[发明专利]旁路级联单元变换器

权利要求书

1.一种用于将能量从发电机(1)变换至电力网(2)的变换器(C)，特别是频率变换器，其中，

a)所述发电机的相数至少为二，

b)所述变换器包含多个功率模块(4.1、...、4.n)，

c)每个功率模块(4.1、...、4.n)包括至少两个功率单元(5)和用于将所述功率单元(5)连接至所述电力网(2)的变压器(T)，

d)每个功率单元(5)包括相输入(6)、相输出(7)、连接至所述变压器(T)的变压器输出(8)、整流器(18)和逆变器(12)，

其特征在于，

e)为了均衡流经功率模块(4.1、...、4.n)的所述功率单元(5)的能量，所述功率模块(4.1、...、4.n)的所述变压器(T)包括与该功率模块(4.1、...、4.n)的所述功率单元(5)的每个针对的一个发电机侧绕组(10)以及正好一个共用电网侧绕组(9)。

2.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，由于功率模块(4.1、...，、4.n)的每个功率单元(5)的对应相绕组(C1_U、C2_U、C3_U)集体缠绕在所述变压器(T)的磁芯(30)的公共部分(31)上，所述变压器(T)适于所述发电机侧绕组(10)之间的高度磁耦合，其中所述对应相绕组(C1_U、C2_U、C3_U)优选被扭曲。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的变换器，其特征在于，包括DC链路电容(14)。

4.根据权利要求3所述的变换器，其中，所述逆变器为开关型，并且其中所述DC链路电容(14)的电容量C_min优选为根据下列公式确定

Cmin=F*PU^1fP*1ΔUmax]]>

其中ΔU_max为由所述逆变器(12)的开关脉冲所引起的所述DC链路电容(14)两端电压的电压上升，F为值在约0.1到0.5之间、优选为在0.12到0.2之间的因子，P为功率单元传递的功率，f_P为所述逆变器(12)的开关频率，以及为所述变压器输出(8)处的相电压的振幅。

5.根据权利要求1或3中任一项所述的变换器，其特征在于，所述电网侧绕组的相数和所述发电机侧绕组的相数等于所述发电机(1)的相数。

6.根据权利要求5所述的变换器，其特征在于，所述电网侧绕组(9)的相数和所述发电机侧绕组(10)的相数为三，以及在于所述电网侧绕组(9)和所述发电机侧绕组(10)的所述相以星形连接方式或三角型连接方式连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的变换器，其特征在于，每个功率单元(5)包括切断机构，优选为旁路开关(20)，用于使得所述功率单元(5)的所述相输入(6)和所述相输出(7)之间能够直接电气连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的变换器，其特征在于，所述变换器包括控制系统，其中一个或多个功率单元(5)包括用于控制所述各自功率单元(5)的本地单元控制系统(21)，以及其中所述控制系统包括所述本地单元控制系统(21)。

9.根据权利要求8所述的变换器，其特征在于，所述控制系统适于依据发电机电压和所述功率单元(5)的每个的两端的电压降来确定工作功率单元(5)的最低数量。

10.根据权利要求8所述的变换器，其特征在于，所述本地单元控制系统(21)包括用于感测所述功率单元(5)的输出电流的传感器设备。