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1. (WO2017009010) SUB-MODULE OF A MODULAR CASCADED COVERTER
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Patentansprüche

1. Submodul (610) eines modularen Mehrstufenumrichters (3) mit einer Leistungshalbleiterschaltung (710), die mindestens zwei ein- und ausschaltbare Leistungshalbleiterschalter (810) aufweist, und mit einem Energiespeicher (724),

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Energiespeicher (724) eine Mehrzahl von Energiespeicherbaugruppen (1210) aufweist, die gleichartig aufgebaut sind.

2. Submodul nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- jede der Energiespeicherbaugruppen (1210) mehrere Energiespeichereinheiten (1410) sowie eine Steuereinheit (1412) auf-weist, wobei zwischen der Steuereinheit (1412) und den Energiespeichereinheiten (1410) baugruppen-interne Energieversorgungsschnittstellen (1430) für eine Hilfsenergieversorgung der Energiespeichereinheiten (1410) und baugruppen-interne Kommunikationsschnittstellen (1435) für die Kommunikation mit den Energiespeichereinheiten (1410) angeordnet sind.

3. Submodul nach Anspruch 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die Steuereinheiten (1412) der Energiespeicherbaugruppen (1210) mittels baugruppen-externer Kommunikationsschnittstellen (1440) in einer Reihenschaltung geschaltet sind.

4. Submodul nach Anspruch 2 oder 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- innerhalb einer Energiespeicherbaugruppe (1210) die Steuereinheit (1412) mit den Energiespeichereinheiten (1410) über die baugruppen-internen Kommunikationsschnittstellen (1435) galvanisch gekoppelt sind.

5. Submodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die baugruppen-internen Kommunikationsschnittstellen (1435) als elektrisch leitfähige, insbesondere als metallische, Leitungen ausgeführt sind.

6. Submodul nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die Steuereinheiten (1412) der Energiespeicherbaugruppen (1210) untereinander galvanisch entkoppelt sind.

7. Submodul nach einem der Ansprüche 3 bis 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die baugruppen-externen Kommunikationsschnittstellen (1440) als Lichtwellenleiter ausgeführt sind.

8. Submodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- jede Energiespeicherbaugruppe (1210) zusätzlich zu der baugruppen-externen Kommunikationsschnittstelle (1440) eine weitere redundante baugruppen-externe Kommunikationsschnitt-stelle (1440) aufweist.

9. Submodul nach einem der Ansprüche 2 bis 8,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- jede Energiespeicherbaugruppe (1210) eine Hilfsenergiever-sorgungseinheit (1520) und zusätzlich eine redundante Hilfs-energieversorgungseinheit (1520 λ) für die Hilfsenergieversorgung aufweist.

10. Submodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- das Submodul (610) einen DC-DC-Wandler (720) aufweist, der die Leistungshalbleiterschaltung (710) mit dem Energiespeicher (724) verbindet.

11. Submodul nach einem der Ansprüche 2 bis 10,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- das Submodul (610) einen Gleichspannungszwischenkreis (714) aufweist, der elektrische Energie für die Hilfsenergieversorgung bereitstellt.

12. Submodul nach Anspruch 11,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- der Gleichspannungszwischenkreis (714) die Leistungshalbleiterschaltung (710) mit dem DC-DC-Wandler (720) verbindet.

13. Submodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die Energiespeicherbaugruppe (1210) zwei, vier oder acht Energiespeichereinheiten (1410) aufweist.

14. Modularer Mehrstufenumrichter (3) mit einer Mehrzahl von Submodulen (610) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Verfahren zum Betreiben eines modularen Mehrstufenumrichters (3), der eine Mehrzahl von Submodulen (610) mit jeweils einer Leistungshalbleiterschaltung (710) und jeweils einem Energiespeicher (724) aufweist, wobei der Energiespeicher (724) eine Mehrzahl von Energiespeicherbaugruppen (1210) aufweist, und wobei jede Energiespeicherbaugruppe (1210) mehrere Energiespeichereinheiten (1410) sowie eine Steuereinheit (1412) aufweist, wobei bei dem Verfahren

- ein Datenaustausch mit den Energiespeichereinheiten (1410) der Energiespeicherbaugruppe (1210) über die Steuereinheit (1412) dieser Energiespeicherbaugruppe (1210) durchgeführt wird, welche über baugruppen-interne Kommunikationsschnitt-stellen (1435) mit den Energiespeichereinheiten (1410) verbunden ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die Energiespeichereinheiten (1410) von der Steuereinheit

(1412) über baugruppen-interne Energieversorgungsschnittstellen (1430) mit elektrischer Energie versorgt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die Submodule (610) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgestaltet sind.