Patent ES-2759518-T3 (ES)
Title: Convertidor de potencia y método de control del mismo
Inventor: DONG YUNLONG
IPC: H02M1/32
Filed: 2014-05-05
Granted: 2020-05-11
Abstract: Convertidor, que comprende al menos una unidad de fase, en el que cada unidad de fase comprende un brazo (110) de puente superior y un brazo (111) de puente inferior, comprendiendo cada uno de los brazos de puente superior y de puente inferior al menos dos submódulos (SM) y al menos un reactor (20) conectados entre sí en serie, todos los submódulos en el mismo brazo de puente están conectados en la misma dirección, siendo opuestas entre sí las direcciones de conexión de los submódulos en el brazo de puente superior y el brazo de puente inferior, utilizándose un extremo del brazo de puente superior y un extremo del brazo de puente inferior como un primer terminal (P) de corriente continua (CC) y un segundo terminal (N) de CC de la unidad de fase respectivamente para conectarse a una red eléctrica de CC, y el otro extremo del brazo de puente superior y el otro extremo del brazo de puente inferior se cortocircuitan entre sí como un terminal (A) de corriente alterna (CA) de la unidad de fase para conectarse a una red eléctrica CA; en el que un primer submódulo (10, 11) comprende un elemento (8, C) de almacenamiento de energía, un primer dispositivo (1) de desconexión, un segundo dispositivo (3) de desconexión, un tercer dispositivo (5) de desconexión, un diodo (7) de circulación libre y diodos (2, 4, 6) respectivamente en conexión antiparalela con los dispositivos de desconexión; en el que cada uno de los siguientes dos tipos de configuración topológica se adopta en el primer submódulo: 1) un electrodo negativo del primer dispositivo de desconexión se conecta a un electrodo positivo del segundo dispositivo de desconexión, con el punto de conexión utilizándose como un primer terminal (X1) del primer submódulo (10), un electrodo positivo del primer dispositivo de desconexión está conectado a un electrodo negativo del segundo dispositivo de desconexión a través del elemento de almacenamiento de energía, y un electrodo negativo del tercer dispositivo de desconexión está conectado al electrodo negativo del segundo dispositivo de desconexión; un extremo de la rama del diodo de circulación libre está conectado al electrodo positivo del primer dispositivo de desconexión; el otro extremo de la rama del diodo de circulación libre está conectado a un electrodo positivo del tercer dispositivo de desconexión, con el punto de conexión utilizándose como un segundo terminal (X2) del primer submódulo; y 2) un electrodo negativo del tercer dispositivo de desconexión está conectado a un cátodo del diodo de circulación libre, con el punto de conexión utilizándose como un primer terminal (X1) del primer submódulo (11), un electrodo positivo del tercer dispositivo de desconexión está conectado a un electrodo positivo del segundo dispositivo de desconexión, un electrodo negativo del segundo dispositivo de desconexión está conectado a un electrodo positivo del primer dispositivo de desconexión, con el punto de conexión utilizándose como un segundo terminal (X2) del primer submódulo, y el electrodo positivo del tercer dispositivo de desconexión está conectado a un electrodo negativo del primer dispositivo de desconexión a través del elemento de almacenamiento de energía; como una rama en serie, el diodo de circulación libre presenta un extremo conectado al electrodo negativo del primer dispositivo de desconexión y el otro extremo conectado al electrodo negativo del tercer dispositivo de desconexión; y, además, en el que el primer submódulo (10, 11) se utiliza como al menos uno de los al menos dos submódulos (SM) del convertidor; y en el que un segundo submódulo (13, 14) está formado de un primer dispositivo (1) de desconexión y un segundo dispositivo (3) de desconexión conectados entre sí en serie, un diodo (2) en conexión antiparalela con el primer dispositivo de desconexión, un diodo (4) en conexión antiparalela con el segundo dispositivo de desconexión, y un elemento de almacenamiento de energía (C), en el que el elemento de almacenamiento de energía está conectado a una rama en serie del primer dispositivo de desconexión y el segundo dispositivo de desconexión en paralelo; y caracterizado porque el primer submódulo (10, 11) comprende, además, una unidad (21, 22, 23, 24) de protección, en el que un primer terminal (X3) de la unidad de protección está conectado al primer terminal (X1) del primer submódulo y un segundo terminal (X4) de la unidad de protección está conectado al segundo terminal (X2) del primer submódulo; en el que la unidad de protección presenta cualquiera o más de las siguientes cuatro estructuras topológicas: i) la unidad de protección (21) está formada de un tiristor, en el que un cátodo del tiristor es el primer terminal de la unidad de protección y un ánodo del tiristor es el segundo terminal de la unidad de protección; ii) la unidad de protección (22) está formada de un conmutador de alta velocidad, en el que un extremo del conmutador de alta velocidad es el primer terminal de la unidad de protección y el otro extremo del conmutador de alta velocidad es el segundo terminal de la unidad de protección; iii) la unidad de protección (23) está formada de un tiristor y un conmutador de alta velocidad conectados entre sí en paralelo, en el que un cátodo del tiristor es el primer terminal de la unidad de protección, un ánodo del tiristor es el segundo terminal de la unidad de protección, un extremo del conmutador de alta velocidad está conectado al cátodo del tiristor, y el otro extremo del conmutador de alta velocidad está conectado al ánodo del tiristor; y iv) la unidad de protección (24) está formada de al menos dos tiristores antiparalelos y un conmutador de alta velocidad conectados entre sí en paralelo, en el que un extremo de los tiristores antiparalelos es el primer terminal de la unidad de protección, el otro extremo de los tiristores antiparalelos es el segundo terminal de la unidad de protección, un extremo del conmutador de alta velocidad está conectado al primer terminal de la unidad de protección, y el otro extremo del conmutador de alta velocidad está conectado al segundo terminal de la unidad de protección; en el que cuando se produce un fallo en el primer submódulo (10, 11), si la unidad de protección paralela es de la estructura topológica i) o ii), el tiristor se activa o el conmutador de alta velocidad se cierra para proteger el primer submódulo; si la unidad de protección paralela es de la estructura topológica iii) o iv), el tiristor se activa y el conmutador de alta velocidad se cierra para proteger el primer submódulo.