[发明专利]转换器

说明书

本发明题为“转换器”。本发明示出了具有有源二极管钳位式多电平拓扑的电转换器(203)。每个钳位二极管与开关(S5A，S5B)反并联连接。转换器包括多相供电相(A，B，C)，每个相通过相应的相脚(401,402,403)连接到直流导轨(301,302)和直流链路电容器。直流链路电容器包括多个串联连接的电容器(404,405)。控制器被配置为响应于事件信号，对于每个相脚，激活其中的开关的组合以形成到直流链路电容器中的两个电容器之间的中点(406)的一对平行传导路径，从而将每个相连接到相同的节点。

技术领域

本公开涉及电转换器，其将被理解为包括整流器和逆变器。

背景技术

永磁发电机针对其高效率和高功率密度被使用。它们的输出通常被提供给整流器以产生直流输出。

永磁发电机的一个问题是，除非它们被物理地停止旋转，否则它们将继续驱动电流。如果在上述布置中，在直流网络中发生故障，则这可能是一个问题。在许多具体实施中，不可能瞬间停止发电机被可旋转地驱动：要么驱动装置具有一定程度的角动量，要么出于安全原因或以其他方式机械切断发电机和驱动装置之间的连接是不可能的。

在这种情况下，要求实现独立的撬棍电路，其中的方法是使发电机的相位短路。然而，此类方法对整流器中的电力电子器件施加严重的过电流，不能保证其在该过程中存活。在直流故障被清除后，发电机需要重新连接到直流网络并继续提供电力的情况下，这可能不太令人满意。

发明内容

本发明涉及一种电转换器，以及控制器及其操作方法。

在一个方面，提供了一种具有有源二极管钳位式多电平拓扑结构的电转换器，其中每个钳位二极管与开关反并联连接。

转换器包括多相供电相，每个相经由相应的相脚连接到直流导轨和直流链路电容器。直流链路电容器包括多个串联连接的电容器。

用于转换器的控制器被配置为响应于事件信号，针对每个相脚，激活其中的开关的组合以形成到直流链路电容器中的两个电容器之间的中点的一对平行传导路径，从而将每个相连接到相同的节点。

在另一方面，提供了一种控制此类转换器的方法，包括针对每个相脚，激活其中的开关的组合以形成到直流链路电容器中的两个电容器之间的中点的一对平行传导路径，从而将每个相连接到相同的节点。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参考附图来描述实施方案，附图仅为示意图并且未按比例绘制，并且在附图中：

图1示出了具有串联混合推进系统的飞行器；

图2为图1的串联混合推进系统的框图，该系统包括发电机和电转换器；

图3A和图3B示出了图2的发电机和电转换器以及用于该转换器的控制器；

图4是转换器的电路图；并且

图5是转换器的另选的实施方案的电路图。

具体实施方式

图1中示出了实施方案的示例应用。示出了一种飞行器101，其中采用了串联混合推进系统。一对电推进单元102安装在飞行器101的机翼下方。电推进单元102经由配电总线103连接到位于飞行器101机身中的电源。在本示例中，电源是被配置为驱动电机的内燃机。在图1的具体的实施方案中，电源为涡轮发电机104，其中内燃机是气体涡轮引擎。在另选的实施方案中，内燃机可为活塞发动机或类似装置。电源可另选地由燃料电池、电池等构成。

每个电推进单元102包括被配置成驱动推进式风扇的电机。在本示例中，电推进单元102为管道风扇，但应当理解，在另选的实施方案中，电推进单元102可被构造为开式螺旋桨(一种类型的推进式风扇)，或者能够通过引起入射气流中的压力升高而产生推力的任何其他配置。