[发明专利]转换电感性负载

说明书

技术领域

本发明涉及一种转换电感性负载的设备，其中包括用于转换电感性负载的半导体阀以及为半导体阀提供触发信号的装置，该半导体阀包括至少两个半导体级。

本发明还涉及一种转换电感性负载的方法，其中该方法控制半导体阀，该半导体阀包括至少两个半导体级，该方法提供触发信号给半导体阀。

本发明还涉及一种转换电感性负载的控制系统的软件产品，该控制系统包括控制半导体阀的控制单元，该半导体阀包括至少两个半导体级。

背景技术

晶闸管应用在许多高压设备中。由于高压需要用到由一系列晶闸管级联组成的晶闸管阀。通常每个晶闸管级包含一个晶闸管或两个反向并联的晶闸管。晶闸管阀可用于静止无功补偿器(SVC)中，例如用于连接晶闸管控制电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)。晶闸管阀也可以用于晶闸管投切串联电容器(TCSC)中，用于补偿长传输线。晶闸管阀还可以用于连接高压直流设备(HVDC)。

当晶闸管阀开启时，不同的电容，例如寄生电容、分布电容或总线结构的电容，会产生瞬时大电流通过晶闸管阀。如果瞬时电流被很大程度放大或电流的上升时间很短，会在晶闸管中形成所谓的热点，这样晶闸管就损坏了。现有的技术中将饱和非线性电流变化率限制电抗器或线性电流变化率限制电抗器与晶闸管阀串联，从而限制电流上升的速率。电抗器必须匹配晶闸管阀的额定电压和额定电流，这就带来了复杂性和高成本的问题。

发明内容

本发明提供一种设备，其特征在于，为半导体阀提供触发信号的装置依次排列为半导体阀提供触发信号，从而在至少两个半导体级的触发信号间产生预定的延时。

另外，本发明提供一种方法，其特征在于，为半导体阀提供触发信号，从而在至少两个半导体级的触发信号间产生预定的延时。

再者，本发明提供一种软件产品，其特征在于，控制单元对该软件产品的执行提供如下操作：为半导体阀提供触发信号，从而在至少两个半导体级的触发信号间产生预定的延时。

本发明提供的技术方案中，半导体阀用于转换电感性负载。半导体阀包括至少两个半导体级。为半导体阀提供触发信号，从而在至少两个半导体级的触发信号间产生预定的延时。由于半导体级不是同时被触发，系统电容的放电电流可以被分为几个部分，从而避免半导体阀中通过大电流脉冲。当最后的半导体级被触发后，半导体阀开启。半导体阀的电压受电感性负载的影响，在每次被触发时都会衰减。最后注入的电流会降低到一个低值。因此不需要采用电流变化率限制电抗器，或者只需要采用大小适中的电流变化率限制电抗器。

在一个实施例中，确定每个半导体级的电容值(包括半导体结电容)，使得每个半导体级的电压应力适中。系统电容通过受控的方式向半导体级电容放电。这样，未被触发的半导体级电压不会过度升高。而且由于半导体阀电压减小缓慢，对外界环境或其它半导体阀的电磁干扰会最小化。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为晶闸管控制电抗器的电路原理图；

图2为现有技术中晶闸管级的电压示意图；

图3为现有技术中晶闸管阀的电流示意图；

图4为现有技术中晶闸管阀的电压示意图；

图5为一个实施例中采用延时触发的晶闸管级的电压示意图；

图6为一个实施例中采用延时触发的晶闸管阀的电流示意图；

图7为一个实施例中采用延时触发的晶闸管阀的电压示意图；

图8为HVDC转换器的电路原理图；

图9为HVDC晶闸管阀的电路原理图；

图10为一个实施例中给晶闸管级提供触发信号的电路原理图；以及

图11为另一个实施例中给晶闸管级提供触发信号的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，在A与B相之间为晶闸管控制电抗器。电抗器L本身包括两个部分，其中晶闸管阀V在两个电抗器之间。晶闸管阀V包括几个相互串联的晶闸管级T₁到T₅。每个晶闸管级T₁到T₅包括两个反向并联的晶闸管。

图1中列出了对系统有影响的几个电容。这些电容例如为寄生电容、分布电容以及总线结构的电容。图1中这些电容表示为例如寄生电容C_ST和电抗器电容C_L。通常这些电容大小在几百个pF范围。