JP5805374B2

JP5805374B2 - 変換器回路の動作方法およびその方法を実行する装置

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Publication number: JP5805374B2
Application number: JP2010085962A
Authority: JP
Inventors: マンフレート・ビンケルンケンパー
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2015-11-04
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Description

本発明は電力電子技術の分野に関し、特に独立請求項で前提とする特徴を有する変換器回路の動作方法およびその方法を実行する装置に関する。

今日、変換器回路は多数の応用で使用されている。電圧が特に容易に測定されることができる１つの変換器回路がWO 2007/023064 A1に記載されている。この明細書では、変換器回路は第１及び第２の部分変換器システムを有し、ここで部分変換器システムは２つの直列接続されたインダクタンスを介して相互に直列に接続されている。２つの直列接続されたインダクタンス間の接続点は例えば電気負荷のための出力接続部を形成している。各部分変換器システムは少なくとも１つの２極のスイッチングセルを有し、ここでは複数のスイッチングセルが１つの部分変換器システムに存在するとき、これらのスイッチングセルは相互に直列に接続されている。各２極のスイッチングセルは、制御された単方向の電流方向を有する２つの直列接続された制御可能な双方向電力半導体スイッチと、電力半導体スイッチにより形成される直列回路と並列に接続されている容量エネルギ蓄積装置とを有している。

通常の装置は図１に示されているように、WO 2007/023064 A1にしたがった変換器回路の動作のために設けられており、これは第１の部分変換器システムのスイッチングセルの電力半導体スイッチを制御するための制御信号を発生するための第１の制御回路を有し、また第２の部分変換器システムのスイッチングセルの電力半導体スイッチを制御するためのさらに別の制御信号を発生するための第２の制御回路を有している。

WO 2007/023064 A1による変換器回路は、典型的に純粋なＡＣ電圧と純粋な交流電流が出力接続部において発生されるように動作される。スイッチングセルの容量エネルギ蓄積装置は容量エネルギ蓄積装置上の電圧リップルが出力接続部において所定の最大電流と所定の周波数にあるこの電流に対して予め定められた変動範囲内にあるように設計されている。設計の基礎とされた周波数よりも低い周波数が所望されるならば、電圧リップルは上昇する。出力接続部において直流電流又は直流成分を有する交流電流の発生を意図するならば、電圧リップルは実質的に無限に上昇する。この場合の容量エネルギ蓄積装置は、出力接続部において直流電流又は直流電流成分による動作期間中の完全な放電又は無制限の過充電を防止するために外部で与えられる必要があるか、無限に大きいように選択されるべきである。

容量エネルギ蓄積装置が出力接続部における所望の電流とは無関係に、即ちこの電流の周波数とは独立して設計されることを可能にするWO 2007/023064 A1による変換器回路の動作方法は現時点では知られていない。

それ故、本発明の１目的は、変換器回路中の容量エネルギ蓄積装置は変換器回路の出力接続部における所望の電流とは無関係に、即ちその周波数とは独立して設計されることができる変換器回路の動作方法を特定することである。さらに本発明の目的は、本発明による方法が特に簡単な方法で実行されることができる装置を特定することである。

これらの目的は請求項１および請求項１０の特徴によりそれぞれ実現される。本発明の有効な開発形態は従属請求項で特定されている。

変換器回路は第１及び第２の部分変換器システムを有し、部分変換器システムは２つの直列接続されたインダクタンスを介して相互に直列に接続される。２つの直列接続されたインダクタンス間の接合点は出力接続部を形成する。各部分変換器システムは少なくとも１つの２極スイッチングセルを有し、各スイッチングセルは、制御された単方向の電流方向を有する２つの直列接続された制御可能な双方向の電力半導体スイッチと、この電力半導体スイッチにより形成される直列回路と並列に接続されている容量エネルギ蓄積装置とを有している。第１の部分変換器システムのスイッチングセルの数は第２の部分変換器システムのスイッチングセルに対応していることが好ましい。この方法によれば、第１の部分変換器システムのスイッチングセル中の電力半導体スイッチは制御信号により制御され、第２の部分変換器システムのスイッチングセル中の電力半導体スイッチはさらに別の制御信号により制御される。本発明によれば、制御信号はインダクタンスにおける電圧信号と、第１の部分変換器システムのスイッチングセル中の電力半導体スイッチのためのスイッチング関数から形成され、さらに別の制御信号はインダクタンスにおける電圧信号と、第２の部分変換器システムのスイッチングセル中の電力半導体スイッチのためのスイッチング関数から形成され、スイッチング関数は出力接続部における電圧に関する電圧信号と選択可能な基準信号によって特に同時に形成される。与えられた振動によって、即ち制御信号およびさらに別の制御信号を発生するためにインダクタンスにおける電圧信号によって、スイッチング関数を発生するため出力接続部における電圧に関する電圧信号によって、所望の電流が変換器回路の出力接続部で流れるときに特に容量エネルギ蓄積装置の電圧リップルが非常に減少されることができることを確実にすることが有効に可能であり、このことは容量エネルギ蓄積装置が現在減少されている電圧リップルに関してのみ設計されることができ、それ故所望の出力電流とは独立していることを意味している。

変換器回路の動作方法を実行するための本発明による装置は第１の制御回路を有し、それは制御信号の発生に使用され、第１の部分変換器システムのスイッチングセル中の電力半導体スイッチに接続されている。さらに、装置は第２の制御回路を有し、これはさらに別の制御信号の発生に使用され、第２の部分変換器システムのスイッチングセル中の電力半導体スイッチに接続されている。本発明によれば、制御信号を形成するために、第１の制御回路はインダクタンスにおける電圧信号と、第１の部分変換器システムのスイッチングセル中の電力半導体スイッチのためのスイッチング関数とが与えられる。さらに別の制御信号を形成するために、第２の制御回路は、インダクタンスにおける電圧信号と、第２の部分変換器システムのスイッチングセル中の電力半導体スイッチのためのスイッチング関数とが与えられる。さらに、第１の計算装置が出力接続部における電圧に関する電圧信号と選択可能な基準信号からスイッチング関数を計算するために与えられる。それ故、回路の複雑性は極めて低く維持され、さらに少数のコンポーネントしか構成に必要とされないので、変換器回路の動作方法を実行する本発明による装置は、非常に容易におよび廉価で製造されることができる。本発明による方法はそれ故、この装置によって特に容易に実行されることができる。

本発明のこれら及びさらに別の目的、利点、特徴は本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明と図面を伴って明白になるであろう。

従来技術による変換器回路の動作方法を実行する装置の１実施形態を示す図である。変換器回路の動作のために本発明による方法を実行するための本発明による装置の１実施形態を示す図である。変換器回路の出力接続部における電流の時間プロフィールの図である。変換器回路の出力接続部における電圧の時間プロフィールの図である。第１の部分変換器システムを通る電流と第２の部分変換器システムを通る電流の時間プロフィールを示す図である。

図面で使用されている参照符合とそれらの意味は参照符合のリストで要約形態で列挙されている。原理的に、同じ部分は図面中の同じ参照符合が設けられている。記載された実施形態は本発明による主題の例示を表し、発明を限定するものではない。
最初に既に述べたように、図１は従来技術による変換器回路の動作方法を実行する装置の１実施形態を示している。図２は変換器回路の動作のための本発明による方法を実行する装置の１実施形態を示している。図２に示されている変換器回路は第１及び第２の部分変換器システム１、２を有し、部分変換器システム１、２は２つの直列接続されたインダクタンスＬ１、Ｌ２を介して相互に直列に接続されている。２つの直列接続されたインダクタンスＬ１、Ｌ２間の接合点は出力接続部Ａを形成する。各部分変換器システム１、２は通常、少なくとも１つの２極スイッチングセル３を具備する。１つの部分変換器システム１、２は複数のスイッチングセル３を有し、これらのスイッチングセル３は図２に示されているように、相互に直列に接続されている。各スイッチングセル３は制御された単方向の電流方向を有する２つの直列接続された制御可能な双方向の電力半導体スイッチと、電力半導体スイッチにより形成される直列回路と並列に接続される容量エネルギ蓄積装置とを有している。制御可能な電力半導体スイッチは特にゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）または整流された制御電極と集積されたサイリスタ（ＩＧＣＴ−集積されたゲート整流サイリスタ）の形態であり、それぞれ並列して背中合わせに接続されたダイオードを有する。しかしながら、制御可能な電力半導体スイッチが例えばダイオードが付加的に並列して背中合わせに接続されている電力ＭＯＳＦＥＴの形態、または絶縁されたゲート電極（ＩＧＢＴ）とダイオードが付加的に並列に背中合わせに接続されているバイポーラトランジスタの形態で実現することも可能である。第１の部分変換器システム１中のスイッチングセル３の数は第２の部分変換器システム２中のスイッチングセル３の数に対応していることが好ましい。

本発明によれば、第１の部分変換器システム１のスイッチングセル３の電力半導体スイッチは制御信号Ｓ１により制御され、第２の部分変換器システム２のスイッチングセル３中の電力半導体スイッチはさらに別の制御信号Ｓ２により制御される。第１の部分変換器システム１におけるスイッチングセル３のための制御信号Ｓ１と第２の部分変換器システム２におけるスイッチングセル３のための制御信号Ｓ２は各スイッチングセル３について相互に関して時間でオフセットされ、その結果として各スイッチングセル３は有効に時間オフセットで制御されることができる。本発明によれば、制御信号Ｓ１はインダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧信号Ｖ_Ｌと、第１の部分変換器システム１のスイッチングセル３中の電力半導体スイッチのためのスイッチング関数α1とから、特に２つの変数の和から形成され、さらに別の制御信号Ｓ２はインダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧信号Ｖ_Ｌと、第２の部分変換器システム２のスイッチングセル３中の電力半導体スイッチのためのスイッチング関数α_２とから、特に２つの変数の和から形成され、ここでスイッチング関数α_１、α_２は出力接続部Ａにおける電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａと選択可能な基準信号Ｖ_ｒｅｆによって特に同時に形成される。出力接続部Ａにおける電圧Ｖ_ｕに関する基準電圧信号は好ましくは基準信号Ｖ_ｒｅｆとして選択され、例えば公称値における出力接続部Ａの電流ｉ_ｕの実際の値の調整により形成される。

与えられた振動の結果として、即ち制御信号Ｓ１とさらに別の制御信号Ｓ２を発生するためにインダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧信号Ｖ_Ｌによって、スイッチング関数α_１、α_２を発生するため出力接続部Ａにおける電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａによって、容量エネルギ蓄積装置の電圧リップルが変換器回路の出力接続部Ａにおける所望の電流ｉ_ｕについて非常に減少されることができることを確実にすることが有効に可能であり、このことは容量エネルギ蓄積装置が現在減少されている電圧リップルに関してのみ設計される必要があり、それ故所望の出力電流ｉ_ｕとは無関係であることを意味している。

本発明によれば、第１の部分変換器システム１のスイッチングセル３中の電力半導体スイッチについてのスイッチング関数α_１は次式を使用して、出力接続部Ａの電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａと選択可能な基準信号Ｖ_ｒｅｆから形成される。
α_１＝1/2（１−Ｖ_ｒｅｆ−Ｖ_Ａ）［１］
さらに、第２の部分変換器システム２のスイッチングセル３中の電力半導体スイッチについてのスイッチング関数α_２は次式を使用して、出力接続部Ａの電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａと選択可能な基準信号Ｖ_ｒｅｆから形成される。
α_２＝1/2（１＋Ｖ_ｒｅｆ＋Ｖ_Ａ）［２］
本発明によれば、インダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧信号Ｖ_Ｌは次式により示されているように部分変換器システム１、２の電流信号Ｖ_ｉから形成される。
Ｖ_Ｌ＝Ｖ_ｉ・（ｊω（Ｌ１＋Ｌ２））［３］
部分変換器システム１、２の電流信号Ｖ_ｉは好ましくは電流信号振幅値Ａ_ｈから、特に次式による電流信号振幅値Ａ_ｈと自由可変周波数／ωおよび位相シフトψによる乗算によって形成される。
Ｖ_ｉ＝Ａ_ｈ・ｃｏｓ（ωｔ＋ψ）［４］
電流信号振幅値Ａ_ｈは出力接続部Ａにおける電流の実際値ｉ_ｕから、特に電流実値ｉ_ｕが例えば測定される出力接続部Ａにおける電流ｉ_ｕの直流電流成分ｉ_ｏと、基準信号Ｖ_ｒｅｆから通常形成される。式［５．１］に示されているように以下の関係が電流信号振幅値Ａ_ｈを形成するために使用される。

例えば式［５．２］を使用して、
Ａ_ｈ＝Ｍ_ｈ［５．２］
ここでΔψは通常、出力接続部Ａにおける与えられた振動と電圧Ｖ_ｕとの間の位相差を示している。式［５．２］中のＡ_ｈとＭ_ｈの比は一例として選択され、即ちＡ_ｈとＭ_ｈの比は通常は自由に選択されることができることに注意すべきである。式［５．１］はそれ故、電流信号振幅Ａ_ｈを決定するために積の信号振幅値Ａ_ｈについてのみ解かれることができる。

さらに、出力接続部Ａにおける電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａは次式により示されているように、通常、好ましくは電圧信号振幅値Ｍ_ｈ×自由可変周波数ωおよび位相シフトψにおける振動の乗算によって電圧信号振幅値Ｍ_ｈから形成される。

Ｖ_Ａ＝Ｍ_ｈ・ｃｏｓ（ωｔ＋ψ）［６］
通常、電圧信号振幅値Ｍ_ｈは出力接続部Ａにおける電流実際値ｉ_ｕと基準信号Ｖ_ｒｅｆから形成され、この場合、式［５．１］と［５．２］を使用することが有効に可能であり、式［５．１］は電圧信号振幅値Ｍ_ｈを決定するためのみ電圧信号振幅値Ｍ_ｈについて解かれる必要がある。

部分変換器システム１、２の電流発信信号Ｖ_ｉと、インダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧発信信号Ｖ_Ｌと、出力接続部Ａの電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａは同じ周波数ωであることが好ましい。さらに、部分変換器システム１、２の電流発信信号Ｖ_ｉと、インダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧発信信号Ｖ_Ｌと、出力接続部Ａの電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａは有効に同じ位相シフトψを有し、それらは必ずしも同じ位相シフトψをもつ必要はない。

本発明による方法に基づいて、出力接続部Ａにおいて、前述の与えられた振動に基づいている周波数ωの交流電流成分と直流電流成分とを有する電流ｉ_ｕを発生することが有効に可能であり、ここで、与えられた振動だけがスイッチングセル３の容量エネルギ蓄積装置上の電圧リップルに影響し、その電圧リップルはそれ故低く維持されることができる。容量エネルギ蓄積装置はそれ故この低い電圧リップルに関してのみ、即ち所望の出力電流ｉ_ｕと独立して有効に設計されることができる。出力接続部Ａにおける電流ｉ_ｕはしたがって次式になる。

例示の目的で、図３は変換器回路の出力接続部における電流ｉ_ｕの時間プロフィールを示している。さらに、図４は変換器回路の出力接続部Ａの電圧Ｖ_ｕの時間プロフィールを示している。最後に、図５は第１の部分変換器システム１を通る電流ｉ_１と、第２の部分変換器システム２を通る電流ｉ_２の時間プロフィールを示しており、両電流ｉ_１とｉ_２は同様に前述の与えられた振動によって生じる周波数ωにおける直流電流成分と交流電流成分を有する。完全性のために、容量エネルギ記憶装置中の電流は何等の直流電流成分をもたず、同様に周波数ωにおいてまたは前述の与えられた振動の周波数ωの２倍で、交流電流成分をもたないことを述べておく。

多相システムでは、例えば３つの変換器回路を有する３相システムでは、与えられた振動はこれらが同じ位相シフトを有するように選択されたならば、位相終端Ａに接続されている多相負荷における共通モードの電圧として現れる。付加的な電流は生成されない。この方法は例えば過変調の場合に使用される。過変調と対称的に、共通モード電圧の周波数および位相角度はこの場合規定されない。その後多相出力電流である出力電流ｉ_０は純粋な直流電流であり、即ち交流電流成分をもたない。

ここで、式［５．２］は再度、電流信号振幅値Ａ_ｈを決定するために使用されることができ、電流信号振幅値Ａ_ｈと電圧信号振幅値Ｍ_ｈは既に前述したように式［８］と式［５．２］から決定されることができる。出力接続部Ａの電流ｉ_ｕはその後所望の方法で次式のようになる。

図１に示されているような本発明による装置は制御信号Ｓ１を発生するために使用される第１の制御回路４を有し、第１の部分変換器システム１のスイッチングセル３中の電力半導体スイッチに接続されている。さらに、第２の制御回路５が設けられ、これはさらに制御信号Ｓ２を発生するために使用され、第２の部分変換器システム２のスイッチングセル３中の電力半導体スイッチに接続されている。本発明によれば、制御信号Ｓ１を形成するために、第１の制御回路４にはインダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧信号Ｖ_Ｌと第１の部分変換器システム１のスイッチングセル３の電力半導体スイッチについてのスイッチング関数α_１との和が与えられる。さらに別の制御信号Ｓ２を形成するため、第２の制御回路５にはインダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧信号Ｖ_Ｌと第２の部分変換器システム２のスイッチングセル３の電力半導体スイッチについてのスイッチング関数α_２との和が与えられる。例により、検索表がそれぞれの場合において第１及び第２の制御回路４、５で制御信号Ｓ１とさらに別の制御信号Ｓ２を形成するために使用され、ここでスイッチング関数α_１は対応する制御信号Ｓ１と永久的に関連され、スイッチング関数α_２は対応する制御信号Ｓ２と永久的に関連され、或いは例えば変調器はそれぞれの場合において、パルス幅変調のための方法に基づいている。さらに、第１の計算装置６は出力接続部Ａにおける電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａと選択可能な基準信号Ｖ_ｒｅｆから式［１］と［２］を使用して計算によりスイッチング関数α_１とα_２を形成するために与えられる。

図２に示されているように、第２の計算装置10は部分変換器システム１の電流信号Ｖ_ｉからインダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧信号Ｖ_Ｌを形成するために設けられ、ここで第２の計算装置10は式［３］による計算によってインダクタンスＬ１、Ｌ２における電圧信号Ｖ_Ｌを形成する。

さらに、第３の計算装置７は、電流信号振幅値Ａ_ｈから部分変換器システム１、２の電流信号Ｖ_ｉを形成し、式［４］による計算によって部分変換器システム１、２の電流信号Ｖ_ｉを形成するために設けられる。

さらに、第４の計算装置９は、出力接続部Ａにおける電流実際値ｉ_ｕから電流信号振幅値Ａ_ｈを形成し、基準信号Ｖ_ｒｅｆを形成するために設けられ、ここで第４の計算装置９は式［５．１］と［５．２］を使用して、または式［８］と［５．２］を使用する計算によって電流信号振幅値Ａ_ｈを形成する。

第５の計算装置８は電圧信号振幅値Ｍ_ｈから出力接続部Ａにおける電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａを形成するために設けられ、ここで第５の計算装置８は式［６］を使用する計算によって出力接続部Ａにおける電圧Ｖ_ｕに関する電圧信号Ｖ_Ａを形成する。

既に前述した第４の計算装置９は同様に、出力接続部Ａにおける電流実際値ｉ_ｕと基準信号Ｖ_ｒｅｆから電圧信号振幅値Ｍ_ｈを形成するために与えられ、ここで第４の計算装置９は式［５．１］と［５．２］を使用して、または式［８］と［５．２］を使用する計算によって電圧振幅値Ｍ_ｈを形成する。

全体として、特に図２に示されているような変換器回路の動作のための本発明による方法を実行するための本発明による装置は、回路の複雑性が非常に低く、少数のコンポーネントしか構成に必要とされないので、非常に容易に廉価で生成されることができる。この装置はそれ故、本発明による装置が特に容易に実行されることを可能にする。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]変換器回路の動作方法において、変換器回路は第１及び第２の部分変換器システム（1）を有し、前記部分変換器システム（2）は２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）を介して相互に直列に接続され、前記２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）の接合点は出力接続部（A）を形成しており、各部分変換器システム（1、2）は少なくとも１つの２極スイッチングセル（3）を具備し、各スイッチングセル（3）は、制御された単方向の電流方向を有する２つの直列接続された制御可能な双方向電力半導体スイッチと、前記電力半導体スイッチにより形成される前記直列回路と並列に接続されている容量エネルギ蓄積装置とを有しており、前記第１の部分変換器システム（1）の前記スイッチングセル（3）の前記電力半導体スイッチは制御信号（S1）により制御され、前記第２の部分変換器システム（2）の前記スイッチングセル（3）の前記電力半導体スイッチはさらに別の制御信号（S2）により制御され、
前記制御信号（S1）は、インダクタンス（L1、L2）を横切る前記電圧振動信号（ｖ _Ｌ）と、前記第１の部分変換器システム（1）の前記スイッチングセル（3）中の前記電力半導体スイッチのためのスイッチング関数（α1）とから形成され、
さらに別の制御信号（S2）は、前記インダクタンス（L1、L2）を横切る前記電圧振動信号（ｖ _Ｌ）と、前記第２の部分変換器システム（2）の前記スイッチングセル（3）中の電力半導体スイッチのためのスイッチング関数（α _２）とから形成され、
前記スイッチング関数（α _１、α _２）は、前記出力接続部（A）における電圧（Ｖ _ｕ）に関する電圧振動信号（Ｖ _Ａ）と選択可能な基準信号（Ｖ _ｒｅｆ）から形成されることを特徴とする方法。
[２]前記インダクタンス（Ｌ _１、Ｌ _２）を横切る前記電圧振動信号（Ｖ _Ｌ）は前記部分変換器システム（1、2）の電流振動信号（Ｖ _ｉ）から形成されることを特徴とする前記［１］に記載の方法。
[３]前記部分変換器システム（1、2）の前記電流振動信号（Ｖ _ｉ）は電流振動信号振幅値（Ａ _ｈ）から形成されることを特徴とする前記［２］に記載の方法。
[４]前記電流振動信号振幅値（Ａ _ｈ）は出力接続部（A）における電流実際値（ｉ _ｕ）と前記基準信号（Ｖ _ｒｅｆ）から形成されることを特徴とする前記［３］に記載の方法。
[５]前記出力接続部（A）における前記電圧（Ｖ _ｕ）に関する前記電圧振動信号（Ｖ _Ａ）は電圧振動信号振幅値（Ｍ _ｈ）から形成されることを特徴とする前記［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の方法。
[６]前記電圧振動信号振幅値（Ｍ _ｈ）は出力接続部（A）における電流実際値（ｉ _ｕ）と前記基準信号（Ｖ _ｒｅｆ）から形成されることを特徴とする前記［４］に記載の方法。
[７]前記部分変換器システム（1、2）の前記電流振動信号（Ｖ _ｉ）、インダクタンス（Ｌ１、Ｌ２）を横切る前記電圧振動信号（Ｖ _Ｌ）、および前記出力接続部（A）における前記電圧（Ｖ _ｕ）に関する前記電圧振動信号（Ｖ _Ａ）は同じ周波数であることを特徴とする前記［２］に記載の方法。
[８]前記部分変換器システム（1、2）の前記電流振動信号（Ｖ _ｉ）、インダクタンス（Ｌ１、Ｌ２）を横切る前記電圧振動信号（Ｖ _Ｌ）、および前記出力接続部（A）における前記電圧（Ｖ _ｕ）に関する前記電圧振動信号（Ｖ _Ａ）は同じ位相シフトを有していることを特徴とする前記［２］または［７］に記載の方法。
[９]前記出力接続部（A）における前記電圧（Ｖ _ｕ）に関する基準電圧信号は前記基準信号（Ｖ _ｒｅｆ）として選択される前記［１］乃至［８］のいずれか１つに記載の方法。
[１０]変換器回路の動作方法を実行する装置において、変換器回路は第１及び第２の部分変換器システム（1）を有し、前記部分変換器システム（2）は２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）を介して相互に直列に接続され、前記２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）の接合点は出力接続部（A）を形成しており、各部分変換器システム（1、2）は少なくとも１つの２極スイッチングセル（3）を具備し、各スイッチングセル（3）は、制御された単方向の電流方向を有する２つの直列接続された制御可能な双方向電力半導体スイッチと、前記電力半導体スイッチにより形成される前記直列回路と並列に接続されている容量エネルギ蓄積装置とを有しており、前記電力半導体スイッチは、制御信号（S1）を発生するために使用され前記第１の部分変換器システム（1）の前記スイッチングセル（3）中の前記電力半導体スイッチに接続されている第１の制御回路（4）と、さらに別の制御信号（S2）を発生するために使用され前記第２の部分変換器システム（2）の前記スイッチングセル（3）中の前記電力半導体スイッチに接続されている第２の制御回路（5）とを有しており、
前記制御信号（S1）を形成するため、前記第１の制御信号（4）には前記インダクタンス（L1、L2）を横切る前記電圧振動信号（ｖ _Ｌ）と、前記第１の部分変換器システム（1）の前記スイッチングセル（3）中の前記電力半導体スイッチのためのスイッチング関数（α1）とが与えられ、
さらに別の制御信号（S2）を形成するため、前記第２の制御回路（5）には前記インダクタンス（L1、L2）を横切る前記電圧振動信号（ｖ _Ｌ）と、前記第２の部分変換器システム（2）の前記スイッチングセル（3）中の電力半導体スイッチのためのスイッチング関数（α _２）とが与えられ、
前記第１の計算装置（6）は前記スイッチング関数（α _１、α _２）を、前記出力接続部（A）における電圧（Ｖ _ｕ）に関する電圧振動信号（Ｖ _Ａ）と選択可能な基準信号（Ｖ _ｒｅｆ）から形成するために設けられることを特徴とする装置。
[１１]第２の計算装置（10）は前記部分変換器システム（1、2）の電流振動信号（Ｖ _ｉ）から前記インダクタンス（L1、L2）を横切る前記電圧振動信号（Ｖ _Ｌ）を形成するために設けられることを特徴とする前記［１０］に記載の装置。
[１２]第３の計算装置（7）は電流振動信号振幅値（Ａ _ｈ）から前記部分変換器システム（1、2）の電流振動信号（Ｖ _ｉ）を形成するために設けられることを特徴とする前記［１１］に記載の装置。
[１３]第４の計算装置（9）は前記出力接続部（A）の前記電流実際値（ｉ _ｕ）と前記基準信号（Ｖ _ｒｅｆ）から前記電流振動信号振幅値（Ａ _ｈ）を形成するために設けられることを特徴とする前記［１２］に記載の装置。
[１４]第５の計算装置（8）は電圧振動信号振幅値（Ｍ _ｈ）から前記出力接続部（A）の前記電圧（Ｖ _ｕ）に関して前記電圧振動信号（Ｖ _Ａ）を形成するために設けられることを特徴とする前記［１３］に記載の装置。
[１５]前記第４の計算装置（9）は前記出力接続部（A）における前記電流実際値（ｉ _ｕ）と前記基準信号（Ｖ _ｒｅｆ）から前記電流振動信号振幅値（Ａ _ｈ）を形成するために設けられることを特徴とする前記［１４］に記載の装置。

符合の説明

１…第１の部分変換器システム、２…第２の部分変換器システム、３…スイッチングセ
ル、４…第１の制御回路、５…第２の制御回路、６…第１の計算装置、７…第３の計算装
置、８…第５の計算装置、９…第４の計算装置、１０…第２の計算装置。

Claims

変換器回路の動作方法であって、
前記変換器回路は第１及び第２の部分変換器システム（1、2）を有し、
前記第１及び第２の部分変換器システム（1、2）は２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）を介して相互に直列に接続され、
前記２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）の接合点は出力接続部（A）を形成しており、
各第１及び第２の部分変換器システム（1、2）は少なくとも１つの２極スイッチングセル（3）を具備し、
各２極スイッチングセル（3）は、
制御された単方向の電流方向を有する２つの直列接続された制御可能な双方向の電力半導体スイッチと、
前記電力半導体スイッチにより形成される直列回路と並列に接続されている容量エネルギ蓄積装置と、
を有しており、
前記第１の部分変換器システム（1）の前記２極スイッチングセル（3）における前記電力半導体スイッチは、制御信号（S1）により制御され、
前記第２の部分変換器システム（2）の前記２極スイッチングセル（3）における前記電力半導体スイッチは、さらに別の制御信号（S2）により制御され、
前記制御信号（S1）は、
前記２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）における電圧信号（Ｖ_Ｌ）と、
前記第１の部分変換器システム（1）の前記２極スイッチングセル（3）における前記電力半導体スイッチのためのスイッチング関数（α₁）と、
から形成され、
前記さらに別の制御信号（S2）は、
前記２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）における前記電圧信号（Ｖ_Ｌ）と、
前記第２の部分変換器システム（2）の前記２極スイッチングセル（3）における前記電力半導体スイッチのためのスイッチング関数（α_２）と、
から形成され、
前記スイッチング関数（α_１、α_２）は、
前記出力接続部（A）における電圧（Ｖ_ｕ）に関する電圧信号（Ｖ_Ａ）と、
選択可能な基準信号（Ｖ_ｒｅｆ）と、
から形成され、
ここにおいて、前記出力接続部（A）における前記電圧（Ｖ_ｕ）に関する基準電圧信号が、前記選択可能な基準信号（Ｖ_ｒｅｆ）として選択され、
前記２つの直列接続されたインダクタンス（Ｌ１、Ｌ２）における前記電圧信号（Ｖ _Ｌ）は、前記第１及び第２の部分変換器システム（1、2）の電流信号（Ｖ _ｉ）から計算により形成され、
前記第１及び第２の部分変換器システム（1、2）の前記電流信号（Ｖ _ｉ）は、電流信号振幅値（Ａ _ｈ）から計算により形成され、
前記電流信号振幅値（Ａ _ｈ）は、
前記出力接続部（A）における電流実際値（ｉ _ｕ）と、
前記選択可能な基準信号（Ｖ _ｒｅｆ）と、
から計算により形成される、ことを特徴とする方法。
前記出力接続部（A）における前記電圧（Ｖ_ｕ）に関する前記電圧信号（Ｖ_Ａ）は、電圧信号振幅値（Ｍ_ｈ）から計算により形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
前記電圧信号振幅値（Ｍ_ｈ）は、
前記出力接続部（A）における電流実際値（ｉ_ｕ）と、
前記選択可能な基準信号（Ｖ_ｒｅｆ）と、
から計算により形成されることを特徴とする請求項２記載の方法。
前記第１及び第２の部分変換器システム（1、2）の前記電流信号（Ｖ_ｉ）と、
前記２つの直列接続されたインダクタンス（Ｌ１、Ｌ２）における前記電圧信号（Ｖ_Ｌ）と、
前記出力接続部（A）における前記電圧（Ｖ_ｕ）に関する前記電圧信号（Ｖ_Ａ）は、
同じ周波数であることを特徴とする請求項１記載の方法。
前記第１及び第２の部分変換器システム（1、2）の前記電流信号（Ｖ_ｉ）と、
前記２つの直列接続されたインダクタンス（Ｌ１、Ｌ２）における前記電圧信号（Ｖ_Ｌ）と、
前記出力接続部（A）における前記電圧（Ｖ_ｕ）に関する前記電圧信号（Ｖ_Ａ）は、
同じ位相シフトを有していることを特徴とする請求項１または４記載の方法。
変換器回路の動作方法を実行する装置であって、
前記変換器回路は第１及び第２の部分変換器システム（1,2）を有し、
前記第１及び第２の部分変換器システム（1,2）は２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）を介して相互に直列に接続され、
前記２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）の接合点は出力接続部（A）を形成しており、
各第１及び第２の部分変換器システム（1、2）は少なくとも１つの２極スイッチングセル（3）を具備し、
各２極スイッチングセル（3）は、
制御された単方向の電流方向を有する２つの直列接続された制御可能な双方向の電力半導体スイッチと、
前記電力半導体スイッチにより形成される直列回路と並列に接続されている容量エネルギ蓄積装置と、
を有しており、
前記装置は、
制御信号（S1）を発生するために使用される第１の制御回路（4）であって、前記第１の部分変換器システム（1）の前記２極スイッチングセル（3）における前記電力半導体スイッチに接続されている第１の制御回路（4）と、
さらに別の制御信号（S2）を発生するために使用される第２の制御回路（5）であって、前記第２の部分変換器システム（2）の前記２極スイッチングセル（3）における前記電力半導体スイッチに接続されている第２の制御回路（5）と、
を有しており、
前記制御信号（S1）を形成するために、前記第１の制御回路（4）は、
前記２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）における電圧信号（Ｖ_Ｌ）と、
前記第１の部分変換器システム（1）の前記２極スイッチングセル（3）における前記電力半導体スイッチのためのスイッチング関数（α_１）と、
を与えられ、
前記さらに別の制御信号（S2）を形成するために、前記第２の制御回路（5）は、
前記２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）における前記電圧信号（Ｖ_Ｌ）と、
前記第２の部分変換器システム（2）の前記２極スイッチングセル（3）における電力半導体スイッチのためのスイッチング関数（α_２）と、
を与えられ、
第１の計算装置（6）は、前記スイッチング関数（α_１、α_２）を、前記出力接続部（A）における電圧（Ｖ_ｕ）に関する電圧信号（Ｖ_Ａ）と、選択可能な基準信号（Ｖ_ｒｅｆ）と、から形成するために設けられ、
ここにおいて、前記出力接続部（A）における前記電圧（Ｖ_ｕ）に関する基準電圧信号が、前記選択可能な基準信号（Ｖ_ｒｅｆ）として選択され、
第２の計算装置（10）は、前記第１及び第２の部分変換器システム（1、2）の電流信号（Ｖ _ｉ）から、前記２つの直列接続されたインダクタンス（L1、L2）における前記電圧信号（Ｖ _Ｌ）を計算により形成するために設けられ、
第３の計算装置（7）は、電流信号振幅値（Ａ _ｈ）から、前記第１及び第２の部分変換器システム（1、2）の前記電流信号（Ｖ _ｉ）を計算により形成するために設けられ、
第４の計算装置（9）は、前記出力接続部（A）の電流実際値（ｉ _ｕ）と、前記選択可能な基準信号（Ｖ _ｒｅｆ）とから、前記電流信号振幅値（Ａ _ｈ）を計算により形成するために設けられる、ことを特徴とする装置。
第５の計算装置（8）は、電圧信号振幅値（Ｍ_ｈ）から、前記出力接続部（A）の前記電圧（Ｖ_ｕ）に関する前記電圧信号（Ｖ_Ａ）を計算により形成するために設けられることを特徴とする請求項６記載の装置。
前記第４の計算装置（9）は、前記出力接続部（A）における前記電流実際値（ｉ_ｕ）と、前記選択可能な基準信号（Ｖ_ｒｅｆ）とから、前記電圧信号振幅値（Ｍ_ｈ）を計算により形成するために設けられることを特徴とする請求項７記載の装置。