[发明专利]T型三电平变流器功率模块

权利要求书

1.一种T型三电平变流器功率模块，包括T型三电平功率变换电路、IGBT驱动电 路、模拟量采集电路、模块控制器、LCL滤波电路、短路保护模块和双路±15V直流电 源供电电路；其特征在于：

T型三电平功率变换电路包括3相T型三电平IGBT模块、直流母线支撑电容组、高 频滤波电容组，所述3相T型三电平IGBT模块的直流侧依次并联高频滤波电容组、直 流母线电容组形成T型三电平功率变换电路的直流侧，3相T型三电平IGBT模块的交 流侧形成T型三电平功率变换电路的交流侧；

在T型三电平功率变换电路的直流侧母线正极和负极之间并联短路保护模块，所述 短路保护模块由1个晶闸管和1个电阻串联组成；

所述T型三电平功率变换电路的交流侧通过LCL滤波电路与交流电网相连，所述LCL 滤波电路由顺次连接的1个变流器侧三相电抗器、3个交流滤波电容器和1个电网侧三 相电抗器组成；

所述双路±15V直流电源供电电路是T型三电平变流器功率模块的供电电源，共包 含两路电源：第一路±15V电源的输入侧连接T型三电平功率变换电路与短路保护模块 之间的直流母线正极和负极，包括依次连接的1个输入滤波电容、1个DC/DC开关电源 模块和1个输出滤波电容；第二路±15V电源的输入侧连接在LCL电路中的变流器侧三 相电抗器和交流滤波电容器之间，包括依次连接1个单相二极管整流桥、1个输入滤波 电容、1个DC/DC开关电源模块和1个输出滤波电容。

模拟量采集电路包括T型三电平变流器功率模块直流输出侧模拟量采集电路和交流 输入侧模拟量采集电路，所述模拟量采集电路的输出侧与模块控制器的输入侧相连；

模块控制器接收模拟量采集电路上送的信息，通过计算处理后转化为SVPWM驱动脉 冲，或者接收中央控制器的控制指令形成驱动脉冲，将所述驱动脉冲下发至IGBT驱动 电路以控制T型三电平功率变换电路运行。

2.根据权利要求1所述的T型三电平变流器功率模块，其特征在于：

所述三相T型三电平IGBT模块共包含三相IGBT模块，每相T型三电平IGBT模块 包含4个IGBT，其中2个IGBT反并联连接，另外两个作为上管IGBT和下管IGBT分别 反并联一个续流二极管，反并联连接的2个IGBT、上管IGBT和下管IGBT星形连接，星 形连接的中点连接到T型三电平功率变换电路交流端的对应相，反并联连接的2个IGBT、 上管IGBT和下管IGBT星形的另一端分别连接至T型三电平功率变换电路直流侧的N极 端子、正极端子和负极端子。

3.根据权利要求1所述的T型三电平变流器功率模块，其特征在于：

模块控制器同时负责监控IGBT的运行状态、温度状态，还负责监控双路±15V电源 模块的状态。

4.根据权利要求1所述的T型三电平变流器功率模块，其特征在于：

T型三电平变流器功率模块具备IGBT短路保护，阀值为150uA；IGBT欠压保护，阀 值为12.8V；IGBT驱动电源检测保护,阀值为15.5V；IGBT温度保护，阀值为120℃，当 达到阀值时，模块控制器会执行IGBT封脉冲指令，断开故障的功率模块；同时模块控 制器将保护信息上送到中央控制器，由中央控制器跳开外部电气连接开关，彻底断开故 障变流器。

5.根据权利要求1所述的T型三电平变流器功率模块，其特征在于：

T型三电平变流器功率模块发生直流侧短路时，模块控制器监测到直流侧电压采样 和电流采样的异常变化，会及时触发短路保护模块，晶闸管以微秒级的速度快速导通， 对直流侧的短路能量进行泄放；同时模块控制器将保护信息上送到中央控制器，由中央 控制器跳开外部连接开关，彻底断开故障变流器。