[发明专利]驱动器组中的中间电路耦连

说明书

本本发明涉及一种用于在驱动器组中进行中间电路耦连的变流器装置。变流器装置包括至少一个第一变换器和至少一个第二变换器，其中，变换器分别具有电压中间电路和负载侧变流器。第一变换器的电压中间电路与第二变换器的电压中间电路借助至少一个连接导线电连接。连接导线与至少三个或四个子连接导线连接并且具有至少一个半导体器件(DL+21、DL‑21、DU+21、DU‑21、DV+21、DV‑21、DW+21、DW‑21)以产生电压降。

技术领域

本发明涉及一种变流器装置，其包括至少一个第一变换器和至少一个第二变换器，其中，变换器各自具有电压中间电路和负载侧变流器，其中，第一变换器的电压中间电路借助至少一个连接导线与第二变换器的电压中间电路电连接。

背景技术

电驱动器通常包括经由交流电压网处的变换器运行的电机。这种变换器运行方式能够使作为电动机或发电机工作的电机以转速可变化的方式运行。交流电压网在此能够是单相的或三相的交流电压网。

变换器(在此也称作为变频器)将交流电压网的电网频率变换成取决于电机及其当前负载要求的频率。

变换器包括电网侧变流器以及负载侧变流器。所谓的电压中间电路变换器还具有带有电压中间电路电容器的电压中间电路。此外，可选地能够在电压中间电路中实现有预加载电路(Vorladeschaltung)。

电网侧变流器是整流器，其将三相交流电压(典型地借助于具有二极管的B6电桥电路)变换成直流电压。负载侧变流器实施为逆变器并且将电压中间电路中的直流电压变换成电机所需的、具有特定幅值和频率的交流电压。

电驱动器通常以两个或更多个电驱动器的驱动器组运行，以便有时将在电机制动时释放的电能用于加速另一电机。如果电驱动器被加速，则电机作为电动机工作。如果电驱动器被制动，则电机作为发电机工作。

通过经由中间电路耦连将变换器、更确切地说变换器的电压中间电路彼此连接的方式，便实现了能量交换。

如果不采用或不完全采用以发电机运行时所释放的电能，那么电能例如能够通过制动斩波器被脉冲调制到制动电阻上，该制动电阻将电能转换成热量。另一能量高效的可行方案是将释放的制动能借助于通常极其昂贵的具有回馈能力的变换器回馈到交流电压网中。

对于中间电路耦连，已知有两种主要的耦连类型：硬耦连(hart Kopplung)和经由电阻的耦连。然而这两种耦连类型都会带来一些缺点。

JP2005176475A示出一种硬耦连，其借助于两个借助于控制单元的命令来控制的开关来实现。

硬耦连是一种纯粹的电连接，即第一变换器的电压中间电路的正极与第二变换器的电压中间电路的正极电连接，以及第一变换器的电压中间电路的负极与第二变换器的电压中间电路的负极电连接。特别地，在具有两种不同功率等级的设备中，硬耦连由于在预加载时的不同充电时间常数或运行中的不平衡的负载比而导致补偿电流的产生，其引起电网侧变流器和预加载电路的过载和快速老化。

因为电网侧变流器通常实施为无源的输入端整流器，所以不对称的加载会导致：为较小负载设计的较小的变换器经由自身的桥式整流器对为较大负载设计的较大的变换器一起供电。尤其在负载强度不对称的情况下，这可能导致较小的变换器的桥式整流器的过载甚至损坏。

有时，输入端整流器的二极管在截止电压、差分电阻或体电阻方面的差异导致过载。由于截止电压和体电阻还与温度相关，因此驱动器组中的不同的温度导致补偿电流。由变换器的中间电路电容或负载产生的不同的时间常数以及输入端子与中间电路之间不同大小的电压降同样引起过载。由于电网侧变流器在硬耦连时形成的并联电路，变流器部件的不同容差也引起大的补偿电流。

借助于尤其是电网侧变流器的超维(Ueberdimensionierung)设计或功率下降来尝试克服这些风险。然而，这与提高的成本耗费联系在一起。