[其他]模块化的多级变换器

说明书

本实用新型涉及一种具有子模块(1_1至6_n)的模块化的多级变换器(1)，子模块分别具有至少两个电子开关元件(202，206)、电气能量存储器(210)、两个电流接头(212，215)、光学通信输入端(222)和光学通信输出端(225)。多个子模块(1_1至1_n)借助其通信输入端(222)和其通信输出端(225)连接为串联电路(440)。

技术领域

本实用新型涉及一种具有多个子模块的模块化的多级变换器，子模块分别具有至少两个电子开关元件和电气能量存储器。

背景技术

变换器是用于转换电能的电力电子电路。利用变换器可以将交流电转换为直流电、将直流电转换为交流电，将交流电转换为其他频率和/或幅值的交流电或者将直流电转换为其他电压的直流电。变换器可以具有电气串联连接的多个类似的模块(所谓的子模块)。这些子模块分别具有至少两个电子开关元件和电气能量存储器。这种变换器被称为模块化的多级变换器。通过子模块的电气串联电路可以达到高的输出电压。变换器可以简单地适应不同的电压(根据不同的电压调整)并且可以相对精确地产生期望的输出电压。模块化的多级变换器通常在高压范围内应用，例如作为高压直流电传输设备中的变换器或者作为灵活的三相电流传输系统中的无功功率补偿器应用。

为了控制包含在子模块中的电子开关元件以及为了反馈子模块的状态(例如为了反馈子模块的能量存储器的充电状态)在中央控制设备和子模块之间交换消息。由于简单的和低成本的可实现性的原因，期望将控制设备布置在地电位，相反地，各个子模块可以处于不同的电压电位上(此外还可以处于高压电位上)。因此，借助光波导体进行到子模块的消息传输。

在此可以想到的是，从中央控制设备到每个子模块铺设光波导体(以便将消息从控制设备传输到子模块)，和从子模块到控制设备铺设另外的光波导体(以便将消息从子模块传输到控制设备)。在该方案中，每个子模块需要两条光波导体，其从子模块延伸到控制设备。因为控制设备到各自的子模块可以具有相当远的距离(这种距离例如可以是100m以及更大)，所以需要非常长的光波导体并且这产生针对该光波导体和其铺设的相当大的开销。

实用新型内容

因此本实用新型要解决的技术问题是，提供一种变换器，借助其可以低成本地实现消息到子模块的传输。

上述技术问题根据本实用新型通过根据独立权利要求的变换器来解决。在各自的从属权利要求中说明了变换器的有利的实施方式。

公开了一种具有子模块的模块化的多级变换器，子模块分别具有至少两个电子(特别是电力电子)开关元件、电气能量存储器、两个电流接头、光学通信输入端和光学通信输出端，其中，多个子模块借助其通信输入端和其通信输出端 (与通信相关地)连接为串联电路(也就是说，串联连接)。在此，多个子模块 (与通信相关地)形成串联电路(串接电路)是特别有利的。换言之，子模块的光学通信输出端与串联电路的相邻的子模块的光学通信输入端连接。相邻的子模块的光学通信输出端与串联电路的下一个子模块的光学通信输入端连接，等等。在此特别有利的是，串联电路的每个子模块可以借助其光学通信输出端将消息、特别是报文消息传输到串联电路的相邻的子模块。由此产生从串联电路的一个子模块到串联电路的相邻的子模块的(空间上)短的通信路径。

模块化的多级变换器可以被设计为，串联电路的第一子模块和串联电路的最后的子模块分别与分配给串联电路的通信设备连接。由此，通信设备可以与串联电路的所有子模块通信。

模块化的多级变换器可以被设计为，串联电路的子模块和分配给串联电路的通信设备形成环形结构。由此保证的是，通信设备一方面可以将消息发送到串联电路的所有子模块，并且另一方面，串联电路的所有子模块也可以将消息发送到通信设备。

模块化的多级变换器也可以被设计为，通信设备是主控件，串联电路的子模块分别是受控件。这使得通信设备有利地能够控制和调节与构造为受控件的子模块的通信。