Преобразователь, электрическая многофазная система и способ, в котором их применяют - заявка 2016147499 на патент на изобретение в РФ

1. Многоуровневый модульный преобразователь (10, 10'), содержащий несколько отдельных модулей (12, 300), каждый из которых содержит несколько переключающих элементов (316-1 - 316-8) и по меньшей мере один накопитель (312) электрической энергии, при этом отдельные модули (12, 300) подключены последовательно с формированием замкнутого кольца, причем несколько переключающих элементов (316-1 - 316-8) позволяют подключение накопителей (312) энергии соседних отдельных модулей (12) с обеспечением разности напряжений между двумя соседними фазными выводами (14) или двумя соседними обмотками, регулируемой блоком управления в соответствии с профилем многофазного вращающегося поля.
2. Многоуровневый модульный преобразователь (10, 10') по п. 1, где по меньшей мере один отвод (14) расположен между двумя соответствующими соседними отдельными модулями (12) и обеспечивает фазный вывод (14), при этом по меньшей мере два отдельных модуля (12), которые формируют фазный модуль (20), расположены между двумя соседними отводами (14).
3. Многоуровневый модульный преобразователь (10, 10') по п. 1 или 2, где отдельные модули (12) содержат первую сторону и вторую сторону, при этом первая сторона содержит два вывода (314а, 314b) и вторая сторона содержит два вывода (318а, 318b).
4. Многоуровневый модульный преобразователь (10, 10') по п. 3, где отдельные модули (12) электрически подключены друг к другу с помощью двух электрических проводников (16, 18).
5. Многоуровневый модульный преобразователь (10, 10') по п. 4, где отвод (14b) для обеспечения фазного вывода расположен на одном из двух электрических проводников (16, 18).
6. Многоуровневый модульный преобразователь (10, 10') по п. 4, где отвод (14а) для обеспечения фазного вывода расположен на обоих электрических проводниках (16, 18).
7. Многоуровневый модульный преобразователь (10') по одному из предыдущих пунктов, где многоуровневый модульный преобразователь (10') имеет фазный модуль (22), содержащий по меньшей мере два отдельных модуля (12), который ответвлен от схемы кольца и у которого один конец соединен с отводом (14), а другой конец соединен с опорным потенциалом (24).
8. Многоуровневый модульный преобразователь (10, 10') по одному из п.п. 1-6, где по меньшей мере один отвод (14) соединен с опорным потенциалом (24) посредством электрического соединения, которое имеет по меньшей мере одно электрическое сопротивление и/или индуктивность.
9. Многоуровневый модульный преобразователь (10, 10') по п. 8, где каждый из нескольких отводов (14) соединен с опорным потенциалом (24) посредством одного электрического соединения, которое имеет по меньшей мере одно электрическое сопротивление и/или индуктивность, при этом несколько отводов (14) симметрично разделяют кольцо из отдельных модулей (12).
10. Многоуровневый модульный преобразователь (10, 10') по одному из предыдущих пунктов, где переключающие элементы (316-1 - 316-8) нескольких отдельных модулей (12) представляют собой низковольтные переключающие полупроводниковые элементы.
11. Электрическая многофазная система, содержащая:
- электрическую машину, которая содержит несколько обмоток, имеющих первый вывод и второй вывод, при этом предусмотрен по меньшей мере один узел, к которому электрически подключен или первый или второй вывод соответствующей обмотки из нескольких обмоток, и при этом соответствующий другой вывод из первого и второго выводов соответствующей обмотки из нескольких обмоток электрически подключен к фазному выводу (14), и
- многоуровневый модульный преобразователь (10, 10'), который содержит несколько отдельных модулей (12), которые подключены последовательно, чтобы сформировать кольцо, при этом по меньшей мере один отвод (14) расположен между двумя соответствующими соседними отдельными модулями (12) и обеспечивает фазный вывод (14), к которому электрически подключен первый или второй вывод обмотки из нескольких обмоток электрической машины,
при этом число отводов (14) многоуровневого модульного преобразователя (10, 10') точно соответствует числу обмоток из нескольких обмоток электрической машины, и
при этом каждый отдельный модуль (12) многоуровневого модульного преобразователя (10, 10') содержит накопитель (312) энергии и несколько переключающих элементов (316-1 - 316-8), которые обеспечивают возможность подключения накопителей (312) энергии соседних отдельных модулей (12), в результате чего разность напряжений, регулируемая блоком управления в соответствии с профилем многофазного вращающегося поля, может быть обеспечена между двумя соседними фазными выводами (14) или двумя соседними обмотками.
12. Электрическая многофазная система по п. 11, где электрическая машина выполняет функции генератора или двигателя.
13. Способ управления электрической многофазной системой, в котором используют электрическую машину и многоуровневый модульный преобразователь (10, 10'), при этом электрическая машина содержит несколько обмоток, имеющих первый вывод и второй вывод, и при этом или первый вывод или второй вывод соответствующей обмотки из нескольких обмоток подключен к узлу, к которому подключена каждая обмотка из нескольких обмоток, и соответствующий другой вывод из первого и второго вывода соответствующей обмотки из нескольких обмоток подключен к фазному выводу (14), и при этом многоуровневый модульный преобразователь (10, 10') содержит несколько отдельных модулей (12), которые подключены последовательно, чтобы сформировать кольцо, и по меньшей мере один отвод (14) расположен между двумя соответствующими соседними отдельными модулями (12) и обеспечивает фазный вывод (14), к которому электрически подключен первый или второй вывод обмотки из нескольких обмоток электрической машины, при этом каждый из отдельных модулей (12) многоуровневого модульного преобразователя (10, 10') имеет накопитель (312) энергии и несколько переключающих элементов (316-1 - 316-8), которые позволяют подключение накопителей энергии соседних отдельных модулей (12), в результате чего обеспечивают разность напряжений, регулируемую блоком управления в соответствии с профилем многофазного вращающегося поля, между двумя соседними фазными выводами (14) или двумя соседними обмотками.
14. Способ по п. 13, где между двумя отводами (14) расположены по меньшей мере два отдельных модуля (12), которые формируют фазный модуль (20).
15. Способ по п. 13 или 14, где используемые отдельные модули (12) представляют собой отдельные модули (12), которые имеют первую сторону и вторую сторону, при этом первая сторона содержит два вывода (14а, 14b) и вторая сторона содержит два вывода (18а, 18b).
16. Способ по п. 15, где отдельные модули (12) электрически подключены друг к другу посредством двух электрических проводников (16, 18).
17. Способ по п. 16, где отвод (14) для обеспечения фазного вывода расположен на одном из двух электрических проводников (16, 18).
18. Способ по п. 16, где отвод (14) для обеспечения фазного вывода расположен на обоих электрических проводниках (16, 18).
19. Способ по одному из пп. 13-18, где преобразователь (10') имеет фазный модуль (22), который расположен на нем, который ответвлен от схемы кольца и имеет один конец, соединенный с отводом (14), и имеет другой конец, соединенный с опорным потенциалом (24).
20. Способ по одному из пп. 13-18, где по меньшей мере один отвод (14) соединен с опорным потенциалом (24) посредством электрического соединения, которое имеет по меньшей мере одно электрическое сопротивление и/или индуктивность.
21. Способ по п. 19, где несколько отводов (14) соединены с опорным потенциалом (24) посредством электрического соединения, которое имеет по меньшей мере одно электрическое сопротивление и/или индуктивность, при этом несколько отводов (14) симметрично разделяют кольцо из отдельных модулей (12).
22. Способ по одному из пп. 13-21, где применяемые переключающие элементы (316-1 - 316-8) из нескольких отдельных модулей (12) представляют собой низковольтные переключающие полупроводниковые элементы.
23. Способ по одному из пп. 13-22, где электрическая машина выполняет функции генератора или двигателя.
Наверх