CN102075067B - 风能变流器模组功率单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风能变流器模组功率单元，包括箱体，箱体内自上而下依次安装机侧IGBT功率模块、直流电容阵列和网侧IGBT功率模块，机侧IGBT功率模块、网侧IGBT功率模块和直流电容阵列均位于压合母排的同一侧，机侧IGBT功率模块通过机侧液冷板固定在箱体上，网侧IGBT功率模块通过网侧液冷板固定在箱体上。本发明在箱体内自上而下依次安装机侧IGBT功率模块、直流电容阵列和网侧IGBT功率模块，结构紧凑，布局明了。直流电容阵列为机侧IGBT功率模块和网侧IGBT功率模块的共用支撑电容，直流侧完全对称，交流侧做到静动态均流度控制在5%以内。

Description

风能变流器模组功率单元
技术领域
本发明涉及风电技术领域，尤其是一种风能变流器模组功率单元。 
背景技术
风力并网发电技术是可再生能源技术发展的重要组成部分，近几年也获得了长足发展，部分技术实现了商业化，但还存在一些缺陷。风能变流器是风电整套设备中的重要部件，在风能变流器的研发和制造过程中，模组功率单元的设计尤其重要，要充分考虑到布局的电气合理性、电容与IGBT功率模块直流侧的对称性、交流侧的静态和动态均流度、电容母线的设计要尽可能的降低杂散电感。另外，考虑到塔筒空间有限，模组功率单元设计的宽度尺寸显得非常重要。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑、散热效率高、直流对称、交流静动态均流良好的风能变流器模组功率单元。 
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种风能变流器模组功率单元，包括箱体，箱体内自上而下依次安装机侧IGBT功率模块、直流电容阵列和网侧IGBT功率模块，机侧IGBT功率模块、网侧IGBT功率模块和直流电容阵列均位于压合母排的同一侧，机侧IGBT功率模块通过机侧液冷板固定在箱体上，网侧IGBT功率模块通过网侧液冷板固定在箱体上，所述机侧IGBT功率模块通过螺钉固定在机侧液冷板上，所述网侧IGBT功率模块通过螺钉固定在网侧液冷板上，所述箱体设有左盖板，所述左盖板上开设有液冷板安装孔和电容安装孔，机侧液冷板、网侧液冷板通过液冷板安装孔固定在左盖板上，所述的直流电容阵列通过电容安装孔固定安装在箱体的左盖板上。 
由上述技术方案可知，本发明在箱体内自上而下依次安装机侧IGBT功率模块、直流电容阵列和网侧IGBT功率模块，结构紧凑，布局明了。本发明的直流电容阵列为机侧IGBT功率模块和网侧IGBT功率模块的共用支撑电容，直流侧完全对称，交流侧做到静动态均流度控制在5%以内；通过下端进气口吹进来的大流量空气，贯穿整体模组内的主要器件，可以将功耗热量快速高效的带出模组。 
附图说明
图1是本发明的结构示意图； 
图2是图1中去掉前盖板、右盖板之后的结构示意图。
具体实施方式
一种风能变流器模组功率单元，包括箱体，箱体内自上而下依次安装机侧IGBT功率模块1、直流电容阵列2和网侧IGBT功率模块3，机侧IGBT功率模块1、网侧IGBT功率模块3和直流电容阵列2均位于压合母排4的同一侧，机侧IGBT功率模块1通过机侧液冷板5固定在箱体上，网侧IGBT功率模块3通过网侧液冷板6固定在箱体上，如图1所示。在考虑电气安全距离的情况下，连接直流电容阵列2、机侧IGBT功率模块1和网侧IGBT功率模块3的母线长度尺寸做到了最小，并且没有任何的折弯，保证了母线的低电感。 
如图1所示，所述的箱体由上盖板7、下盖板、左盖板、右盖板8、前盖板9和后盖板10组成，上盖板7、下盖板和左盖板连为一体，所述机侧IGBT功率模块1通过螺钉固定在机侧液冷板5上，机侧IGBT功率模块1位于机侧液冷板5的右侧，所述网侧IGBT功率模块3通过螺钉固定在网侧液冷板6上，网侧IGBT功率模块3位于网侧液冷板6的右侧，左盖板上开设有液冷板安装孔和电容安装孔，机侧液冷板5、网侧液冷板6通过液冷板安装孔固定在左盖板上，所述的直流电容阵列2通过电容安装孔固定安装在箱体的左盖板上。 
如图1所示，所述机侧IGBT功率模块1、网侧IGBT功率模块3的直流侧正、负极分别通过螺栓与压合母排4的正、负极电气连接，连接处分别并联有吸收电容11，所述直流电容阵列2的正、负极分别通过螺栓与压合母排4的正、负极电气连接。 所述的机侧IGBT功率模块1、网侧IGBT功率模块3的交流侧均安装有均流块12，从箱体的上、下两端引出的引出铜条15通过换向铜条16与均流块12连接。所述的上盖板7上开设出风口13，下盖板上开设进风口，前盖板9上设置有把手14，便于维护，本发明中所指的前方是正视把手14的方向。本发明的功率模块，通过下端进风口吹进来的大流量空气，贯穿整体模组内的主要器件，可以将功耗热量快速高效的带出模组。IGBT功率模块可以通过液冷板将IGBT功率模块产生的热量带出模组。 
如图1所示，上盖板7、下盖板、左盖板、右盖板8、前盖板9和后盖板10组成一个四周封闭、下进风上出风的通畅风道，通过直流电容阵列2上的压合母排4将机侧IGBT功率模块1和网侧IGBT功率模块3连接。直流电容阵列2为机侧IGBT功率模块1和网侧IGBT功率模块3的共用支撑电容，IGBT功率模块的直流侧就近处有小的吸收电容11，直流侧做到完全对称，交流侧通过分流块12做到静动态均流度控制在5%以内。 

Claims (5)

1.一种风能变流器模组功率单元，其特征在于：包括箱体，箱体内自上而下依次安装机侧IGBT功率模块（1）、直流电容阵列（2）和网侧IGBT功率模块（3），机侧IGBT功率模块（1）、网侧IGBT功率模块（3）和直流电容阵列（2）均位于压合母排（4）的同一侧，机侧IGBT功率模块（1）通过机侧液冷板（5）固定在箱体上，网侧IGBT功率模块（3）通过网侧液冷板（6）固定在箱体上，所述机侧IGBT功率模块（1）通过螺钉固定在机侧液冷板（5）上，所述网侧IGBT功率模块（3）通过螺钉固定在网侧液冷板（6）上，所述箱体设有左盖板，所述左盖板上开设有液冷板安装孔和电容安装孔，机侧液冷板（5）、网侧液冷板（6）通过液冷板安装孔固定在左盖板上，所述的直流电容阵列（2）通过电容安装孔固定安装在箱体的左盖板上。
2.根据权利要求1所述的风能变流器模组功率单元，其特征在于：所述的箱体由上盖板（7）、下盖板、左盖板、右盖板（8）、前盖板（9）和后盖板（10）组成，上盖板（7）、下盖板和左盖板连为一体，机侧IGBT功率模块（1）位于机侧液冷板（5）的右侧，网侧IGBT功率模块（3）位于网侧液冷板（6）的右侧。
3.根据权利要求1所述的风能变流器模组功率单元，其特征在于：所述机侧IGBT功率模块（1）、网侧IGBT功率模块（3）的直流侧正、负极分别通过螺栓与压合母排（4）的正、负极电气连接，连接处分别并联有吸收电容（11），所述直流电容阵列（2）的正、负极分别通过螺栓与压合母排（4）的正、负极电气连接。
4.根据权利要求1所述的风能变流器模组功率单元，其特征在于：所述的机侧IGBT功率模块（1）、网侧IGBT功率模块（3）的交流侧均安装有均流块（12），从箱体的上、下两端引出的引出铜条（15）通过换向铜条（16）与均流块（12）连接。
5.根据权利要求2所述的风能变流器模组功率单元，其特征在于：所述的上盖板（7）上开设出风口（13），下盖板上开设进风口，前盖板（9）上设置有把手（14）。
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