Patent ES-2876026-T3 (ES)
Title: Sistema convertidor multinivel con condensador flotante con una unidad de precarga y método para precargar condensadores en un sistema convertidor multinivel
Inventor: SCHROEDER STEFAN
IPC: H02M7/487
Filed: 2013-12-11
Granted: 2021-11-11
Abstract: Un sistema (100) para la conversión de energía, que comprende: un primer bus (514; 714) de corriente continua CC; un segundo bus (516; 716) de CC; un tercer bus (522; 722) de CC; un primer convertidor (104) de energía, que opcionalmente comprende una pluralidad de conmutadores de semiconductor totalmente controlables; un enlace (106; 518; 718) de CC acoplado funcionalmente al primer convertidor (104) de energía y que comprende uno o más primeros condensadores (114; 520; 720) de enlace de CC acoplados funcionalmente en serie entre el primer bus (514; 714) de CC y el tercer bus (522; 722) de CC y uno o más segundos condensadores (114; 520; 720) de CC acoplados funcionalmente en serie entre el segundo bus (516; 716) de CC y el tercer bus (522; 722) de CC; un segundo convertidor (108; 500; 700) de energía acoplado funcionalmente al enlace (106; 518; 718) de CC, comprendiendo el segundo convertidor (108; 500; 700) de energía al menos una rama (501; 701) acoplada funcionalmente al primer, al segundo y al tercer buses (514, 516, 522; 714, 716, 722) de CC, comprendiendo la al menos una rama (501; 701): una primera cadena (502; 702) consistente exclusivamente en una pluralidad de conmutadores de semiconductor no controlables, opcionalmente diodos (D1-D8) de potencia, acoplados funcionalmente en serie, estando la primera cadena (502; 702) acoplada funcionalmente entre el primer y el segundo buses (514, 516; 714, 716) de CC e incluyendo la primera parte (526; 726) con una pluralidad de conmutadores de semiconductor no controlables y una segunda parte (528; 728) con una pluralidad de conmutadores de semiconductor no controlables, estando la primera parte (526; 726) acoplada funcionalmente a la segunda parte (528; 728) a través de un primer nodo (524; 724), incluyendo la primera parte (526; 726) un segundo nodo (530) entre dos de la pluralidad de conmutadores de semiconductor no controlables e incluyendo la segunda parte (528; 728) un tercer nodo (534) entre dos de la pluralidad de conmutadores de semiconductor no controlables; una segunda cadena (504; 704) que comprende una pluralidad de conmutadores (S5-S8) de semiconductor totalmente controlables, estando la segunda cadena (504; 704) acoplada funcionalmente entre el primer nodo (524; 724) y el tercer bus (522; 722) de CC e incluyendo una primera parte con una pluralidad de conmutadores (S7, S8) de semiconductor totalmente controlables y una segunda parte con una pluralidad de conmutadores (S5, S6) de semiconductor totalmente controlables, estando la primera parte acoplada funcionalmente a la segunda parte a través de un cuarto nodo (532); y dos o más terceras cadenas (506, 507; 706), comprendiendo cada tercera cadena (506, 507; 706) al menos un dispositivo de almacenamiento de energía, opcionalmente un condensador (C1, C2; C7-C10), estando una de las dos o más terceras cadenas (506) acoplada funcionalmente entre el cuarto nodo (532) y el segundo nodo (530) de la primera cadena (502; 702) y estando una de las dos o más terceras cadenas (507) acoplada funcionalmente entre el cuarto nodo (532) y el tercer nodo (534) de la primera cadena (502; 702); estando la primera cadena (502; 702) acoplada funcionalmente a un cuarto bus (529; 730) de corriente alterna CA a través del primer nodo (524; 724); una unidad (536; 732) de precarga, por ejemplo, una fuente de alimentación trifásica auxiliar, configurada para cargar los dispositivos (C1, C2; C7-C10) de almacenamiento de energía de las dos o más terceras cadenas (506, 507; 706) del segundo convertidor (108; 500; 700) de energía y los uno o más primeros y segundos condensadores (114; 520; 720) de enlace de CC del enlace (106; 518; 718) de CC; y un controlador (118) configurado para controlar la conmutación de la pluralidad de conmutadores (S5-S8) de semiconductor totalmente controlables de la segunda cadena (504; 704); estando el controlador (118) configurado además para: activar al menos algunos de la pluralidad de conmutadores (S5-S8) de semiconductor totalmente controlables de la segunda cadena (504; 704) del segundo convertidor (108; 500; 700) de energía para: cargar de forma acumulativa, utilizando la unidad (536; 732) de precarga, los uno o más primeros condensadores (114; 520; 720) de enlace de CC a un primer valor determinado de una tensión de enlace de CC, cargar de forma acumulativa, utilizando la unidad (536; 732) de precarga, los uno o más segundos condensadores (114; 520; 720) de enlace de CC al primer valor determinado de la tensión de enlace de CC, y cargar, utilizando la unidad (536, 732) de precarga, los dispositivos (C1, C2; C7-C10) de almacenamiento de energía de las dos o más terceras cadenas (506, 507; 706) del segundo convertidor (108; 500; 700) de energía al primer valor determinado de tensión de enlace de CC; y desactivar los conmutadores (S5-S8) de semiconductor totalmente controlables activados, para: cargar de forma acumulativa, utilizando la unidad (536; 732) de precarga, los uno o más primeros condensadores (114; 520; 720) de enlace de CC a un segundo valor determinado de la tensión de enlace de CC, y cargar de forma acumulativa, utilizando la unidad (536; 732) de precarga, los uno o más segundos condensadores (114; 520; 720) de enlace de CC al segundo valor determinado de la tensión de enlace de CC.