[发明专利]一种直流能量耗散阀黑模块故障保护方法及装置

权利要求书

1.一种直流能量耗散阀黑模块故障保护方法，所述直流能量耗散阀包括串联连接在直流母线上的电抗器、电阻和至少两个功率模块；每个所述功率模块包括串联连接的第一IGBT和第二IGBT，分别与第一IGBT和第二IGBT反并联的二极管、以及与串联IGBT并联的电容；其特征在于，该方法包括步骤：

S1、当有黑模块故障发生时，判断该黑模块的电容电压U_c是否大于电容最大电压阈值U_cmax；若是则进行停机操作；若否则执行下一步骤；

S2、根据该黑模块的电容电压U_c是否大于击穿电压阈值，依次控制第一IGBT和第二IGBT导通，以将该黑模块泄压旁路；

S3、判断该黑模块是否可靠旁路，若是，则结束；若否，则返回步骤S1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率模块还包括第一稳压单元和第二稳压单元；

所述第一稳压单元和第二稳压单元的输出分别连接所述第一IGBT和第二IGBT的C、G端。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述黑模块故障包括功率模块中的旁路开关拒动且无法判断其工作状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述黑模块的电容电压U_c根据以下方法计算：

其中，U_dc为直流母线电压，i_r为直流能量耗散阀回路上的电流，R₀为电阻阻值，u_SMi为除黑模块外其余功率模块的电压，n为功率模块的数量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据该黑模块的电容电压U_c是否大于击穿电压阈值，依次控制第一IGBT和第二IGBT导通包括：

当U_cU_T2时，第二稳压单元击穿，使得所述第二IGBT导通，并将电容电压施加于第一IGBT两端，U_cU_T1，第一稳压单元击穿，使得所述第一IGBT导通；

其中，U_T1为第一稳压单元的击穿电压阈值，U_T2为第二稳压单元的击穿电压阈值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述U_T1和U_T2的取值满足以下条件：

U_v＜U_T1＜U_T2＜U_cmax

其中，U_v为功率模块的工作电压阈值，U_cmax为电容最大电压阈值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断该黑模块是否可靠旁路包括：

在预设检测时间内，判断电容电压U_c是否满足以下条件：

若满足，则判断该黑模块可靠旁路。

8.一种直流能量耗散阀黑模块故障保护装置，其特征在于，包括直流能量耗散阀和黑模块故障保护模块；

所述直流能量耗散阀包括串联连接在直流母线上的电抗器、电阻和至少两个功率模块；

所述黑模块故障保护模块连接各功率模块，当功率模块发生黑模块故障时，对其进行保护处理。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，每个所述功率模块包括串联连接的第一IGBT和第二IGBT，分别与第一IGBT和第二IGBT反并联的二极管、以及与串联IGBT并联的电容。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述黑模块故障保护模块用于：

S1、当有黑模块故障发生时，判断该黑模块的电容电压U_c是否大于电容最大电压阈值U_cmax；若是则进行停机操作；若否则执行下一步骤；

S2、根据该黑模块的电容电压U_c是否大于击穿电压阈值，依次控制第一IGBT和第二IGBT导通，以将该黑模块泄压旁路；

S3、判断该黑模块是否可靠旁路，若是，则结束；若否，则返回步骤S1。