[发明专利]变换器的模块化的中间回路电路、变换器电路、能量转换器和车辆

说明书

提出一种用于功率变换器的模块化的中间回路电路，其具有至少三个在链中并联连接的中间回路电容器模块，其中，每个中间回路电容器模块具有第一连接端、第二连接端和至少一个第一中间回路电容器，所述至少一个第一中间回路电容器与所述第一连接端和所述第二连接端电连接，其中，在所述链中分别直接彼此相继的中间回路电容器模块的第一连接端分别通过第一低欧姆高电感连接以及与所述第一低欧姆高电感连接并联连接的第一高欧姆低电感连接连接，在所述链中分别直接彼此相继的中间回路电容器模块的第二连接端分别通过第二低欧姆高电感连接以及与所述第二低欧姆高电感连接并联连接的第二高欧姆低电感连接连接。此外，提出一种变换器电路、一种能量转换器和一种车辆。

技术领域

本发明属于功率电子器件领域、尤其功率变换器领域，并且涉及用于功率变换器的相模块的结构和变换器。此外，本发明涉及一种具有变换器的车辆。

背景技术

变换器(Umrichter)用于转换交变电压和交变电流，其中，在此匹配独有特性——如电压幅度和频率。变换器可以具有中间回路。中间回路充当中间存储器以及电缓存器。在功率变换器中，同样地转换电压和电流。

变换器例如用于转速可变的电动机的驱动装置。这些变换器出现在车辆中、尤其诸如有轨电车、电力机车或高速列车的有轨车辆中。车辆截取例如架空线或导电轨上的电压。所述电压然后在变换器中被匹配用于电驱动装置。

电动机也作为用于例如在电动车辆的制动过程中由动能产生电能的发电机使用。变换器典型地在两个方向上起作用。

变换器可以具有相模块，所述相模块具有可控制的半导体构件，例如IGBT(insulated-gate bipolar transistor：绝缘栅双极晶体管)。通过频率控制装置，在相模块中生成相电流。相电流然后可以例如驱动电动机。

现有技术的缺点

换流器模块由换流器单元的大型布置组成，其中，每个换流器单元连接到中间回路上。到中间回路的长的连接产生高的电感和与此相关的功率损耗。

发明内容

所述任务在于，改进变换器的结构。

所述任务通过一种用于功率变换器的模块化的中间回路电路解决。此外，所述任务通过一种变换器电路、一种能量转换器和一种车辆、尤其有轨车辆解决。

提出一种用于功率变换器的模块化的中间回路电路，其具有至少两个或更多个在链中(in einer Kette)并联连接的中间回路电容器模块，其中，每个中间回路电容器模块具有第一连接端、第二连接端和至少一个第一中间回路电容器，所述至少一个第一中间回路电容器与所述第一连接端和所述第二连接端电连接，在链中分别直接彼此相继的中间回路电容器模块的第一连接端分别通过第一低欧姆高电感连接以及与其并联连接的第一高欧姆低电感连接连接；以及在链中分别直接彼此相继的中间回路电容器模块的第二连接端分别通过第二低欧姆高电感连接以及与其并联连接的第二高欧姆低电感连接连接。在此，分别与第一高欧姆低电感连接和第二高欧姆低电感连接相比，第一低欧姆高电感连接和第二低欧姆高电感连接分别具有更小的欧姆电阻和更大的电感。

模块化在此表示：功率变换器的中间回路电路具有多个单个部件，其中，所述部件尤其涉及中间回路电容器、中间回路电容器模块和相应的连接，它们组合成一个共同的中间回路。

低欧姆连接尤其理解为与高欧姆连接相比具有更小电阻值的连接。然而优选地，低欧姆连接具有在10μΩ和1Ω之间的电阻值，相反，高欧姆连接具有在100Ω和10MΩ之间的电阻值。

低电感连接尤其理解为与高电感连接相比具有更小电感值的连接。然而优选地，低电感连接具有在1nH和100μH之间的电感值，相反，高电感连接优选具有在10mH和10H之间的电感值。