[发明专利]变换器的功率相模块、变换器和车辆

说明书

本发明提出一种用于模块化的变换器的功率相模块，该功率相模块具有：在功率相模块的端侧上的至少一个第一DC连接端对，其具有相应的连接元件以连接到导电轨对；在端侧上的第一DC‑电容器‑连接端对，其与第一DC连接端对隔开且并联连接并且具有相应的连接元件用以连接到分配给功率相模块的中间回路电容器模块；在功率相模块的另一侧上的第一AC连接端；开关设备，其与第一AC连接端和第一DC连接端对连接，该开关设备用于在运行状态下将存在于第一DC连接端对的直流电压转换成在第一AC连接端产生的交变电压，或者反之；冷却设备，其用于从功率相模块、尤其从开关设备中将热导走。此外，提出一种变换器和一种具有变换器的车辆、尤其有轨车辆。

技术领域

本发明属于功率电子器件领域、尤其功率变换器领域，并且涉及用于功率变换器的相模块的结构和一种变换器。此外，本发明涉及一种具有变换器的车辆。

背景技术

变换器(Umrichter)用于转换交变电压和交变电流，其中，在此匹配独有特性——如电压幅度和频率。变换器可以具有中间回路。中间回路充当中间存储器以及电缓存器。在功率变换器中，同样地转换电压和电流。

变换器例如用于转速可变的电动机的驱动装置。这些变换器出现在车辆中、尤其诸如有轨电车、地下铁道、电力机车或高速列车的有轨车辆中。车辆截取例如架空线或导电轨上的电压。所述电压然后在变换器中被匹配用于电驱动装置。

电动机也作为用于例如在电动车辆的制动过程中由动能产生电能的发电机使用。变换器典型地在两个方向上起作用。

变换器可以具有相模块，所述相模块具有可控制的半导体构件，例如IGBT(insulated-gate bipolar transistor：绝缘栅双极晶体管)。通过频率控制装置，在相模块中生成相电流。相电流然后可以例如驱动电动机。

现有技术的缺点

有轨车辆中的换流器由换流器单元的大型布置组成，其中，每个换流器单元连接到中间回路上。到中间回路的长的连接产生高的电感和与此相关的功率损耗。

发明内容

所述任务在于，改进变换器的结构。

所述任务通过一种用于模块化的变换器的功率相模块解决。此外，所述任务通过一种变换器和一种车辆、尤其有轨车辆解决。

提出一种用于模块化的变换器的功率相模块。该功率相模块具有：至少一个第一DC连接端对，其在功率相模块的端侧上并且具有相应的连接元件用以连接到导电轨对；第一DC-电容器-连接端对，其在该端侧上并且与第一DC连接端对隔开且并联连接，并且具有相应的连接元件用以连接到分配给功率相模块的中间回路电容器模块；第一AC连接端，其在功率相模块的另一侧上；开关设备，其与第一AC连接端和第一DC连接端对连接，用于将在运行状态中存在于第一DC连接端对上的直流电压转换成在第一AC连接端上产生的交变电压，或者反之；冷却设备，其用于从功率相模块、尤其从开关设备将热导走。

功率相模块可以在模块化构造的变换器中用于将直流电流变换成交变电流或将交变电流变换成直流电流。在变换器中，多个功率相模块可以并行地、相互独立地或相互关联地运行。功率相模块紧凑地构造并且可以在模块化的变换器中节省空间地并排布置。有利地，功率相模块是可更换的。

功率相模块具有一个端侧。对此，功率相模块例如可能大致具有长方体的形状，该长方体的形状具有大面积侧和小面积侧。端侧是具有小面积的一侧。功率相模块在该端侧上具有至少一个第一DC连接端对。对于DC连接端对，可以将导电轨对在端侧连接到电源相模块。在连接的导电轨的情况下，通过DC连接端对给功率相模块供给直流电压，或者可以馈电直流电压。