柔性直流输电工程电压等级及输送容量的不断升高使得换流器的损耗问题越发受到关注。关于模块化多电平换流器的损耗计算,现有研究侧重关注系统的总损耗率,已经在改进控制方式、改善拓扑结构等方面做了许多降损措施的工作,结论也相对较为成熟,但对于换流器子模块内的器件损耗及芯片结温关注较少,这对于开关器件及子模块的长期安全稳定运行也是有待研究的另一个重要方面。因此本文重点关注MMC换流器子模块内部各个器件的损耗及结温特性,考虑散热系统的影响,从损耗和芯片结温的准确计算的角度分析了MMC系统正常运行和故障情况下的损耗和器件结温特性。首先介绍了半桥子模块MMC的运行原理,以及不同运行工况下MMC散热系统的等效热模型建立方法,在此基础上提出了基于结温反馈的电热联合计算方法,并通过算例验证了结温反馈对于大容量换流器损耗准确计算的必要性。该方法将电气仿真的电气输出量,与热场仿真提取的等效热路模型通过损耗与结温的迭代计算而联合到一起,便捷有效。其次考虑功率模块内芯片间的热耦合作用,将电热联合计算方法分别应用到MMC正常运行工况和故障暂态过程,根据不同的运行情况,通过三维热场仿真分别提取等效热路模型参数。正常运行工况下仿真研究了芯片间热耦合对MMC损耗及器件结温特性的影响规律,结果表明,结温反馈对损耗影响相对较大,而芯片间热耦合仅对器件结温产生一定影响;故障暂态过程中引入了时域递归卷积算法以提升电热联合计算的效率,并仿真研究了三种典型故障下MMC的电气暂态过程,并对IGBT及二极管的暂态结温进行了预测分析。