[发明专利]新型的模块化多电平逆变器

摘要

本发明涉及一种新型的模块化多电平逆变器，包括直流电源、模块化多电平控制器及电网，模块化多电平控制器与直流电源连接，电网与模块化多电平控制器连接。本发明用快速晶闸管和门极可关断晶闸管GTO代替IGBT，能够在满足传统三相模块化多电平逆变器全部性能及功能的前提下节约成本；同时，本发明提出的新型拓扑结构，易于用在模块化多电平变换器中，在提高电力电子装置容量的同时，降低成本。

主权项

一种新型的模块化多电平逆变器，其特征在于：包括直流电源（1）、模块化多电平控制器（2）及电网（3），模块化多电平控制器（2）与直流电源（1）连接，电网（3）与模块化多电平控制器（2）连接；模块化多电平控制器（2）是由六个桥臂和电抗器（10）组成，电抗器（10）连接桥臂；每个桥臂均由2N个SM子模块（11）及缓冲电感（12）组成，SM子模块（11）相互串联后连接缓冲电感（12）；六个桥臂分为第一桥臂（4）、第二桥臂（5）、第三桥臂（6）、第四桥臂（7）、第五桥臂（8）和第六桥臂（9）；第一桥臂（4）与第四桥臂（7）串联，第二桥臂（5）与第五桥臂（8）串联，第三桥臂（6）与第六桥臂（9）串联；第一桥臂（4）与第二桥臂（5）及第三桥臂（6）并联，第四桥臂（7）与第五桥臂（8）及第六桥臂（9）并联；SM子模块（11）由第一晶闸管（13）、第二晶闸管（14）、第三晶闸管（15）、第四晶闸管（16）、第一续流二极管（17）、第二续流二极管（18）、第三续流二极管（19）、第四续流二极管（20）、第一吸收电容（21）、第二吸收电容（22）、第三吸收电容（23）第四吸收电容（24）第五吸收电容（25）、第六吸收电容（26）、第一GTO（27）、第二GTO（28）、第一反向二极管（29）、第二反向二极管（30）、第一正向二极管（31）、第二正向二极管（32）、驱动电路（33）、控制电路（34）、子模块电容（35）组成；第一晶闸管（13）与第一续流二极管（17）及第一吸收电容（21）并联后与第一GTO（27）串联并与第二晶闸管（14）串联；第一GTO（27）与第二吸收电容（22）并联组成的并联支路一端连接到第一反向二极管（29）的阴极，另一端再与第一正向二极管（31）的阳极连接，第一正向二极管（31）的阴极一端与第一反向二极管（29）的阳极一端连接；第二晶闸管（14）与第二续流二极管（18）及第三吸收电容（23）并联；第三晶闸管（15）与第三续流二极管（19）及第四吸收电容（24）并联后与第二GTO（28）串联并与第四晶闸管（16）串联；第二GTO（28）与第五吸收电容（25）并联组成的并联支路一端连接到第二反向二极管（30）的阴极，另一端再与第二正向二极管（32）的阳极连接，第二正向二极管（32）的阴极一端与第二反向二极管（30）的阳极一端连接；第四晶闸管（16）与第四续流二极管（20）及第六吸收电容（26）并联；第一晶闸管（13）与第一GTO（27）及第二晶闸管（14）的串联组与第三晶闸管（15）与第二GTO（28）及第四晶闸管（16）的串联组并联；控制电路（34）分别与检测电路（33）及SM子模块（11）连接；子模块电容（35）并联在第一晶闸管（13）的阳极及第二晶闸管（14）的阴极之间。