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Schaltungsanordnung zur transformatorlosen Kopplung von ac-Netzen mit einem dc-Netz


Kurzfassung

Mit der Erfindung wird ein Prinzip beschrieben, welches bei der Kopplung von Wechselstromnetzen mit Gleichstromnetzen über neuartige modulare Schalteinheiten eine bessere Flexibilität und Effizienz gegenüber herkömmlichen Modularen Multilevel Convertern (MMC) aufweist.


Hintergrund

Bei der Koppelung von Wechselstromnetzen mit Gleichstromnetzen weisen herkömmliche Modulare Multilevel Converter (MMC) oft einen gewissen Mangel an Flexibilität auf.


Bilder & Videos


Lösung

Die Anzahl der anzuschließenden AC-Netze wird variabel gestaltet, in dem durch Schalter an den Anschlüssen der Stromrichtereinheit die Netze zu- oder abgeschaltet und die üblicherweise drei Phasen innerhalb der Stromrichtereinheit durch weitere Schalter in verschiedenen Ebenen zu einem Sternpunkt zusammengeschaltet werden können. Die Schalterzellen (SZ) werden dabei in unterschiedlicher Anzahl zu Gruppen (G) oder Makrogruppen (MG) gruppiert und mit einer einheitlichen Steuerstrategie wie ein eigener Stromrichter angesteuert.

Beispielsweise kann ein Modularer Multilevel Converter in mehrere MMC‘s kleinerer Spannung aufgeteilt werden. Jeder der kleineren MMC‘s speist ein eigenes AC-Netz. 

Im Bordnetz eines Elektrofahrzeugs können während des Fahrbetriebes die kleineren MMC‘s Wicklungen verschiedener Antriebsmotoren oder auch Generatoren betreiben und im Stillstand kann stattdessen ein 400V-Niederspannungsnetz angeschlossen werden.


Vorteile

  • Anschluss mehrerer AC-Netze an ein DC-Netz
  • Anzahl der AC-Netze durch den Einsatz von dreiphasigen Schaltern umschaltbar
  • Ausgleichströme werden durch den Einsatz von Schaltern vermieden, indem innerhalb des Stromrichters Sternpunkte gebildet werden

Anwendungsbereiche

  • Bordnetze, z.B. von Elektrofahrzeugen und Schiffen
  • Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlagen  (HGÜ)
  • Offshoretechnik, Windkraftanlagen

PATON | Patentmanagement Thüringer Hochschulen

Stephan Zeumann
03677 69 4564
stephan.zeumann@tu-ilmenau.de
www.paton.de
Adresse
Langewiesener Str. 37
98693 Ilmenau



Entwicklungsstand

Labormuster


Patentsituation

  • DE 10 2013 009 381 anhängig

Stichworte

Schaltung, Schaltanordnung, Schaltungsanordnung, Transformator, Transformatorlos, Kopplung, Transformieren, AC, DC, Netz, Gleichstrom, Wechselstrom, Schalteinheit, modular, MMC, Modularer Multilevel Converter, Schalter, Anschluss, Anschlüsse, Phasen, Stromrichteinheit, Gruppen, Makrogruppen, Stromrichter, Elektrofahrzeug,

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr