[发明专利]一种MMC功率模块保护晶闸管转折电压自动测试装置及方法

说明书

本发明公开了种MMC功率模块保护晶闸管转折电压自动测试装置及方法，该装置包括主要包括电源、变压器T、整流桥、IGBT全桥逆变器、电加热夹具、电压表、电流表、整流桥控制器、IGBT控制器以及温度控制器。本发明所提供的MMC功率模块保护晶闸管转折电压自动测试装置可分别模拟失控的半桥功率模块和全桥功率模块中保护晶闸管的实际运行工况，并通过自动调节整流桥触发角度实现测试电压的自动精准调节，可以准确的自动测试晶闸管的转折电压，从而更精准的筛选适用于功率模块的晶闸管，降低由于IGBT元件击穿导致的功率模块损坏的损失，降低整个换流器被迫停运的概率，提高系统运行的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种MMC功率模块保护晶闸管转折电压自动测试装置及方法。

背景技术

随着柔性直流输电技术的快速发展，模块化多电平换流器(Modular MultilevelConverter，MMC)已被应用到工程上。该种形式的换流器由数以千计的功率模块(拓扑见图1、图2)组成，某一功率模块如果失去控制(IGBT无法触发)导致电容电压升高，将导致该功率模块内IGBT过压击穿形成开路状态，最终引起整个换流器被迫停运。虽然在功率模块端口增加的旁路开关，在模块故障时旁路开关闭合从而将故障模块旁路。但是旁路开关可能存在拒动的问题，为了解决该问题，在功率模块端口增加了保护晶闸管。如果功率模块失去控制，在旁路开关拒动的情况下，模块电容电压升高并超过晶闸管的转折电压，该保护晶闸管将被击穿并形成通路，不影响换流器的运行。因此，筛选除合格转折电压范围内的晶闸管尤为重要。但目前保护晶闸管的转折电压的测试方法与功率模块实际运行工况不一致，导致保护晶闸管筛转折电压偏差较大。

发明内容

为了解决目前保护晶闸管的转折电压的测试方法与功率模块实际运行工况不一致，导致保护晶闸管筛转折电压偏差较大的问题，本发明实施例提供了一种MMC功率模块保护晶闸管转折电压自动测试装置及方法

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种MMC功率模块保护晶闸管转折电压自动测试装置，包括：

电源；

变压器，其一次侧和电源相连接；

整流桥，其输入端和所述变压器的二次侧相连接，用以输出直流电压；

IGBT全桥逆变器，其和整流桥的输出端相连接，并根据控制命令来输出不同电压波形，所述IGBT全桥逆变器包括Q1、Q2、Q3、Q4四个开关，所述Q1、Q2、Q3、Q4四个开关顺时针依次串接形成回路；

电加热夹具，其一电源接口端连接在Q1和Q4开关之间，另一电源接口端连接在Q2开关和Q3开关之间；所述电加热夹具用于对被试晶闸管进行加热测试；

电压表，其用于测量被试晶闸管的实时电压；

电流表，其用于测量被试晶闸管的实时电流；

整流桥控制器，其和整流桥的输入端相连接，用以控制整流桥触发角度和触发脉冲；

IGBT控制器，其和IGBT全桥逆变器相连接，用以控制Q1、Q2、Q3、Q4的开关组合以及时序；

温度控制器，其和电加热夹具相连接，用以控制电加热夹具的加热温度。

进一步地，所述的MMC功率模块保护晶闸管转折电压自动测试装置还包括：人机操作界面，所述人机操作界面分别和整流桥控制器、IGBT控制器、温度控制器相连接，用以输出操作指令至整流桥控制器、IGBT控制器、温度控制器中。

进一步地，所述人机操作界面还分别电压表、电流表以及电加热夹具相连接，用以接收被试晶闸管实时电压、实时电流、实时温度信号。

进一步地，在所述整流桥和IGBT全桥逆变器之间并接有电容器。