Vereinfachte hybride MMC-Topologie für den Quasi-Drei-Level-Betrieb ermöglicht durch ein neuartiges Regelungsverfahren
// Elektrische Antriebe // Elektrische Schaltungen // Elektronik und Elektrotechnik
Ref-Nr: 16934/16939
Einleitung / Abstract
Diese Erfindung betrifft ein neues Regelungsverfahren für den Quasi-Drei-Level-Betrieb von modularen Multilevel-Umrichtern (MMC) und eine vereinfachte hybride Drei-Level-MMC-Topologie.
Abb. 1: Quasi-Drei-Level MMC
Hintergrund
Im Stand der Technik sind Zweipunkt-Wechselrichter und Drei-Punkt-Wechselrichter sowie modulare Multilevel-Umrichter im konventionellen und Quasi-Zwei-Level-Betrieb bekannt. Außerdem wurde ein modularer Multilevel-Umrichter für den Quasi-Drei-Level-Betrieb erstmalig 2018 offenbart.
Lösung
Die Erfindung basiert auf einem Regelungverfahren, bei dem die Zweigströme und Energien aktiv geregelt werden. Das vorgestellte Regelverfahren ist auf die 2018 veröffentlichte MMC-Topologie mit Hilfszweig ohne weiteres anwendbar. Diese Topologie wird von der konventionellen MMC-Topologie abgeleitet, indem zwischen dem Anschluss der Umrichter-Phase und dem Zwischenkreis-Neutralpunkt ein Zweig mit Vollbrückenmodulen ergänzt wird. Mittels der erfindungsgemäßen Regelung kann dieser zusätzliche mittlere MMC-Zweig durch einen bidirektionalen Schalter ersetzt werden, und auch das herausfordernde Abschalten des bidirektionalen Schalters wurde mithilfe der Reglung gelöst.Vorteile
Erfindungsgemäß gelingt es, die Vorteile von konventionellen MMC-Topologien (Spannungsskalierbarkeit, Redundanz, kleine Ausgangsspannungsstufen) und den Ausgangsspannungsverlauf eines Quasi-Drei-Level-Betriebes zu vereinigen und gleichzeitig die Topologie zu vereinfachen sowie die notwendige Modulkapazität deutlich zu reduzieren.
Zusätzlich wird der bidirektionale Schalter in „Soft-Switching“ betrieben. Dies verspricht Verbesserungen bezüglich des Volumens, der Leistungsdichte, des Wirkungsgrades und der Kosten.
Anwendungsbereiche
Das Anwendungsgebiet betrifft Umrichter in der Antriebstechnik.Sie können dieses Fenster schließen. Ihre Suchergebnisse finden Sie in dem vorherigen Fenster
