ES2901398T3 - Un circuito convertidor de alta tensión equipado con un dispositivo de supervisión de tensión - Google Patents

Un circuito convertidor de alta tensión equipado con un dispositivo de supervisión de tensión

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ES2901398T3 ES13799235T ES13799235T ES2901398T3 ES 2901398 T3 ES2901398 T3 ES 2901398T3 ES 13799235 T ES13799235 T ES 13799235T ES 13799235 T ES13799235 T ES 13799235T ES 2901398 T3 ES2901398 T3 ES 2901398T3
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Abstract

Un circuito convertidor de alta tensión (1) que proporciona una pluralidad (2) de dispositivos semiconductores de energía conectados en serie, cada dispositivo semiconductor de energía (3) está equipado con un dispositivo de supervisión (4) para supervisar la polaridad de la tensión a través del dispositivo semiconductor de energía (3), el dispositivo de supervisión (4) comprende: - un circuito rectificador de diodos (5) que tiene un primero (6) y un segundo (7) módulos de fase; - cada módulo de fase (6, 7) comprende una terminal de corriente alterna (8, 9), terminales de corriente continua (10, 11), dos brazos rectificadores (12, 13, 14, 15) y una resistencia de detección (16, 17); - cada brazo rectificador (12, 13, 14, 15) está conectado entre la terminal de corriente alterna (8, 9) y una de las terminales de corriente continua (10, 11) y comprende al menos un diodo (18); - la resistencia de detección (16, 17) de cada módulo de fase (6, 7) está conectada en serie con el (los) diodo(s) (18) de los correspondientes brazos rectificadores (12, 13, 14, 15) de cada módulo de fase (6, 7) de manera que durante un ciclo de operación positivo del circuito (4) se detecta una tensión a través de la resistencia de detección (16) conectada al primer módulo de fase (6) y durante un ciclo de operación negativo del circuito (4) se detecta una tensión a través de la resistencia de detección (17) conectada al segundo módulo de fase (7); - una unidad de supervisión de tensión positiva (19) para supervisar la tensión detectada a través de la resistencia de detección (16) del primer módulo de fase (6); - una unidad de supervisión de tensión negativa (20) para supervisar la tensión detectada a través de la resistencia de detección (17) del segundo módulo de fase (7); - una unidad de suministro de energía (21) conectada con un punto de conexión entre los diodos de los brazos rectificadores de un módulo de fase y la resistencia de detección del módulo de fase; - las terminales de corriente continua (10, 11) del primero (6) y del segundo (7) módulos de fase están conectadas eléctricamente entre sí y tienen potencial de tierra; - las resistencias de detección (16, 17) están conectadas en un extremo a uno de los brazos rectificadores (13, 15) y en el otro a una de las terminales de corriente continua (11); en donde las terminales de corriente alterna (8, 9) de los módulos de fase (6, 7) están acopladas al dispositivo semiconductor de energía (3) a través de una interfaz de conexión (22), en donde la interfaz de conexión (22) comprende dos fijadores (23, 24).

Description

DESCRIPCIÓN
Un circuito convertidor de alta tensión equipado con un dispositivo de supervisión de tensión
La presente invención se refiere a un circuito convertidor de alta tensión y, más particularmente, a un dispositivo de supervisión para controlar la polaridad de tensión de un circuito convertidor de alta tensión que tiene una pluralidad de dispositivos semiconductores de energía.
Los tiristores se utilizan ampliamente en los sistemas modernos de transmisión de corriente continua de alta tensión (HVDC). Los sistemas HVDC utilizan convertidores electrónicos de energía para la conversión y el control de la calidad de la energía. En los convertidores de energía, los dispositivos semiconductores de energía, como los tiristores, están dispuestos en serie formando una red de una pluralidad de dispositivos semiconductores de energía. Debido a que los dispositivos semiconductores de energía, al igual que los tiristores, no son un interruptor ideal y para realizar correctamente su función en la conexión en serie en todas las condiciones de estado estacionario y transitorio, los dispositivos semiconductores de energía en los convertidores de potencia de alta tensión deben complementarse con componentes auxiliares, por ejemplo, condensadores amortiguadores, resistencias amortiguadoras, resistencias de regulación de corriente continua, condensadores de regulación, etc. Estos convertidores de potencia de alta tensión que comprenden dispositivos semiconductores de energía también requieren circuitos para supervisar la tensión a través del dispositivo semiconductor de energía y determinar la polaridad de la tensión.
La patente US 6577482 B1 describe uno de estos circuitos de protección contra la polaridad inversa para una conexión en serie de un dispositivo semiconductor de energía por medio de un circuito de circulación libre. La invención sólo habla de la detección de una condición de fallo en la que el circuito se apaga.
La patente US 6211792 es otra invención que divulga la detección de la tensión a través de un tiristor, e indica un tiristor en cortocircuito fallido cuando el valor absoluto de la tensión a través del tiristor permanece por debajo de un valor umbral durante un período de tiempo predeterminado.
La patente europea EP0575131 divulga un dispositivo para controlar un convertidor tiristor. En particular, describe un medio de detección de fallos. Dicho convertidor incluye tiristores conectados en serie. El dispositivo comprende una pluralidad de medios de detección de tensión directa, cada uno para detectar la tensión directa de un tiristor respectivo y generar una señal de tensión directa.
La patente US 3,654,541 A divulga un medio de detección de voltaje que está conectado en paralelo con un tiristor para emitir una señal indicadora cuando la magnitud instantánea del voltaje a través del tiristor excede un nivel de umbral predeterminado que es mayor que la caída de voltaje a través del tiristor cuando se conduce. El medio de detección de tensión comprende un puente de diodos de onda completa cuyas terminales de corriente alterna están conectadas mediante resistencias a los terminales del tiristor. Las terminales de corriente continua del puente de diodos están conectadas con un divisor de tensión que comprende dos resistencias y con un condensador de almacenamiento de energía. Hay un transistor NPN cuya base está conectada a la unión de las resistencias del divisor de tensión. El colector de este transistor está conectado a un medio emisor de señales de indicación. La señal de indicación estará presente mientras el tiristor esté en estado de bloqueo y sus electrodos principales estén sometidos a una tensión directa o inversa que tenga una magnitud instantánea superior al nivel de umbral.
Los dispositivos de detección o supervisión de tensión utilizados en los convertidores de energía de alta tensión necesitan un suministro de energía para su operación. Hasta ahora, la alimentación de los dispositivos de supervisión en los convertidores HVDC se realiza a través de un circuito de derivación de energía independiente que se integra en el circuito amortiguador del dispositivo semiconductor de energía. La supervisión de la tensión, que incluiría la supervisión de la polaridad de la tensión a través del dispositivo semiconductor de energía o la supervisión si se ha superado el valor de la tensión umbral, se realiza a través de una resistencia de regulación que se conecta en paralelo al dispositivo semiconductor de energía.
Sin embargo, tener un circuito de derivación de energía independiente o un suministro de energía adicional aumentaría el número de componentes y contactos en el circuito y, por lo tanto, aumentaría las probabilidades de su tasa de fallos asociada.
Por lo tanto, existe la necesidad de una solución rentable y compacta para la supervisión de polaridad de tensión en un circuito convertidor de alta tensión, así como para el suministro de energía al dispositivo de supervisión del mismo circuito, sin necesidad de utilizar ningún suministro de energía adicional ni ningún condensador de alta tensión.
Es un objeto de la presente invención proporcionar una solución rentable para supervisar la tensión de un circuito semiconductor de energía de un circuito convertidor de alta tensión por medio de un dispositivo de supervisión y suministrar simultáneamente energía a dicho dispositivo de supervisión sin añadir ninguna unidad de suministro de energía externa.
El objeto de la invención se consigue con un circuito convertidor de alta tensión de acuerdo con la reivindicación 1.
El objeto de la invención se consigue con un circuito convertidor de alta tensión que tiene una pluralidad de dispositivos semiconductores de energía conectados en serie. Cada dispositivo semiconductor de energía está equipado con un dispositivo de supervisión para controlar la polaridad de la tensión en el dispositivo semiconductor de energía. El circuito también comprende una unidad de suministro de energía que almacena la carga en un condensador de almacenamiento durante la operación del circuito convertidor de alto voltaje y suministra energía al dispositivo de supervisión. El dispositivo de control comprende un circuito rectificador de diodos con dos módulos de fase, una unidad de control de la tensión positiva y otra negativa y una unidad de suministro de energía. Durante un ciclo de trabajo positivo del circuito, la unidad de control de tensión positiva detecta una tensión positiva y, durante un ciclo de trabajo negativo del circuito, la unidad de control de la tensión negativa detecta una tensión negativa. De este modo, se puede determinar la polaridad de la tensión en el dispositivo semiconductor de energía.
De acuerdo con la presente invención, el dispositivo de supervisión y la unidad de suministro de energía están separados del circuito amortiguador. Utilizando el diseño propuesto se pueden eliminar todos los componentes de un circuito de suministro de energía independiente, lo que significa que se puede reducir el número total de todos los componentes, en particular, los de alta tensión, y por lo tanto la tasa de fallos asociada. Además de esto, se pueden eliminar varios contactos del dispositivo, lo que simplifica el cableado dentro del circuito del convertidor de alta tensión.
El dispositivo semiconductor de energía puede ser un tiristor o un IGBT.
De acuerdo con la presente invención, las terminales de corriente alterna de los módulos de fase están acopladas al dispositivo semiconductor de energía a través de una interfaz de conexión, en donde la interfaz de conexión comprende dos fijadores. Al utilizar sólo dos fijadores, el cableado del circuito se simplifica, ya que sólo habrá dos contactos en lugar de varios contactos como en los anteriores circuitos de convertidores HVDC de supervisión de tensión. Al eliminar los contactos múltiples, el circuito es más compacto y robusto.
En otra realización, la unidad de suministro de energía comprende un condensador de almacenamiento que está conectado a al menos uno de dichos módulos de fase. Este condensador es capaz de almacenar carga y esta carga puede utilizarse para alimentar tanto la unidad de supervisión de tensión positiva como la unidad de supervisión de tensión negativa.
En otra realización más, el condensador de almacenamiento está conectado a al menos uno de dichos módulos de fase a través de al menos un diodo de carga. Por ejemplo, hay dos diodos de carga en el dispositivo de supervisión. Si la tensión medida a través de las resistencias de detección excede la tensión de suministro, la corriente se introduce en el condensador de almacenamiento del suministro de energía a través de los diodos de carga. Los diodos de carga están en estado de conducción cuando hay una tensión positiva detectada por la resistencia de detección del primer módulo de fase, así como cuando hay una tensión negativa detectada por la resistencia de detección del segundo módulo de fase. Los diodos de carga ayudan al flujo unidireccional de la carga desde los módulos de fase hacia el condensador de almacenamiento.
En otra realización, el diodo de carga, que tiene una terminal de cátodo y una terminal de ánodo, está conectado entre la unidad de suministro de energía y uno de los brazos rectificadores de uno de los módulos de fase, de manera que la terminal de cátodo del diodo de carga está conectada al condensador de almacenamiento y la terminal de ánodo del diodo de carga está conectada a uno de los brazos rectificadores de uno de los módulos de fase. Esta disposición de los diodos de carga impide que la carga almacenada en el condensador de almacenamiento fluya hacia fuera.
En otra realización, el circuito convertidor de alta tensión comprende un circuito amortiguador. Este circuito amortiguador se conecta en paralelo al dispositivo semiconductor de energía para proteger el dispositivo semiconductor de energía contra los transitorios de tensión. El circuito amortiguador comprende una resistencia amortiguadora conectada en serie con un condensador amortiguador. El condensador de amortiguación es necesario en paralelo al dispositivo semiconductor de energía para manejar los excesos de tensión durante el apagado del dispositivo semiconductor de energía. Para amortiguar las oscilaciones causadas por la combinación del condensador amortiguador y la inductancia del circuito, la resistencia amortiguadora se conecta en serie al condensador.
En otra realización, el primero y segundo módulos de fase comprenden además una resistencia de derivación positiva y una resistencia de derivación negativa, respectivamente. La resistencia de derivación positiva se conecta entre una de las terminales de corriente continua y la resistencia de detección del primer módulo de fase y la resistencia de derivación negativa se conecta entre una de las terminales de corriente continua y la resistencia de detección del segundo módulo de fase. Las resistencias de derivación dividen la tensión detectada a través de cada una de las resistencias de detección y mantienen la tensión medida dentro de un margen deseado, por ejemplo, de 0 a 5 voltios.
En otra realización, el circuito convertidor de alta tensión comprende además una resistencia de regulación dispuesta en paralelo al dispositivo semiconductor de energía. Un extremo de resistencia de regulación se conecta a una terminal del dispositivo semiconductor de energía y el otro extremo de resistencia de regulación se conecta a la terminal de corriente alterna de cualquiera de los módulos de fase. Al conectar una resistencia de regulación se pueden utilizar componentes de baja tensión en un circuito convertidor de alta tensión donde la tensión puede estar en el margen de varios kilovoltios.
La resistencia de regulación también garantiza que la tensión a través de la pluralidad de dispositivos semiconductores de energía en el circuito convertidor de alta tensión se reparta equitativamente.
En la realización que se considera mejor para la presente invención, el dispositivo semiconductor de energía 3 es un tiristor activado por luz. Sin embargo, la invención también funciona para tiristores activados eléctricamente.
Adicionalmente, el circuito convertidor de alto voltaje como se divulga en la presente invención puede comprender algunas o todas las características que se han mencionado anteriormente para las diferentes realizaciones del circuito de acuerdo con la invención.
Las características mencionadas y otras de la invención se abordarán ahora con referencia a los dibujos que acompañan a la presente invención. Las realizaciones ilustradas pretenden ilustrar, pero no limitar la invención. Los dibujos contienen las siguientes figuras, en las que números similares se refieren a partes similares, a lo largo de la descripción y los dibujos. La Figura 1 es un diagrama esquemático de un circuito convertidor de alta tensión equipado con un dispositivo de supervisión para supervisar la polaridad de la tensión a través de un dispositivo semiconductor de energía.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de una pluralidad de dispositivos semiconductores de energía conectados en serie que forman el circuito convertidor de alta tensión.
La Figura 1 ilustra un diagrama esquemático del circuito convertidor de alta tensión 1 equipado con el dispositivo de supervisión 4 para supervisar la polaridad de tensión a través de un dispositivo semiconductor de energía 3, tal como se divulga en la presente invención. El circuito convertidor de alta tensión 1 comprende el dispositivo semiconductor de energía 3 y el dispositivo de supervisión 4. El dispositivo de supervisión 4 comprende un circuito rectificador de diodos 5 que tiene dos módulos de fase, un primer módulo de fase 6 y un segundo módulo de fase 7. Cada módulo de fase 6, 7 comprende un terminal de corriente alterna 8, 9, terminales de corriente continua 10, 11, dos brazos rectificadores 12, 13, 14, 15 y una resistencia de detección 16, 17, una para cada módulo de fase 6, 7. Cada brazo rectificador 12, 13, 14, 15 comprende al menos un diodo 18 y cada brazo rectificador 12, 13, 14, 15 está conectado entre la terminal de corriente alterna 8, 9 y una de las terminales de corriente continua 10, 11.
El primer módulo de fase 6 comprende un par de brazos rectificadores 12, 13, en donde los diodos 18 de los respectivos brazos rectificadores 12, 13 están conectados en serie entre sí en una misma orientación de conducción hacia adelante. Del mismo modo, el segundo módulo de fase 7 comprende el otro par de brazos rectificadores 14, 15, en donde los diodos 18 de los respectivos brazos rectificadores 14, 15 están conectados en serie en una misma orientación de conducción hacia adelante. Los brazos rectificadores 12, 13, 14, 15 están dispuestos en una configuración de puente rectificador, en donde durante un ciclo de trabajo positivo de operación, es decir, cuando se suministra un voltaje positivo a través del circuito rectificador de diodos 5, los diodos 18 del primer par de brazos rectificadores 13, 14 están sesgados hacia adelante y están en un modo de conducción, mientras que los diodos 18 del segundo par de brazos rectificadores 12, 15 están bloqueados y no son conductores. En cambio, durante un ciclo de trabajo negativo, es decir, cuando se suministra una tensión negativa a través del circuito rectificador de diodos 5, el par de diodos 18 que no era conductor durante el ciclo de trabajo positivo del segundo par de brazos rectificadores 12, 15 se vuelve sesgado hacia delante y comienza a conducir, y el par de diodos 18 que eran conductores durante el ciclo de trabajo positivo del primer par de brazos rectificadores 13, 14 se vuelve sesgado hacia atrás y deja de conducir.
Los módulos de fase 6, 7 del dispositivo de supervisión 4 comprenden además un par de resistencias de detección 16, 17. El primer módulo de fase comprende una resistencia de detección positiva 16 y el segundo módulo de fase comprende una resistencia de detección negativa 17. La resistencia de detección positiva 16 está conectada en serie con el par de brazos rectificadores 12, 13 que forman parte del primer módulo de fase y la resistencia de detección negativa 17 está conectada en serie con el par de brazos rectificadores 14, 15 que forman parte del segundo módulo de fase. Las resistencias de detección 16, 17 están conectadas en un extremo a uno de los brazos rectificadores 13, 15 y en el otro a una de las terminales de corriente continua 11.
La tensión positiva detectada a través de la resistencia de detección positiva 16 es supervisada por una unidad de supervisión de tensión positiva 19 y la tensión negativa detectada a través de la resistencia de detección negativa 17 es supervisada por una unidad de supervisión de tensión negativa 20. Las unidades de supervisión de la tensión positiva y negativa reciben suministro de energía de una unidad de suministro de energía 21.
El dispositivo de supervisión 4 tiene una interfaz de conexión 22 para conectarse al dispositivo semiconductor de energía 3. Las terminales de corriente alterna 8, 9 de los módulos de fase 6, 7 están acopladas al dispositivo semiconductor de energía 3 a través de la interfaz de conexión 22. La interfaz de conexión 22 comprende sólo dos fijadores 23, 24. De este modo, se reduce el número de contactos y el sistema es menos propenso a sufrir fallos y errores de conexión.
La unidad de suministro de energía 21 comprende un condensador de almacenamiento 25. Este condensador de almacenamiento 25 está conectado a los módulos de fase 6, 7. El condensador de almacenamiento 25 está conectado a través de al menos un diodo de carga 26. Por ejemplo, dos diodos de carga 26 pueden estar unidos, cada uno conectado a la misma terminal del condensador de almacenamiento 25. La otra terminal del condensador de almacenamiento 25 está a potencial de tierra. Cada diodo de carga 26 se conecta a uno de los brazos rectificadores 12, 13, 14, 15 de los respectivos módulos de fase 6, 7. Los diodos de carga 26 tienen una terminal de cátodo 27 y una terminal de ánodo 28.
La terminal de cátodo 27 del diodo de carga 26 está conectada al condensador de almacenamiento 25 y la terminal de ánodo 28 está conectada a uno de los brazos rectificadores 12, 13, 14, 15 de uno de los módulos de fase 6, 7.
El circuito convertidor de alta tensión comprende además un circuito amortiguador 29 conectado en paralelo al dispositivo semiconductor de energía 3. El circuito amortiguador 29 comprende una resistencia amortiguadora 30 conectada en serie con un condensador amortiguador 31.
El primer módulo de fase 6 y el segundo módulo de fase 7 del circuito convertidor de alta tensión 1 comprenden además una resistencia de derivación positiva 32 y una resistencia de derivación negativa 33 respectivamente. La resistencia de derivación positiva 32 se conecta entre una de las terminales de corriente continua 10 y la resistencia de detección 14 del primer módulo de fase 6, y la resistencia de derivación negativa 33 se conecta entre una de las terminales de corriente continua 11 y la resistencia de detección 17 del segundo módulo de fase 7.
El circuito convertidor de alta tensión comprende además una resistencia de regulación 34. Esta resistencia de regulación 34 está conectada entre una terminal de energía del dispositivo semiconductor de energía 3 y el fijador 23 de la interfaz 22. Debido a la resistencia de regulación 34, la tensión entre los fijadores 23, 24 de la interfaz 22 puede reducirse considerablemente, de modo que pueden utilizarse componentes de baja tensión para el dispositivo de supervisión 4. En otras palabras, la resistencia de regulación 34 está dispuesta en paralelo con el dispositivo semiconductor de energía 3 y está conectada al terminal de corriente alterna 8, 9 de cualquiera de los módulos de fase 6, 7.
Refiriéndose ahora a la FIG. 2, ilustra un diagrama esquemático de una pluralidad 2 de dispositivos semiconductores de energía conectados en serie que forman el circuito convertidor de alta tensión 1. La figura muestra múltiples dispositivos semiconductores de energía 3, cada uno de los cuales tiene un circuito amortiguador 29, una resistencia de regulación 34 y un dispositivo de supervisión 4. El circuito amortiguador 29 está conectado en paralelo al dispositivo semiconductor de energía 3. Cada circuito amortiguador 29 comprende una resistencia amortiguadora 30 y un condensador amortiguador 31 conectados en serie. La resistencia de graduación 34 para cada uno de los dispositivos semiconductores de energía 3 también está conectada en paralelo al dispositivo semiconductor de energía 3. Por ejemplo, puede haber una serie de 60 dispositivos semiconductores de energía conectados en serie. El dispositivo de supervisión 4 está conectado en paralelo al dispositivo semiconductor de energía 3 y está conectado en serie a la resistencia de regulación 34 a través del fijador 23.
Lista de signos de referencia
1 circuito convertidor de alta tensión
2 pluralidad de dispositivos semiconductores de energía
3 dispositivo semiconductor de energía
4 dispositivo de supervisión
5 circuito rectificador de diodos
6 primer módulo de fase
7 segundo módulo de fase
8 terminal de corriente alterna
9 terminal de corriente alterna
10 terminal de corriente continua
11 terminal de corriente continua
12 brazo rectificador
13 brazo rectificador
14 brazo rectificador
15 brazo rectificador
16 resistencia de detección
17 resistencia de detección
18 diodo
19 unidad de supervisión de tensión positiva
20 unidad de supervisión de tensión negativa
21 unidad de suministro de energía
22 interfase de conexión
23 fijador
24 fijador
25 condensador de almacenamiento
26 diodo de carga
27 terminal de cátodo
28 terminal de ánodo
29 circuito amortiguador
30 resistencia amortiguadora
31 condensador amortiguador
32 resistencia de derivación positiva
33 resistencia de derivación negativa
34 resistencia de regulación

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un circuito convertidor de alta tensión (1) que proporciona una pluralidad (2) de dispositivos semiconductores de energía conectados en serie, cada dispositivo semiconductor de energía (3) está equipado con un dispositivo de supervisión (4) para supervisar la polaridad de la tensión a través del dispositivo semiconductor de energía (3), el dispositivo de supervisión (4) comprende:
- un circuito rectificador de diodos (5) que tiene un primero (6) y un segundo (7) módulos de fase;
- cada módulo de fase (6, 7) comprende una terminal de corriente alterna (8, 9), terminales de corriente continua (10, 11), dos brazos rectificadores (12, 13, 14, 15) y una resistencia de detección (16, 17);
- cada brazo rectificador (12, 13, 14, 15) está conectado entre la terminal de corriente alterna (8, 9) y una de las terminales de corriente continua (10, 11) y comprende al menos
un diodo (18);
- la resistencia de detección (16, 17) de cada módulo de fase (6, 7) está conectada en serie con el (los) diodo(s) (18) de los correspondientes brazos rectificadores (12, 13, 14, 15) de cada módulo de fase (6, 7) de manera que durante un ciclo de operación positivo del circuito (4) se detecta una tensión a través de la resistencia de detección (16) conectada al primer módulo de fase (6) y durante un ciclo de operación negativo del circuito (4) se detecta una tensión a través de la resistencia de detección (17) conectada al segundo módulo de fase (7);
- una unidad de supervisión de tensión positiva (19) para supervisar la tensión detectada a través de la resistencia de detección (16) del primer módulo de fase (6);
- una unidad de supervisión de tensión negativa (20) para supervisar la tensión detectada a través de la resistencia de detección (17) del segundo módulo de fase (7);
- una unidad de suministro de energía (21) conectada con un punto de conexión entre los diodos de los brazos rectificadores de un módulo de fase y la resistencia de detección del módulo de fase;
- las terminales de corriente continua (10, 11) del primero (6) y del segundo (7) módulos de fase están conectadas eléctricamente entre sí y tienen potencial de tierra;
- las resistencias de detección (16, 17) están conectadas en un extremo a uno de los brazos rectificadores (13, 15) y en el otro a una de las terminales de corriente continua (11);
en donde las terminales de corriente alterna (8, 9) de los módulos de fase (6, 7) están acopladas al dispositivo semiconductor de energía (3) a través de una interfaz de conexión (22), en donde la interfaz de conexión (22) comprende dos fijadores (23, 24).
2. El circuito convertidor de alta tensión (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de suministro de energía (21) comprende un condensador de almacenamiento (25) que está conectado a al menos uno de dichos módulos de fase (6, 7).
3. El circuito convertidor de alta tensión (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el condensador de almacenamiento (25) está conectado a al menos uno de dichos módulos de fase (6, 7) a través de al menos un diodo de carga (26).
4. El circuito convertidor de alta tensión (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el diodo de carga (26), que tiene una terminal de ánodo (27) y una terminal de cátodo (28), está conectado entre la unidad de suministro de energía (21) y uno de los brazos rectificadores (12, 13, 14, 15) de uno de los módulos de fase (6, 7) de manera que la terminal de cátodo (27) del diodo de carga (26) está conectada al condensador de almacenamiento (25) y la terminal de ánodo (28) del diodo de carga (28) está conectada a uno de los brazos rectificadores (12, 13, 14, 15) de uno de los módulos de fase (6, 7).
5. El circuito convertidor de alta tensión (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores comprende un circuito amortiguador (29) conectado en paralelo al dispositivo semiconductor de energía (3) para proteger el dispositivo semiconductor de energía (3) contra los transitorios de tensión, en donde el circuito amortiguador (29) comprende una resistencia amortiguadora (30) conectada en serie con un condensador amortiguador (31).
6. El circuito convertidor de alta tensión (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primero (6) y el segundo (7) módulos de fase comprenden además una resistencia de derivación positiva (32) y una resistencia de derivación negativa (33) respectivamente, en el que la resistencia de derivación positiva (32) está conectada entre uno de los brazos rectificadores (13) y la resistencia de detección (14) del primer módulo de fase (6), y la resistencia de derivación negativa (33) está conectada entre uno de los brazos rectificadores (15) y la resistencia de detección (17) del segundo módulo de fase (7).
7. El circuito convertidor de alta tensión (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una resistencia de regulación (34) está conectada entre una terminal de energía del dispositivo semiconductor de energía (3) y el fijador (23) de la interfaz (22).
ES13799235T 2013-11-20 2013-11-20 Un circuito convertidor de alta tensión equipado con un dispositivo de supervisión de tensión Active ES2901398T3 (es)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107658842B (zh) * 2017-11-08 2019-11-12 华北电力大学 基于mmc子模块拓扑的直流侧故障保护系统及方法
CN109787463A (zh) * 2019-03-04 2019-05-21 南京南瑞继保电气有限公司 一种链式直流耗能装置及控制方法
CN110308347B (zh) * 2019-07-02 2021-12-07 西门子(上海)电气传动设备有限公司 变频器的自检测及自修正系统、方法及变频器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3654541A (en) * 1969-06-26 1972-04-04 Gen Electric Thyristor state sensor
JPH05344707A (ja) 1992-06-15 1993-12-24 Toshiba Corp サイリスタ変換器の制御装置
US6211792B1 (en) 1999-08-13 2001-04-03 JADRIć IVAN Method and apparatus detecting a failed thyristor
DE19941489A1 (de) 1999-09-01 2001-03-15 Bosch Gmbh Robert Schutzschaltung für eine Reihenschaltung aus Leistungshalbleiter-Endstufe und induktivem Verbraucher
US7511976B2 (en) * 2006-06-27 2009-03-31 Rockwell Automation Technologies, Inc. Self powered supply for power converter switch driver
US8054049B1 (en) * 2007-08-30 2011-11-08 Avaya Inc. Using battery orientation to control mode of operation

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