamente de las diferencias.
En el tercer ejemplo de realizacion de las Figuras 13 a 15, la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12 no estan dispuestas a la misma altura sino en planos diferentes. Cada barra colectora 9 a 12 esta dispuesta, por lo tanto, en un plano propio. La barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12 pueden presentar por lo tanto segun las Figuras 14 y 15 las mismas dimensiones que las barras colectoras 9, 10. No obstante, esto no es imprescindible. Por lo demas, la configuracion de las Figuras 13 a 15 corresponde a la configuracion de las Figuras 3 a 7.
La configuracion segun el cuarto ejemplo de realizacion representado en las Figuras 16 a 18 corresponde en gran medida al segundo ejemplo de realizacion de las Figuras 8 a 12. Por lo tanto, tambien aqul los mismos elementos estan provistos de los mismos signos de referencia y solo se hablara mas detalladamente de las diferencias.
En el cuarto ejemplo de realizacion de las Figuras 16 a 18, la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12 no estan dispuestas a la misma altura sino en planos diferentes. De forma analoga al tercer ejemplo de realizacion, en el cuarto ejemplo de realizacion esta dispuesta, por lo tanto, cada barra colectora 9 a 12 en un plano propio. Por lo demas, la configuracion de las Figuras 16 a 18 corresponde a la configuracion de las Figuras 8 a 12.
La configuracion segun el quinto ejemplo de realizacion representado en las Figuras 19 a 25 tambien parte del primer ejemplo de realizacion de las Figuras 3 a 7. No obstante, presenta modificaciones mas importantes que el segundo, tercero y cuarto ejemplo de realizacion. Tambien en el quinto ejemplo de realizacion, los mismos elementos estan provistos de los mismos signos de referencia y solo se hablara mas detalladamente de las diferencias.
En el quinto ejemplo de realizacion, la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12 estan dispuestas en planos distintos, de forma analoga al tercero y cuarto ejemplo de realizacion. A diferencia de otros ejemplos de realizacion, en los que las barras colectoras 9 a 12 terminan en la zona de conmutacion 15, la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12 se extienden en este ejemplo de realizacion, no obstante, visto desde la zona de conexion 13, segun las Figuras 19, 22 y 23 mas alla de la zona de conmutacion 15. Es posible que tambien las barras colectoras de alimentacion 9, 10 se extiendan mas alla de la zona de conmutacion 15. No obstante, esto no es imprescindible. En la quinta configuracion, el espacio libre 18 esta dispuesto segun las Figuras 19 y 24 en la zona cubierta por la barra colectora de carga 11 y la barra colectora central 12, mas alla de la zona de conmutacion 15.
En la configuracion segun el quinto ejemplo de realizacion, el dispositivo de conmutacion bidireccional 8, si esta previsto, esta dispuesto segun la representacion en la Figura 19 preferentemente en el elemento refrigerador adicional 20. No obstante, esto no es imprescindible.
De acuerdo con la invencion, la diferencia entre dos unidades de convertidor, de las que una esta realizada como
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unidad de convertidor de 2 niveles y la otra como unidad de convertidor de 3 niveles, esta por lo tanto en que en el caso de la unidad de convertidor de 3 niveles en el espacio libre 18 de esta unidad de convertidor esta dispuesto el dispositivo de conmutacion bidireccional 8 y en la unidad de convertidor de 2 niveles en el espacio libre 18 de esta unidad de convertidor no esta dispuesto ningun dispositivo de conmutacion bidireccional. Ademas, en la unidad de convertidor de 3 niveles puede estar previsto eventualmente el elemento refrigerador adicional 20. Por lo demas, las dos unidades de convertidor estan realizadas de la misma manera. Por lo tanto, es posible reequipar una unidad de convertidor de 2 niveles facilmente para que sea una unidad de convertidor de 3 niveles y viceversa.
En resumen, la presente invencion se refiere por lo tanto a los siguientes hechos:
La unidad de convertidor presenta dos barras colectoras de alimentacion 9, 10, una barra colectora de carga 11 y una barra colectora central 12. De las barras colectoras de alimentacion 9, 10 esta conectada respectivamente una con un potencial de alimentacion positivo y uno negativo. Las dos barras colectoras de alimentacion 9, 10 estan dispuestas de forma congruente una encima de la otra. La barra colectora central 12 y las barras colectoras de alimentacion 9, 10 presentan en una zona de conexion 13 unos puntos de conexion 14, en los que la barra colectora central 12 esta conectada mediante unidades de condensador 5, 6 de forma capacitiva con las barras colectoras de alimentacion 9, 10. Por debajo de las barras colectoras de alimentacion 9, 10, en una zona de conmutacion 15, esta dispuesto un dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1, que esta dispuesto a su vez en un elemento refrigerador principal 17 dispuesto por debajo del dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1. La unidad de convertidor presenta a la misma altura que el dispositivo de conmutacion de 2 niveles 1 un espacio libre 18 para un dispositivo de conmutacion bidireccional 8. En caso de estar previsto, el dispositivo de conmutacion bidireccional 18 esta conectado con la barra colectora de carga 11 y con la barra colectora central 12 y esta dispuesto en el elemento refrigerador principal 17 o en un elemento refrigerador adicional 20 dispuesto a la misma altura que el elemento refrigerador principal 17.
La presente invencion presenta muchas ventajas. En particular, es posible montar o desmontar el dispositivo de conmutacion bidireccional 8 sin otras modificaciones de la unidad de convertidor. La estructura base (unidad de convertidor de 2 niveles) puede ampliarse por lo tanto sin mas de forma modular para que sea una unidad de convertidor de 3 niveles. Ademas, es posible de forma sencilla y fiable una conexion de baja inductancia de los dispositivos de conmutacion 1, 8 con las diferentes barras colectoras 9 a 12.
Aunque la invencion se haya ilustrado y descrito mas detalladamente con ayuda del ejemplo de realization preferible, la invencion no esta limitada por los ejemplos dados a conocer y el experto puede deducir otras variantes sin abandonar el alcance de protection de la invencion.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Unidad de convertidor,
    - presentando la unidad de convertidor dos barras colectoras de alimentacion (9, 10), una barra colectora de carga (11) y una barra colectora central (12),
    - estando conectada respectivamente una de las barras colectoras de alimentacion (9, 10) con un potencial de alimentacion positivo y con un potencial de alimentacion negativo,
    - estando dispuestas las dos barras colectoras de alimentacion (9, 10) de forma congruente una encima de la otra,
    - presentando la barra colectora central (12) y las barras colectoras de alimentacion (9, 10) en una zona de conexion (13) unos puntos de conexion (14), en los que la barra colectora central (12) esta conectada mediante unidades de condensador (5, 6) de forma capacitiva con las barras colectoras de alimentacion (9, 10),
    - estando dispuesto por debajo de las barras colectoras de alimentacion (9, 10) en una zona de conmutacion (15) un dispositivo de conmutacion de 2 niveles (1), que esta conectado, por un lado, con las barras colectoras de alimentacion (9, 10) y, por otro lado, con la barra colectora de carga (11),
    - estando dispuesto el dispositivo de conmutacion de 2 niveles (1) en un elemento refrigerador principal (17) dispuesto por debajo del dispositivo de conmutacion de 2 niveles (1),
    - presentando la unidad de convertidor a la misma altura que el dispositivo de conmutacion de 2 niveles (1) un espacio libre (18) para un dispositivo de conmutacion bidireccional (8) que, al estar presente, esta conectado con la barra colectora de carga (11) y con la barra colectora central (12) y estando dispuesto en el elemento refrigerador principal (17) o en un elemento refrigerador adicional (20) dispuesto a la misma altura que el elemento refrigerador principal (17).
  2. 2. Unidad de convertidor de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que el espacio libre (18) esta limitado, por un lado, por la zona de conexion (13) y, por otro lado, por la zona de conmutacion (15).
  3. 3. Unidad de convertidor de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que el dispositivo de conmutacion de 2 niveles (1) esta formado por dos dispositivos de conmutacion parciales (3, 4) dispuestos a distancia entre si y por que el espacio libre (18) esta dispuesto entre los dos dispositivos de conmutacion parciales (3, 4).
  4. 4. Unidad de convertidor de acuerdo con la reivindicacion 2 o 3, caracterizada por que la barra colectora de carga (11) y la barra colectora central (12) estan dispuestas a la misma altura y son colindantes una a la otra respetando una distancia minima (a) necesaria por razones de la rigidez dielectrica.
  5. 5. Unidad de convertidor de acuerdo con la reivindicacion 1, 2 o 3, caracterizada por que la barra colectora de carga (11) y la barra colectora central (12) estan dispuestas en planos diferentes.
  6. 6. Unidad de convertidor de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que
    - la barra colectora de carga (11) y la barra colectora central (12) estan dispuestas en planos diferentes,
    - visto desde la zona de conexion (13), la barra colectora de carga (11) y la barra colectora central (12) se extienden mas alla de la zona de conmutacion (15) y
    - el espacio libre (18) esta dispuesto en la zona cubierta por la barra colectora de carga (11) y la barra colectora central (12), mas alla de la zona de conmutacion (15).
  7. 7. Unidad de convertidor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el dispositivo de conmutacion bidireccional (8) esta dispuesto en el espacio libre (18).
  8. 8. Grupo de dos unidades de convertidor, estando realizadas las dos unidades de convertidor segun la misma reivindicacion de las reivindicaciones 1 a 6, estando dispuesto en una de las unidades de convertidor el dispositivo de conmutacion bidireccional (8) en el espacio libre (18) y no estando dispuesto en la otra de las dos unidades de convertidor ningun dispositivo de conmutacion bidireccional en el espacio libre (18).
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