[发明专利]具有基于相臂电流选择的单元的多电平转换器

权利要求书

1.一种在多电平转换器(10)的相臂中选择用于电压贡献的开关单元(C1u1、C2u1、C3u1、C4u1、C5u1)的方法，所述多电平转换器(10)操作为在交流(AC)和直流(DC)之间转换，

所述方法通过所述转换器的电压平衡元件(14)执行，并且所述方法包括

基于所述相臂的基准电压和相臂电流(I)的幅值从所述多电平转换器选择(30；46)用于对AC电压输出贡献的单元。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括组织所述单元用于限制在高相臂电流处开关。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述组织通过所述相臂电流的电流过零来触发。

4.根据权利要求3所述的方法，其中当达到新的电流过零时重复所述组织。

5.根据权利要求3或4所述的方法，进一步包括获得(36)所述单元的单元电压，其中所述组织包括根据所述单元的单元电压对所述单元进行评定等级(42)，并且所述选择也包括基于所述评定等级进行选择。

6.根据权利要求5所述的方法，其中高电压对应于高等级。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中在所述触发电流过零处做出所述评定等级，并且所述选择包括从所述电流过零开始选择(46)最初具有最高等级的所述单元，以及如果(48)所述单元电压达到单元电压范围边界，用较低等级的单元替换(50)所选择的单元。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在重复出现的离散开关时间处进行所述选择的步骤，并且在一个离散开关时间处选择的替换单元在接着的离散开关时间处保留。

9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括移除达到边界的单元的所述等级。

10.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其中所述组织包括形成(24)电压变化矩阵(A)以及基于所述电流电平矩阵和电压变化矩阵形成(28)单元选择矩阵(X)，所述电压变化矩阵(A)限定将被用于满足所述基准电压(Vref)的单元和由所述相臂电流(I)引起的单元电压的所述变化之间的关系，其中通过最小化所述单元选择矩阵中的状态变化的数目而同时最小化所述单元选择矩阵的状态变化和相臂电流电平之间的关系，来获得所述单元选择矩阵的所述系数，并且所述选择基于形成的单元选择矩阵。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括应用约束，所述约束为所述单元电压将在单元电压边界之内并且非零元件的所述数目在所述单元选择矩阵中与在电压变化矩阵中相同。

12.一种用于多电平转换器的单元选择控制设备(12)，所述多电平转换器操作为在交流(AC)和直流(DC)之间转换并且包括至少一个具有单元(C1u1、C2u1、C3u1、C4u1、C5u1)的至少一个相臂，所述单元选择控制设备包括

平衡控制元件，被配置为

获得用于所述相臂的基准电压(Vref)，

获得运行通过所述相臂的电流(I)的测量结果，以及

基于所述基准电压(Vref)和所述相臂电流的幅值从所述多电平转换器选择用于对AC电压输出贡献的单元。

13.根据权利要求12所述的单元选择控制设备，其中所述平衡控制元件还被配置为组织所述单元用于限制在高相臂电流电平处开关。

14.根据权利要求13所述的单元选择控制设备，其中所述组织通过所述相臂电流的电流过零来触发。

15.根据权利要求14所述的单元选择控制设备，其中所述平衡控制元件被配置为在达到新的电流过零时重复所述组织。

16.根据权利要求14或15所述的单元选择控制设备，其中所述平衡控制元件被配置为获得所述单元的单元电压，以在执行组织时根据所述单元的单元电压对所述单元评定等级，并且被配置为在执行选择时基于单元的等级选择所述单元。

17.根据权利要求16所述的单元选择控制设备，其中所述平衡控制元件被配置为在所述触发电流过零处执行所述评定等级，并且当选择进一步被配置为从所述电流过零开始选择最先具有最高等级的单元，并且在所述单元电压达到单元电压范围边界的情况下用较低等级的单元替换所选择的单元。