一種基于豎裝疊層母排的變流器模組制造技術

本發明專利技術旨在提供一種結構緊湊、布置合理、安全可靠性高、維護方便且電性能佳的基于豎裝疊層母排的變流器模組。本發明專利技術中，三相半橋直流母排由相互對稱疊合的正母排和負母排組成，在正母排和負母排之間設置有絕緣層，正母排的輸入正極和負母排的輸入負極分別與IGBT功率器件的正極和負極對應連接，IGBT功率器件的正極和負極在三相半橋直流母排的兩側對稱設置，在三相半橋直流母排的下側邊緣上開設有與尖峰吸收電容器數目相等的電容窗口，尖峰吸收電容器位于電容窗口處且尖峰吸收電容器的正極和負極分別與IGBT功率器件的正極和負極對應連接，直流支撐電容器連接在三相半橋直流母排上。本發明專利技術可應用于電力設備領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電力設備，尤其涉及一種基于豎裝疊層母排的變流器模組。
技術介紹
當前國內的新能源變流器的研究仍然處于起步階段，而功率單元配置更多的只考慮外觀漂亮，很少有追求卓越的性能，與功率器件配合的各組件在很大程度上無法與吸收和功率擴展單元均衡匹配。由于IGBT過流能力限制，在需要并聯使用的場所，并聯性能得不到保證，難以實現當前動力電池生產的大電流變流器，在充電機或動力電池測試場所應用受限。目前，大功率的變流器普遍采用以單個變流器橋臂作為一個功率單元模塊的方式，通過模塊外部連接組合而成。同時，單個模塊配置單個風機，這種模式的優點在于：配置靈活，通過組合可以配置為不同功率級別的變流器；模塊式結構，安裝方便，易于實現大批量生產。其缺點在于：由于元器件較多，集中布置在功率模塊后難以形成風道，元器件損耗產生的熱量不易散去，同時單體模塊散熱不容易實現擴展，風機故障在變流器運行中影響較大，同時考慮到安全絕緣距離，功率單元模塊體積普遍偏大，不適用于像風電行業這樣受空間限制的行業，另外由于獨立布置的功率單元差異性較大，無法做到在并聯時實現均流控制。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構緊湊、布置合理、安全可靠性高、維護方便且電性能佳的基于豎裝疊層母排的變流器模組。本專利技術所采用的技術方案是：本專利技術包括支撐架、散熱系統、若干個IGBT功率器件、若干尖峰吸收電容器、驅動單元、三相半橋直流母排及若干直流支撐電容器，若干所述IGBT功率器件等距離分布在所述散熱系統上，所述三相半橋直流母排豎直設置在所述IGBT功率器件上，所述三相半橋直流母排由相互對稱疊合的正母排和負母排組成，在所述正母排和所述負母排之間設置有絕緣層，所述正母排的輸入正極和所述負母排的輸入負極分別與所述IGBT功率器件的正極和負極對應連接，所述IGBT功率器件的正極和負極在所述三相半橋直流母排的兩側對稱設置，在所述三相半橋直流母排的下側邊緣上開設有與所述尖峰吸收電容器數目相等的電容窗口，所述尖峰吸收電容器位于所述電容窗口處且所述尖峰吸收電容器的正極和負極分別與所述IGBT功率器件的正極和負極對應連接，若干所述直流支撐電容器連接在所述三相半橋直流母排上。上述方案可見，本專利技術將IGBT功率器件設置在散熱系統上，尖峰吸收電容器通過正負極連接在IGBT功率器件的正負極上，三相半橋直流母排豎直設置在所述IGBT功率器件上且正母排的輸入正極和所述負母排的輸入負極分別與所述IGBT功率器件的正極和負極對應連接，IGBT功率器件的正極和負極在所述三相半橋直流母排的兩側對稱設置，其結構緊湊，布置合理，與現有技術相比，三相半橋直流母排和IGBT功率器件垂直連接，其中的正母排和負母排到IGBT功率器件的正負極的距離相等，達到均流的效果；所述三相半橋直流母排由相互對稱疊合的正母排和負母排組成，在所述正母排和所述負母排之間設置有絕緣層，其中的正母排與負母排重合疊層，在中間添加絕緣層，從而實現直流母排的大面積重疊，避免母排的分布雜散電感過大，進而改善其電性能；另外，將尖峰吸收電容器設置在電容窗口處且使其正負極直接與IGBT功率器件的正負極分別對應連接，縮短了尖峰吸收電容器到IGBT功率器件的距離，無需PCB連接板或其他連線的投入，整個結構更加簡潔，且減少了IGBT功率器件到尖峰吸收電容器的電感值；此外，直流支撐電容器設置在三相半橋直流母排上，通過三相半橋直流母排的連接，避免了IGBT功率器件和直流支撐電容器之間通過PCB板或連接線而導致板級阻抗過大的問題；該模組內的各個器件均裝拆方便，其維護保養便捷，維護成本低；更為重要的一點是，通過三相半橋直流母排的設置，可實現高電壓、大電流、大功率變流，其載流能力得到極大的提高。作為一個優選的方案，在所述正母排上還設置有第一輸出正極和第二輸出正極，所述第一輸出正極和所述第二輸出正極分別設置在所述正母排的兩側邊緣上，所述負母排上還設置有第一輸出負極和第二輸出負極，所述第一輸出負極和所述第二輸出負極分別設置在所述負母排的兩側邊緣上，所述正母排和所述負母排疊合后，所述第一輸出正極和所述第一輸出負極位于所述三相半橋直流母排的一側邊緣上且上下錯開，所述第二輸出正極和所述第二輸出負極位于所述三相半橋直流母排的另一側邊緣上且上下錯開。上述方案可見，在正母排上設置位于正母排兩側邊緣處的第一輸出正極和第二輸出正極，在負母排上設置位于負母排兩側邊緣處的第一輸出負極和第二輸出負極，這能極好地解決IGBT功率器件載流能力受限的問題，在母排的左右兩側均設置輸出極，為后續將母排進行并聯設計提供便利，兩個側面均設置輸出極，保證了并聯時兩側均可連接其它母排，從而達到擴容的目的，能夠實現大功率輸出，且并聯無限制，并保持了并聯均流的效果。作為進一步優選的方案，所述第二輸出正極和所述第二輸出負極上均設置有連接折彎部，所述連接折彎部的折彎高度與所述第二輸出正極和所述第二輸出負極的極片厚度一致。上述方案可見，連接折彎部的設置，能夠使得并聯的兩個母排前后連接成為一條線，使得并聯的母排排列整齊，保證整個模組結構緊湊；同時，連接折彎部的設置，保證并聯的兩個母排在輸出極處的咬合連接不會產生應力，保證并聯的可靠性。作為一個優選的方案，所述正母排的輸入正極位于所述正母排的下側且由所述正母排的下部經折彎90°而成，所述負母排的輸入負極位于所述負母排的下側且由所述負母排的下部經折彎90°而成。上述方案可見，輸入正極和輸入負極分別利用正母排和負母排下部折彎而成，使得輸入正極和輸入負極的面積較寬，這種超寬的輸入極確保了大電流的通過能力，進而排除IGBT的電流瓶頸。作為一個優選的方案，所述絕緣層的下端延伸至所述IGBT功率器件的正極和負極之間的凹槽內。上述方案可見，將絕緣層下端延伸至IGBT功率器件的正極和負極之間的凹槽內，確保了絕緣性能，避免發生短路。作為一個優選的方案，所述IGBT功率器件和所述尖峰吸收電容器的數目均設置為三個，在所述三相半橋直流母排上設置有三個連接腳，相鄰的兩個所述連接腳之間的距離相等，三個所述尖峰吸收電容器和三個所述連接腳分別與三個所述IGBT功率器件的正負極連接。上述方案可見，在一個模組中，采用數量相同的IGBT功率器件、尖峰吸收電容器，使其與三相半橋直流母排的三個連接腳相匹配，且相鄰的兩個所述連接腳之間的距離相等，即使是并聯后，相鄰的兩個模組上的六個IGBT功率器件之間的距離都是相等的，這保證了很好的均流效果。作為一個優選的方案，所述支撐架包括前支架和后支架，所述前支架和后支架豎直設置在所述散熱系統上且位于所述三相半橋直流母排的兩側，在所述三相半橋直流母排上還設置有若干機械孔，所述直流支撐電容器一端連接在所述三相半橋直流母排上，另一端與所述后支架固定連接，所述三相半橋直流母排與所述前支架之間設置有若干絕緣柱，所述絕緣柱的一端與所述機械孔固定連接，另一端與所述前支架固定連接。上述方案可見，支撐架的設置，能夠將三相半橋直流母排和設置在三相半橋直流母排上的直流支撐電容器承托住，進而確保IGBT功率器件不會受到壓迫，保證電性能優良。作為一個優選的方案，所述散熱系統為風冷式散熱器、水冷式散熱器或風冷與水冷式散熱器。上述方案可見，散熱系統的設置能夠將模本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于豎裝疊層母排的變流器模組，包括支撐架（1）、散熱系統（2）、若干個IGBT功率器件（3）、若干尖峰吸收電容器（4）、驅動單元（5）、三相半橋直流母排（6）及若干直流支撐電容器（7），其特征在于：若干所述IGBT功率器件（3）等距離分布在所述散熱系統（2）上，所述三相半橋直流母排（6）豎直設置在所述IGBT功率器件（3）上，所述三相半橋直流母排（6）由相互對稱疊合的正母排（61）和負母排（62）組成，在所述正母排（61）和所述負母排（62）之間設置有絕緣層（63），所述正母排（61）的輸入正極（611）和所述負母排（62）的輸入負極（621）分別與所述IGBT功率器件（3）的正極和負極對應連接，所述IGBT功率器件（3）的正極和負極在所述三相半橋直流母排（6）的兩側對稱設置，在所述三相半橋直流母排（6）的下側邊緣上開設有與所述尖峰吸收電容器（4）數目相等的電容窗口（64），所述尖峰吸收電容器（4）位于所述電容窗口（64）處且所述尖峰吸收電容器（4）的正極和負極分別與所述IGBT功率器件（3）的正極和負極對應連接，若干所述直流支撐電容器（7）連接在所述三相半橋直流母排（6）上。

【技術特征摘要】
1.一種基于豎裝疊層母排的變流器模組，包括支撐架（1）、散熱系統（2）、若干個IGBT功率器件（3）、若干尖峰吸收電容器（4）、驅動單元（5）、三相半橋直流母排（6）及若干直流支撐電容器（7），其特征在于：若干所述IGBT功率器件（3）等距離分布在所述散熱系統（2）上，所述三相半橋直流母排（6）豎直設置在所述IGBT功率器件（3）上，所述三相半橋直流母排（6）由相互對稱疊合的正母排（61）和負母排（62）組成，在所述正母排（61）和所述負母排（62）之間設置有絕緣層（63），所述正母排（61）的輸入正極（611）和所述負母排（62）的輸入負極（621）分別與所述IGBT功率器件（3）的正極和負極對應連接，所述IGBT功率器件（3）的正極和負極在所述三相半橋直流母排（6）的兩側對稱設置，在所述三相半橋直流母排（6）的下側邊緣上開設有與所述尖峰吸收電容器（4）數目相等的電容窗口（64），所述尖峰吸收電容器（4）位于所述電容窗口（64）處且所述尖峰吸收電容器（4）的正極和負極分別與所述IGBT功率器件（3）的正極和負極對應連接，若干所述直流支撐電容器（7）連接在所述三相半橋直流母排（6）上。2.根據權利要求1所述的一種基于豎裝疊層母排的變流器模組，其特征在于：在所述正母排（61）上還設置有第一輸出正極（612）和第二輸出正極（613），所述第一輸出正極（612）和所述第二輸出正極（613）分別設置在所述正母排（61）的兩側邊緣上，所述負母排（62）上還設置有第一輸出負極（622）和第二輸出負極（623），所述第一輸出負極（622）和所述第二輸出負極（623）分別設置在所述負母排（62）的兩側邊緣上，所述正母排（61）和所述負母排（62）疊合后，所述第一輸出正極（612）和所述第一輸出負極（622）位于所述三相半橋直流母排（6）的一側邊緣上且上下錯開，所述第二輸出正極（613）和所述第二輸出負極（623）位于所述三相半橋直流母排（6）的另一側邊緣上且上下錯開。3.根據權利要求2所述的一種基于豎裝疊層母排的變流器模組，其特征在于：所述第二輸出正極（613）和所述第二輸出負極（...

【專利技術屬性】
技術研發人員：屈世磊，
申請(專利權)人：珠海九源電力電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44