專利名稱：電壓逆變器和控制這種逆變器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適應(yīng)故障的電壓逆變器。這種逆變器設(shè)計成可將直流電壓轉(zhuǎn)換成一種或多種交流電壓，帶有可逆功率。本發(fā)明還涉及到控制這種逆變器的方法。
背景技術(shù)：
許多逆變器都用來將直流電壓變換成一種或多種交流電壓，特別是在航空領(lǐng)域。
這種逆變器通常連接到直流電源的端子上，其將直流電壓變換成交流電壓以便向三相交流負載供電。這種交流負載可以是三相交流機器，諸如永磁同步電機。這種電壓逆變器通常包括三個支路，每個支路帶有兩個連接到直流電源上的電氣轉(zhuǎn)換裝置。對于三個支路中的每個支路來講，轉(zhuǎn)換裝置的中點連接到三相交流負載的一個相位上。轉(zhuǎn)換裝置通常包括反并聯(lián)的靜態(tài)開關(guān)和二極管。
特別是在航空領(lǐng)域，安全和可靠性是至為重要的。這就是為什么即使出現(xiàn)一個或多個內(nèi)部故障時這種逆變器仍必須能夠持續(xù)工作的原因。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中，人們已經(jīng)知道，即使出現(xiàn)一個或多個故障情況下，可以使逆變器繼續(xù)工作的幾種布置形式。例如，申請文件FR2892243介紹了一種逆變器，即使出現(xiàn)故障情況下，仍可以繼續(xù)工作的逆變器，而且，還包括連接到電源上的第四支路。這第四支路的特性是帶有串行連接的兩個轉(zhuǎn)換裝置和一個中點。該第四臂的中點連接到負載的中性上。 當(dāng)逆變器正常工作時，第四支路不動作。但是，如果另外三個支路的其中一個出現(xiàn)故障時， 第四支路則會被激活，并能使負載的中性的電位以這樣一種方式得到控制，即負載會經(jīng)由中性負載點而轉(zhuǎn)到兩個正常工作的支路上。于是，如果是來自電動旋轉(zhuǎn)機器的負載時，旋轉(zhuǎn)場的持續(xù)性和與其相關(guān)的扭矩的產(chǎn)生就可以得到保障。
那么，如果其中一個支路出現(xiàn)故障時，該第四支路的使用可以使得逆變器正常工作。然而，根據(jù)該文件介紹的解決方案，如果其中一個支路出現(xiàn)故障時，那么，負載就會只能在兩個支路上工作，導(dǎo)致送給永磁同步電機的功率丟失，引起扭矩損失，或者，要求提前向電動機提供過大功率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種逆變器來解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺陷，所述逆變器即使出現(xiàn)內(nèi)部故障時仍能繼續(xù)工作。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種逆變器，即使出現(xiàn)內(nèi)部故障時，該逆變器不會引起電機扭矩的損失。
本發(fā)明的再一個目的是，提供一種逆變器，該逆變器具有高可用性和較低的安裝空間要求。
本發(fā)明的再一個目的是建議使用一種電壓逆變器，該逆變器能夠在低速時工作， 無需擔(dān)心過電流問題。
為此，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供的電壓逆變器包括
帶有η個相位的負載，每個相位帶有第一端子和第二端子；
第一和第二單元，每個單元包括η個支路，每個支路包括
ο兩個串連的轉(zhuǎn)換裝置，每個轉(zhuǎn)換裝置能夠被置放在開通狀態(tài)或阻斷狀態(tài)，
ο中點，位于兩個轉(zhuǎn)換裝置之間，
每個負載相位的每個第一端子連接到第一單元的其中一個中點上，每個負載相位的每個第二端子連接到第二單元的其中一個中點上，
電源，
第一和第二單元均經(jīng)由兩個電隔離裝置連接到電源上，所述隔離裝置能夠被置放在開通狀態(tài)或阻斷狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的逆變器的特點是，因為其并沒有永久中性。實際上，不同于現(xiàn)有技術(shù)的逆變器，各種負載相位并沒有連接到永久中性點上，而是連接到兩個單元上，第一和第二單元，二者是相同的。
所述η個支路屬于同一單元，優(yōu)選并聯(lián)布置。
根據(jù)本發(fā)明的逆變器帶有兩個可能的正常工作方式
根據(jù)第一工作方式，每個負載相位和與其相連的兩個支路一起建立一個H電橋。 在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的逆變器可以無中性點工作；
根據(jù)第二工作方式，逆變器的兩個單元中，其中一個與電源相隔離，其轉(zhuǎn)換裝置是這樣的，即該單元構(gòu)成了 η個負載相位與之相連的中性點。
如果逆變器的其中一個單元出現(xiàn)故障，該故障單元會通過所述單元的轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)為中性點，而該中性點則通過與該單元相連的電隔離裝置而與電源相隔開。這樣，當(dāng)一個單元故障時，該單元就會轉(zhuǎn)換成η個負載相位與之相連的中性點。所述η個負載相位而后可以通過未出現(xiàn)故障的單元而正常工作。為此，如果其中一個支路故障時，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以使得所有相位都能使用，這進而可以避免與逆變器其中一個支路出現(xiàn)故障相關(guān)的功率損失。這樣，在電動旋轉(zhuǎn)機器型負載的情況下，旋轉(zhuǎn)場的持續(xù)性和與此相關(guān)的扭矩的產(chǎn)生也可得到保證。
如果其中一個負載相位出現(xiàn)斷路故障，與所述故障相位相連的兩個支路的轉(zhuǎn)換裝置就會打開，這樣，斷路相位就會與電源斷開。然后，根據(jù)本發(fā)明的逆變器就只采用未有故障的η I負載相位工作。
特別有利的是，不論負載相位有多少，根據(jù)本發(fā)明的逆變器因為只有四個電隔離裝置在使用。
此外，根據(jù)本發(fā)明的逆變器只使用一個電源，這樣，可節(jié)省所使用的部件數(shù)。
本發(fā)明特別涉及到η等于3的情況。
負載優(yōu)選為三相交流負載，而且特別優(yōu)選永磁同步電機。
優(yōu)選地，電源為直流電源。該電源傳統(tǒng)上可通過飛機機上電網(wǎng)整流而獲得；低壓也可以是直接源自直流電壓網(wǎng)。
有利的是，每個轉(zhuǎn)換裝置包括反并聯(lián)的靜態(tài)開關(guān)和二極管。
有利的是，每個轉(zhuǎn)換裝置的靜態(tài)開關(guān)為晶體管或閘流晶體管。
有利的是，每個電隔離裝置為雙向開關(guān)。
根據(jù)特別最佳實施方案，根據(jù)本發(fā)明的逆變器還包括控制和監(jiān)測故障的裝置，適5合
控制電氣隔離和轉(zhuǎn)換裝置，
監(jiān)測其中一個轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)出現(xiàn)的故障，以及
檢測其中一個相位的端子和其中一個中點的端子之間連接是否出現(xiàn)故障。
根據(jù)各種實施方案
控制與監(jiān)測裝置可以采用幾個基本控制和監(jiān)測單元構(gòu)成，每個基本控制和監(jiān)測單元從屬于轉(zhuǎn)換裝置或電隔離裝置；
控制與監(jiān)測裝置可以采用單一基本控制和監(jiān)測單元構(gòu)成，該基本控制和監(jiān)測單元從屬于所有轉(zhuǎn)換裝置或電隔離裝置。
有利的是，所述控制和監(jiān)測裝置適合控制轉(zhuǎn)換裝置和電隔離裝置的狀態(tài)。
根據(jù)最佳實施方案，每個中點還通過轉(zhuǎn)換部件連接到中性點上，該轉(zhuǎn)換部件可以置于阻斷狀態(tài)或開通狀態(tài)。
在其中一個轉(zhuǎn)換裝置出現(xiàn)局部短路的情況下，這些中點與中性點的連接是特別有利的。實際上，如果其中一個轉(zhuǎn)換裝置出現(xiàn)短路時，該短路會用來將該轉(zhuǎn)換裝置所屬單元變換成中性點上的短路。但是，如果該短路不是完全的，其會產(chǎn)生負載失衡。為了解決這個問題，中點都通過轉(zhuǎn)換部件而連接到中性點上。在正常工作期間，所有轉(zhuǎn)換裝置都是阻斷狀態(tài)，以便中點都不會電氣連接到中性點上。另一方面，如果其中一個轉(zhuǎn)換裝置出現(xiàn)短路時， 通過將與其相連的轉(zhuǎn)換部件置于開通狀態(tài)，其所屬支路的中點會自動連接到中性點上。這樣，就會迫使短路，而含有短路轉(zhuǎn)換裝置的單元則依然構(gòu)成了完全中性點。
另外，有利的是，控制和監(jiān)測裝置能夠檢測其中一個轉(zhuǎn)換裝置是否存在故障。
另外，有利的是，控制和監(jiān)測裝置能夠以這樣的一種方式來控制轉(zhuǎn)換裝置，即可以將其置于阻斷狀態(tài)或開通狀態(tài)。
本發(fā)明還涉及到控制根據(jù)本發(fā)明的逆變器的方法，根據(jù)這個方法，當(dāng)未檢測到故障時，控制方法包括如下步驟
將連接到第一單元的電隔離裝置置于阻斷狀態(tài)，
控制第一單元的轉(zhuǎn)換裝置，這樣，第一單元構(gòu)成了 η個負載相位與之相連的中性點，
將連接到第二單元的電隔離裝置置于開通狀態(tài)，
控制第二單元的轉(zhuǎn)換裝置，這樣，第二單元的同一支路上的兩個轉(zhuǎn)換裝置就處于彼此相反狀態(tài)，一個是開通狀態(tài)，另一個是阻斷狀態(tài)。
為此，根據(jù)所述方法，當(dāng)未檢測到故障時，而且，因此，逆變器處于正常工作時，兩個單元中的其中一個，在此稱之為第一單元，但也很可能是第二單元，因為根據(jù)本發(fā)明的逆變器是完全對稱的，就會轉(zhuǎn)換為所有負載相位與之相連的中性點。該中性點通過電隔離裝置而與電源相隔離。第二單元，即未轉(zhuǎn)換為中性點的單元，繼續(xù)像現(xiàn)有技術(shù)的單元那樣發(fā)揮作用，即每個支路的轉(zhuǎn)換裝置都交替地置于相反狀態(tài)。于是，根據(jù)該實施方案，如果未檢測到故障，根據(jù)本發(fā)明的逆變器就會工作，其方式與現(xiàn)有技術(shù)逆變器相同，包括帶有三個支路的單一單元，每個支路的中點連接到負載相位上。
根據(jù)再一個實施方案，本發(fā)明還涉及到控制本發(fā)明電壓逆變器的方法，其中，當(dāng)未檢測到故障時，控制方法包括如下步驟
將所有電隔離裝置置于開通狀態(tài)，
控制轉(zhuǎn)換裝置，這樣，每個相位就會同與之相連的兩個支路一起建立H電橋。
根據(jù)再一個實施方案，負載工作，無中性。實際上，每個相位連接到兩個中點上， 每個中點屬于其中一個單元的其中一個支路上。
術(shù)語“H電橋”系指一種組件，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員都熟知這種組件，其中，相位在大寫字母H中構(gòu)成中間的橫梁，且每個單元的每個支路構(gòu)成了字母H的兩個豎腿。
在這種工作方式時，轉(zhuǎn)換裝置優(yōu)選成對激活
第一單元的支路的上轉(zhuǎn)換裝置與第二單元的支路的下轉(zhuǎn)換裝置處于相同狀態(tài)；
第一單元的支路的下轉(zhuǎn)換裝置與第二單元的支路的上轉(zhuǎn)換裝置處于相同狀態(tài)；
每個支路的兩個轉(zhuǎn)換裝置都處于相反狀態(tài)。
該H電橋?qū)嵤┓桨缚梢愿玫乩每捎秒妷悍秶?，而且，以相等功率，電流的使用小于此前實施方案的控制方法?br> 另外，本發(fā)明還涉及到控制電壓逆變器的方法，采用這種方法，在檢測到其中一個轉(zhuǎn)換裝置存在故障時，控制方法包括如下步驟
將連接到故障的轉(zhuǎn)換裝置所屬單元上的電隔離裝置置于阻斷狀態(tài)，
控制故障的轉(zhuǎn)換裝置所屬單元的另一個轉(zhuǎn)換裝置，這樣，故障的轉(zhuǎn)換裝置所屬單元就構(gòu)成了 η個負載相位與之相連的中性點。
因此，根據(jù)該方法，如果其中一個轉(zhuǎn)換裝置存在故障時，故障的轉(zhuǎn)換裝置所屬單元的其它轉(zhuǎn)換裝置就會受到控制，這樣，故障的轉(zhuǎn)換裝置所屬單元構(gòu)成了所有負載相位與之相連的中性點。這樣，即使其中一個轉(zhuǎn)換裝置出現(xiàn)故障，依然可以使用負載的所有相位。
本發(fā)明還涉及到控制逆變器的方法，這樣，當(dāng)其中一個相位的其中一個端子和其中一個中點之間的連接發(fā)現(xiàn)故障時，所述控制方法包括如下步驟
將連接到故障連接部分所屬相位的轉(zhuǎn)換裝置置于阻斷狀態(tài)。
采用這種方式時，當(dāng)其中一個負載相位處于斷路狀態(tài)時，與之相連的兩個支路就會打開，然后，就可以繼續(xù)使用所有其它負載相位。
本發(fā)明進一步涉及到控制本發(fā)明逆變器的方法，即，當(dāng)其中一個轉(zhuǎn)換裝置被檢測到短路故障時，該短路的轉(zhuǎn)換裝置與之相連的轉(zhuǎn)換部件就會置于開通狀態(tài)。
本發(fā)明進一步涉及到控制本發(fā)明的逆變器的方法，即，當(dāng)未檢測到轉(zhuǎn)換裝置存在任何短路故障時，則所有轉(zhuǎn)換部件都置于阻斷狀態(tài)。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的逆變器的控制和監(jiān)測裝置能夠?qū)嵤┣懊嫠隹刂品椒ǖ母鱾€步驟。
參照附圖，閱讀如下說明，本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點會顯現(xiàn)出來，


圖I為根據(jù)本發(fā)明實施方案的電壓逆變器示意圖2為圖I所示電壓逆變器的示意圖，所示其中一個轉(zhuǎn)換裝置出現(xiàn)短路；
圖3為圖I所示電壓逆變器示意圖，所示其中一個轉(zhuǎn)換裝置出現(xiàn)斷路；
圖4為圖I所示電壓逆變器示意圖，所示其中一個負載相位和逆變器其中一個單元的其中一個支路之間的連接部分出現(xiàn)斷路故障；
圖5為根據(jù)本發(fā)明實施方案的電壓逆變器示意圖6為根據(jù)第一正常工作方式的圖I所示逆變器示意圖，
圖7為根據(jù)第二正常工作方式的圖I所示逆變器示意圖。
為了簡潔起見，在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同或相似的部件。
具體實施方式
圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案的電壓逆變器。該電壓逆變器是一種三相逆變器，用來對兩種電能來源之間交換的電能進行調(diào)制，其中一個電能是直流電源11，另一個是三相交流負載I。這種逆變器在功率上為雙向的。
負載I包括三個相位，分別為相位2，3和4。負載I優(yōu)選為永磁同步電動機。
每個相位分別帶有第一端子，分別為5，6和7，和第二端子，分別為8，9和10。
電壓逆變器還包括第一單元12和第二單元13。每個單元帶有三個支路，分別為 14，15，16和17，18，19。每個單元的三個支路彼此并行連接。
每個支路包括兩個轉(zhuǎn)換裝置Q1/Q4，Q2/Q5, Q3/Q6, Q7/Q10, Q8/Q11, Q9/Q12。 在同一個支路上的兩個轉(zhuǎn)換裝置串行連接。中點位于同一支路的兩個轉(zhuǎn)換裝置之間。
每個轉(zhuǎn)換裝置可以被置于開通狀態(tài)或阻斷狀態(tài)。
優(yōu)選地，每個轉(zhuǎn)換裝置包括反并聯(lián)的靜態(tài)開關(guān)T和二極管D。靜態(tài)開關(guān)優(yōu)選為晶體管，例如，IGBT型(絕緣柵雙極晶體管)或半導(dǎo)體閘流管。
每個相位的每個第一端子5，6，7都只連接到第一單元其中一個中點上，分別為20，21,22ο
每個相位的每個第二端子8，9，10都只連接到第二單元其中一個中點上，分別為 23，24，25。
這樣，每個相位2，3，4就與第一單元的其中一個支路和第二單元的其中一個支路構(gòu)成了 H電橋。
第一單元12經(jīng)由第一電隔離裝置Q13連接到電源11的正極端子上。第一單元12 經(jīng)由第二電隔離裝置Q14連接到電源11的負極端子上。
第二單元13經(jīng)由第三電隔離裝置Q15連接到電源11的正極端子上。第二單元13 經(jīng)由第四電隔離裝置Q16連接到電源11的負極端子上。
每個電隔離裝置可以被置于開通狀態(tài)或阻斷狀態(tài)。
優(yōu)選地，每個電隔離裝置包括雙向開關(guān)，因為電流是交流電。
根據(jù)本發(fā)明的逆變器還可以包括位于電源11和第一及第二單元12，13之間的濾波級26。
該濾波級26優(yōu)選包括兩個與電源11串連的感應(yīng)器27，28和與電源11并連的電容器29。
如果未出現(xiàn)故障時，前面所述電壓逆變器可以采用兩種正常工作方式工作。
根據(jù)第一正常工作方式，如圖6所示，其中一個單元，即第一單元或第二單元，會建立中性點，而逆變器則通過另一單元工作，其方式與現(xiàn)有技術(shù)逆變器方式相同。
在下面的介紹中，我們可以假設(shè)中性點由第二單元13構(gòu)成，但是，如果中性點是由第一單元構(gòu)成時，所述相同介紹也同樣適合，因為兩個單元完全相同。
在這種情況下，連接第二單元14至電源11的兩個電隔離裝置Q15和Q16被置于阻斷狀態(tài)，這樣，第二單元13就與電源11斷開連接。此外，第二單元13的轉(zhuǎn)換裝置Q7至 Q12就處于這樣一種狀態(tài)，即第二單元13構(gòu)成了三個負載相位2，3，4與之相連的中性點。
為此，上轉(zhuǎn)換裝置Q7，Q8，Q9就置于阻斷狀態(tài)，而下轉(zhuǎn)換裝置Q10，Qll, Q12則置于開通狀態(tài)，反之亦然。
第一單元12的工作方式與現(xiàn)行技術(shù)的逆變器相同。于是，根據(jù)最佳實施方案，同一支路的轉(zhuǎn)換裝置為相對狀態(tài)，一個處于阻斷狀態(tài)，另一個處于開通狀態(tài)。
根據(jù)第二正常工作方式，如圖7所示，逆變器在無中性點的情況下工作。在這種情況下，四個電隔離裝置Q13，Q14, Q15, Q16都處于開通狀態(tài)。
此外，每個相位都與與之相連的兩個支路相配合，構(gòu)成了 H電橋，在該電橋中，同一支路的兩個轉(zhuǎn)換裝置為相對狀態(tài)，一個處于開通狀態(tài)，另一個處于阻斷狀態(tài)。
為此，相位2就與兩個支路14和19構(gòu)成了第一 H電橋。相位3就與兩個支路15 和18構(gòu)成了第二 H電橋。相位4就與兩個支路16和17構(gòu)成了第三H電橋。
此外，當(dāng)?shù)谝粏卧獌?nèi)的支路的上轉(zhuǎn)換裝置處于開通狀態(tài)時，屬于同一 H電橋的第二單元內(nèi)，該支路的下轉(zhuǎn)換裝置也處于開通狀態(tài)。
為此，當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置Ql和Q12處于開通狀態(tài)時，轉(zhuǎn)換裝置Q4和Q9處于阻斷狀態(tài)，反之亦然。
同樣，當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置Q2和Qll處于開通狀態(tài)時，轉(zhuǎn)換裝置Q5和Q8處于阻斷狀態(tài)，反之亦然。
同樣，當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置Q3和QlO處于開通狀態(tài)時，轉(zhuǎn)換裝置Q6和Q7處于阻斷狀態(tài)，反之亦然。
這種無中性點的正常工作方式特別有利，因為其可以使電壓的極性在每個相的端子處逆變，而電壓逆變器然后就可以較大電壓范圍工作。為此，根據(jù)該工作方式，電壓范圍很大，是根據(jù)前面工作方式中介紹的第一正常工作方式的兩倍，也就是說，電壓范圍等于電源11電壓范圍的兩倍。
圖2示出了出現(xiàn)故障時圖I的布局情況，特別是如果轉(zhuǎn)換裝置QlO出現(xiàn)短路時。
在這種情況下，與轉(zhuǎn)換裝置QlO (該裝置出現(xiàn)短路)屬于同一單元13的另外兩個轉(zhuǎn)換裝置，也就是說，Qll和Q12與短路的轉(zhuǎn)換裝置QlO相連，此時都閉合(或都處于接通狀態(tài))。
與發(fā)生短路的轉(zhuǎn)換裝置QlO同一單元13的轉(zhuǎn)換裝置，其與短路的轉(zhuǎn)換裝置相反， 也就是說，Q7，Q8，Q9，此時都是打開的(或都處于阻斷狀態(tài))。
連接短路的轉(zhuǎn)換裝置QlO所屬單元13的每個電隔離裝置Q15和Q16都處于阻斷狀態(tài)，以便轉(zhuǎn)換裝置QlO所屬的單元13與電源11實現(xiàn)電氣隔離。
這樣，故障的轉(zhuǎn)換裝置所屬的單元13構(gòu)成了負載I三個相位2，3，4與之連接的中性點。然后，根據(jù)本發(fā)明的逆變器就使用該負載的三個相位繼續(xù)工作，盡管其中一個單元存在短路，而且，因此，盡管其中一個轉(zhuǎn)換裝置存在短路，但仍不會損失功率。
在這種情況下，另一個單元，在本示例中為第一單元12，繼續(xù)正常工作，也就是說， 同一支路的兩個轉(zhuǎn)換裝置彼此處于相反狀態(tài)，一個處于阻斷狀態(tài)，另一個處于開通狀態(tài)。
圖3示出了圖I的逆變器，所示為其中一個轉(zhuǎn)換裝置(本示例中為轉(zhuǎn)換裝置Q10)出現(xiàn)斷路時的情況。
在這種情況下，與發(fā)生斷路的轉(zhuǎn)換裝置QlO屬于同一單元13的轉(zhuǎn)換裝置，即Qll 和Q12，與斷路的轉(zhuǎn)換裝置QlO相連，都置于開通狀態(tài)。
與斷路的轉(zhuǎn)換裝置QlO屬于同一單元13的轉(zhuǎn)換裝置，即Q7，Q8，Q9，與斷路的轉(zhuǎn)換裝置QlO相反，都置于阻斷狀態(tài)。
將斷路的轉(zhuǎn)換裝置所屬的單元13連接至電源11的電隔離裝置Q15和Q16都置于阻斷狀態(tài)，以便單元13與電源斷開連接。
這樣，如圖2所示，故障的轉(zhuǎn)換裝置QlO所屬的單元就通過使用故障的轉(zhuǎn)換裝置而轉(zhuǎn)換為中性點。
另一個單元12繼續(xù)正常工作。
圖4示出了其中一個相位出現(xiàn)斷路情況下的圖I逆變器，在該示例中，所述相位為相位2。更確切地說，負載I的相位2的端子和第一單元支路14的中點20之間的連接為斷路狀態(tài)。
在這種情況下，所有電氣轉(zhuǎn)換裝置Q13，Q14, Q15, Q16仍保持開通狀態(tài)。
連接到斷路的相位2的轉(zhuǎn)換裝置Ql，Q4, Q9, Q12都處于阻斷狀態(tài)，從而將故障的相位2與電路的其它相位相隔離。
而后，故障的逆變器繼續(xù)通過另外兩個未有故障的相位3和4而工作。這樣，這兩個相位則由轉(zhuǎn)換裝置Q2，Q3, Q5, Q6, Q7, Q8, Q10, Qll控制。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的逆變器。圖5的逆變器與圖I的逆變器相同，除了其還包括6個轉(zhuǎn)換部件17至Q22。
前三個轉(zhuǎn)換部件Q17至Q19將第一單元12的三個中點20，21，22連接到第一中性點30上。三個轉(zhuǎn)換裝置Q20至Q22將第二單元的三個中點23，24，25連接到第二中性點31上。
優(yōu)選地，每個轉(zhuǎn)換部件包括開關(guān)機構(gòu)。
當(dāng)逆變器正常工作時，轉(zhuǎn)換部件Q19至Q22處于阻斷狀態(tài)。
如果其中一個轉(zhuǎn)換裝置(例如Q10)出現(xiàn)短路故障時，QlO所屬支路的中點25與之連接的轉(zhuǎn)換裝置Q22就會置于開通狀態(tài)，以便Ql所屬的支路置于完全短路狀態(tài)。這樣，即使QlO處的短路不完全，QlO所屬單元13也會被轉(zhuǎn)換成完全中性點。
一旦單元13的轉(zhuǎn)換裝置處于短路時，連接短路的轉(zhuǎn)換裝置QlO所屬單元13中性點的其它轉(zhuǎn)換裝置Q20和Q21也都可以被置于開通狀態(tài)。
如果故障屬于斷路類型的故障，轉(zhuǎn)換部件仍處于阻斷狀態(tài)。
在負載的其中一個相位出現(xiàn)短路故障情況下，例如，相位2，連接到該相位的轉(zhuǎn)換部件Q17和Q20就可以被置于開通狀態(tài)。
當(dāng)然，本發(fā)明并不限于參照附圖所給出的實施方案，可以設(shè)想存在各種不同的方式，但這些都沒有超過本發(fā)明的特性范圍。
權(quán)利要求
1.一種電壓逆變器，包括帶有η個相位(2，3，4)的負載(I)，每個相位(2，3，4)帶有第一端子(5，6，7)和第二端子(8，9，10)；第一單元(12)和第二單元(13)，每個都包括η個支路(14，15，16，17，18，19)，每個支路包括ο 串行連接的兩個轉(zhuǎn)換裝置(Q1/Q4，Q2/Q5, Q3/Q6, Q7/Q10, Q8/Q11, Q9/Q12)，每個轉(zhuǎn)換裝置都能夠被置于開通狀態(tài)或阻斷狀態(tài)，ο中點(20，21，22，23，24，25)，位于兩個轉(zhuǎn)換裝置之間，每個負載相位(2，3，4)的每個第一端子(5，6，7)都連接到第一單元(12)的其中一個中點(20，21，22)上，每個負載相位(2，3，4)的每個第二端子(8，9，10)都連接到第二單元(13)的其中一個中點(23，24，25)上，電源(11)其特征在于，第一單元通過第一電隔離裝置連接到電源的正極端子上并通過第二電隔離裝置連接到電源的負極端子上，第二單元通過第三電隔離裝置連接到電源的正極端子上并通過第四電隔離裝置連接到負極端子上，每個電隔離裝置都能夠置于開通狀態(tài)或阻斷狀態(tài)。
2.根據(jù)前面權(quán)利要求所述的電壓逆變器，其特征在于，每個轉(zhuǎn)換裝置(Q1/Q4，Q2/Q5, Q3/Q6, Q7/Q10, Q8/Q11, Q9/Q12)都包括反并聯(lián)的靜態(tài)開關(guān)機構(gòu)(T)和二極管(D)。
3.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的電壓逆變器，其特征在于，其進一步包括故障控制和監(jiān)測裝置，適合控制轉(zhuǎn)換裝置和電隔離裝置，監(jiān)測其中一個轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)出現(xiàn)的故障，以及檢測其中一個相位的其中一個端子和其中一個中點之間的連接是否出現(xiàn)故障。
4.根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所述的電壓逆變器，其特征在于，每個中點(20，21，22， 23，24，25)都通過轉(zhuǎn)換部件(Q17, Q18, Q19, Q20, Q21, Q22)連接到中性點(30，31) 上，所述轉(zhuǎn)換部件能夠被置于阻斷狀態(tài)或開通狀態(tài)。
5.一種控制權(quán)利要求I到4任一項所述電壓逆變器的方法，其特征在于，當(dāng)未檢測到故障時，控制方法包括如下步驟將連接到第一單元(12)的電隔離裝置(Q13，Q14)置于阻斷狀態(tài)，控制第一單元(12)的轉(zhuǎn)換裝置(Ql，Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)，這樣，第一單元(12)構(gòu)成了負載(I)的η個相位(2，3，4)與之相連的中性點，將連接到第二單元(13)的電隔離裝置(Q15，Q16)置于開通狀態(tài)，控制第二單元(13)的轉(zhuǎn)換裝置(Q7，Q8, Q9, Q10, Qll, Q12)，這樣，第二單元(13) 的同一支路(Q7/Q10，Q8/Q11, Q9/Q12)上的兩個轉(zhuǎn)換裝置就處于彼此相反狀態(tài)，一個是開通狀態(tài)，另一個是阻斷狀態(tài)。
6.控制權(quán)利要求I到4任一項所述電壓逆變器的方法，其特征在于，當(dāng)其中一個轉(zhuǎn)換裝置(QlO)未檢測到故障時，控制方法包括如下步驟將四個電隔離裝置(Q13，Q14, Q15, Q16)置于開通狀態(tài)，控制轉(zhuǎn)換裝置(Ql至Q12)，這樣，每個相位(2，3，4)就會同與之相連的兩個支路一起建立H電橋。
7.控制權(quán)利要求I到4任一項所述電壓逆變器的方法，其特征在于，當(dāng)其中一個轉(zhuǎn)換裝置被檢測到故障時，控制方法包括如下步驟將連接到故障的轉(zhuǎn)換裝置(QlO)所屬單元(13)上的電隔離裝置(Q15，Q16)置于阻斷狀態(tài)，控制故障的轉(zhuǎn)換裝置(QlO)所屬單元(13)的其它轉(zhuǎn)換裝置(Q7，Q8, Q9, Qll, Q12)， 這樣，故障的轉(zhuǎn)換裝置(QlO)所屬單元(13)就構(gòu)成了負載(I)的η個相位(2，3，4)與之相連的中性點。
8.控制權(quán)利要求I到4任一項所述電壓逆變器的方法，其特征在于，當(dāng)其中一個相位(2)的其中一個端子和其中一個中點(20)之間的連接發(fā)現(xiàn)故障時，控制方法包括如下步驟將連接到屬于故障連接部分的相位(2)的轉(zhuǎn)換裝置(Ql，Q4, Q9, Q12)置于阻斷狀態(tài)。
9.控制權(quán)利要求4所述的電壓逆變器的方法，其特征在于，當(dāng)其中一個轉(zhuǎn)換裝置(QlO) 被檢測出存在短路故障時，短路的轉(zhuǎn)換裝置(QlO)與之相連的轉(zhuǎn)換部件(Q22)被置于開通狀態(tài)。
10.控制權(quán)利要求4所述電壓逆變器的方法，其特征在于，當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置中未檢測存在短路故障時，所有的轉(zhuǎn)換部件(Q17，Q18, Q19, Q20, Q21, Q22)都置于阻斷狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及到能夠在出現(xiàn)短路或斷路故障的情況下工作的電壓逆變器。為此，根據(jù)本發(fā)明的電壓逆變器包括帶有3個相位(2, 3, 4)的負載(1)，每個相位帶有第一端子(5, 6, 7)和第二端子(8, 9, 10)；第一單元和第二單元(12，13)，每個單元都包括并行連接在一起的3個支路，每個支路包括串行連接的兩個轉(zhuǎn)換裝置(Q1/Q4, Q2/Q5, Q3/Q6, Q7/Q10, Q8/Q11, Q9/Q12)，位于兩個轉(zhuǎn)換裝置之間的中點(20, 21, 22, 23, 24, 25)，每個相位的每個第一端子(5, 6, 7)都連接到第一單元(12)的其中一個中點(20, 21, 22)上，每個相位的每個第二端子(8, 9, 10)都連接到第二單元(13)的其中一個中點(23, 24, 25)上；以及直流電源(11)，第一單元和第二單元均經(jīng)由兩個電隔離裝置(Q13，Q14，Q15，Q16)而連接到直流電源上。
文檔編號H02P29/02GK102939714SQ201180029297
公開日2013年2月20日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月14日
發(fā)明者塞德里克·鮑派 申請人:伊斯帕諾-絮扎公司