RU2016112115A - Модульный многоточечный вентильный преобразователь для высоких напряжений - Google Patents

Модульный многоточечный вентильный преобразователь для высоких напряжений Download PDF

Info

Publication number
RU2016112115A
RU2016112115A RU2016112115A RU2016112115A RU2016112115A RU 2016112115 A RU2016112115 A RU 2016112115A RU 2016112115 A RU2016112115 A RU 2016112115A RU 2016112115 A RU2016112115 A RU 2016112115A RU 2016112115 A RU2016112115 A RU 2016112115A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power semiconductor
submodule
semiconductor switching
branch
switching unit
Prior art date
Application number
RU2016112115A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2652690C2 (ru
Inventor
Райнер МАРКВАРДТ
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 RU2016112115A publication Critical patent/RU2016112115A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2652690C2 publication Critical patent/RU2652690C2/ru

Links

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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • 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
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/603—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors with coupled emitters
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Claims (20)

1. Подмодуль (1) для формирования преобразователя (10) с первым подблоком (2), который содержит
- первый накопитель (21) энергии,
- включенное параллельно первому накопителю (21) энергии первое последовательное соединение двух силовых полупроводниковых переключающих блоков (22, 23), каждый из которых имеет подключаемый и отключаемый силовой полупроводниковый прибор (221, 231) с одинаковым направлением пропускания и каждый из которых является проводящим против упомянутого направления пропускания, и
- первую соединительную клемму (Х2), которая соединена с потенциальной точкой между силовыми полупроводниковыми переключающими блоками (22, 23) первого последовательного соединения, и
вторым подблоком (3), который содержит
- второй накопитель (31) энергии,
- включенное параллельно второму накопителю (31) энергии второе последовательное соединение двух силовых полупроводниковых переключающих блоков (32, 33), каждый их которых имеет подключаемый и отключаемый силовой полупроводниковый прибор (321, 331) с одинаковым направлением пропускания и каждый из которых является проводящим против упомянутого направления пропускания, и
- вторую соединительную клемму (Х1), которая соединена с потенциальной точкой между силовыми полупроводниковыми переключающими блоками (32, 33) второго последовательного соединения, причем
первый подблок (2) и второй подблок (3) соединены друг с другом с помощью соединительных средств (4), причем соединительные средства (4) содержат эмиттерную соединительную ветвь (41), которая соединяет эмиттер первого силового полупроводникового переключающего блока (23) первого последовательного соединения с эмиттером первого силового полупроводникового переключающего блока (33) второго последовательного соединения, и соединительные средства (4) содержат коллекторную соединительную ветвь (42), которая соединяет коллектор второго силового полупроводникового переключающего блока (22) первого последовательного соединения с коллектором второго силового полупроводникового переключающего блока (32) второго последовательного соединения, и соединительные средства (4) содержат переключающую ветвь (43), в которой расположен переключающий блок (44) и которая соединяет эмиттерную соединительную ветвь (41) с коллекторной соединительной ветвью (42),
отличающийся тем, что в эмиттерной соединительной ветви (41) или в коллекторной соединительной ветви (42) расположен по меньшей мере один силовой полупроводниковый переключающий блок (45, 46).
2. Подмодуль (1) по п. 1, отличающийся тем, что в эмиттерной соединительной ветви (41) и в коллекторной соединительной ветви (42) расположен по меньшей мере один силовой полупроводниковый переключающий блок (45, 46).
3. Подмодуль (1) по п. 2, отличающийся тем, что переключающая ветвь (43) соединяет эмиттер расположенного в коллекторной соединительной ветви (42) силового полупроводникового переключающего блока (45) с коллектором расположенного в эмиттерной соединительной ветви (41) силового полупроводникового переключающего блока (46).
4. Подмодуль (1) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что переключающий блок (44) представляет собой механический переключающий блок, полупроводниковый переключатель или силовой полупроводниковый переключающий блок.
5. Подмодуль (1) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в состоянии переключения подмодуля (1), в котором все силовые полупроводниковые переключающие блоки (22, 23, 32, 33, 44, 45, 46) находятся в своем положении прерывания, подмодуль (1) независимо от направления тока получает энергию.
6. Подмодуль (1) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что силовые полупроводниковые переключающие блоки (22, 23, 32, 33, 44, 45, 46) являются проводящими в обратном направлении, подключаемыми и отключаемыми силовыми полупроводниковыми переключателями.
7. Подмодуль (1) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что каждый силовой полупроводниковый переключающий блок (22, 23, 32, 33, 44, 45, 46) содержит подключаемый и отключаемый силовой полупроводниковый прибор (221, 231, 321, 331, 441, 451, 461), встречно-параллельно которому подключен безынерционный диод (222, 232, 322, 332, 442, 452, 462).
8. Подмодуль (1) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что каждый накопитель (21, 31) энергии является однополярным накопительным конденсатором.
9. Подмодуль (1) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что соединительные средства (4) имеют вторую переключающую ветвь, которая соединяет эмиттерную переключающую ветвь с коллекторной переключающей ветвью и в которой расположен силовой полупроводниковый переключающий блок.
10. Преобразователь (10) с последовательным соединением двухполюсных подмодулей (1), причем последовательное соединение подмодулей (1) расположено между выводом (L1, L2, L3) переменного напряжения и выводом (102, 103) постоянного напряжения преобразователя (10),
отличающийся тем, что каждый подмодуль (1) представляет собой подмодуль (1) по любому из пп. 1-9.
RU2016112115A 2013-09-11 2014-07-15 Модульный многоточечный вентильный преобразователь для высоких напряжений RU2652690C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013218207.4 2013-09-11
DE102013218207.4A DE102013218207A1 (de) 2013-09-11 2013-09-11 Modularer Mehrpunktstromrichter für hohe Spannungen
PCT/EP2014/065069 WO2015036149A1 (de) 2013-09-11 2014-07-15 Modularer mehrpunktstromrichter für hohe spannungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016112115A true RU2016112115A (ru) 2017-10-16
RU2652690C2 RU2652690C2 (ru) 2018-05-08

Family

ID=51210470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016112115A RU2652690C2 (ru) 2013-09-11 2014-07-15 Модульный многоточечный вентильный преобразователь для высоких напряжений

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20160226480A1 (ru)
EP (1) EP3025403B1 (ru)
KR (1) KR101846339B1 (ru)
CN (1) CN105556787B (ru)
DE (1) DE102013218207A1 (ru)
RU (1) RU2652690C2 (ru)
WO (1) WO2015036149A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741338C1 (ru) * 2018-01-31 2021-01-25 Нр Электрик Ко., Лтд Избыточная схема получения энергии силового модуля и способ управления ею

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140347898A1 (en) * 2012-05-31 2014-11-27 General Electric Company Modular multi-level power conversion system with dc fault current limiting capability
US9461557B2 (en) * 2013-03-22 2016-10-04 Abb Ab Bipolar double voltage cell and multilevel converter with such a cell
EP3089344B1 (en) * 2013-12-24 2018-10-24 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device
TW201703406A (zh) 2015-04-14 2017-01-16 電源整合有限責任公司 切換裝置及功率模組
GB201507669D0 (en) 2015-05-05 2015-06-17 Univ Birmingham Elimination of commutation failure by hybrid HVDC system
CN106329899B (zh) * 2015-07-01 2018-10-16 南京南瑞继保电气有限公司 故障电流抑制阻尼器拓扑电路及其控制方法及换流器
WO2017016601A1 (de) * 2015-07-29 2017-02-02 Siemens Aktiengesellschaft Modularer multilevelumrichter sowie teilmodul für einen multilevelumrichter
EP3363034A1 (de) * 2015-12-14 2018-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Wechselstromleistungsschalter und verfahren zum schalten eines wechselstromes
DE102017216273A1 (de) * 2017-09-14 2019-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungsleistungsschalter für einen Pol und Verwendung des Hochspannungsleistungsschalters
CN108683207B (zh) * 2018-05-28 2021-10-01 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合直流换流器阀组在线投入电路和投入方法及装置
CN110912149B (zh) * 2018-09-17 2023-05-26 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 基于静止无功发生器的高海拔无功补偿方法及装置
EP3959806B1 (de) 2019-06-06 2023-08-16 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Umrichter und verfahren zu dessen betrieb
EP3787166B1 (en) * 2019-09-02 2024-05-01 ABB Schweiz AG Protection scheme for power converters utilizing cascaded bipolar and unipolar power semiconductor devices
CN111293911A (zh) * 2020-02-10 2020-06-16 华北电力大学（保定） 一种移位全桥模块化多电平换流器
EP4162598A1 (de) 2020-07-24 2023-04-12 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Umrichter und verfahren zu dessen betrieb
WO2022017618A1 (de) 2020-07-24 2022-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und verfahren zu dessen betrieb

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2752343B1 (fr) * 1996-08-09 1998-09-11 Gec Alsthom Transport Sa Dispositif electronique de conversion de l'energie electrique
DE20122923U1 (de) 2001-01-24 2010-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Stromrichterschaltungen mit verteilten Energiespeichern
DE10131961A1 (de) * 2001-07-02 2003-01-23 Siemens Ag N-Punkt-Stromrichterschaltung
DE10217889A1 (de) 2002-04-22 2003-11-13 Siemens Ag Stromversorgung mit einem Direktumrichter
US7006366B2 (en) * 2004-06-10 2006-02-28 Wisconsin Alumni Research Foundation Boost rectifier with half-power rated semiconductor devices
DE102008007659A1 (de) * 2008-02-06 2009-02-19 Siemens Aktiengesellschaft Umrichter
DE102008045247A1 (de) * 2008-09-01 2010-03-04 Siemens Aktiengesellschaft Umrichter mit verteilten Bremswiderständen
DE102008057288A1 (de) 2008-11-14 2010-05-20 Continental Automotive Gmbh Steuervorrichtung für einen Motor und Verfahren zum Steuern des Motors
DE102009057288B4 (de) * 2009-12-01 2018-02-15 Siemens Aktiengesellschaft Umrichter für hohe Spannungen
DE102011086087A1 (de) * 2011-11-10 2013-05-16 Ge Energy Power Conversion Gmbh Elektrischer Umrichter
DE102012204046B3 (de) * 2012-03-15 2013-08-14 Siemens Aktiengesellschaft Multizellenkonverter
CN102891611B (zh) * 2012-06-30 2014-10-08 华为技术有限公司 五电平功率变换器及其控制方法、控制装置
CN102880750B (zh) * 2012-09-12 2014-12-03 华北电力大学 一种衡量不同多电平换流器直流故障穿越能力的计算方法
US10163562B2 (en) * 2012-12-05 2018-12-25 Futurewei Technologies, Inc. Coupled inductor structure
US9461557B2 (en) * 2013-03-22 2016-10-04 Abb Ab Bipolar double voltage cell and multilevel converter with such a cell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741338C1 (ru) * 2018-01-31 2021-01-25 Нр Электрик Ко., Лтд Избыточная схема получения энергии силового модуля и способ управления ею

Also Published As

Publication number Publication date
US20160226480A1 (en) 2016-08-04
CN105556787B (zh) 2018-08-10
DE102013218207A1 (de) 2015-03-12
RU2652690C2 (ru) 2018-05-08
KR20160042103A (ko) 2016-04-18
WO2015036149A1 (de) 2015-03-19
KR101846339B1 (ko) 2018-04-09
EP3025403B1 (de) 2020-04-15
CN105556787A (zh) 2016-05-04
EP3025403A1 (de) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2016112115A (ru) Модульный многоточечный вентильный преобразователь для высоких напряжений
RU2012127254A (ru) Инвертор для высоких напряжений
KR102052782B1 (ko) 고전압 고전력 다중-레벨 드라이브 구조
MX2014005801A (es) Convertidores y sistemas de fuente de voltaje de multinivel mejorados.
WO2012130615A3 (de) Modularer mehrfachumrichter mit rückwärts leitfähigen leistungshalbleiterschaltern
RU2015152358A (ru) Подмодуль, защитный блок, преобразователь и способ управления преобразователем
EP2487786A3 (en) Five-level power conversion device
RU2012141658A (ru) Многоуровневый преобразователь напряжения (варианты)
CN102510232A (zh) 一种五电平电压源逆变器
JP2013215043A5 (ru)
US10243482B2 (en) Solid-state power converters
NZ717553A (en) Semiconductor device and power conversion device
US10164519B2 (en) Semiconductor stack for converter with snubber capacitors
JP2016119739A5 (ru)
US9312783B2 (en) Voltage source current controlled multilevel power converter
CN202475300U (zh) 五电平电压源逆变器
WO2019007502A8 (de) Multilevelstromrichter
RU2012146936A (ru) Преобразовательная система и силовая электронная система с такой преобразовательной системой
JP2017005808A (ja) 電力変換装置
CN104410309A (zh) 五电平电压源型变换装置
US9755498B2 (en) Semiconductor device, and inverter, converter and power conversion device employing the same
EP2953257A1 (en) 3-level npc converter with inner igbt and outer mosfet switches for voltage balancing
GB2546024A (en) Power converter circuit
KR101505545B1 (ko) 가변 컨버터를 구비한 전력 변환 장치
US10714939B2 (en) Longitudinal voltage source and direct current transmission system with a longitudinal voltage source

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20220114