[发明专利]电力电子变换器

摘要

一种电力电子变换器(30)，用于连接AC和DC网络(46,44)并且转换它们之间的电力，包括第一DC端子和第二DC端子(32,34)，限定用于连接到DC网络(44)的DC环；其中，在使用中，所述DC环具有施加在其两端的可逆DC环电压；至少一个变换器臂(36)，在所述第一DC端子与第二DC端子(32,34)之间延伸，并且具有由用于连接到AC网络(46)的AC端子(42)隔开的第一臂部和第二臂部(38,40)，每个臂部(38,40)包括至少一个合理化模块(52)，其具有与至少一个能量存储装置(56)并联连接的第一组串联电流流动控制元件和第二组串联电流流动控制元件(54)，每组电流流动控制元件(54)包括一次有源开关元件以选择性地引导电流通过所述能量存储装置(56)、和一次无源电流逆止元件以限制电流在单一方向上流过所述合理化模块(52)，所述电流流动控制元件(54)和所述或每个能量存储装置(56)组合以选择性地提供电压源以在所述AC端子(42)处合成AC电压；以及第一控制器(60)，以选择性地切换每个臂部(38,40)中的所述或每个合理化模块(52)以控制相应AC端子(42)处的AC电压的配置，以便在AC到DC电力转换模式中将来自所述AC网络(46)的电力转换至所述DC网络(44)并且在DC到AC电力转换模式中将来自所述DC网络(44)的电力转换至所述AC网络(46)，其中每个臂部(38,40)包括一个或多个二次无源电流逆止元件(48)，以限制相应AC与DC端子(42,32,34)之间的电流在单一方向上流过相应臂部(38,40)，所述或每个二次无源电流逆止元件(48)与所述或每个合理化模块(52)串联连接；或者一个或多个二次有源开关元件，与所述或每个合理化模块(52)串联连接。

主权项

一种电力电子变换器(30,130)，用于连接AC和DC网络(46,44)并且转换它们之间的电力，包括：第一DC端子和第二DC端子(32,34)，限定用于连接到DC网络(44)的DC环；其中，在使用中，所述DC环具有施加在其两端(32,34)的可逆DC环电压；至少一个变换器臂(36)，在所述第一DC端子与第二DC端子(32,34)之间延伸，并且具有由用于连接到AC网络(46)的AC端子(42)隔开的第一臂部和第二臂部(38,40)，每个臂部(38,40)包括多个合理化模块(52)，每个合理化模块(52)具有与至少一个能量存储装置(56)并联连接的第一组串联电流流动控制元件和第二组串联电流流动控制元件(54)，每组电流流动控制元件(54)与至少一个能量存储装置(56)并联连接，每组电流流动控制元件(54)包括一次有源开关元件以选择性地引导电流通过所述能量存储装置(56)、和一次无源电流逆止元件以限制电流在单一方向上流过所述合理化模块(52)，所述电流流动控制元件(54)和所述或每个能量存储装置(56)组合以选择性地提供电压源以在所述AC端子(42)处合成AC电压；以及第一控制器(60)，以选择性地切换每个臂部(38,40)中的每个合理化模块(52)以控制相应AC端子(42)处的AC电压的配置，以便在AC到DC电力转换模式中将来自所述AC网络(46)的电力转换至所述DC网络(44)并且在DC到AC电力转换模式中将来自所述DC网络(44)的电力转换至所述AC网络(46)，其中每个臂部(38,40)包括：一个或多个二次无源电流逆止元件(48)，以限制相应AC与DC端子(42,32,34)之间的电流在单一方向上流过相应臂部(38,40)，所述或每个二次无源电流逆止元件(48)与所述相应的多个合理化模块串联连接(52)，其中所述第一控制器被配置为切换每个臂部中的每个合理化模块使得，在AC到DC电力转换模式和DC到AC电力转换模式当中的一个模式中，所述或每个二次无源电流逆止元件(48)支撑在所述相应臂部(38,40)两端出现的差动电压的一部分，并且所述多个合理化模块(52)中的每个支撑在所述相应臂部(38,40)两端出现的差动电压的另一部分，并且所述第一控制器被配置为切换每个臂部中的每个合理化模块使得，在AC到DC电力转换模式和DC到AC电力转换模式当中的另一个模式中，当通过反转所述DC环两端的DC环电压的极性，强制所述或每个相应二次无源电流逆止元件(48)导电时，所述多个合理化模块(52)中的每个支撑在所述相应臂部(38,40)两端出现的差动电压。