帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)提供一種帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置，其包括：第一直流電容器、第二直流電容器、第一箝位二極管、第二箝位二極管、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)、第五半導(dǎo)體開關(guān)、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管、第五續(xù)流二極管、阻容吸收電路、均壓電阻、第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、變流模塊控制器及旁路開關(guān)。該多電平變流器變流模塊裝置可使用較低耐壓的半導(dǎo)體功率器件來實現(xiàn)較高電壓的輸出，降低模塊化多電平變流器中變流模塊的數(shù)量和變流器的整體成本，同時實現(xiàn)直流側(cè)發(fā)生短路故障時的保護(hù)。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)提供一種帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置，其包括：第一直流電容器、第二直流電容器、第一箝位二極管、第二箝位二極管、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)、第五半導(dǎo)體開關(guān)、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管、第五續(xù)流二極管、阻容吸收電路、均壓電阻、第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、變流模塊控制器及旁路開關(guān)。該多電平變流器變流模塊裝置可使用較低耐壓的半導(dǎo)體功率器件來實現(xiàn)較高電壓的輸出，降低模塊化多電平變流器中變流模塊的數(shù)量和變流器的整體成本，同時實現(xiàn)直流側(cè)發(fā)生短路故障時的保護(hù)。【專利說明】帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置
本技術(shù)涉及電氣自動化設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置。
技術(shù)介紹
電壓源變流器在高壓應(yīng)用時，一般都需要功率半導(dǎo)體器件串聯(lián)來實現(xiàn)，或采用多電平變流器，如鏈?zhǔn)阶兞髌骱湍K化多電平變流器(MMC變流器)。鏈?zhǔn)阶兞髌鞯娜秉c是有多個獨立的直流電源，使得其無法實現(xiàn)兩臺變流器的直流側(cè)背靠背連接，或者應(yīng)用于直流輸電。已有的模塊化多電平電壓源變流器可以實現(xiàn)兩臺變流器的直流側(cè)背靠背連接，但輸出直流電壓較高時由于其變流模塊裝置需要使用較高耐壓的半導(dǎo)體功率器件，或需要使用更多的變流模塊裝置，使得裝置整體成本較高，另外在直流側(cè)短路時變流器無法通過閉鎖半導(dǎo)體功率器件驅(qū)動脈沖使短路電流下降到零，需要承受較大的短路電流而等待交流輸入斷路器跳閘。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本技術(shù)的目的是提出一種帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，使用較低耐壓的半導(dǎo)體功率器件來實現(xiàn)較高電壓的輸出，降低模塊化多電平變流器使用變流模塊的數(shù)量，降低變流器整體成本，同時實現(xiàn)直流側(cè)發(fā)生短路故障時的保護(hù)。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本技術(shù)提供一種帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置，其包括:第一直流電容器、第二直流電容器、第一箝位二極管、第二箝位二極管、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)、第五半導(dǎo)體開關(guān)、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管、第五續(xù)流二極管、阻容吸收電路、均壓電阻、第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、變流模塊控制器及旁路開關(guān)；所述第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)、第五半導(dǎo)體開關(guān)分別與所述第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管、第五續(xù)流二極管反并聯(lián)連接；所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接作為所述帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置的正極端，所述第三半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和所述第四半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接作為所述的帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置的負(fù)極端；所述第一直流電容器的正極端與所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、第一箝位二極管的陰極相連接；所述第一直流電容器的負(fù)極端與所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極、第五半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極、第二箝位二極管的陰極連接；所述的第二直流電容器的正極端與所述第三半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、第五半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、第一箝位二極管的陽極連接；所述的第二直流電容器的負(fù)極端與所述第四半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極、第二箝位二極管的陽極相連接；所述阻容吸收電路、均壓電阻分別并聯(lián)于所述第五半導(dǎo)體開關(guān)的集電極和發(fā)射極；所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正負(fù)輸入端分別連接到所述第一直流電容器的正負(fù)端，所述第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正負(fù)輸入端分別連接到所述第二直流電容器的正負(fù)端；所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸出端和所述第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸出端、變流模塊控制器的穩(wěn)壓電源負(fù)輸入端連接，所述的第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸出端和所述第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸出端、變流模塊控制器的穩(wěn)壓電源正輸入端連接；所述變流模塊控制器的第一測量口與所述第一直流電容器耦合，所述變流模塊控制器的第一測量口與所述的第二直流電容器耦合；所述的變流模塊控制器的第一驅(qū)動口與第一半導(dǎo)體開關(guān)耦合，所述的變流模塊控制器的第二驅(qū)動口與第二半導(dǎo)體開關(guān)耦合，所述的變流模塊控制器的第三驅(qū)動口與第三半導(dǎo)體開關(guān)耦合，所述的變流模塊控制器的第四驅(qū)動口與第四半導(dǎo)體開關(guān)耦合，所述的變流模塊控制器的第五驅(qū)動口與第五半導(dǎo)體開關(guān)耦合；所述旁路開關(guān)的主觸點兩端分別連接到所述的帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置的正極端和負(fù)極端，所述旁路開關(guān)的控制端連接到所述變流模塊控制器的第六驅(qū)動口 ；所述的變流模塊控制器的光纖驅(qū)動端和光纖接收端分別連接到模塊化多電平變流器的控制器。優(yōu)選地，所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)和第五半導(dǎo)體開關(guān)的集電極分別與所述的第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管和第五續(xù)流二極管的陰極相連接，所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)和第五半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極分別與所述的第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管和第五續(xù)流二極管的陽極相連接。優(yōu)選地，所述的變流模塊控制器的第一測量口的正負(fù)輸入端分別連接到所述第一直流電容器的正負(fù)端，所述變流模塊控制器第二測量口的正負(fù)輸入端分別連接到所述第二直流電容器的正負(fù)端；所述變流模塊控制器第一驅(qū)動口的集電端、門極端和發(fā)射端分別連接到所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、門極和發(fā)射極，所述變流模塊控制器的第二驅(qū)動口的集電端、門極端和發(fā)射端分別連接到所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、門極和發(fā)射極，所述變流模塊控制器的第三驅(qū)動口的集電端、門極端和發(fā)射端分別連接到所述第三半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、門極和發(fā)射極，所述變流模塊控制器第四驅(qū)動口的集電端、門極端和發(fā)射端分別連接到所述第四半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、門極和發(fā)射極，所述變流模塊控制器第五驅(qū)動口的集電端、門極端和發(fā)射端分別連接到所述第五半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、門極和發(fā)射極。優(yōu)選地，所述旁路開關(guān)為帶機(jī)械閉鎖功能的斷路器或接觸器。如上所述，本技術(shù)的帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置具有以下有益效果:該多電平變流器變流模塊裝置可使用較低耐壓的半導(dǎo)體功率器件來實現(xiàn)較高電壓的輸出，降低模塊化多電平變流器中變流模塊的數(shù)量和變流器的整體成本，同時實現(xiàn)直流側(cè)發(fā)生短路故障時的保護(hù)。【專利附圖】【附圖說明】圖1顯示為本技術(shù)實施例的電路示意圖。【具體實施方式】以下通過特定的具體實例說明本技術(shù)的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本技術(shù)的其他優(yōu)點與功效。本技術(shù)還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本技術(shù)的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請參閱圖1。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本技術(shù)的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本技術(shù)中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。如圖1所示，該帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置，其特征在于，其包括：第一直流電容器、第二直流電容器、第一箝位二極管、第二箝位二極管、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)、第五半導(dǎo)體開關(guān)、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管、第五續(xù)流二極管、阻容吸收電路、均壓電阻、第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源、變流模塊控制器及旁路開關(guān)；所述第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)、第五半導(dǎo)體開關(guān)分別與所述第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管、第五續(xù)流二極管反并聯(lián)連接；所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接作為所述帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置的正極端，所述第三半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和所述第四半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接作為所述的帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置的負(fù)極端；所述第一直流電容器的正極端與所述第一半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、第一箝位二極管的陰極相連接；所述第一直流電容器的負(fù)極端與所述第二半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極、第五半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極、第二箝位二極管的陰極連接；所述的第二直流電容器的正極端與所述第三半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、第五半導(dǎo)體開關(guān)的集電極、第一箝位二極管的陽極連接；所述的第二直流電容器的負(fù)極端與所述第四半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極、第二箝位二極管的陽極相連接；所述阻容吸收電路、均壓電阻分別并聯(lián)于所述第五半導(dǎo)體開關(guān)的集電極和發(fā)射極；所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正負(fù)輸入端分別連接到所述第一直流電容器的正負(fù)端，所述第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正負(fù)輸入端分別連接到所述第二直流電容器的正負(fù)端；所述第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸出端和所述第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的負(fù)輸出端、變流模塊控制器的穩(wěn)壓電源負(fù)輸入端連接，所述的第一隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸出端和所述第二隔離DC/DC穩(wěn)壓電源的正輸出端、變流模塊控制器的穩(wěn)壓電源正輸入端連接；所述變流模塊控制器的第一測量口與所述第一直流電容器耦合，所述變流模塊控制器的第一測量口與所述的第二直流電容器耦合；所述的變流模塊控制器的第一驅(qū)動口與第一半導(dǎo)體開關(guān)耦合，所述的變流模塊控制器的第二驅(qū)動口與第二半導(dǎo)體開關(guān)耦合，所述的變流模塊控制器的第三驅(qū)動口與第三半導(dǎo)體開關(guān)耦合，所述的變流模塊控制器的第四驅(qū)動口與第四半導(dǎo)體開關(guān)耦合，所述的變流模塊控制器的第五驅(qū)動口與第五半導(dǎo)體開關(guān)耦合；所述旁路開關(guān)的主觸點兩端分別連接到所述的帶短路保護(hù)的模塊化多電平變流器變流模塊裝置的正極端和負(fù)極端，所述旁路開關(guān)的控制端連接到所述變流模塊控制器的第六驅(qū)動口；所述的變流模塊控制器的光纖驅(qū)動端和光纖接收端分別連接到模塊化多電平變流器的控制器。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉文華，宋強(qiáng)，陳遠(yuǎn)華，李建國，劉文輝，
申請(專利權(quán))人：張家港智電西威變流技術(shù)有限公司，劉思穎，
類型：新型
國別省市：江蘇;32