[發(fā)明專利]一種具備雙向故障電流切除能力的MMC雙子模塊

在審

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• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112865506A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曄;王浩;史卓卿;郝穎琪
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M7/00;H02M7/483;H02M7/537;H02J3/36
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種具備雙向故障電流切除能力的MMC雙子模塊，其特征在于，包括兩個結(jié)構(gòu)相同的半橋子模塊HBSM₁和HBSM₂、一個連接電路和一個反向阻斷電路，其中，所述連接電路連接于HBSM₁和HBSM₂之間；所述反向阻斷電路與HBSM₁和HBSM₂并聯(lián)，其負(fù)極連接雙子模塊的正極，正極連接雙子模塊的負(fù)極，起到抑制吸收反向故障大電流的作用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具備雙向故障電流切除能力的MMC雙子模塊，其特征在于，所述HBSM₁由全控型功率開關(guān)管T1和T2、二極管D1和D2以及電容C1組成，其中，T1的源極與D1的正極、D2的負(fù)極、T2的漏極以及雙子模塊的正極連接，T1的漏極與D1的負(fù)極以及C1的正極連接，C1的負(fù)極與T2的源極以及D2的正極連接；

所述HBSM₂由全控型功率開關(guān)管T3和T4、二極管D3和D4以及電容C2組成，其中，T3的源極與D3的正極、D4的負(fù)極以及T4的漏極連接，T3的漏極與D3的負(fù)極以及C2的正極連接，C2的負(fù)極與T4的源極、D4的正極以及雙子模塊的負(fù)極連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具備雙向故障電流切除能力的MMC雙子模塊，其特征在于，所述連接電路由全控型功率開關(guān)管T5和二極管D5組成，T5的源極與D5的正極以及D2的正極連接，T5的漏極與D5的負(fù)極以及D4的負(fù)極連接，正常工作時，T5的導(dǎo)通方向與T1、T2、T3、T4的導(dǎo)通方向相反，在連接HBSM1和HBSM2的同時，起到阻止故障電流流經(jīng)HBSM1和HBSM2的作用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述具備雙向故障電流切除能力的MMC雙子模塊，其特征在于，所述全控型功率開關(guān)管為絕緣柵雙極型晶體管。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述具備雙向故障電流切除能力的MMC雙子模塊，其特征在于，正常工作時，HBSM₁和HBSM₂分別采用控制和調(diào)制策略，所述調(diào)制策略使用傳統(tǒng)HBSM模塊的MMC電路調(diào)制策略。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述具備雙向故障電流切除能力的MMC雙子模塊，其特征在于，所述反向阻斷電路由一個吸收電容C3和一個二極管D6組成，D6的負(fù)極連接MMC雙子模塊的正極，正極連接C3的一端，C3的另一端連接MMC雙子模塊的負(fù)極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述具備雙向故障電流切除能力的MMC雙子模塊，其特征在于，當(dāng)MMC發(fā)生直流側(cè)故障時，T1、T2、T3、T4、T5在第一時間停止工作并保持閉鎖狀態(tài)，以保護(hù)電源設(shè)備；當(dāng)故障電流i_sm從雙子模塊的正極流入時，C1和C2用來抑制故障電流的快速增長；當(dāng)故障電流從雙子模塊的負(fù)極流入時，故障電流只能經(jīng)過反向阻斷電路，被C3阻擋并快速抑制大電流的增大。