(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧変換装置（１００）の構成を変更する方法であって、
前記電圧変換装置（１００）は、
相互に電気的に並列に接続されている複数の電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）と、
それぞれが、互いに磁気的に結合された一次コイル（１０８ａ−ｄ）及び二次コイル（１１０ａ−ｄ）を一つずつ有し、それぞれが磁心を有する複数のブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）と、を有しており、
各電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）は、ブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）の一次コイル（１０８ａ−ｄ）とそれぞれ電気的に接続されており、
前記ブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）の各二次コイル（１１０ａ−ｄ）の一端は、前記電圧変換装置（１００）の共通の出力側（１１２）に電気的に接続されており、かつ、前記各二次コイル（１１０ａ−ｄ）の他端は、別のブリッジ間変圧ユニットの前記各一次コイル（１０８ｂ−ａ）に直列に接続されている、
電圧変換装置（１００）の構成を変更する方法において、
前記電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）及び前記ブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）から成るグループの少なくとも一つの構成素子（１０２ａ−ｄ，１０６ａ−ｄ）の状態を検出するステップと、
前記少なくとも一つの構成素子に障害がある場合、前記電圧変換装置(１００）を第１の構成から第２の構成に変更するステップとを有する、
ただし、前記第１の構成は、前記全ての電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）及び前記全てのブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）から成る構成であり、
前記第２の構成は、少なくとも前記障害のある構成素子を除いた残りの電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）及び残りのブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）から成る構成であり、
ここで、前記障害のある構成素子（１０２ａ−ｄ，１０６ａ−ｄ）が複数の電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）のうちの一つの電圧変換ユニット（１０２ｂ）である場合、
前記第２の構成において、前記障害のある電圧変換ユニット（１０２ｂ）に対応するブリッジ間変圧ユニット（１０６ｂ）の二次コイル（１１０ｂ）と前記共通の出力側（１１２）との間の電気的接続が切断され、かつ、前記対応するブリッジ間変圧ユニット（１０６ｂ）がバイパスされる（１２８ｂ）、
ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
さらに、
前記電圧変換装置（１００）を前記第１の構成から前記第２の構成に変更する前に、
前記電圧変換装置（１００）のエネルギ源及び前記電圧変換装置（１００）の負荷（１１４）のうちの少なくとも一つから前記電圧変換装置（１００）を電気的に切断するステップと、
前記電圧変換装置（１００）を前記第１の構成から前記第２の構成に変更した後に、
前記電圧変換装置（１００）のエネルギ源及び前記電圧変換装置（１００）の前記負荷（１１４）のうちの少なくとも一つに前記電圧変換装置（１００）を電気的に接続するステップと
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電圧変換装置（１００）を前記第１の構成から前記第２の構成に変更した後に、前記電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）のスイッチング周波数を増加させるステップをさらに有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記電圧変換装置（１００）の動作温度に基づき、前記電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）から出力される電流を変更するステップを有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の構成と前記第２の構成とを変更するために電気構成素子を接続または切断することが、電気的に動作するねじジャッキによって行われる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
電圧変換装置（１００）において、
前記電圧変換装置（１００）は、
相互に電気的に並列に接続されている複数の電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）と、
それぞれが、互いに磁気的に結合された一次コイル（１０８ａ−ｄ）及び二次コイル（１１０ａ−ｄ）を一つずつ有し、それぞれが磁心を有する複数のブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）と、を有しており、
各電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）はブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）の一次コイルとそれぞれ電気的に接続されており、
電圧変換ユニット（１０２ｂ）は、複数のブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）のうちの一つのブリッジ間変圧ユニット（１０６ｂ）の一次コイル（１０８ｂ）に電気的に接続され、
前記ブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）の各二次コイル（１１０ａ−ｄ）の一端は、前記電圧変換装置（１００）の共通の出力側（１１２）に電気的に接続されており、かつ、前記各二次コイル（１１０ａ−ｄ）の他端は、別のブリッジ間変圧ユニットの前記各一次コイル（１０８ｂ−ａ）に直列に接続されており、
前記電圧変換装置（１００）は、複数の電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）及び複数のブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）からなるグループの少なくとも一つの構成素子に障害がある場合に、第１の構成から第２の構成に変更可能であり、
ただし、前記第１の構成は、前記全ての電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）及び前記全てのブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）からなる構成であり、
前記第２の構成は、前記障害のある構成素子を少なくとも除く、残りの電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）及び残りのブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）からなる構成であり、
ここで、前記障害のある構成素子（１０２ａ−ｄ，１０６ａ−ｄ）が複数の電圧変換ユニット（１０２ａ−ｄ）のうちの一つの電圧変換ユニット（１０２ｂ）である場合、
前記第２の構成において、前記障害のある電圧変換ユニット（１０２ｂ）に対応するブリッジ間変圧ユニット（１０６ｂ）の二次コイル（１１０ｂ）と前記共通の出力側（１１２）との間の電気的接続が切断され、かつ、前記対応するブリッジ間変圧ユニット（１０６ｂ）がバイパスされる（１２８ｂ）、
ことを特徴とする、電圧変換装置。
【請求項７】
前記電圧変換ユニット（１０２ｂ）は出力側（１０４ｂ）を有しており、
該出力側（１０４ｂ）は、前記電圧変換装置（１００）の前記第１の構成において、複数のブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）のうちの一つのブリッジ間変圧ユニット（１０６ｂ）の一次コイル（１０８ｂ）に電気的に接続されている、請求項６に記載の電圧変換装置。
【請求項８】
前記電圧変換ユニット（１０２ｂ）は、複数のブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）のうちの一つのブリッジ間変圧ユニット（１０６ｂ）をバイパスするためのバイパス素子（１２８ｂ）を有している、請求項６又は７に記載の電圧変換装置。
【請求項９】
前記電圧変換ユニット（１０２ｂ）は、複数のブリッジ間変圧ユニット（１０６ａ−ｄ）のうちの一つのブリッジ間変圧ユニット（１０６ｂ）の二次コイル（１１０ｂ）を、前記電圧変換装置（１００）の共通の出力側（１１２）に電気的に接続するための接続素子（１２２ｂ）を有している、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
【請求項１０】
前記接続素子（１２２ｂ）及び前記バイパス素子（１２８ｂ）のうちの少なくとも一つはメスコンタクト（１２４ｂ，１３０ｂ）として設計されている、請求項９に記載の電圧変換装置。
【請求項１１】
前記第１の構成と前記第２の構成とを変更するために電気構成素子を接続または切断するために、電気的に動作するねじジャッキをさらに備えている、請求項６乃至１０のいずれかの電圧変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧変換装置の構成を変更する方法に関する。
【０００２】
さらに、本発明は電圧変換装置のための電圧変換ユニットに関する。
【０００３】
電源から送電網に電力を供給すること、又は負荷に繋がる送電網から電力を取り出すことを目的として、電源又は負荷の可変の電圧特性を送電網の固定の公称電圧に適合させるために、発電機に電圧変換装置が使用されることが一般的に知られている。そのような電圧変換装置は、少なくとも一つの電圧変換ユニットと、電圧変換ユニットによって出力された電圧での動作及び送電網への出力電圧の出力に適合されている、少なくとも一つのブリッジ間変圧ユニットとを有することができる。少なくとも一つのブリッジ間変圧ユニット又は複数のブリッジ間変圧ユニットに電気的に接続されている複数の電圧変換ユニットを設けることによって、電圧変換装置の定格出力を高めることができる。多数の電圧変換ユニットを追加することによって、（一つ又は複数の）電圧変換ユニットにおいて使用される実際のスイッチング周波数を高めることなく、送電網の接続点において検出される実効スイッチング周波数を高めることもできる。
【０００４】
しかしながら、複数の電圧変換ユニットとブリッジ間変圧ユニットから成るグループの少なくとも一つの構成素子に障害が発生しているか、又は構成素子の機能が低下した場合、その構成素子が修理されるか、又は新しいものに交換されるまで、電圧変換装置のさらなる動作が妨げられる可能性がある。
【０００５】
したがって本発明の課題は、電圧変換装置の一つの構成素子に少なくとも部分的に障害が発生している場合であっても、電圧変換装置の継続的な動作を実現する、電圧変換装置の構成を適合させる方法及び電圧変換装置のための電圧変換ユニットを提供することである。
【０００６】
上記の課題を解決するために、電圧変換装置の構成を適合させる方法及び電圧変換装置のための電圧変換ユニットが提供される。
【０００７】
本発明の一つの例示的な態様によれば、相互に電気的に並列に接続されている複数の電圧変換ユニットと、それぞれが一次コイル及び二次コイルを一つずつ有している複数のブリッジ間変圧ユニットとを有しており、各電圧変換ユニットはブリッジ間変圧ユニットの一次コイルとそれぞれ電気的に接続されている電圧変換装置の構成を適合させる方法が提供され、この方法は、電圧変換ユニット及びブリッジ間変圧ユニットから成るグループの少なくとも一つの構成素子の状態を検出するステップと、構成素子の検出された状態に基づいて、構成素子を第１の位置から第２の位置へと移動させることによって構成素子の活動状態を適合させるステップとを有する。
【０００８】
本発明の一つの例示的な別の態様によれば、電圧変換装置のための電圧変換ユニットが提供され、電圧変換装置は、相互に電気的に並列に接続されている複数の電圧変換ユニットと、それぞれが一次コイル及び二次コイルを一つずつ有している複数のブリッジ間変圧ユニットとを有しており、各電圧変換ユニットはブリッジ間変圧ユニットの一次コイルとそれぞれ電気的に接続されており、電圧変換ユニットは複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの一次コイルに接続可能であり、電圧変換ユニットは、電圧変換ユニットの検出された状態に基づき第１の位置から第２の位置に移動され、電圧変換ユニットの活動状態が適合される。
【０００９】
特に、「状態」という用語は、構成素子、とりわけ電圧変換ユニットが適切に機能しているか、適切に機能していないか、誤作動しているか、もしくは、構成素子の機能が低下している、あらゆる状態を表す。特に、状態は障害が発生している状態を含む。
【００１０】
特に、「活動状態」という用語は、構成素子、とりわけ電圧変換ユニットが、ブリッジ間変圧ユニット及び電圧変換ユニットによって提供される電気回路の活動している部分、すなわちアクティブな部分を形成している状態を表す。特に、活動状態にある構成素子は電圧変換装置全体の動作に関与することができる。
【００１１】
特に、「第１の位置」及び「第２の位置」は、構成素子、とりわけ電圧変換ユニットが正常に動作している状態又はモード、もしくは、正常に動作していない状態又はモードを実現する、したがって電圧変換装置を別個に使用可能にすることができる、構成素子、とりわけ電圧変換ユニットの物理的な位置を表す。この二つの用語は相互に置き換えることができるので、第１の位置が構成素子の正常に動作している状態に対応し、かつ、第２の位置が構成素子の正常に動作していない状態に対応するか、もしくは、第１の位置が構成素子の正常に動作していない状態に対応し、かつ、第２の位置が構成素子の正常に動作している状態に対応することができる。
【００１２】
特に、「電圧変換ユニットは相互に並列に電気的に接続されている」という語句は、電圧変換ユニットの（ＤＣ）入力側が相互に並列に電気的に接続されていることを表す。ここで、並列接続を形成する前に（電圧変換ユニットの各位相に関して別個に）、位相間変換ユニット又はブリッジ間変圧ユニットを介して、電圧変換ユニットの（ＡＣ）出力接続部を送電網に接続することができる。
【００１３】
上述したような本発明の例示的な態様によれば、少なくとも一つの電圧変換ユニット及び／又は少なくとも一つのブリッジ間変圧ユニットの活動状態を、少なくとも一つの電圧変換ユニット及び／又は少なくとも一つのブリッジ間変圧ユニットの状態の検出に応じて適合させることができる。したがって、電圧変換装置を再構成することができ、これにより電圧変換装置の継続的な動作を実現することができる。
【００１４】
特に、電圧変換ユニットは相互に電気的に並列に接続されている複数の電圧変換ユニットを有することができる。さらに、電圧変換装置は複数のブリッジ間変圧ユニット又は複数の位相間変換ユニットを有することができ、各電圧変換ユニットは関連するブリッジ間変圧ユニットと電気的に接続することができる。各ブリッジ間変圧ユニットは一つの一次コイル及び一つの二次コイルを有することができる。ブリッジ間変圧ユニットの一次コイルをアレイ内の後続のブリッジ間変圧ユニット（又は該当するブリッジ間変圧ユニットが最後のブリッジ間変圧ユニットの場合には最初のブリッジ間変圧ユニット）の二次コイルに電気的に接続することができ、二次コイルの第２の接続部を別のブリッジ間変圧ユニットと同じ接続部に電気的に並列に接続することができる。つまり、全ての二次コイルの第２の接続部を送電網接続部に接続することができる。
【００１５】
特に、構成素子、とりわけ電圧変換ユニットの誤動作状態又は機能が低減している状態を検出することにより、正常に動作している状態を実現する位置から、正常に動作していない状態を実現する位置へと構成素子を移動させることができ、これによって構成素子は電圧変換装置において電気的に非アクティブな状態になる。さらに、構成素子、特に電圧変換ユニットの機能状態を検出することによって、電圧変換装置に構成素子を組み込み、構成素子を電気的にアクティブな状態にすることができる。このようにして、構成素子が正常に動作していない状態にある位置から、素子が通常に動作している状態にある位置へと構成素子を移動させることができる。
【００１６】
第１の位置から第２の位置へと移動させることは、電圧変換装置についての構成素子の相対的な変位によって達成することができる。特に、構成素子の相対的な移動を、電圧変換ユニットの構成素子取り付けシステムのような別の構成素子によって仲介することができる。そのような取り付けシステムは、構成素子に嵌合させることができる、手動で動作されるか電気的に動作するねじジャッキを有することができるか、第１の位置から第２の位置へと構成素子を移動させるための同等の機械的な装置を有することができる。特に、例えば電気的な自動車シート位置決めシステムに使用される歯車付きモータユニットのようなモータユニットを構成素子の移動に使用することができるので、したがって、非常に簡単で低コストの構成素子の移動が実現される。
【００１７】
特に、少なくとも一つの電圧変換ユニットと、その一次コイルが電圧変換ユニットに電気的に接続されているブリッジ間変圧ユニットとを第１の位置から第２の位置へと移動させることができる。
【００１８】
電圧変換装置の構成を構成素子、特に電圧変換ユニットの状態の検出に即座に適合させることができるので、本発明の方法及び電圧変換ユニットは電圧変換装置の時間及びコストを節約した動作を実現する。特に、構成素子が電気的に非アクティブになることが強制されるが、その一方では電圧変換装置の残りの構成素子の動作を依然として維持することができるので、構成素子の非機能状態の検出に基づき電圧変換装置のダウンタイムを短縮することができるか、無くすことができる。さらに、電圧変換装置において適切な機能を有しているが、アクティブな状態にない構成素子が検出されると、構成素子は即座に強制的に動作状態にされる。このようにして、新たな構成素子が実施されるという点において、適切に動作している電圧変換装置を拡張することができ、したがって電圧変換装置の定格出力が高まる。
【００１９】
さらに、本発明による方法及び電圧変換ユニットは、構成素子、特に電圧変換装置の状態の検出に基づいた電圧変換装置の再構成のモジュール化を実現することができる。さらには、構成素子を第１の位置から第２の位置へと単に移動させるだけで、電圧変換装置の動作を容易に維持することができる。
【００２０】
さらに、構成素子の変更された活動状態に応じて、電圧変換装置の定格出力電圧を適合させることができるか、又は制御することができる。特に、電圧変換装置に別の電圧変換ユニットが組み込まれることにより定格出力を増加させることができ、また電圧変換装置から電圧変換ユニットを電気的に切断することにより定格出力を低下させることができるという点で、電圧変換装置の定格出力を活動状態にある電圧変換ユニットの個数でスケーリングすることができる。
【００２１】
次に、電圧変換装置の構成を適合させる方法の別の複数の例示的な実施形態を説明する。しかしながら、それらの実施形態は電圧変換装置のための電圧変換ユニットにも適用される。
【００２２】
構成素子として電圧変換ユニットのうちの一つが考えられ、複数ある電圧変換ユニットのうちの一つの電圧変換ユニットの移動には、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの電気的に接続されている一次コイルからの、複数ある電圧変換ユニットのうちの一つの電圧変換ユニットの電気的な切断が含まれる。したがって、複数ある電圧変換ユニットのうちの一つの電圧変換ユニットの状態を検出することができ、その電圧変換ユニットの状態には誤動作状態又は機能が低下した状態が含まれる。電圧変換ユニットをアクティブにすることができる位置から、電圧変換ユニットを非アクティブにすることができる位置へと障害のある電圧変換ユニットを移動させることができ、これによって、障害のある電圧変換ユニットは強制的に電気的に非アクティブな状態にされる。電圧変換ユニットの再位置決めには、電気的に接続されているブリッジ間変圧ユニットからの電圧変換ユニットの電気的な切断が含まれるので、電圧変換装置の電圧変換ユニットの数を減らすことができ、また電圧変換装置の簡単な再構成を実現することができる。
【００２３】
複数あるブリッジ間変圧ユニットの各ブリッジ間変圧ユニットの一次コイルを、別のブリッジ間変圧ユニットの一つの二次コイルに電気的に接続することができる。複数ある電圧変換ユニットのうちの一つの電圧変換ユニットの移動はさらに、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの電気的なバイパスを含む。特に、複数ある電圧変換ユニットのうちの一つの電圧変換ユニットの移動はさらに、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの二次コイルと電気的に接続されている、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの別のブリッジ間変圧ユニットの一次コイルと、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの一次コイルと電気的接続されている、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちのさらに別のブリッジ間変圧ユニットの二次コイルとの接続を含む。ここで、電圧変換装置のブリッジ間変圧ユニットはリング状の構成又は循環的でカスケード的な構成を含むことができ、各電圧変換ユニットは複数あるブリッジ間変圧ユニットの別の一つのブリッジ間変圧ユニットの一次コイルと、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちのさらに別の一つのブリッジ間変圧ユニットの二次コイルとに電気的に接続されている。したがって、電圧変換装置の再構成は、電圧変換ユニットと電気的に接続されている一次コイルを有する、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットを電気的に切断させ（すなわち、複数ある位相間変換ユニットのうちの一つの位相間変換ユニットに障害が発生しているか、その位相間変換ユニットが障害状態又はエラー状態を有している）、続いて複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットを非アクティブ状態にすることによって達成される。さらに、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの別の一つのブリッジ間変圧ユニットの一次コイルと、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちのさらに別のブリッジ間変圧ユニットの二次コイルとの間にバイパスを導入することによって、残りの機能しているブリッジ間変圧ユニット及び電圧変換ユニットのリング状の構成を維持することができ、各ブリッジ間変圧ユニットの一次コイルを複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの別の一つのブリッジ間変圧ユニットの二次コイルと電気的に接続することができる。したがって、電圧変換装置の継続的な動作が維持され、電圧変換装置の出力を低減することができる。
【００２４】
各ブリッジ間変圧ユニットの二次コイルを電圧変換装置の共通の出力側、特に送電網の接続部に電気的に接続することができ、複数ある電圧変換ユニットのうちの一つの電圧変換ユニットの移動はさらに、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットを電圧変換装置の共通の出力側からの電気的な切断を含む。特に、このステップは必ずしも必要なものではないが、それ自体に欠陥はないが、障害が発生しているセクションにあるブリッジ間変圧器に適用することができる。電圧変換装置の共通の出力側は電圧装置の共通のノードでよく、このノードには各ブリッジ間変圧ユニットの二次コイルを電気的に接続することができる。この基準によって、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットを電圧変換装置の共通の出力側から切断させることができるので、電圧はその一つのブリッジ間変圧ユニットを介して電圧変換装置の共通の出力側へはもはや供給されず、誤った出力電圧が供給されること、また出力電圧に影響が及ぼされることを阻止することができる。
【００２５】
本発明による方法は、さらに、構成素子の活動状態を適合させる前に電圧変換装置の少なくとも一つのエネルギ源及び電圧変換装置の負荷から電圧変換装置を電気的に切断するステップと、構成素子の活動状態の適合に続いて、電圧変換装置の少なくとも一つのエネルギ源及び電圧変換装置の負荷に電圧変換装置を電気的に接続するステップとを有することができる。特に、電圧変換装置の負荷には送電網又は電力供給網が含まれる。最初に電圧変換装置をエネルギ源及び／又は負荷から分離することによって、電圧変換装置の再構成中にエネルギ源から電圧変換装置に不所望な電圧が供給されることにより生じる電圧変換装置の損傷を阻止することができる。さらに、電圧変換装置の再構成の前に電圧変換装置を切断することによって、電圧変換装置を再構成している間に負荷に不所望な出力電圧が供給されることを阻止することができる。
【００２６】
本発明による方法は、さらに、構成素子の適合された活動状態に基づき、複数ある電圧変換ユニットのスイッチング周波数を適合させるステップを有することができる。この基準は、電圧変換装置への別の構成素子の電気的な組み込み、又は、複数の電圧変換ユニット及び複数のブリッジ間変圧ユニットから成るグループの電気的にアクティブな構成素子の数の低減に適用することができる。この基準は、電圧変換装置の共通の出力側から出力される電圧のスイッチング周波数が維持される場合には特に有利である。特に、構成素子の適合された活動状態に基づき適合させることができるスイッチング周波数を有する各電圧変換ユニットは活動状態を有することができる。特に、素子を「動作の通常モード」の位置から「バイパスモード」の位置へと移動させることによって、複数の電圧変換ユニット及び複数のブリッジ間変圧ユニットから成るグループの構成素子の数の低減に応じて、電圧変換ユニットのスイッチング周波数を高めることができる。さらに、電圧変換装置の構成に別の構成素子を追加するか、又は電気的に組み込むことによって、電圧変換ユニットのスイッチング周波数を低下させることができる。特に、パルス幅変調装置を使用して、電圧変換ユニットのスイッチング周波数を適合させることができる。特に、複数の電圧変換ユニットのスイッチング周波数を同時に、又は連続的に相互に適合させることができる。
【００２７】
本発明による方法は、電圧変換装置の動作温度に基づき、電圧変換ユニットから出力される電流を適合させるステップをさらに有することができる。したがって、検出された温度を部分的に基礎としている制御又は適合を行うことによって、温度変化を補償することができ、特に、温度変化によって惹起される出力電流における変化を補償することができる。特に、活動状態にある複数の電圧変換ユニットのスイッチング損失を上昇又は低下させることができ、また、その都度適合を行うことによる電圧変換ユニットから出力された電流の低下又は上昇は、電圧変換ユニットの上昇又は低下した動作温度を補償することができる。
【００２８】
次に、電圧変換装置のための電圧変換ユニットの別の例示的な実施形態を説明する。しかしながら、それらの実施形態は、電圧変換装置の構成を適合させる方法にも適用される。
【００２９】
電圧変換ユニットは、電圧変換ユニットが第１の位置にあることに基づき、特に、電圧変換装置が第１の位置にしかないことに基づき、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの一次コイルに電気的に接続可能である出力側を有することができる。したがって、電圧変換ユニットは電圧変換装置の一部を形成することができるか（形成することしかできないか）、又は、電圧変換ユニットが適切に機能している場合には活動状態にある。したがって、電圧変換ユニットの活動状態を適合させるための非常に簡単な基準を提供することができる。
【００３０】
複数あるブリッジ間変圧ユニットのそれぞれのブリッジ間変圧ユニットの一次コイルを、別の一つのブリッジ間変圧ユニットの一つの二次コイルに電気的に接続することができ、電圧変換ユニットは、電圧変換ユニットが第２の位置にあることに基づき、特に、電圧変換ユニットが第２の位置にしかないことに基づき、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットをバイパスするためのバイパス素子を有することができる。特に、電圧変換ユニットが第２の位置にあることに基づき、とりわけ、電圧変換ユニットが第２の位置にしかないことに基づき、バイパス素子を、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの二次コイルに電気的に接続されている、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの別の一つのブリッジ間変圧ユニットの二次コイルに電気的に接続することができ、また、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの一次コイルに電気的に接続されている、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちのさらに別の一つのブリッジ間変圧ユニットの一次コイルに電気的に接続することができる。電圧変換ユニットが、誤作動状態又は機能が低下している状態に関連する状態、特に障害が発生している状態を有する場合（にのみ）、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットのバイパスを達成することができる。したがって、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットのバイパスを導入することによって、電圧変換装置のリング状の構成又は循環的でカスケード的な構成を簡単に達成することができる。
【００３１】
電圧変換ユニットは、電圧変換ユニットが第１の位置にあることに基づき、特に、電圧変換ユニットが第１の位置にしかないことに基づき、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの二次コイルを電圧変換装置の共通の出力側に電気的に接続するための接続素子を有することができる。したがって、電圧変換ユニットが適切に機能している場合（にのみ）、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットを共通の出力側、したがって電圧変換装置の負荷に電気的に接続することができる。したがって、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの二次コイルを共通の出力側から電気的に切断することができるので、電圧変換ユニットが第２の位置にある可能性があるときは、複数あるブリッジ間変圧ユニットのうちの一つのブリッジ間変圧ユニットの二次コイルから共通の出力側への信号経路内に信号が生じることはない。したがって、電圧変換装置の出力電圧又は出力電流の不所望な変化を阻止することができる。
【００３２】
少なくとも一つの接続素子及びバイパス素子をメスコンタクト（knife contact）として設計することができる。接続素子及び／又はバイパス素子のこの実施形態は、電気的な接続を実現する非常に簡単な構造的な設計を表す。特に、メスコンタクト、ブレードコンタクト（blade contact）、又は、「メッセルコンタクト（messercontact）」を別の電気的なコンタクトに容易に嵌合させることができるか、別の電気的なコンタクトから容易に分離させることができる。接続素子及び／又はバイパス素子のこの特別な実施形態によれば、電圧変換ユニットをラックに入れることができる回路遮断器として認識することができる。回路遮断器は、電圧変換ユニットが第１の位置にあることができる場合には電圧変換装置の別の電気的な接続部に接続することができるか、又はラックに入れることができ、電圧変換装置が第２の位置にあることができる場合には電圧変換装置の別の構成素子から切断することができるか、又はラックから取り出すことができる。
【００３３】
本発明の別の例示的な態様によれば、循環的なカスケードアレイにおける複数のインバータモジュールにおける一つ以上のインバータモジュールに障害が発生している可能性があるか、機能していない可能性がある場合、循環的なカスケード化されたインバータモジュールにとって有用である、装置及び／又は方法を提供することができる。
【００３４】
別の風力タービン製造業者からの提案は、別個の発電機巻線、回路網リアクタ、及び、障害が発生した（一つ又は複数の）コンバータセクションを遮断することができる回路遮断器を並列に接続されている各セクションが有している６つの並列なコンバータを用いる、Gamesaの2007年のEPE paperにおける「A high power density converter system for the Gamesa G10x4,5 MW Wind turbine」（ISBN 9789075815108）及び「Parallel-connected converters for optimizing efficiency, reliability and grid harmonics in a wind turbine」（ISBN 9789075815108）に記載されているような機構を示す。これらの文献は参照により本願に組み込まれるものとする。
【００３５】
ブリッジ間変圧器（ＩＢＴ）システムを備えた電力変換器を用いて改善された可用性に関する機能、とりわけ、ＩＢＴに基づき、並列に接続されているコンバータシステムに改善された可用性に関する機能をどのように組み込むことができるかを以下において説明する。
提案された機構の利点として、インバータのうちの一つに障害が発生した場合に機能を継続させるためにシステムを再構成できることが挙げられる。
【００３６】
改善された可用性は、電力部のスタックから障害の発生した一つ又は複数のインバータモジュールを切り離すことができることから得られ、また残りの「正常な」インバータの動作を維持することができる。
【００３７】
これによって、電力レベルが低減されているとしても風力タービンを送電網に接続したままにできるので、風力タービンの可用性を改善することができる。
【００３８】
複数のＩＢＴを備えたシステムにおいては、幾つかの問題を考慮しなければならない。
【００３９】
一つのインバータがスイッチオフされ、このインバータに接続されている二つのＩＢＴが回路内に残っている場合、それらのＩＢＴが飽和する可能性がある。複数のＩＢＴがリング状に構成されていることに起因して、障害が残りの位相に拡がり、さらなる動作が阻止される可能性がある。
【００４０】
これを阻止するために、残りのインバータの電力スループット能力を利用できる場合には、全てのＩＢＴアセンブリをバイパスすることが必要になる。
【００４１】
多重並列インバータ構成のＩＢＴを、「循環的なカスケード」と称することができる構成で配置することができる。
【００４２】
提案された機構においては、各インバータモジュールを三相ＩＢＴアセンブリと関連付けることができる。複数のＩＢＴを循環的でカスケード的な配置において一緒に接続することができる。
【００４３】
この機構は全てのインバータモジュールが正常である場合に適切に機能することができる。
【００４４】
一つのインバータに障害が発生した可能性がある場合には、そのインバータを機構から取り除かれなければならず、また、３×３相インバータモジュールの循環的でカスケード的な配置構成が、その時点において不必要なＩＢＴのバイパスによって確立されなければならない。
【００４５】
以下では、循環的でカスケード的に接続されている４つのインバータモジュールを備えた通常の配置構成を説明する。説明を簡略化するために、三相機構のうちの一相についてのみ説明する。
【００４６】
インバータモジュールは、動作の通常モード及びバイパスされたモードのために必要な全ての相互接続部を有している。
【００４７】
遠隔制御によって達成されるべき通常モードからバイパスモードへのこの切換えを実現するために、インバータモジュール又はその監視システムがねじジャッキ又は同等の機械的な装置を有し、これによりインバータモジュールがその動作可能な位置からバイパス位置へと移動されることが提案される。電気的な自動車シート位置決めシステムに使用されるような、単純で低コストの歯車付きモータユニットはこの移動のための手段を提供することができる。
【００４８】
通常の動作モード接続部及びバイパスモード接続部のためのインバータにおける電気的な接続部を「メスコンタクト（メッセルコンタクト）」として構成することができる。
【００４９】
動作モードからバイパスモードへの切換えは、回路網電圧、発電機及びＤＣリンク電圧を含む全てのエネルギ源から遮断されている全てのインバータを用いて実行されなければならなくなる。
【００５０】
通常の動作モードからバイパスモードへの切換えに続いて、システム全体に再びエネルギを供給し、運転状態に戻すことができる。
【００５１】
循環的でカスケード的な配置のためのＰＷＭ装置は、出力電圧要求に依存して高くあるべきか低くあるべきインバータ出力の連続的な選択、また並列に接続されているインバータのうちの一つのみのパルス幅変調に基づいた、バスクランプされた装置であるか、並列に接続された複数のインバータの全てのインバータに供給されるＰＷＭパターンを有する位相シフトされたＰＷＭ装置であることが考えられる。いずれの技術も文献から広く知られたものである。
【００５２】
位相シフトされたＰＷＭ装置を例とすると、循環的でカスケード的に配置されている４つのインバータの場合、ＰＷＭパターンを相互に９０°電気的に位相シフトさせることができる。つまり、約２．５ｋＨｚのスイッチング周波数の場合、カスケード的な配置構成において、第２のインバータのＰＷＭ搬送波を第１のインバータから約１００μｓオフセットすることができ、後続のインバータにも同様のことが当てはまる。ＩＢＴ（この例においては回路網）の共通しているノード又は共通のノードにおいて検出される合成高調波は約４×２．５ｋＨｚ＝１０ｋＨｚになる。
【００５３】
循環的でカスケード的に配置されている三つのインバータを用いるバイパスモードを実現できる場合、動作可能な第１のインバータのＰＷＭを後続の動作可能なインバータから約１３３μｓオフセットすることができ、さらに後続の動作可能なインバータにも同様のことが当てはまる。この場合、共通しているノードにおいて検出される合成高調波は約３×２．５ｋＨｚ＝７．５ｋＨｚになる。
【００５４】
共通しているノードに対して一貫した高調波プロフィールを維持する要求がある場合、カスケード内のインバータの数が変化したならば、カスケード的な配置内の各インバータのスイッチング周波数を修正する必要がある。つまり、カスケード内に三つのインバータがあり、共通しているノードの高調波を約１０ｋＨｚに維持する要求がある場合、各インバータに関するＰＷＭ周波数を約１０ｋＨｚ／３＝３．３ｋＨｚにする必要があり、したがって動作可能な第１のインバータのＰＷＭを後続の動作可能なインバータから約１００μｓオフセットすることができ、後続の動作可能なインバータにも同様のことが当てはまる。
【００５５】
共通しているノードにおいて一貫した高調波プロフィールを維持することは、ＰＷＭに関連する高調波の回路網への放射を最小にするために、同調されたフィルタがシャント内でこのノードと接続されている場合には重要である。
【００５６】
スイッチング周波数がそのように高まることによってスイッチング損失の増大も生じる可能性があり、また、インバータシステムが最大動作温度において、又は最大動作温度付近で動作している場合、負荷電流のある程度の低減も必要になる。風力タービンのような用途の場合、最大定格温度が生じていることは非常に稀であると考えられるので、負荷電流の温度依存性の低減を管理することができる。
【００５７】
以下では、冗長性の原理を説明する。一つのインバータ「Ｂ」に障害が発生すると、上述したようにインバータをシフトする遮断器のセット又は機械的な装置によって、一つのＩＢＴ「Ｎ１Ｂ」をバイパスすることができる。
【００５８】
この結果は以下のようになる：
ＩＢＴ「Ｎ１Ｂ」をインバータ「Ｎ１Ａ」及び「Ｎ１Ｂ」から切り離すことができる。
【００５９】
ＩＢＴ「Ｎ１Ａ」をＩＢＴ「Ｎ１Ｃ」に接続することができる。したがって、循環的でカスケード的な構成に障害が及んでいる可能性はなく、４つのインバータモジュール／ＩＢＴのカスケードから、三つのインバータモジュール／ＩＢＴのカスケードに変更することができる。
【００６０】
それにもかかわらずインバータシステムを送電網に再び接続することができ、また、インバータシステムは定格出力の約３／４の出力を有することができる。
【００６１】
冗長性機構に起因する漏れインダクタンス及び変調ストラテジの変更を以下において説明する。
【００６２】
総漏れインダクタンスをネットワークリアクタに置換できるように複数のＩＢＴの漏れインダクタンスを設計することが提案される。
【００６３】
４つのインバータ及び４つのＩＢＴの配置構成を仮定する。
【００６４】
一つのＩＢＴが取り除かれると、総漏れインダクタンスを本来の値の４／３に上昇することが考えられる。
【００６５】
最終的に、改善された可用性の機能は、一つのインバータモジュールに障害が発生した場合に、回路網（又は負荷）に再び接続するための電力変換器を形成する正常なインバータモジュールのアレイを実現することができる。
【００６６】
改善された可用性の機能は、障害が発生した各インバータモジュールとその対応するＩＢＴアセンブリをバイパスすることによって達成される。ここで、一つのアセンブリを三つのＩＢＴとして規定することができ、それらのＩＢＴは各インバータの位相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）と接続されている。
【００６７】
改善された可能性の機能の効果は以下の通りである。
【００６８】
一つの効果は、温度依存性が低減／再定格されているにもかかわらず、低減されている出力である。
【００６９】
さらに、改善された可用性も効果の一つである。
【００７０】
さらに、漏れインダクタンスの比例した上昇も効果の一つである。
【００７１】
さらに、ＰＷＭ変調器の変更も要求することができる。それらの変更は以下の通りである。
【００７２】
一つの変更はスイッチング周波数の上昇である。何故ならば、同調されたフィルタがＰＷＭ周波数に関連付けられた高調波の低下を継続できることを保証するために動作可能なインバータの数が減る可能性があるからである。
【００７３】
さらに、電気的にアクティブなインバータの数を適合させるための搬送波の位相シフトの変化も変更の一つである。
【００７４】
さらに、搬送波の位相シフトと周波数の上昇を適合させ、最大限に許容される鎖交磁束に障害が及ばないようにすることも変更の一つである。
【００７５】
さらに、スイッチング損失の増大に起因して、出力における周囲温度依存性の低減を要求できることも効果の一つである。
【００７６】
電気的にアクティブなモード（動作可能）において接続すべき（ラックに入れられるべき）インバータモジュール、及び、電気的に非アクティブなモード（動作不能）において接続すべき（ラックから外されるべき）インバータモジュールにおいて機能を有している、ラックに入れることができる回路遮断器であるかのようにインバータモジュールを配置することを達成することができ、また、必要とされないＩＢＴのバイパスによって残りの動作可能なインバータの循環的でカスケード的な配置構成を依然として保持することを達成することができる。
【００７７】
この機構は、ラックに入れることができる装置としてＩＢＴ自体を配置することによって、そのバイパス能力を達成することもできるので、ＩＢＴは二つの位置、すなわち、ラックに入れられており、したがってバイパスされておらず、ＩＢＴ及び関連するインバータが動作可能である位置と、ラックから外されており、したがってバイパスされており、ＩＢＴ及び関連するインバータが動作不能である位置とを有することができる。
【００７８】
本発明の上述の態様及び別の態様は以下において説明する実施例から明らかになる。実施例を参照しながらそれらの態様を説明する。以下では、実施例を参照しながら本発明を詳細に説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１の位置にある、電圧変換ユニットを有する電圧変換装置を示す。
【図２】第２の位置にある、電圧変換ユニットを有する図１の電圧変換装置を示す。
【図３ａ】図１及び図２に示した電圧変換装置の電気的な等価回路図を示す。
【図３ｂ】図１及び図２に示した電圧変換装置の電気的な等価回路図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００８０】
図１を参照すると、電圧変換装置１００が示されており、この電圧変換装置１００は発電、特に風力発電に使用される。機械的なエネルギを電気的なエネルギに変換するための発電機と、電力をユーザに供給するための送電網との間に電圧変換装置１００を接続することができる。
【００８１】
電圧変換装置１００は４つの電圧変換ユニット１０２ａ−ｄを有しており、それら４つの電圧変換ユニットはそれぞれトランジスタ及び整流ダイオードを有している。電圧変換ユニット１０２ａ−ｄは、相互に電気的に並列接続されて配置されている。電圧変換ユニット１０２ａ−ｄの各々は一つの出力側１０４ａ−ｄを有しており、それらの出力側１０４ａ−ｄは４つあるブリッジ間変圧ユニット１０６ａ−ｄのうちの一つにそれぞれ電気的に接続されている。
【００８２】
ブリッジ間変圧ユニット１０６ａ−ｄはそれぞれ一次コイル１０８ａ−ｄ及び二次コイル１１０ａ−ｄを有しており、それら二つのコイルは磁心部材（図示せず）を介して相互に磁気的にのみ接続されている。各ブリッジ間変圧ユニット１０６ａ−ｄの一次コイル１０８ａ−ｄは、電圧変換ユニット１０２ａ−ｄの出力側１０４ａ−ｄとそれぞれ電気的に接続されている。さらに、各ブリッジ間変圧ユニット１０６ａ−ｄの一次コイル１０８ａ−ｄは、別のブリッジ間変圧ユニット１０６ａ−ｄの二次コイル１１０ａ−ｄと電気的に接続されている。さらに、各ブリッジ間変圧ユニット１０６ａ−ｄの二次コイル１１０ａ−ｄは、電圧変換装置１００の共通の出力側１１２と電気的に接続されている。
【００８３】
電圧変換装置１００の共通の出力側１１２は負荷１１４に接続されており、特に、インダクタンス１１６及びスイッチ１１８を用いて電力送電網又は電力回路網に接続されている。
【００８４】
各電圧変換ユニット１０２ａ−ｄは相互に同一に設計されている。以下では、図１において破線で囲まれている電圧変換ユニット１０２をより詳細に説明する。
【００８５】
電圧変換ユニット１０２は出力ポート１２０ｂを有しており、この出力ポート１２０ｂは電圧変換ユニット１０２ｂのハウジング（図示せず）に配置されており、また出力側１０４ｂと電気的に接続されている。さらに、電圧変換ユニット１０２ｂは、二つのピン１２６ａ，ｂを備えたメスコンタクト１２４ｂの形態の接続エレメント１２２ｂを有している。メスコンタクト１２４ｂの第１のピン１２６ｂは、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂの二次コイル１１０ｂと電気的に接続可能である。メスコンタクト１２４ｂの第２のピン１２６ａは共通の出力側１１２と電気的に接続可能である。さらに、電圧変換ユニット１０２ｂは、二つのピン１３２ａ，ｂを備えたメスコンタクト１３０ｂとして設計されているバイパス素子１２８ｂを有している。第１のピン１３２ａは、バイパスライン１３４ａを介して、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂの二次コイル１１０ｂ及びブリッジ間変圧ユニット１０６ａの一次コイル１０８ａに電気的に接続可能である。第２のピン１３２ｂは、バイパスライン１３４ｂを介して、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂの一次コイル１０８ｂと、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｃの二次コイル１１０ｃとに電気的に接続可能である。
【００８６】
同様に、電圧変換ユニット１０２ａはバイパス素子１２８ａとバイパスライン１３４ａとバイパスライン１３４ｄとを介してブリッジ間変圧ユニット１０６ｂ，ｄと電気的に接続可能であり、電圧変換ユニット１０２ｃはバイパス素子１２８ｃとバイパスライン１３４ｂとバイパスライン１３４ｃとを介してブリッジ間変圧ユニット１０６ｂ，ｄと電気的に接続可能であり、また、電圧変換ユニット１０２ｄはバイパス素子１２８ｄとバイパスライン１３４ｃ，ｄとを介してブリッジ間変圧ユニット１０６ａ，ｃと電気的に接続可能である。
【００８７】
電圧変換ユニット１０２ｂに発生した障害を説明するために、電圧変換ユニット１０２ｂは、その動作を維持することができるように、第１の位置１４０から第２の位置１４２へと移動可能であるように設計されている。電圧変換ユニット１０２ｂの第１の位置１４０及び第２の位置１４２はそれぞれ図１及び図２に示されている。
【００８８】
第１の位置１４０においては、電圧変換ユニット１０２ｂが電気的にアクティブな状態を有するように、電圧変換ユニット１０２ｂの出力側１０４ｂはブリッジ間変圧ユニット１０６ｂと電気的に接続されている。したがって、電圧変換ユニットは電圧変換装置１００によって提供される電気回路の一部を形成する。電圧変換ユニット１０２ｂの接続エレメント１２２ｂはブリッジ間変圧ユニット１０６ｂの二次コイル１１０ｂ及び電圧変換装置１００の共通の出力側１１２と電気的に接続されているので、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂは共通の出力側１１２と電気的に接続されている。バイパス素子１２８ｂはバイパスライン１３４ａ，ｂと相互に接続されていないので、ブリッジ間変圧ユニット１０６ａ，ｃは相互に電気的に切断されている。
【００８９】
第２の位置１４２においては、電圧変換ユニット１０２ｂはブリッジ間変圧ユニット１０６ｂ，ｃから電気的に切断されている。さらに、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂはバイパスされている。ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂの一次コイル１０８ｂは電圧変換ユニット１０２ｂの出力側１０４ｂから電気的に切断されている。さらに、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂの二次コイル１１０ｂは電圧変換ユニット１０２ｂの接続素子１２２ｂから電気的に切断されており、したがって共通の出力側１１２から電気的に切断されている。バイパス素子１２８ｂはバイパスライン１３４ａ，ｂと相互に電気的に接続されているので、ブリッジ間変圧ユニット１０６ａの一次コイル１０８ａはブリッジ間変圧ユニット１０６ｃの二次コイル１１０ｃと電気的に接続されている。したがって、電圧変換ユニット１０２ｂは電気的に非アクティブな状態にある。
【００９０】
バイパスライン１３４ａ−ｄは電圧変換装置１００の一部であるか、電圧変換装置１００に属さない独立した配線接続部である。
【００９１】
図３ａを参照すると、電圧変換ユニット１０２ｂが第１の位置１４０にある状態の電圧変換装置１００の電気的な等価回路図が示されている。各電圧変換ユニット１０２ａ−ｄは、二つのブリッジ間変圧ユニット１０６ａ−ｄの一次コイル１０８ａ−ｄ及び二次コイル１１０ａ−ｄを介して、電圧変換装置１００の共通の出力側１１２と接続されている。例えば、電圧変換ユニット１０２ａは、ブリッジ間変圧ユニット１０６ａの一次コイル１０８ａ及びブリッジ間変圧ユニット１０６ｂの二次コイル１１０ｂを介して、共通の出力側１１２と接続されている。
【００９２】
各一次コイル１０８ａ−ｄ及び各二次コイル１１０ａ−ｄが相互に同一であると仮定すると、一次コイル１０８ａ−ｄ及び二次コイル１１０ａ−ｄの漏れインダクタンスも相互に同一である。
【００９３】
図３ｂを参照すると、電圧変換ユニット１０２ｂが第２の位置１４２にある状態の電圧変換装置１００の電気的な等価回路図が示されている。したがって、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂの一次コイル１０８ｂ及び二次コイル１１０ｂはバイパスされており、ブリッジ間変圧ユニット１０６ａの一次コイル１０８ａとブリッジ間変圧ユニット１０６ｃの二次コイル１１０ｃとが電気的に接続されている。見やすくするために、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂの一次コイル１０８ｂ及び二次コイル１１０ｂは図示しておらず、また電圧変換ユニット１０２ｂには×印を付している。したがって、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂがバイパスされているにもかかわらず、ブリッジ間変圧ユニット１０６ａ，ｃ，ｄの循環的でカスケード的な配置が維持されている。
【００９４】
並列接続された電気回路の通常の規則にしたがい、ブリッジ間変圧ユニット１０６ａ，ｃ，ｄの漏れインダクタンスは、図３ａに示されているように、電圧変換ユニット１００の漏れインダクタンスの４／３である。
【００９５】
以下では、電圧変換装置１００の構成を適合させる方法を説明する。特に、電圧変換ユニット１０２ｂに障害が発生したことに基づき、電圧変換装置１００を再構成するために方法が適合される。
【００９６】
電圧変換ユニット１０２ａ−ｄ及びブリッジ間変圧ユニット１０６ａ−ｄの状態、特に障害状態が検出される。電圧変換ユニット１０２ｂの障害が検出されると、電圧変換装置１００はエネルギ源、特に風力タービンに接続されている発電機から切断される。さらには、電圧変換装置１００はスイッチ１１８を介して送電網１１４から切断される。
【００９７】
次に、電圧変換ユニット１０２ｂは第１の位置１４０から第２の位置１４２に移動され、その結果、ブリッジ間変圧ユニット１０６ｂは電圧変換ユニット１０２ｂ及び共通の出力側１１２から切断され、またブリッジ間変圧ユニット１０６ａ，ｃがそれぞれ相互に接続される。
【００９８】
次に、電圧変換装置１００がエネルギ源及び送電網１１４に再び接続される。
【００９９】
次に、電圧変換ユニット１０２ａ，ｃ，ｄのスイッチング周波数が、電圧変換ユニット１０２ａ−ｄの数が低減されたことに基づき適合される。ＰＷＭパターンを電圧変換ユニット１０２ａ−ｄに供給するＰＷＭ装置が電圧変換装置１００に設けられている。電圧変換ユニット１０２ｂの第１の位置１４０においては、電圧変換ユニット１０２ａ−ｄのスイッチング周波数は相互に９０°位相シフトされており、個々のスイッチング周波数は２．５ｋＨｚである。したがって、各電圧変換ユニット１０２ａ−ｄの搬送波は相互に相対的に１００μｓオフセットされている。ブリッジ間変圧ユニット１０６ａ−ｄの共通の出力側１１２において検出される合成高調波は４×２．５ｋＨｚ＝１０ｋＨｚに相当する。電圧変換ユニット１０２ｂの第２の位置１４２においては、共通の出力側１１２における１０ｋＨｚのスイッチング周波数を維持するために、各電圧変換ユニット１０６ａ，ｃ，ｄのＰＷＭ周波数は１０ｋＨｚ／３＝３．３ｋＨｚに適合される。さらに、スイッチング周波数は相互に１００μｓオフセットされている。一定の出力スイッチング周波数を維持するためにスイッチング周波数の適合が行われなかった場合、電圧変換ユニット１０２ａ，ｃ，ｄのスイッチング周波数は相互に１３３μｓオフセットされており、３×２．５ｋＨｚ＝７．５ｋＨｚに等しい出力スイッチング周波数を有している。
【０１００】
エネルギ源及び送電網１１４に電圧変換装置１００を再び接続する前に、スイッチング周波数を適合させることもできる。
【０１０１】
さらに、電圧変換ユニット１０２ａ，ｃ，ｄから出力される電流の温度依存性を低減することができる。電圧変換ユニット１００がエネルギ源及び送電網１１４から切断されたとき、又は、エネルギ源及び送電網１１４に再び接続した後に、この低減を実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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