[發明專利]一種具有直流故障穿越能力的模塊化多電平變流器

有效

• 申請號: 201410332103.8
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104078994A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 趙劍鋒;李東野
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02H7/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種具有直流故障穿越能力的模塊化多電平變流器，其特征在于，該變流器包括A相上下橋臂、B相上下橋臂以及C相上下橋臂；子模塊包括第一模塊和第二模塊；

所述A相上橋臂由級聯的X個第一模塊、Y個第二模塊以及連接在末端的電感Lap構成，所述A相下橋臂由級聯的X個第一模塊、Y個第二模塊以及連接在末端的電感Lan構成，所述電感Lap未與子模塊連接的一端和電感Lan未與子模塊連接的一端相連接并作為模塊化多電平變流器的交流側A相端口a；

所述B相上橋臂由級聯的X個第一模塊、Y個第二模塊以及連接在末端的電感Lbp構成，所述B相下橋臂由級聯的X個第一模塊、Y個第二模塊以及連接在末端的電感Lbn構成，所述電感Lbp未與子模塊連接的一端和電感Lbn未與子模塊連接的一端相連接并作為模塊化多電平變流器的交流側B相端口b；

所述C相上橋臂由級聯的X個第一模塊、Y個第二模塊以及連接在末端的電感Lcp構成，所述C相下橋臂由級聯的X個第一模塊、Y個第二模塊以及連接在末端的電感Lcn構成，所述電感Lcp未與子模塊連接的一端和電感Lcn未與子模塊連接的一端相連接并作為模塊化多電平變流器的交流側C相端口c；

其中，第一模塊包括直流電容C1、半導體開關T1、半導體開關T2、續流二極管D1和續流二極管D2；所述半導體開關T1的發射極和集電極之間正向串聯續流二極管D1，所述半導體開關T2的發射極和集電極之間正向串聯續流二極管D2；所述半導體開關T1的發射極和半導體開關T2的集電極相連接作為第一模塊的正極端A，所述半導體開關T2的發射極作為第一模塊的負極端B，半導體開關T1的集電極與直流電容C1的正極相連接，半導體開關T2的發射極與直流電容C1的負極相連接；

第二模塊包括直流電容C2、直流電容C3、半導體開關T3、半導體開關T4、半導體開關T5、半導體開關T6、半導體開關T7、續流二極管D3、續流二極管D4、續流二極管D5、續流二極管D6、續流二極管D7、續流二極管D8和阻尼電阻R；所述半導體開關T3的發射極和集電極之間正向串聯續流二極管D3，所述半導體開關T4的發射極和集電極之間正向串聯續流二極管D4，所述半導體開關T5的發射極和集電極之間正向串聯續流二極管D5，所述半導體開關T6的發射極和集電極之間正向串聯續流二極管D6，所述半導體開關T7的發射極和集電極之間正向串聯續流二極管D7；所述半導體開關T3的發射極和半導體開關T4的集電極相連接作為第二模塊的正極端C，半導體開關T3的集電極與直流電容C2的正極相連接，半導體開關T4的發射極與直流電容C2的負極相連接，半導體開關T5的發射極和半導體開關T6的集電極相連接作為第二模塊的負極端D，半導體開關T5的集電極與直流電容C3的正極相連接，半導體開關T6的發射極與直流電容C3的負極相連接，半導體開關T7的發射極與直流電容C2的負極相連接，半導體開關T7的集電極與直流電容C3的正極相連接，續流二極管D8的陰極與直流電容C2的正極相連接，續流二極管D8的陽極與阻尼電阻R的一端相連接，阻尼電阻R的另一端與直流電容C3的負極相連接。

2.根據權利要求1所述的一種具有直流故障穿越能力的模塊化多電平變流器,其特征在于，每相的上橋臂或下橋臂中第一模塊和第二模塊的數量滿足如下關系：2Y+X＝n，4Y>n，其中n為一個上橋臂或一個下橋臂中所含的直流電容數目。

3.根據權利要求1所述的一種具有直流故障穿越能力的模塊化多電平變流器,其特征在于，在正常工作時使所有第二模塊中的半導體開關T7均導通，在出現短路故障時封鎖所有半導體開關的觸發信號,使所有半導體開關關斷,變流器進入閉鎖狀態。