多級變流器的制造方法【
技術領域：
】[0001]本發明涉及一種具有至少兩個串聯連接的子模塊的多級變流器，其中，每個子模塊分別具有至少兩個開關和電容器以及兩個載流外部模塊端子。【
背景技術：
】[0002]這種多級變流器例如在出版物“AnInnovativeModularMultilevelConverterTopologySuitableforWidePowerRange適于寬功率范圍的新穎模塊化多級變流器拓撲”(A.Lesnicar和R.Marquardt,2003IEEEBolognaPowerTechConference,23.-26.，2003年6月，博洛尼亞，意大利)中已知。該已知的多級變流器是所謂的Marquardt變流器裝置，其包括至少兩個并聯連接的串聯電路。每個并聯連接的串聯電路分別包括至少兩個串聯連接的子模塊，這些子模塊分別包括至少兩個開關和電容器。通過合適地控制開關能夠針對性地調整多級變流器的輸出端上的電壓級別。[0003]在模塊化的多級變流器中，單個子模塊目前被彼此電絕緣地布置。由于電絕緣性，在子模塊運行中出現的電場力會引起巨大的機械振動，其給子模塊以及與子模塊連接的組件造成巨大的機械負擔，并且會造成提前老化。為了掌控出現振動的問題，當今在多級變流器中使用附加的機械減振裝置。然而，這造成巨大的額外重量，并且在某些情況下會損害絕緣強度。【
發明內容】[0004]因此，本發明要解決的技術問題是，提供一種多級變流器，其相比目前更好地解決了所描述的振動問題。[0005]根據本發明，所述技術問題通過具有權利要求1的特征的多級變流器解決。在從屬權利要求中提供了根據本發明的多級變流器的優選實施方式。[0006]以下根據本發明具有:至少一個子模塊具有至少一個位于外部的冷卻體，其用作載流外部模塊端子。[0007]根據本發明的子模塊的主要優點在于，用于冷卻子模塊部件的至少一個冷卻體同時也具有載流外部模塊端子的功能。這例如通過將相鄰子模塊的冷卻體互相鄰靠并且彼此連接來實現子模塊彼此接觸。通過冷卻體將子模塊鄰靠并且同時使用冷卻體作為外部載流模塊端子還實現了無振動或至少低振動地固定子模塊，從而在子模塊運行期間或在多級變流器運行期間降低了過大的機械振動的危險。[0008]根據所述多級變流器的一種特別優選的構造，位于外部的冷卻體形成子模塊的外壁，并且在冷卻體的內側安裝有相應的子模塊的至少一個開關以用于冷卻，并且利用開關端子電連接到冷卻體。[0009]認為特別有利的是，至少兩個相鄰的子模塊分別具有至少一個冷卻體，其形成相應的子模塊的載流外部子模塊端子之一，并且在其內壁側安裝有相應的子模塊的至少一個開關以用于冷卻，并且至少兩個相鄰的子模塊的冷卻體在外壁側彼此鄰靠，使得其冷卻體和通過冷卻體形成的載流外部模塊端子彼此電連接。[0010]子模塊例如可以分別具有兩個冷卻體。在此情況下，認為有利的是，至少兩個子模塊分別具有位于外部的第一冷卻體和位于外部的第二冷卻體，其中第一冷卻體用作相應的子模塊的第一載流外部模塊端子，第二冷卻體用作第二載流外部模塊端子，并且至少兩個子模塊之一的第一載流外部模塊端子與至少兩個子模塊中另一子模塊的第二載流外部模塊端子電連接，具體是通過至少兩個子模塊之一的第一冷卻體與至少兩個子模塊中另一子模塊的第二冷卻體之間的機械接觸。[0011]子模塊的開關例如可以電路上形成所謂的Η橋。相應地認為有利的是，至少一個子模塊具有第一串聯電路、第二串聯電路和與這兩個串聯電路并聯的電容器，其中第一串聯電路和第二串聯電路分別包括兩個電串聯的開關，將第一串聯電路安裝在子模塊的第一冷卻體并且將第二串聯電路安裝在子模塊的第二冷卻體，第一串聯電路的中間端子與第一冷卻體電連接，并且形成子模塊的第一載流模塊端子，而第二串聯電路的中間端子與第二冷卻體電連接，并且形成子模塊的第二載流模塊端子。[0012]特別有利的是，兩個或更多子模塊分別具有第一串聯電路和第二串聯電路，所述第一串聯電路和第二串聯電路分別具有兩個串聯連接的開關，并且分別具有與這兩個串聯電路并聯連接的電容器，將第一串聯電路安裝在相應的子模塊的第一冷卻體并且將第二串聯電路安裝在相應的子模塊的第二冷卻體，第一串聯電路的中間端子分別與相應的子模塊的第一冷卻體電連接，并且形成相應的子模塊的第一載流模塊端子，而第二串聯電路的中間端子分別與相應的子模塊的第二冷卻體電連接，并且形成相應的子模塊的第二載流模塊端子，并且子模塊成對地彼此鄰靠，使得子模塊之一的第一冷卻體與相鄰子模塊的第二冷卻體鄰靠，并且與其導熱并導電地連接。[0013]代替電路上的Η橋，子模塊的晶體管在電學上也可以形成所謂的半橋。相應地根據另一種構造認為有利的是，至少一個子模塊是半橋模塊，其具有第一開關和第二開關，其中，第二開關與半橋模塊的電容器電串聯連接，并且第一開關與該串聯電路并聯連接，并且第一開關的兩個開關端子之一與半橋模塊的冷卻體或者冷卻體之一連接，并且形成半橋模塊的兩個載流外部模塊端子之一。[0014]在Η橋子模塊的情況下特別有利的是，多級變流器具有至少兩個半橋模塊，至少兩個半橋模塊的第一開關與相應的半橋模塊的第一冷卻體連接，而至少兩個半橋模塊的第二開關與相應的半橋模塊的第二冷卻體連接，至少兩個半橋模塊的第一開關的兩個開關端子之一與相應的半橋模塊的第一冷卻體電連接，并且形成相應的半橋模塊的第一載流模塊端子，至少兩個半橋模塊的第一開關的兩個開關端子中的另一開關端子與相應的半橋模塊的第二冷卻體電連接，并且形成相應的半橋模塊的第二載流模塊端子，并且所述至少兩個半橋模塊成對地彼此鄰靠，使得至少兩個半橋模塊之一的第一冷卻體與至少兩個半橋模塊中另一半橋模塊的第二冷卻體鄰靠，并且與其導電地連接。[0015]考慮到子模塊的簡單鄰靠，認為有利的是，至少兩個子模塊的第一和第二冷卻體互相平行地布置，并且形成載流外部模塊端子板，并且相應的子模塊的至少兩個開關空間上位于相應的子模塊的兩個模塊端子板之間的區域。[0016]考慮到相鄰子模塊的固定連接，有利的是，存在夾緊裝置，其將至少一個子模塊的第一冷卻體壓向相鄰子模塊的第二冷卻體。[0017]如果子模塊僅具有一個冷卻體，則可以通過電極板形成子模塊的另一個載流外部模塊端子。相應地認為有利的是，至少一個子模塊具有冷卻體，在其上安裝有相應的開關模塊的開關，并且冷卻體形成子模塊的第一載流外部模塊端子，并且子模塊具有電極板，其與子模塊的冷卻體間隔地布置，并且形成子模塊的第二載流外部模塊端子。[0018]例如可以設置為，至少兩個子模塊分別具有冷卻體，在其上安裝有相應的子模塊的開關，并且冷卻體形成相應的子模塊的第一載流外部模塊端子，所述至少兩個子模塊分別具有電極板，其與相應的子模塊的冷卻體間隔地布置，并且形成相應的子模塊的第二載流外部模塊端子，并且至少兩個子模塊之一的第一載流外部模塊端子與至少兩個子模塊中另一子模塊的第二載流外部模塊端子電連接，具體是通過至少兩個子模塊之一的冷卻體與至少兩個子模塊中另一子模塊的電極板之間的機械接觸。[0019]有利地，冷卻體和電極板在至少兩個子模塊中分別彼此平行布置，并且形成相應的子模塊的載流外部模塊端子板，并且至少兩個子模塊中每一個子模塊的至少兩個開關分別空間上位于兩個載流外部模塊端子板之間的區域。[0020]優選存在夾緊裝置，其將至少一個子模塊的冷卻體壓向相鄰子模塊的電極板。[0021]本發明還涉及一種如以上描述的用于多級變流器的子模塊。根據本發明，關于這種子模塊具有，子模塊的至少一個位于外部的冷卻體被用作載流外部模塊端子。[0022]關于根據本發明的子模塊的優點請參考以上結合根據本發明的多級變流器的敘述，因為多級變流器的優點基本上對應子模塊的優點。【附圖說明】[0023]以下結合實施例詳細解釋本發明，其中:[0024]圖1示出了用于三相多級變流器的實施例，其安裝有多個子模塊，[0025]圖2示出了子模塊的實施例，其能夠用于按照圖1的多級變流器或者其它多級變流器，并且安裝有兩個載流的冷卻體，[0026]圖3以傾斜的三維側視圖示出了按照圖2的子模塊的機械結構，[0027]圖4以俯視圖示出了具有按照圖2和3的子模塊的子模塊組的示例性構成，[0028]圖5以側視圖示出了按照圖4的子模塊組，[0029]圖6示出了子模塊的另一個實施例，其能夠用于按照圖1的多級變流器或者其它多級變流器，并且具有兩個載流的冷卻體，[0030]圖7示出了子模塊的實施例，其能夠用于按照圖1的多級變流器或者其它多級變流器，并且通過子模塊的冷卻體形成一個載流外部模塊端子，并且通過電極板形成另一個載流外部模塊端子，[0031]圖8以傾斜的三維側視圖示出了按照圖7的子模塊的機械結構，[0032]圖9以俯視圖示出了具有按照圖7和8的子模塊的子模塊組的構成，[0033]圖10以側視圖示出了按照圖9的子模塊組，以及[0034]圖11示出了子模塊的另一個實施例，其能夠用于按照圖1的多級變流器或者其它多級變流器，并且通過子模塊的冷卻體形成一個載流外部模塊端子，并且通過電極板形成另一個載流外部模塊端子。[0035]在附圖中，由于清晰性的原因，相同或相似的部件始終使用相同的附圖標記。【當前第1頁1 2 3