Brevet FR3145659A1 — publié le 20240809

Dans un appareil de conversion de puissance selon le présent mode de réalisation, chacun des premier à quatrième bras est formé d’un circuit en série incluant une pluralité d’éléments de commutation. Chacun de la pluralité d’éléments de commutation comprend un circuit de grille (406) et un circuit de détection de court-circuit (402). Le circuit de grille (406) est configuré pour fournir un signal de grille commandant à un élément de commutation d'être dans un état conducteur ou dans un état non conducteur à une grille de l’élément de commutation. Le circuit de détection de court-circuit (402) est configuré pour émettre un signal de détection lorsqu’un état où un courant de court-circuit circule dans l’élément de commutation est détecté. Le circuit de grille (406) est configuré pour générer un signal de grille désactivant un élément de commutation correspondant lorsque le circuit de détection de court-circuit (402) émet un signal de détection de l’élément de commutation correspondant. Figure 2 APPAREIL DE CONVERSION DE PUISSANCE DOMAINE Les modes de réalisation de la présente invention concernent un appareil de conversion de puissance, un dispositif de commande et un procédé de commande. CONTEXTE Dans la technologie des entraînements par moteur haute tension et des onduleurs de systèmes interconnectés, un appareil de conversion de puissance incluant un convertisseur multiniveau est d'usage pratique pour obtenir une haute tension. Un onduleur clampé par le neutre (NPC - Neutral-Point Clamped) en tant qu'exemple de cet appareil de conversion de puissance est utilisé dans des convertisseurs de trains et de systèmes d’alimentation électrique. Dans ce type d’appareil de conversion de puissance, en faisant fonctionner une pluralité d’éléments de commutation sérialisés, la puissance en courant continu est convertie en puissance en courant alternatif ou la puissance en courant alternatif est convertie en puissance en courant continu. En même temps, on a observé une demande de tension encore plus élevée et de capacité plus élevée des convertisseurs. En cas d’utilisation d’un onduleur NPC, son agencement de circuits devient complexe lorsque le nombre de niveaux augmente et l'inconvénient est qu’un circuit d’équilibrage pour un condensateur à courant continu est requis. Par conséquent, une haute tension est obtenue par la sérialisation d’une pluralité d’éléments de commutation. est un schéma fonctionnel illustrant une configuration générale schématique d’un appareil de conversion de puissance, selon un premier mode de réalisation ; est un schéma fonctionnel illustrant un exemple de configuration d’un dispositif de commande et d’un circuit d'excitation de grille ; représente des graphiques illustrant respectivement un exemple de caractéristique de fonctionnement d’un circuit de blocage ; est un schéma illustrant un exemple de circuit lié aux parties de commutation d’un circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit ; est un schéma illustrant un exemple dans lequel un bras côté positif est dans un état activé et un bras côté négatif est dans un état désactivé ; est un schéma illustrant un exemple d'un défaut dans lequel un bras côté positif est dans un état activé et un bras côté négatif est dans un état désactivé ; est un schéma illustrant un cas de commande dans lequel certaines parties de commutation sont dans un état désactivé et d’autres parties de commutation sont dans un état activé ; est un schéma illustrant un état où un circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit a émis des signaux d’interruption de court-circuit vers un circuit de grille de chacune des parties de commutation ; est un schéma illustrant un exemple dans lequel une tension deux fois plus importante que la normale est appliquée sur une partie de commutation, en l'absence d’interruption de court-circuit ; est un organigramme illustrant un exemple de traitement du dispositif de commande ; est un schéma illustrant un exemple de configuration d’un appareil de conversion de puissance 1a, selon un second mode de réalisation ; et est un schéma illustrant un exemple de cas où une partie de commutation présente un défaut de court-circuit. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Selon le présent mode de réalisation, dans un appareil de conversion de puissance, chacun des premier à quatrième bras est formé d’un circuit en série incluant une pluralité d’éléments de commutation. Chacun de la pluralité d’éléments de commutation comprend un circuit d'excitation de grille et un circuit de détection de court-circuit. Le circuit d'excitation de grille est configuré pour fournir un signal de grille commandant un élément de commutation pour qu’il soit dans un état conducteur ou dans un état non conducteur à une grille de l’élément de commutation. Le circuit de détection de court-circuit est configuré pour émettre un signal de détection lorsqu’un état où un courant de court-circuit circule dans l’élément de commutation est détecté. Le circuit d'excitation de grille est configuré pour générer un signal de grille désactivant un élément de commutation correspondant, lorsque le circuit de détection de court-circuit émet un signal de détection de l’élément de commutation correspondant. Un appareil de conversion de puissance, un dispositif de commande et un procédé de commande selon des modes de réalisation de la présente invention seront expliqués ci-dessous, en référence aux dessins joints. Les modes de réalisation suivants ne sont que des exemples des modes de réalisation de la présente invention et ne sont pas censés limiter la portée de la présente invention. Dans les dessins auxquels il est fait référence dans les modes de réalisation, certaines parties ou des parties ayant des fonctions identiques sont désignées par des caractères de référence similaires, et il est envisageable que des explications redondantes de celles-ci soient omises. En outre, il existe des cas où les rapports dimensionnels des dessins diffèrent de ceux des produits réels et où une partie des configurations est omise des dessins. (Premier mode de réalisation) La est un schéma fonctionnel illustrant une configuration générale schématique d’un appareil de conversion de puissance 1, selon un premier mode de réalisation. Comme illustré sur la , l’appareil de conversion de puissance 1 est un système dans lequel la puissance en courant continu est convertie en puissance en courant alternatif, par un convertisseur 10, et la puissance convertie peut être fournie à un système d’alimentation triphasé Pg. Plus spécifiquement, l’appareil de conversion de puissance 1 inclut le convertisseur 10, un transformateur 20, un disjoncteur 30 et un dispositif de commande 40, et est un appareil pouvant interrompre un courant de court-circuit du convertisseur 10. Par exemple, le convertisseur 10 reçoit une tension continue V CC et convertit la tension continue V CC en une tension alternative triphasée (phase U, phase V et phase W). Le convertisseur 10 est, par exemple, un onduleur NPC. Bien que le convertisseur 10 selon le présent mode de réalisation soit décrit comme étant un onduleur NPC, le type du convertisseur 10 n'y est pas limité. Par exemple, même lorsqu’un convertisseur NPC est utilisé en tant que convertisseur 10 dans l’appareil de conversion de puissance 1, un courant de court-circuit du convertisseur 10 peut être interrompu. Les détails du convertisseur 10 sont décrits ultérieurement. Le transformateur 20 convertit une tension alternative triphasée du convertisseur 10 en une tension système du système d’alimentation triphasé Pg. En outre, le transformateur 20 peut assurer une limitation de courant sur un courant de court-circuit transmis depuis un système en raison d’un accident ou similaire. Le disjoncteur 30 peut connecter ou déconnecter électriquement le système d’alimentation triphasé Pg et le transformateur 20. Le disjoncteur 30 peut désaccoupler le convertisseur 10 du système d’alimentation triphasé Pg en cas d’accident ou de panne. Le dispositif de commande 40 commande chaque circuit d'excitation de grille 400 des éléments de commutation S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42 dans le convertisseur 10 et convertit une tension continue en tension alternative. Bien qu’un seul circuit d'excitation de grille 400 soit illustré sur la pour simplifier les explications, le circuit d'excitation de grille 400 qui peut émettre un signal de grille est formé au niveau de chaque grille des éléments de commutation S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42. En outre, lorsqu’il fonctionne en tant que convertisseur, le dispositif de commande 40 peut commander chaque circuit d'excitation de grille 400 des éléments de commutation S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42 dans le convertisseur 10, convertissant ainsi une tension alternative en tension continue. Des détails du dispositif de commande 40 sont également décrits ultérieurement. Étant donné que les éléments de commutation S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42 connectés en série ont mutuellement la même configuration dans n'importe laquelle d'une phase U, d'une phase V et d'une phase W, le cas d’une phase U est décrit ci-dessous à titre d’exemple. Les détails du convertisseur 10 sont décrits ici. Comme illustré sur la , le convertisseur 10 est constitué d’une pluralité d’éléments de commutation S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42 connectés en série. Chacun des éléments de commutation S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42 est constitué, par exemple, d’un transistor bipolaire à grille isolée (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor) et d’une diode. La diode est connectée à l’IGBT de manière antiparallèle. Comme décrit ci-dessus, chacun des éléments de commutation S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42 est constitué d’un élément de commutation à semi-conducteur (IGBT) et d’une diode qui y est connectée de manière antiparallèle. Par exemple, un IGBT a une configuration dans laquelle une partie d’entrée est un MOS (Métal-Oxyde-Semiconducteur) et une partie de sortie a une configuration bipolaire et est un type de transistor de puissance fonctionnant en mode bipolaire. Bien que ces éléments de commutation soient décrits comme des IGBT dans le présent mode de réalisation à titre d’exemple, ces éléments de commutation ne s'y limitent pas. Par exemple, chacun de ces éléments de commutation peut être constitué d’un élément de commutation d’un transistor à effet de champ (FET - Field Effect Transistor) et d’un élément de blocage qui laisse passer un courant lorsqu’une tension supérieure à un certain seuil lui est appliquée. En tant que FET, il est possible d’utiliser un MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur) et similaire. Les éléments de commutation S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42 sont commandés par excitation par le circuit d'excitation de grille 400. La pluralité des éléments de commutation S11 à S42 forment un circuit en série. Les éléments de commutation S11 et S12 constituent un premier bras en tant que première partie de commutation S1, les éléments de commutation S21 et S22 constituent un deuxième bras en tant que deuxième partie de commutation S2, les éléments de commutation S31 et S32 constituent un troisième bras en tant que troisième partie de commutation S3, et les éléments de commutation S41 et S42 constituent un quatrième bras en tant que quatrième partie de commutation S4. Plus précisément, une extrémité du premier bras est connectée à une borne positive d’une première alimentation en courant continu (C10), l’autre extrémité du premier bras est connectée à une extrémité du deuxième bras, et l’autre extrémité du deuxième bras est connectée à une borne de sortie en courant alternatif U du système à courant alternatif Pg. De même, une extrémité du quatrième bras est connectée à une borne négative d’une deuxième alimentation en courant continu (C20), l’autre extrémité du quatrième bras est connectée à une extrémité du troisième bras, l’autre extrémité du troisième bras est connectée à la borne de sortie en courant alternatif U du système à courant alternatif Pg. En outre, mis à part une caractéristique selon laquelle les autres extrémités des deuxième et troisième bras d’une phase V sont connectées à une borne de sortie de courant alternatif V du système à courant alternatif Pg et les autres extrémités des deuxième et troisième bras d’une phase W sont connectées à une borne de sortie de courant alternatif W du système à courant alternatif Pg, comme décrit ci-dessus, la pluralité d’éléments de commutation S11 à S42 d’une phase V et d’une phase W ont également une configuration équivalente à celle de chacun de la pluralité d’éléments de commutation S11 à S42 d’une phase U. Les éléments de commutation S11 et S12 sont commandés sur la base du même signal de grille. Par conséquent, les éléments de commutation S11 et S12 sont activés et désactivés en même temps. De même, les éléments de commutation S21 et S22 sont également activés et désactivés en même temps, les éléments de commutation S31 et S32 sont également activés et désactivés en même temps, et les éléments de commutation S41 et S42 sont également activés et désactivés en même temps. De cette manière, un bras côté positif est formé des quatre éléments de commutation S11, S12, S21 et S22 sur le côté supérieur et un bras côté négatif est formé des quatre éléments de commutation S31, S32, S41 et S42 sur le côté inférieur. Dans le présent mode de réalisation, un état conducteur d’un élément de commutation à semi-conducteur (IGBT) peut être désigné par « l’élément de commutation est activé », et un état non conducteur d’un élément de commutation à semi-conducteur (IGBT) peut être désigné par « l’élément de commutation est désactivé ». En outre, un état non conducteur d’un élément de commutation à semi-conducteur (IGBT) peut être désigné par « l'élément de commutation est interrompu ». Une diode de blocage Du1 est connectée entre un point de connexion intermédiaire du premier bras et du deuxième bras et un point neutre C. Par exemple, la diode de blocage Du1 est constituée de deux diodes connectées en série. De même, une diode de blocage Du2 est connectée entre un point de connexion intermédiaire du troisième bras et du quatrième bras et le point neutre C. Par exemple, la diode de blocage Du2 est constituée de deux diodes connectées en série. De cette manière, le convertisseur 10 selon le présent mode de réalisation a un mode dit de blocage par diode, mais il n'y est pas limité. Par exemple, il est également possible de configurer les éléments de commutation S11 à S42 de sorte qu'ils soient connectés aux diodes de blocage Du1 et Du2, afin que le convertisseur 10 ait un mode actif. En outre, le nombre d’éléments connectés en série et leur degré de résistance de tension peuvent être conçus en fonction des spécifications de tension des éléments de commutation. Par exemple, une résistance de tension totale des éléments de commutation de chacun du deuxième bras et du troisième bras est réglée pour être supérieure à une tension en courant continu VD entre une borne positive P et une borne négative N. De cette manière, les parties de commutation S1 à S4 sont connectées en série les unes aux autres dans chacune de la phase U, de la phase V et de la phase W, et émettent un potentiel de l’un quelconque de trois niveaux, qui sont la borne positive P, la borne négative N et le point neutre C, d’une tension continue d'une manière pulsée vers les bornes de sortie de courant alternatif U, V et W correspondantes, fournissant ainsi une tension alternative modulée en largeur d’impulsion au transformateur 20. Lorsque les parties de commutation S1 et S2 du bras côté positif sont activées simultanément, le potentiel de la borne positive P est émis, lorsque les parties de commutation S3 et S4 du bras côté négatif sont activées simultanément, le potentiel de la borne négative N est émis, et lorsque les parties de commutation S1 et S4 sont toutes deux désactivées et que les parties de commutation S2 et S3 sont activées simultanément, le potentiel du point neutre C est émis par l’une quelconque des diodes de blocage de point neutre Du1 et Du2. Lorsqu’une tension alternative positive est émise, la partie de commutation S2 est dans un état activé et la partie de commutation S1 est activée et désactivée. Lorsqu’une tension alternative négative est émise, la partie de commutation S3 est dans un état activé et la partie de commutation S4 est activée et désactivée. Les parties de commutation S1 et S3 et les parties de commutation S2 et S4 sont commandées pour être activées et désactivées de manière mutuellement complémentaire et ne pas être activées en même temps. Étant donné que cette opération de commande de commutation est bien connue, il n’est pas nécessaire d’en expliquer les détails. Le dispositif de commande 40 et le circuit d'excitation de grille 400 sont décrits ici en détail. La est un schéma fonctionnel illustrant un exemple de configuration du dispositif de commande 40 et du circuit d'excitation de grille 400. Comme illustré sur la , le circuit d'excitation de grille 400 inclut un circuit de détection de court-circuit 402, un circuit de blocage 404 et un circuit de grille 406. Dans les descriptions suivantes, par exemple, la commande de l’élément de commutation S11 et la commande des éléments de commutation S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42 sont équivalentes l’une à l’autre, à l’exception de leurs temps de commande, et il existe donc des cas où les descriptions des éléments de commutation S12, S21, S22, S31, S32, S41 et S42 sont omises. Le circuit de détection de court-circuit 402 émet un signal de détection lorsqu’un état où un courant de court-circuit circule dans l’élément de commutation S11 est détecté. Le circuit de détection de court-circuit 402 inclut, par exemple, un circuit de détection qui détecte une tension de collecteur d’un élément de commutation à semi-conducteur (IGBT) dans l’élément de commutation S11. Ce circuit de détection devient capable de détecter une tension de collecteur en connectant, par exemple, une résistance de division de tension ou un condensateur de division de tension à un collecteur C de l’élément de commutation à semi-conducteur. En outre, lorsqu’un court-circuit à courant continu est généré et qu’un courant important circule, l’élément de commutation à semi-conducteur (IGBT) est saturé, et la tension du collecteur augmente. Par exemple, lorsque l’élément de commutation à semi-conducteur est dans un état activé et que la tension du collecteur est augmentée au-delà d’un seuil prédéterminé, le circuit de détection de court-circuit 402 émet un signal de détection de court-circuit (S1-1), indiquant que l’élément de commutation à semi-conducteur est dans un état de court-circuit à courant continu. Comme décrit ci-dessus, bien que l’élément de commutation S11 soit décrit ici à titre d’exemple, le circuit d'excitation de grille 400 de chacun des éléments de commutation S12 à S42 a une configuration équivalente. Bien que le circuit de détection de court-circuit 402 selon le présent mode de réalisation détecte une tension, les fonctions du circuit de détection de court-circuit 402 ne s'y limitent pas. Par exemple, le circuit de détection de court-circuit 402 peut détecter un courant circulant dans le collecteur C de l’élément de commutation à semi-conducteur. Le circuit de blocage 404 peut bloquer la tension de collecteur du collecteur C de l’élément de commutation à semi-conducteur à une valeur prédéterminée. Par exemple, il est possible d’utiliser un circuit de blocage actif employant une diode entre un collecteur C et une grille G d’un élément de commutation à semi-conducteur (IGBT) en tant que circuit de blocage 404. En outre, il est possible d’utiliser un circuit de blocage de tension qui commande, sur la base d’une tension de collecteur, un signal de grille, de manière à supprimer une augmentation de la tension de collecteur d’un élément de commutation dans les limites d'une valeur prédéterminée. Plus spécifiquement, ce circuit de blocage de tension introduit un courant prédéterminé dans la grille G, en fonction d’une tension de collecteur et exécute une commande pour supprimer une augmentation de la tension de collecteur d’un élément de commutation, dans les limites d'une valeur prédéterminée. Les figures 3 sont des graphiques illustrant respectivement un exemple de caractéristique de fonctionnement du circuit de blocage 404. La (a) est un graphique illustrant les caractéristiques d’une tension de collecteur. L’axe horizontal représente un temps et l’axe vertical représente un nombre deux fois plus grand qu’une tension de collecteur d’un élément de commutation à semi-conducteur (IGBT). Comme il existe deux éléments de commutation S11 et S12, une tension de collecteur Vce est indiquée comme étant égale à deux fois sa valeur. En d’autres termes, comme pour chacun des éléments de commutation, la caractéristique de tension sur l’axe vertical est la moitié de la valeur illustrée. La tension du collecteur Vce est, par exemple, une tension entre le collecteur C et un émetteur E. La ligne continue représente une caractéristique lorsque le circuit de blocage 404 est utilisé, et la ligne interrompue représente une caractéristique lorsque le circuit de blocage 404 n’est pas utilisé. La (b) est un graphique illustrant les caractéristiques d’un courant de collecteur. L’axe horizontal représente un temps et l’axe vertical représente une tension de collecteur d’un élément de commutation à semi-conducteur (IGBT). La ligne continue représente une caractéristique lorsque le circuit de blocage 404 est utilisé, et la ligne interrompue représente une caractéristique lorsque le circuit de blocage 404 n’est pas utilisé. Comme décrit ci-dessus, le circuit de blocage 404 bloque une tension entre le collecteur C et l’émetteur E à une tension définie Vclp, qui est égale ou inférieure à une résistance de tension de l’élément de commutation à semi-conducteur (IGBT). À ce stade, comme illustré sur la (b), le courant de collecteur est commandé pour être diminué sur un temps plus long. En outre, afin de supprimer la surtension après une interruption de court-circuit, en supposant que la tension entre la borne positive P et la borne négative N est Vcc et que le nombre d’éléments connectés en série est N (N=2 sur la ), la tension définie Vclp du circuit de blocage 404 est établie comme Vclp surge lorsqu'un courant de court-circuit important est interrompu, une surtension V surge générée en raison d’un déséquilibre de tension entre des éléments de commutation en série parallèle au moment d’une opération de commutation normale, et une surtension V surge après une interruption de court-circuit. En fonctionnement normal, comme le circuit de grille 406 envoie des signaux de grille S1a à S4a correspondants générés dans le dispositif de commande 40 à des éléments de commutation S11 à S42 respectifs, le circuit de grille 406 commande chacun des éléments de commutation de sorte que le convertisseur 10 émette une tension souhaitée. Comme décrit ci-dessus, étant donné que les éléments de commutation S11 et S12 sont activés et désactivés en même temps, le même signal de grille S1a leur est fourni. En outre, lors de la réception de signaux d’interruption de court-circuit S1b à S4b, le circuit de grille 406 interrompt les éléments de commutation S11 à S42, c’est-à-dire qu’il désactive les éléments de commutation S11 à S42. De cette manière, comme le circuit de grille 406 reçoit les signaux de grille S1a à S4a, les signaux d’interruption de court-circuit S1b à S4b et similaires, et commande l’état d’application de tension à une grille d’un élément de commutation à semi-conducteur, le circuit de grille 406 peut commander l’activation et la désactivation de l’élément de commutation à semi-conducteur. Par exemple, lorsque le circuit de grille 406 émet un signal de haut niveau (étant activé), la capacité de grille et la capacité de miroir de chacun des éléments de commutation S11 à S42 sont chargées et ces éléments de commutation sont activés. D’autre part, lorsque le circuit de grille 406 émet un signal de niveau bas (étant désactivé), la capacité de grille et la capacité de miroir de chacun des éléments de commutation S11 à S42 sont déchargées, et ces éléments de commutation sont désactivés. Le dispositif de commande 40 inclut un circuit de commande 408 et un circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410. Le circuit de commande 408 génère un signal de grille, utilisé pour réaliser une excitation normale, par exemple. C’est-à-dire, comme décrit ci-dessus, lorsqu’une tension alternative positive est émise, le circuit de commande 408 active la partie de commutation S2 via le circuit de grille 406 et commande l'activation et la désactivation de la partie de commutation S1. En outre, lorsqu’une tension alternative négative est émise, le circuit de commande 408 active la partie de commutation S3 et commande l’activation et la désactivation de la partie de commutation S4. En outre, le circuit de commande 408 exécute une commande de telle sorte que les parties de commutation S1 et S3 et les parties de commutation S2 et S4 sont activées et désactivées de manière mutuellement complémentaire et ne doivent pas être activées en même temps. Dans les descriptions suivantes, la partie de commutation S1, la partie de commutation S2, la partie de commutation S3 et la partie de commutation S4 peuvent être désignées respectivement par le premier bras, le deuxième bras, le troisième bras et le quatrième bras. La est un schéma illustrant un exemple de circuit lié aux parties de commutation S1 à S4 du circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410. Lors de la détection de l’un quelconque des signaux de détection de court-circuit S1-1 à S4-2, le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 émet un signal d’interruption, désactivant les éléments de commutation correspondants vers les circuits de grille 406 correspondants d’une pluralité d’éléments de commutation inclus dans chacun des premier à quatrième bras. Plus spécifiquement, le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 inclut un circuit d’interruption OU 508a utilisé pour les signaux de détection de court-circuit S1-1 et S1-2 par rapport à la partie de commutation S1. Lorsque, par exemple, un signal de haut niveau est émis, le circuit d’interruption OU 508a interrompt (désactive) les éléments de commutation S11 et S12 de la partie de commutation S1 par rapport au circuit de grille 406. De même, le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 inclut un circuit d’interruption OU 508a utilisé pour les signaux de détection de court-circuit S2-1 et S2-2, un circuit d’interruption OU 508a utilisé pour les signaux de détection de court-circuit S3-1 et S3-2, et un circuit d’interruption OU 508a utilisé pour les signaux de détection de court-circuit S4-1 et S4-2. Avec cette configuration, par exemple, lors de la réception des signaux de détection de court-circuit S1-1, S1-2, S2-1, S2-2, S3-1, S3-2, S4-1 et S4-2 par rapport aux parties de commutation S1 à S4, le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 selon le présent mode de réalisation émet des signaux d’interruption de court-circuit S1b, S2b, S3b et S4b. Lors de cette opération, les parties de commutation S1 à S4 sont interrompues dans la mesure où ces parties peuvent être interrompues. Comme décrit ci-dessus, en raison des caractéristiques de blocage du circuit de blocage 404, un claquage par surtension de l’élément de commutation à semi-conducteur est évité. En revanche, si l’élément de commutation à semi-conducteur n’est pas interrompu, il existe un risque qu’une quantité excessive de chaleur perdue soit générée et que l’énergie maximale de l’élément de commutation à semi-conducteur soit ainsi dépassée. Au contraire, selon le présent mode de réalisation, étant donné que l’élément de commutation à semi-conducteur est interrompu, le risque de dépassement de l’énergie maximale de l’élément de commutation à semi-conducteur est atténué. En référence aux figures 5 à 9, un exemple de fonctionnement spécifique du circuit de commande 408 et du circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 est décrit ici. La est un schéma illustrant un exemple dans lequel un bras côté positif est dans un état activé, et un bras côté négatif est dans un état désactivé. La partie de commutation S1 est en bon état. La est un schéma illustrant un exemple de défaut dans lequel un bras côté positif est dans un état activé, et un bras côté négatif est dans un état désactivé. La partie de commutation S1 présente un défaut de court-circuit dans l’état de la . Cet état étant identique à un état normal de la , le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 émet un signal de haut niveau (un signal de marche) d’un fonctionnement normal vers la partie de commutation S1. La est un schéma illustrant un cas de commande, dans lequel les parties de commutation S1 et S4 sont dans un état désactivé et les parties de commutation S2 et S3 sont dans un état activé. Le circuit de commande 408 exécute une commande de telle sorte que les parties de commutation S1 et S4 soient dans un état désactivé, et les parties de commutation S2 et S3 soient dans un état activé. Cependant, malgré la commande exécutée par le circuit de commande 408, la partie de commutation S1 présente un défaut de court-circuit, de sorte que la partie de commutation S1 conserve un état conducteur. Dans ce cas, un trajet de courant indiqué par la ligne discontinue sur la est inévitablement formé. De cette manière, un courant de court-circuit circule lorsqu'un trajet de conduction est formé entre les éléments de commutation de trois bras, qui sont le deuxième bras S2, le troisième bras S3 et l'un du premier bras S1 et du quatrième bras S4 et le condensateur C10 en tant que première alimentation en courant continu ou le condensateur C20 en tant que seconde alimentation en courant continu. Avec cette configuration, comme le premier bras S1, le deuxième bras S2 et le troisième bras S3 sont dans un état conducteur, un courant de court-circuit est généré dans le condensateur C10. Le circuit de détection de court-circuit 402 de chacune des parties de commutation S1, S2 et S3 émet les signaux de détection de court-circuit S1-1, S1-2, S2-1, S2-2, S3-1 et S3-2. Le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 ayant reçu ces signaux émet les signaux d’interruption de court-circuit S1b à S3b vers le circuit de grille 406 de chacune des parties de commutation S1, S2 et S3. Avec cette opération, sur la , le courant de court-circuit est interrompu, et une panne des parties de commutation S2 et S3 est évitée. De même, comme le deuxième bras S2, le troisième bras S3 et le quatrième bras S4 (présentant un défaut de court-circuit) sont dans un état conducteur, un courant de court-circuit est généré dans le condensateur C20. Le circuit de détection de court-circuit 402 de chacune des parties de commutation S2, S3 et S4 émet les signaux de détection de court-circuit S2-1, S2-2, S3-1, S3-2, S4-1 et S4-2. Le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 ayant reçu ces signaux émet les signaux d’interruption de court-circuit S2b à S4b vers le circuit de grille 406 de chacune des parties de commutation S2, S3 et S4. Cette opération permet d’interrompre le courant de court-circuit et d’éviter une panne des éléments de commutation S2 et S3. La est un schéma illustrant un état dans lequel le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 a émis les signaux d’interruption de court-circuit S1b à S3b vers le circuit de grille 406 de chacune des parties de commutation S1, S2 et S3. Étant donné que la partie de commutation S1 présente un défaut de court-circuit, la partie de commutation S1 conserve un état dans lequel elle ne peut pas être désactivée. Pendant ce temps, le circuit de grille 406 de chacune des parties de commutation S2 et S3 désactive (interrompt) les parties de commutation S2 et S3 en fonction des signaux d’interruption de court-circuit S2b et S3b. Cette opération permet d’éviter une panne des parties de commutation S2 et S3. Comme illustré sur la , également dans un état où une puissance est fournie par un bras côté négatif, un courant traverse la diode de la partie de commutation S3 et est émis. Cette configuration empêche la génération d’une quantité excessive de chaleur perdue et donc le dépassement de l’énergie maximale de l’élément de commutation à semi-conducteur. La est un schéma illustrant un exemple dans lequel une tension deux fois plus importante que la normale est appliquée sur la partie de commutation S2 en l'absence d’interruption de court-circuit. Le circuit de commande 408 exécute une commande de telle sorte que les parties de commutation S1, S3 et S4 soient dans un état inactif et que la partie de commutation S2 soit dans un état actif. La illustre un moment dans un état de commande où une puissance est fournie par un bras côté positif. Cependant, malgré la commande exécutée par le circuit de commande 408, la partie de commutation S1 présente un défaut de court-circuit, de sorte que la partie de commutation S1 conserve un état activé. Dans un tel moment, il existe un état où un courant traverse la diode de chacune des parties de commutation S3 et S4 et où aucune diminution de tension ne se produit dans les parties de commutation S3 et S4. Par conséquent, il existe un risque que la tension V CC soit appliquée à la partie de commutation S2, bien que seule une tension V CC /2 y soit appliquée en temps normal, et que l’énergie maximale de l’élément de commutation à semi-conducteur soit ainsi dépassée. Pour traiter ce problème, dans le présent mode de réalisation, étant donné que les parties de commutation S2 et S3 sont interrompues (désactivées) comme décrit ci-dessus, le courant de court-circuit du bras côté positif est interrompu, ne provoquant ainsi pas un tel état. La est un schéma illustrant un exemple de traitement du dispositif de commande 40. Ici est expliqué un exemple dans lequel un défaut de court-circuit s’est produit dans l’une des parties de commutation S1, S2, S3 et S4. Comme illustré sur la , un défaut se produit dans l’une quelconque des parties de commutation S1, S2, S3 et S4 (étape S10). Par la suite, un court-circuit à courant continu se produit dans l’une des parties de commutation S1, S2, S3 et S4 (étape S20). Comme le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 du dispositif de commande 40 reçoit l’un quelconque des signaux de détection de court-circuit S1-1, S1-2, S2-1, S2-2, S3-1, S3-2, S4-1 et S4-2 (étape S30), le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 émet l’un quelconque des signaux d’interruption de court-circuit S1b, S2b, S3b et S4b correspondant au signal de détection de court-circuit reçu (étape S40). Ensuite, le circuit de commande 408 du dispositif de commande 40 émet les signaux d’interruption de court-circuit S1b, S2b, S3b et S4b vers toutes les parties de commutation S1, S2, S3 et S4 (étape S50). Puis, le circuit de commande 408 du dispositif de commande 40 désactive le disjoncteur 30 (voir ) (Étape S60). Comme décrit ci-dessus, selon le présent mode de réalisation, on suppose que lors de la réception de l’un quelconque des signaux de détection de court-circuit S1-1, S1-2, S2-1, S2-2, S3-1, S3-2, S4-1 et S4-2, le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit 410 du dispositif de commande 40 émet l’un quelconque de signaux d’interruption de court-circuit S1b, S2b, S3b et S4b correspondants, et l’une des parties de commutation S1, S2, S3 et S4 correspondantes est interrompue. Avec cette configuration, même lorsque le circuit de commande 408 du dispositif de commande 40 conserve une commande normale pendant une période jusqu’à l’arrêt de l'excitation, un courant de court-circuit est empêché de circuler dans les parties de commutation S1, S2, S3 et S4 et une panne des parties de commutation S1, S2, S3 et S4 est ainsi évitée. (Second mode de réalisation) Un appareil de conversion de puissance 1a selon un second mode de réalisation est différent de l’appareil de conversion de puissance 1 selon le premier mode de réalisation en ce que le nombre d’éléments de commutation de chacune des parties de commutation S2 et S3 est défini pour être supérieur au nombre d’éléments de commutation de chacune des parties de commutation S1 et S4. Dans les descriptions suivantes, les différences entre l’appareil de conversion de puissance 1a et l’appareil de conversion de puissance 1 selon le premier mode de réalisation sont expliquées. La est un schéma illustrant un exemple de configuration de l’appareil de conversion de puissance 1a selon le second mode de réalisation. Comme illustré sur la , le nombre d’éléments de commutation connectés en série de chacun du deuxième bras et du troisième bras (les parties de commutation S2 et S3) est configuré pour être supérieur au nombre d’éléments de commutation de chacun du premier bras et du quatrième bras (les parties de commutation S1 et S4). En d’autres termes, il s’agit d’un exemple dans lequel le nombre d’éléments de commutation de chacune des parties de commutation S2 et S3 est de trois. Comme décrit ci-dessus, en raison des caractéristiques de blocage du circuit de blocage 404, un claquage par surtension de l’élément de commutation à semi-conducteur est évité. En revanche, si l’élément de commutation à semi-conducteur n’est pas interrompu, il existe un risque qu’une quantité excessive de chaleur perdue soit générée, et que l’énergie maximale de l’élément de commutation à semi-conducteur soit dépassée. Par conséquent, la résistance de tension de chacun des éléments de commutation S2 et S3 connectés au système à courant alternatif Pg est augmentée de manière sélective. La est un schéma illustrant un exemple de cas où la partie de commutation S1 présente un défaut de court-circuit. Ce cas est identique à l’état de la décrit ci-dessus. Comme décrit ci-dessus, même lorsqu’un moment de court-circuit se produit de manière similaire au cas de la avant qu’il ne devienne l’état de la , étant donné que la résistance de tension de chacune des parties de commutation S2 et S3 est augmentée, une panne des parties de commutation S2 et S3 est évitée. Comme décrit ci-dessus, selon le présent mode de réalisation, la résistance de tension de chacune des parties de commutation S2 et S3 connectées au système à courant alternatif Pg est augmentée de manière sélective. Par conséquent, même si l’une des parties de commutation S1 et S4 présente un défaut de court-circuit, une panne des parties de commutation S2 et S3 est évitée. Bien que certains modes de réalisation aient été décrits, ces modes de réalisation ont été présentés à titre d’exemple uniquement, et ne sont pas censés limiter la portée des inventions. En effet, les nouveaux procédés et systèmes décrits ici peuvent être mis en œuvre sous une variété d'autres formes ; en outre, diverses omissions, substitutions et modifications dans la forme des procédés et systèmes décrits ici peuvent être effectuées sans s'écarter de l'esprit des inventions. Les revendications annexées et leurs équivalents visent à couvrir de telles formes ou modifications qui relèveraient de la portée et de l’esprit des inventions. Appareil de conversion de puissance, dans lequel chacun des premier à quatrième bras est formé d’un circuit en série incluant une pluralité d’éléments de commutation, dans lequel chacun de la pluralité d’éléments de commutation comprend : un circuit de grille, configuré pour fournir un signal de grille commandant à un élément de commutation d'être dans un état conducteur ou dans un état non conducteur à une grille de l’élément de commutation ; et un circuit de détection de court-circuit, configuré pour émettre un signal de détection lorsqu’un état où un courant de court-circuit circule dans l’élément de commutation est détecté, le circuit de grille est configuré pour générer le signal de grille définissant un élément de commutation correspondant comme devant être dans un état non conducteur lorsque le circuit de détection de court-circuit émet un signal de détection de l’élément de commutation correspondant, chacun des premier à quatrième bras comprend : une pluralité d’éléments de commutation connectés en série ; et un circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit, configuré pour émettre un signal d’interruption désactivant un circuit de grille correspondant à la pluralité d’éléments de commutation inclus dans chacun des premier à quatrième bras, et le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit est configuré pour émettre un signal d’interruption vers le circuit de grille correspondant à chacun de la pluralité d’éléments de commutation, lorsque le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit a reçu l’un quelconque de signaux de détection du circuit de détection de court-circuit correspondant à la pluralité d’éléments de commutation inclus dans chacun des premier à quatrième bras. Appareil selon la revendication 1, comprenant en outre une diode de blocage connectée entre un point de connexion intermédiaire d’un premier bras et d’un deuxième bras sur un côté borne positive et un point neutre et entre un point de connexion intermédiaire d’un troisième bras et d’un quatrième bras sur un côté borne négative et un point neutre. Appareil selon la revendication 1, dans lequel une extrémité du premier bras est connectée à une borne positive d’une première alimentation en courant continu, et son autre extrémité est connectée à une extrémité du deuxième bras, l’autre extrémité du deuxième bras est connectée à un système à courant alternatif, une extrémité du quatrième bras est connectée à une borne négative d’une seconde alimentation en courant continu, et son autre extrémité est connectée à une extrémité du troisième bras, et l’autre extrémité du troisième bras est connectée au système à courant alternatif. Appareil selon la revendication 3, dans lequel le nombre d’éléments de commutation connectés en série de chacun du deuxième bras et du troisième bras est configuré pour être supérieur au nombre d’éléments de commutation connectés en série de chacun du premier bras et du quatrième bras. Appareil selon la revendication 3, dans lequel une résistance de tension totale des éléments de commutation de chacun du deuxième bras et du troisième bras est définie comme étant supérieure à une tension de courant continu entre la borne positive et la borne négative. Appareil selon la revendication 3, dans lequel le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit est capable de détecter un défaut de court-circuit de l’un quelconque du premier bras et du quatrième bras. Appareil selon la revendication 3, comprenant en outre un disjoncteur, configuré pour interrompre la connexion entre le système à courant alternatif et le deuxième bras et le troisième bras, dans lequel le disjoncteur est configuré pour interrompre la connexion lorsque le circuit de détection de court-circuit émet un signal de détection. Dispositif de commande d’un appareil de conversion de puissance dans lequel chacun des premier à quatrième bras est formé d’un circuit en série comprenant une pluralité d’éléments de commutation, le dispositif de commande comprenant : un circuit de grille, configuré pour fournir un signal de grille commandant à un élément de commutation d'être dans un état conducteur ou dans un état non conducteur à une grille de l’élément de commutation ; un circuit de détection de court-circuit, configuré pour émettre un signal de détection lorsqu’un état où un courant de court-circuit circule dans l’élément de commutation est détecté ; et un circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit, configuré pour générer le signal de grille désactivant un élément de commutation correspondant au circuit de grille lorsque le circuit de détection de court-circuit émet un signal de détection de l’élément de commutation correspondant, dans lequel le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit est configuré pour émettre un signal d’interruption vers le circuit de grille correspondant à chacun des pluralités d’éléments de commutation lorsque le circuit de génération de signal d’interruption de court-circuit a reçu l’un quelconque de signaux de détection du circuit de détection de court-circuit correspondant à la pluralité d’éléments de commutation inclus dans chacun des premier à quatrième bras. Procédé de commande d’un appareil de conversion de puissance, dans lequel chacun des premier à quatrième bras est formé d’un circuit en série incluant une pluralité d’éléments de commutation, le procédé comprenant : une excitation de grille, fournissant un signal de grille commandant à un élément de commutation d'être dans un état conducteur ou dans un état non conducteur à une grille de l’élément de commutation ; une détection de court-circuit, émettant un signal de détection lorsqu’un état où un courant de court-circuit circule dans l’élément de commutation est détecté ; et le fait d'amener le circuit de grille correspondant à chacun de la pluralité d’éléments de commutation à générer le signal de grille définissant un élément de commutation correspondant au signal de détection comme devant être dans un état non conducteur lorsque l’un quelconque des signaux de détection du circuit de détection de court-circuit correspondant à la pluralité d’éléments de commutation inclus dans chacun des premier à quatrième bras a été reçu.