ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭТИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

1. Устройство, содержащее вентиль в преобразователе источника напряжения (VSC), и схему (23) управления,
отличающееся тем, что упомянутый вентиль содержит одно первое полупроводниковое устройство (24) запирающего типа с характеристикой блокировки напряжения первого, высокого уровня, и соединенное с ним параллельно последовательное соединение множества вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37) запирающего типа с характеристикой блокировки напряжения второго, более низкого уровня, причем схема (23) управления сконфигурирована для переключения вентиля в проводящее состояние, начиная с прямосмещенного состояния блокировки вентиля, посредством управления вторыми полупроводниковыми устройствами для их включения, и затем первым полупроводниковым устройством для его включения с задержкой, достаточной для падения напряжения на вентиле до менее чем 10% от напряжения на вентиле в прямосмещенном состоянии блокировки вентиля, и в конце проводящего состояния, для выключения первого полупроводникового устройства перед выключением вторых полупроводниковых устройств, когда вторые полупроводниковые устройства (25-29, 37) выключаются схемой (23) управления после того, как имело место большее число перекомбинаций носителей заряда в первом полупроводниковом устройстве (24).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37), соединенных последовательно и параллельно с первым полупроводниковым устройством (24), ≥3, от 3 до 10 или от 4 до 7.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение первый высокий уровень/второй более низкий уровень приблизительно равно количеству вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37), соединенных параллельно с первым полупроводниковым устройством (24).
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что отношение первый высокий уровень/второй более низкий уровень приблизительно равно количеству вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37), соединенных параллельно с первым полупроводниковым устройством (24).
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что задержка составляет менее 10% средней продолжительности проводящего состояния вентиля.
6. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что предварительное выключение управляется для того, чтобы произойти в то время, когда оно будет достаточным для уменьшения тока, проходящего через первое полупроводниковое устройство (24), чтобы составлять менее чем 10% тока, проходящего через него в проводящем состоянии вентиля.
7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что предварительное выключение управляется для того, чтобы произойти в то время, когда оно будет достаточным для уменьшения тока, проходящего через первое полупроводниковое устройство (24), чтобы составлять менее, чем 10% тока, проходящего через него в проводящем состоянии вентиля.
8. Устройство по любому из пп.1 - 4, 7, отличающееся тем, что первое и вторые полупроводниковые устройства являются IGBTs (биполярными транзисторами с изолированным затвором).
9. Устройство по любому из пп.1 - 4, 7, отличающееся тем, что первое и вторые полупроводниковые устройства являются IGCTs (тиристорами с интегрированным управлением).
10. Устройство по любому из пп.1 - 4, 7, отличающееся тем, что первое полупроводниковое устройство (24) имеет первый высокий уровень ≥3 кВ, ≥5 кВ, ≥10 кВ или от 5 кВ до 30 кВ.
11. Устройство по любому из пп.1 - 4, 7, отличающееся тем, что у каждого вентиля есть первый выпрямляющий элемент (30) с характеристикой блокировки напряжения третьего, высокого уровня, соединенный встречно-параллельно с первым полупроводниковым устройством (24) и множество вторых выпрямляющих элементов (31-36) с характеристикой блокировки напряжения четвертого, более низкого уровня, соединенных последовательно и встречно-параллельно с последовательным соединением вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37).
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что вентиль содержит третье полупроводниковое устройство (40) запирающего типа, соединенное последовательно с первым выпрямляющим элементом (30) и параллельно с первым полупроводниковым устройством (24).
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что третье полупроводниковое устройство (40) является транзистором MOS (металл-окисел-полупроводник).
14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что количество вторых выпрямляющих элементов (31-36) является таким же, как и количество вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37), причем один второй выпрямляющий элемент встречно-параллельно соединен с каждым вторым полупроводниковым устройством.
15. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что выпрямляющие элементы (30, 31-36) являются выпрямляющими диодами.
16. Преобразователь источника напряжения (VSC) для преобразования постоянного напряжения в переменное и наоборот, который имеет, по меньшей мере, одну фазную ветвь (2-4), сконфигурированную для соединения с противоположными полюсами (20, 21) на стороне постоянного напряжения преобразователя, и содержащий
последовательное соединение, по меньшей мере, двух вентилей тока (5-10), причем вентили имеют характеристики в соответствии с вентилем по любому из предыдущих пунктов, при этом
средняя точка последовательного соединения вентилей образует выход фазы (13-15), который сконфигурирован для соединения со стороной переменного напряжения преобразователя,
при этом преобразователь дополнительно содержит схему (23) управления, сконфигурированную для управления полупроводниковыми устройствами вентилей для генерирования серии импульсов с определенными амплитудами, в соответствии с образцом широтно-импульсной модуляции (PWM) на выходе фазы, при этом схема (23) управления имеет дополнительные характеристики в соответствии с устройством управления по любому из предыдущих пунктов.
17. Преобразователь по п.16, отличающийся тем, что каждый вентиль содержит последовательное соединение множества блоков (50, 60), имеющих с одной стороны одно первое полупроводниковое устройство (24), и с другой стороны последовательное соединение вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37), соединенных с ним параллельно, при этом схема (23) управления сконфигурирована для управления всеми первыми полупроводниковыми устройствами вентиля, по существу, одновременно и всеми вторыми полупроводниковыми устройствами, по существу, одновременно.
18. Преобразователь по п.17, отличающийся тем, что количество первых полупроводниковых устройств (24) в вентиле, выполненном с возможностью одновременного управления, является ≥3, ≥5, ≥10, ≥20, от 20 до 130 или от 40 до 80.
19. Преобразователь по любому из пп.16-18, отличающийся тем, что схема (23) управления сконфигурирована, когда вентиль находится в состоянии, в котором ток течет через его выпрямляющие элементы, для управления третьим полупроводниковым устройством для выключения до основной коммутации тока для протекания через вентиль на другой стороне от средней точки, чем вентиль для тока, коммутируемого во вторых выпрямляющих элементах (31-36), перед этой основной коммутацией.
20. Способ управления преобразователем источника напряжения (VSC), содержащий последовательное соединение, по меньшей мере, двух вентилей (5-10) тока, причем вентили содержат, по меньшей мере, одно полупроводниковое устройство запирающего типа и один выпрямляющий элемент, соединенный- с ними встречно-параллельно,
отличающийся тем, что способ предназначен для преобразователя, в котором каждый вентиль содержит одно первое полупроводниковое устройство (24) запирающего типа с характеристикой блокировки напряжения первого, высокого уровня, и соединенное с ним параллельно последовательное соединение множества вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37) запирающего типа с характеристикой блокировки напряжения второго, более низкого уровня, причем способ содержит этапы, на которых вентиль переключают в проводящее состояние, начиная с прямосмещенного состояния блокировки вентиля, посредством управления, вторыми полупроводниковыми устройствами, которые будут включены, и затем первым полупроводниковым устройством, которое будет включено с задержкой, достаточной для падения напряжения на вентиле, до меньше, чем 10%, от напряжения на вентиле в прямосмещенном состоянии блокировки вентиля, и тем, что в конце проводящего состояния первое полупроводниковое устройство выключают перед выключением вторых полупроводниковых устройств для того, чтобы обеспечить большинство перекомбинаций носителей заряда в первом полупроводниковом устройстве (24).
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что первое полупроводниковое устройство (24), включают с задержкой, составляющей менее 10% от средней продолжительности проводящего состояния вентиля.
22. Способ по любому из пп.20 и 21, отличающийся тем, что первое полупроводниковое устройство (24) выключают достаточно заблаговременно относительно выключения вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37) для уменьшения тока, проходящего через первое полупроводниковое устройство, чтобы составлять меньше, чем 10% от тока, проходящего через него в проводящем состоянии вентиля.
23. Способ по любому из пп.20 и 21, отличающийся тем, что его выполняют для преобразователя, в котором каждый вентиль содержит последовательное соединение множества блоков (50, 60), имеющих с одной стороны одно первое полупроводниковое устройство (24) и с другой стороны последовательное соединение вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37), соединенных с ним параллельно, причем всеми первыми полупроводниковыми устройствами управляют, по существу, одновременно и всеми вторыми полупроводниковыми устройствами вентиля управляют, по существу, одновременно.
24. Способ по п.22, отличающийся тем, что его выполняют для преобразователя, в котором каждый вентиль содержит последовательное соединение множества блоков (50, 60), имеющих с одной стороны одно первое полупроводниковое устройство (24) и с другой стороны последовательное соединение вторых полупроводниковых устройств (25-29, 37), соединенных с ним параллельно, причем всеми первыми полупроводниковыми устройствами управляют, по существу, одновременно и всеми вторыми полупроводниковыми устройствами вентиля управляют, по существу, одновременно.
25. Установка для передачи электроэнергии, содержащая сеть постоянного напряжения и, по меньшей мере, одну сеть переменного напряжения, соединенную с ней через станцию, причем станция выполнена с возможностью передачи электроэнергии между сетью (22) постоянного напряжения и сетью (19) переменного напряжения, и содержит, по меньшей мере, один преобразователь источника напряжения, выполненный с возможностью преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение и наоборот, отличающаяся тем, что станция установки содержит преобразователь (1) источника напряжения по любому из пп.14-17.