[实用新型]电压源的转换器及轨道限制车辆

说明书

本实用新型涉及一种电压源转换器，其具有半桥(18)，该半桥(18)有串联连接的两个电流阀(19、20)以及设置成执行电压测量的结构，该结构用于确定在转换器的DC侧的相对极(21、22)之间的DC电压值。各电流阀包括由相关栅极驱动部件(29、30)控制的半导体装置(23、24)，各栅极驱动部件(29、30)形成共用于两个电流阀的一个栅极10驱动单元(28)的栅极驱动部分。栅极驱动单元(28)包括在栅极驱动部件之间的隔离双向通信链路(33)。该结构包含在栅极驱动单元中，并设置成测量在所述相对极(21、22)之间的整个DC电压。转换器控制装置15(31)根据电压测量的结果来计算和发送控制信号至栅极驱动单元。本实用新型还涉及一种轨道限制车辆。

技术领域

本实用新型涉及一种电压源转换器，它包括：

具有两个电流阀的半桥，这两个电流阀串联连接，并设置成与DC 电源/负载的相对极连接，各所述电流阀包括关断类型的半导体装置和与它反向并联连接的整流二极管，半桥的、在两个电流阀之间的中点形成转换器的AC侧，并设置成与AC负载/电源连接；

两个栅极驱动部件，各栅极驱动部件包括逻辑装置和栅极驱动级，该栅极驱动级设置成控制电流阀的半导体装置，以便根据来自转换器控制装置的控制信号而各自接通和断开；

所述转换器控制装置设置成根据脉冲宽度调制模式来向用于控制转换器操作的所述栅极驱动部件发送控制信号，用于产生在所述AC 侧的AC基础电压和电流，以及

设置成执行电压测量的结构，用于向第一所述逻辑装置提供在所述相对极之间的DC电压值，该第一逻辑装置设置成向转换器控制装置发送关于所述DC电压值的信息。

本实用新型并不局限于这种转换器的任何特殊使用，但是在本说明书的一些部分中，本实用新型在轨道限制车辆(例如轨道车辆)中的使用将介绍为示例说明本实用新型，但是本实用新型并不因此局限于该应用。

这种转换器用于将直流电压转换成交流电压或者相反，用于不同目的。因此，对于马达转换器，AC侧认为是负载，DC侧认为是源，而对于线路转换器则相反。本实用新型并不局限于施加在所述AC侧的任何数目的电压相，尽管最常见的是三相电压，本实用新型也不局限于要通过转换器供给的这种电压或电功率的任何特殊水平。因此，在三相电压的情况下，转换器在DC侧的相对极之间有至少三个所述半桥(理论上，各相可以有并联连接的多个半桥模块，以便允许高电流)。

电流阀的半导体装置可以是任何关断类型的半导体装置，例如 IGBT或MOSFET。

在引言中所述类型的转换器的控制通常需要关于转换器DC侧的 DC电压水平的信息，特别是当用于大功率应用时，例如向铁路车辆的驱动马达提供电能。一个原因是必须防止向电流阀的半导体装置施加太高电压。为此，由所述结构确定的DC电压值可以用于断路器 (chopper)的控制，DC电压的水平可以通过该断路器来控制。当试图优化电流阀的切换时，DC电压的精确值也有利地用于向栅极驱动部件的控制器的输入。

转换器控制装置是为了简明和为了避免它的供给源和大部分通信端口(该通信端口连接接地电势，即接车身)的昂贵高压绝缘，但转换器主电路也可以是负接地，即它的负直流电压极通过回路导体而与运行轨道连接，或中点接地，即有在它的正极和负极之间连接的高阻抗分压器，其中，分压器的中点接地，即接车身。在后一种情况下，在转换器控制装置和栅极驱动单元之间显然需要电绝缘通信槽道，但是在负接地的情况下这是优选，以避免电磁干扰，并能够在不暂时断开通信链路的情况下进行主电路的介电测试。

背景技术

已知使用单独的电压测量装置(例如闭环电压换能器)作为用于执行电压测量的结构，用于确定在引言中所述类型的电压源转换器中的相对极之间的DC电压值。不过，用于生产和安装这种测量装置的成本和精力较高，并需要单独的电源。而且，为了保证转换器的操作，可能还需要冗余测量装置。