DE102019002715A1

DE102019002715A1 - Umwandlungseinrichtung für elektrische energie und verfahren zum steuern einer umwandlungseinrichtung für elektrische energie

Info

Publication number: DE102019002715A1
Application number: DE102019002715.9A
Authority: DE
Inventors: Yushi Koyama; Takahisa Kageyama; Takashi Fujita
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2019-10-17
Also published as: JP2019187135A; JP7002985B2; CN110380636B; DE102019002715A8; CN110380636A

Abstract

Eine Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie gemäß einer Ausführungsform weist auf eine Steuervorrichtung (10), aufweisend Mittel zum Umschalten zwischen einem ersten Steuerungsmodus zur Erzeugung einer ersten Spannungsreferenz und der zweiten Spannungsreferenz von neuen Spannungsreferenzen von Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), welche durch Überlagern einer Nullphasenspannung über die Spannungsreferenzen der Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100) erhalten werden, und einem zweiten Steuerungsmodus zum Erzeugen der ersten Spannungsreferenz und der zweiten Spannungsreferenz basierend auf den Spannungsreferenzen der entsprechenden Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), einem Maximalwert und einem Minimalwert der Spannungsreferenzen.

Description

GEBIET
Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, beziehen sich allgemein auf eine Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie und ein Verfahren zum Steuern der Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie.
HINTERGRUND
Umwandler für elektrische Energie zum Umwandeln eines Gleichstroms in einen Wechselstrom und umgekehrt werden auch Inverter oder Konverter genannt, und wurden in einem weiten Bereich von Gebieten in der Gesellschaft genutzt. Der grundlegendste Inverter ist ein 2-stufiger Inverter, der Halbleiterschaltelemente nutzt, welcher zwei Spannungsniveaus über einen Strang ausgibt.
Auf der anderen Seite, wie gezeigt in 7, ist ein neutralpunktgeklemmter (NPC) Inverter bekannt. Dieser Invertertyp weist einen Strang auf, der mit vier Halbleiterschaltelementen und zwei Dioden (welche Halbleiterschaltelemente sein können) in jeder Phase ausgestattet ist und Gleichspannungsteilungskondensatoren gemeinsam mit allen Phasen hat. 7 zeigt ein Beispiel einer Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie 1 aufweisend einen Drei-Phasen-NPC-Inverter 100. Der NPC-Inverter 100 kann drei Spannungsniveaus durch einen Strang ausgeben und trägt zu einem Anstieg der Spannungsfestigkeit, einer Verlustreduzierung und einer Reduzierung von Oberschwingungen bei. Deswegen ist der NPC-Inverter 100 in verschiedenen Arten von Invertern anwendbar.
Im Beispiel gezeigt in 7, weist ein Strang sechs Halbleiterschaltelemente S₁ bis S₆ in jeder Phase und zwei Gleichspannungsteilungskondensatoren C₁ und C₂ zum Teilen von Gleichspannung v_PN auf. Das Potential an einem Neutralpunkt NP zwischen den Gleichspannungsteilungskondensatoren C₁ und C₂ wird mit v_n bezeichnet. Das Neutralpunktpotential v_n im Inverter 100 hat eine Charakteristik derart, dass es sich drei Mal so oft wie die Grundwelle entsprechend dem Inverterbetrieb ändert. Wenn sich das Neutralpunktpotential v_n sich wesentlich ändert, ändert die an die Halbleiterschaltelemente angelegte Spannung. Wenn die Spannung hoch ist, können die Vorrichtungen aufgrund eines Überschreitens der Spannungsfestigkeit zerstört werden. Wenn die Spannung niedrig ist, kann die gewünschte Spannung nicht ausgegeben werden und eine Übermodulation kann auftreten.
Die Magnitude der Änderung des Neutralpunktpotentials v_n hängt von einem Modulationsindex und einem Leistungsfaktor, einer Kondensatorkapazität und einem Laststrom ab. Die Magnitude der Änderung des Neutralpunktpotentials v_n , welche vom Modulationsindex und dem Leistungsfaktor abhängt, wird berechnet, wohingegen die Kondensatorkapazität und der Laststrom konstant gehalten werden. Das Berechnungsergebnis wird im Graph von 8 dargestellt. In 8 ist der Leistungsfaktor als ein Phasenunterschied zwischen der Spannung und dem Strom dargestellt. Es scheint, dass je höher der Modulationsindex oder je niedriger der Leistungsfaktor (je näher an n/2 der Phasenunterschied ist) ist, desto größer ist die Änderung des Neutralpunktpotentials v_n .
Das einfachste Verfahren zum Vermindern der Änderung des Neutralpunktpotentials v_n ist das Anheben der Kondensatorkapazität. Jedoch verursacht das Anheben der Kondensatorkapazität einen Anstieg des Volumens des Inverters und der Kosten und hebt die Energie an, die im Falle eines Unfalles erzeugt wird.
Die Änderung des Neutralpunktpotentials v_n kann durch Steuerung vermindert werden. Im Allgemeinen hat der NPC-Inverter eine (Zahl) Referenz für jede Phase. Jedoch werden in einem bekannten Verfahren zwei Referenzen verwendet; eine Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm und eine Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm, wie gezeigt in 9. Die Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm ist eine Referenz, die zu den Halbleiterschaltelementen S₁ , S₂ und S₅ , die in der oberen Hälfte jedes Arms, gezeigt in 7, angeordnet sind, geliefert wird. Die Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm ist eine Referenz, die zu den Halbleiterschaltelementen S₃ , S₄ und S₆ , die in der unteren Hälfte jedes Arms, gezeigt in 7, angeordnet sind, geliefert wird.
9 zeigt ein Beispiel von Referenzen in einer u-Phase. Die Spannungsreferenz v_up für jeden oberen Arm wird verglichen mit einem oberen Träger/einer oberen Trägerfrequenz car_p , so dass ein Gattersignal, welches zu den Halbleiterschaltelementen S₁ , S₂ und S₅ des oberen Arms geliefert werden soll, erhalten werden kann. Die Spannungsreferenz v_un für jeden unteren Arm wird mit einem unteren Träger/einer unteren Trägerfrequenz car_n verglichen, so dass ein Gattersignal, welches zu den Halbleiterschaltelementen S₃ , S und S₆ des unteren Arms geliefert werden soll, erhalten werden kann. Der obere Träger/die obere Trägerfrequenz car_p ändert sich zwischen den Modulationsindizes 0 und 1, und der untere Träger/die untere Trägerfrequenz car_n ändert sich zwischen den Modulationsindizes -1 und 0.
Die Spannungsreferenz v_ip für den oberen Arm und die Spannungsreferenz vin für den unteren Arm (i=u, v, w) der drei Phasen wird durch die folgende Gleichung (1) erhalten: ${\begin{matrix} v_{i p} = \frac{v_{i} - min (v_{u}, v_{v}, v_{w})}{2} \\ v_{i n} = \frac{v_{i} - max (v_{u}, v_{v}, v_{w})}{2} \end{matrix}$
wobei min eine Funktion ist, um einen Minimalwert von Argumenten zu erhalten und max eine Funktion ist, um einen Maximalwert von Argumenten zu erhalten.
Zum Beispiel wird, wenn es, wie gezeigt in 10A, Drei-Phasen-Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w gibt, die Spannungsreferenz v_u der u-Phase, wie gezeigt in 10B, gemäß der Gleichung (1) umgewandelt. Durch Vergleich zwischen dem oberen Träger/der oberen Trägerfrequenz car_p und der Spannungsreferenz v_up für den oberen Arm und durch Vergleich zwischen dem unteren Träger/der unteren Trägerfrequenz car_n und der Spannungsreferenz v_un für den unteren Arm, wird eine u-Phasen-Ausgangsspannung v_uout wie eine PWM-Wellenform, wie gezeigt in 10D, erhalten.
Die Magnitude der Änderung des Neutralpunktpotentials, welche von dem Modulationsindex und dem Leistungsfaktor abhängt, wird in dem Fall des Anwendens des Modulationsverfahrens durch die oben beschriebene Steuerung berechnet. Das Berechnungsergebnis wird im Graph der 11 dargestellt. Deswegen wird es klar, dass die Änderung des Neutralpunktpotentials vollständig in einem bestimmten Betriebsbereich verhindert/vermindert werden kann.
Jedoch werden unter Bezugnahme auf die PWM-Wellenform in 10D, sowohl die Schaltvorrichtungsgruppe in dem oberen Arm als auch die Schaltvorrichtungsgruppe in dem unteren Arm in einige Abschnitte geschaltet. Im Normalmodulationsverfahren führt der NPC-Inverter ein Schalten entweder nur der Schaltvorrichtungsgruppe im oberen Arm oder der Schaltvorrichtungsgruppe im unteren Arm durch. In den Abschnitten, wo beide Schaltvorrichtungsgruppen geschaltet sind, wird die Schaltfrequenz verdoppelt. Weil die Abschnitte 1/3 eines Zyklusses entsprechen, steigt die Schaltfrequenz des Inverters auf durchschnittlich das 1,33-fache an. Demgemäß steigt der Schaltverlust an. Um dieses Problem zu lösen, muss der Inverter eine große Kühlvorrichtung haben, was hohe Kosten zur Folge hat. Außerdem steigen die Betriebskosten des Inverters ebenfalls an.
Unter diesen Umständen besteht ein Bedürfnis zum zur Verfügung stellen einer Technik, die eine Verminderung/Verhinderung eines Anstiegs des Schaltverlustes zur Verfügung stellt, während die Änderung des Neutralpunktpotentials in einem breiteren Betriebsbereich vermindert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie vorgesehen, die aufweist: einen Umwandler für elektrische Energie (100) basierend auf einem neutralpunktgeklemmten Typ; und eine Steuervorrichtung (10), um zu steuern und zu vermindern/unterdrücken eine Änderung des Neutralpunktpotentials des Umwandlers für elektrische Energie (100) durch entsprechendes Anwenden einer ersten Spannungsreferenz und einer zweiten Spannungsreferenz, die unter Verwendung von Spannungsreferenzen von Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100) erzeugt werden, auf eine erste Schaltvorrichtungsgruppe und eine zweite Schaltvorrichtungsgruppe, die den Umwandler für elektrische Energie (100) bilden, wobei die Steuervorrichtung (10) aufweist Mittel zum Schalten zwischen: einem ersten Steuerungsmodus zum Erzeugen der ersten Spannungsreferenz und der zweiten Spannungsreferenz von neuen Spannungsreferenzen von Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), die erhalten wurden durch Überlagern einer Nullphasenspannung über die Spannungsreferenzen der Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), und einem zweiten Steuerungsmodus zum Erzeugen der ersten Spannungsreferenz und der zweiten Spannungsreferenz basierend auf Spannungsreferenzen der entsprechenden Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), einem Maximalwert und einem Minimalwert der Spannungsreferenzen.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines NPC-Inverters gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration zur Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials in der Ausführungsform zeigt;
3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Betriebs der Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials durch Nullphasenspannungsüberlagerung in der Ausführungsform zeigt;
4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Änderung des Neutralpunktpotentials durch Nullphasenspannungsüberlagerung in der Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Blockdiagramm, welches ein Konfigurationsbeispiel eines Trägervergleichsvorgangs in einer dritten Ausführungsform zeigt;
6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von Wellenformen des Trägervergleichsvorgangs in der Ausführungsform zeigt;
7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines NPC-Inverters gemäß einem Stand der Technik zeigt;
8 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Änderung des Neutralpunktpotentials im Stand der Technik zeigt;
9 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Modulationsverfahrens durch Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials im Stand der Technik zeigt;
10A, 10B, 10C und 10D sind Darstellungen, die Beispiele von Modulationswellenformen, erhalten durch Unterdrückungssteuerung der Änderung eines Neutralpunktpotentials im Stand der Technik zeigen; und
11 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Änderung des Neutralpunktpotentials durch Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials im Stand der Technik zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
[Erste Ausführungsform]
Zuerst wird eine erste Ausführungsform beschrieben. Erklärungen von Teilen, die mit denen der üblichen Konfiguration, die oben beschrieben wurde, gemeinsam sind, werden unten nicht wiederholt und es werden hauptsächlich unterschiedliche Teile beschrieben werden.
1 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel einer Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. In 1 werden die Vorrichtungen, die die gleichen sind wie diejenigen gezeigt in 7, durch die gleichen Bezugszeichen wie die in 7 bezeichnet werden.
Ein NPC-Inverter 100, der eine Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie 1 bildet, ist ein üblicher Drei-Phasen-NPC-Inverter, welcher ähnlich ist zu dem gezeigt in 7. Jedoch ist der NPC-Inverter nicht auf dieses Beispiel beschränkt. In dieser Ausführungsform wird der NPC-Inverter als ein Beispiel für den Umwandler für elektrische Energie basierend auf dem neutralpunktgeklemmten Typ verwendet; jedoch kann in der Praxis ein NPC-Konverter anstelle des NPC-Inverters verwendet werden. Die Neutralpunktklemme kann eine T-Typ-Neutralpunktklemme sein oder kann eine Klemme eines anderen Typs sein.
Die Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie 1 weist auch eine Steuervorrichtung 10 auf, die eine Steuerung von Normalbetriebssituationen des NPC-Inverters 100 durchführt und eine Änderung eines Neutralpunktpotentials v_n (im Folgenden als „Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials“ bezeichnet) steuert und vermindert.
Die Steuervorrichtung 10 führt die Steuerung des Normalbetriebs des NPC-Inverters 100 aus und steuert und vermindert die Änderung des Neutralpunktpotentials v_n durch Liefern einer ersten Spannungsreferenz und einer zweiten Spannungsreferenz, die durch Verwendung von Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w der korrespondierenden Phasen des NPC-Inverters 100 erzeugt wurden, an die Halbleiterschaltelemente S₁ , S₂ und S₅ (eine erste Schaltvorrichtungsgruppe angeordnet in einer oberen Hälfte eines oberen Arms) und die Halbleiterschaltelementen S₃ , S₄ und S₆ (eine zweite Schaltvorrichtungsgruppe angeordnet in einer unteren Hälfte eines unteren Arms) der korrespondierenden Phasen des NPC-Inverters 100.
Insbesondere hat die Steuervorrichtung 10 eine Funktion des Schaltens zwischen einem ersten Steuerungsmodus zum Erzeugen von Spannungsreferenzen v_up , v_vp und v_wp für einen oberen Arm (erste Spannungsreferenzen) und von Spannungsreferenzen v_un , v_vn und v_wn für einen unteren Arm (zweite Spannungsreferenzen) aus neuen Spannungsreferenzen der Phasen, erhalten durch Überlagern einer Nullphasenspannung des NPC-Inverters 100 über die Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w der korrespondierenden Phasen des NPC-Inverters 100 und einem zweiten Steuerungsmodus zum Erzeugen von Spannungsreferenzen v_up , v_vp und v_wp für einen oberen Arm und von Spannungsreferenzen v_un , v_vn und v_wn für einen unteren Arm aus der oben erwähnten Gleichung (1) basierend auf Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w der korrespondierenden Phasen des NPC-Inverters 100 und deren Maximal- und Minimalwerten.
Zum Beispiel schaltet im ersten Steuerungsmodus, wenn der Modulationsindex irgendeiner der Spannungsreferenzen der Phasen, denen die Nullphasenspannung überlagert wird, einen vorbestimmten Bereich überschreitet (zum Beispiel, wenn der Modulationsindex den Bereich zwischen 1 und -1 überschreitet), die Steuervorrichtung 10 den Modus auf den zweiten Steuerungsmodus. Auf der anderen Seite schaltet im zweiten Modus, wenn die Modulationsindizes aller Spannungsreferenzen der Phasen, denen die Nullphasenspannung überlagert wird, wird innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegen, die Steuervorrichtung 10 den Modus auf den ersten Steuerungsmodus.
In der Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials durch den zweiten Steuerungsmodus unter Verwendung der Gleichung (1), wie oben beschrieben, kann die Änderung des Neutralpunktpotentials in einem bestimmten Betriebsbereich vollständig verhindert werden. Jedoch steigt nur durch diese Steuerung der Schaltverlust in den Abschnitten an, wo beide Schaltvorrichtungen S₁ , S₂ und S₅ im oberen Arm und die Schaltvorrichtungen S₃ , S₄ und S₆ im unteren Arm geschaltet werden, aufgrund der Schaltfrequenzanstiege in diesen Abschnitten an. Bei dieser Ausführungsform wird in einer Zeitspanne, wenn die Modulationsindizes aller Spannungsreferenzen der Phasen, denen die Nullphasenspannung überlagert wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen (die Zeitspanne, wenn Übermodulation nicht auftritt), die Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials durch den ersten Steuerungsmodus ausgeführt. Im ersten Steuerungsmodus gibt es keinen Abschnitt, wo beide, sowohl die Schaltvorrichtungen S₁ , S₂ und S₅ im oberen Arm als auch die Schaltvorrichtungen S₃ , S₄ und S₆ im unteren Arm geschaltet werden. Deswegen kann der Anstieg des Verlustes auf ein Minimum vermindert werden, wohingegen die Neutralpunktpotentialänderung in einem breiteren Betriebsbereich vermindert werden kann.
2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration zur Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials des NPC-Inverters 100, durchgeführt durch die Steuervorrichtung 10 in der Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie 1, der Ausführungsform zeigt. Die Konfiguration ist bloß ein Beispiel und ist nicht auf dieses Beispiel begrenzt.
Die Steuervorrichtung 10 weist verschiedene Funktionseinheiten auf: eine Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11, Bestimmungseinheiten 12 und 13, Betriebseinheiten 14 bis 18 und Schalteinheiten SW11, SW12, SW21 und SW22, wie gezeigt in 2.
Von diesen Vorrichtungen führen die Schalteinheiten SW21 und SW22 ein Schalten durch, um entweder den ersten Steuerungsmodus oder den zweiten Steuerungsmodus auszuwählen.
Die Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials durch den ersten Steuerungsmodus wird durch die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11, die Bestimmungseinheiten 12 und 13, die Schalteinheiten SW11 und SW12 und die Schalteinheiten SW21 und SW22 ausgeführt. Auf der anderen Seite wird die Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials durch den zweiten Steuerungsmodus mittels den Betriebseinheiten 14 bis 18 und den Schalteinheiten SW21 und SW22 durchgeführt.
Die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 hat eine Funktion des Rechnens der Nullphasenspannung für den NPC-Inverter 100 mit einer Gleichung (2), die unten angeführt ist, und Ausgabe der Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0, erhalten durch Überlagern der Nullphasenspannung über die Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w der korrespondierenden Phasen. Die Steuervorrichtung 10 hat auch eine Funktion des Umkehrens des Vorzeichens der Spannungsreferenz, um die Nullphasenspannung erneut zu berechnen, wenn eine Spannungsreferenz auftritt, die ihr Vorzeichen durch Überlagern der Nullphasenspannung ändert, und ein Ausgeben der Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 durch Überlagern der neuberechneten Nullphasenspannung über die Spannungsreferenzen der korrespondierenden Phasen. Diese Funktion erlaubt eine Verminderung einer Änderung des Neutralpunktpotentials v_n in einem breiteren Betriebsbereich. Außerdem hat die Steuervorrichtung 10 eine Funktion des Umkehrens des Vorzeichens eines Zwischenwertes aus den Spannungsreferenzen, um die Nullphasenspannung erneut zu berechnen, sogar wenn keine Spannungsreferenz existiert, die ihr Vorzeichen durch Überlagern der Nullphasenspannung ändert, wenn sich der Denominator der Gleichung (2) zwischen einem positiven Wert und einem negativen Wert (über 0 hinweg) ändert. Diese Funktion verhindert die Erzeugung einer übermäßigen Null-Spannung aufgrund der Änderung des Denominators der Gleichung (2) über 0 hinweg und erlaubt es der Änderungsunterdrückungssteuerung, normal zu funktionieren.
In der Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 wird die folgende Gleichung (2) benutzt: $v_{0} = \frac{- sign (v_{u}) v_{u} i_{u} - sign (v_{v}) v_{v} i_{v} - sign (v_{w}) v_{w} i_{w}}{sign (v_{u}) i_{u} - sign (v_{v}) i_{v} - sign (v_{w}) i_{w}}$
wo v_u , v_v und v_w Spannungsreferenzen unter Bezugnahme auf die Stränge der korrespondierenden Phasen darstellen, welche standardisiert sind; i_u , i_v und i_w stellen Ströme dar, ausgegeben von den Strängen der korrespondierenden Phasen; und „sign“ stellt eine Signumfunktion dar.
Ein Beispiel der Bedienung der Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 wird unter Bezugnahme auf 3 unten erläutert werden.
Die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 berechnet eine Nullphasenspannung v₀ aus der Gleichung (2) basierend auf den Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w und gibt Ströme i_u , i_v und i_w aus, die von dem NPC-Inverter 100 erhalten wurden (S11). Die Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w werden zeitweise in einem vorbestimmten Speicherbereich gespeichert(S12), weil die Werte auch zur Neuberechnung der Nullphasenspannung v_0re zusätzlich zu der Berechnung des Zwischenwertes verwendet werden können.
Die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 erhält die Zwischenwerte aus den Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w (S13).
Außerdem addiert die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 die erhaltene Nullphasenspannung v₀ zu jeder der Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w hinzu, um die Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 zu erhalten (S14). Der Zwischenwert aus den Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 wird ebenfalls erhalten.
Als nächstes bestimmt die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11, ob sich das Vorzeichen des Zwischenwertes vor und nach der Addition der Nullphasenspannung v₀ geändert hat (S15). In anderen Worten, es wird bestimmt, ob das Vorzeichen des Zwischenwertes nach der Addition der Nullphasenspannung das gleiche ist wie das Vorzeichen des Zwischenwertes vor der Addition der Nullphasenspannung v₀. Wenn die Vorzeichen die Gleichen sind, wird bestimmt, dass sich das Vorzeichen des Zwischenwertes vor und nach der Addition der Nullphasenspannung v₀ nicht geändert hat (Nein in S15). Wenn die Vorzeichen nicht die Gleichen sind, wird bestimmt, dass sich das Vorzeichen des Zwischenwertes vor und nach der Addition der Nullphasenspannung v₀ geändert hat (Ja in S15).
Wenn sich im Schritt S15 das Vorzeichen des Zwischenwertes geändert hat (Ja in S15), schreitet der Vorgang zu Schritt S16 fort.
Wenn sich im Schritt S15 das Vorzeichen des Zwischenwertes nicht geändert hat (Nein in S15), bestimmt die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11, ob sich der Denominator der Gleichung (2) zwischen einem positiven Wert und einem negativen Wert (über 0 hinweg) geändert hat (S21 bis S23).
Wenn der Leistungsfaktor größer als 0 und der Denominator nicht gleich oder kleiner als 0 ist (Ja in S21 und Nein in S22), bestimmt die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11, dass sich der Denominator nicht über 0 hinweg geändert hat und gibt die Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 aus, die im Schritt S14 erhalten wurden. Wenn der Leistungsfaktor größer als 0 und der Denominator gleich oder kleiner als 0 ist (Ja in S21 und Ja in S22), bestimmt die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11, dass sich der Denominator über 0 hinweg geändert hat und der Vorgang schreitet fort zu Schritt S16.
Wenn der Leistungsfaktor nicht größer als 0 und der Denominator nicht gleich oder größer als 0 ist (Nein in S21 und Nein in S23), bestimmt die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11, dass sich der Denominator nicht über 0 hinweg geändert hat und gibt die Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0, die im Schritt S14 erhalten wurden, aus. Wenn der Leistungsfaktor nicht größer als 0 und der Denominator gleich oder größer als 0 ist (Nein in S21 und Ja in S23), bestimmt die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11, dass sich der Denominator über 0 hinweg geändert hat und der Vorgang schreitet zu Schritt S16 fort.
Im Schritt S16 kehrt die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 das Vorzeichen des Zwischenwertes aus den Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0, erhalten in Schritt S13, um und berechnet dann die Nullphasenspannung neu, um die Nullphasenspannung v_0re zu erhalten (S16) . Die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 addiert die erhaltene Nullphasenspannung v_0re zu jeder der Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w , die im Schritt S12 gespeichert wurden, erhält die Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 und gibt die erhaltenen Spannungsreferenzen v_u0, v_v0, und v_w0 aus (S17) .
Das Vorgehen vom Schritt S21 bis S23 wird nicht notwendigerweise ausgeführt und kann weggelassen werden. Im Fall des Weglassens des Vorganges, wenn sich das Vorzeichen des Zwischenwertes nicht im Schritt S15 geändert hat (Nein in S15), gibt die Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 die Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0, erhalten im Schritt S14, ohne Neuberechnung der Nullphasenspannung aus.
Wie oben beschrieben, wenn sich das Vorzeichen des Zwischenwertes durch Überlagern der Nullphasenspannung ändert, wird das Vorzeichen umgekehrt und die Nullphasenspannung wird neu berechnet, um die Nullphasenspannung v_0re zu erhalten, welche jeder der Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w der korrespondieren Phase überlagert wird. Deshalb kann der Änderungsunterdrückungseffekt in geeigneter Art und Weise zur Geltung kommen.
Die Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0, ausgegeben von der Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11, sind Referenzen für einen Strang der korrespondierenden Phasen. Deswegen werden die Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 durch die Bestimmungseinheit 12 und die Schalteinheiten SW11 und SW12 in Spannungsreferenzen v_up , v_vp und v_wp für den oberen Arm und die Spannungsreferenzen v_un , v_vn und v_wn für den unteren Arm aufgeteilt.
Insbesondere bestimmt die Bestimmungseinheit 12, ob der Modulationsindex positiv oder negativ ist. Wenn der Modulationsindex positiv ist, werden die Schalteinheiten SW11 und SW12 betrieben, derart, dass die Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 ausgegeben werden als Spannungsreferenzen v_up , v_vp , und v_wp für den oberen Arm und der feste Wert „0“ als die Spannungsreferenzen v_un , v_vn und v_wn für den unteren Arm. Wenn der Modulationsindex nicht positiv ist (wenn der Modulationsindex negativ ist), werden die Schalteinheiten SW11 und SW12 betrieben, derart, dass der feste Wert „0“ ausgegeben wird als die Spannungsreferenzen v_up , v_vp und v_wp für den oberen Arm und die Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 ausgegeben werden als die Spannungsreferenzen v_un , v_vn und v_wn für den unteren Arm.
Außerdem wird der erste Steuerungsmodus oder der zweite Steuerungsmodus durch die Bestimmungseinheit 13 und SW21 und SW22 in Abhängigkeit davon, ob der Modulationsindex irgendeiner der Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 ausgegeben von der Nullphasenspannungsüberlagerungsvorgangseinheit 11 den Bereich beispielsweise 1 und -1 überschreitet, ausgewählt.
Insbesondere bestimmt die Bestimmungseinheit 13, ob die absoluten Werte der Modulationsindizes aller Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 kleiner als 1 sind. Wenn sie kleiner als 1 sind, werden die Schalteinheiten SW21 und SW2 betrieben, derart, dass die Werte, ausgegeben von der Schalteinheit SW11, als die Spannungsreferenzen v_up , v_vp und v_wp für den oberen Arm über die Schalteinheit SW21 ausgegeben werden und die Werte, ausgegeben von der Schalteinheit SW12, werden als die Spannungsreferenzen v_un , v_vn und v_wn für den unteren Arm durch die Schalteinheit SW22 ausgegeben. In diesem Fall ist der erste Steuerungsmodus festgelegt.
Wenn wenigstens einer der absoluten Werte der Modulationsindizes der Spannungsreferenzen v_u0, v_v0 und v_w0 nicht kleiner als 1 ist, werden die Werte, ausgegeben von der Betriebseinheit 16, als die Spannungsreferenzen v_up , v_vp und v_wp für den oberen Arm durch die Schalteinheit SW21 ausgegeben und die Werte, ausgegeben von der Betriebseinheit 18, werden ausgegeben als die Spannungsreferenzen v_un , v_vn und v_wn für den unteren Arm durch die Schalteinheit SW22. In diesem Fall ist der zweite Steuerungsmodus festgesetzt.
Die Betriebseinheiten 14 bis 18 sind Vorrichtungen, die einen Betrieb, dargestellt mittels der Gleichung (1), ausführen. Die Betriebseinheiten 14, 15 und 16 berechnen „(v_i/2)-(min (v_u , v_v , v_w )/2)“ (wobei i=u, v, w), um die Spannungsreferenz v_ip für den oberen Arm zu erhalten (nämlich v_up , v_vp und v_wp ), während die Betriebseinheiten 14, 17 und 18 berechnen „(v_i/2)-(max (v_u , v_v , v_w )/2)“, um die Spannungsreferenz v_in für den unteren Arm (nämlich v_un , v_vn und v_wn ) zu erhalten.
Eine Änderung des Neutralpunktpotentials v_n , in dem Fall, wo die Unterdrückungssteuerung eine Änderung des Neutralpunktpotentials durch die Nullphasenspannung angewendet wird, wird sowohl für den Modulationsindex und als auch für den Leistungsfaktor (Phasenunterschied zwischen einer Spannung und einem Strom) berechnet. Das Berechnungsergebnis wird in dem Graph der 4 gezeigt. Aus 4 wird klar, dass die Änderung des Neutralpunktpotentials in einem Betriebsbereich, wo der Modulationsindex und der Leistungsfaktor beide niedrig sind (der Phasenunterschied ist nahezu π/2), vollständig verhindert werden kann.
In der Unterdrückungssteuerung einer Änderung des Neutralpunktpotentials durch die Nullphasenspannung steigt, wie oben beschrieben, weil es keinen Abschnitt gibt, wo sowohl die Schalteinheiten S₁ , S₂ und S₅ im oberen Arm als auch die Schalteinheiten S₃ , S₄ und S₆ im unteren Arm geschaltet werden, die Schaltfrequenz nicht an. Deswegen kann der Schaltverlust geringer sein als bei einer Steuerung unter alleiniger Verwendung der Gleichung (1). Außerdem ist die Steuerung unter Verwendung der Gleichung (1) anwendbar in einem Betriebsbereich, wo sich das Neutralpunktpotential in 4 ändert. Deswegen kann die Änderung des Neutralpunktpotentials in einem breiteren Betriebsbereich vermindert werden. In diesem Fall ist die Änderung des Neutralpunktpotentials v_n die gleiche wie die gezeigt in dem Graph der 11.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der ersten Ausführungsform der Verlustanstieg auf ein Minimum begrenzt werden, wobei die Neutralpunktpotentialänderung in einem breiteren Betriebsbereich vermindert werden kann. Außerdem ist es möglich, eine kompakte und kostengünstige Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie zur Verfügung zu stellen, die den Anstieg der Kondensatorkapazität verhindert und den Anstieg des Schaltverlustes vermindert.
In dieser Ausführungsform, weil sich das Vorzeichen des Zwischenwertes aus den Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w ändert, wenn die Nullphasenspannung überlagert wird, wird der Fall des Bestimmens der Änderung des Vorzeichens des Zwischenwertes beschrieben. Jedoch ist die Ausführungsform nicht auf diesen Fall begrenzt. Zum Beispiel kann die Änderung des Vorzeichens jeder der Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w bestimmt werden, ohne einen Vorgang des Bestimmens des Vorzeichens des Zwischenwertes aus den Spannungsreferenzen v_u , v_v und v_w . Die Bestimmung der Spannungsreferenz, die das Vorzeichen geändert hat, kann durch ein anderes Verfahren als das obige Verfahren ausgeführt werden.
Außerdem kann, ob sich das Vorzeichen einer Spannungsreferenz vor und nachdem die Nullphasenspannung überlagert wird, geändert hat, bestimmt werden basierend auf einem Subtraktionsergebnis von zwei Spannungsreferenzen aus vor und nachdem die Nullphasenspannung überlagert wurde. Jedoch kann dies durch ein anderes Verfahren bestimmt werden (zum Beispiel unter Verwendung eines logischen Kreises eines anderen Typs).
[Zweite Ausführungsform]
Eine zweite Ausführungsform wird als nächstes erklärt werden. Im Folgenden werden Erklärungen der gleichen Teile, wie diejenigen der ersten Ausführungsform weggelassen und nur die Teile unterschiedlich zu denen der ersten Ausführungsform werden hauptsächlich erklärt.
Eine Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie der zweiten Ausführungsform hat die Konfiguration wie die gezeigt in 1, außer dass die Steuervorrichtung 10 der zweiten Ausführungsform eine Bestimmungseinheit (nicht gezeigt) unterschiedlich von der Bestimmungseinheit 13 der ersten Ausführungsform, gezeigt in 2, hat und zwischen den Steuerungsmodi durch ein Kriterium der Bestimmung unterschiedlich von demjenigen der ersten Ausführungsform umschaltet.
Die Steuervorrichtung 10 der zweiten Ausführungsform schaltet vom zweiten Steuerungsmodus auf den ersten Steuerungsmodus (oder vom ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus) in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen eines NPC-Inverters 100 um. Die Betriebsbedingungen zum Anwenden des ersten Steuerungsmodus oder die Betriebsbedingungen zum Anwenden des zweiten Steuerungsmodus werden zum Beispiel durch Verwendung eines Modulationsindex und eines Leistungsfaktors bestimmt. Jedoch können die Bedingungen auch unter Verwendung eines Aktivierungsenergiebefehls oder eines Reaktivenergiebefehls bestimmt werden. Informationen, die die Betriebsbedingungen anzeigen, werden in einem vorbestimmten Speicherbereich gespeichert und als ein Kriterium für das Schalten zwischen den Steuerungsmodi während des Betriebes des NPC-Inverters 100 verwendet.
Zum Beispiel wird die Grenze zwischen einem ersten Betriebsbereich durch den ersten Steuerungsmodus und einem zweiten Betriebsbereich durch den zweiten Steuerungsmodus im Vorhinein definiert, beispielsweise unter Verwendung eines Modulationsindex und eines Leistungsfaktors. Der erste Steuerungsmodus wird auf dem Betrieb in dem ersten Betriebsbereich angewendet und der zweite Steuerungsmodus wird auf den Betrieb im zweiten Betriebsbereich angewendet.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann das Kriterium zur Bestimmung des Umschaltens zwischen den Steuerungsmodi detaillierter festgelegt werden als im Vergleich zur ersten Ausführungsform. Deswegen sind die Verlustverminderung und die Verminderung der Änderung des Neutralpunktpotentials besser ausbalanciert und es kann ein Betrieb durch einen besser geeigneten Steuerungsmodus in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen realisiert werden.
[Dritte Ausführungsform]
Als nächstes wird die dritte Ausführungsform beschrieben werden. Im Folgenden werden Erklärungen der gleichen Teile, wie diejenigen der ersten Ausführungsform weggelassen und nur die Teile unterschiedlich zu denen der ersten Ausführungsform werden hauptsächlich erklärt.
Eine Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie der dritten Ausführungsform hat die gleiche Konfiguration wie die gezeigt in 1, außer dass die Steuervorrichtung 10 in der dritten Ausführungsform weiterhin eine Funktion des Änderns der Trägerfrequenz de NPC-Inverters 100 im zweiten Steuerungsmodus hat, in Abhängigkeit der entsprechenden Stati (Zustände) einer Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm und einer Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm.
Zum Beispiel hat die Steuervorrichtung 10 eine Funktion des Reduzierens der Trägerfrequenz auf zum Beispiel 1/2 der Normalfrequenz, wenn weder die Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm noch die Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm „0“ ist oder eine Funktion des Reduzierens der Trägerfrequenz des NPC-Inverters 100 auf zum Beispiel 1/2 der Normalfrequenz in einem Zeitraum, wenn die Schaltfrequenz der Vorrichtungsgruppe aufweisend sowohl die Schaltvorrichtungen S₁ , S₂ und S₅ im oberen Arm und die Schaltvorrichtungen S₃ , S₄ und S₆ im unteren Arm auf einen bestimmten Wert oder mehr ansteigt.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration der Trägerfrequenzschaltsteuerung vorgesehen in der Steuervorrichtung 10 der Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie 1 gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Die Konfiguration ist bloß ein Beispiel und die Ausführungsform ist nicht auf das Beispiel beschränkt.
Es gibt zwei Typen von Trägern/Trägerfrequenzen, car 1 und car 2. Car 1 ist ein Normalträger und car 2 ist ein Schaltträger. In dieser Ausführungsform ist die Frequenz von car 2 beispielsweise aber nicht limitiert hierauf 1/2 der Frequenz von car 1. Die Frequenz von car 2 kann beispielsweise 1/3 der Frequenz von car 1 sein.
Die Steuervorrichtung 10 weist Vergleichseinheiten 31 und 32, Betriebseinheiten 33 und 34, Bestimmungseinheiten 35 und 36, eine Betriebseinheit 37 und Schalteinheiten SW31 und SW32 auf.
Die Vergleichseinheit 31 gibt ein Ergebnis des Vergleichs der Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm mit dem Normalträger car 1 oder ein Ergebnis des Vergleichs der Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm mit dem Schaltträger car 2 als ein Gattersignal g_up für ein Element des oberen Arms aus.
Die Vergleichseinheit 32 gibt ein Ergebnis des Vergleichs der Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm mit einem Unterschied zwischen dem Normalträger car 1, berechnet durch die Betriebseinheit 33 und dem Wert „1“, oder ein Ergebnis des Vergleichs des Schaltträgers car 2, berechnet durch die Betriebseinheit 34 mit einem Unterschied zwischen dem Schaltträger car 2, berechnet durch die Berechnungseinheit 34 und dem Wert„1“, als ein Gattersignal gun für ein Element des unteren Arms aus.
Die Bestimmungseinheit 35 bestimmt, ob die Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm „0“ ist. Wenn der Wert „0“ ist, gibt die Bestimmungseinheit 35 „1“ aus und wenn der Wert nicht „0“ ist, gibt sie „0“ aus.
Die Bestimmungseinheit 36 bestimmt, ob die Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm „0“ ist. Wenn der Wert „0“ ist, gibt die Bestimmungseinheit 36 „1“ aus und wenn der Wert nicht „0“ ist, gibt sie „0“ aus.
Wenn wenigstens einer der Ausgänge der Bestimmungseinheiten 35 und 36 nicht „0“ ist (d.h., wenn wenigstens eine, entweder die Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm oder die Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm, „0“ ist), arbeitet die Betriebseinheit 37 derart, dass jede der Schalteinheiten SW31 und SW32 einen Kontakt „0“ wählt. Wenn beide Ausgänge der Bestimmungseinheiten 35 und 36 „0“ sind (d. h., wenn weder die Spannungsreferenz v_up für den oberen Arm noch die Spannungsreferenz v_un für den unteren Arm „0“ sind), arbeitet die Betriebseinheit 37 derart, dass jeder der Schalteinheiten SW31 und SW32 einen Kontakt „1“ auswählt.
In der oben beschriebenen Konfiguration, während des Zeitraums, wenn wenigstens ein der Spannungsreferenzen v_up für einen oberen Arm und die Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm „0“ ist, wird der Normalträger car 1 angewendet. Auf der anderen Seite, in dem Zeitraum, wo weder die Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm noch die Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm „0“ ist, wird der Schaltträger car 2 angewendet. Diese Umstände werden durch die Wellenformen in 6 gezeigt.
In dem Zeitraum, wenn weder die Spannungsreferenz v_up für einen oberen Arm noch die Spannungsreferenz v_un für einen unteren Arm „0“ ist, wenn der Normalträger car 1 angewendet wird, wird die Gesamtzahl der Schaltungen des oberen Arms und des unteren Arms verdoppelt. Jedoch wird in dieser Ausführungsform, weil der Normalträger car 2 angewendet wird, die Trägerfrequenz halbiert und die Gesamtzahl der Schaltvorgänge wird sich gegenüber vor dem Schalten nicht ändern. Deswegen wird der Anstieg des Schaltverlustes vermindert.
Gemäß der dritten Ausführungsform kann der Anstieg des Schaltverlusts im Vergleich zur ersten Ausführungsform weiterhin vermindert werden.
Wie oben beschrieben, kann gemäß den Ausführungsformen der Anstieg des Schaltverlustes vermindert werden, während die Neutralpunktpotentialänderung in einem breiteren Betriebsbereich vermindert werden kann.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsformen nur beispielshaft erwähnt und sind nicht dafür gedacht, den Inhalt der Erfindungen zu begrenzen. Tatsächlich können die neuen Ausführungsformen, die hierin beschrieben wurden, in verschiedenen anderen Formen ausgeführt werden; Außerdem können verschiedene Weglassungen, Ersetzungen und Änderungen in der Form der Ausführungsformen, die hierin beschrieben wurden, gemacht werden. Die anliegenden Ansprüche und deren Äquivalente sind dazu gedacht, derartige Formen oder Abwandlungen, welche innerhalb des Bereichs der Erfindung liegen, abzudecken.

Claims

Eine Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie, umfassend: einen Umwandler für elektrische Energie (100) basierend auf einem neutralpunktgeklemmten Typ; und eine Steuervorrichtung (10), um eine Änderung des Neutralpunktpotentials des Umwandlers für elektrische Energie (100) durch entsprechendes Anwenden einer ersten Spannungsreferenz und einer zweiten Spannungsreferenz, die unter Verwendung von Spannungsreferenzen von Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100) erzeugt werden, auf eine erste Schaltvorrichtungsgruppe und eine zweite Schaltvorrichtungsgruppe, die den Umwandler für elektrische Energie (100) bilden, zu steuern und zu vermindern/zu unterdrücken, wobei die Steuervorrichtung (10) aufweist Mittel zum Schalten zwischen: einem ersten Steuerungsmodus zum Erzeugen der ersten Spannungsreferenz und der zweiten Spannungsreferenz von neuen Spannungsreferenzen von Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), die erhalten wurden durch Überlagern einer Nullphasenspannung über die Spannungsreferenzen der Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), und einem zweiten Steuerungsmodus zum Erzeugen der ersten Spannungsreferenz und der zweiten Spannungsreferenz basierend auf Spannungsreferenzen der entsprechenden Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), einem Maximalwert und einem Minimalwert der Spannungsreferenzen.
Die Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (10) ein Umschalten vom ersten Steuerungsmodus zum zweiten Steuerungsmodus durchführt, wenn ein Modulationsindex von irgendeiner der Spannungsreferenzen der korrespondierenden Phasen, denen die Nullphasenspannung überlagert wird, einen vorbestimmten Bereich überschreitet.
Die Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (10) ein Umschalten zwischen dem ersten Steuerungsmodus und dem zweiten Steuerungsmodus, in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen des Umwandlers für elektrische Energie (100) durchführt.
Die Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (10) die Trägerfrequenz des Umwandlers für elektrische Energie (100) im zweiten Steuerungsmodus in Abhängigkeit von den Zuständen der ersten Spannungsreferenz und der zweiten Spannungsreferenz ändert.
Die Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie gemäß Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung (10) die Trägerfrequenz des Umwandlers für elektrische Energie (100) im zweiten Steuerungsmodus in einer Zeitspanne vermindert, wenn eine Schaltfrequenz einer Gruppe, aufweisend sowohl die erste Schaltvorrichtungsgruppe und die zweite Schaltvorrichtungsgruppe, auf einen bestimmten Wert oder mehr ansteigt.
Ein Verfahren zum Steuern einer Umwandlungseinrichtung für elektrische Energie aufweisend einen Umwandler für elektrische Energie (100) basierend auf einem neutralpunktgeklemmten Typ, wobei das Verfahren umfasst: mittels einer Steuervorrichtung (10) Steuern und Vermindern einer Änderung des Neutralpunktpotentials des Umwandlers für elektrische Energie (100) durch entsprechendes Anwenden einer ersten Spannungsreferenz und einer zweiten Spannungsreferenz, welche durch Verwendung von Spannungsreferenzen von Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100) erzeugt wurden, auf eine erste Schaltvorrichtungsgruppe und eine zweite Schaltvorrichtungsgruppe, die den Umwandler für elektrische Energie (100) bilden, wobei die Steuerung aufweist ein Umschalten zwischen: einem ersten Steuerungsmodus zum Erzeugen der ersten Spannungsreferenz und der zweiten Spannungsreferenz aus neuen Spannungsreferenzen von Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), die durch Überlagern einer Nullphasenspannung über die Spannungsreferenzen der Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100) erhalten werden, und einem zweiten Steuerungsmodus zum Erzeugen der ersten Spannungsreferenz und der zweiten Spannungsreferenz basierend auf den Spannungsreferenzen der entsprechenden Phasen des Umwandlers für elektrische Energie (100), einem Maximalwert und einem Minimalwert der Spannungsreferenzen.