一种带短路保护的三电平模块化多电平变流模块电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带短路保护的三电平模块化多电平变流模块电路，属于电气自动化设备领域。
【背景技术】
[0002]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。因此，需要一种带短路保护的模块化多电平变流模块电路来实现模块化多电平电压源变流器的直流侧短路保护。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提出一种带短路保护的三电平模块化多电平变流模块电路，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。
[0004]本实用新型提出的带短路保护的三电平模块化多电平变流模块电路，包括第一直流电容器Cl、第二直流电容器C2、第三直流电容器C3、第四直流电容器C4、第一箝位二极管D7、第二箝位二极管D8、第一半导体开关S1、第二半导体开关S2、第三半导体开关S3、第四半导体开关S4、第五半导体开关S5、第六半导体开关S6、第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、第五续流二极管D5、第六续流二极管D6、第一阻容吸收电路CS1/RS1、第二阻容吸收电路CS2/RS2、第一均压电阻RJ1、第二均压电阻RJ2、第一充电二极管D9、第二充电二极管D10、第一限流电阻RLl及第二限流电阻RL2 ;所述的第一半导体开关S1、第二半导体开关S2、第三半导体开关S3、第四半导体开关S4、第五半导体开关S5和第六半导体开关S6的集电极分别与所述的第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、第五续流二极管D5和第六续流二极管D6的阴极相连接，所述的第一半导体开关S1、第二半导体开关S2、第三半导体开关S3、第四半导体开关S4、第五半导体开关S5和第六半导体开关S6的发射极分别与所述的第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、第五续流二极管D5和第六续流二极管D6的阳极相连接；所述的第一半导体开关的发射极SI和第二半导体开关S2的集电极相连接作为带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路的正极端，所述的第三半导体开关S3的发射极和所述的第四半导体开关S4的集电极相连接作为带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路的负极端；所述的第一直流电容器Cl的正极端与所述的第一半导体开关SI的集电极相连接；所述的第二直流电容器C2的负极端与第二半导体开关S2的发射极以及第六半导体开关S6的发射极相连接；所述的第三直流电容器C3的正极端与第三半导体开关S3的集电极以及第五半导体开关S5的集电极相连接；所述的第四直流电容器C4的负极端与第四半导体开关S4的发射极相连接；所述的第一直流电容器Cl的负极端与第二直流电容器C2的正极端相连接后再连接到所述的第一箝位二极管D7的阴极，所述的第三直流电容器C3的负极端与所述的第四直流电容器C4的正极端相连接后再连接到第二箝位二极管D8的阳极；所述的第五半导体开关S5的发射极和第六半导体开关S6的集电极相连接后再连接到第一箝位二极管D7的阳极和第二箝位二极管D8的阴极；所述的第一阻容吸收电路CS1/RS1和所述的第一均压电阻RJl分别并联于第五半导体开关S5的集电极和发射极，所述的第二阻容吸收电路CS2/RS2和所述的第二均压电阻RJ2分别并联于所述的第六半导体开关S6的集电极和发射极；所述的第一充电二极管D9的阳极连接到第五半导体开关S5的集电极，所述的第一充电二极管D9的阴极连接到第一限流电阻RLl的一端，第一限流电阻RLl的另一端连接到第一半导体开关SI的集电极；所述的第二充电二极管DlO的阴极连接到所述的第六半导体开关S6的发射极，所述的第二充电二极管DlO的阳极连接到第二限流电阻RL2的一端，所述的第二限流电阻RL2的另一端连接到所述的第四半导体开关的发射极。
[0005]本实用新型提出的带短路保护的三电平模块化多电平变流模块电路，其优点是: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。基于本实用新型的带短路保护的三电平模块化多电平变流模块电路可以应用于柔性直流输电(VSC-HVDC)、静止同步补偿器(STATC0M)、高压变频调速、统一潮流控制器(UPFC)，等等。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型的带短路保护的三电平模块化多电平变流模块电路的电路原理图。
[0007]图2为本实用新型的带短路保护的三电平模块化多电平变流模块电路的一个实施例。
【具体实施方式】
[0008]本实用新型提出的带短路保护的三电平模块化多电平变流模块电路，包括第一直流电容器Cl、第二直流电容器C2、第三直流电容器C3、第四直流电容器C4、第一箝位二极管D7、第二箝位二极管D8、第一半导体开关S1、第二半导体开关S2、第三半导体开关S3、第四半导体开关S4、第五半导体开关S5、第六半导体开关S6、第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、第五续流二极管D5、第六续流二极管D6、第一阻容吸收电路CS1/RS1、第二阻容吸收电路CS2/RS2、第一均压电阻RJ1、第二均压电阻RJ2、第一充电二极管D9、第二充电二极管D10、第一限流电阻RLl及第二限流电阻RL2 ;所述的第一半导体开关S1、第二半导体开关S2、第三半导体开关S3、第四半导体开关S4、第五半导体开关S5和第六半导体开关S6的集电极分别与所述的第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、第五续流二极管D5和第六续流二极管D6的阴极相连接，所述的第一半导体开关S1、第二半导体开关S2、第三半导体开关S3、第四半导体开关S4、第五半导体开关S5和第六半导体开关S6的发射极分别与所述的第一续流二极管Dl、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、第五续流二极管D5和第六续流二极管D6的阳极相连接；所述的第一半导体开关的发射极SI和第二半导体开关S2的集电极相连接作为带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路的正极端，所述的第三半导体开关S3的发射极和所述的第四半导体开关S4的集电极相连接作为带短路保护的模块化多电平变流器变流模块电路的负极端；所述的第一直流电容器Cl的正极端与所述的第一半导体开关SI的集电极相连接；所述的第二直流电容器C2的负极端与第二半导体开关S2的发射极以及第六半导体开关S6的发射极相连接；所述的第三直流电容器C3的正极端与第三半导体开关S3的集电极以及第五半导体开关S5的集电极相连接；所述的第四直流电容器C4的负极端与第四半导体开关S4的发射极相连接；所述的第一直流电容器Cl的负极端与第二直流电容器C2的正极端相连接后再连接到所述的第一箝位二极管D7的阴极，所述的第三直流电容器C3的负极端与所述的第四直流电容器C4的正极端相连接后再连接到第二箝位二极管D8的阳极；所述的第五半导体开关S5的发射极和第六半导体开关S6的集电极相连接后再连接到第一箝位二极管D7的阳极和第二箝位二极管D8的阴极；所述的第一阻容吸收电路CS1/RS1和所述的第一均压电阻RJl分别并联于第五半导体开关S5的集电极和发射极，所述的第二阻容吸收电路CS2/RS2和所述的第二均压电阻RJ2分别并联于所述的第六半导体开关S6的集电极和发射极；所述的第一充电二极管D9的阳极连接到第五半导体开关S5的集电极，