MX2013013542A - Dispositivo de ajuste de tension. - Google Patents

Dispositivo de ajuste de tension.

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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de ajuste de tensión con al menos una salida de tensión (34) de varias etapas, al menos una unidad de convertidor (30), que presenta al menos una primera unidad de potencia (46), que forma al menos una parte de una rama de convertidor (32), y una unidad de control (44), que controla la primera unidad de potencia (46) para poner a disposición una tensión de rama (Uz) según una primera estructura de etapas de tensión (S1). Para poner a disposición un dispositivo de ajuste de tensión genérico, en el que puedan generarse etapas de tensiones de salida no uniformes en una ejecución especialmente sencilla desde el punto de vista constructivo se propone que la unidad de convertidor (30) comprenda al menos una segunda unidad de potencia (48), que forma con la primera unidad de potencia (46) la rama de convertidor (32) y que presenta una grupo de módulos (36.x), que presentan respectivamente al menos un acumulador de energía (38), un grupo de conmutadores (VB) y una salida de módulo (40), y que la unidad de control (44) esté prevista en al menos un modo de control para controlar al menos el grupo de módulos (36.x) para poner a disposición la tensión de rama (Uz) en cooperación con la primera unidad de potencia (46) según una segunda estructura de etapas de tensión (82) más fina en comparación con la primera estructura de etapas de tensión (S1).

Description

DISPOSITIVO DE AJUSTE DE TENSIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un dispositivo de ajuste de tensión con al menos una salida de tensión de varias etapas, al menos una unidad de convertidor, que presenta al menos una primera unidad de potencia, que forma al menos una parte de una rama de convertidor, y una unidad de control, que controla la primera unidad de potencia para poner a disposición una tensión de rama según una primera estructura de etapas de tensión.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los dispositivos de ajuste de tensión con una salida de tensión de varias etapas, denominada también salida con tensiones multipunto, de este tipo se conocen, en particular, en la forma de cicloconvertidores modulares. En esta realización se pone a disposición una estructura de etapas de tensión, en la que las etapas de tensión son idénticas o los niveles de tensión disponibles son equidistantes. Esto corresponde a una estructura de etapas de tensión con etapas de tensión "uniformes". En las realizaciones modulares de este tipo, en una rama de convertidor todos los módulos presentan una estructura idéntica. Un convertidor de este tipo se da a conocer, por ejemplo, en el documento DE 197 21 450 Cl.
En los dispositivos de ajuste de tensión con tensiones de salida de varias etapas puede reducirse claramente el coeficiente de distorsión no lineal de la salida de tensión, cuando las amplitudes de las tensiones de etapa se distribuyen de forma no uniforme o cuando son distintos los niveles de tensión en relación con las tensiones de salida uniformes arriba mencionadas. Los convertidores que generan tensiones multipunto con tensiones de etapa "no uniformes" de este tipo, se conocen en la bibliografía anglófona también como "asymmetric multilevel converter".
Para generar tensiones de salida no uniformes ya se ha propuesto generar, partiendo de una unidad de potencia principal, las tensiones de salida de varias etapas con convertidores adicionales, separados, cuya topología difiere de la topología de la unidad de potencia principal. Esto está descrito p.ej. en "Asymmetric multilevel converter for high resolution voltage phasor generation", Rufer, A. y Veenstra, M . , EPE'99, Lausanne (1999). El inconveniente de esta solución está en la interfaz adicional y en los costes para la realización de redundancias.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención tiene el objetivo de poner a disposición un dispositivo de ajuste de tensión genérico, en el que puedan generarse etapas de tensiones de salida no uniformes en una ejecución especialmente sencilla desde el punto de vista constructivo .
Para ello se propone que la unidad de convertidor comprenda al menos una segunda unidad de potencia, que forma con la primera unidad de potencia la rama de convertidor y que presenta una grupo de módulos, que presentan respectivamente al menos un acumulador de energía, un grupo de conmutadores y una salida de módulo, estando prevista la unidad de control en al menos un modo de control para controlar al menos el grupo de módulos para poner a disposición la tensión de rama en cooperación con la primera unidad de potencia según una segunda estructura de etapas de tensión más fina en comparación con la primera estructura de etapas de tensión. Gracias a la combinación de características propuesta, pueden ponerse a disposición etapas de tensiones de salida no uniformes con una estructura especialmente sencilla de la unidad de convertidor. Con la puesta a disposición de una estructura de etapas de tensión más fina en comparación con la primera estructura de etapas de tensión pueden generarse para la tensión de rama etapas de tensión que están dispuestas entre las etapas de tensión adyacentes de la primera estructura de etapas de tensión. Gracias a la combinación de estructuras de etapas de tensión asignadas a las unidades de potencia, que se forman gracias a la cooperación de las unidades de potencia, pueden generarse etapas de tensión no uniformes para la tensión de rama y, por lo tanto, para la salida de tensión del dispositivo de ajuste de tensión a la que contribuye la tensión de rama.
Por un "grupo de conmutadores" se entiende en particular un grupo de elementos de conmutación, como en particular conmutadores semiconductores, p.ej. en. forma de transistores IGBT. La polaridad o el signo de una tensión de salida de módulo puede ser ajustada por la unidad de control mediante el control del grupo de conmutadores del módulo correspondiente. Los grupos de conmutadores presentan de forma recomendable respectivamente un primer estado de conmutación, que provoca una carga del acumulador de energía, un segundo estado de conmutación, que provoca una descarga del acumulador de energía y al menos un tercer estado de conmutación, en el que el módulo está puesto en cortocircuito en la salida del módulo, no cont ibuyendo la tensión del acumulador de energía del módulo a la tensión de rama. Por "previsto" se entenderá en lo sucesivo, en particular, especialmente concebido, realizado, configurado, provisto y/o programado .
En particular, la invención es adecuada para la aplicación en medias y/o altas tensiones. El dispositivo de ajuste de tensión puede estar dispuesto, por ejemplo, en un vehículo sobre carriles, en el que una tensión eléctrica recibida de una linea de una red de ferrocarriles para el suministro de energía a al menos el componente de accionamiento, del vehículo se transforma en al menos una propiedad. La tensión en la entrada del dispositivo de ajuste de tensión presenta aquí una amplitud o frecuencia típica para un suministro de energía de una red de ferrocarriles.
En este contexto, el dispositivo de ajuste de tensión propuesto puede aplicarse de forma ventajosa para la compensación de corrientes parásitas en el servicio del vehículo sobre carriles con una corriente continua (servicio CC) . El dispositivo de ajuste de tensión puede formar aquí parte de un convertidor de media tensión, que típicamente no se usa en un servicio CC.
De este modo puede renunciarse a los componentes de filtro grandes y pesados usados habitualmente para la compensación de corrientes parásitas y puede evitarse una adaptación o reconfiguración costosa de un convertidor de media tensión existente para la aplicación como compensador de corrientes parásitas, si éste está configurado según la invención .
El dispositivo de ajuste de tensión puede usarse, además, en una transmisión de corriente continua de alta tensión (HVDC). Aquí está concebido para tensiones de entrada que presentan preferiblemente un valor superior a 100 kV.
En una configuración preferible de la invención se propone que- la primera estructura de etapas de tensión presente etapas de tensión uniformes. De este modo pueden usarse topologías convencionales, al menos para la primera unidad de potencia.
Para la realización de la primera unidad de potencia, el experto puede concebir topologías que le parecen razonables. Para conseguir una interfaz especialmente sencilla entre las unidades de potencia, se propone, no obstante, en una realización ventajosa de la invención que la primera unidad de potencia presente un juego de módulos. De este modo, la unidad de convertidor en conjunto puede presentar una topología modular.
Estos módulos de la primera unidad de potencia presentan preferiblemente al menos un acumulador de energía, un grupo de conmutadores y una salida de módulo.
La estructura de la unidad de convertidor puede simplificarse en este contexto más, si la primera unidad de potencia y la segunda unidad de potencia presentan módulos idénticos. De este modo puede conseguirse, además, de forma especialmente sencilla una redundancia ventajosa en caso de un error.
En esta realización, al menos un, módulo de la primera unidad de potencia, o al menos un subgrupo de módulos de la primera unidad de potencia, y al menos un módulo de la segunda unidad de potencia, o al menos un subgrupo de módulos de la segunda unidad de potencia, presentan una estructura idéntica. En una realización especialmente ventajosa, los módulos de la primera y segunda unidad de potencia tienen una estructura idéntica. Esta realización propuesta presenta la ventaja de que puede usarse una estructura de convertidor modular existente, convencional con módulos idénticos gracias a la realización propuesta de la unidad de control para generar etapas de tensiones de salida no uniformes, subdividiéndose un uego existente de módulos idénticos de una rama de convertidor en al menos dos subgrupos, que presentan respectivamente la función de la primera o de la segunda unidad de potencia. La unidad de control controlará aquí en el modo de control los módulos de estos subgrupos recomendablemente de forma diferenciada. Como alternativa, una estructura de convertidor existente, con un juego de módulos existente puede ser adaptada con poco esfuerzo añadiéndose otros módulos idénticos al juego existente. En el caso indicado en último lugar, es posible que no sea necesaria una interfaz costosa para los módulos añadidos. En un caso de error, un módulo a elegir libremente de la rama de convertidor puede asumir la función de un módulo que ha fallado.
La estructura de dos módulos es "idéntica" si preferiblemente al menos los grupos de conmutadores correspondientes de los módulos presentan una topología idéntica. Los acumuladores de energía correspondientes pueden presentar además propiedades físicas idénticas.
En esta realización de la unidad de convertidor como unidad de convertidor modular pueden reducirse, por lo tanto, con pocos costes adicionales un múltiplo las amplitudes de las tensiones de etapa manteniéndose las propiedades modulares del convertidor o pueden generarse etapas de tensión no uniformes con un número de etapas claramente más elevado. Además, pueden mantenerse las propiedades de redundancia ventajosas del convertidor modular.
Además, puede conseguirse una flexibilidad ventajosa, si la unidad de control está prevista para cambiar la asignación de al menos un módulo de la rama de convertidor a la primera o la segunda unidad de potencia. Esta asignación puede adaptarse en particular a las condiciones de servicio, como p.ej. las temperaturas individuales de los componentes de potencia de las unidades de potencia. Por lo tanto, puede evitarse un calentamiento no deseado de los componentes de potencia.
Según una realización preferible se propone que los módulos, preferiblemente todos los módulos, al menos de la segunda unidad de potencia, estén previstos respectivamente para la generación de una tensión de salida de módulo bipolar, por lo que puede conseguirse una gran flexibilidad en el control de estos módulos.
En otra realización se propone que al menos un grupo de conmutadores esté realizado como conexión puente, por lo que puede conseguirse una estructura especialmente sencilla desde el punto de vista constructivo de la unidad de convertidor. Gracias al uso de conexiones puente, la invención, que en particular es adecuada para unidades de convertidor como cicloconvertidores puede aplicarse, además, en convertidores indirectos modulares. Aquí, las etapas de tensión no uniformes pueden generarse con ayuda de módulos de puente completo .
Cuando la primera unidad de potencia presenta, como se ha propuesto anteriormente, un juego de módulos, la primera unidad de potencia, a diferencia de la segunda unidad de potencia, puede estar realizada con grupos de conmutadores -de conexiones de medio puente. No obstante, por los costes más reducidos y mejores rendimientos, también es posible una dotación mixta ventajosa en la primera, unidad de potencia de módulos con grupos de conmutadores de conexiones de medio puente y de puente completo.
Según una realización ventajosa del modo de control respecto a la topología propuesta de la segunda unidad de potencia, en el modo de control se genera la tensión de rama según un valor teórico de tensión de rama que ha de ser alcanzado mediante un procedimiento de modulación, contribuyendo durante un período de modulación la primera unidad de potencia a una parte del valor teórico de la tensión de rama según la primera estructura de etapas de tensión y generando los módulos de la segunda unidad de potencia la diferencia de la parte del valor teórico de la tensión de rama mediante modulación.
Si la primera unidad de potencia presenta al igual que la segunda unidad de potencia un juego de módulos, en este contexto se propone además que la unidad de control determine en función del valor teórico de la tensión de rama y según la primera estructura de etapas de tensión los módulos de la primera unidad de potencia que contribuyen a la tensión de rama durante el período de modulación. Los módulos dado el caso restantes de la primera unidad de potencia preferiblemente no contribuyen a la tensión de rama, poniéndose recomendablemente en cortocircuito durante el periodo de modulación en la salida de módulo. Para la realización de la unidad de control, para el control de la primera unidad de potencia, están disponibles procedimientos convencionales, que están adaptados en particular al control de convertidores modulares, en particular procedimientos para la generación de tensiones de etapa uniformes. Según un procedimiento conocido, se acopla en particular la polaridad o el signo de las tensiones de salida de módulo de los módulos que contribuyen de la primera unidad de potencia al valor teórico de la tensión de rama, conectándose adicionalmente las tensiones de los acumuladores de energía de los módulos que contribuyen de la primera unidad de potencia con la misma polaridad que la polaridad de la tensión teórica de la rama. Durante el período de modulación permanece conectada preferiblemente de forma permanente al menos una mayor parte de los módulos que contribuyen de la primera unidad de potencia, participando al menos un módulo de la primera unidad de potencia en el procedimiento de modulación con módulos de la segunda unidad de potencia.
En una realización preferible de la invención, la unidad de control determina según la segunda estructura de etapas de tensión una combinación de tensiones de salida de módulo de la segunda unidad de potencia para el período de modulación, no dependiendo la polaridad de las tensiones de salida de módulo individuales durante el periodo de modulación del valor teórico de la tensión de rama. De este modo pueden regularse de forma óptima las tensiones de salida de módulo de los módulos de la segunda unidad de potencia, a pesar del valor de energía reducido de los acumuladores de energía de la segunda unidad de potencia. En particular, puede determinarse para cada módulo de la segunda unidad de potencia independientemente del estado de servicio de todos los demás módulos si en el 'período de modulación el acumulador de energía correspondiente debe cargarse o descargarse mediante la corriente de rama. Por lo tanto, a diferencia del procedimiento arriba indicado con la primera unidad de potencia, la polaridad de las tensiones de salida de módulo de la segunda unidad de potencia, desacoplada del valor teórico de la tensión de rama, puede ser controlada libremente por la unidad de control. Esto permite una aproximación especialmente precisa al valor teórico de la tensión de rama mediante etapas de la segunda estructura de etapas de tensión.
Además, se propone que los acumuladores de energía de la segunda unidad de potencia presenten distintas tensiones durante el período de modulación. Por lo tanto, mediante una combinación de las tensiones de salida de módulo en la segunda unidad de potencia puede conseguirse una estructura de etapas de tensión especialmente fina.
Si la primera unidad de potencia presenta un juego de módulos, en este contexto puede conseguirse una estructura de etapas de tensión especialmente ventajosa, si durante el período de modulación presenta al menos un módulo de la primera unidad de potencia una amplitud de tensión de acumulador de energía que es inferior o igual a la amplitud de tensión de acumulador de energía máxima doble de la segunda unidad de potencia. Por "amplitud" de una tensión V se entenderá en particular el valor |V| . Este al menos un módulo de la primera unidad de potencia puede recibir su energía de los demás módulos de la primera unidad de potencia y/o de un dispositivo de suministro de energía separado.
En otra realización ventajosa de la invención se propone que para la generación de la tensión de rama según el valor teórico de la tensión de rama se determinen dos etapas de tensión más próximas al valor teórico de la tensión y que una promediación en el tiempo de las etapas de tensión reproduzca el valor teórico de la tensión de rama mediante una sincronización de flancos por PWM durante el periodo de modulación. De este modo puede al menos reducirse, en particular impedirse, la participación de otras tensiones de etapa no deseadas en la promediación.
Además, se propone que los acumuladores de energía estén realizados como condensadores acumuladores, por lo que pueden usarse estructuras hardware convencionales, habituales para la unidad de convertidor.
Según una variante de la invención se propone que pueda conectarse y desconectarse el modo de control, por lo que puede conseguirse una gran flexibilidad en la aplicación del dispositivo de ajuste de tensión. Si la primera estructura de etapas de tensión presenta etapas de tensión uniformes, puede conseguirse la posibilidad de un cambio entre la generación de tensiones multipunto uniformes y no uniformes en función de las condiciones de servicio (p.ej. servicio normal, servicio en redundancia o servicio normal en otras condiciones de servicio o requisitos más estrictos).
La invención parte, además, de un procedimiento para la puesta a disposición de una tensión eléctrica mediante un dispositivo de ajuste de tensión, que presenta al menos una salida de tensión de varias etapas, en el que una primera unidad de potencia, que forma al menos una parte de una rama de convertidor, se controla para la puesta a disposición de una tensión de rama según una primera estructura de etapas de tensión .
Se propone que se controle al menos una segunda unidad de potencia, que forma con la primera unidad de potencia la rama de convertidor y que comprende un grupo de módulos, que presentan respectivamente al menos un acumulador de energía, un grupo de conmutadores y una salida de módulo, siendo controlado al menos el grupo de módulos para la puesta a disposición de la tensión de rama en cooperación con la, primera unidad de potencia según una segunda estructura de etapas de tensión más fina en comparación con la primera estructura de etapas de tensión. Gracias la combinación de características propuesta, pueden ponerse a disposición etapas de tensiones de salida no .uniformes con una estructura especialmente sencilla de la unidad de convertidor. Con la puesta a disposición de una estructura de etapas de tensión más fina en comparación con la primera estructura de etapas de tensión pueden generarse para la tensión de rama etapas de tensión que están dispuestas entre las etapas de tensión adyacentes de la primera estructura de etapas de tensión. Gracias a la combinación de las estructuras de etapas de tensión que se generan gracias a la cooperación de las unidades de potencia, que están asignadas a las unidades de potencia, pueden generarse etapas de tensión no uniformes para la tensión de rama y, por lo, tanto, para la salida de tensión del dispositivo de ajuste de tensión a la que contribuye la tensión de rama.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Con ayuda de las Figuras se explicará un ejemplo de realización de la invención. Muestran: La Figura 1 una unidad de accionamiento para un vehículo sobre carriles con un dispositivo de ajuste de tensión según la invención; la Figura 2 una vista detallada de una rama de convertidor del dispositivo de ajuste de tensión y de un módulo que forma esta rama de convertidor; la Figura 3 una unidad de convertidor del dispositivo de ajuste de tensión y una unidad de control; la Figura 4 un procedimiento de la unidad de control según un primer modo de control; la Figura 5 una división de la rama de convertidor de la figura 2 en dos unidades de potencia y la Figura 6 una estructura de etapas de tensión de la rama de convertidor de la figura 5.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra en una vista esguemática una unidad de accionamiento 10 para un vehículo sobre carriles. En esta vista se ven una catenaria 12, una inductancia LN, un carril 14, que está en contacto con una rueda 16 del vehículo sobre carriles, un dispositivo de ajuste de tensión 18, un transformador de frecuencia media 20, un rectificador 22, un circuito intermedio 24, un convertidor de frecuencias 26 para la generación de una corriente trifásica de accionamiento, que se suministra a una unidad de motor 28 asincrono. La tensión conducida por la catenaria puede presentar p.ej. los valores 15 kV/16,7 Hz o 25 kV/50 Hz. Además, están representadas las diferencias de potencial de los componentes LN y 18 arriba indicados, conectados entre la catenaria 12 y el transformador de frecuencia media 20.
El dispositivo de ajuste de tensión 18 presenta una unidad de convertidor 30, que comprende cuatro ramas de convertidor 32 y una salida de tensión 34. En el ejemplo de realización descrito, la unidad de convertidor 30 está realizada como unidad de convertidor modular, concretamente en particular con cuatro ramas de convertidor 32 idénticas.
La figura 2 representa la realización de las ramas de convertidor 32. La rama de convertidor 32 comprende un juego 33 de NSM módulos 36.1 a 36.NSM, que están conectados en un montaje en cascada.
Los módulos 36 presentan respectivamente un grupo de conmutadores VB, que se muestra en una vista detallada al lado derecho de la representación de la rama de convertidor 32. Además, los módulos 36 comprenden respectivamente un acumulador de energía 38, que está realizado por ejemplo como condensador acumulador, y una salida de módulo 40. Las tensiones de los acumuladores de energía o las tensiones de los condensadores acumuladores son designadas con USCj , siendo j=l...NSM. Las salidas de módulo 40 presentan respectivamente una tensión de salida de módulo designada con uSMj .
Además, delante del montaje en cascada de módulos 36 está conectada de forma opcional una inductancia Lz, que en casos individuales puede ser integrada de forma ventajosa en la rama de convertidor 32 para una regulación selectiva de la corriente de rama iz.
La combinación de las tensiones de salida de módulo uSMi o la suma de éstas corresponde a la tensión de rama uz.
Como ya se ha mencionado anteriormente, la estructura de los grupos de conmutadores VB está representada más detalladamente en la representación en el lado derecho de la figura 2. El grupo de conmutadores VB corresponde a una disposición de conmutadores semiconductores 42, que en el. ejemplo de realización descrito está realizado como conexión de puente completo. En la realización descrita, los módulos 36 del juego 33 presentan una estructura idéntica.
La figura 3 muestra la unidad de convertidor 30 con la disposición de las ramas de convertidor 32 y los bornes A0, B0, Al, Bl de la salida de tensión 34. La unidad de convertidor 30 está realizada como cicloconvertidor modular monofásico, que presenta cuatro ramas de convertidor 32 idénticas, como ya se ha explicado anteriormente. Cada rama de convertidor 32 es un bipolo, que aplica en sus bornes de conexión una tensión uzx bipolar de varias etapas, siendo x = 1...4.
Para el control de las cuatro tensiones de rama uzl..uz4, está prevista una unidad de control 44, que está en comunicación activa con las ramas de convertidor 32, concretamente en particular con los grupos de conmutadores VB de los módulos 36.1. Gracias al control de las cuatro tensiones de rama uzl..uz4 según las ecuaciones (1) y (2) pueden controlarse a libre elección las tensiones de los bornes uO y ul de la unidad de convertidor 30. Para que la conexión pueda aplicar estas dos tensiones sin restricciones, la ecuación (3) tiene que cumplirse en cada momento. uZl = uZ4 = (uO - ul) / 2 (1) uZ2 = uZ3 =¦ (uO + ul) / 2 (2) üzx >= (ü3 + ül) / 2 (3) Mediante una regulación de las tensiones de rama según las ecuaciones (1) y (2) se garantiza que las corrientes de los bornes izi se distribuyen uniformemente entre las ramas de convertidor 32.
En primer lugar, se explicará un primer modo de control de la unidad de control 44.
En este modo de control, la unidad de convertidor 30 genera en sus bornes tensiones de salida de varias etapas con un nivel de etapa aproximadamente constante. Estas tensiones de salida se denominan también tensiones de salida con "etapas de tensión uniformes".
El número de etapas de tensión (N) unipolares máximo posible en sus bornes de salida puede distribuirse a libre elección entre los dos sistemas de tensión uO y ul . Para ellos, de forma análoga a la ecuación (3) es válida la siguiente condición: NO + NI = 1 NSM + 2 (4) correspondiendo NO al número de las etapas de tensión entre los bornes A0 y B0 y NI al número de las etapas de tensión entre los bornes Al y Bl .
Para el control de los módulos 36 para la generación de tensiones de salida de varias etapas según una primera estructura de etapas de tensión con etapas de tensión uniformes se conocen procedimientos del estado de la técnica. En función de una pluralidad de condiciones supletorias en el servicio pueden ser recomendables distintos procedimientos de control para la generación de las tensiones de salida del convertidor. A continuación, se presentará un procedimiento de modulación por ancho de pulsos sencillo y robusto, que se denominará en lo sucesivo "procedimiento estándar" para la generación de las tensiones de rama uzx. El procedimiento de modulación por ancho de pulsos aquí presentado es sumamente robusto y puede implementarse con poco esfuerzo en un control de convertidor como la unidad de control 44.
Las características principales del procedimiento estándar son las siguientes: - Las tensiones de rama uzx son predeterminadas por la unidad de control 44 como valores teóricos de la tensión de rama UZteórico y se generan con ayuda de un procedimiento PWM (modulación por ancho de pulsos), de modo que para cada período de PWM la tensión de rama uzx de la que se ha sacado el promedio corresponde al valor teórico de la tensión de rama UZteórico; - según la rama de convertidor 32 y el período de PWM hay sólo un módulo 36, cuyo grado de modulación (a) tiene un valor a elegir libremente entre 0 y 1. Todos los demás módulos 36 de la rama 32 o están puestos en cortocircuito en el lado de la tensión alterna durante todo el período de PWM (a=0) o sus tensiones de los acumuladores de energía USCj están conectadas adicionalmente con la misma polaridad que la polaridad de la tensión teórica de la rama (| a | = 1); - para cada módulo 36 se compara el grado de modulación del módulo a determinado por la unidad de control 44 con una señal de portadora central, que es idéntica para todos los módulos 36 de la unidad de convertidor 30, - p.ej. una señal triangular o en diente de sierra, usándose la comparación como base para la generación de los comandos de conmutación PWM de cada módulo 36; todos los grados de modulación de módulos a se calculan según el diagrama de flujo representado en la figura 4. En este algoritmo de cálculo se determinan en cada periodo de PWM todas las tensiones de los condensadores acumuladores USCj de la unidad de convertidor 30 y se transmiten a la unidad de control 44.
A continuación, tiene lugar en cada rama de convertidor 32 una clasificación de todos los módulos 36 según el valor de las tensiones de los condensadores acumuladores USCi . En función del modo de servicio de cada rama 32 en el periodo de PWM posterior, la rama 32 recibe o suministra energía, tomándose el promedio durante el período, se usan justo el número de módulos 36 necesario en cada momento para la generación de la tensión de rama UZteórico predeterminada por la unidad de control 44. El módulo 36 elegido en ' 'último lugar de una rama 32 asume la función de adaptar la tensión de rama uZx de tal modo mediante modulación por ancho de pulsos que coincidan el valor teórico y el valor real. Los módulos 36 restantes de la rama 32 permanecen durante todo el período de PWM en un solo estado de conmutación.
La figura muestra un diagrama de flujo del procedimiento estándar para el cálculo de los comandos de conmutación PWM de todas las ramas de convertidor 32.
Según este procedimiento estándar se realizan las siguientes etapas: S10: lectura de todas las tensiones de los condensadores acumuladores USCj en el período nPWM; - S12: clasificación de todas las tensiones de los condensadores acumuladores USCj según la rama 32 según el índice de valores k; - S14: cálculo de las tensiones y corrientes teóricas (UZteórico, IZteórico) de todas las ramas 32 mediante la ' unidad de control 44 para el siguiente período de PWM nPWM + i; - S15: determinación de los grados de modulación de todos los módulos 36 de una rama de convertidor 32.
La elección de la etapa S16 o S20 se realiza en función del valor PZteórico (nPWM + 1). En caso de que la rama de convertidor 32 correspondiente deba suministrar energía durante el período de modulación nPWM siguiente, es válido PZteórico (nPWM + 1) < 0. En caso de que la rama de convertidor 32 deba recibir energía o deba mantener constante su valor de energía, se cumple PZteórico (nPWM + 1) > 0 o PZteórico (nPWM + 1) = 0.
- S16: generación de la tensión de rama PWM con la tensión de condensador acumulador USCj r más elevada; - S18: los grados de modulación de una rama 32 están previstos para el período de PWM nPWM + 1; o - S20: generación de la tensión de rama PWM con la USCj más pequeña; - S22: los grados de modulación de una rama 32 están previstos para el periodo PWM nPWM + 1; - S24: transmisión de los grados de modulación de cada rama a la unidad de control 44 central para el período nPWM + 1; - S26: comienzo del período de PWM nPWM + 1 (de forma sincronizada para todas las ramas de convertidor) y se incrementa el número de períodos nPWM: nPWM : = nPWM + 1.
En la figura 4 se usa la siguiente convención de índices: j : índice de marcha para los módulos 36 de una rama 32; k : índice de marcha para los módulos 36 clasificados según la tensión de los condensadores acumuladores USCj (k=0 para el módulo con la tensión más baja de la rama y k=NSM para el módulo con la tensión más elevada de la rama ) ; j (k) : índice de los módulos 36 de una rama 32 según la clasificación según el índice k; nPWM : índice del período de PWM actualmente e ecutado nPWM + 1 : índice del período de PWM siguiente Ahora se explicará un segundo modo de control de la unidad de control 44. El segundo modo de control sirve para la generación de una tensión multipunto de cada rama de convertidor 32 con tensiones de etapa no uniformes.
El segundo modo de control aquí propuesto está basado en las siguientes consideraciones generales.
El número de módulos 36 del cicloconvertidor modular con una tensión multipunto de tensiones de etapa uniformes está definido con la ecuación (4). Si se amplía el número de los módulos 36 (NSM) añadiéndose NPWM módulos 36 de construcción idéntica por rama 32 para la generación de una tensión de salida modulada en ancho de pulso con tensiones de etapa no uniformes, el número efectivo de etapas de tensión del cicloconvertidor modular aumenta ,al valor indicado a continuación : NO + NI = 2 NPWM (2NSM) + 2 (5) La tensión de salida máxima de la unidad de convertidor 30 se mantiene constante a pesar del aumento del número total de los módulos 36 por rama 32, · porque los NPWM módulos adicionales, que se usan para la generación de la modulación por ancho de pulsos, no contribuyen a un aumento de ésta. La tensión de rama máxima puede generarse teóricamente sin los NPWM módulos adicionales. Esto se consigue porque la suma de todas las tensiones de los acumuladores de energía de los módulos 36 de la primera unidad de potencia 46 es mayor o igual a la tensión de rama máxima. Esto pone a disposición un grado de libertad mediante el cual pueden regularse las tensiones de salida de módulo de los módulos 36 " adicionales independientemente del valor teórico de la tensión de rama UZteorico por la unidad de control 44, como se explicará más adelante. Gracias a este grado de libertad, existe la posibilidad para la regulación óptima de las tensiones de los acumuladores de energía de los módulos 36 adicionales con una capacidad de acumulador de energía limitada de los acumuladores de energía 38.
Al comparar las ecuaciones (4) y (5) se ve que ya con un módulo 36 adicional por rama 32 ' se duplica el número de etapas efectivo de la tensión de salida.
Correspondientemente, las oscilaciones armónicas de la corriente en la carga se reducen el mismo factor.
Este procedimiento es una modulación por ancho de pulsos con tensión de etapa no uniforme con el factor de simetría parcial de 2 (multiplicación del número de etapas por 2NPWM) .
Para la realización del segundo modo de control son concebibles al menos dos variantes de realización.
En una primera variante de realización, en una unidad de convertidor existente, que está prevista, p.ej . como la unidad de convertidor 30, para la generación de una tensión multipunto con etapas de tensión uniformes según un procedimiento del estado de la técnica, como ya se ha mencionado anteriormente, puede aumentarse el número de módulos 36 por rama 32 añadiéndose NPWM módulos.
En una segunda variante de realización, en la unidad de convertidor 30 puede elegirse en el juego 33 existente de NSM módulos 36 un subgrupo de NPWM módulos que están asignados al segundo modo de control descrito a continuación, mientras que los módulos 36 que permanecen en el juego 33 se asignan siempre a un procedimiento convencional, en particular al procedimiento estándar. El modo de control descrito a continuación puede realizarse, por lo tanto, con la estructura ya anteriormente presentada de la unidad de convertidor 30 como cicloconvertidor modular a partir de módulos 36 idénticos.
En las dos realizaciones, al llevar a cabo el segundo modo de control, hay en cada rama de convertidor 32 una división del juego 33 de módulos 36 en dos unidades de potencia, asignándose una unidad de potencia de NPWM módulos a la realización del segundo modo de control (denominado en lo sucesivo "segunda unidad de potencia") y asignándose una unidad de potencia con los módulos restantes a la realización principal del primer modo de control (p.ej. del procedimiento estándar) (denominada en lo sucesivo "primera unidad de potencia" ) .
Los módulos 36 de la segunda unidad de potencia 48, que se usan para la generación de tensiones de etapa no uniformes mediante modulación por ancho de pulsos, se denominarán en lo sucesivo también "módulos PWM". Se sigue aquí la siguiente convención de numeración: los módulos 36 de la segunda unidad de potencia 48 se designan mediante un índice "x", siendo x=l... NPWM. Las tensiones de los acumuladores de energía en la segunda unidad de potencia 48 se designan con USC_PWM (x).
La descripción del segundo modo de control propuesto está basada en la segunda variante y se realiza usándose como ejemplo la unidad de convertidor 30 ya anteriormente descrita. En la figura 5 está representada la rama de convertidor 32 de la unidad de convertidor 30, pudiendo verse la distribución arriba indicada de los módulos 36 en la primera unidad de potencia 46 y en la segunda unidad de potencia 48.
El segundo modo de control está basado en una regulación de las tensiones de los acumuladores de energía USCj y las tensiones de salida de módulo uSMj en los módulos 36 de la segunda unidad de potencia 48.
En el procedimiento estándar arriba descrito con modulación por ancho de pulsos, el valor teórico USCteórico de la tensión de los acumuladores de energía es idéntico para todos los acumuladores de energía 38 que participan en el procedimiento estándar. Este valor teórico USCteórico es un valor ideal, teniendo en cuenta el procedimiento estándar desviaciones de los valores individuales USCj de este valor ideal (véase en particular la figura 4).
El valor teórico de la tensión del acumulador de energía de los módulos 36.x, que se usan para la generación de la PWM con tensiones de etapa no uniformes es algunos factores inferio : USCteórico_PWM (x) > USCmáx /2x (6) correspondiendo USCmáx a la tensión máxima del condensador acumulador en la rama 32. Para que los módulos PWM 36.x funcionen de forma segura dentro de unos límites de modulación debería cumplirse la ecuación arriba indicada.
Ahora se explicará la regulación de las tensiones de los condensadores acumuladores USC_PWM (x) de los módulos PWM 36.x.
Para la regulación de las tensiones de los acumuladores de .energía USC_PWM (x) según la ecuación (6), para cada módulo PWM 36.x puede determinarse, independientemente del estado de servicio de todos los demás módulos 36, si en el siguiente período de PWM el acumulador de energía 38 correspondiente debe cargarse o descargarse mediante la corriente de rama Iz. Esto significa gue, independientemente de la tensión sumada a realizar de. todos los módulos PWM 36.x, la regulación de cada módulo 36.x puede elegir libremente la tensión de salida del mismo. Esto se explicará a continuación más detalladamente. Por lo tanto, a pesar del valo-r de energía relativamente bajo del acumulador de energía 38 de los módulos PWM 36.x puede regularse de forma óptima el valor de tensión USC_PWM (x) del mismo. Este se ajusta dentro de los límites máximos de la ecuación (7) indicada más adelante .
Si se tiene en cuenta que, en caso de un dimensionado habitual del convertidor, el cambio máximo de la tensión del acumulador de energía en un período de PWM {ÁU) está situado en el intervalo entre el 5 y el 10 % de la tensión nominal del acumulador de energía, con ayuda de la ecuación (7) puede verse que se consigue un límite razonable desde el punto de vista del servicio con 2 a 3 módulos PWM 36.x por rama 32. Una reducción del coeficiente de distorsión no lineal de las corrientes de salida y de rama aproximadamente por el factor 2NPWM, con NPWM = 1 a 3 ya puede representar una ventaja importante para determinadas aplicaciones.
USC_máx /2x < USC_PWM (x) < USCmáx /2x + 2 Aü (7) con AU = (IZ_máx / CSM) * TP M. Aquí, IZ_máx corresponde a la corriente de rama máxima, TPWM a la duración del período y CSM al valor de capacidad del acumulador de energía 38 realizado como condensador acumulador.
A continuación, se explicará el segundo modo de control respecto a toda la rama de convertidor 32.
En el procedimiento estándar, se elige en función del valor teórico de la tensión de rama UZteórico y las distintas tensiones de los acumuladores de energía USCj un módulo. 36 a elegir libremente de una rama 32 para el ajuste de la tensión de rama uZx mediante modulación por ancho de pulsos: por cada rama de convertidor 32 y período de PWM existe sólo un módulo 36, cuyo grado de modulación (a) tiene un valor a elegir libremente entre 0 y 1. Todos los demás módulos de la rama 32 o están puestos en cortocircuito en el lado de la tensión alterna durante todo el período de PWM (a=0) o sus tensiones de los acumuladores de energía USCj están conectadas adicionalmente con la misma polaridad que la polaridad de la tensión teórica de la rama (| a | = 1); véase arriba y el cálculo de los grados de modulación a de los módulos 36 en la figura 4.
En el procedimiento aquí presentado para la generación de una tensión de salida multipunto con tensiones de etapa no uniformes según el segundo modo de control de la unidad de control 44 se eligen por cada rama 32 fijamente NPWM módulos 36. x, que- generan mediante ' modulación por ancho de pulsos en cada periodo de PWM la diferencia entre el valor teórico de la tensión de rama UZteórico y la tensión sumada de los módulos 36 conectados adicionalmente durante todo el periodo, es decir, los módulos 36 que se hacen funcionar con el grado de modulación |a| = 1.
Con el procedimiento aquí representado puede garantizarse que en cada puno de servicio todos los módulos PWM 36.x que se hacen funcionar para la realización de la PWM con tensiones de etapa no uniformes con una tensión del acumulador de energía USC_PWM (x) reducida, puedan elegir libremente, unos independientemente de los otros, el signo o la polaridad de su tensión de salida de módulo uSMj . Esto es posible sin que por ello resulten restricciones respecto a la tensión de salida o la amplitud mínima de la tensión de etapa .
La elección de la polaridad de las tensiones de salida de módulo uSMj se realiza además independientemente de la polaridad del valor teórico de la tensión de rama UZteórico.
El procedimiento para el control de los módulos PWM 36.x se presenta con ayuda del e emplo de una modulación por ancho de pulsos de una rama 32 con tres submódulos PWM (NPWM=3): · 1. El control de los módulos 36 de la primera unidad de potencia 46 se realiza con una pequeña excepción según el procedimiento estándar. La excepción se refiere al módulo 36 elegido en último lugar según el procedimiento estándar, que debe aplicar con ayuda de la modulación por ancho de pulsos la diferencia al valor teórico de la tensión de rama uZteórico. A diferencia de lo que ocurre en el procedimiento estándar, este submódulo tiene ahora la función de aplicar junto con los módulos PWM 36.x (módulos del segundo subgrupo 48) la diferencia al valor teórico de la tensión de rama uZteórico (esta diferencia corresponde a la diferencia entre el valor teórico de la tensión de rama uZteórico y la tensión sumada de los módulos 36 que contribuyen de la primera unidad de potencia 46, es decir, de los módulos 36, para los que se ha determinado el grado de modulación |a| = 1 mediante el procedimiento estándar) . Para las consideraciones expuestas a continuación, este submódulo obtiene el índice PWM x = 0. 2. Los tres módulos PWM 36.x se regulan de tal modo que sus tensiones de los acumuladores de energía USC_PWM (x) según la ecuación (6) están situadas aproximadamente en 1/2 (x=l), 1/4 (x=2) o 1/8 (x=3) del valor de las tensiones de los acumuladores de energía restantes de la primera unidad de potencia (46), en particular del valor de la tensión del acumulador de energía USC_PWM (x=0) del módulo 36.0. El módulo 36.0 presenta, por consiguiente, una amplitud de tensión de acumulador de energía USC_P M (x=0), que es igual a la amplitud de tensión de acumulador de energía máxima doble USC_PWM (x=l) de la segunda unidad de potencia (48) . Según la ecuación (6), también es posible una amplitud USC_PWM (x=0) que es inferior a la amplitud de tensión de los acumuladores de energía máxima doble de la segunda unidad de potencia .
Las otras características del procedimiento se explicarán a continuación con ayuda de la figura 6. Esta representa la estructura de etapas de tensión que puede ser generada por la unidad de control 44 para la tensión de rama UZ .
En el lado izquierdo, a lo largo del eje, están representadas las tensiones de etapa que pueden generarse mediante los módulos de la primera unidad de potencia 46. Esto corresponde a una primera estructura de etapas de tensión SI con tensiones de etapa uniformes'. En la estructura de etapas de tensión SI, es decir, entre las tensiones de etapa adyacentes de las primeras estructuras de etapas de tensión, en el segundo modo de control puede generarse una estructura de etapas de tensión más fina S2 mediante distintas determinaciones de las tensiones de salida de módulo de la segunda unidad de potencia 48. 3. Con ayuda de los módulos PWM 36.x se generan etapas de tensión 50, que están dispuestas siempre entre etapas de tensión 52, 54 adyacentes de los módulos 36 restantes de la primera unidad de potencia 46. Aquí, siempre es posible que cada etapa de tensión de rama pueda estar realizada de forma desacoplada del signo de las tensiones de salida de los módulos UPWM (x), para x > 1. Esto permite la regulación independiente de las tensiones de los acumuladores de energía USC_PWM (x) de todos los módulos PWM 36.x.
Partiendo del valor teórico de la tensión de rama UZteórico se determina qué etapas de tensión se aproximan más a este valor. En el ejemplo descrito, a una etapa de tensión superior UZPWM_0 corresponde la etapa de tensión 54 y al valor teórico de la tensión de rama UZteórico es posible aproximarse desde abajo mediante una etapa de tensión UZPWM_u inferior. Para esta etapa de tensión según la segunda estructura de etapas de tensión S2 se determinan las polaridades de las tensiones de salida de módulo de los módulos PWM 36.x en la segunda unidad de potencia 48 de la siguiente manera: x=l : -; x=2 : +; x=3: + . Esta determinación de las polaridades se realiza independientemente de la polaridad de la tensión de rama que ha de alcanzarse. 4. El valor teórico de la tensión de rama UZteórico se genera mediante una promediación de las dos etapas de tensión UZPWM_o y UZPWM_u. Para que la tensión teórica de rama UZx sea generada exclusivamente por las dos etapas de tensión adyacentes UZPWM_o y UZPWMJJ mediante modulación por ancho de pulsos, para cada periodo de PWM debe realizarse una conmutación sincronizada de todos los módulos 36.x que participan en la modulación por ancho de pulsos, con x > 0. Las dos etapas de tensión UZPWM_o y UZPWM_u adyacentes a la tensión teórica de rama UZteórico deben ser controladas de tal modo que se cumpla la ecuación (8) : A UZPWM_o + (1-a) UZPWM_u = UZteórico (8) correspondiendo a al grado de modulación de la etapa de tensión UZPWM_o superior.
Además, para garantizar la conmutación sincronizada de todos los módulos 36 entre las dos etapas de tensión UZPWM_o y UZPWM_u debe aplicarse un procedimiento PWM especial con sincronización de flancos: - las señales PWM para la etapa de tensión superior se generan con una tensión en diente de sierra con flanco descendente; - las señales PWM para la etapa de tensión inferior se generan con una tensión en diente de sierre con flanco ascendente; - los módulos que son necesarios para la generación de las dos etapas de tensión se mantienen durante todo el período de PWM en un estado de conmutación.
En el e emplo representado en la figura 6, se conectan según el procedimiento arriba descrito adicionalmente todos los módulos 36 de la primera unidad de potencia 46 de forma permanente para todo el período de PWM; esto incluye también el módulo 36 que en principio participa en la PWM con el índice PWM x=0, puesto que participa en la generación de las dos etapas de tensión UZPWM_o y UZPWM_u. Los módulos 36.x de la segunda unidad de potencia 48 con el índice PWM x=l a 3 participan exclusivamente en la generación de la etapa de tensión inferior UZPWM_u, de modo que su tensión de salida se genera mediante la sincronización de flancos PWM con tensión en diente de sierra ascendente.
La unidad de control 44 presenta, además, la función de definir la asignación de los módulos 36 de la rama de convertidor 32 a la primera o a la segunda unidad de potencia 46, 48. De este modo, esta asignación puede ser cambiada en caso necesario por la unidad de control 44.
La unidad de control 44 puede conectar y desconectar el segundo modo de control. Cuando está desconectado el segundo modo de control, se realiza el primer modo de control con la primera unidad de potencia 46 o con las primeras y segundas unidades de potencia 46, 48 unidas. En este caso, los módulos 36 se controlan según el procedimiento estándar para la generación de etapas de tensión 52, 54 uniformes.

Claims (16)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo de ajuste de tensión con al menos una salida de tensión (34) de varias etapas, al menos una unidad de convertidor (30), que presenta al menos una primera unidad de potencia (46), que forma al menos una parte de una rama de convertidor (32), y una unidad de control (44), que controla la primera unidad de potencia (46) para poner a disposición una tensión de rama (Uz) según una primera estructura de etapas de tensión (SI), caracterizado por que la unidad de convertidor (30) comprende al menos una segunda unidad de potencia (48), que- forma con la primera unidad de potencia (46) la rama de convertidor (32) y que presenta una grupo de módulos (36.x), que presentan respectivamente al menos un acumulador de energía (38), un grupo de conmutadores (VB) y una salida de módulo (40), y porque la unidad de control (44) está prevista en al menos un modo de control para controlar al menos el grupo de módulos (36.x) para poner a disposición la tensión de rama (Uz) en cooperación con la primera unidad de potencia (46) según una segunda estructura de etapas de tensión (S2) más fina en comparación con la primera estructura de etapas de tensión (SI) .
2. - Dispositivo de ajuste de tensión según la reivindicación 1, caracterizado por que la primera estructura de etapas de tensión (SI) presenta etapas de tensión (52, 54) uniformes.
3. - Dispositivo de ajuste de tensión según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la primera unidad de potencia (46) presenta un juego de módulos (36).
4. - Dispositivo de ajuste de tensión según la reivindicación 3, caracterizado por que la primera unidad de potencia (46) y la segunda unidad de potencia (48) presentan módulos (36, 36.x) idénticos.
5.- Dispositivo de ajuste de tensión según la reivindicación 3 o 4, caracterizado por que la unidad de control (44) está prevista para cambiar una asignación de al menos un módulo (36) de la rama de convertidor (32) a la primera o a la segunda unidad de potencia (46, 48) .
6.- Dispositivo de ajuste de tensión según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los módulos (36.x) al menos de la segunda unidad de potencia (48) están previstos respectivamente para la generación de una tensión de salida de módulo (uSMj) bipolar.
7.- Dispositivo de ajuste de tensión según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un grupo de conmutadores (VB) está realizado como conexión puente .
8.- Dispositivo de ajuste de tensión según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el modo de control se genera la tensión de rama (UZ) según un valor teórico de tensión de rama (UZteórico) que ha de ser alcanzado mediante un procedimiento de modulación, contribuyendo durante un periodo de modulación la primera unidad de potencia (46) a una parte del valor teórico de la tensión de rama (UZteórico) según la primera estructura de etapas de tensión (SI) y generando los módulos (36.x) de la segunda unidad de potencia (48) la diferencia de la parte del valor teórico de tensión de rama (UZteórico) mediante modulación .
9. - Dispositivo de ajuste de tensión según las reivindicaciones 3 y 8, caracterizado por que la unidad de control (44) determina en función del valor teórico de la tensión de rama (UZteórico) y según la primera estructura de etapas de tensión (SI) los módulos (36) de la primera unidad de potencia (46) que contribuyen durante el periodo de modulación a la tensión de rama(UZ).
10. - Dispositivo de ajuste de tensión según las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que la unidad de control (44) determina según la segunda estructura de etapas de tensión (S2) una combinación de las tensiones de salida de módulo (USMj ) de la segunda unidad de potencia (48) para el periodo de modulación, no dependiendo la polaridad de las tensiones de salida de módulo individuales (USM ) durante el periodo de modulación del valor teórico de la tensión de rama (UZteórico) .
11. - Dispositivo de ajuste de tensión según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que los acumuladores de energía (38) de la segunda unidad de potencia (48) presentan durante el periodo de modulación distintas tensiones (USC_PWM (x) ) .
12. - Dispositivo de ajuste de tensión según las reivindicaciones 3 y 11, caracterizado por que durante el periodo de modulación presenta al menos un módulo (36.0) de la primera unidad de potencia (46) una amplitud de tensión de acumulador de energía ( USCteórico_PWM ( 0 ) ) que es inferior o igual a la amplitud de tensión de acumulador de energía (USCteórico_PWM (1)) máxima doble de la segunda unidad de potencia (48) .
13. - Dispositivo de ajuste de tensión según una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado por que para la generación de la tensión de rama (Uz) según el valor teórico de la tensión de rama (.UZteórico) se determinan dos etapas de tensión (UZP M_u y UZPWM_o) que son las más próximas al valor teórico de la tensión (UZteórico) y por que una promediación en el tiempo de las etapas de tensión (UZPWM_u, UZPWM_o) reproduce el valor teórico de la tensión de rama (UZteórico) mediante una sincronización de flancos por PWM durante el periodo de modulación.
14. - Dispositivo de ajuste de tensión según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los acumuladores de energía (38) están realizados como condensadores acumuladores .
15. - Dispositivo de ajuste de tensión según- una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el modo de control puede conectarse y desconectarse.
16.- Procedimiento para la puesta a disposición de una tensión eléctrica mediante un dispositivo de ajuste de tensión, que presenta al menos una salida de tensión (34) de varias etapas, en el que - una primera unidad de potencia (46), que forma al menos una parte de una rama de convertidor (32), se controla para la puesta a disposición de una tensión de rama (Uz) según una primera estructura de etapas de tensión (SI), - se controla al menos una segunda unidad de potencia (48), que forma con la primera unidad de potencia la rama de convertidor (32) y que comprende un grupo de módulos (36.x), que presentan respectivamente al menos un acumulador de energía (38), un grupo de conmutadores (VB) y una salida de módulo (40), siendo controlado al menos el grupo de módulos (36.x) para la puesta a disposición de la tensión de rama (UZ) en cooperación con la primera unidad de potencia (46) según una segunda estructura de etapas de tensión (S2) más fina en comparación con la primera estructura de etapas de tensión ( SI ) . RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un dispositivo de ajuste de tensión con al menos una salida de tensión (34) de varias etapas, al menos una unidad de convertidor (30), que presenta al menos una primera unidad de potencia (46), que forma al menos una parte de una rama de convertidor (32), y una unidad de control (44), que controla la primera unidad de potencia (46) para poner a disposición una tensión de rama (Uz) según una primera estructura de etapas de tensión (SI) . Para poner a disposición un dispositivo de ajuste de tensión genérico, en el que puedan generarse etapas de tensiones de salida no uniformes en una ejecución especialmente sencilla desde el punto de vista constructivo se propone que la unidad de convertidor (30) comprenda al menos una segunda unidad de potencia (48), que forma con la primera unidad de potencia (46) la rama de convertidor (32) y que presenta una grupo de módulos (36.x), que presentan respectivamente al menos un acumulador de energía (38), un grupo de conmutadores (VB) y una salida de módulo (40), y que la unidad de control (44) esté prevista en al menos un modo de control para controlar al menos el grupo de módulos (36.x) para poner a disposición la tensión de rama (Uz) en cooperación con la primera unidad de potencia (46) según una segunda estructura de etapas de tensión (S2) más fina en comparación con la primera estructura de etapas de tensión (SI).
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