[发明专利]直接转换器以及具有这种直接转换器的系统

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子学的领域。其基于根据独立权利要求的前序部分所述的直接转换器(Direktumrichter)以及具有这种直接转换器的系统。 

背景技术

直接转换器、特别是矩阵转换器(Matrixumrichter)在过去更具有学术性的重要性。然而当今直接转换器主要对于工业应用具有重要意义，这是因为借助于直接转换器可以在无需耗费大的直流电压中间电路或直流电流中间电路的情况下将第一振幅和第一频率的输入电压或输入电流直接地转换为第二振幅和第二频率的输出电压或输出电流。这种直接转换器例如在US 6,900,998B2中给出。在那里，直接转换器具有n＝3个输入相接头(Eingangsphasenanschluesse)和p＝3个输出相接头，也就是说根据US 6,900,998B2的直接转换器在输入侧和输出侧都设计为三相的。根据US 6,900,998B2的直接转换器还包括九个两极的、用于在这些极之间切换正的和负的电压的开关单元(Schaltzelle)，其中每个输出相接头与每个输入相接头分别直接地经过开关单元串联。 

在根据US 6,900,998B2的直接转换器中存在的问题是，在每条支路上的、也就是说在每个两极的开关单元上的电压不能这样地调节，即能够实现从输入相接头向输出相接头的连续的电流流动，因此不能通过相应支路实现主动的电流调节(aktive Stromeinstellung)。此外，利用根据US 6,900,998B2的直接转换器不能或者仅能实现非常受限制的、在各个支路之间的电能交换。但是如果直接转换器能够传输大量 电能，那么根据US 6,900,998B2的开关单元的电容的尺寸相应地确定为大，由此导致了这种直接转换器的巨大的空间需求和高昂的费用。利用这种直接转换器构建的系统因此同样也具有相应大的空间需求并且是相应昂贵的。 

发明内容

因此本发明的目的在于，给出一种直接转换器，借助于该直接转换器可以实现从直接转换器的输入相接头向输出相接头的任意的和连续的电流调节以及此外可以实现在直接转换器的两极的开关单元之间交换电能。此外，本发明的目的在于，给出一种具有这种根据本发明的直接转换器的系统。 

该目的通过权利要求1或权利要求6所述的特征来实现。在从属权利要求中给出了本发明的有利的改进方案。 

根据本发明的直接转换器包括n个输入相接头和p个输出相接头，其中n≥2和p≥2。此外，直接转换器包括n·p个两极的、用于在这些极之间切换至少一个正的和至少一个负的电压的开关单元，其中每个输出相接头与每个输入相接头分别经过开关单元串联。根据本发明，现在，在每个串联连接部分中接入了至少一个电感。在每个串联连接部分中的、也就是说在输入相接头与输出相接头之间的每个支路中的电感能够有利地实现通过电压单元这样地调节电压，使得能够实现从输入相接头向输出相接头的连续的电流流动，因此能够通过相应支路实现主动的电流调节。此外，利用根据本发明的直接转换器能够实现几乎任意的、在各个支路之间的电能交换。 

在根据本发明的、具有前述的根据本发明的直接转换器的系统中，直接转换器在输入相接头上经过变压器(Transformer)连接到电气交变电压网(ein elektrisches Wechselspannungsnetz)上。对此可替换的是，根据本发明的直接转换器在直接转换器的至少一个输入相接头上经过输入故障电流限流线圈(Eingangfehlerstrombegrenzungsdrossel)连接 到电气交变电压网上。总体上，根据本发明的系统因此非常简单地构造。 

附图说明

由下面结合附图对于本发明的优选实施方式的详细描述，本发明的这些以及另外的目的、优点和特征变得明显。 

图中示出： 

图1示出直接转换器的第一实施方式第一实施方式； 

图2示出直接转换器的第二实施方式第一实施方式； 

图3示出直接转换器的第三实施方式； 

图4示出系统的第一实施方式； 

图5示出系统的第二实施方式； 

图6示出系统的第三实施方式； 

图7示出系统的第四实施方式； 

图8示出系统的第五实施方式； 

图9示出系统的第六实施方式； 

图10示出系统的第七实施方式； 

图11示出系统的第八实施方式； 

图12示出系统的第九实施方式； 

图13示出系统的第十实施方式； 

图14示出系统的第十一实施方式；