[发明专利]一种带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路，属于电气自动化设备领域。

背景技术

电压源变流器在高压应用时，一般都需要功率半导体器件串联来实现，或采用多电平变流器，如链式变流器和模块化多电平变流器（MMC变流器）。链式变流器的缺点是有多个独立的直流电源，使得其无法实现两台变流器的直流侧背靠背连接，或者应用于直流输电。已有的模块化多电平电压源变流器可以实现两台变流器的直流侧背靠背连接，但输出直流电压较高时由于其变流模块装置需要使用较高耐压的半导体功率器件，或需要使用更多的变流模块装置，使得装置整体成本较高，另外在直流侧短路时变流器无法通过闭锁半导体功率器件驱动脉冲使短路电流下降到零，需要承受较大的短路电流而等待交流输入断路器跳闸。

发明内容

本发明的目的是提出一种带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路，以克服现有技术之不足，使用较低耐压的半导体功率器件来实现较高电压的输出，降低模块化多电平变流器使用变流模块的数量，降低变流器整体成本，同时实现直流侧发生短路故障时的保护。

本发明提出的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路，包括第一直流电容器、第二直流电容器、第三直流电容器、第四直流电容器、第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关、第六半导体开关、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管、第六续流二极管、第一阻容吸收电路、第二阻容吸收电路、第一均压电阻和第二均压电阻；上述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关和第六半导体开关的集电极分别与上述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管和第六续流二极管的阴极相连接，上述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关和第六半导体开关的的发射极分别与上述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管和第六续流二极管的阳极相连接；上述的第一半导体开关的发射极和上述的第二半导体开关的集电极相连接作为上述的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路的正极端，上述的第三半导体开关的发射极和上述的第四半导体开关的集电极相连接作为上述的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路的负极端；上述的第一直流电容器的正极端与上述的第一半导体开关的集电极相连接；上述的第二直流电容器的负极端与上述的第二半导体开关的发射极以及上述的第六半导体开关的发射极相连接；上述的第三直流电容器的正极端与上述的第三半导体开关的集电极以及上述的第五半导体开关的集电极相连接；上述的第四直流电容器的负极端与上述的第四半导体开关的发射极相连接；上述的第一直流电容器的负极端与上述的第二直流电容器的正极端相连接后再连接到上述的第一箝位二极管的阴极，上述的第三直流电容器的负极端与上述的第四直流电容器的正极端相连接后再连接到上述的第二箝位二极管的阳极；上述的第五半导体开关的发射极和上述的第六半导体开关的集电极相连接后再连接到上述的第一箝位二极管的阳极和上述的第二箝位二极管的阴极；上述的第一阻容吸收电路和上述的第一均压电阻分别并联于上述的第五半导体开关的集电极和发射极，上述的第二阻容吸收电路和上述的第二均压电阻分别并联于上述的第六半导体开关的集电极和发射极。

本发明提出的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路的优点是：使用较低耐压的半导体功率器件来实现较高电压的输出，降低模块化多电平变流器中变流模块的数量和变流器的整体成本，同时实现直流侧发生短路故障时的保护。

附图说明

图1为本发明的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路的电路原理图。

具体实施方式