[发明专利]一种新型模块化多电平换流器拓扑

摘要

一种新型模块化多电平换流器拓扑，涉及一种模块化多电平换流器。本发明是为了解决现有传统模块化多电平换流器电容电压波动幅值大、电容的容量大、功率密度低、所需模块数较多的问题。本发明通过修改传统模块化多电平换流器的上下功率子模块的连接方式，并添加中间功率模块，保留了传统模块化多电平换流器的优点，并克服了传统拓扑的部分不足；在输出相同电平数时，新型拓扑需要的模块数更少，有助于降低成本；在相同负载时，新型拓扑的电容电压波动更小，有助于减少模块化多电平换流器电容的容量，降低成本，减少损耗。本发明适用于高压大功率电能变换场合。

主权项

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。