KR101628431B1 - 직접 컨버터 회로의 동작 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연관된 페이즈 모듈 (1) 의 스위치기어 셀 (2) 들의 전력 반도체 스위치들이 액츄에이팅 신호 (S1) 에 의해 액츄에이트되는 직접 컨버터 회로의 동작 방법에 관한 것이다. 페이즈 모듈 (1) 상의 원하지 않는 에너지 변동을 감소시키기 위하여, 액츄에이팅 신호 (S1) 는, 각 페이즈 모듈 (1) 에 대하여, 페이즈 모듈 (1) 상의 전압 (UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT) 와 인덕티비티 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 의 차이로부터 형성되고, 인덕티비티 ( LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 는 페이즈 모듈 (1) 에 의한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 로부터 형성된다. 또한, 페이즈 모듈 (1) 에 의한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 가, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PU, PV, PW) 으로부터, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PR, PS, PT) 으로부터, 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PUVWM) 들의 또는 순시값 (PUVW) 들의 합계로부터, 그리고 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PRSTM) 들의 또는 순시값 (PRST) 들의 합계로부터 형성된다. 또한, 본 방법을 수행하기 위한 디바이스가 제공된다.
Description
본 발명은 전력 전자 공학 분야에 관한 것이다. 본 발명은 독립 청구항들의 전문에 따른 직접 컨버터 회로의 동작 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 디바이스에 기초한다.
과거에는, 직접 컨버터 회로 (direct converter circuit) 들, 특히 매트릭스 컨버터들은 학술적으로 중요했다. 하지만, 오늘날, 직접 컨버터 회로들은, 특히 산업적인 응용을 위해, 중요해지고 있는데, 이는 값비싼 중간 직접 전압 회로 (intermediate direct voltage circuit) 또는 중간 직접 전류 회로 (intermediate direct current circuit) 없이 직접 컨버터 회로에 의해 제 1 진폭 및 제 1 주파수의 입력 전압 또는 입력 전류가 제 2 진폭 및 제 2 주파수의 출력 전압 또는 출력 전류로 직접 변환될 수 있기 때문이다. 이러한 타입의 직접 컨버터 회로는 예를 들면, US 6,900,998 B2에 나타나 있다. 여기서, 직접 컨버터 회로는 n=3 입력 페이즈 접속들 및 p=3 출력 페이즈 접속들을 갖는다, 즉 US 6,900,998 B2로부터의 직접 컨버터 회로는 입력 측 및 출력 측에서 3 페이즈 설계를 갖는다. US 6,900,998 B2로부터의 직접 컨버터 회로는 또한 9개 페이즈 모듈 (phase module) 들을 포함하며, 각각은 극 (pole) 들 사이에서 포지티브 및 네가티브 전압을 스위치하기 위하여 2극 스위칭 셀 (two-pole switching cell) 을 가지며, 각 출력 페이즈 접속은 각 경우에서 직접적으로 스위칭 셀을 통해 각 입력 페이즈 접속과 직렬로 접속된다. 이러한 타입의 스위칭 셀은, 제어되는 일방 통전 방향 (controlled one-way current-carrying direction) 의 제어가능한 양방향 전력 반도체 스위치 (controllable two-way power semiconductor switch) 들 및 용량성 에너지 저장부를 갖는다.
US 6,900,998 B2에 따른 직접 컨버터 회로 관련한 문제점은 연속 전류 흐름이 스위칭 셀들에 의해 달성될 수 있는 방식으로 각 브랜치 (branch), 즉 각 페이즈 모듈 상의 전압이 설정될 수 없고 그 결과 각각의 브랜치에 의한 능동적인 전류 설정 (active current setting) 이 가능하지 않다는 점이다. 결과적으로, US 6,900,998 B2로부터의 직접 컨버터 회로로 개개의 브랜치들 사이의 전기 에너지의 교환은 오직 매우 제한적으로 가능하거나 또는 전혀 가능하지 않다. 하지만, 직접 컨버터 회로가 대량의 전기 에너지를 전송가능하도록 의도된 경우, US 6,900,998 B2로부터 스위칭 셀들의 커패시터들은 대응하여 크게 치수화되야만 하며, 상당한 비용 및 이런 타입의 직접 컨버터 회로의 막대한 공간 필요를 초래한다. 결과적으로, 유사하게 이런 타입의 직접 컨버터 회로들로 설치된 시스템들은 대응하여 상당한 공간을 필요로 하게 되고 대응하여 값비싸지게 된다.
개개의 페이즈 모듈들에서의 에너지 변동들은 연관된 스위칭 셀들에서 용량성 에너지 저장부들에서 전압 변동들을 초래한다. 하지만, 신뢰성 있고 안정한 동작을 위해, 그리고 직접 컨버터 회로의 저 비용 구현을 가능하게 하기 위하여, 페이즈 모듈의 연관된 스위칭 셀의 각 개개의 용량성 에너지 저장부에 대한 최대 전압을 최소의 가능한 용량성 에너지 저장부로의 필요한 값으로 제한가능하게 하기 위하여 페이즈 모듈 상의 이 에너지 변동의 진폭을 제한 및 최소화하는 것이 가능해야만 한다.
“A Methodology for Developing `Chainlink` Converters”(EPE, 2009년 9월 8일) 에서, 직접 컨버터 회로가 나타나 있고 여기서 각 페이즈 모듈은 스위칭 셀들의 직렬 회로들과 직렬을 이루는 인덕터를 갖는다.
WO 2008/067788 A1에서, WO 2007/023064 A1에 따른 컨버터 회로의 동작 방법이 나타나 있는데 그 방법은 스위칭 셀들의 에너지 함유량을 조절한다. WO 2008/067788 A1에 기재된 방법은 하나의 시스템의 3개 페이즈들을 다른 시스템의 2개 페이즈들에 접속시키는 WO 2007/023064 A1에 따른 컨버터 회로의 설계들에만 적용되고, 여기서 직접 컨버터 회로들의 접속 단자들에서의 전류는 항상 제로이다.
“On Dynamics and Voltage Control of the Modular Multilevel Converter”(EPE, 2009년 9월 8일) 에서, 페이즈 모듈들의 밸런싱 (balancing) 이 특히 그 목적을 위해 제공된 제어의 도움으로 달성되는 컨버터 회로의 동작 방법이 나타나 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 페이즈 모듈상에서 작은 에너지 변동들이 달성되는 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 나타내는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 본 발명에 기재된 방법이 특히 간단한 방식으로 수행될 수 있는 디바이스를 나타내는 것이다.
이들 목적들은 제 1 항 및 제 5 항의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 추가의 개발들은 종속 청구항들에서 나타나 있다.
직접 컨버터 회로는 적어도 2개의 페이즈 모듈들을 갖고 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들을 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들에 접속시키는 역할을 한다. 또한, 각 페이즈 모듈은 서로 직렬로 접속된 복수의 2극 스위칭 셀들을 포함하고, 각 스위칭 셀은 제어되는 일방 통전 방향의 제어가능한 양방향 전력 반도체 스위치 및 용량성 에너지 저장부를 갖는다. 본 방법에 따르면, 연관된 페이즈 모듈의 스위칭 셀들의 전력 반도체 스위치들은 제어 신호에 의해 제어된다. 본 발명에 따르면, 각 페이즈 모듈은 스위칭 셀들의 직렬 회로와 직렬을 이루는 인덕터를 갖고, 각 페이즈 모듈에 대하여, 제어 신호가 페이즈 모듈 상의 전압에 관련한 레퍼런스 신호와 인덕터 상의 전압 신호 사이의 차이로부터 형성되고, 인덕터 상의 전압 신호는 페이즈 모듈을 통한 전류에 관련한 레퍼런스 신호로부터 형성된다. 페이즈 모듈을 통한 전류에 관련한 레퍼런스 신호는 차례로, 페이즈 모듈에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈의 페이즈 전력의 평균값 (mean value) 또는 순시값 (instantaneous value) 으로부터, 페이즈 모듈에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈의 페이즈 전력의 평균값 또는 순시값으로부터, 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들의 페이즈 전력들의 평균값들의 또는 순시값들의 합계로부터, 그리고 제 2 전력 또는 전압 시스템의 페이즈들의 페이즈 전력들의 평균값들의 또는 순시값들의 합계로부터 형성된다.
페이즈 모듈에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈의 페이즈 전력의 평균값 또는 순시값, 페이즈 모듈에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈의 페이즈 전력의 평균값 또는 순시값, 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들의 페이즈 전력들의 평균값들의 또는 순시값들의 합계 및 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들의 페이즈 전력의 평균값들의 또는 순시값들의 합계가 궁극적으로 제어 신호의 형성에 포함되므로, 페이즈 모듈들 중의 용량성 에너지 저장부의 전류 및 모든 페이즈 전류들의 분배가 유리하게는 달성될 수 있어, 페이즈 모듈들 상의 낮은 진폭의 에너지 변동이 달성될 수 있고, 그 결과 직접 컨버터 회로의 신뢰성있고 안정한 동작이 달성될 수 있고, 스위칭 셀들의 용량성 에너지 저장부들이 작게 치수화될 수 있고 따라서 공간 절약적이고 경제적이다.
직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는 제어 신호를 생성하는 기능을 하는 각 페이즈 모듈에 대해 제어 회로를 갖고, 상기 제어 회로는 페이즈 모듈의 스위칭 셀들의 전력 반도체 스위치들에 접속된다. 각 페이즈 모듈에 관련하여, 페이즈 모듈 상의 전압에 관련한 레퍼런스 신호와 인덕터 상의 전압 신호 사이의 차이가 제어 신호를 형성하기 위하여 제어 회로에 공급 (feed) 된다. 또한, 페이즈 모듈을 통한 전류에 관하여 레퍼런스 신호로부터 인덕터 상의 전압 신호의 형성을 위한 공통 제 1 계산 유닛이 모든 페이즈 모듈들에 제공된다. 또한, 페이즈 모듈에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈의 페이즈 전력의 평균값 또는 순시값으로부터, 페이즈 모듈에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈의 페이즈 전력의 평균값 또는 순시값으로부터, 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들의 페이즈 전력들의 평균값들의 또는 순시값들의 합계로부터, 그리고 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들의 페이즈 전력들의 평균값들의 또는 순시값들의 합계로부터 페이즈 모듈을 통한 전류에 관련한 레퍼런스 신호의 형성을 위한 공통의 제 2 계산 유닛이 모든 페이즈 모듈들에 제공된다.
따라서, 회로 비용이 극히 낮게 유지될 수 있고 또한 설치 (setup) 를 위해 오직 소수의 컴포넌트들만이 필요하므로, 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는 매우 간단하게 그리고 경제적으로 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 이 디바이스에 의해 특히 간단한 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적들, 장점들 및 특징들은 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시형태들의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도면들에서:
도 1은 본 발명에 따른 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 디바이스의 실시형태를 도시하고,
도 2는 직접 컨버터의 실시형태를 도시한다.
도면들에 사용된 도면 부호들 및 그들의 의미는 도면 부호 리스트에 요약되어 있다. 도면들에서, 같은 부분들에는 본질적으로 같은 도면 부호들이 제공된다. 기재된 실시형태들은 본 발명의 요지의 예로서 기능하고 한정적인 효과를 갖지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 디바이스의 실시형태를 도시하고,
도 2는 직접 컨버터의 실시형태를 도시한다.
도면들에 사용된 도면 부호들 및 그들의 의미는 도면 부호 리스트에 요약되어 있다. 도면들에서, 같은 부분들에는 본질적으로 같은 도면 부호들이 제공된다. 기재된 실시형태들은 본 발명의 요지의 예로서 기능하고 한정적인 효과를 갖지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 디바이스의 실시형태를 도시하고, 명료성을 위해 직접 컨버터 회로의 오직 하나의 페이즈 모듈 (1) 만이 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 따른 직접 컨버터 회로는 일반적으로 적어도 2개의 페이즈 모듈들을 갖고, 각 페이즈 모듈 (1) 은 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 과 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 을 접속시키는 역할을 한다. 도 1에 관하여, 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템은 3개의 페이즈들 (U, V, W) 을 갖고 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템은 유사하게 3개의 페이즈들 (R, S, T) 를 갖는 것으로 가정되고, 임의의 소정 숫자의 페이즈들이 시스템들에 관련하여 당연히 생각될 수 있다. 각 페이즈 모듈 (1) 은 서로 직렬로 접속된 복수의 2극 스위칭 셀 (2) 들을 포함하고, 각 스위칭 셀 (2) 은 제어되는 일방 통전 방향의 제어가능한 양방향 전력 반도체 스위치들 및 용량성 에너지 저장부를 갖는다. 각각의 제어가능한 전력 반도체 스위치는 특히, 턴오프 사이리스터 (GTO - Gate Turn-Off Thyristor) 또는 정류된 제어 전극을 지닌 집적 사이리스터 (IGCT - Integrated Gate Commutated Thyristor) 로서 설계되며 각각의 경우에 역병렬 스위치식 다이오드를 갖는다. 하지만, 예를 들면, 추가의 역병렬 접속 다이오드를 지닌 전력 MOSFET로서, 또는 추가의 역병렬 접속 다이오드와 격리 배치된 게이트 전극 (IGBT) 를 지닌 바이폴라 트랜지스터로서 제어가능한 전력 반도체 스위치를 설계하는 것 또한 생각할 수 있다. 도 2는 위에서 설명된 페이즈 모듈들을 지닌 직접 컨버터의 예시적인 실시형태를 도시한다.
본 방법에 따르면, 스위칭 셀들 (2) 의 전력 반도체 스위치들은 각 페이즈 모듈 (1) 에 대한 제어 신호 (S1) 에 의해 제어된다. 바람직하게는 제어 신호 (S1) 는 각 스위칭 셀 (2) 에 대해 일시적으로 오프셋 (offset) 되어, 유리하게 각 스위칭 셀 (2) 은 일시적으로 오프셋되는 방식으로 제어될 수 있다. 본 발명에 따르면, 각 페이즈 모듈 (1) 은 스위칭 셀들의 직렬 회로와 직렬을 이루는 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT), 그리고 각 페이즈 모듈 (1) 에 대해, 제어 신호 (S1) 가, 페이즈 모듈 (1) 상의 전압 (UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT) 와 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 사이의 차이로부터 각 페이즈 모듈 (1) 에 대해 형성되고, 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 는 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 로부터 형성된다. 바람직하게는 페이즈 모듈 (1) 상의 전압 (UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT) 는 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 의 페이즈 전류들을 위해 고차 전류 조정기 (higher-order current regulator) 및 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 의 페이즈 전류들을 위해 고차 전류 조정기에 의해 생성된다. 또한, 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 는, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PU, PV, PW) 으로부터, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PR, PS, PT) 으로부터, 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PUVWM) 들의 또는 순시값 (PUVW) 들의 합계로부터, 그리고 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PRSTM) 들의 또는 순시값 (PRST) 들의 합계로부터 형성된다.
페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PU, PV, PW), 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PR, PS, PT), 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PUVWM) 들의 또는 순시값 (PUVW) 들의 합계 및 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PRSTM) 들의 또는 순시값들 (PRST) 의 합계가 궁극적으로 제어 신호 (S1) 의 형성에 포함되므로, 페이즈 모듈 (1) 들 중의 용량성 에너지 저장부의 전류 및 모든 페이즈 전류들의 분배가 유리하게는 달성될 수 있어, 페이즈 모듈 (1) 들 상의 필요한 낮은 진폭의 에너지 변동이 달성될 수 있고, 그 결과 직접 컨버터 회로의 신뢰성있고 안정한 동작이 달성될 수 있고, 스위칭 셀 (2) 들의 용량성 에너지 저장부들이 작게 치수화될 수 있고 따라서 공간 절약적이고 경제적이다.
다음의 식은 연관된 페이즈 모듈 1의 인덕터 LXY 상의 전압 신호 VLXY를 형성하기 위하여 일반적으로 이용된다:
지수 XY는 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 X의 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 Y에의 접속을 일반적으로 표시한다. 다르게는, 연관된 페이즈 모듈 (1) 의 인덕터 (LXY) 상의 전압 신호 (VLXY) 는 또한 예를 들면 피드백에 의해 형성될 수 있다:
상기 식에서 K는 선택가능한 팩터 (factor) 이다.
도 1에 따르면, 각 스위칭 셀 (2) 의 전력 반도체 스위치는 브리지 회로의 방식으로 접속되고, 용량성 에너지 저장부가 브리지 회로와 병렬로 접속된다. 하지만, 다르게는, 각 스위칭 셀 (2) 의 전력 반도체 스위치들을 하프 브리지 회로의 방식으로 접속시키고, 다음으로 용량성 에너지 저장부가 하프 브리지 회로와 병렬로 접속되는 것 또한 생각할 수 있다.
각 페이즈 모듈 (1) 에 대해, 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 가 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 로부터 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 로부터 부가적으로 형성된다.
따라서 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iXY) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,XY) 가 다음 식에 의해 일반적으로 형성된다:
상기 식에서 일반적으로 지수 X는 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈이고, 지수 Y는 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈이고, , 는 페이즈 전력들 (PX, PY) 의 평균값들이고 P1M은 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 전력들의 평균값들의 합계이고 P2M은 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 전력들의 평균값들의 합계이다.
다르게는, 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iXY) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,XY) 가 다음 식에 의해 형성된다:
상기 식에서 일반적으로 지수 X는 또 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈이고, 지수 Y는 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈이고, PX, PY는 페이즈 전력들의 순시값들이고 P1은 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 전력들의 순시값들의 합계이고 P2는 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 전력들의 순시값들의 합계이다.
페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 각각의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 및 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 각각의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 는 바람직하게는, 예를 들면 측정을 통해 결정되는 순시값이다.
각 페이즈 모듈 (1) 에 대해, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 순시값이 예를 들면, 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,U, Iref,V, Iref,W) 로부터 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전압 (uU, uV, uW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,U, Vref,V, Vref,W) 로부터 형성된다. 하지만, 다르게는, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 순시값이 예를 들면, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 로부터, 예를 들면 측정값으로부터 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전압 (uU, uV, uW) 으로부터, 예를 들면 측정값으로부터 형성된다는 것을 또한 생각할 수 있다.
또한, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 순시값이 예를 들면, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,R, Iref,S, Iref,T) 로부터 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전압 (uR, uS, uT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,R, Vref,S, Vref,T) 로부터 형성된다. 다르게는, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 순시값이 예를 들면, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT), 예를 들면 측정값으로부터 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전압 (uR, uS, uT), 예를 들면 측정값으로부터 형성된다는 것을 또한 생각할 수 있다.
페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 각각의 순시값 및 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 각각의 순시값이 특히 다음 식 [3a] 에 따라 계산된다:
상기 식에서 또 일반적으로 지수 X는 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈이고 지수 Y는 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈이다.
페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,U, Iref,V, Iref,W) 또는 일반적으로 Iref,X, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전압 (uU, uV, uW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,U, Vref,V, Vref,W) 또는 일반적으로 Vref,X, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,R, Iref,S, Iref,T) 또는 일반적으로 Iref,Y, 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전압 (uR, uS, uT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,R, Vref,S, Vref,T) 또는 일반적으로 Vref,Y는 각각의 경우에 미리 정의가능하다.
다르게는, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 각각의 순시값 및 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 각각의 순시값이 다음 식 [3b] 에 따라 전술한 측정 값들로부터 계산되는 것이 또한 가능하다:
상기 식에서 또 일반적으로 지수 X는 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈이고 지수 Y는 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈이다.
페이즈 전력들의 위에서 언급된 순시값들 (PU, PV, PW, PR, PS, PT) 의 전술한 형성은 또한 다른 방식으로 달성될 수 있다는 것이 명시적으로 언급되야 한다.
도 1에 따르면, 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는 제어 신호 (S1) 를 생성하는 기능을 하는 각 페이즈 모듈 (1) 에 대해 제어 회로 (3) 를 갖고, 상기 제어 회로 (3) 는 페이즈 모듈 (1) 의 스위칭 셀 (2) 들의 전력 반도체 스위치들에 접속된다. 본 발명에 따르면, 각 페이즈 모듈 (1) 에 관하여, 페이즈 모듈 (1) 상의 전압 (UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT) 와 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 사이의 차이가 제어 회로 (3) 에 공급되어 제어 신호 (S1) 를 형성한다. 또한, 모든 페이즈 모듈 (1) 들에 대하여, 공통 제 1 계산 유닛 (4) 이 제공되어, 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 로부터, 특히 식 [1]에 따라, 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 를 형성한다. 또한, 공통 제 2 계산 유닛 (5) 이 모든 페이즈 모듈 (1) 들에 제공되어, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PU, PV, PW) 으로부터, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PR, PS, PT) 으로부터, 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PUVWM) 들의 또는 순시값 (PUVW) 들의 합계로부터, 그리고 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PRSTM) 들의 또는 순시값 (PRST) 들의 합계로부터, 특히 식 [2a] 또는 [2b] 에 따라, 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 를 형성한다.
공통 제 2 계산 유닛 (5) 은, 부가적으로, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 로부터 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 로부터, 특히 식 [2a] 또는 [2b]에 따라, 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 를 형성한다.
또한, 공통 제 3 계산 유닛 (6) 이 모든 페이즈 모듈 (1) 들에 제공되어, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,U, Iref,V, Iref,W) 로부터, 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전압 (uU, uV, uW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,U, Vref,V, Vref,W) 로부터, 특히 식 [3a] 에 따라, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 순시값을 형성하고, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,R, Iref,S, Iref,T) 로부터, 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전압 (uR, uS, uT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,R, Vref,S, Vref,T) 로부터, 특히 식 [3a]에 따라, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 순시값을 형성한다.
다르게는, 공통 제 3 계산 유닛 (6) 이 모든 페이즈 모듈 (1) 들에 제공되어, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 로부터, 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전압 (uU, uV, uW) 으로부터, 특히 식 [3b] 에 따라, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 순시값을 형성하고, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 로부터, 그리고 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전압 (uR, uS, uT) 으로부터, 특히 식 [3b]에 따라, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 순시값을 형성한다.
전체적으로, 본 발명에 따른 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른, 특히 도 1에 따른 디바이스들은, 회로 경비가 극히 낮고 또한 설치를 위해 오직 소수의 컴포넌트들만이 필요하므로, 매우 간단하게 그리고 경제적으로 구현될 수 있다는 것을 보여주는 것이 가능했다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 이들 디바이스로 특히 간단하게 수행될 수 있다.
1 페이즈 모듈
2 스위칭 셀
3 제어 회로
4 제 1 계산 유닛
5 제 2 계산 유닛
6 제 3 계산 유닛
2 스위칭 셀
3 제어 회로
4 제 1 계산 유닛
5 제 2 계산 유닛
6 제 3 계산 유닛
Claims (8)
- 직접 컨버터 회로의 동작 방법으로서,
상기 직접 컨버터 회로는 적어도 2개의 페이즈 모듈 (1) 들을 갖고 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 과 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 을 접속시키는 역할을 하고, 각 페이즈 모듈 (1) 은 서로 직렬로 접속된 복수의 2극 스위칭 셀 (2) 들을 포함하고, 각 스위칭 셀 (2) 은 제어되는 일방 통전 방향 (controlled one-way current-carrying direction) 의 제어가능한 양방향 전력 반도체 스위치 (controllable two-way power semiconductor switch) 들 및 용량성 에너지 저장부를 갖고,
연관된 상기 페이즈 모듈 (1) 의 상기 스위칭 셀 (2) 들의 상기 전력 반도체 스위치들은 제어 신호 (S1) 에 의해 제어되고, 각 페이즈 모듈 (1) 은 상기 스위칭 셀들의 직렬 회로와 직렬을 이루는 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 를 갖고,
각 페이즈 모듈 (1) 에 대하여, 상기 제어 신호 (S1) 는 상기 페이즈 모듈 (1) 상의 전압 (UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT) 와 상기 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 사이의 차이로부터 형성되고,
상기 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 상기 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 는, 상기 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 로부터 형성되고,
상기 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 는, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PU, PV, PW) 으로부터, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PR, PS, PT) 으로부터, 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PUVWM) 들의 또는 순시값 (PUVW) 들의 합계로부터, 그리고 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PRSTM) 들의 또는 순시값 (PRST) 들의 합계로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 직접 컨버터 회로의 동작 방법. - 제 1 항에 있어서,
각 페이즈 모듈 (1) 에 대해, 상기 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 가 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 로부터 부가적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 직접 컨버터 회로의 동작 방법. - 제 2 항에 있어서,
각 페이즈 모듈 (1) 에 대해, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 순시값이, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,U, Iref,V, Iref,W) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전압 (uU, uV, uW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,U, Vref,V, Vref,W) 로부터 형성되고,
상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 순시값이, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,R, Iref,S, Iref,T) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전압 (uR, uS, uT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,R, Vref,S, Vref,T) 로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 직접 컨버터 회로의 동작 방법. - 제 2 항에 있어서,
각 페이즈 모듈 (1) 에 대해, 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 순시값이, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전압 (uU, uV, uW) 으로부터 형성되고,
상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 순시값이, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전압 (uR, uS, uT) 으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 직접 컨버터 회로의 동작 방법. - 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 디바이스로서,
상기 직접 컨버터 회로는 적어도 2개의 페이즈 모듈 (1) 들을 갖고 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 과 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 을 접속시키는 역할을 하고, 각 페이즈 모듈 (1) 은 서로 직렬로 접속된 복수의 2극 스위칭 셀 (2) 들을 포함하고, 각 스위칭 셀 (2) 은 제어되는 일방 통전 방향 (controlled one-way current-carrying direction) 의 제어가능한 양방향 전력 반도체 스위치 (controllable two-way power semiconductor switch) 들 및 용량성 에너지 저장부를 갖고,
제어 회로 (3) 는 각 페이즈 모듈 (1) 에 대하여 제어 신호 (S1) 를 생성하는 역할을 하고, 상기 제어 회로 (3) 는 상기 페이즈 모듈 (1) 의 상기 스위칭 셀 (2) 들의 상기 전력 반도체 스위치들에 접속되며, 각 페이즈 모듈 (1) 은 상기 스위칭 셀들의 직렬 회로와 직렬을 이루는 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 를 갖고,
각 페이즈 모듈 (1) 에 관하여, 상기 페이즈 모듈 (1) 상의 전압 (UUR, UUS, UUT; UVR, UVS, UVT; UWR, UWS, UWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,UR, Vref,US, Vref,UT, Vref,VR, Vref,VS, Vref,VT, Vref,WR, Vref,WS, Vref,WT) 와 상기 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 사이의 차이가 상기 제어 회로 (3) 에 공급되어 제어 신호 (S1) 를 형성하고,
모든 페이즈 모듈 (1) 들에 대하여, 공통 제 1 계산 유닛 (4) 이 제공되어, 상기 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 로부터, 상기 인덕터 (LUR, LUS, LUT; LVR, LVS, LVT; LWR, LWS, LWT) 상의 전압 신호 (VLUR, VLUS, VLUT, VLVR, VLVS, VLVT, VLWR, VLWS, VLWT) 를 형성하고,
모든 페이즈 모듈 (1) 들에 대하여, 공통 제 2 계산 유닛이 제공되어, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PU, PV, PW) 으로부터, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력의 평균값 () 또는 순시값 (PR, PS, PT) 으로부터, 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (U, V, W) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PUVWM) 들의 또는 순시값 (PUVW) 들의 합계로부터, 그리고 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈들 (R, S, T) 의 페이즈 전력들의 평균값 (PRSTM) 들의 또는 순시값 (PRST) 들의 합계로부터, 상기 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 디바이스. - 제 5 항에 있어서,
상기 공통 제 2 계산 유닛은, 부가적으로 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 로부터 상기 페이즈 모듈 (1) 을 통한 전류 (iUR, iUS, iUT; iVR, iVS, iVT; iWR, iWS, iWT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (iref,UR, iref,US, iref,UT, iref,VR, iref,VS, iref,VT, iref,WR, iref,WS, iref,WT) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 디바이스. - 제 6 항에 있어서,
모든 페이즈 모듈 (1) 들에 대하여, 공통 제 3 계산 유닛 (6) 이 제공되어, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,U, Iref,V, Iref,W) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전압 (uU, uV, uW) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,U, Vref,V, Vref,W) 로부터 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 순시값을 형성하고, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Iref,R, Iref,S, Iref,T) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전압 (uR, uS, uT) 에 관련한 레퍼런스 신호 (Vref,R, Vref,S, Vref,T) 로부터 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 순시값을 형성하는 것을 특징으로 하는 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 디바이스. - 제 6 항에 있어서,
모든 페이즈 모듈 (1) 들에 대해, 공통 제 3 계산 유닛 (6) 이 제공되어, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전류 (iU, iV, iW) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전압 (uU, uV, uW) 으로부터 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 1 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (U, V, W) 의 페이즈 전력 (PU, PV, PW) 의 순시값을 형성하고, 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전류 (iR, iS, iT) 로부터 그리고 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전압 (uR, uS, uT) 으로부터 상기 페이즈 모듈 (1) 에 접속된 상기 제 2 전류 시스템 또는 전압 시스템의 페이즈 (R, S, T) 의 페이즈 전력 (PR, PS, PT) 의 순시값을 형성하는 것을 특징으로 하는 직접 컨버터 회로의 동작 방법을 수행하기 위한 디바이스.
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