RU97113745A

RU97113745A - Электронное устройство для преобразования электрической энергии

Info

Publication number: RU97113745A
Application number: RU97113745/09A
Authority: RU
Inventors: Каррер Филип; Лявьевилль Жан-Поль; Мейнар Тьерри; Тома Жан-Люк
Original assignee: Гец Альстом Транспор С.А.
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1999-06-27

Claims

1. Многоуровневый преобразователь, содержащий между источником напряжения (SE) и источником тока (С) последовательность управляемых коммутирующих ячеек (CL1, CL2, ..., CLn), каждая из которых имеет два прерывателя (Т1, Т'1; Т2, Т'2...; Тn, Т'n) с одним полюсом каждых двух прерывателей, образующих верхнюю пару полюсов, и другим полюсом каждых двух прерывателей, образующих нижнюю пару полюсов, причем нижняя пара полюсов верхней ячейки соединена с верхней парой полюсов нижней ячейки, а верхняя пара полюсов первой ячейки (CL1) соединена с указанным источником тока (С), в то время как нижняя пара полюсов последней ячейки (CLn) соединена с указанным источником напряжения (SE), причем преобразователь содержит также конденсатор (С1, С2, . . . , Сn) для каждой ячейки, за исключением только конденсатора последней ячейки, который может быть изъят в случае, когда источник напряжения (SE) может выполнять его функцию, и включен между двумя полюсами нижней пары полюсов ячейки, а также средства управления, управляющие номинальной работой преобразователя, воздействуя на прерыватели последовательно расположенных ячеек таким образом, чтобы два переключателя одной и той же ячейки были бы всегда соответственно в противоположных состояниях проводимости, таким образом, чтобы в ответ на сигнал управления ячейки (СТ1, СТ2..., СТn), поданный указанными средствами управления, один из двух прерывателей одной и той же ячейки находился бы последовательно в первом состоянии проводимости, а затем во втором состоянии проводимости в течение одного циклически повторяющегося периода отключения преобразователя, и таким образом, чтобы в ответ на сигналы управления идентичных ячеек, которые смещены во времени на часть указанного периода, прерыватели последовательно расположенных ячеек осуществляли бы, соответственно, то же самое действие, но со смещением во времени на указанную часть периода, причем последовательно расположенные конденсаторы (С1, С2, ..., Сn) номинально имеют средние соответственно возрастающие напряжения заряда, причем номинальное среднее напряжение заряда каждой из ячеек равно произведению напряжения (VE) источника напряжения (SE) на обратную величину количества ячеек и на номер ячейки, отличающийся тем, что содержит дополнительные средства управления, выполненные с возможностью изменения по команде положения во времени указанного первого состояния проводимости одной или нескольких ячеек.

2. Многоуровневый преобразователь по п.1, отличающийся тем, что изменение положения во времени первого состояния проводимости одной или нескольких ячеек осуществляется посредством опережения или задержки этого первого состояния проводимости, без изменения порядка работы ячеек преобразователя.

3. Многоуровневый преобразователь по п.1, отличающийся тем, что изменение положения во времени первого состояния проводимости одной или нескольких ячеек включает изменение порядка работы ячеек преобразователя в течение периода отключения преобразователя для перегруппировки работы каскадов преобразователя, в которых имеются отклонения заряда одного и того же направления.

4. Многоуровневый преобразователь по п.3, отличающийся тем, что параллельно источнику тока включена нагрузка для повторного выравнивания в виде последовательного импеданса, настроенного на частоту отключения преобразователя для увеличения тока, сформированного в результате указанной полной помеховой составляющей.

5. Многоуровневый преобразователь по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он содержит средства, предназначенные для определения для каждого из указанных конденсаторов вероятное отклонение определенного среднего напряжения заряда от среднего номинального напряжения заряда этого конденсатора, а также дополнительные средства управления для изменения положения во времени первого состояния проводимости одной или нескольких ячеек преобразователя в направлении, соответствующем уменьшению определенного отклонения.

6. Многоуровневый преобразователь по пп.2 и 5, в той степени, в которой этот пункт относится к п.2, отличающийся тем, что он содержит средства, предназначенные для определения для одного из конденсаторов, вероятного отклонения определенного среднего напряжения заряда от среднего номинального напряжения заряда этого конденсатора, а также дополнительное устройство управления для изменения положения во времени первого состояния проводимости ячейки преобразователя, содержащий этот конденденсатор в направлении, соответствующем уменьшению определенного отклонения.

7. Многоуровневый преобразователь по п.5, отличающийся тем, что каждое из средств для определения отклонения содержит средства для приема величины напряжения источника напряжения, номера каскада и количества каскадов для определения, с учетом указанных данных, номинального напряжения заряда каждого конденсатора в течение периода работы преобразователя, причем указанное отклонение определяется для каждого конденсатора преобразователя с помощью сравнивающих средств путем вычитания определенного среднего напряжения на выводах каждого конденсатора из указанного номинального напряжения заряда конденсаторов.

8. Многоуровневый преобразователь по п.5, отличающийся тем, что средства для определения напряжения на выводах каждого конденсатора содержат схему вольтметра, включенную между двумя выводами конденсатора.

9. Многоуровневый преобразователь по п.5, отличающийся тем, что средства для определения напряжения на выводах каждого конденсатора содержат схему вольтметра, включенную между выводами переключателя каждой ячейки.

10. Многоуровневый преобразователь по п. 5, отличающийся тем, что средства для определения напряжения на выводах каждого конденсатора содержат схему вольтметра, включенную между двумя выводами источника тока.

11. Многоуровневый преобразователь по любому из предшествующих пп. 6-10, отличающийся тем, что каждое из дополнительных средств управления получает, кроме указанного сигнала отклонения, измеренную величину тока, выдаваемого источником тока и константу, выражающую емкость одного из указанных конденсаторов, который с ним соединен, и вычисляет, исходя из этих данных, изменение положения во времени первого состояния проводимости соединенной с этим конденсатором ячейки, для осуществления дополнительного заряда этого конденсатора для компенсации указанного отклонения заряда.

12. Многоуровневый преобразователь по любому из предшествующих пп.6-11, отличающийся тем, что каждое из дополнительных средств управления получает также модулирующий сигнал для соответствующего изменения продолжительности первого состояния проводимости ячейки, соединенной с этим конденсатором, таким образом, чтобы все указанные дополнительные средства управления работали так же, а указанный источник тока получал бы среднее модулированное напряжение согласно указанному модулирующему сигналу.

13. Многоуровневый преобразователь по любому из предшествующих пп.6-11, отличающийся тем, что каждое из указанных дополнительных средств управления получает от соседнего дополнительного средства управления сигнал изменения, установленный в этом средстве и определяющий изменение во времени, которое это соседнее дополнительное средство управления вносит в положение во времени первого состояния проводимости ячейки, которая с ним соединена, изменения рассматриваемым дополнительным средством, на основе полученных данных положения во времени первого состояния проводимости ячейки, свойственного для этой ячейки, в направлении, которое компенсировало бы для соединенного с этой ячейкой конденсатора эффект указанного изменения, внесенного в соседнюю ячейку.

14. Многоуровневый преобразователь по любому из предшествующих пп.6-12, отличающийся тем, что кроме сигнала отклонения, каждое из дополнительных средств управления получает также измеренную величину тока, вырабатываемого источником тока, и константу, выражающую емкость одного из указанных конденсаторов, который с ним соединен, а также команду изменения работы преобразователя для определения, исходя из этих данных, изменения положения во времени первого состояния проводимости ячейки, соединенной с этим конденсатором, таким образом, чтобы это изменение вызвало бы на выводах указанного источника тока изменение среднего напряжения, соответствующее указанной команде.