CN212392819U - 三电平变流器的制动组件及三电平变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三电平变流器的制动组件及三电平变流器。其中，该三电平变流器的制动组件包括：第一二极管单元，第一二极管单元的第一连接端用于与直流母线正极连接；第一IGBT单元，第一IGBT单元的第一连接端与第一二极管单元的第二连接端连接，第一IGBT单元的第二连接端用于与直流母线中点连接；第二二极管单元，第二二极管单元的第一连接端与第一IGBT单元的第二连接端连接；第二IGBT单元，第二IGBT单元的第一连接端与第二二极管单元的第二连接端连接，第二IGBT单元的第二连接端用于与直流母线负极连接。本实用新型能够降低IGBT两端所承受的电压，以避免IGBT损坏。

Description

三电平变流器的制动组件及三电平变流器

技术领域

本实用新型属于变流器技术领域，尤其涉及一种三电平变流器的制动组件及三电平变流器。

背景技术

风电变流器可实现风力发电机组与电网之间交流-直流-交流的变换，是风力发电机组的重要核心组成之一。低压风电变流器的输出电压与直流母线电压相比较低，在直流母线电压较高的情况下，需要利用低压风电变流器内的制动组件进行制动来泄放能量，以保证低压风电变流器的安全。

但是由于直流母线电压过高，采用已有的制动组件，会使制动组件内的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)两端所承受的电压较高，导致IGBT容易损坏，降低了变流器的可靠性。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种三电平变流器的制动组件及三电平变流器，能够降低IGBT两端所承受的电压，以避免IGBT损坏。

第一方面，本实用新型实施例提供一种三电平变流器的制动组件，包括：

第一二极管单元，第一二极管单元的第一连接端用于与三电平变流器的直流母线正极连接；

第一IGBT单元，第一IGBT单元的第一连接端与第一二极管单元的第二连接端连接，第一IGBT单元的第二连接端用于与三电平变流器的直流母线中点连接；

第二二极管单元，第二二极管单元的第一连接端与第一IGBT单元的第二连接端连接；

第二IGBT单元，第二IGBT单元的第一连接端与第二二极管单元的第二连接端连接，第二IGBT单元的第二连接端用于与三电平变流器的直流母线负极连接；

第一电阻单元，第一电阻单元与第一二极管单元并联连接；

第二电阻单元，第二电阻单元与第二二极管单元并联连接。

在其中一个实施例中，该三电平变流器的制动组件还包括：

散热板，散热板具有第一散热区域和第二散热区域；

其中，第一IGBT单元设置于第一散热板区域内，第一IGBT单元包括一个第一IGBT器件或者并联的两个以上的第一IGBT器件，每个第一IGBT器件的集电极接线端连接形成第一IGBT单元的第一连接端，每个第一IGBT器件的发射极接线端连接形成第一IGBT单元的第二连接端；第二IGBT单元设置于第二散热板区域内，第二IGBT单元包括一个第二IGBT器件或者并联的两个以上的第二IGBT器件，每个第二IGBT器件的集电极接线端连接形成第二IGBT单元的第一连接端，每个第二IGBT器件的发射极接线端连接形成第二IGBT单元的第二连接端。

在其中一个实施例中，该三电平变流器的制动组件还包括：

第一导电结构，设置于散热板上，且所述第一导电结构位于第一IGBT单元远离第二IGBT单元的一侧，第一导电结构用于与直流母线正极连接；

第二导电结构，设置于第一IGBT单元上，第二导电结构与第一IGBT器件的集电极接线端连接；

其中，第一二极管单元包括一个第一二极管或并联的两个以上的第一二极管，每个第一二极管的阴极连接形成第一二极管单元的第一连接端且与第一导电结构连接，每个第一二极管的阳极连接形成第一二极管单元的第二连接端且与第二导电结构连接。

在其中一个实施例中，第一电阻单元分别通过引出线与第一导电结构和第二导电结构连接。

在其中一个实施例中，该三电平变流器的制动组件还包括：

第三导电结构，设置于第一IGBT单元上，第三导电结构与第一IGBT器件的发射极接线端连接，第三导电结构用于与直流母线中点连接；

第四导电结构，设置于第二IGBT单元上，第四导电结构与第二IGBT器件的集电极接线端连接；

其中，第二二极管单元包括一个第二二极管或并联的两个以上的第二二极管，每个第二二极管的阴极连接形成第二二极管单元的第一连接端且与第三导电结构连接，每个第二二极管的阳极连接形成第二二极管单元的第二连接端且与第四导电结构连接。

在其中一个实施例中，第二电阻单元分别通过引出线与第三导电结构和第四导电结构连接。

在其中一个实施例中，该三电平变流器的制动组件还包括：

第五导电结构，设置于第二IGBT单元上，第五导电结构与第二IGBT器件的发射极接线端连接，第五导电结构用于与直流母线负极连接。

在其中一个实施例中，该三电平变流器的制动组件还包括：

第一驱动板，设置于第一IGBT单元上，第一驱动板的信号输出端与第一IGBT器件的栅极连接端连接；

第二驱动板，设置于第二IGBT单元上，第二驱动板的信号输出端与第二IGBT器件的栅极连接端连接。

在其中一个实施例中，该三电平变流器的制动组件还包括：

第一门极驱动板组，包括至少一个第一门极驱动板，一个第一门极驱动板与一个第一IGBT器件相对应，第一门极驱动板设置于对应的第一IGBT器件上，且第一门极驱动板的信号输出端与对应的第一IGBT器件的栅极连接端连接；

第二门极驱动板组，包括至少一个第二门极驱动板，一个第二门极驱动板与一个第二IGBT器件相对应，第二门极驱动板设置于对应的第二IGBT器件上，且第二门极驱动板的信号输出端与对应的第二IGBT器件的栅极连接端连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种三电平变流器，包括如第一方面所述的三电平变流器的制动组件和直流母线；

其中，制动组件中的第一二极管单元的第一连接端与直流母线的直流母线正极连接，制动模块中的第一IGBT单元的第二连接端与直流母线的直流母线中点连接，制动模块中的第二IGBT单元的第二连接端与直流母线的直流母线负极连接。

本实用新型实施例的三电平变流器的制动组件及三电平变流器，包括第一二极管单元、第一IGBT单元、第二二极管单元、第二IGBT单元、第一电阻单元和第二电阻单元，并且，第一二极管单元、第一IGBT单元、第二二极管单元和第二IGBT单元依次串联连接，使得第一IGBT单元和第二IGBT单元可以分担直流母线的电压，进而降低每个IGBT单元两端所承受的电压，从而避免IGBT单元内的IGBT器件损坏，提高了三电平变流器的可靠性。另外，在本实用新型实施例中，由于采用了第一二极管单元和第二二极管单元，还可以降低三电平变流器的制动组件及三电平变流器的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的三电平变流器的制动组件的电路结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例提供的三电平变流器的制动组件的电路拓扑结构图；

图3是本实用新型一个实施例提供的三电平变流器的制动组件的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例提供的IGBT器件的结构示意图；

图5是本实用新型另一个实施例提供的三电平变流器的制动组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本实用新型，并不被配置为限定本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

风电变流器可实现风力发电机组与电网之间交流-直流-交流的变换，是风力发电机组的重要核心组成之一。低压风电变流器的输出电压与直流母线电压相比较低，在直流母线电压较高的情况下，需要利用低压风电变流器内的制动组件进行制动来泄放能量，以保证低压风电变流器的安全。

在风电变流器的工作工程中，由于低压穿越以及异常停机等情况的影响，会造成直流母线电压的抬升，制动组件作为后备保护需要在这些情况下投入运行，释放掉过电压，以维持直流母线电压的稳定，避免对整个变流器造成损坏。

但是由于直流母线电压过高，采用已有的制动组件，会使制动组件内的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)两端所承受的电压较高，导致IGBT容易损坏，降低了制动组件的可靠性，进而降低了变流器的可靠性。

为了解决上述的问题，本实用新型实施例提供了一种三电平变流器的制动组件及三电平变流器，能够利用制动组件的工作特点，将IGBT单元进行串联，以解决关断过电压的安全余量问题。下面首先对本实用新型实施例所提供的三电平变流器的制动组件进行介绍。

图1示出了本实用新型一个实施例提供的三电平变流器的制动组件的电路结构示意图。如图1所示，该三电平变流器的制动组件可以包括第一二极管单元110、第一IGBT单元120、第二二极管单元130、第二IGBT单元140、第一电阻单元150和第二电阻单元160。其中，第一二极管单元110、第一IGBT单元120、第二二极管单元130和第二IGBT单元140依次串联连接，第一电阻单元150与第一二极管单元110并联连接，第二电阻单元160与第二二极管单元130并联连接。

在本实用新型一些实施例中，第一二极管单元110的第一连接端可以为阴极端，第一二极管单元110的第二连接端可以为阳极端。第一IGBT单元120的第一连接端可以为集电极端，第一IGBT单元120的第二连接端可以为发射极端。第二二极管单元130的第一连接端可以为阴极端，第二二极管单元130的第二连接端可以为阳极端。第二IGBT单元140的第一连接端可以为集电极端，第二IGBT单元140的第二连接端可以为发射极端。

具体地，第一二极管单元110的第一连接端可以用于与三电平变流器的直流母线正极连接。第一IGBT单元120的第一连接端可以与第一二极管单元110的第二连接端连接，第一IGBT单元120的第二连接端可以用于与三电平变流器的直流母线中点连接，第二二极管单元130的第一连接端可以与第一IGBT单元120的第二连接端连接，第二二极管单元130的第一连接端也可以用于与三电平变流器的直流母线中点连接，第二IGBT单元140的第一连接端可以与第二二极管单元130的第二连接端连接，第二IGBT单元140的第二连接端可以用于与三电平变流器的直流母线负极连接。

在本实用新型实施例中，三电平变流器的制动组件可以包括第一二极管单元110、第一IGBT单元120、第二二极管单元130、第二IGBT单元140、第一电阻单元150和第二电阻单元160，并且，第一二极管单元110、第一IGBT单元120、第二二极管单元130和第二IGBT单元140依次串联连接，使得第一IGBT单元120和第二IGBT单元140可以分担直流母线的电压，进而降低每个IGBT单元两端所承受的电压，从而避免IGBT单元内的IGBT器件损坏，提高了三电平变流器的可靠性。另外，在本实用新型实施例中，由于采用了第一二极管单元110和第二二极管单元130，因此，可以利用低电压等级的半导体器件，实现了三电平变流器的制动组件电压安全裕量的提高，并且提高了半导体器件的一致性，减少了物料种类，同时还可以降低三电平变流器的制动组件及三电平变流器的成本。

在本实用新型一些实施例中，第一IGBT单元可以包括一个第一IGBT器件或者并联的两个以上的第一IGBT器件。其中，每个第一IGBT器件的集电极接线端可以并联连接形成第一IGBT单元的第一连接端，即第一IGBT单元的集电极端，每个第一IGBT器件的发射极接线端可以并联连接形成第一IGBT单元的第二连接端，即第一IGBT单元的发射极端。

其中，每个第一IGBT器件可以分别包括一个IGBT和一个续流二极管。IGBT的集电极可以形成第一IGBT器件的集电极接线端，IGBT的发射极可以形成第一IGBT器件的发射极接线端，IGBT的栅极可以形成第一IGBT器件的栅极连接端。IGBT的集电极接线端可以与续流二极管的阴极连接，IGBT的发射极连接端可以与续流二极管的阳极连接。

在本实用新型一些实施例中，第二IGBT单元可以包括一个第二IGBT器件或者并联的两个以上的第二IGBT器件。其中，每个第二IGBT器件的集电极接线端可以并联连接形成第二IGBT单元的第一连接端，即第二IGBT单元的集电极端，每个第二IGBT器件的发射极接线端可以并联连接形成第二IGBT单元的第二连接端，即第二IGBT单元的发射极端。

其中，每个第二IGBT器件与第一IGBT器件的结构相似，在此不做赘述。

在本实用新型一些实施例中，第一二极管单元可以包括一个第一二极管或并联的两个以上的第一二极管。其中，每个第一二极管的阴极可以并联连接形成第一二极管单元的第一连接端，即第一二极管单元的阴极端，每个第一二极管的阳极可以并联连接形成第一二极管单元的第二连接端，即第一二极管单元的阳极端。

在本实用新型实施例中，第一二极管的数量可以与第一IGBT器件的数量相同，也可以与第一IGBT器件的数量不同，在此不做限制。

在本实用新型一些实施例中，第二二极管单元可以包括一个第二二极管或并联的两个以上的第二二极管。其中，每个第二二极管的阴极可以并联连接形成第二二极管单元的第一连接端，即第二二极管单元的阴极端，每个第二二极管的阳极可以并联连接形成第二二极管单元的第二连接端，即第二二极管单元的阳极端。

在本实用新型实施例中，第二二极管的数量可以与第二IGBT器件的数量相同，也可以与第二IGBT器件的数量不同，在此不做限制。

在本实用新型一些实施例中，第一电阻单元可以包括一个第一电阻或者串联的两个以上的第一电阻。

在本实用新型一些实施例中，第二电阻单元可以包括一个第二电阻或者串联的两个以上的第二电阻。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，可以通过改变第一IGBT器件、第二IGBT器件、第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻的数量以及规格，使三电平变流器的制动组件可以匹配不同功率等级的三电平直流系统，并且，最高可以匹配高压电等级，例如超过900V母线电压的三电平直流系统，进而满足全功率的三电平直流系统需求。

下面将以一个示例，对本实用新型实施例提供的三电平变流器的制动组件的电路拓扑结构进行说明。

图2示出了本实用新型一个实施例提供的三电平变流器的制动组件的电路拓扑结构图。如图2所示，该三电平变流器的制动组件可以包括第一二极管单元110、第一IGBT单元120、第二二极管单元130、第二IGBT单元140、第一电阻单元150和第二电阻单元160。

其中，第一二极管单元110可以包括二极管D1、D2和D3，第一IGBT单元120可以包括IGBT器件Q1、Q2和Q3，第二二极管单元130可以包括二极管D4、D5和D6，第二IGBT单元140可以包括IGBT器件Q4、Q5和Q6，第一电阻单元150可以包括电阻R1，第二电阻单元160可以包括电阻R2。

二极管D1、D2和D3的阴极并联连接形成第一二极管单元110的第一连接端，二极管D1、D2和D3的阳极并联连接形成第一二极管单元110的第二连接端。IGBT器件Q1、Q2和Q3的集电极接线端并联连接形成第一IGBT单元120的第一连接端，IGBT器件Q1、Q2和Q3的发射极接线端并联连接形成第一IGBT单元120的第二连接端。二极管D4、D5和D6的阴极并联连接形成第二二极管单元130的第一连接端，二极管D4、D5和D6的阳极并联连接形成第二二极管单元130的第二连接端。IGBT器件Q4、Q5和Q6的集电极接线端并联连接形成第二IGBT单元140的第一连接端，IGBT器件Q4、Q5和Q6的发射极接线端并联连接形成第二IGBT单元140的第二连接端。

第一二极管单元110的第一连接端分别与三电平变流器的直流母线正极DC+和电阻R1的第一端连接，第一二极管单元110的第二连接端分别与第一IGBT单元120的第一连接端和电阻R1的第二端连接。第二二极管单元130的第一连接端分别与第一IGBT单元120的第二连接端、三电平变流器的直流母线中点NP和电阻R2的第一端连接，第二二极管单元130的第二连接端分别与第二IGBT单元140的第一连接端和电阻R2的第二端连接，第二IGBT单元140的第二连接端与三电平变流器的直流母线负极DC-连接。

在本实用新型另一种实施方式中，为了提高IGBT器件的可靠性，该三电平变流器的制动组件还可以包括散热板。其中，散热板可以具有第一散热区域和第二散热区域。第一IGBT单元可以设置于第一散热板区域内，第二IGBT单元可以设置于第二散热板区域内。

其中，第一IGBT单元可以包括一个第一IGBT器件或者并联的两个以上的第一IGBT器件，每个第一IGBT器件的集电极接线端可以连接形成第一IGBT单元的第一连接端，每个第一IGBT器件的发射极接线端可以连接形成第一IGBT单元的第二连接端，每个第一IGBT器件的封装壳体可以安装于散热板的第一散热板区域内，并且第一IGBT器件可以沿散热板的宽度方向呈线性排列。第二IGBT单元可以包括一个第二IGBT器件或者并联的两个以上的第二IGBT器件，每个第二IGBT器件的集电极接线端可以连接形成第二IGBT单元的第一连接端，每个第二IGBT器件的发射极接线端可以连接形成第二IGBT单元的第二连接端，每个第二IGBT器件的封装壳体可以安装于散热板的第二散热板区域内，并且第二IGBT器件可以沿散热板的宽度方向呈线性排列。

因此，在本实用新型实施例中，可以通过一块散热板对第一IGBT单元中的第一IGBT器件和第二IGBT单元中的第二IGBT器件进行散热。

图3是本实用新型一个实施例提供的三电平变流器的制动组件的结构示意图。如图3所示，该三电平变流器的制动组件可以包括散热板310、三个第一IGBT器件321和三个第二IGBT器件331。

其中，散热板310的上半部分可以为第一散热板区域，散热板310的下半部分可以为第二散热板区域。三个第一IGBT器件321沿散热板310的宽度方向依次排列于散热板310的上半部分内，三个第二IGBT器件331沿散热板310的宽度方向依次排列于散热板310的下半部分内。每个第一IGBT器件321的封装壳体的四个角点分别通过螺栓与散热板310可拆卸连接，以使第一IGBT器件321的封装壳体可以安装于散热板310上。每个第二IGBT器件331的封装壳体的四个角点分别通过螺栓与散热板310可拆卸连接，以使第二IGBT器件331的封装壳体可以安装于散热板310上。

图4示出了本实用新型一个实施例提供的IGBT器件的结构示意图。如图4所示，该IGBT器件可以包括封装壳体401。其中，封装壳体401上可以设有一个集电极接线端402、一个发射极接线端403、两个栅极接线端404和四个连接孔405。

具体地，集电极接线端402、发射极接线端403和栅极接线端404可以分别为螺纹孔。为了方便导电结构的安装，集电极接线端402和发射极接线端403可以沿封装壳体401的长度方向并列设置，栅极接线端404可以设置于发射极接线端403远离集电极接线端402的一侧，连接孔405可以分别设置于封装壳体401的角点。

在本实用新型一些实施例中，该三电平变流器的制动组件还可以包括第一导电结构和第二导电结构。其中，第一导电结构和第二导电结构可以分别为金属片，第一导电结构和第二导电结构也可以分别为铜排，在此不做限制。

其中，第一导电结构可以设置于散热板上，且第一导电结构位于第一IGBT单元远离第二IGBT单元的一侧，第一导电结构用于与直流母线正极连接。第二导电结构可以设置于第一IGBT单元上，第二导电结构与第一IGBT器件的集电极接线端连接。

进一步地，第一二极管单元可以包括一个第一二极管或并联的两个以上的第一二极管，每个第一二极管的阴极可以连接形成第一二极管单元的第一连接端且与第一导电结构连接，每个第一二极管的阳极可以连接形成第一二极管单元的第二连接端且与第二导电结构连接。

因此，可以通过第一导电结构实现对第一二极管的阴极的并联，通过第二导电结构实现对第一二极管的阳极的并联、对第一IGBT器件的集电极接线端的并联以及对第一二极管的阳极与第一IGBT器件的集电极接线端的连接。

在本实用新型实施例中，可选地，第一导电结构上设有用于与直流母线正极连接的正极连接点，该正极连接点可以通过电缆或者铜排等实现与直流母线正极的连接。进一步地，第一导电结构所连接的直流母线正极可以为与直流母线连接的电容池的正极输出端。

在本实用新型一些实施例中，第一导电结构上设有用于连接第一电阻单元的第一连接点，第二导电结构上设有用于连接第一电阻单元的第二连接点，第一电阻单元的两端可以分别通过引出线与第一导电结构的第一连接点和第二导电结构的第二连接点连接。

继续参见图3，该三电平变流器的制动组件还可以包括第一导电结构340、第二导电结构350、两个第一二极管322和一个第一电极323。

其中，第一导电结构340通过螺栓安装于三个第一IGBT器件321远离第二IGBT器件331的一侧。第二导电结构350通过螺栓分别与第一IGBT器件321的集电极接线端连接，以使第二导电结构350安装于第一IGBT器件321上。

第一导电结构340上设有正极连接点341，正极连接点341可以通过电缆与直流母线正极DC+连接。第一导电结构340上还设有第一连接点342，第一连接点342可以通过电缆与第一电极323的一端连接。第二导电结构350上设有第二连接点351，第二连接点351可以通过电缆与第一电极323的另一端连接。

每个第一二极管322的阴极分别通过螺栓与第一导电结构340上的连接孔连接，每个第一二极管322的阳极分别设有螺纹，并通过螺母与第二导电结构350上的连接柱连接，其中，连接柱上可以设有与第一二极管322的阳极相同的螺纹。

在本实用新型一些实施例中，该三电平变流器的制动组件还可以包括第三导电结构和第四导电结构。其中，第三导电结构和第四导电结构可以分别为金属片，第三导电结构和第四导电结构也可以分别为铜排，在此不做限制。

其中，第三导电结构可以设置于第一IGBT单元上，第三导电结构与第一IGBT器件的发射极接线端连接，并且第三导电结构还用于与直流母线中点连接。第四导电结构可以设置于第二IGBT单元上，第四导电结构与第二IGBT器件的集电极接线端连接。

进一步地，第二二极管单元可以包括一个第二二极管或并联的两个以上的第二二极管，每个第二二极管的阴极可以连接形成第二二极管单元的第一连接端且与第三导电结构连接，每个第二二极管的阳极可以连接形成第二二极管单元的第二连接端且与第四导电结构连接。

因此，可以通过第三导电结构实现对第一IGBT器件的发射极接线端的并联、对第二二极管的阴极的并联以及对第一IGBT器件的发射极接线端与第二二极管的阴极的连接，通过第四导电结构实现对第二IGBT器件的集电极接线端的并联、对第二二极管的阳极的并联以及对第二二极管的阳极与第二IGBT器件的集电极接线端的连接，进而直接通过第二二极管将第一IGBT器件和第二IGBT器件串联连接。

在本实用新型实施例中，可选地，第三导电结构上设有用于与直流母线中点连接的中点连接点，该中点连接点可以通过电缆或者铜排等实现与直流母线中点的连接。进一步地，第三导电结构所连接的直流母线中点可以为与直流母线连接的电容池的中点输出端。

在本实用新型一些实施例中，第三导电结构上设有用于连接第二电阻单元的第三连接点，第四导电结构上设有用于连接第二电阻单元的第四连接点，第二电阻单元的两端可以分别通过引出线与第三导电结构的第三连接点和第四导电结构的第四连接点连接。

继续参见图3，该三电平变流器的制动组件还可以包括第三导电结构360、第四导电结构370、两个第二二极管332和一个第二电极333。

其中，第三导电结构360通过螺栓分别与第一IGBT器件321的发射极接线端连接，以使第三导电结构360安装于第一IGBT器件321上，并且位于第二导电结构350远离第一导电结构340的一侧。第四导电结构370通过螺栓分别与第二IGBT器件331的集电极接线端连接，以使第四导电结构370安装于第二IGBT器件331上。

第三导电结构360上设有中点连接点361，中点连接点361可以通过电缆与直流母线中点NP连接。第三导电结构360上还设有第三连接点362，第三连接点362可以通过电缆与第二电极333的一端连接。第四导电结构370上设有第四连接点371，第四连接点371可以通过电缆与第二电极333的另一端连接。

每个第二二极管332的阴极分别通过螺栓与第三导电结构360上的连接孔连接，每个第二二极管332的阳极分别设有螺纹，并通过螺母与第四导电结构370上的连接柱连接，其中，连接柱上可以设有与第二二极管332的阳极相同的螺纹。

在本实用新型一些实施例中，该三电平变流器的制动组件还可以包括第五导电结构。其中，第五导电结构可以为金属片，第五导电结构也可以为铜排，在此不做限制。

其中，第五导电结构可以设置于第二IGBT单元上，第五导电结构与第二IGBT器件的发射极接线端连接，第五导电结构用于与直流母线负极连接。

因此，可以通过第五导电结构实现对第二IGBT器件的发射极接线端的并联。

在本实用新型实施例中，可选地，第五导电结构上设有用于与直流母线负极连接的负极连接点，该负极连接点可以通过电缆或者铜排等实现与直流母线负极连接的连接。进一步地，第五导电结构所连接的直流母线负极连接可以为与直流母线连接的电容池的负极输出端。

继续参见图3，该三电平变流器的制动组件还可以包括第五导电结构380。

其中，第五导电结构380通过螺栓分别与第二IGBT器件331的发射极接线端连接，以使第五导电结构380安装于第二IGBT器件331上，并且位于第四导电结构370远离第三导电结构360的一侧。

第五导电结构380上设有负极连接点381，负极连接点381可以通过电缆与直流母线负极DC-连接。

在本实用新型又一种实施方式中，为了保证IGBT器件的正常使用，该三电平变流器的制动组件还可以包括第一驱动板和第二驱动板。

其中，第一驱动板可以设置于第一IGBT单元上，第一驱动板的信号输出端与第一IGBT器件的栅极连接端连接，即第一驱动板的每个信号输出端分别与一个第一IGBT器件的栅极连接端连接。第二驱动板可以设置于第二IGBT单元上，第二驱动板的信号输出端与第二IGBT器件的栅极连接端连接，即第二驱动板的每个信号输出端分别与一个第二IGBT器件的栅极连接端连接。

具体地，第一驱动板可以具有多组信号输出端，一组信号输出端对应一个第一IGBT器件，以用于向该第一IGBT器件发送驱动信号，每组信号输出端包一个信号输出端或者两个以上信号输出端，每组信号输出端中的信号输出端数量与第一IGBT器件的栅极连接端数量相同，并且一组信号输出端中的每个信号输出端分别与对应的第一IGBT器件的栅极连接端连接。第二驱动板可以具有多组信号输出端，一组信号输出端对应一个第二IGBT器件，以用于向该第二IGBT器件发送驱动信号，每组信号输出端包一个信号输出端或者两个以上信号输出端，每组信号输出端中的信号输出端数量与第二IGBT器件的栅极连接端数量相同，并且一组信号输出端中的每个信号输出端分别与对应的第二GBT器件的栅极连接端连接。

图5示出了本实用新型另一个实施例提供的三电平变流器的制动组件的结构示意图。如图5所示，该三电平变流器的制动组件还可以包括第一驱动板391和第二驱动板392。

其中，第一驱动板391的信号输出端分别通过螺栓与第一IGBT器件321的栅极连接端连接，以使第一驱动板391安装于第一IGBT器件321上，并且位于第一IGBT器件321与第二二极管332之间。第二驱动板392的信号输出端分别通过螺栓与第二IGBT器件331的栅极连接端连接，以使第二驱动板392安装于第二IGBT器件331上。

在本实用新型一些实施例中，为了减小三电平变流器的制动组件的体积，该三电平变流器的制动组件还可以还包括第一门极驱动板组和第二门极驱动板组。

第一门极驱动板组可以包括至少一个第一门极驱动板，至少一个第一门极驱动板的数量与第一IGBT器件的数量相同，一个第一门极驱动板与一个第一IGBT器件相对应，每个第一门极驱动板分别设置于对应的第一IGBT器件上，且每个第一门极驱动板的信号输出端与对应的第一IGBT器件的栅极连接端连接。具体地，第一门极驱动板的信号输出端数量可以与对应的第一IGBT器件的栅极连接端数量相同。第一门极驱动板的信号输出端可以分别通过螺栓与第一IGBT器件的栅极连接端连接，以使第一门极驱动板可以安装于第一IGBT器件上。

第二门极驱动板组可以包括至少一个第二门极驱动板，至少一个第二门极驱动板的数量与第二IGBT器件的数量相同，一个第二门极驱动板与一个第二IGBT器件相对应，每个第二门极驱动板分别设置于对应的第二IGBT器件上，且每个第二门极驱动板的信号输出端与对应的第二IGBT器件的栅极连接端连接。具体地，第二门极驱动板的信号输出端数量可以与对应的第二IGBT器件的栅极连接端数量相同。第二门极驱动板的信号输出端可以分别通过螺栓与第二IGBT器件的栅极连接端连接，以使第二门极驱动板可以安装于第二IGBT器件上。

进一步地，第一门极驱动板组和第二门极驱动板组还可以分别与变流器控制模块中的驱动板连接。

综上所述，本实用新型实施例提供的三电平变流器的制动组件，可以分别与三电平直流系统的直流母线正极DC+、直流母线负极DC-和直流母线中点NP连接，进而实现在系统低压穿越及异常停机时将三电平直流系统中的能量分别通过第一电阻单元和第二电阻单元释放掉，对三电平直流系统起到保护作用。

本实用新型实施例还提供了一种三电平变流器，该三电平变流器可以包括本实用新型实施例提供的三电平变流器的制动组件和直流母线。

其中，直流母线具有直流母线正极、直流母线中点和直流母线负极，制动组件中的第一二极管单元的第一连接端可以与直流母线的直流母线正极连接，制动模块中的第一IGBT单元的第二连接端可以与直流母线的直流母线中点连接，制动模块中的第二IGBT单元的第二连接端可以与直流母线的直流母线负极连接。

进一步地，直流母线可以与变流器控制模块中的电容池连接，使电容池的正极输出端形成直流母线正极、电容池的中点输出端形成直流母线中点、电容池的负极输出端形成直流母线负极。制动组件中的第一二极管单元的第一连接端可以与电容池的正极输出端连接，制动模块中的第一IGBT单元的第二连接端可以与电容池的中点输出端连接，制动模块中的第二IGBT单元的第二连接端可以与电容池的负极输出端连接。

在本实用新型实施例中，三电平变流器的制动组件可以包括第一二极管单元、第一IGBT单元、第二二极管单元、第二IGBT单元、第一电阻单元和第二电阻单元，并且，第一二极管单元、第一IGBT单元、第二二极管单元和第二IGBT单元依次串联连接，使得第一IGBT单元和第二IGBT单元可以分担直流母线的电压，进而降低每个IGBT单元两端所承受的电压，从而避免IGBT单元内的IGBT器件损坏，提高了三电平变流器的可靠性。另外，在本实用新型实施例中，由于采用了第一二极管单元和第二二极管单元，还可以降低三电平变流器的制动组件及三电平变流器的成本。

需要说明的是，以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三电平变流器的制动组件，其特征在于，包括：

第一二极管单元，所述第一二极管单元的第一连接端用于与所述三电平变流器的直流母线正极连接；

第一IGBT单元，所述第一IGBT单元的第一连接端与所述第一二极管单元的第二连接端连接，所述第一IGBT单元的第二连接端用于与所述三电平变流器的直流母线中点连接；

第二二极管单元，所述第二二极管单元的第一连接端与所述第一IGBT单元的第二连接端连接；

第二IGBT单元，所述第二IGBT单元的第一连接端与所述第二二极管单元的第二连接端连接，所述第二IGBT单元的第二连接端用于与所述三电平变流器的直流母线负极连接；

第一电阻单元，所述第一电阻单元与所述第一二极管单元并联连接；

第二电阻单元，所述第二电阻单元与所述第二二极管单元并联连接。

2.根据权利要求1所述的制动组件，其特征在于，还包括：

散热板，所述散热板具有第一散热区域和第二散热区域；

其中，所述第一IGBT单元设置于所述第一散热板区域内，所述第一IGBT单元包括一个第一IGBT器件或者并联的两个以上的第一IGBT器件，每个所述第一IGBT器件的集电极接线端连接形成所述第一IGBT单元的第一连接端，每个所述第一IGBT器件的发射极接线端连接形成所述第一IGBT单元的第二连接端；所述第二IGBT单元设置于所述第二散热板区域内，所述第二IGBT单元包括一个第二IGBT器件或者并联的两个以上的第二IGBT器件，每个所述第二IGBT器件的集电极接线端连接形成所述第二IGBT单元的第一连接端，每个所述第二IGBT器件的发射极接线端连接形成所述第二IGBT单元的第二连接端。

3.根据权利要求2所述的制动组件，其特征在于，还包括：

第一导电结构，设置于所述散热板上，且所述第一导电结构位于所述第一IGBT单元远离所述第二IGBT单元的一侧，所述第一导电结构用于与所述直流母线正极连接；

第二导电结构，设置于所述第一IGBT单元上，所述第二导电结构与所述第一IGBT器件的集电极接线端连接；

其中，所述第一二极管单元包括一个第一二极管或并联的两个以上的第一二极管，每个所述第一二极管的阴极连接形成所述第一二极管单元的第一连接端且与所述第一导电结构连接，每个所述第一二极管的阳极连接形成所述第一二极管单元的第二连接端且与所述第二导电结构连接。

4.根据权利要求3所述的制动组件，其特征在于，所述第一电阻单元分别通过引出线与所述第一导电结构和所述第二导电结构连接。

5.根据权利要求2所述的制动组件，其特征在于，还包括：

第三导电结构，设置于所述第一IGBT单元上，所述第三导电结构与所述第一IGBT器件的发射极接线端连接，所述第三导电结构用于与所述直流母线中点连接；

第四导电结构，设置于所述第二IGBT单元上，所述第四导电结构与所述第二IGBT器件的集电极接线端连接；

其中，所述第二二极管单元包括一个第二二极管或并联的两个以上的第二二极管，每个所述第二二极管的阴极连接形成所述第二二极管单元的第一连接端且与所述第三导电结构连接，每个所述第二二极管的阳极连接形成所述第二二极管单元的第二连接端且与所述第四导电结构连接。

6.根据权利要求5所述的制动组件，其特征在于，所述第二电阻单元分别通过引出线与所述第三导电结构和所述第四导电结构连接。

7.根据权利要求2所述的制动组件，其特征在于，还包括：

第五导电结构，设置于所述第二IGBT单元上，所述第五导电结构与所述第二IGBT器件的发射极接线端连接，所述第五导电结构用于与所述直流母线负极连接。

8.根据权利要求2所述的制动组件，其特征在于，还包括：

第一驱动板，设置于所述第一IGBT单元上，所述第一驱动板的信号输出端与所述第一IGBT器件的栅极连接端连接；

第二驱动板，设置于所述第二IGBT单元上，所述第二驱动板的信号输出端与所述第二IGBT器件的栅极连接端连接。

9.根据权利要求1所述的制动组件，其特征在于，还包括：

第一门极驱动板组，包括至少一个第一门极驱动板，一个所述第一门极驱动板与一个所述第一IGBT器件相对应，所述第一门极驱动板设置于对应的所述第一IGBT器件上，且所述第一门极驱动板的信号输出端与对应的第一IGBT器件的栅极连接端连接；

第二门极驱动板组，包括至少一个第二门极驱动板，一个所述第二门极驱动板与一个所述第二IGBT器件相对应，所述第二门极驱动板设置于对应的所述第二IGBT器件上，且所述第二门极驱动板的信号输出端与对应的第二IGBT器件的栅极连接端连接。

10.一种三电平变流器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的三电平变流器的制动组件和直流母线；

其中，所述制动组件中的第一二极管单元的第一连接端与所述直流母线的直流母线正极连接，所述制动模块中的第一IGBT单元的第二连接端与所述直流母线的直流母线中点连接，所述制动模块中的第二IGBT单元的第二连接端与所述直流母线的直流母线负极连接。

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