[發(fā)明專利]一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源及其控制方法

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• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107565835A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 殷冠賢;謝曄源;朱銘煉;姜田貴;連建陽;李建春;張中鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領域，涉及一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著大功率電力電子產(chǎn)品的需求往電壓更高、功率容量更大的方向發(fā)展，兩電平或三電平技術(shù)已經(jīng)滿足不了日益增加的電壓和容量的需求，越來越多的大功率電力電子產(chǎn)品采用模塊化多電平拓撲，例如在高壓大功率領域的柔性直流輸電電壓源換流器或鏈式靜止同步補償器多采用模塊化多電平拓撲。

閥組的試驗對模塊化多電平電壓源換流器中主要由可關(guān)斷半導體器件組成的子模塊構(gòu)建與實際工況相同或相近的電壓應力、電流應力和熱應力等試驗環(huán)境是提高模塊化多電平電壓源換流器可靠性的重要試驗手段。功率模塊試驗裝置在運行時需要補能電源不斷的提供能量以使得閥組試驗穩(wěn)定地進行，如果補能電源輸出的能量不能及時補充到閥組中，閥組中子模塊的電容電壓將快速跌落，閥組試驗將不能繼續(xù)進行。

由于閥組的子模塊中的儲能電容的電壓在穩(wěn)態(tài)運行時會有較大的周期性波動，包含較大的基波頻率和二倍基波頻率波動，此時補能電源的輸出電壓也會跟著產(chǎn)生較大的波動，輸出的電流和電壓含有較多的低次諧波，若補能電源沒有抑制低次諧波的措施，低次諧波將通過補能電源嚴重影響電網(wǎng)電能質(zhì)量，另外閥組的子模塊中的儲能電容的電壓波動也對補能電源的輸出調(diào)節(jié)提出了嚴格的要求，另外不同的電壓、電流需求也對整流橋所受的電壓、電流應力和整流橋配置的靈活性提出了要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源，可提供功率模塊試驗裝置運行所需的功率和電壓，輸出電壓跟隨子模塊的周期性波動電壓，通過整流橋串聯(lián)方式減少了單個整流橋所受的電壓和電流應力，靈活配置整流橋個數(shù)適應不同的電壓、電流需求，同時通過變壓器繞組的移相極大地減少了因為補能電源輸出電壓跟隨子模塊電壓的周期波動而產(chǎn)生的低次諧波對電網(wǎng)的影響。

本發(fā)明采用下述方案實現(xiàn)：

1、一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源，其改進之處在于，所述用于功率模塊試驗裝置的補能電源包含變壓器、整流橋、輸出電抗、輸出防反二極管，變壓器的每個輸出端連接至一個所述整流橋的輸入端，不同的整流橋通過輸出端逐一串聯(lián)組成整流橋串聯(lián)支路，所述整流橋串聯(lián)支路通過輸出端和輸出電抗、輸出防反二極管、輸出開關(guān)串聯(lián)后再與閥組中的子模塊的儲能電容并聯(lián)。

其中，所述的閥組，由至少一個子模塊串聯(lián)組成。

其中，所述的整流橋，由半導體開關(guān)組成。

其中，一種試驗方法，用于所述的用于功率模塊試驗裝置的補能電源，其改進之處在于，所述方法包括下述步驟：

A、使所述變壓器和整流橋帶電；

B、調(diào)節(jié)所述整流橋的輸出電壓，使得所述補能電源輸出電壓達到預定值；

C、閉合輸出開關(guān)，所述補能電源輸出電壓隨子模塊中的儲能電容的電壓波動的同時，輸出功率模塊試驗裝置所需提供的電能；

D、待功率模塊試驗裝置試驗結(jié)束或出現(xiàn)故障，跳開所述輸出開關(guān)，閉鎖所述補能電源。

本發(fā)明達到的有益效果是：

1、本發(fā)明提供的一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源，可快速補充功率模塊試驗裝置所需能量，避免了因能量缺失導致閥組中子模塊的電容電壓的快速跌落，保障了功率模塊試驗裝置穩(wěn)定運行。

2、本發(fā)明提供的一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源，輸出防反二極管消除了補能電源輸出電壓比閥組中子模塊電壓低時對其的牽制，使得補能電源因閥組中子模塊的電壓波動引起的諧波消除了一半。

3、本發(fā)明提供的一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源，通過變壓器繞組的移相極大地降低了補能電源或電網(wǎng)的低次諧波，使得電網(wǎng)受試驗系統(tǒng)的影響減少到最小。

4、本發(fā)明提供的一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源，通過整流橋串聯(lián)方式減少了單個整流橋所受的電壓和電流應力，靈活配置整流橋個數(shù)適應不同的電壓需求和電流需求。

5、本發(fā)明提供的一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源，能跟隨子模塊的電容電壓周期性或暫態(tài)的波動。

6、本發(fā)明提供的一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源，通過對補能電源運行過程的監(jiān)視，判定補能電源是否有故障，若有故障，啟動保護動作，待故障解除后再解除保護動作，保證了功率模塊試驗裝置和補能電源在試驗過程中的安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種用于功率模塊試驗裝置的補能電源的結(jié)構(gòu)圖

圖2至圖4是本發(fā)明提供的所述整流橋的結(jié)構(gòu)圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。