CN103514982A - 一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排 - Google Patents

一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，所述叠层母排为三件叠层母排组成的层数为两层的母排。该母排为一种用于三电平中压风电变流器功率转换部分而设计的新型叠层母排，叠层母排层数控制在两层，在保证电气性能的情况下，方便了加工和安装，并且降低了成本。

Description

一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排
技术领域
本发明涉及一种电力存储技术领域的方法，具体讲涉及一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排。
背景技术
随着风力发电的快速发展，风电机组的单机容量越来越大，功率密度越来越高，传统的两电平变流器已很难满足大容量风电机组的要求。
近年来多电平变流器成为人们研究的热点课题，三电平电路是多电平电路中最简单又最实用的一种，三电平电路和传统的二电平电路相比，器件具有2倍的正向阻断电压能力，并能减少谐波和降低开关频率，从而使器件损耗减小，使低压开关器件应用更广泛。另外，三电平电路可以有效提高电压等级，便于提升变流器的容量。
大功率中压三电平风电变流器中运用的IGBT的电压和电流等级都较高，并且三电平电路连线复杂，因而叠层母排设计的好坏直接关系到功率回路的运行可靠性和安装便利性。
叠层母排又称复合母排，广泛应用于大功率电力电子装置中，用于减少线路的杂散电感，从而可以降低IGBT的关断过电压，保证器件安全可靠运行。在大功率三电平中压风电变流器中，由于核心功率器件之间的连线多、配线复杂，并且电压等级高、流过电流大，层叠母排的设计尤为关键。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于三电平中压风电变流器功率转换部分而设计的一种新型叠层母排。
实现上述目的所采用的解决方案为：
一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其改进之处在于：所述叠层母排为三件叠层母排组成的层数为两层的母排。
进一步的，单件层的母排为“凸”字形叠层母排，所述“凸”字形叠层母排由平行设于两片PEM板间的长铜板和短铜板构成。
进一步的，所述短铜板的外侧设有交流出线端；
所述长铜板的外侧的中间位置设有两个接线端，所述接线端分别与所述双件层的母排的接线端对称，接线端均为支撑电容接线端；
所述长铜板的两侧边对称设有一个引脚，所述引脚分别与双件层的母排的相应位置的引脚配对，形成吸收电容接线端。
进一步的，所短铜板和长铜板上分别设有六对孔洞和八对孔洞。
进一步的，所述孔洞分别包括接线柱和大孔，所述长铜板上的接线柱用于连接二极管，大孔用于通过双件层的母排的接线柱；所述短铜板上的接线柱用于连接IGBT，大孔用于通过螺栓。
进一步的，双件层的母排均为方形的叠层母排，均包括间隔压制的三片PEM板和两块铜板；
所述双件层的母排分别包括与单件层的母排对应的七对孔洞，及对应于单件层母排的短板左右缺口处的三对孔洞。
进一步的，所述双件层的母排中与单件层的母排相近的铜板上的七对孔洞均包括两个大孔，缺口处的孔洞分别包括大孔和接线柱，所述大孔用于通过单件层的母排和另一块铜板上的接线柱；
所述双件层的母排的另一块铜板上的十对孔洞分别包括大孔和接线柱，与长铜板对应的六个接线柱用于连接IGBT接线端子，与短铜板对应的四个接线柱用于连接二极管端子。
进一步的，所述双件层的母排的支撑电容接线端和吸收电容接线端均设于与单件层的母排相近的铜板上。
进一步的，所述支撑电容接线端为L形连接端，所述连接端通过弯折压制，连接端面与母排垂直连接；所述吸收电容连接端为L形连接端，所述吸收电容连接端通过弯折压制，连接端面与母排在同一水平面。
进一步的，螺栓通过所述三件叠层母排的接线柱连接至IGBT的螺纹孔上将三片母排固定。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明的叠层母排将整叠层组叠层母排分为三部分，并且叠层母排层数控制在2层，在保证电气性能的情况下，方便了加工和安装，并且降低了成本。
（2）本发明的叠层母排在保证系统电气特性的情况下，具有安装维护方便、杂散电感小、成本低、结构清晰的特点。
（3）本发明的叠层母排可以保证较小的杂散电感，便于系统抑制关断过电压；且方便了功率单元的模块化设计，并且使整组叠层母排的可靠性得到很大提升。
（4）本发明的叠层母排具有低阻抗、抗干扰、可靠性好、节省空间、装配简洁快捷等特点，可以有效地提高大功率三电平中压风电变流器中功率器件的运行可靠性和安全性。
（5）本发明的叠层母排有效的减小了叠层母排的孔与孔之间的累积误差，使公差控制在合理范围内，对于其本身的安装和与其连接件的安装都提供了裕量。
附图说明
图1为叠层母排结构图；
图2为叠层母排后视图；
图3为母排一的后视图；
图4为母排二的正视图；
图5为母排三的正视图；
图6为叠层母排爆破图；
附图标记：1-母排一；2-母排二；3-母排三；4-长铜板；5-短铜板；6-PEM板；7-铜板一；8-铜板二；9-PEM板；10-铜板三；11-铜板四；12-PEM板；13-接线柱；14-大孔；15-交流出线端；16-接线端；17-吸收电容接线端；18-支撑电容接线端；19-螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图1、2所示，图1分别为叠层母排结构图和后视图；本申请的叠层母排分为三部分，层数均为2层，每一部分为独立的个体。叠层母排包括有三片可拆卸的母排一、母排二和母排三。第一层包括母排一，为“凸”字形母排；第二次包括母排二和母排三，均为方形母排。母排一、母排二和母排三均为叠层母排。
母排一的短板外侧边设有交流出线端15。母排一的长板两端分别设有引脚，两个引脚分别与母排二、三的引脚配对形成用来连接吸收电容的两个吸收电容接线端17。母排一的长板的外侧的中间位置设有两个接线端，该接线端分别与所述母排二、三相应位置的接线端对称，所述接线端均为用来连接支撑电容的支撑电容接线端18。
所述支撑电容接线端为L形连接端，所述连接端通过弯折压制，连接端面与母排垂直连接；所述吸收电容连接端为L形连接端，所述吸收电容连接端通过弯折压制，连接端面与母排在同一水平面。
如图3所示，图3为母排一的正视图；母排一包括两片PEM板及PEM中间的长铜板4和短铜板5；长铜板4外侧设有支撑电容相连接的接线端18，长铜板的两端分别设有引脚，为吸收电容接线端17。短铜板外侧设有一个用于交流输出的交流出线端15。
长铜板上设有八对孔洞，所述孔洞分别包括一个接线柱和一个大孔，接线柱用于和二极管相接，大孔用于过母排二和母排三上的接线柱。
短铜板上设有六对孔洞，孔洞分别包括一个连接柱和一个大孔，接线柱用于连接IGBT，大孔用于通过螺栓。
如图4所示，图4为母排二的正视图；母排二包括铜板一7和铜板二8以及三片PEM板9压接而成，两块铜板分别位于相邻PEM板中间，上述与吸收电容和支撑电容相连接的接线端在铜板一7上。
铜板一7上与母排一的孔洞相对应的孔洞均为大孔，位于母排一缺口处的设有三对孔洞，分别包括一个接线柱和一个大孔。铜板一7上有3个接线柱和17个大孔，所述17个大孔包括与母排一的孔洞对应的14个大孔和位于母排一缺口处的3个大孔。3个接线柱用于和IGBT的端子相接，17个大孔用于过母排一和铜板二8上的接线柱。接线柱用于连接IGBT的接线端子，大孔用于通过铜板二上的接线柱。
铜板二8上有10个接线柱和10个大孔，右侧的6个接线柱用于和IGBT接线端子相接，左侧的4个接线柱用于和二极管端子相接。
如图5所示，图5为母排三的正视图；
母排三与母排二结构相似。母排三包括铜板三10和铜板四11以及三片PEM板压接而成，两块铜板分别位于相邻PEM板中间，上述与吸收电容和支撑电容相连接的接线端在铜板三10上。
铜板三10设有与母排一的孔洞对应的孔洞，均为大孔，位于母排一缺口处设有三对孔洞，分别包括一个接线柱和一个大孔。铜板三10上有3个接线柱和17个大孔，所述17个大孔包括与母排一的孔洞对应的14个大孔和位于母排一缺口处的3个大孔。3个接线柱用于和IGBT相接，大孔用于通过过母排一和铜板四11的接线柱。接线柱用于连接IGBT，大孔用于通过铜板四上的接线柱。
铜板四11上有10个接线柱和10个大孔，右侧的6个接线柱用于和IGBT接线端子相连，左侧的4个接线柱用于和二极管相连。
螺栓通过所述母排一、母排二和母排三的接线柱连接至IGBT的螺纹孔上将三片母排固定。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：所述叠层母排为三件叠层母排组成的层数为两层的母排。
2.如权利要求1所述的一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：单件层的母排为“凸”字形叠层母排，所述“凸”字形叠层母排由平行设于两片PEM板间的长铜板和短铜板构成。
3.如权利要求2所述的一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：
所述短铜板的外侧设有交流出线端；
所述长铜板的外侧的中间位置设有两个接线端，所述接线端分别与所述双件层的母排的接线端对称，接线端均为支撑电容接线端；
所述长铜板的两侧边对称设有一个引脚，所述引脚分别与双件层的母排的相应位置的引脚配对，形成吸收电容接线端。
4.如权利要求3所述的一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：所短铜板和长铜板上分别设有六对孔洞和八对孔洞。
5.如权利要求4所述的一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：
所述孔洞分别包括接线柱和大孔，所述长铜板上的接线柱用于连接二极管，大孔用于通过双件层的母排的接线柱；所述短铜板上的接线柱用于连接IGBT，大孔用于通过螺栓。
6.如权利要求1所述的一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：
双件层的母排均为方形的叠层母排，均包括间隔压制的三片PEM板和两块铜板；
所述双件层的母排分别包括与单件层的母排对应的七对孔洞，及对应于单件层母排的短板左右缺口处的三对孔洞。
7.如权利要求6所述的一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：
所述双件层的母排中与单件层的母排相近的铜板上的七对孔洞均包括两个大孔，缺口处的孔洞分别包括大孔和接线柱，所述大孔用于通过单件层的母排和另一块铜板上的接线柱；
所述双件层的母排的另一块铜板上的十对孔洞分别包括大孔和接线柱，与长铜板对应的六个接线柱用于连接IGBT接线端子，与短铜板对应的四个接线柱用于连接二极管端子。
8.如权利要求3所述的一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：
所述双件层的母排的支撑电容接线端和吸收电容接线端均设于与单件层的母排相近的铜板上。
9.如权利要求8所述的一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：
所述支撑电容接线端为L形连接端，所述连接端通过弯折压制，连接端面与母排垂直连接；所述吸收电容连接端为L形连接端，所述吸收电容连接端通过弯折压制，连接端面与母排在同一水平面。
10.如权利要求3所述的一种用于大功率三电平中压风电变流器的叠层母排，其特征在于：螺栓通过所述三件叠层母排的接线柱连接至IGBT的螺纹孔上将三片母排固定。
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