[發明專利]電力電子變壓器系統的功率模塊在線更換控制裝置和方法

有效

• 申請號: 201910914648.2
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN112564508B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 段建華;黃秋燕;牛坤宏;楊志;邵丹薇
• 申請（專利權）人: 國創新能源汽車能源與信息創新中心(江蘇)有限公司
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 顧翰林

1.一種電力電子變壓器系統的功率模塊在線更換控制裝置，其特征在于，所述電力電子變壓器系統包括多個功率模塊，所述多個功率模塊的交流輸入端依次串聯，所述多個功率模塊的直流輸出端相并聯，每個所述功率模塊包括變壓器及位于所述變壓器一次側的第一AC/DC單元、DC/AC單元和位于所述變壓器二次側的第二AC/DC單元，所述第一AC/DC單元的交流側作為所述功率模塊的交流輸入端，所述第一AC/DC單元的直流側并聯有直流母線電容，所述第二AC/DC單元的直流側作為所述功率模塊的直流輸出端，所述功率模塊在線更換控制裝置包括對應每個所述功率模塊設置的第一旁路開關、第一輔助電源、第一控制模塊、第二旁路開關、第二輔助電源和第二控制模塊，其中，對應每個所述功率模塊，

所述第一旁路開關并聯于所述交流輸入端；

所述第一輔助電源與所述第一AC/DC單元的直流側相連，并分別與所述第一旁路開關和所述第一控制模塊相連，以從所述第一AC/DC單元的直流側取電和為所述第一旁路開關和所述第一控制模塊供電；

所述第一控制模塊分別與所述第一旁路開關、所述第二控制模塊、所述第一AC/DC單元和所述DC/AC單元相連，所述第一控制模塊用于在所述功率模塊需要更換時控制所述第一旁路開關閉合，并在所述功率模塊更換完成，且重新上電后控制所述第一旁路開關斷開和向所述第二控制模塊發送停止取電指令；

所述第二旁路開關串聯于所述直流輸出端；

所述第二輔助電源連接到外部電源，并分別與所述第二旁路開關和所述第二控制模塊相連，以從所述外部電源取電和為所述第二旁路開關和所述第二控制模塊供電；

所述第二控制模塊分別與所述第二旁路開關和所述第二AC/DC單元相連，所述第二控制模塊用于在所述功率模塊需要更換時控制所述第二旁路開關斷開，并在所述功率模塊更換完成后，控制所述第二旁路開關閉合，并控制更換后的功率模塊從所述第二AC/DC單元的直流側取電以為所述直流母線電容充電，以及根據所述停止取電指令控制更換后的功率模塊停止從所述第二AC/DC單元的直流側取電。

2.根據權利要求1所述的電力電子變壓器系統的功率模塊在線更換控制裝置，其特征在于，所述第二控制模塊以定頻或定移相角控制更換后的功率模塊從所述第二AC/DC單元的直流側取電。

3.根據權利要求1所述的電力電子變壓器系統的功率模塊在線更換控制裝置，其特征在于，所述電力電子變壓器系統為單相系統或三相系統。

4.一種基于權利要求1-3中任一項所述的電力電子變壓器系統的功率模塊在線更換控制裝置的功率模塊在線更換控制方法，其特征在于，包括：

在對應的功率模塊需要更換時，所述第一控制模塊控制所述第一旁路開關閉合，所述第二控制模塊控制所述第二旁路開關斷開；

在對應的功率模塊更換完成后，所述第二控制模塊控制所述第二旁路開關閉合，并控制更換后的功率模塊從所述第二AC/DC單元的直流側取電以為所述直流母線電容充電；

在所述直流母線電容的電壓升高至一定值時，所述第一輔助電源啟動，所述第一控制模塊重新上電；

所述第一控制模塊控制所述第一旁路開關斷開；

所述第一控制模塊向所述第二控制模塊發送停止取電指令；

所述第二控制模塊根據所述停止取電指令控制更換后的功率模塊停止從所述第二AC/DC單元的直流側取電。