[发明专利]一种基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器

权利要求书

1.一种基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，包括多个桥臂，每个桥臂包括N个结构相同的子模块SM，其中N为正整数，其特征在于：

所述子模块SM包括：IGCT半桥模块；

所述IGCT半桥模块包括串联的两个IGCT器件S1与S2，和二极管D1与D2；

所述IGCT器件S1的阴极与所述IGCT器件S2的阳极相连，所述IGCT器件S1和S2分别与所述二极管D1和D2反并联连接。

2.如权利要求1所述的基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，其中所述子模块SM进一步包括吸收电路，所述吸收电路包括电容RC1、电阻CR1和电容RC2、电阻CR2。

3.如权利要求1所述的基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，所述子模块SM进一步包括驱动电源，所述驱动电源包括具有一个输出端的两个独立电源，或包括具有二个输出端的单个独立电源；所述驱动电源的输入端与外部电源连接；所述驱动电源的输出端分别与所述IGCT器件S1和S2的门极驱动GDU1和GDU2的输入端相连。

4.如权利要求1所述的基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，所述子模块SM进一步包括缓冲电路，所述缓冲电路包括阳极电感LA，电阻RA，二极管DA和电容CCL；所述电阻RA与所述二极管DA串联连接后，与所述阳极电感LA并联；所述阳极电感LA的一端连接所述电阻RA，另一端连接所述二极管DA的正极；所述二极管DA的正极与所述IGCT器件S1的阳极相连；所述二极管DA的负极与所述电容CCL的一端相连，所述电容CCL的另一端与所述IGCT器件S2的阴极相连。

5.如权利要求1所述的基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，所述子模块SM进一步包括电压采集电路，所述电压采集电路包括分压电阻RVD和电压传感器LVD，所述电压采集电路与缓冲电路和直流电容并联连接，所述电压传感器LVD的输出端连接子模块控制器的采样输入端。

6.如权利要求1所述的基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，所述子模块SM进一步包括直流电容，所述直流电容包括1个电容或者串联/并联的多个电容，所述直流电容的正极接缓冲电路中的阳极电感LA和电阻RA的公共端，所述直流电容的负极与所述IGCT器件S2的阴极相连。

7.如权利要求1所述的基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，所述子模块SM进一步包括平衡放电电路，所述平衡放电电路包括串联连接的放电电阻RFD和电子开关SFD，所述平衡放电电路与直流电容并联连接。

8.如权利要求1所述的基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，所述子模块SM进一步包括电流采集电路，用于采集子模块电流；所述电流采集电路包括1个或多个电流传感器，所述电流传感器与所述IGCT器件S2的阳极相连，所述电流传感器的输出端接入子模块控制器电流采样接口。

9.如权利要求1所述的基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，所述子模块SM进一步包括子模块控制器；所述子模块控制器与所述模块化多电平换流器的主控制器通过光纤输入和输出接口连接；所述子模块控制器通过所述光纤输入和输出接口连接控制放电回路的半导体电子开关；所述子模块控制器通过电流电压采样接口接收电压和电流传感器的输出信号；所述子模块控制器通过所述光纤输入和输出接口连接控制IGCT器件S1和S2的驱动与关断；所述子模块控制器通过所述光纤输入和输出接口连接接收IGCT器件S1和S2的状态信号；通过所述子模块控制器实现子模块电压、电流信号采集，故障处理，开关管驱动，保证子模块安全、有效的工作。

10.如权利要求1所述的基于IGCT的高压大容量模块化多电平换流器，所述子模块SM进一步包括旁路开关，所述旁路开关采用机械开关或半导体开关，所述旁路开关与IGCT器件S2并联连接。