[实用新型]用于电力电子系统的控制设备及包括其的电力电子系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子应用领域，尤其涉及用于电力电子系统的控制装置。

背景技术

例如像变频器、静止同步补偿器、风力涡轮机、电能质量装置、交流和直流励磁装置的电力电子应用可以包括多个执行不同控制功能的控制设备，例如像电量和机械量的测量、模数转换、信号滤波和调节、设定点处理、控制算法、脉宽调制器、通用IO(输入-输出)、电路的保护、自我监督、电源装置、数据显示和输入装置。

由于大型电力电子应用可以达到显著的尺寸，所以控制装置之间的距离可以是差不多几百米。可以建立专用装置之间的通信，并且为大多数装置供应电源。电力电子系统内部的通信和电源线可能处于恶劣的环境内，并且因此可能易受到电磁干扰的攻击。另外，为了达到直通制并且避免复杂的通信路径，可以仔细地选择控制装置的结构构造。可以将电功率供应至局部控制器，或者可以将其耦合到电力电子过程以外。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于电力电子系统的控制设备，其可以在恶劣的环境条件下运行。

此目的是通过用于电力电子系统的控制设备和通过电力电子系统来达到的。另外的实施例是显然的。

根据本实用新型的示例性实施例，可以提供一种用于电力电子系统的控制设备。该控制设备可以包括主控制装置和多个电力电子模块装置，其中主控制装置可以与至少两个电力电子模块装置连接。

多个电力电子模块装置可以包括第一电力电子模块装置和第二电力电子模块装置。主控制装置可以以似星方式与该两个电力电子模块装置连接。因此，可以在功能上将主装置分配给多个电力电子模块。

电力电子模块或电力电子模块装置可以包括至少一个半导体或多个半导体，例如三相桥MOSFET。电力电子模块可以是功率变换器，例如交流-直流转换器或直流-交流转换器。功率变换器可以用于大约2.5kVA(千伏安)至大约500MVA(兆伏安)的功率。在这样的功率变换器中的半导体可以用于从大约10A直到大约100kA(千安)的电流和大约100V(伏)以上的电压。控制装置可以在大约5V至大约220V范围内的额定电源电压(nominated supply voltage)下运行。电力电子模块可以被用作为例如像火车之类的车辆供电的电源装置。此外，电力电子模块例如可以用于发电或功率变换，例如作为电气装置或工业机械的风能变换器。

根据本实用新型的示例性实施例，可以提供一种控制设备，其中主控制装置可以包括主控制器。此外，第一电力电子模块可以包括第一局部电力电子控制器，并且第二电力电子模块可以包括第二局部电力电子控制器。此外，主控制装置的主控制器可以与第一电力电子模块的第一局部电力电子控制器连接，并且主控制装置的主控制器可以与第二电力电子模块的第二局部电力电子控制器连接。

主控制器可以控制多个电力电子模块装置。电力电子控制器可以控制变换器，例如包括多个诸如MOSFET之类的半导体的功率变换器。可以在功能上将主控制器分配给第一电力电子模块和第二电力电子模块。

根据本实用新型的示例性实施例，可以提供一种控制设备，其包括主控制装置，该主控制装置可以包括主保护控制器，其中第一电力电子模块可以包括第一局部电力电子控制器。此外，第二电力电子模块可以包括第二局部电力电子控制器，其中主控制装置的主保护控制器可以与第一电力电子模块的第一局部电力电子控制器连接，并且其中主控制装置的主保护控制器可以与第二电力电子模块的第二局部电力电子控制器连接。

可以在功能上将主保护控制器分配给第一电力电子模块和第二电力电子模块。

根据本实用新型的示例性实施例，可以提供的是：主控制装置可以包括冗余主保护控制器。此外，第一电力电子模块可以包括第一局部电力电子控制器，并且第二电力电子模块可以包括第二局部电力电子控制器。此外，主控制装置的冗余主保护控制器可以与第一电力电子模块的第一局部电力电子控制器连接，并且主控制装置的冗余主保护控制器可以与第二电力电子模块的第二局部电力电子控制器连接。

冗余主保护控制器可以与主保护控制器是同样的。在主保护控制器包含故障或过载的情况下，冗余主保护控制器可以以与主保护控制器相同的工作方式进行工作。因此，可以提供不间断的安全工作。可以在功能上将冗余主保护控制器分配给第一电力电子模块和第二电力电子模块。

根据本实用新型的示例性实施例，可以提供的是：第一局部电力电子控制器和第二局部电力电子控制器可以彼此连接。