RU2507671C2 - Способ управления для использования резервирования в случае неисправности многофазного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями энергии - Google Patents

Способ управления для использования резервирования в случае неисправности многофазного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями энергии Download PDF

Info

Publication number
RU2507671C2
RU2507671C2 RU2011108559/07A RU2011108559A RU2507671C2 RU 2507671 C2 RU2507671 C2 RU 2507671C2 RU 2011108559/07 A RU2011108559/07 A RU 2011108559/07A RU 2011108559 A RU2011108559 A RU 2011108559A RU 2507671 C2 RU2507671 C2 RU 2507671C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
branch
valves
subsystem
rectifier
faulty
Prior art date
Application number
RU2011108559/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011108559A (ru
Inventor
Марк ХИЛЛЕР
Дитмар КРУГ
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2011108559A publication Critical patent/RU2011108559A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2507671C2 publication Critical patent/RU2507671C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage

Abstract

Изобретение относится к управлению многофазным выпрямителем переменного тока. Технический результат заключается в усовершенствовании способа управления выпрямителем, чтобы при отказе в выходных цепях не проявлялись составляющие постоянного напряжения. В соответствии с изобретением, подсистемой (10) ветви (Т1,…, Т6) вентилей, соответствующей неисправной ветви (Т1,…, Т6) вентилей, неисправного фазного модуля (100) управляют таким образом, что ее клеммное напряжение (UX21) равно нулю, что, соответственно, одной подсистемой (10) соответствующей этой ветви (Т1,…, Т6) вентилей ветви (Т1,…, Т6) вентилей каждого исправного фазного модуля (100) управляют таким образом, что их клеммные напряжения (UX21) равны нулю. Тем самым получают способ управления для использования резервирования в случае неисправности многофазного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями (9) энергии, причем генерируемые выходные напряжения (UL10, UL20 и UL30) больше не содержат составляющей постоянного напряжения. 12 ил.

Description

Изобретение относится к способу управления многофазным выпрямителем переменного тока с распределенными накопителями энергии согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения.
Из DE 10103031 А1 известен выпрямитель переменного тока с распределенными накопителями энергии. Эквивалентная схема подобного выпрямителя переменного тока более подробно представлена на фиг.1. Согласно этой эквивалентной схеме, данный известный выпрямитель переменного тока имеет три фазных модуля, которые обозначены, соответственно, как 100. Эти фазные модули 100 на стороне постоянного напряжения электропроводно соединены, соответственно, с положительной и отрицательной сборной шиной P0 и N0 постоянного напряжения. Между этими обеими сборными шинами P0 и N0 постоянного напряжения в преобразователе переменного тока с промежуточным контуром напряжения было бы включено последовательное соединение двух конденсаторов С1 и С2, на которых имеет место падение постоянного напряжения Ud. Точка соединения этих обоих последовательно включенных конденсаторов С1 и С2 образует виртуальную среднюю точку (нейтраль) О. Каждый фазный модуль 100, который образует ветвь моста многофазного выпрямителя переменного тока, имеет верхнюю и нижнюю частичную ветвь моста, которая, так как частичные ветви моста представляют соответствующий выпрямительный вентиль многофазного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями энергии, далее называется ветвью Т1 или Т3, или Т5 и Т2, или Т4, или Т6 вентилей. Каждая из этих ветвей Т1-Т6 вентилей имеет некоторое число включенных электрически последовательно двухполюсных подсистем 10. В этой эквивалентной схеме показаны четыре таких подсистемы 10. Однако число подсистем 10 на ветвь Т1, …, Т6 вентилей не ограничено этим представленным числом. Каждая точка соединения двух ветвей Т1 и Т2, или Т3 и Т4, или Т5 и Т6 вентилей фазного модуля 100 образует вывод L1, или L2, или L3 стороны переменного напряжения фазного модуля 100. Так как в этом изображении выпрямитель переменного тока имеет три фазных модуля 100, то к их выводам L1, L2 или L3 стороны переменного напряжения, также называемым нагрузочными выводами, может подключаться трехфазная нагрузка, например двигатель трехфазного тока.
На фиг.2 более подробно показана эквивалентная схема известной формы выполнения двухполюсной подсистемы 10. Схемное устройство по фиг.3 представляет функционально полностью равноценный вариант. Обе формы выполнения двухполюсной подсистемы 10 известны из DE 10103031 А1. Эти известные двухполюсные подсистемы 10 имеют, соответственно, два отключаемых полупроводниковых переключателя 1 и 3, два диода 2 и 4 и униполярный накопительный конденсатор 9. Оба отключаемых полупроводниковых переключателя 1 и 3 соединены электрически последовательно, причем эта схема последовательного соединения включена электрически параллельно накопительному конденсатору 9. С каждым из отключаемых полупроводниковых переключателей 1 и 3 электрически параллельно подключен один из обоих диодов 2 и 4 таким образом, что они по отношению к соответствующим отключаемым полупроводниковым переключателям 1 и 3 включены антипараллельно. Униполярный накопительный конденсатор 9 подсистемы 10 состоит либо из конденсатора, либо из батареи конденсаторов, состоящей из нескольких таких конденсаторов, с результирующей емкостью С0. Точка соединения эмиттера отключаемого полупроводникового переключателя 1 и анода диода 2 образует соединительную клемму Х1 подсистемы 10. Точка соединения эмиттера обоих отключаемых полупроводниковых переключателей 1 и 3 и обоих диодов 2 и 4 образует вторую соединительную клемму Х2 подсистемы 10.
В форме выполнения двухполюсной подсистемы 10 согласно фиг.3 эта точка соединения образует первую соединительную клемму Х1. Точка соединения коллектора отключаемого полупроводникового переключателя 1 и катода диода 2 образует вторую соединительную клемму Х2 подсистемы 10.
В обоих представлениях двух форм выполнения двухполюсной подсистемы 10 в качестве отключаемых полупроводниковых переключателей 1 и 3, как представлено на фиг.2 и 3, применяются биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Также могут применяться полевые транзисторы со структурой металл-оксид-полупроводник (МОП). Кроме того, могут применяться двухоперационные диодные тиристоры (GTO) или коммутируемые тиристоры с интегральным затвором (IGCT).
Согласно DE 10103031 А1, двухполюсные подсистемы 10 каждого фазного модуля 100 выпрямителя переменного тока по фиг.1 могут управляться для переключения в состояние переключения I, II и III. В состоянии переключения I отключаемый полупроводниковый переключатель 1 включен, а отключаемый полупроводниковый переключатель 3 выключен. Тем самым существующее на соединительных клеммах Х1 и Х2 клеммное напряжение Ux21 двухполюсной подсистемы 10 равно нулю. В состоянии переключения II отключаемый полупроводниковый переключатель 1 выключен, а отключаемый полупроводниковый переключатель 3 включен. В этом состоянии переключения II существующее клеммное напряжение Ux21 двухполюсной подсистемы 10 равно конденсаторному напряжению UC, существующему на накопительном конденсаторе 9. В состоянии переключения III оба отключаемых полупроводниковых переключателя 1 и 3 выключены, и существующее на накопительном конденсаторе 9 конденсаторное напряжение UC является постоянным.
Для того чтобы этот выпрямитель переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии согласно фиг.1 мог работать с резервированием, должно гарантироваться, что неисправная подсистема 10 на своих клеммах Х1 и Х2 продолжительно короткозамкнута. Это означает, что клеммное напряжение Ux21 неисправной двухполюсной подсистемы 10 независимо от направления тока через клеммы Х1 и Х2 равно нулю.
Из-за отказа одного из имеющихся в подсистеме 10 отключаемых полупроводниковых переключателей 1 или 3 или относящейся к ним схемы управления корректное функционирование этой подсистемы 10 нарушается. Другими возможными причинами для сбоев функционирования, в числе прочего, являются неисправности в соответствующей схеме управления отключаемых полупроводниковых переключателей, их энергопитании связи и определении измеренных значений. Это означает, что двухполюсная подсистема 10 не может больше надлежащим образом управляться в одном из возможных состояний переключения I, II или III. За счет короткого замыкания подсистемы 10 на ее выводах Х1 и Х2 к этой подсистеме больше не подводится никакая энергия. За счет этого косвенные убытки, такие как перегрев и сгорание при дальнейшей эксплуатации преобразователя переменного тока, надежно исключаются.
Подобное проводящее соединение типа короткого замыкания между соединительными клеммами Х1 и Х2 неисправной двухполюсной подсистемы 10 должно надежным образом и без перегрева отводить по меньшей мере рабочий ток ветви Т1, …, Т6 вентилей фазного модуля 100, в котором находится неисправная двухполюсная подсистема 10. В DE 102005040543 А1 указано, каким образом неисправная двухполюсная подсистема 10 может надежным образом становиться короткозамкнутой. Тем самым, этот известный выпрямитель переменного тока с распределенными накопителями энергии может далее эксплуатироваться с резервированием.
Для последующего пояснения предположим, что накопительные конденсаторы 9 всех двухполюсных подсистем 10 имеют соответствующее одинаковое напряжение UC. Способ для начального установления этого состояния и его поддержания при работе также известен из DE 10103031 А1. На фиг.4 на диаграмме по времени t представлена характеристика изменения разности потенциалов UPL на клемме Р фазного модуля 100 по отношению к сетевому выводу L. На фиг.5 на диаграмме по времени t представлена характеристика разности потенциалов ULN на клемме L фазного модуля 100 по отношению к потенциалу на клемме N. Согласно этим характеристикам потенциалов UPL и ULN, в моменты времени t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7 или t8 из восьми двухполюсных подсистем 10 ветви Т1 и Т2 вентилей, соответственно, одна подсистема включена или выключена. При этом включение соответствует переходу из состояния переключения I в состояние переключения II. Выключение соответствует переходу из состояния переключения II в состояние переключения I. На этих обеих диаграммах представлен, соответственно, период ТР основного колебания характеристики потенциала ULO (фиг.6) нагрузочного вывода L по отношению к виртуальной средней точке О фазного модуля 100 выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии характеристик потенциалов UPL и ULN.
На фиг.6 показана характеристика, представляющая разности характеристик потенциалов UPL и ULN согласно фиг.4 и 5 на диаграмме по времени t. Эта получающаяся характеристика потенциалов ULO приложена между выводом L1, или L2, или L3 стороны переменного напряжения фазного модуля 100 выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии по фиг.1 и произвольно выбранным потенциалом виртуальной средней точки О промежуточного контура напряжения с двумя конденсаторами С1 и С2. Соответствующие составляющие верхних гармоник или компонентов постоянного напряжения в выходных напряжениях ULO фазных модулей 100 многофазного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии по фиг.1 действуют в случае симметричной системы трехфазного напряжения в разностных напряжениях соответствующих двух сдвинутых по фазе выходных напряжений UL10, UL20 или UL30. Из этих обеих характеристик потенциалов UPL и ULN можно также видеть, что сумма потенциалов в каждый момент времени равна 4·UC. Это означает, что значение постоянного напряжения Ud между сборными шинами P0 и N0 постоянного напряжения всегда соответствует постоянному числу подсистем 10 в состоянии переключения II, умноженному на значение конденсаторного напряжения UC, существующего на конденсаторе С. В приведенном для примера случае это число соответствует количеству имеющихся в ветвях Т1, …, Т6 вентилей двухполюсных подсистем 10 выпрямителя переменного тока по фиг.1.
Из DE 102005045091 А1 известен способ управления выпрямителем переменного тока с распределенными накопителями энергии согласно фиг.1, с помощью которого в случае неисправности по меньшей мере одной подсистемы фазного модуля этого выпрямителя переменного тока поддерживаются условия симметрии. Согласно этому известному способу, сначала определяется ветвь вентилей одной из трех фаз, в которой одна или более двухполюсных подсистем неисправны. Каждая неисправная подсистема управляется таким образом, что амплитуда клеммного напряжения соответственно равна нулю. В каждой другой ветви вентилей неисправного фазного модуля, соответственно количеству определенных двухполюсных подсистем, соответствующее количество подсистем управляется таким образом, что амплитуда клеммного напряжения соответственно равна конденсаторному напряжению. Это управление подсистемами в неисправном фазном модуле также выполняется для подсистем ветвей вентилей исправных фазных модулей.
На фиг.7 показана диаграмма по времени t характеристики разности потенциалов UPL клеммы Р фазного модуля 100 относительно нагрузочного вывода L фазного модуля 100, причем в нижней ветви Т2, или Т4, или Т6 вентилей фазного модуля 100 одна двухполюсная подсистема 10 неисправна. На фиг.8 показана диаграмма по времени t характеристики разности потенциалов ULN клеммы L относительно потенциала клеммы N. Из характеристики разности потенциалов UPL согласно фиг.7 можно видеть, что подсистема 10 каждой верхней ветви Т1, или Т3, или Т5 вентилей каждого фазного модуля 100 управляется таким образом, что ее клеммное напряжение UX21 всегда равно конденсаторному напряжению UC, имеющемуся на накопительном конденсаторе 9. За счет этого из показанных для примера четырех подсистем 10 каждой верхней ветви Т1, или Т3, или Т5 вентилей остаются только три подсистемы 10, которые подключаются или отключаются. Из временной характеристики разности потенциалов ULN каждой нижней ветви Т2, или Т4, или Т6 вентилей каждого фазного модуля 100 можно видеть, что каждая из показанных для примера четырех подсистем 10 управляется таким образом, что ее клеммное напряжение UX21 всегда равно нулю. Согласно фиг.1 из этих нижних ветвей Т2, или Т4, или Т6 вентилей трех фазных модулей 100 ветвь Т2 вентилей имеет неисправную двухполюсную подсистему 10, обозначенную штриховкой. За счет этого значение амплитуд напряжения ULN каждой ветви Т2, Т4 и Т6 вентилей может быть максимально равно только 3·UC. Посредством этого известного способа количество применяемых подсистем 10 в случае неисправности устанавливается равным количеству применяемых подсистем 10 в случае отсутствия неисправности. Характеристика амплитуды суммы разностей потенциалов UPL и ULN показана на диаграмме фиг.8 прерывистой линией. По отношению к случаю отсутствия неисправности напряжения UL10, UL20 и UL30 в случае неисправности имеют, соответственно, меньшую максимальную амплитуду. В показанном примере эти напряжения UL10, UL20 и UL30 в случае отсутствия неисправности имеют максимальную амплитуду размаха 1/2·Ud, в то время как в случае неисправности максимальная амплитуда составляет только 3/8·Ud. То есть, посредством известного способа в случае неисправности получают симметричную трехфазную систему напряжения с меньшей максимальной амплитудой.
На фиг.9 показана характеристика разностей потенциалов UPL и ULN согласно фиг.7 и 8 по времени t. Из этой временной характеристики потенциала нагрузочного вывода L1, или L2, или L3 по отношению к виртуальной средней точке О можно видеть, что она отклоняется от нулевого положения уже несимметрично. Это нулевое положение сдвинуто на 1/8·Ud. Это означает, что эта характеристика потенциалов имеет постоянную составляющую.
В основе изобретения лежит задача усовершенствовать известный способ управления таким образом, чтобы в выходных напряжениях выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями энергии в случае неисправности не проявлялись составляющие постоянного напряжения.
Эта задача решается в соответствии с изобретением отличительными признаками во взаимосвязи с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
За счет того, что в ветви вентилей, соответствующей неисправной ветви вентилей, неисправного фазного модуля некоторое число двухполюсных подсистем, причем это число соответствует числу неисправных подсистем, управляется таким образом, что амплитуды их клеммных напряжений равны нулю, выходное напряжение неисправного фазного модуля больше не содержит постоянной составляющей. Ввиду условия симметрии, соответствующие подсистемы в ветвях вентилей исправных фазных модулей управляются соответствующим образом. Тем самым получают свободную от постоянного напряжения трехфазную симметричную систему напряжения.
Для дальнейшего пояснения изобретения далее даются ссылки на чертежи, на которых схематично представлена форма выполнения соответствующего изобретению способа управления многофазным выпрямителем переменного тока с распределенными накопителями энергии.
Фиг.1 показывает эквивалентную схему известного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями энергии;
фиг.2 показывает эквивалентную схему первой формы выполнения известной двухполюсной подсистемы выпрямителя переменного тока по фиг.1;
фиг.3 показывает эквивалентную схему второй формы выполнения известной двухполюсной подсистемы выпрямителя переменного тока по фиг.1;
фиг.4-6 представляют характеристики потенциала фазного модуля выпрямителя переменного тока по фиг.1 в случае отсутствия неисправности, соответственно, на диаграмме по времени t;
фиг.7-9 представляют характеристики потенциала фазного модуля выпрямителя переменного тока по фиг.1 в случае неисправности, соответственно, на диаграмме по времени t;
фиг.10-12 - представляют характеристики потенциала фазного модуля выпрямителя переменного тока по фиг.1 в случае неисправности, соответственно, на диаграмме по времени t, которые генерируются посредством соответствующего изобретению способа.
Предположим, что двухполюсная подсистема 10 ветви Т2 вентилей фазного модуля 100 выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии согласно фиг.1 из-за некоторой неисправности является надежно короткозамкнутой. Эта неисправная двухполюсная подсистема 10 наглядно представлена на эквивалентной схеме согласно фиг.1 посредством штриховки.
Согласно соответствующему изобретению способу, сначала эта неисправная двухполюсная подсистема 10 должна определяться. После того как эта неисправная двухполюсная подсистема 10 определена, эта подсистема 10 управляется таким образом, что амплитуда соответствующего клеммного напряжения UX21 равна нулю. Этот фазный модуль 100, в котором ветвь Т2 вентилей имеет неисправную подсистему 10, далее называется неисправным фазным модулем 100. Этот неисправный фазный модуль 100 имеет, кроме того, ветвь Т1 вентилей, в которой никакая подсистема 10 не является неисправной. Согласно способу, соответствующему изобретению, соответственно числу неисправных двухполюсных подсистем 10 в неисправной ветви Т2 вентилей, соответствующее число двухполюсных подсистем 10 исправной ветви Т1 вентилей этого неисправного фазного модуля 100 управляется таким образом, что, соответственно, амплитуда клеммного напряжения UX21 равна нулю. Так как в этом примере только одна двухполюсная подсистема 10 ветви Т2 вентилей неисправна, в соответствующей ветви Т1 вентилей только одна двухполюсная подсистема 10 управляется таким образом, что амплитуда ее клеммного напряжения UX21 равна нулю.
На фиг.10 на диаграмме по времени t показана временная характеристика разности потенциалов UPL клеммы Р относительно нагрузочного вывода L1. На фиг.11 на диаграмме по времени t показана временная характеристика разности потенциала ULN клеммы L относительно потенциала клеммы N. Из обеих характеристик потенциалов UPL и ULN можно видеть, что из четырех двухполюсных подсистем 10 ветвей Т1 и Т2 вентилей для управления в распоряжение предоставлены только три подсистемы 10. Сумма этих обеих характеристик потенциалов UPL и ULN дает вновь постоянное напряжение Ud, которое существует между сборными шинами P0 и N0 постоянного напряжения этого выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии согласно фиг.1. Это означает, что постоянное напряжение Ud в случае отсутствия неисправности и в случае неисправности одинаково. На основании симметрии двухполюсные подсистемы 10 ветвей Т4, Т3 и Т6, Т5 вентилей обоих исправных фазных модулей 100 выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии согласно фиг.1 управляются соответствующим образом. Это означает, что в соответствующих неисправной ветви Т2 вентилей неисправного фазного модуля 100 исправных ветвях Т4 и Т6 вентилей исправных фазных модулей 100 выпрямителя переменного тока по фиг.1 некоторое число подсистем 10, соответствующее числу неисправных подсистем 10, управляется таким образом, что амплитуды их клеммных напряжений UX21 соответственно равны нулю. Так как в неисправной ветви Т2 вентилей неисправного фазного модуля 100 неисправна только одна подсистема 10, то в соответствующих ветви Т2 вентилей ветвях Т4 и Т6 вентилей исправных фазных модулей 100 выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии по фиг.1, соответственно, только одна двухполюсная подсистема 10 управляется таким образом, что амплитуды соответствующих клеммных напряжений UX21 равны нулю. В неисправном фазном модуле 100 в исправной ветви Т1 вентилей также одна подсистема 10 управляется таким образом, что амплитуда соответствующего клеммного напряжения UX21 равна нулю. Это означает, что в исправных фазных модулях 100 выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии по фиг.1, в соответствующих исправной ветви Т1 вентилей неисправного фазного модуля 100 ветвях Т3 и Т5 вентилей исправных фазных модулей 100 соответствующие подсистемы 10 в количестве неисправных подсистем 10 неисправной ветви Т2 вентилей управляются таким образом, что амплитуды их клеммных напряжений UX21 также равны нулю.
За счет подобного управления двухполюсными подсистемами 10 выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии получают выходные напряжения UL10, UL20 и UL30, которые, соответственно, приложены между выводом L1, L2 и L3 стороны переменного напряжения и виртуальной средней точкой О. Эти выходные напряжения UL10, UL20 и UL30 имеют характеристику потенциала ULO, которая представлена на диаграмме по времени t на фиг.12. Эта характеристика больше не имеет постоянной составляющей. Амплитуды этих выходных напряжений UL10, UL20 и UL30, соответственно, меньше амплитуд выходных напряжений, которые генерировались посредством известного способа управления. Согласно примеру с четырьмя подсистемами 10 на ветвь Т1, …, Т6 вентилей выходные напряжения UL10, UL20 имеют, соответственно, амплитуду 1/4·Ud по сравнению с амплитудой 3/8·Ud (известный способ управления). Однако эта симметричная трехфазная система напряжения с меньшей амплитудой свободна от постоянного напряжения.
Постоянная составляющая, которая в известном способе проявляется в выходных напряжениях UL10, UL20 и UL30 выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии по фиг.1, обуславливает в подключенной машине с вращающимся магнитным полем сдвиг нейтрали, который может привести к токам в опорах. Кроме того, названная постоянная составляющая, при применении преобразователя переменного тока как активного, прямого сетевого питания, вызывает сдвиг потенциала преобразователя переменного тока по отношению к потенциалу земли, если нейтраль сетевой стоны заземлена. Это требует, при обстоятельствах, больше затрат на изоляцию преобразователя переменного тока. С помощью способа, соответствующего изобретению, этот недостаток устраняется, но при этом следует принимать во внимание меньшую амплитуду выходных напряжений UL10, UL20 и UL30 выпрямителя переменного тока по фиг.1. Чем больше двухполюсных подсистем 10 применяется в ветвях Т1, …, Т6 вентилей, тем с большим числом ступеней будут выходные напряжения UL10, UL20 и UL30 выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями 9 энергии по фиг.1. Тем самым можно аппроксимировать синусоидальную характеристику даже при неисправных двухполюсных подсистемах 10.

Claims (1)

  1. Способ управления выпрямителем переменного тока с, по меньшей мере, двумя фазными модулями (100), имеющими верхнюю и нижнюю ветвь (Т1,…, Т6) вентилей, содержащую соответственно по меньшей мере, три электрически последовательно включенные двухполюсные подсистемы (10), при отказе, по меньшей мере, одной подсистемы (10) ветви (Т1,…, Т6) вентилей, причем определяется ветвь (Т1,…, Т6) вентилей с неисправной подсистемой (10), и причем соответственно подсистема (10) ветви (Т1,…, Т6) вентилей, корреспондирующейся с неисправной ветвью (Т1,…, Т6) вентилей, каждого исправного фазного модуля (100) управляется таким образом, что ее клеммное напряжение (UX21) соответственно равно нулю, отличающийся тем, что подсистема (10) ветви (Т1,…, Т6) вентилей, корреспондирующейся с неисправной ветвью (Т1,…, Т6) вентилей, неисправного фазного модуля (100) управляется таким образом, что ее клеммное напряжение (UX21) равно нулю, и что соответственно подсистема (10) ветви (Т1,…, Т6) вентилей, корреспондирующейся с этой ветвью (Т1,…, Т6) вентилей, каждого исправного фазного модуля (100) управляется таким образом, что ее клеммное напряжение (UX21) равно нулю.
RU2011108559/07A 2008-08-07 2009-05-14 Способ управления для использования резервирования в случае неисправности многофазного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями энергии RU2507671C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008036810.5 2008-08-07
DE102008036810A DE102008036810A1 (de) 2008-08-07 2008-08-07 Steuerverfahren zur Redundanznutzung im Störungsfall eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
PCT/EP2009/055812 WO2010015431A1 (de) 2008-08-07 2009-05-14 Steuerverfahren zur redundanznutzung im störungsfall eines mehrphasigen stromrichters mit verteilten energiespeichern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011108559A RU2011108559A (ru) 2012-09-20
RU2507671C2 true RU2507671C2 (ru) 2014-02-20

Family

ID=41328449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011108559/07A RU2507671C2 (ru) 2008-08-07 2009-05-14 Способ управления для использования резервирования в случае неисправности многофазного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями энергии

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8611114B2 (ru)
EP (1) EP2311179B1 (ru)
CN (1) CN102106075B (ru)
DE (1) DE102008036810A1 (ru)
ES (1) ES2804351T3 (ru)
RU (1) RU2507671C2 (ru)
WO (1) WO2010015431A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005045091B4 (de) 2005-09-21 2007-08-30 Siemens Ag Steuerverfahren zur Redundanznutzung im Störungsfall eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
DE102010030078A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Sperren eines Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
DE102011006987A1 (de) 2011-04-07 2012-10-11 Siemens Aktiengesellschaft Modulares Stromrichterschranksystem
DE102012216469A1 (de) * 2012-09-14 2014-03-20 Robert Bosch Gmbh Energieversorgungssystem und Verfahren zum Ansteuern von Koppeleinrichtungen einer Energiespeichereinrichtung
JP5807649B2 (ja) * 2013-02-15 2015-11-10 トヨタ自動車株式会社 電力変換装置及び電力変換方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU877783A1 (ru) * 1980-02-28 1981-10-30 Московское Отделение Научно-Исследовательского Института Постоянного Тока Способ управлени инвертором на полностью управл емых вентил х
US5986909A (en) * 1998-05-21 1999-11-16 Robicon Corporation Multiphase power supply with plural series connected cells and failed cell bypass
DE10103031A1 (de) * 2001-01-24 2002-07-25 Rainer Marquardt Stromrichterschaltungen mit verteilten Energiespeichern
DE102005045091A1 (de) * 2005-09-21 2007-03-22 Siemens Ag Steuerverfahren zur Redundanznutzung im Störungsfall eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
RU2322749C1 (ru) * 2006-11-20 2008-04-20 ГОУ ВПО Дальневосточный государственный университет путей сообщения МПС России (ДВГУПС) Способ управления многозонным выпрямителем однофазного переменного тока

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005040543A1 (de) 2005-08-26 2007-03-01 Siemens Ag Stromrichterschaltung mit verteilten Energiespeichern
DE102005041087A1 (de) * 2005-08-30 2007-03-01 Siemens Ag Stromrichterschaltung mit verteilten Energiespeichern
DE102005045090B4 (de) 2005-09-21 2007-08-30 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
DE102008036811B4 (de) * 2008-08-07 2019-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Redundanzsteuerverfahren eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU877783A1 (ru) * 1980-02-28 1981-10-30 Московское Отделение Научно-Исследовательского Института Постоянного Тока Способ управлени инвертором на полностью управл емых вентил х
US5986909A (en) * 1998-05-21 1999-11-16 Robicon Corporation Multiphase power supply with plural series connected cells and failed cell bypass
DE10103031A1 (de) * 2001-01-24 2002-07-25 Rainer Marquardt Stromrichterschaltungen mit verteilten Energiespeichern
DE102005045091A1 (de) * 2005-09-21 2007-03-22 Siemens Ag Steuerverfahren zur Redundanznutzung im Störungsfall eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
RU2322749C1 (ru) * 2006-11-20 2008-04-20 ГОУ ВПО Дальневосточный государственный университет путей сообщения МПС России (ДВГУПС) Способ управления многозонным выпрямителем однофазного переменного тока

Also Published As

Publication number Publication date
US20110134667A1 (en) 2011-06-09
US8611114B2 (en) 2013-12-17
CN102106075B (zh) 2015-08-19
CN102106075A (zh) 2011-06-22
ES2804351T3 (es) 2021-02-05
WO2010015431A1 (de) 2010-02-11
DE102008036810A1 (de) 2010-02-18
RU2011108559A (ru) 2012-09-20
EP2311179A1 (de) 2011-04-20
EP2311179B1 (de) 2020-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2494512C2 (ru) Способ управления при резервировании многофазного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями энергии
DK1927182T3 (en) Control method for applying redundancy in case of failure of a multi-phase converter with distributed energy storage
US10790743B2 (en) Individual module, electrical converter system, and battery system
CA2620441C (en) Converter circuit comprising distributed energy stores
US9787213B2 (en) Power cell bypass method and apparatus for multilevel inverter
US9071165B2 (en) 2N+1 level voltage inverter
US9036379B2 (en) Power converter based on H-bridges
US11108338B2 (en) Dual submodule for a modular multilevel converter and modular multilevel converter including the same
US10063162B2 (en) Multi level inverter
US10938317B2 (en) Low loss double submodule for a modular multi-level converter and modular multi-level converter having same
US20150244259A1 (en) Bipolar high-voltage network and method for operating a bipolar high-voltage network
US9276499B2 (en) Procedures for the operation of an electrical circuit
KR101373170B1 (ko) 컨버터
RU2507671C2 (ru) Способ управления для использования резервирования в случае неисправности многофазного выпрямителя переменного тока с распределенными накопителями энергии
US20160006368A1 (en) Power Converter
Ceballos et al. Three-leg fault-tolerant neutral-point-clamped converter
Heinig et al. Reduction of switching frequency for the semi-full-bridge submodule using alternative bypass states
Li Fault tolerant topologies of five-level active neutral-point-clamped converters
Li et al. Analysis and control of fault tolerant operation of five-level ANPC inverters
RU2636390C1 (ru) Преобразователь частоты
Li et al. Fault tolerant operation of 5L-ANPC converter
Ajaykumar et al. Fault tolerant control of Z-source neutral point clamped inverter
CN110999054B (zh) 用于变流器的功率模块和多电平变流器
US10622916B1 (en) Power conversion device and direct-current power transmission system
Benevieri et al. A New Strategy for Detection and Management of Faults in High Power NPC Converter Systems