带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置，其包括：第一直流电容器、第二直流电容器、第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管、阻容吸收电路、均压电阻、第一隔离DC/DC稳压电源、第二隔离DC/DC稳压电源、变流模块控制器及旁路开关。该多电平变流器变流模块装置可使用较低耐压的半导体功率器件来实现较高电压的输出，降低模块化多电平变流器中变流模块的数量和变流器的整体成本，同时实现直流侧发生短路故障时的保护。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置，其包括：第一直流电容器、第二直流电容器、第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管、阻容吸收电路、均压电阻、第一隔离DC/DC稳压电源、第二隔离DC/DC稳压电源、变流模块控制器及旁路开关。该多电平变流器变流模块装置可使用较低耐压的半导体功率器件来实现较高电压的输出，降低模块化多电平变流器中变流模块的数量和变流器的整体成本，同时实现直流侧发生短路故障时的保护。【专利说明】带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置
本技术涉及电气自动化设备领域，特别是涉及一种带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置。
技术介绍
电压源变流器在高压应用时，一般都需要功率半导体器件串联来实现，或采用多电平变流器，如链式变流器和模块化多电平变流器(MMC变流器)。链式变流器的缺点是有多个独立的直流电源，使得其无法实现两台变流器的直流侧背靠背连接，或者应用于直流输电。已有的模块化多电平电压源变流器可以实现两台变流器的直流侧背靠背连接，但输出直流电压较高时由于其变流模块装置需要使用较高耐压的半导体功率器件，或需要使用更多的变流模块装置，使得装置整体成本较高，另外在直流侧短路时变流器无法通过闭锁半导体功率器件驱动脉冲使短路电流下降到零，需要承受较大的短路电流而等待交流输入断路器跳闸。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的是提出一种带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置，以克服现有技术之不足，使用较低耐压的半导体功率器件来实现较高电压的输出，降低模块化多电平变流器使用变流模块的数量，降低变流器整体成本，同时实现直流侧发生短路故障时的保护。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置，其包括:第一直流电容器、第二直流电容器、第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管、阻容吸收电路、均压电阻、第一隔离DC/DC稳压电源、第二隔离DC/DC稳压电源、变流模块控制器及旁路开关；所述第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关分别与所述第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管反并联连接；所述第一半导体开关的发射极和所述第二半导体开关的集电极相连接作为所述带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置的正极端，所述第三半导体开关的发射极和所述第四半导体开关的集电极相连接作为所述的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置的负极端；所述第一直流电容器的正极端与所述第一半导体开关的集电极、第一箝位二极管的阴极相连接；所述第一直流电容器的负极端与所述第二半导体开关的发射极、第五半导体开关的发射极、第二箝位二极管的阴极连接；所述的第二直流电容器的正极端与所述第三半导体开关的集电极、第五半导体开关的集电极、第一箝位二极管的阳极连接；所述的第二直流电容器的负极端与所述第四半导体开关的发射极、第二箝位二极管的阳极相连接；所述阻容吸收电路、均压电阻分别并联于所述第五半导体开关的集电极和发射极；所述第一隔离DC/DC稳压电源的正负输入端分别连接到所述第一直流电容器的正负端，所述第二隔离DC/DC稳压电源的正负输入端分别连接到所述第二直流电容器的正负端；所述第一隔离DC/DC稳压电源的负输出端和所述第二隔离DC/DC稳压电源的负输出端、变流模块控制器的稳压电源负输入端连接，所述的第一隔离DC/DC稳压电源的正输出端和所述第二隔离DC/DC稳压电源的正输出端、变流模块控制器的稳压电源正输入端连接；所述变流模块控制器的第一测量口与所述第一直流电容器耦合，所述变流模块控制器的第一测量口与所述的第二直流电容器耦合；所述的变流模块控制器的第一驱动口与第一半导体开关耦合，所述的变流模块控制器的第二驱动口与第二半导体开关耦合，所述的变流模块控制器的第三驱动口与第三半导体开关耦合，所述的变流模块控制器的第四驱动口与第四半导体开关耦合，所述的变流模块控制器的第五驱动口与第五半导体开关耦合；所述旁路开关的主触点两端分别连接到所述的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置的正极端和负极端，所述旁路开关的控制端连接到所述变流模块控制器的第六驱动口 ；所述的变流模块控制器的光纤驱动端和光纤接收端分别连接到模块化多电平变流器的控制器。优选地，所述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关和第五半导体开关的集电极分别与所述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管和第五续流二极管的阴极相连接，所述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关和第五半导体开关的发射极分别与所述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管和第五续流二极管的阳极相连接。优选地，所述的变流模块控制器的第一测量口的正负输入端分别连接到所述第一直流电容器的正负端，所述变流模块控制器第二测量口的正负输入端分别连接到所述第二直流电容器的正负端；所述变流模块控制器第一驱动口的集电端、门极端和发射端分别连接到所述第一半导体开关的集电极、门极和发射极，所述变流模块控制器的第二驱动口的集电端、门极端和发射端分别连接到所述第二半导体开关的集电极、门极和发射极，所述变流模块控制器的第三驱动口的集电端、门极端和发射端分别连接到所述第三半导体开关的集电极、门极和发射极，所述变流模块控制器第四驱动口的集电端、门极端和发射端分别连接到所述第四半导体开关的集电极、门极和发射极，所述变流模块控制器第五驱动口的集电端、门极端和发射端分别连接到所述第五半导体开关的集电极、门极和发射极。优选地，所述旁路开关为带机械闭锁功能的断路器或接触器。如上所述，本技术的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置具有以下有益效果:该多电平变流器变流模块装置可使用较低耐压的半导体功率器件来实现较高电压的输出，降低模块化多电平变流器中变流模块的数量和变流器的整体成本，同时实现直流侧发生短路故障时的保护。【专利附图】【附图说明】图1显示为本技术实施例的电路示意图。【具体实施方式】以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所示，该带短路保护的模块化多电平变流器变流模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置，其特征在于，其包括：第一直流电容器、第二直流电容器、第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管、阻容吸收电路、均压电阻、第一隔离DC/DC稳压电源、第二隔离DC/DC稳压电源、变流模块控制器及旁路开关；所述第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关分别与所述第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管反并联连接；所述第一半导体开关的发射极和所述第二半导体开关的集电极相连接作为所述带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置的正极端，所述第三半导体开关的发射极和所述第四半导体开关的集电极相连接作为所述的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置的负极端；所述第一直流电容器的正极端与所述第一半导体开关的集电极、第一箝位二极管的阴极相连接；所述第一直流电容器的负极端与所述第二半导体开关的发射极、第五半导体开关的发射极、第二箝位二极管的阴极连接；所述的第二直流电容器的正极端与所述第三半导体开关的集电极、第五半导体开关的集电极、第一箝位二极管的阳极连接；所述的第二直流电容器的负极端与所述第四半导体开关的发射极、第二箝位二极管的阳极相连接；所述阻容吸收电路、均压电阻分别并联于所述第五半导体开关的集电极和发射极；所述第一隔离DC/DC稳压电源的正负输入端分别连接到所述第一直流电容器的正负端，所述第二隔离DC/DC稳压电源的正负输入端分别连接到所述第二直流电容器的正负端；所述第一隔离DC/DC稳压电源的负输出端和所述第二隔离DC/DC稳压电源的负输出端、变流模块控制器的稳压电源负输入端连接，所述的第一隔离DC/DC稳压电源的正输出端和所述第二隔离DC/DC稳压电源的正输出端、变流模块控制器的稳压电源正输入端连接；所述变流模块控制器的第一测量口与所述第一直流电容器耦合，所述变流模块控制器的第一测量口与所述的第二直流电容器耦合；所述的变流模块控制器的第一驱动口与第一半导体开关耦合，所述的变流模块控制器的第二驱动口与第二半导体开关耦合，所述的变流模块控制器的第三驱动口与第三半导体开关耦合，所述的变流模块控制器的第四驱动口与第四半导体开关耦合，所述的变流模块控制器的第五驱动口与第五半导体开关耦合；所述旁路开关的主触点两端分别连接到所述的带短路保护的模块化多电平变流器变流模块装置的正极端和负极端，所述旁路开关的控制端连接到所述变流模块控制器的第六驱动口；所述的变流模块控制器的光纤驱动端和光纤接收端分别连接到模块化多电平变流器的控制器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文华，宋强，陈远华，李建国，刘文辉，
申请(专利权)人：张家港智电西威变流技术有限公司，刘思颖，
类型：新型
国别省市：江苏;32