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Anpassung der aktiven Spannungssymmetrie an Reihenschaltzahl und Zwischenkreisspannung in Reihenschaltungen feldgesteuerter Leistungshalbleiter

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017728D
Original Publication Date: 2001-Jul-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 15K

Publishing Venue

Siemens

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Benno Weis: AUTHOR

Abstract

Bei einem bekannten Verfahren zur Steuerung eines abschaltbaren Stromrichterventils mit der Reihenschaltzahl Zwei und größer wird beim Eintreffen einer Ansteuerflanke eines bereitgestellten Ansteuersignals eine vorbestimmte Referenzbegrenzerspannung einer aktiven Kollektor-Emitter- Begrenzungsschaltung erniedrigt und während des Abschaltvorgangs wieder angehoben. Dadurch wird erreicht, dass mit dem Einschaltbefehl die Spannungsaufteilung an den Halbleiterschaltern eines abschaltbaren Stromrichterventils mit der Reihenschaltzahl Zwei und größer symmetriert wird. Bei diesem Verfahren und einer zugehörigen Vorrichtung werden bislang die Referenzspannung und der erniedrigte Wert der Referenzspannung als fest eingestellt angenommen. Diese werden nach einer angenommenen Zwischenkreisspannung und der Anzahl der in Reihe geschalteten Bauelemente bestimmt. In bestimmten Anwendungen, in denen die Zwischenkreisspannung des Umrichters stark variiert und / oder die Reihenschaltung sich aufgrund von Redundanzverbrauch ändert, ist es vorteilhaft, eine oder beide Referenzspannungen an die Zwischenkreisspannung und die aktuelle Reihenschaltung anzupassen, um die Spannungsbelastung und somit die Ausfallrate des Umrichters zu reduzieren.

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Industrie

Anpassung der aktiven Spannungssymmetrie an Reihenschaltzahl undZwischenkreisspannung in Reihenschaltungen feldgesteuerterLeistungshalbleiter

Idee: Benno Weis, Hemhofen

Bei einem bekannten Verfahren zur Steuerung eines abschaltbaren Stromrichterventils mit derReihenschaltzahl Zwei und größer wird beim Eintreffen einer Ansteuerflanke eines bereitgestelltenAnsteuersignals eine vorbestimmte Referenzbegrenzerspannung einer aktiven Kollektor-Emitter-Begrenzungsschaltung erniedrigt und während des Abschaltvorgangs wieder angehoben. Dadurchwird erreicht, dass mit dem Einschaltbefehl die Spannungsaufteilung an den Halbleiterschalterneines abschaltbaren Stromrichterventils mit der Reihenschaltzahl Zwei und größer symmetriertwird.

Bei diesem Verfahren und einer zugehörigen Vorrichtung werden bislang die Referenzspannungund der erniedrigte Wert der Referenzspannung als fest eingestellt angenommen. Diese werdennach einer angenommenen Zwischenkreisspannung und der Anzahl der in Reihe geschaltetenBauelemente bestimmt. In bestimmten Anwendungen, in denen die Zwischenkreisspannung desUmrichters stark variiert und / oder die Reihenschaltung sich aufgrund von Redundanzverbrauchändert, ist es vorteilhaft, eine oder beide Referenzspannungen an die Zwischenkreisspannung unddie aktuelle Reihenschaltung anzupassen, um die Spannungsbelastung und somit die Ausfallratedes Umrichters zu reduzieren.

Dazu wird zunächst der Wert der Zwischenkreisspannung erfaßt und an eine zentraleSteuereinheit übergeben. Dort wird aus dieser aktuellen Zwischenkreisspannung, einer ausRückmeldesignalen ermittelten aktuellen Anzahl der Halbleiterschalter eines Stromrichterventilsmit der Reihenschaltzahl Zwei und größer und einem Sicherheitszuschlag die Sollwerte für dieReferenzspannungen eines jeden Halbleiterschalters eines Stromrichterventils gebildet. DieReihenschaltzahl ist in der zentralen Steuereinheit bekannt, da dort die noch zur Verfügungstehende Redundanz an Halbleiterschaltern mit Hilfe der Rückmeldung überwacht wird. Falls indem Umrichtersystem keine Redundanz eingeplant ist, ist die Reihenschaltzahl immer fest.

Die Erfassung des Wertes der Zwischenkreisspannung kann auf zwei Arten erfolgen. Zum einenkann mittels eines Spannungswandlers der Wert der Zwischenkreisspannung gemessen und an diezentrale Steuereinheit übertragen werden. Zum anderen können im stationären Zustand dieSpannungen an jedem einzelnen Halbleiterschalter des St...