[发明专利]带过压保护的变压器

说明书

为了提出用于将输入电压(ue、Ue)转换为输出直流电压(Ua)的变压器(2)的改进的过压保护，设有第一切断单元(11)，其被设计为在输出直流电压(Ua)达到或超过第一电压阈值(Ux1)时，实现对该变压器(2)的至少一部分的切断，以降低该输出直流电压(Ua)。此外，还设有第二切断单元(12)，其被设计用于检查输出直流电压的平均值是否达到或超过平均值阈值(Uxm)，并且在达到或超过该平均值阈值(Uxm)时，实现对该变压器(2)的至少一部分的切断，以降低该输出直流电压(Ua)。

本发明涉及一种用于将输入电压转换为输出直流电压的变压器，该变压器包括第一切断单元，该第一切断单元被设计为在输出直流电压达到或超过第一电压阈值时，实现对该变压器的至少一部分的切断，以降低该输出直流电压。此外，本发明还涉及一种用于监视变压器的输出直流电压的方法，其中设有第一电压阈值，并且其中，在输出直流电压超过或达到第一电压阈值时，切断该变压器的至少一部分以降低输出直流电压。

在电气系统(诸如长定子线性电动机或平面电动机)中，由变压器向执行器提供输出直流电压。为此，使用相应的变压器从(通常较高的)输入电压转换到输出直流电压。如果输入直流电压被转换为输出直流电压，则提供直流变压器作为变压器。如果输入交流电压被转换为输出直流电压，则提供整流器作为变压器。还可以规定，整流器首先将电网交流电压转换为低直流电压，并且此外经由该整流器的转换器级或单独设计的直流变压器将低直流电压转换为特低直流电压。

输出直流电压处于某个电压范围内，例如，特低电压范围和/或低电压范围。相应的电压范围具有电压上限，输出直流电压不得超过该电压上限。为了提高提供输出直流电压的变压器的效率，可以最小化电流热损失。这可以通过使输出直流电压尽可能接近相关电压范围的电压上限来实现。然而，为了确保输出直流电压不超过该电压限制，需要高精度地监视输出直流电压。为此，可设有用于监视电压阈值的保护电路，其中该电压阈值处于电压范围的电压限制范围内。

在超过电压阈值时确保切断变压器的至少一部分，以降低输出直流电压，并且藉此使超过电压阈值的时间尽可能短。然而，即使在发生动态负载变化时出现的短时间超过的情况下，也进行切断――尽管这种短时间超过未被归类为是紧要的。

本发明的任务在于，提出变压器的改进的过压保护。

该任务通过以下方式来解决：设有第二切断单元，该第二切断单元被设计用于检查输出直流电压的平均值是否达到或超过平均值阈值，并且在达到或超过该平均值阈值时，实现对变压器的至少一部分的切断，以降低输出直流电压。

此外，该任务通过一种方法来解决，其中检查输出直流电压的平均值是否达到或超过平均值阈值，并且其中在达到或超过该平均值阈值时，切断变压器的至少一部分，以降低输出直流电压。

平方平均值(也称为RMS平均值)优选地被视为平均值。例如，算术平均值也可被视为平均值。

通过对输出直流电压的平均值的附加监视，第一电压阈值可被设置为尽可能接近电压上限，藉此最小化变压器的电流热损失并提高变压器的效率。在输出直流电压出现短暂峰值时，输出直流电压的平均值仅略有增加，并且不超过平均值阈值。由此，在输出直流电压出现短暂峰值的情况下不进行切断，只要不超过第一电压阈值即可。因此，动态负载也可以由输出直流电压供电。平均值阈值优选地小于第一电压阈值。

特别有利的是，在达到或超过第一电压阈值时和/或在达到或超过平均值阈值时，例如通过直接干预功率开关的门控来停用变压器的功率开关。也可以切断变压器的另一部分或整个变压器；重要的是，通过这种切断降低了输出直流电压。

第二切断单元可以是变压器的集成组成部分，优选地是第一切断单元的集成组成部分。