[发明专利]用来保护功率转换器布置的方法和具有保护装置的功率转换器

权利要求书

1.一种用来保护具有功率转换器装置的功率转换器布置的方法，所述功率转换器装置具有与直流DC中间电路连接的DC侧、交流AC侧和能够在高频率可控切换以将所述DC中间电路的DC电压转换成多相AC电压的可控切换元件，所述方法包括：

提供能够被激活和停用的保护装置以通过将具有整流器元件的整流器电路连接到所述功率转换器装置的所述AC侧，并且将旁路分支连接到所述整流器电路的DC侧来保护所述功率转换器装置免于过载，所述整流器元件的至少一些是晶闸管，所述旁路分支具有用于将从所述功率转换器装置的所述AC侧耗散的能量变换成热能的制动电阻器；以及

如果检测到预确定的错误情况，则触发所述整流器电路的所述晶闸管以使它们接通来激活所述保护装置；并且

如果检测到所述预确定的错误情况消失，则通过结束所述晶闸管的所述触发，并且主动控制所述功率转换器切换元件产生适合的极性和幅度的电压脉冲序列以充当应用到所述保护装置以便强制电流从所述保护装置换向到所述功率转换器的晶闸管关断序列来关断所述整流器电路的所述晶闸管以停用所述保护装置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于如果检测到所述预确定的错误情况，则控制闭合的切换元件打开，并且保持所有切换元件打开，直至检测到所述预确定的错误情况已消失。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于为产生所述晶闸管关断序列，监测所述保护装置中的电流的极性和幅度，以确定电压脉冲的适合的序列和极性。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于还提供了内部制动斩波器装置，其监测和保护中间电路电压，所述制动斩波器装置具有将所述中间电路中过多的能量变换成热能的至少一个内部制动电阻器和通过脉宽调制可控制以允许或阻止电流流过所述至少一个内部制动电阻器的至少一个开关，如果所述至少一个开关的占空比达到100%，则所述保护装置被激活。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于电感器还布置在所述功率转换器装置与所述保护装置之间以限制换向电流的变化速率。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于为在所述保护装置的所述晶闸管关断时限制电流换向速度(di/dt)，所述功率转换器装置的所述切换元件根据下面等式，应用具有最小可能幅度V_conv的电压脉冲到所述保护装置：

，

其中，V_dc是所述DC中间电路的正电压，并且m对应于多电平功率转换器的电平的数量。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于在主动触发所述功率转换器装置的所述切换元件以关断所述晶闸管前，通过应用具有最小可能幅度V_conv的电压脉冲，将通过包括外部制动电阻器R_{b ext}的所述旁路分支的电流限制到值I_钳位，使得：

。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述晶闸管关断序列的应用包括下面步骤：在所述整流器桥连接到的第一相位线与第二相位线之间应用具有某个电压幅度和极性的第一电压脉冲；在这些相位线之间应用具有相反极性的另一电压脉冲，以及随后在相互并联连接的所述第一和第二相位线与所述整流器桥连接到的第三相位线之间应用具有某个电压幅度和极性的又一个电压脉冲，后面是在这些相位线之间的相反极性的电压脉冲。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于将所述晶闸管关断序列的每个应用的电压脉冲的持续时间预选择成等于至少电流换向时间和使用的所述晶闸管的恢复时间之和。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于一旦所述错误情况过去，并且所述电流已从所述保护装置换向到所述功率转换器装置，便恢复正常操作模式，在所述正常操作模式中在高频率通过脉宽调制来控制所述功率转换器装置的所述可控切换元件，以转化所述DC中间电路的所述DC电压。