專利名稱：頻率轉(zhuǎn)換器裝置中的電轉(zhuǎn)換器模塊的自動機(jī)械斷開的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及用于容納電轉(zhuǎn)換器模塊的裝置 (arrangement)，該電轉(zhuǎn)換器模塊適合于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率。此外，本發(fā)明涉及裝配有此類裝置的頻率轉(zhuǎn)換器(frequency converter)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及用于將電轉(zhuǎn)換器模塊斷開的方法，該電轉(zhuǎn)換器模塊被用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率。
背景技術(shù)：
為了從例如風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)饋送電能，通常需要使所產(chǎn)生的電力的頻率適合于電網(wǎng)的工作頻率。對于風(fēng)力渦輪機(jī)而言，存在已知的頻率轉(zhuǎn)換器裝置，其使用并聯(lián)的許多相同的逆變器模塊和/或轉(zhuǎn)換器模塊以便達(dá)到電力的期望容量。下面，將這些模塊稱為電轉(zhuǎn)換器模塊。在電轉(zhuǎn)換器模塊中的一個的缺陷的情況下，必須使發(fā)電機(jī)停止，并且必須將相應(yīng)頻率轉(zhuǎn)換器從電網(wǎng)斷開，直至已經(jīng)更換有缺陷的電轉(zhuǎn)換器模塊為止。這是由于電轉(zhuǎn)換器模塊內(nèi)的故障常常是由作為受控功率半導(dǎo)體的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)中的短路引起的。因此，不能僅在邏輯上將相應(yīng)有缺陷的電轉(zhuǎn)換器模塊斷開，而是必須在物理上將其斷開以便允許其余電轉(zhuǎn)換器模塊繼續(xù)其操作。在被用于發(fā)電機(jī)、特別是用于風(fēng)力渦輪機(jī)的許多頻率轉(zhuǎn)換器中，像大部頭書一樣將電轉(zhuǎn)換器模塊并排地放置在架子上，栓接到底盤并裝配有栓接的(bolted) AC和DC主電流連接。在電轉(zhuǎn)換器模塊中的已有一個的故障的情況下，相應(yīng)模塊的去除是麻煩的過程，如上文已經(jīng)描述的，這要求發(fā)電機(jī)停止其操作。由此，增加發(fā)電機(jī)的停機(jī)時間?？赡苄枰龠M(jìn)頻率轉(zhuǎn)換器內(nèi)的電轉(zhuǎn)換器模塊的斷開。

發(fā)明內(nèi)容
可由根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的主題來滿足此需要。由從屬權(quán)利要求來描述本發(fā)明的有利實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于容納用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率的電轉(zhuǎn)換器模塊的裝置。提供的裝置包括(a)機(jī)架，其包括(al) 輸入端子，用于從發(fā)電機(jī)接收電輸入信號和(a2)輸出端子，用于向電網(wǎng)提供電輸出信號， (b)槽，用于在第一位置中和第二位置中容納電轉(zhuǎn)換器模塊，其中，在第一位置中，電轉(zhuǎn)換器模塊被電連接到輸入端子和輸出端子兩者，并且其中，在第二位置中，電轉(zhuǎn)換器模塊被從輸入端子和輸出端子兩者二者電學(xué)上斷開，以及(c)致動器，其被安裝到機(jī)架，并且其響應(yīng)于斷開觸發(fā)信號而適合于將電轉(zhuǎn)換器模塊從第一位置移動至第二位置。所述的裝置是基于思想能夠借助于可遙控觸發(fā)信號來自動地實(shí)現(xiàn)有缺陷的電轉(zhuǎn)換器模塊的斷開。此自動斷開能夠在短時間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)。在自動斷開之后，能夠例如在幾分鐘內(nèi)暫時修理包括所述裝置的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，使得能夠再次使發(fā)電機(jī)投入差不多正常操作，其中，能夠執(zhí)行僅略微減少的發(fā)電。結(jié)果，盡管在有限的負(fù)載下，能夠?qū)崿F(xiàn)電力生產(chǎn)的高可用性。這在離岸風(fēng)力渦輪機(jī)處可能是尤其有利的，其中，由于對于修理而言依賴于天氣的訪問，可用性增加能夠相對于電力生產(chǎn)的量顯著地改善風(fēng)力渦輪機(jī)的有效性能。所有端子且尤其是主電流連接可以是插拔式的(pluggable)。優(yōu)選地，在存在空載情況時段的時間點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換器模塊與機(jī)架之間的斷開。這可以提供主電流插頭(Plug)連接不必針對電流中斷來設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)。這允許用相對簡單的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)連接并降低用于所述裝置的成本。輸入端子的數(shù)目可以取決于由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力的類型。通常，特別是在發(fā)電機(jī)是風(fēng)力渦輪機(jī)時，頻率轉(zhuǎn)換器裝置包括允許從風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)接收三相交流電流的三個輸入端子。輸出端子的數(shù)目取決于被饋送到電力網(wǎng)的電力的類型。通常，也將電輸出電力提供為三相電流，使得輸出端子的數(shù)目也是三個。應(yīng)提到的是第二頻率是零也是可能的。這意味著電輸出電力被提供為直流電流 (DC)。在這種情況下，輸出端子的數(shù)目也可以是兩個。應(yīng)注意的是上文相對于輸入和輸出端子的數(shù)目的闡述僅涉及單個電轉(zhuǎn)換器模塊。 對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說應(yīng)理解的是輸入、相應(yīng)輸出端子的總數(shù)當(dāng)然可以與槽的數(shù)目成正比，每個槽可能被用于容納電轉(zhuǎn)換器模塊。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述致動器包括機(jī)電換能器?？梢岳缃柚谂c主軸齒輪 (spindle gear)相連的電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)機(jī)電換能器。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)從第一位置到第二位置的電轉(zhuǎn)換器模塊的平滑直線移動。如果考慮到通常從連接位置(即第一位置)到斷開位置(即第二位置)的移動速度尤其在轉(zhuǎn)換器模塊的所謂空載情況下不是關(guān)鍵的，則由所述機(jī)電換能器引起的平緩移動可以保證能夠有效地防止作用在轉(zhuǎn)換器模塊上的不必要的機(jī)械震動。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述致動器包括彈簧承載(spring loaded)系統(tǒng)。該彈簧承載系統(tǒng)可以使轉(zhuǎn)換器模塊從該轉(zhuǎn)換器模塊被牢固地與機(jī)架嚙合的第一位置縮回到該轉(zhuǎn)換器模塊脫離機(jī)架的第二位置?？梢越柚诼菥€管激活的(activated)觸發(fā)機(jī)構(gòu)和/ 或借助于由電動機(jī)驅(qū)動的機(jī)構(gòu)來釋放或激活彈簧承載系統(tǒng)。彈簧承載系統(tǒng)的使用和/或用于致動器的煙火信號(pyrotechnical)解決方案的使用可以提供能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)換器模塊的快速斷開的優(yōu)點(diǎn)。這將允許還在所謂的加載情況下使轉(zhuǎn)換器模塊從機(jī)架端子斷開，其中，轉(zhuǎn)換器模塊是活動的(active)，并且電流正在通過由轉(zhuǎn)換器模塊端子和各機(jī)架端子限定的插頭連接而流動。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述裝置還包括用于控制制動器的操作的控制器。在轉(zhuǎn)換器模塊的故障的情況下，所述控制器可以例如從電轉(zhuǎn)換器模塊和/或從電監(jiān)視設(shè)備接收相應(yīng)的信號，所述電監(jiān)視設(shè)備正在監(jiān)視轉(zhuǎn)換器模塊的操作狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述槽包括至少一個導(dǎo)軌和用于將轉(zhuǎn)換器模塊鎖定在第一位置中和/或第二位置中的鎖定機(jī)構(gòu)。這可以意味著該導(dǎo)軌應(yīng)包括鎖定機(jī)構(gòu)以將轉(zhuǎn)換器模塊鎖定在其中主電流連接插頭被配合(mate )的嚙合位置或其中主電流插頭連接被斷開的脫離位置中。
應(yīng)提到的是在脫離位置中，用于每個電位的配合部分之間的空隙應(yīng)足夠大，以便提供電絕緣。為了實(shí)現(xiàn)足夠的空隙尺寸，當(dāng)然應(yīng)考慮斷開的插頭組件之間的電壓差。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述機(jī)架包括(a)用于從發(fā)電機(jī)接收另外的電輸入信號的另外的輸入端子和(b)用于向電網(wǎng)提供另外的電輸出信號的另外的輸出端子。此外， 所述裝置還包括(a)用于在第一位置中和第二位置中容納另外的電轉(zhuǎn)換器模塊的至少一個另外的槽，其中，在第一位置中，所述另外的電轉(zhuǎn)換器模塊被電連接到另外的輸入端子和另外的輸出端子兩者，并且在第二位置中，所述另外的電轉(zhuǎn)換器模塊被從另外的輸入端子和另外的輸出端子二者電學(xué)上斷開，以及(b)另外的致動器，其被安裝到機(jī)架，并且其響應(yīng)于斷開觸發(fā)信號而適合于將另外的電轉(zhuǎn)換器模塊從第一位置移動至第二位置。本多槽裝置可以提供優(yōu)點(diǎn)，即其可以用于大型頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，該大型頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括至少兩個且優(yōu)選地多個電轉(zhuǎn)換器模塊，并且其適合于轉(zhuǎn)換可以由諸如風(fēng)力渦輪機(jī)和/或多個風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)提供的高功率輸入信號的頻率。一般而言，放置在每個機(jī)架槽中并由上述控制器來控制的致動器應(yīng)通過將有缺陷的電轉(zhuǎn)換器模塊從第一(嚙合)位置移動至第二 (脫離)位置來將其斷開。如上文已描述的， 在已將有缺陷的電轉(zhuǎn)換器模塊設(shè)置在第二位置中之后，可以使仍包括至少一個無故障電轉(zhuǎn)換器模塊的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)投入正常操作。由此，用減少的負(fù)載來表征正常操作。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。所提供的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括(a)用于容納電轉(zhuǎn)換器模塊的如上所述的裝置，以及(b)用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率的電轉(zhuǎn)換器模塊。電轉(zhuǎn)換器模塊可被槽容納。并且，所述頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)是基于這樣的思想，即在電轉(zhuǎn)換器模塊的缺陷的情況下，相應(yīng)模塊能夠被自動地放入第二 (脫離)位置。由此，使用在缺陷的情況下接收所述斷開觸發(fā)信號的上述致動器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述電轉(zhuǎn)換器模塊是電開關(guān)模塊。在本文中，術(shù)語電開關(guān)模塊可以指的是轉(zhuǎn)換器模塊，其首先將具有第一頻率的交流電流轉(zhuǎn)換成DC電流，并且其其次將DC電流轉(zhuǎn)換成具有第二頻率的交流電流。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述電轉(zhuǎn)換器模塊是電逆變器模塊。在本文中，術(shù)語電逆變器模塊可以指的是轉(zhuǎn)換器模塊，其將AC電流轉(zhuǎn)換成DC電流或?qū)C電流轉(zhuǎn)換成AC電流。在這方面，應(yīng)提到的是根據(jù)兩個頻率不等于零的假設(shè)，單逆變器模塊當(dāng)然不能執(zhí)行從第一頻率到第二頻率的頻率轉(zhuǎn)換。然而，單逆變器模塊可以至少在執(zhí)行上文依照本發(fā)明的第一方面所述的AC— AC頻率轉(zhuǎn)換方面有所貢獻(xiàn)。應(yīng)提到的是可以用于將風(fēng)力渦輪機(jī)連接到電網(wǎng)的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)可以包括被連接到DC匯流排的多個AC — DC逆變器模塊。具體地，(a)可以在能量產(chǎn)生發(fā)電機(jī)與DC匯流排之間連接許多AC — DC逆變器模塊，以及(b)可以在電網(wǎng)與DC匯流排之間連接許多AC— DC逆變器模塊。此外，用于風(fēng)力渦輪機(jī)的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)可以包括每個包括至少一個逆變器模塊的兩個逆變器面板。可以將可以被放在風(fēng)力渦輪機(jī)底部中的一個逆變器面板與到電網(wǎng)的其 AC側(cè)相連?？梢詫⒖梢员环旁陲L(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙中的另一逆變器面板與到風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的其AC側(cè)相連。可以通過風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架中的電纜敷設(shè)來將兩個逆變器面板的DC 側(cè)相互連接。從而，這些電纜被電學(xué)上分配給上述匯流排。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電轉(zhuǎn)換器模塊包括用于監(jiān)視電轉(zhuǎn)換器模塊的操作的監(jiān)視單元。從而，所述監(jiān)視單元適合于如果在電轉(zhuǎn)換器模塊中發(fā)生缺陷，則生成斷開觸發(fā)信號和/ 或生成斷開觸發(fā)信號的前兆(precursor)信號。在頻率轉(zhuǎn)換器包括多個電轉(zhuǎn)換器模塊的情況下，每個轉(zhuǎn)換器模塊可以具有用于實(shí)現(xiàn)診斷功能以便識別相應(yīng)電轉(zhuǎn)換器模塊的缺陷并以便將缺陷報告給上述控制器的監(jiān)視單元，上述控制器可以被視為所述頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的主控制器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于將機(jī)架內(nèi)的電轉(zhuǎn)換器模塊斷開的方法， 該電轉(zhuǎn)換器模塊被用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率，所述機(jī)架包括用于從發(fā)電機(jī)接收電輸入信號的輸入端子和用于向電網(wǎng)提供電輸出信號的輸出端子。 所提供的方法包括(a)接收指示電轉(zhuǎn)換器模塊的錯誤狀態(tài)的斷開觸發(fā)信號，以及(b)響應(yīng)于斷開觸發(fā)信號，借助于被安裝到機(jī)架的致動器將機(jī)架的槽內(nèi)的電轉(zhuǎn)換器模塊從第一位置移動至第二位置。在第一位置中，所述電轉(zhuǎn)換器模塊被電連接到輸入端子和輸出端子二者， 并且在第二位置中，電轉(zhuǎn)換器模塊被從輸入端子和輸出端子二者電學(xué)上斷開。并且，所述方法是基于這樣的思想，S卩如果發(fā)生電轉(zhuǎn)換器模塊的缺陷，則該電轉(zhuǎn)換器模塊能夠被自動地放入第二 (脫離)位置。能夠快速地、有效地且容易地實(shí)現(xiàn)自動斷開。在自動斷開之后，能夠臨時修理包括用于容納電轉(zhuǎn)換器模塊的上述裝置的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)， 使得能夠使發(fā)電機(jī)再次投入差不多正常操作。從而，能夠執(zhí)行僅略微減少的發(fā)電。結(jié)果，盡管在有限的負(fù)載下，能夠?qū)崿F(xiàn)電力生產(chǎn)的高可用性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在空載情況下執(zhí)行將電轉(zhuǎn)換器模塊從第一位置移動至第二位置。在這方面，應(yīng)提到的是如果不存在(a)從被分配給轉(zhuǎn)換器模塊的AC部分的端子流到(b)被分配給轉(zhuǎn)換器模塊的DC部分的端子的電流，則存在空載情況。因此，在空載情況下，能夠在沒有斷開端子連接時的起弧風(fēng)險的情況下將轉(zhuǎn)換器模塊移動至第二位置。下面，解釋如何可以發(fā)生空載情況電轉(zhuǎn)換器模塊中的故障通常是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)內(nèi)或更多IGBT中的、引起轉(zhuǎn)換器模塊的AC部分與DC部分之間的短路的故障。 通常由頻率轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)來檢測此短路，所述頻率轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)促使所有其它轉(zhuǎn)換器模塊立即斷開，以免向段路中饋送能量，這可能引起轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)中的爆炸和起火。這意味著風(fēng)力渦輪機(jī)被立即停止操作。風(fēng)力渦輪機(jī)的操作停止將持續(xù)至修理轉(zhuǎn)換器模塊。下面，打開轉(zhuǎn)換器模塊、包括轉(zhuǎn)換器模塊的相應(yīng)轉(zhuǎn)換器之間的斷路器機(jī)構(gòu)。在采用具有永久性磁鐵的發(fā)電機(jī)的情況下，還激活頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)之間的斷路器機(jī)構(gòu)或斷開機(jī)構(gòu)。結(jié)果， 使得轉(zhuǎn)換器模塊、相應(yīng)整個頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)不帶電(de-energized)，并且沒有電流流過(頻率)轉(zhuǎn)換器(系統(tǒng))。在這里，存在空載情況。在空載情況下將電轉(zhuǎn)換器模塊斷開可以提供主電流插頭連接不必針對電流中斷來設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)。這使得轉(zhuǎn)換器模塊和/或用于容納電轉(zhuǎn)換器模塊的上述裝置的電和/或機(jī)械設(shè)計更為容易。必須注意的是已參考不同的主題描述了本發(fā)明的實(shí)施例。特別地，已參考裝置類型權(quán)利要求描述了某些實(shí)施例，而參考方法類型權(quán)利要求描述了其它實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從以上和以下說明推斷除非另外通知，除屬于一種主題的特征的任何組合之外，還認(rèn)為將用本文來公開與不同主題有關(guān)的特征之間、特別是裝置類型權(quán)利要求的特征和方法類型權(quán)利要求的特征之間的任何組合。本發(fā)明的上文定義的方面和其它方面從下文將描述的實(shí)施例的示例中是顯而易見的，并且其參考實(shí)施例的示例來進(jìn)行解釋。下面將參考實(shí)施例的示例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于所述實(shí)施例的示例。


圖Ia示出依照本發(fā)明的實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中，所述電轉(zhuǎn)換器模塊在連接位置中。圖Ib示出圖Ia所示的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中，所述電轉(zhuǎn)換器模塊在斷開位置中。
具體實(shí)施例方式圖中的圖示是示意性的。應(yīng)注意的是在不同的圖中，為類似或相同的元件提供相同的附圖標(biāo)記。圖Ia示出依照本發(fā)明的實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100。在圖Ia所示的情況下，電轉(zhuǎn)換器模塊150在連接位置中。頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100包括具有多個槽的機(jī)架110。在圖Ia的示意性橫截面圖中， 只能看到一個槽。其它槽可以位于所選投影面之上或之下。當(dāng)然，所述機(jī)架還可以包括其它槽，其被相對于在圖Ia中描繪的槽側(cè)向地放置。機(jī)架110的每個槽包括一對導(dǎo)軌112。導(dǎo)軌112促進(jìn)電轉(zhuǎn)換器模塊150到槽中的插入。機(jī)架110還包括用于從未描繪的發(fā)電機(jī)接收電輸入信號的三個輸入端子121。根據(jù)這里所述的實(shí)施例，發(fā)電機(jī)是風(fēng)力渦輪機(jī)或被相互電連接的整個的多個風(fēng)力渦輪機(jī)。(一個或多個)風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生三相交流電流。在圖Ia中，三個相被命名為“U”、“V”和“W”。根據(jù)這里所述的實(shí)施例，電轉(zhuǎn)換器模塊150包括AC/DC/AC轉(zhuǎn)換器。因此，轉(zhuǎn)換器模塊150還被命名為開關(guān)模塊150。被饋送到三個輸入端子121的電三相交流電流輸入信號首先被轉(zhuǎn)換成DC信號，并且其次被轉(zhuǎn)換成具有頻率的電三相交流電流輸出信號，該頻率通常不同于輸入信號的頻率。這里，應(yīng)提到的是在包括異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)中，存在從電網(wǎng)流過來或由轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)中的DC鏈路中的電容器提供以便提供發(fā)電機(jī)的所需磁化的無功電功率 (reactive electric power)。與此相反，有功功率正常地從發(fā)電機(jī)流到電網(wǎng)。在三個輸出端子125處提供輸出信號，三個輸出端子125在圖Ia中被命名為 “L1”、“L2”和“L3”。如果想要掌握(grip)DC功率和/或出于測量和/或診斷的目的，電開關(guān)模塊150還包括兩個中間端子123。中間端子123被分配給AC/DC/AC轉(zhuǎn)換器的DC級。如從圖Ia可以看到的，電轉(zhuǎn)換器模塊150包括監(jiān)視單元155。根據(jù)這里所述的實(shí)施例，監(jiān)視單元155包括微處理器，該微處理器以未描繪但已知的方式監(jiān)視電轉(zhuǎn)換器模塊 150的操作、相應(yīng)操作狀態(tài)。如果監(jiān)視單元155檢測到電轉(zhuǎn)換器模塊150的故障，則生成相應(yīng)的故障信號。該故障信號被提供給機(jī)架110的主控制器。
被安裝到機(jī)架110的主控制器135確定已生成故障信號的電轉(zhuǎn)換器模塊150的槽。響應(yīng)于此，主控制器135向被安裝在相應(yīng)槽的側(cè)面處的兩個致動器130傳送“斷開觸發(fā)信號”。響應(yīng)于此“斷開觸發(fā)信號”，致動器130變成活動的。從而，嚙合臂131被向外移動， 這使電轉(zhuǎn)換器模塊150相對于機(jī)架110橫向地向外移動，并且這從而使電轉(zhuǎn)換器模塊150 從端子121、123和125斷開。在圖Ib中示出電轉(zhuǎn)換器模塊150的斷開位置。如從圖Ib可以看到的，在斷開位置中，端子121、123和125與電轉(zhuǎn)換器模塊150 的相應(yīng)端子分離了距離d。此距離d被選擇為使得在各相對端子中的每一個之間提供可靠的空氣絕緣。當(dāng)然，當(dāng)設(shè)計頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100時，應(yīng)根據(jù)端子121、123和125中的每個與電轉(zhuǎn)換器模塊150的相應(yīng)相對端子之間的電壓差來選擇距離d。應(yīng)注意的是術(shù)語“包括”不排除其它元素或步驟，且“一個”或“一”不排除復(fù)數(shù)。 還可以將結(jié)合不同實(shí)施例所述的元素組合。還應(yīng)注意的是不應(yīng)將權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記理解為限制權(quán)利要求的范圍。
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權(quán)利要求
1.一種用于容納用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率的電轉(zhuǎn)換器模塊(150)的裝置，該裝置包括 機(jī)架(110)，包括輸入端子(121)，用于從發(fā)電機(jī)接收電輸入信號，以及輸出端子(125)，用于向電網(wǎng)提供電輸出信號， 槽，用于在第一位置中和第二位置中容納電轉(zhuǎn)換器模塊(150)，其中，在第一位置中， 電轉(zhuǎn)換器模塊(150)被電連接到輸入端子(121)和輸出端子(125)兩者，以及在第二位置中，電轉(zhuǎn)換器模塊(150)被從輸入端子(121)和輸出端子(125)二者電學(xué)上斷開，以及 致動器(130)，被安裝到機(jī)架(110)，并且其響應(yīng)于斷開觸發(fā)信號而適合于將電轉(zhuǎn)換器模塊(150)從第一位置移動至第二位置。
2.如前述權(quán)利要求所述的裝置，其中所述致動器(130 )包括機(jī)電換能器。
3.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中致動器(130)包括彈簧承載系統(tǒng)。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，還包括 控制器(135)，用于控制致動器(130)的操作。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述槽包括至少一個導(dǎo)軌(12)和用于將轉(zhuǎn)換器模塊(150)鎖定在第一位置中和/或第二位置中的鎖定機(jī)構(gòu)。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述機(jī)架(110)包括用于從發(fā)電機(jī)接收另外的電輸入信號的另外的輸入端子和用于向電網(wǎng)提供另外的電輸出信號的另外的輸出端子，所述裝置還包括 至少一個另外的槽，用于在第一位置中和第二位置中容納另外的電轉(zhuǎn)換器模塊，其中在第一位置中，所述另外的電轉(zhuǎn)換器模塊被電連接到所述另外的輸入端子和所述另外的輸出端子，并且在第二位置中，所述另外的電轉(zhuǎn)換器模塊被從所述另外的輸入端子和所述另外的輸出端子二者電學(xué)上斷開，以及 另外的致動器，其被安裝到機(jī)架(110)，且其響應(yīng)于斷開觸發(fā)信號而適合于使所述另外的電轉(zhuǎn)換器模塊從第一位置移動至第二位置。
7.一種用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，所述頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100)包括 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的裝置，以及 電轉(zhuǎn)換器模塊(150)，用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率， 其中，所述電轉(zhuǎn)換器模塊(150 )可被所述槽容納。
8.如權(quán)利要求7所述的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述電轉(zhuǎn)換器模塊是電開關(guān)模塊(150)。
9.如權(quán)利要求7所述的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中所述電轉(zhuǎn)換器模塊是電逆變器模塊。
10.如前述權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中電轉(zhuǎn)換器模塊(150)包括用于監(jiān)視電轉(zhuǎn)換器模塊(150)的操作的監(jiān)視單元(155)，其中，所述監(jiān)視單元(155)適合于生成斷開觸發(fā)信號和/或生成斷開觸發(fā)信號的前兆信號。
11.一種用于使機(jī)架(110)內(nèi)的電轉(zhuǎn)換器模塊(150)斷開的方法，所述電轉(zhuǎn)換器模塊(150)用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率，機(jī)架(110)包括用于從發(fā)電機(jī)接收電輸入信號的輸入端子(121)和用于向電網(wǎng)提供電輸出信號的輸出端子 (125)，所述方法包括 接收指示電轉(zhuǎn)換器模塊(150)的錯誤狀態(tài)的斷開觸發(fā)信號，以及 響應(yīng)于斷開觸發(fā)信號，借助于被安裝到機(jī)架(110)的致動器(130)將機(jī)架(110)的槽內(nèi)的電轉(zhuǎn)換器模塊(150)從第一位置移動至第二位置，其中在第一位置中，電轉(zhuǎn)換器模塊(150)被電連接到輸入端子(121)和輸出端子(125) 二者，以及在第二位置中，電轉(zhuǎn)換器模塊(150)被從輸入端子(121)和輸出端子(125)二者電學(xué)上斷開。
12.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中，在空載情況期間執(zhí)行將電轉(zhuǎn)換器模塊(150)從第一位置移動至第二位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及頻率轉(zhuǎn)換器裝置中的電轉(zhuǎn)換器模塊的自動機(jī)械斷開。描述了用于容納用于將電輸入信號的第一頻率轉(zhuǎn)換成電輸出信號的第二頻率的電轉(zhuǎn)換器模塊的裝置。所述裝置包括機(jī)架，其包括用于接收電輸入信號的輸入端子和用于提供電輸出信號的輸出端子；槽，其用于在第一位置和第二位置中容納轉(zhuǎn)換器模塊，其中，在第一位置中，轉(zhuǎn)換器模塊被電連接到輸入端子和輸出端子兩者，并且在第二位置中，轉(zhuǎn)換器模塊被從輸入端子和輸出端子二者電學(xué)上斷開；以及致動器，其被安裝到機(jī)架，并且其響應(yīng)于斷開觸發(fā)信號而適合于使電轉(zhuǎn)換器模塊從第一位置移動至第二位置。此外，描述了裝配有此類裝置的頻率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)和用于使轉(zhuǎn)換器模塊斷開的方法。
文檔編號H02J3/38GK102244392SQ20111012239
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者T.S.湯姆森 申請人:西門子公司