[发明专利]电感储能集中换流关断晶闸管的方法及其高压逆变器

摘要

本发明属于电力变流技术领域。电感储能集中换流晶闸管高压逆变器由斩波断流单元CH、电感储能换流单元HL、晶闸管主功率变换单元ZG等构成；斩波断流单元CH设置在直流电源Ud与晶闸管主功率变换单元ZG之间，用于换流过程切断直流电源与逆变回路之间的主回路电流I₀，在斩波断流单元CH的输出、晶闸管主功率变换单元ZG正、负直流母线的P、N之间，设置一个电感储能换流单元HL，为集中关断主功率变换单元ZG的晶闸管提供关断电流I_L，该电流I_L使主功率变换单元ZG导通的晶闸管呈反向偏置而关断。本发明主功率变换单元全部采用的是国内大量生产的晶闸管，适合设计制造高压、大容量的高压逆变装置，尤其适合在柔性高压直流输电方面的应用。

主权项

1. 一种电感储能集中换流关断晶闸管的方法其特征在于：(1)在直流电源DC至晶闸管主功率变换单元ZG之间的主回路母线上设置由门极全控型开关器件G构成的斩波断流单元CH，用于晶闸管主功率变换单元ZG换流时切断主回路电流，所述的门极全控型开关器件G包括可关断晶闸管GTO、集成门极换流晶闸管IGCT、射极关断晶闸管ETO、绝缘栅极双极晶体管IGBT等；(2)在斩波断流单元CH输出、晶闸管主功率变换单元ZG直流母线的P、N两端并联设置一个电感储能单元HL，用于储存关断晶闸管主功率变换单元ZG晶闸管所需的换流电流；所述的电感储能单元HL包括储能电感L、续流开关Vx、二极管Dx1、Dx2、调制开关Vt、输出开关Vn、换流辅助电源Uf，续流开关Vx、调制开关Vt选用低压IGBT或MOSFET等；(3)换流辅助电源Uf通过调制开关Vt向储能电感L注入电流IL，所注入电流IL的幅值大于主回路电流I0的幅值；在晶闸管主功率变换单元ZG换流间歇期间，储能电感L的电流IL在电感储能换流单元HL内部回路流通：在Vt开通时，辅助电源Uf向储能电感L注入电流IL，在Vt关断、Vx开通时，储能电感L的电流IL通过Vx、Dx1、Dx2构成续流回路；在晶闸管主功率变换单元ZG按逆变时序需要换流时，斩波断流单元CH开关器件G关断，切断直流电源DC与主功率变换单元ZG之间的主回路电流I0，电感储能换流单元HL导通输出开关Vn，关断调制开关Vt和续流开关Vx，使储能电感L的电流IL通过储能输出开关Vn输出，储能电感L电流IL由b点输出，经由晶闸管主功率变换单元ZG的D1——D6，再回到储能电感L的a点构成流通回路，该电流IL与晶闸管主功率变换单元ZG主回路电流I0的流动方向相反，且电流IL大于主回路电流I0，使得晶闸管主功率变换单元ZG的晶闸管T1——T6全部呈反向偏置，此时，晶闸管主功率变换单元ZG撤消了触发信号的晶闸管因受反向偏置而关断，保持触发信号的晶闸管，在斩波断流单元CH的斩波开关G再次导通时亦恢复导通，重新流过主回路电流。