[发明专利]一种新型模块化多电平换流器拓扑

权利要求书

1.一种新型模块化多电平换流器拓扑，其特征是：它包括三个顶端子模块(M1)、三个底端子模块(M5)、三个中间子模块(M3)、3n个上桥臂子模块(M2)、3n个下桥臂子模块(M4)、第一电抗器(1)、第二电抗器(2)、第三电抗器(3)、第四电抗器(4)、第五电抗器(5)和第六电抗器(6)，n为正整数；

所述三个顶端子模块(M1)并联组成顶端模块组(7)；三个底端子模块(M5)并联组成底端模块组(9)；三个中间子模块(M3)组成中间模块组(8)；所述三个中间子模块(M3)上分别带有输出端子a、b和c；

一个顶端子模块(M1)依次串联n个上桥臂子模块(M2)构成换流器第一相的上桥臂；

一个底端子模块(M5)依次串联n个下桥臂子模块(M4)构成换流器第一相的下桥臂；

第一相上桥臂和下桥臂间分别通过第一电抗器(1)和第二电抗器(2)与一个中间子模块(M3)相连，形成第一相电路；

一个顶端子模块(M1)依次串联n个上桥臂子模块(M2)构成换流器第二相的上桥臂；

一个底端子模块(M5)依次串联n个下桥臂子模块(M4)构成换流器第二相的下桥臂；

第二相上桥臂和第二相下桥臂间分别通过第三电抗器(3)和第四电抗器(4)与一个中间子模块(M3)相连，形成第二相电路；

一个顶端子模块(M1)依次串联n个上桥臂子模块(M2)构成换流器第三相的上桥臂；

一个底端子模块(M5)依次串联n个下桥臂子模块(M4)构成换流器第三相的下桥臂；

第三相上桥臂和第三相下桥臂间分别通过第五电抗器(5)和第六电抗器(6)与一个中间子模块(M3)相连，形成第三相电路；

顶端模块组(7)与直流电源的正极(P)相连，底端模块组(9)与直流电源的负极(N)相连；

每一相电路中的所有子模块的数量为N1个，所述N1为取值为：

N1＝(k–1)/2–1

式中：k为电平数。

2.根据要求1所述的一种新型模块化多电平换流器拓扑，其特征在于顶端模块组(7)的具体电路结构为：第一相电路中的顶端子模块(M1)包括一号可控开关(S11)和二号可控开关(S12)；第二相电路中的顶端子模块(M1)包括三号可控开关(S13)和四号可控开关(S14)；第三相电路中的顶端子模块(M1)包括五号可控开关(S15)和六号可控开关(S16)；

所述一号可控开关(S11)的集电极、三号可控开关(S13)的集电极和五号可控开关(S15)的集电极同时与直流电源的正极(P)相连；

所述二号可控开关(S12)的发射极、四号可控开关(S14)的发射极和六号可控开关(S16)的发射极连接；

一号可控开关(S11)的发射极与二号可控开关(S12)的集电极连接，且引出第一接线端子(10)；

三号可控开关(S13)的发射极与四号可控开关(S14)的集电极连接，且引出第二接线端子(11)；

五号可控开关(S15)的发射极与六号可控开关(S16)的集电极连接，且引出第三接线端子(12)。

3.根据要求1所述的一种新型模块化多电平换流器拓扑，其特征在于底端模块组(9)的具体电路结构为：第一相电路中的底端子模块(M5)包括七号可控开关(S51)和八号可控开关(S52)；第二相电路中的顶端子模块(M5)包括九号可控开关(S53)和十号可控开关(S54)；第三相电路中的顶端子模块(M1)包括十一号可控开关(S55)和十二号可控开关(S56)；

所述七号可控开关(S51)的集电极、九号可控开关(S53)的集电极和十一号可控开关(S55)的集电极连接；

所述八号可控开关(S52)的发射极、十号可控开关(S54)的发射极和十二号可控开关(S56)的发射极同时与直流电源的负极(N)相连；

七号可控开关(S51)的发射极与八号可控开关(S12)的集电极连接，且引出第四接线端子(13)；

九号可控开关(S53)的发射极与十号可控开关(S54)的集电极连接，且引出第五接线端子(14)；

十一号可控开关(S55)的发射极与十二号可控开关(S56)的集电极连接，且引出第六接线端子(15)。