[發(fā)明專利]一種三電平四橋臂T型容錯變流器及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510018514.4
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104578865B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建忠;徐帥;姜永將;胡省
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種三電平四橋臂T型容錯變流器，其特征在于，包括直流輸入電路(1)、三電平T型變流器(2)、故障隔離電路(3)、冗余橋臂(4)、容錯橋(5)、直流母線中點(diǎn)電壓控制電路(6)和交流輸出電路(7)；

所述直流輸入電路(1)由兩個電解電容C₁和C₂串聯(lián)構(gòu)成，分別為上電解電容C₁和下電解電容C₂；

冗余橋臂(4)與三電平T型變流器(2)并聯(lián)后接至直流輸入電路(1)的兩端；冗余橋臂(4)中點(diǎn)通過容錯橋(5)接至交流輸出電路(7)的一端；直流母線中點(diǎn)電壓控制電路(6)一端接至冗余橋臂(4)，另一端接至直流輸入電路(1)的中點(diǎn)；故障隔離電路(3)接至三電平T型變流器；交流輸出電路(7)一端接至三電平T型變流器(2)，另一端與負(fù)載或電網(wǎng)連接；

三電平T型變流器(2)包括中點(diǎn)箝位型橋臂(21)和兩電平橋臂(22)；中點(diǎn)箝位型橋臂(21)一端連接至兩電平橋臂(22)的中點(diǎn)，另一端連接至直流輸入電路(1)的中點(diǎn)；

冗余橋臂(4)包括兩個快速熔斷器F_Rp、F_Rn、冗余橋臂功率開關(guān)管S_R1、S_R2；

直流母線中點(diǎn)電壓控制電路(6)包括儲能電感L_N和繼電器開關(guān)S_N；

交流輸出電路(7)包括三相LC濾波回路，用于濾除變流器功率開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷過程的高頻開關(guān)毛刺和高次諧波電流分量；

所述故障隔離電路(3)包括上輔助電容上輔助電容C_p、下輔助電容C_n、上晶閘管T_xp、下晶閘管T_xn、上橋臂快速熔斷器F_xp和下橋臂快速熔斷器F_xn；其中x＝a，b，c；當(dāng)隔離A相功率開關(guān)管的故障時，x＝a；當(dāng)隔離B相功率開關(guān)管的故障時，x＝b；當(dāng)隔離C相功率開關(guān)管的故障時，x＝c；

電源正極接入上輔助電容C_p和上橋臂快速熔斷器F_xp，經(jīng)過上輔助電容C_p的一路接入上晶閘管T_xp陽極，并由上晶閘管T_xp陰極接入下橋臂快速熔斷器F_xn進(jìn)口端；經(jīng)過上橋臂快速熔斷器F_xp的一路分為兩個支路，該兩個支路一路通過上橋臂功率開關(guān)管S_x1后接入下橋臂功率開關(guān)管S_x4，另一路接入下晶閘管T_xn陽極；下橋臂功率開關(guān)管S_x4接入下橋臂快速熔斷器F_xn的進(jìn)口端；而下晶閘管T_xn陰極通過下輔助電容C_n接入電源負(fù)極；下橋臂快速熔斷器F_xn的出口端接入電源負(fù)極；

所述容錯橋(5)包括兩組雙向可控常開晶閘管，具體為冗余-故障晶閘管T_x1和中點(diǎn)-輸出晶閘管T_x2；所述冗余-故障晶閘管T_x1將冗余橋臂(4)連接入交流輸出電路(7)；所述中點(diǎn)-輸出晶閘管T_x2將中點(diǎn)箝位型橋臂(21)連接入交流輸出電路；其中x＝a，b，c分別對應(yīng)A、B、C三相；

所述冗余橋臂(4)電路中，快速熔斷器包括上快速熔斷器F_Rp和下快速熔斷器F_Rn；冗余橋臂功率開關(guān)管包括上冗余橋臂功率開關(guān)管S_R1和下冗余橋臂功率開關(guān)管S_R2；

電源正極通過上快速熔斷器F_Rp接入上冗余橋臂功率開關(guān)管S_R1；通過該開關(guān)管的電路分為兩路，一路接入容錯橋(5)和直流母線中點(diǎn)電壓控制電路(6)，另一路依次通過下冗余橋臂功率開關(guān)管S_R2和下快速熔斷器F_Rn后接入電源負(fù)極。