專利名稱：在切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中進(jìn)行故障處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)換器電路的起動(dòng)方法的領(lǐng)域。本發(fā)明基于一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的在切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中進(jìn)行故障處理的方法。
背景技術(shù)：
在轉(zhuǎn)換器技術(shù)中并且特別是在用于切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中，正越來越多地使用功率半導(dǎo)體開關(guān)。該用于切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路在DE 699 02 227 T2中詳細(xì)說明。圖1a示出了用于轉(zhuǎn)換器電路的一相的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)，其中圖1a示出的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)與DE 699 02 227T2的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)一致。如圖1a中所示，轉(zhuǎn)換器電路具有由兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器構(gòu)成的DC電壓電路，該DC電壓電路的第一主連接和第二主連接和副連接由這兩個(gè)相鄰并且互連的電容器構(gòu)成。兩個(gè)電容器的電容值通常被選擇為相等。第一主連接和第二主連接之間施加有DC電壓，其中該DC電壓的一半U(xiǎn)DC/2由此被施加在第一主連接和副連接之間，即施加到一個(gè)電容器，且該DC電壓的一半同樣地被施加在副連接和第二主連接之間，即施加到另一電容器。該DC電壓由圖1a中的UDC來表示。
DE 699 02 227 T2或圖1a的轉(zhuǎn)換器電路中的每個(gè)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)具有第一、第二、第三、第四、第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)，第一、第二、第三、第四功率半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)連接，并且第一功率半導(dǎo)體開關(guān)連接到第一主連接且第四功率半導(dǎo)體開關(guān)連接到第二主連接。第二功率半導(dǎo)體開關(guān)和第三功率半導(dǎo)體開關(guān)之間的結(jié)構(gòu)成相連接。另外，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)連接并且構(gòu)成箝位開關(guān)組，第五功率半導(dǎo)體開關(guān)和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)之間的結(jié)連接到副連接，第五功率半導(dǎo)體開關(guān)連接到第一功率半導(dǎo)體開關(guān)和第二功率半導(dǎo)體開關(guān)之間的結(jié)，且第六功率半導(dǎo)體開關(guān)連接到第三功率半導(dǎo)體開關(guān)和第四功率半導(dǎo)體開關(guān)之間的結(jié)。第一、第二、第三、第四功率半導(dǎo)體開關(guān)是可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)，其每個(gè)由絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和與該雙極晶體管背對(duì)背連接的二極管構(gòu)成。DE 699 02 227 T2中的第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)是不可起動(dòng)單向功率半導(dǎo)體開關(guān)，其每個(gè)由二極管構(gòu)成。在此情形中，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)構(gòu)成無源箝位開關(guān)組。但是，也可以設(shè)想第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)是可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)，其每個(gè)由絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和與該雙極晶體管背對(duì)背連接的二極管構(gòu)成。在該情形中，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)構(gòu)成有源箝位開關(guān)組。
DE 699 02 227 T2還詳細(xì)說明了一種在切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中進(jìn)行故障處理方法。首先，如果例如由于有故障的功率半導(dǎo)體開關(guān)而發(fā)生故障，則檢測該故障是在轉(zhuǎn)換器電路的頂故障電流路徑中還是在底故障電流路徑中。在此情形中，定義頂故障電流路徑為通過第一、第二、第三和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)的故障電流或者為通過第一和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)的故障電流。另外，定義底故障電流路徑為通過第二、第三、第四和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)的故障電流或者為通過第四和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)的故障電流。對(duì)于故障處理，在故障開關(guān)順序之后，立即關(guān)斷處于去飽和的功率半導(dǎo)體開關(guān)。這要求使用去飽和監(jiān)視裝置對(duì)每個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)監(jiān)視去飽和。功率半導(dǎo)體開關(guān)上、特別是IGBT上的這樣的去飽和例如當(dāng)主電流路徑中(即陽極和陰極之間或IGBT的集電極和發(fā)射極之間)發(fā)生如短路的故障時(shí)發(fā)生。自然還可以考慮其他故障。在這樣的故障情況下，主電流路徑中的電流典型地很快上升到高電流幅度，這意味著電流隨時(shí)間的積分所呈現(xiàn)的值不能容許地高。在出現(xiàn)的此過電流期間，IGBT被驅(qū)動(dòng)成處于去飽和，IGBT上的陽極/陰極電壓迅速上升，特別是上升到待連接的電壓值。這達(dá)到了IGBT的非常臨界的狀態(tài)IGBT首先使高電流(過電流)流過主電流路徑中的陽極和陰極。其次，高陽極/陰極電壓同時(shí)被施加在IGBT的陽極和陰極之間。這導(dǎo)致可能毀壞IGBT的非常高的瞬時(shí)功率損失。當(dāng)去飽和的功率半導(dǎo)體開關(guān)已被關(guān)斷時(shí)，然后功率半導(dǎo)體開關(guān)基于故障開關(guān)順序來被開關(guān)，使在每個(gè)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中出現(xiàn)相短路，即然后轉(zhuǎn)換器電路在其每個(gè)相上被短路。
DE 699 02 227 T2的轉(zhuǎn)換器電路的所有相上的短路允許在被故障影響的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)以及其他轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中產(chǎn)生短路電流，但是，所述短路電流對(duì)功率半導(dǎo)體開關(guān)造成了負(fù)擔(dān)。有這樣的負(fù)擔(dān)的功率半導(dǎo)體開關(guān)會(huì)因此更快地老化或者甚至?xí)p壞，這意味著嚴(yán)重削弱或者在最壞情況下失去轉(zhuǎn)換器電路的可用性。
另外，JP 11032426公開了一種在切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中進(jìn)行故障處理的方法。為了避免功率半導(dǎo)體開關(guān)之一上的過電壓，當(dāng)檢測到通過第一和第二功率半導(dǎo)體開關(guān)的過電流并且檢測到通過第三和第四功率半導(dǎo)體開關(guān)的過電流時(shí)，立即關(guān)斷第一和第四功率半導(dǎo)體開關(guān)并然后關(guān)斷第二和第三功率半導(dǎo)體開關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是說明一種在切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中進(jìn)行故障處理的方法，其基本上不必要為了在故障情況下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器電路的安全工作狀態(tài)而將轉(zhuǎn)換器電路的所有相進(jìn)行相短路。此目的是通過權(quán)利要求1的特征而實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求說明了本發(fā)明的有利展開。
在切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中進(jìn)行故障處理的本發(fā)明方法的情形中，轉(zhuǎn)換器電路具有為每相提供的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)并且包括由兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器構(gòu)成的DC電壓電路，其中該DC電壓電路包括由這兩個(gè)相鄰并且互連的電容器構(gòu)成的第一主連接和第二主連接和副連接。另外，每個(gè)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)具有第一、第二、第三和第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)，以及第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)，第一、第二、第三、第四功率半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)連接。第一功率半導(dǎo)體開關(guān)連接到第一主連接且第四功率半導(dǎo)體開關(guān)連接到第二主連接。另外，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)連接，第五功率半導(dǎo)體開關(guān)和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)之間的結(jié)連接到副連接，第五功率半導(dǎo)體開關(guān)連接到第一功率半導(dǎo)體開關(guān)和第二功率半導(dǎo)體開關(guān)之間的結(jié)，且第六功率半導(dǎo)體開關(guān)連接到第三功率半導(dǎo)體開關(guān)和第四功率半導(dǎo)體開關(guān)之間的結(jié)。該方法還涉及當(dāng)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)檢測轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的頂故障電流路徑或底故障電流路徑，頂故障電流路徑通過第一、第二、第三和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)或者通過第一和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)，而底故障電流路徑通過第二、第三、第四和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)或者通過第四和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)。另外，功率半導(dǎo)體開關(guān)基于故障開關(guān)順序來被開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，如果檢測到頂故障電流路徑或底故障電流路徑，則在故障開關(guān)順序之后，記錄伴隨檢測到的每個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。由此得到的有利效果在于可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)立即不再進(jìn)一步起動(dòng)，并且因此也不再進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。如果在轉(zhuǎn)換部分系統(tǒng)中檢測到頂故障電流路徑，則本發(fā)明涉及將轉(zhuǎn)換部分系統(tǒng)中的第一功率半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷并隨后將第三功率半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷。如果在轉(zhuǎn)換部分系統(tǒng)中檢測到底故障電流路徑，則本發(fā)明還涉及將轉(zhuǎn)換部分系統(tǒng)中的第四功率半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷并隨后將第二功率半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷。由此可得到的有利效果在于受故障影響的轉(zhuǎn)換部分系統(tǒng)并因此整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路進(jìn)入安全工作狀態(tài)。優(yōu)選地，關(guān)斷不受故障影響的轉(zhuǎn)換器電路的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)中的功率半導(dǎo)體開關(guān)。這使得很大程度上避免了受故障影響的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的以及其他轉(zhuǎn)換部分系統(tǒng)中的短路電流的形成，這意味著受故障影響的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的以及其他轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的功率半導(dǎo)體開關(guān)經(jīng)受較少的負(fù)擔(dān)?？捎纱擞欣販p緩功率半導(dǎo)體開關(guān)的老化，并且可以很大程度上防止功率半導(dǎo)體開關(guān)的損壞?？傮w上，這提高了轉(zhuǎn)換器電路的可用性。
另外，一旦檢測到頂故障電流路徑或底故障電流路徑就關(guān)斷相關(guān)的兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)有利地為在轉(zhuǎn)換器電路正常工作時(shí)流動(dòng)的負(fù)載電流產(chǎn)生了自由路徑，將相關(guān)的兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷還有利地保護(hù)了DC電壓電路不被短路。
本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將從后面結(jié)合附圖的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中顯而易見。


圖1a示出公知的用于切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)的第一實(shí)施例；圖1b示出公知的用于切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)的第二實(shí)施例；圖2a示出在如圖1b中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的第一功率半導(dǎo)體開關(guān)出故障的情況下該轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的電流形成的實(shí)例；圖2b示出了根據(jù)用于故障處理的本發(fā)明方法的如圖2a中所示故障的情況下的故障開關(guān)順序之后的電流形成；圖3a示出在如圖1b中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的第二功率半導(dǎo)體開關(guān)出故障的情況下該轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的電流形成的實(shí)例；圖3b示出了根據(jù)用于故障處理的本發(fā)明方法的如圖3a中所示故障的情況下的故障開關(guān)順序之后的電流形成；
圖4a示出了用于對(duì)如圖1a中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)進(jìn)行檢測頂和底故障電流路徑的邏輯電路的實(shí)例；以及圖4b示出了用于對(duì)如圖1b中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)進(jìn)行檢測頂和底故障電流路徑的邏輯電路的實(shí)例。
附圖中使用的參考符號(hào)以及它們的意義以匯總形式列出在參考符號(hào)列表中。原則上，圖中相同的部件被提供相同的參考符號(hào)。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明主題的實(shí)例并且沒有限制效果。
具體實(shí)施例方式
圖1a示出了公知的用于切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1的實(shí)施例(已經(jīng)在開始時(shí)詳細(xì)描述)。轉(zhuǎn)換器電路具有為每個(gè)相R、S、T提供的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1，圖1a僅示出了一個(gè)用于相R的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1。轉(zhuǎn)換器電路包括由兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器構(gòu)成的DC電壓電路2，DC電壓電路2的第一主連接3和第二主連接4和副連接5由兩個(gè)相鄰并且互連的電容器構(gòu)成。另外，轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1具有第一、第二、第三和第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4以及第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6。特別地，各可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4由絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和與該雙極晶體管背對(duì)背連接的二極管構(gòu)成。但是，也可以設(shè)想上面提到的可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)例如是具有附加地背對(duì)背連接的二極管的功率MOSFET的形式。根據(jù)圖1a，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6是不可起動(dòng)單向功率半導(dǎo)體開關(guān)，其每個(gè)由二極管構(gòu)成。在此情形中，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)構(gòu)成無源箝位開關(guān)組。
如圖1a中所示，第一、第二、第三和第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4串聯(lián)連接，并且第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1連接到第一主連接3且第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S4連接到第二主連接4。另外，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6串聯(lián)連接，第五功率半導(dǎo)體開關(guān)S5和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S6之間的結(jié)連接到副連接5，第五功率半導(dǎo)體開關(guān)S5連接到第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1和第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S2之間的結(jié)，且第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S6連接到第三功率半導(dǎo)體開關(guān)S3和第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S4之間的結(jié)。
圖1b示出公知的用于切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1的第二實(shí)施例。與圖1a中所示轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)的第一實(shí)施例相比，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6亦是可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)，其每個(gè)由絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和與該雙極晶體管背對(duì)背連接的二極管構(gòu)成。如圖1b所示，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6然后構(gòu)成有源箝位開關(guān)組。
在本發(fā)明的在切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中進(jìn)行故障處理的方法的情形中，當(dāng)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中發(fā)生故障時(shí)，立即檢測轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中的頂故障電流路徑A或底故障電流路徑B，頂故障電流路徑A通過第一、第二、第三和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S6或者通過第一和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S5，而底故障電流路徑B通過第二、第三、第四和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)S2、S3、S4、S5或者通過第四和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S4、S6。另外，可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6，即根據(jù)圖1a中所示實(shí)施例的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3和S4以及根據(jù)圖1b中所示實(shí)施例的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5和S6基于故障開關(guān)順序而被開關(guān)。圖2a通過實(shí)例示出在如圖1b中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1出故障的情況下該轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)中的電流形成，其中有故障的第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1由星來標(biāo)識(shí)。在此情形中，頂故障電流路徑A之一例如通過第一、第二、第三和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S6而構(gòu)成，如上面已提到的那樣。另外，為了完整起見，也在圖2a中示出關(guān)于該相的負(fù)載電流C的在故障之前的原始電流路徑。
根據(jù)本發(fā)明，如果檢測到頂故障電流路徑A或底故障電流路徑B，則在故障開關(guān)順序之后，記錄伴隨檢測到的每個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4的開關(guān)狀態(tài)。由此得到的有利效果在于可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4立即不再進(jìn)一步起動(dòng)，并且因此也不再進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。另外，如果檢測到頂故障電流路徑A，則在故障開關(guān)順序之后，將第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1關(guān)斷并隨后將第三功率半導(dǎo)體開關(guān)S3關(guān)斷。另外，如果檢測到底故障電流路徑B，則在故障開關(guān)順序之后，將第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S4關(guān)斷并隨后將第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S2關(guān)斷。上述措施使得受該故障影響的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1并因此整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路有利地進(jìn)入安全工作狀態(tài)?？捎纱藥缀跬耆苊饬耸茉摴收嫌绊懙霓D(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中的以及其他轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中的短路電流的形成，這意味著受該故障影響的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中的以及用于其他相R、S、T的其他轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6經(jīng)受較少的負(fù)擔(dān)。可由此有利地減緩功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6的老化，或者可以很大程度上防止功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6的損壞?？傮w上，這提高了轉(zhuǎn)換器電路的可用性。另外，還簡化了轉(zhuǎn)換器電路的維護(hù)，因?yàn)?，通常故障損壞較少的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6并因此也只需更換較少的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6。
另外，一旦檢測到頂故障電流路徑A或底故障電流路徑B就關(guān)斷相關(guān)的兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S3或S2、S4有利地為在轉(zhuǎn)換器電路正常工作時(shí)流動(dòng)的負(fù)載電流C產(chǎn)生了自由路徑，將相關(guān)的兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)關(guān)斷還有利地防止了DC電壓電路的短路。對(duì)此，圖2b通過實(shí)例示出根據(jù)本發(fā)明的故障處理方法的在上面較詳細(xì)地描述的如圖2a中所示故障的情況下的故障開關(guān)順序之后的電流形成。在此圖中，第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1和第三功率半導(dǎo)體開關(guān)S3被關(guān)斷，則第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S4無論如何也被關(guān)斷，并且第三和第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S3和S4上分別被施加DC電壓電路的DC電壓的一半U(xiǎn)DC/2，并且負(fù)載電流C與第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1出故障之前一樣流過有故障的第一和第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2。因此，由此得到的總體效果是受該故障影響的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1并因此整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路處于安全工作狀態(tài)。
圖3a通過實(shí)例示出在如圖1b中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1的第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S2出故障的情況下該轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中的電流形成，所述有故障的第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S2由星來標(biāo)識(shí)。在此情形中，底故障電流路徑B之一例如通過第二、第三、第四和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)S2、S3、S4、S5而構(gòu)成，如上面已經(jīng)提到的那樣。另外，為了完整起見，也在圖3a中示出故障之前的關(guān)于該相的負(fù)載電流C的原始電流路徑。最后，圖3b通過實(shí)例示出了根據(jù)本發(fā)明的故障處理方法的在上面較詳細(xì)地描述的如圖3a中所示故障的情況下的故障開關(guān)順序之后的電流形成。在此圖中，第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S4和第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S2被關(guān)斷，則第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1無論如何也被關(guān)斷，第一和第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S4分別被施加DC電壓電路的DC電壓的一半U(xiǎn)DC/2，并且負(fù)載電流C與第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S2出故障之前一樣流過第五和有故障的第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S2。由此得到的總體效果是甚至當(dāng)存在底故障電流路徑B的故障時(shí)，受故障影響的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1并因此整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路處于安全工作狀態(tài)。
在圖1b中，如上面已經(jīng)描述的，第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6分別是可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)。在本發(fā)明方法的情形中，如果檢測到頂故障電流路徑A，則在故障開關(guān)順序之后，在關(guān)斷第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1之前接通第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S6，特別是如果第六功率半導(dǎo)體開關(guān)S6先前沒有被接通的話。如果檢測到底故障電流路徑B，則在故障開關(guān)順序之后，在關(guān)斷第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S4之前接通第五功率半導(dǎo)體開關(guān)S5，特別是如果第五功率半導(dǎo)體開關(guān)S5先前沒有被接通的話。這實(shí)現(xiàn)了上面提到的圖1b中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)并因此整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路的安全工作狀態(tài)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有利的是如果檢測到頂故障電流路徑A，則將第三功率半導(dǎo)體開關(guān)S3以相對(duì)于第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的可選擇延遲時(shí)間tv來關(guān)斷；而如果檢測到底故障電流路徑B，則將第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S2以相對(duì)于第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的可選擇延遲時(shí)間tv來關(guān)斷。這保證了當(dāng)?shù)谌β拾雽?dǎo)體開關(guān)S3關(guān)斷時(shí)第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1已經(jīng)關(guān)斷，且當(dāng)?shù)诙β拾雽?dǎo)體開關(guān)S2關(guān)斷時(shí)第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S4已經(jīng)關(guān)斷。優(yōu)選地，延遲時(shí)間tv選擇為1us到5us之間的量級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明，關(guān)斷沒有受故障影響的轉(zhuǎn)換器電路的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中的可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6，這意味著還可以保證在沒有受故障影響的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中不產(chǎn)生短路電流，而短路電流在基于現(xiàn)有技術(shù)的通過將轉(zhuǎn)換器電路的所有相R、S、T短路的方法中發(fā)生。因此與公知方法相比，未受故障影響的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6承受較小的負(fù)擔(dān)。優(yōu)選地，當(dāng)沒有受故障影響的轉(zhuǎn)換器電路的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1中的可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6被關(guān)斷時(shí)，“外部的”可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S4(即第一或第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S4)分別在相對(duì)應(yīng)的“內(nèi)部的”可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S2、S3(即第二或第三可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S2、S3)關(guān)斷之前被關(guān)斷。
下文更詳細(xì)地討論頂故障電流路徑A和底故障電流路徑B的檢測的可選方案。為了檢測頂故障電流路徑A或底故障電流路徑B，本發(fā)明涉及對(duì)用于相R、S、T的轉(zhuǎn)換器子電路1中的每個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6監(jiān)視去飽和，并且還對(duì)通過每個(gè)轉(zhuǎn)換器子電路1中的副連接5的電流監(jiān)視其方向。為了監(jiān)視通過副連接5的電流的方向，優(yōu)選地對(duì)該電流監(jiān)視閾值或者將該電流與閾值比較以保證即使當(dāng)電流受噪聲干擾時(shí)也能檢測到電流的方向。當(dāng)?shù)谝?、第二、第三、第五或第六可起?dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S5、S6處于去飽和并且檢測到通過副連接5的電流朝DC電壓電路2的方向時(shí)，檢測到頂故障電流路徑A。相對(duì)比，當(dāng)?shù)诙?、第三、第四、第五或第六可起?dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S2、S3、S4、S5、S6處于去飽和并且檢測到通過副連接5的電流來自DC電壓電路2的方向時(shí)，檢測到底故障電流路徑B。為了監(jiān)視通過副連接5的電流的流動(dòng)方向，副連接5優(yōu)選地在其上提供有適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳌?br> 作為對(duì)上述的頂故障電流路徑A或底故障電流路徑B的檢測的替選方案，亦對(duì)每個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6監(jiān)視去飽和，但監(jiān)視通過第一主連接3的電流和通過第二主連接4的電流。為了分別監(jiān)視通過第一主連接3的電流和通過第二主連接4的電流，優(yōu)選地分別對(duì)上述電流監(jiān)視閾值以保證即使當(dāng)電流受噪聲干擾時(shí)也能分別檢測到上述電流的方向。當(dāng)?shù)谝弧⒌诙?、第三、第五或第六可起?dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S5、S6處于去飽和并且檢測到通過第一主連接3的電流時(shí)，檢測到頂故障電流路徑A。相對(duì)比，當(dāng)?shù)诙⒌谌?、第四、第五或第六可起?dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S2、S3、S4、S5、S6處于去飽和并且存在通過第二主連接4的電流時(shí)，檢測到底故障電流路徑B。為了監(jiān)視頂故障電流路徑A或底故障電流路徑B中的電流，第一主連接3和第二主連接4優(yōu)選地在其上提供有適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，該傳感器需能夠僅檢測電流而不是電流的方向。這種電流傳感器的設(shè)計(jì)是簡單的并因此是強(qiáng)健的。
作為對(duì)上述的頂故障電流路徑A或底故障電流路徑B的檢測的替選方案，首先對(duì)一般而言的每個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6的陽極/陰極電壓Uce監(jiān)視閾值Uce，th。特別地，在圖1a中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1的情形中，對(duì)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3和S4執(zhí)行此陽極/陰極電壓監(jiān)視，而在圖1b中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1的情形中，對(duì)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5和S6執(zhí)行此陽極/陰極電壓監(jiān)視。圖4a示出了用于如圖1a中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1的檢測頂故障電流路徑A和底故障電流路徑B的示范邏輯電路。另外，圖4b示出了用于如圖1b中所示的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1的檢測頂故障電流路徑和底故障電流路徑的示范邏輯電路。圖4a中示出的可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3和S4的開關(guān)狀態(tài)信號(hào)SS1、SS2、SS3和SS4以及圖4b中示出的可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5和S6的開關(guān)狀態(tài)信號(hào)SS1、SS2、SS3、SS4、SS5和SS6是邏輯變量，開關(guān)狀態(tài)信號(hào)SS1、SS2、SS3、SS4、SS5和SS6對(duì)于關(guān)斷的相關(guān)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6為邏輯“0”，而對(duì)于接通的相關(guān)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6為邏輯“1”。另外，圖4a中所示的被監(jiān)視相關(guān)陽極/陰極電壓Uce的閾值Uce，th的可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3和S4的閾值信號(hào)SUce1、SUce2、SUce3和SUce4以及圖4b中所示的相關(guān)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6的閾值信號(hào)SUce1、SUce2、SUce3、SUce4、SUce5和SUce6是邏輯變量，閾值信號(hào)SUce1、SUce2、SUce3、SUce4、SUce5和SUce6對(duì)于超過閾值SUce，th的相關(guān)功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6的陽極/陰極電壓Uce為邏輯“0”，而對(duì)于低于閾值Uce，th的相關(guān)功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6的陽極/陰極電壓Uce為邏輯“1”。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6接通并且超過閾值Uce，th，并且第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S4關(guān)斷并且超過閾值Uce，th時(shí)；或者當(dāng)一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6接通并且超過閾值Uce，th，并且第一可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1接通時(shí)，檢測到頂故障電流路徑A。另外，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4關(guān)斷并且低于閾值Uce，th，并且第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S4關(guān)斷并且超過閾值Uce，th時(shí)；或者當(dāng)一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4關(guān)斷并且低于閾值Uce，th，并且第一可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1接通時(shí)，也檢測到頂故障電流路徑A。
相對(duì)比，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6接通并且超過閾值Uce，th，并且第一可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1關(guān)斷并且超過閾值Uce，th時(shí)；或者當(dāng)一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6接通并且超過閾值Uce，th，并且第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S4接通時(shí)，檢測到底故障電流路徑B。另外，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4關(guān)斷并且低于閾值Uce，th，并且第一可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1關(guān)斷并且超過閾值Uce，th時(shí)；或者當(dāng)一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4關(guān)斷并且低于閾值Uce，th，并且第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)S4接通時(shí)，也檢測到底故障電流路徑B。有利地，此種類型的頂故障電流路徑A和底故障電流路徑B的檢測使得可以完全免除用于檢測的電流傳感器，這意味著可以有利地減少所涉及的布線和材料并且因此轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以是簡單且較不昂貴的。另外，有利地降低了轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)1并因此整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路對(duì)干擾的敏感性，這導(dǎo)致整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路的可用性提高。
參考符號(hào)列表1 轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)2 DC電壓電路3 第一主連接4 第二主連接5 副連接S1 第一功率半導(dǎo)體開關(guān)S2 第二功率半導(dǎo)體開關(guān)S3 第三功率半導(dǎo)體開關(guān)S4 第四功率半導(dǎo)體開關(guān)S5 第五功率半導(dǎo)體開關(guān)S6 第六功率半導(dǎo)體開關(guān)A 頂故障電流路徑B 底故障電流路徑C 負(fù)載電流路徑
權(quán)利要求
1.一種在切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中進(jìn)行故障處理的方法，其中所述轉(zhuǎn)換器電路具有為每個(gè)相(R，S，T)提供的轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)(1)并且包括由兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器構(gòu)成的DC電壓電路(2)，其中所述DC電壓電路(2)包括由所述兩個(gè)相鄰并且互連的電容器構(gòu)成的第一主連接(3)和第二主連接(4)和副連接(5)，并且該系統(tǒng)具有第一、第二、第三和第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4)以及第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S5，S6)，所述第一、第二、第三、第四功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4)串聯(lián)連接，且所述第一功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)連接到所述第一主連接(3)且所述第四功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)連接到所述第二主連接(4)，并且其中所述第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S5，S6)串聯(lián)連接，所述第五功率半導(dǎo)體開關(guān)(S5)和所述第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S6)之間的結(jié)連接到所述副連接(5)，所述第五功率半導(dǎo)體開關(guān)(S6)連接到所述第一功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)和所述第二功率半導(dǎo)體開關(guān)(S2)之間的結(jié)，且所述第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S6)連接到所述第三功率半導(dǎo)體開關(guān)(S3)和所述第四功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)之間的結(jié)，其中，檢測所述轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)(1)中的頂故障電流路徑(A)或底故障電流路徑(B)，所述頂故障電流路徑(A)通過所述第一、第二、第三和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S6)或者通過所述第一和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S5)，而所述底故障電流路徑(B)通過所述第二、第三、第四和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)(S2，S3，S4，S5)或者通過所述第四和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4，S6)，以及其中，所述可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4)基于故障開關(guān)順序來被開關(guān)，特征在于，如果檢測到所述頂或底故障電流路徑(A，B)，則在所述故障開關(guān)順序之后，記錄伴隨檢測到的每個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4)的開關(guān)狀態(tài)，特征在于，如果檢測到所述頂故障電流路徑(A)，則關(guān)斷所述第一功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)并然后關(guān)斷所述第三功率半導(dǎo)體開關(guān)(S3)，以及特征在于，如果檢測到所述底故障電流路徑(B)，則關(guān)斷所述第四功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)并然后關(guān)斷所述第二功率半導(dǎo)體開關(guān)(S2)。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述第五和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S5，S6)是可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)，并且如果檢測到所述頂故障電流路徑(A)，則在關(guān)斷所述第一功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)之前接通所述第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S6)，而如果檢測到所述底故障電流路徑(B)，則在關(guān)斷所述第四功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)之前接通所述第五功率半導(dǎo)體開關(guān)(SS)。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，如果檢測到所述頂故障電流路徑(A)，則以相對(duì)于所述第一功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)的可選擇延遲時(shí)間(tv)關(guān)斷所述第三功率半導(dǎo)體開關(guān)(S3)，且特征在于，如果檢測到所述底故障電流路徑(B)，則以相對(duì)于所述第四功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)的可選擇延遲時(shí)間(tv)關(guān)斷所述第二功率半導(dǎo)體開關(guān)(S2)。
4.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述延遲時(shí)間(tv)選擇為1μs到5μs之間的量級(jí)。
5.如前面權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，關(guān)斷未受所述故障影響的所述轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)(1)中的所述可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4、S5，S6)。
6.如權(quán)利要求1到5之一的方法，其特征在于，為了檢測所述頂或底故障電流路徑(A、B)，對(duì)每個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4，S5，S6)的去飽和進(jìn)行監(jiān)視，并且特征在于，對(duì)通過所述副連接(5)的電流的方向進(jìn)行監(jiān)視。
7.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于當(dāng)所述第一、第二、第三、第五或第六可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S5，S6)處于去飽和并且電流朝所述DC電壓電路(5)的方向通過所述副連接(5)時(shí)，檢測所述頂故障電流路徑(A)，并且特征在于，當(dāng)所述第二、第三、第四、第五或第六可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S2，S3，S4，S5，S6)處于去飽和并且的電流在來自所述DC電壓電路(5)的方向通過所述副連接(5)時(shí)，檢測到所述底故障電流路徑(B)。
8.如權(quán)利要求1到5之一的方法，其特征在于，為了檢測所述頂或底故障電流路徑(A，B)，對(duì)每個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S2，S3，S4，S5，S6)去飽和進(jìn)行監(jiān)視，并且特征在于，監(jiān)視通過所述第一主連接(3)的電流和通過所述第二主連接(4)的電流。
9.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于，當(dāng)所述第一、第二、第三、第五或第六可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S5，S6)處于去飽和并且電流通過所述第一主連接(3)時(shí)，檢測到所述頂故障電流路徑(A)；且特征在于，當(dāng)所述第二、第三、第四、第五或第六可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S2，S3，S4，S5，S6)處于去飽和并且電流通過所述第二主連接(4)時(shí)，檢測所述底故障電流路徑(B)。
10.如權(quán)利要求1到5之一的方法，其特征在于，相對(duì)于閾值(Uce，th)來監(jiān)視每個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4，S5，S6)的陽極/陰極電壓(Uce)，特征在于，在下列情況下檢測到所述頂故障電流路徑(A)(a1)當(dāng)超過所述閾值(Uce，th)而一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4，S5，S6)接通，并且當(dāng)超過所述閾值(Uce，th)時(shí)所述第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)關(guān)斷；或者(b1)當(dāng)超過所述閾值(Uce，th)而一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4，S5，S6)接通，并且所述第一可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)接通；或者(c1)當(dāng)?shù)陀谒鲩撝?Uce，th)而一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4)關(guān)斷，并且當(dāng)超過所述閾值(Uce，th)時(shí)所述第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)關(guān)斷；或者(d1)當(dāng)?shù)陀谒鲩撝?Uce，th)而一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4)關(guān)斷，并且所述第一可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)接通，且特征在于，在下列情況下檢測到所述底故障電流路徑(B)(a2)當(dāng)超過所述閾值(Uce，th)而一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4，S5，S6)接通并且當(dāng)超過所述閾值(Uce，th)時(shí)所述第一可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)關(guān)斷；或者(b2)當(dāng)超過所述閾值(Uce，th)而一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4，S5，S6)接通并且所述第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)接通；或者(c2)當(dāng)?shù)陀谒鲩撝?Uce，th)而一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4)關(guān)斷并且當(dāng)超過所述閾值(Uce，th)時(shí)所述第一可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)關(guān)斷；或者(d2)當(dāng)?shù)陀谒鲩撝?Uce，th)而一個(gè)或多個(gè)可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4)關(guān)斷并且所述第四可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)接通。
全文摘要
公開了一種在切換三個(gè)電壓電平的轉(zhuǎn)換器電路中進(jìn)行故障處理的方法，由此所述轉(zhuǎn)換器電路包括用于每個(gè)相(R，S，T)的部分轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(1)，其中在所述部分轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(1)中檢測頂故障電流路徑(A)或底故障電流路徑(B)。所述頂故障電流路徑(A)通過所述部分轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(1)中的第一、第二、第三和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S6)或者通過所述部分轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(1)中的第一和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S5)，而所述底故障電流路徑(B)通過所述部分轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(1)中的第二、第三、第四和第五功率半導(dǎo)體開關(guān)(S2，S3，S4，S5)或者通過所述部分轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(1)中的第四和第六功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4，S6)，并且，所述可起動(dòng)雙向功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4，S5，S6)基于故障開關(guān)順序來被開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，可避免所述轉(zhuǎn)換器電路的所有相的相側(cè)短路，并因此可實(shí)現(xiàn)在故障情況下所述轉(zhuǎn)換器電路處于安全工作狀態(tài)，由此，如果檢測到所述頂或底故障電流路徑(A，B)，則在故障開關(guān)順序之后，記錄伴隨檢測到的每個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1，S2，S3，S4，S5，S6)的開關(guān)狀態(tài)。另外，一旦檢測到所述頂故障電流路徑(A)，就關(guān)斷所述第一功率半導(dǎo)體開關(guān)(S1)并然后關(guān)斷所述第三功率半導(dǎo)體開關(guān)(S3)，而一旦檢測到所述底故障電流路徑(B)，就關(guān)斷所述第四功率半導(dǎo)體開關(guān)(S4)并然后關(guān)斷所述第二功率半導(dǎo)體開關(guān)(S2)。
文檔編號(hào)H02P27/06GK1969437SQ200580019451
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
發(fā)明者格羅爾德·克納普, 格哈德·霍赫施圖爾, 魯?shù)婪颉ぞS澤爾, 勒克·邁森奇 申請(qǐng)人:Abb瑞士有限公司