[发明专利]用于高速机器应用的高频中压驱动系统

权利要求书

1.一种中压功率转换器，包括：

多个片段，每个片段具有：

变压器，其包括多个初级绕组以联接到输入功率的公用电源和多个次级绕组；以及

联接到所述多个次级绕组的多个供电柜，所述多个供电柜中的每个包括低频前端级、DC链路和高频碳化硅(SiC)逆变器级，以联接到高频负载或高速机器。

2.根据权利要求1所述的中压功率转换器，还包括一个或多个传感器，其联接到所述中压功率转换器的输入以获得传感器信息。

3.根据权利要求2所述的中压功率转换器，还包括断路器系统，其联接在输入功率的公用电源和所述中压功率转换器之间。

4.根据权利要求3所述的中压功率转换器，其中，所述断路器系统将至少部分地基于所述传感器信息将所述中压功率转换器与所述输入功率的公用电源主动地连接或断开。

5.根据权利要求1所述的中压功率转换器，还包括电网接口控制器，以存储并向所述高速机器、高速机械负载和公用电网系统提供支持功能。

6.根据权利要求1所述的中压功率转换器，其中，所述高频负载包括以500-1000赫兹之间的频率工作的高速机器，其中所述输入功率的公用电源将以50/60赫兹的频率操作。

7.根据权利要求6所述的中压功率转换器，其中，所述低频前端级包括基于SiC的主动前端级。

8.根据权利要求1所述的中压功率转换器，其中，所述多个供电柜中的每个包括具有朝所述供电柜的第一面移位的多个AC汇流条的封壳。

9.根据权利要求8所述的中压功率转换器，其中，所述DC链路的DC总线包括朝所述供电柜的第二面移位的叠层构造，所述叠层构造具有第一水平部分，所述第一水平部分具有直接穿过其形成的栅极驱动器开口。

10.根据权利要求9所述的中压功率转换器，其中，所述DC总线还包括第二水平部分，所述第二水平部分从所述第一水平部分垂直地偏移以联接至多个电容器，所述多个电容器具有在大约7.6至11.4毫法拉之间的电容。

11.根据权利要求10所述的中压功率转换器，其中，所述第二水平部分将联接至多个电容器。

12. 根据权利要求11所述的中压功率转换器，其中，所述第一水平部分包括：

多个AC总线间隙，通过所述多个AC总线间隙可将多个AC汇流条联接至至少一个SiC装置；以及

多个栅极驱动器接口，通过所述多个栅极驱动器接口，适配用于栅极驱动信号的通信的互连件。

13.一种中压功率转换器，包括：

多个片段，分别具有变压器，所述变压器包括多个初级绕组以联接到第一频率下的公用设施的公共联接点且包括多个次级绕组以分别联接到所述片段的多个供电柜中的一个，所述多个供电柜中的每个包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)主动前端级、DC链路和碳化硅(SiC)后端级，以在第二频率下联接到负载，所述第二频率大于所述第一频率。

14.根据权利要求13所述的中压功率转换器，其中，当所述负载是电源时，所述SiC后端级将操作为整流器，并且所述IGBT主动前端级将操作为逆变器，以使得能够将所产生的功率通过公共联接点提供给所述公用设施。

15.根据权利要求14所述的中压功率转换器，还包括控制器，当所述公用设施是电源时，所述控制器引起所述SiC后端级操作为逆变器并且引起所述IGBT主动前端级操作为整流器。