技术特征：
1.一种变压式直流耗能装置，其特征在于，所述耗能装置包括四组开关桥臂和集中耗能模块；四组开关桥臂分别为上桥臂a1、上桥臂b1、下桥臂b2和下桥臂a2；每组开关桥臂由若干组开关模块组成；所述集中耗能模块包括串联设置的变压器和与变压器副边串联的集中耗能电阻。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个开关模块的电路结构均相同，包括开关管q1和压敏电阻mov1，开关管q1的集电极、发射极与压敏电阻mov1的两端并联，构成一组开关模块。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，上下桥臂各组开关模块之间通过开关管q1的集电极与发射极相连；上下桥臂从上到下，从左到右依次排列为上桥臂a1、上桥臂b1、下桥臂b2和下桥臂a2。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，集中耗能模块包括变压器t1与耗能电阻r1；变压器t1原边的一端与两组桥臂a1、b1尾端开关模块开关管q1的发射极相连，桥臂a1、b1的首端通过桥臂中首个开关模块中开关管q1的集电极与直流母线的正极相连；变压器t1原边的另一端与另外两组桥臂a2、b2首端首个开关模块的开关管q1的集电极相连，桥臂a2、b2的尾端通过尾端最后一组开关模块的开关管q1的发射极与直流母线的负极相连。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，变压器t1副边的两端分别与耗能电阻的两端连接，通过高压穿墙套管布置在室外，以便于释放耗能过程中产生的热量。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述开关管q1为功率半导体开关器件，开关管的基极为控制端，开关管的集电极为输入端，开关管的发射极为输出端。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每组开关桥臂均包括2组开关模块。8.一种如权利要求1-7中任一项所述的变压式直流耗能装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体为：将上桥臂a1，下桥臂a2分为一组桥臂，上桥臂b1，下桥臂b2分为另外一组桥臂，每组桥臂由相同的开关信号控制开关管的导通与关断；当直流母线电压上升时，对上桥臂a1与下桥臂a2中的开关管施加一定频率的pwm信号，控制开关管通断，上桥臂b1与下桥臂b2始终保持关断；或对上桥臂b1与下桥臂b2中的开关管施加一定频率的pwm信号，控制开关管通断，上桥臂a1与下桥臂a2始终保持关断；使变压器原边产生正向电流或反向电流；变压器副边产生感应电压，耗能电阻进行能量耗散；根据直流母线两端电压对施加在开关管的pwm信号进行调节，当耗能电阻电流大于设定值时，减小pwm信号的占空比，当耗能电阻电流小于设定值时，增大pwm信号的占空比，实现耗散功率的调节。9.一种如权利要求1-7中任一项所述的变压式直流耗能装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体为：将上桥臂a1，下桥臂a2分为一组桥臂，上桥臂b1，下桥臂b2分为另外一组桥臂，每组桥臂由相同的开关信号控制开关管的导通与关断；当直流母线电压上升时，对上桥臂a1与下桥臂a2中的开关管施加一定频率的pwm信号，同时对上桥臂b1与下桥臂b2中的开关管施加与其相反的pwm信号，使变压器原边产生一定频率的正负交变电流，同时副边产生感应电压，耗能电阻进行能量的耗散；当耗能电阻电流大于设定值时，减小pwm信号的占空比，当耗能电阻电流小于设定值时，增大pwm信号的占空
比，实现耗散功率的调节。
技术总结
本发明提出一种变压式直流耗能装置及其控制方法。所述装置无需设置水冷系统对其进行散热，将其并联在高压直流线路的正、负两极之间，通过在集中式耗能电阻与开关器件之间增加变压装置，降低了耗能电阻两端电压，减少了高压穿墙套管的使用，达到在能量耗散目的的同时降低设备整体成本，解决了耗能装置因高压穿墙套管而导致经济型较差的问题；采用耗能电阻与变压器副边直接串联方式，结构简单，可靠性高；配合桥臂中开关器件的通断可有效实现耗能电阻的投退。本发明所提出的耗能装置结构具有成本低，可靠性高的特点。可靠性高的特点。可靠性高的特点。
技术研发人员：尹来承 刘一琦 李炳坤 段昭宇 田育红 孙明哲 陈美儒 郭天是 尚子强 郑钧元
受保护的技术使用者：东北林业大学
技术研发日：2022.09.02
技术公布日：2022/11/29