CN203104257U - 一种风力发电变流器功率模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电变流器功率模组，它是一种框架式结构，功率单元通过直流接线板和滑轨固定于结构架内，在功率单元的基板前方安装带水冷散热器的IGBT模块和交流母排等交流部分，后方安装有正直流母排、负直流母排组合而成的层叠母排、直流母线电容、吸收无感电容等直流部分。本实用新型的框架式结构紧凑，功率单元与结构架之间互连设计精巧，拆卸组合方便；功率单元实现交直流部分在基板平面上分开布置，排列简洁美观，电磁兼容性好；用于IGBT模块散热的水冷管只分布于基板前方，短而有效，不干涉直流侧风冷设计；无电缆电线连接，提高可靠性。本实用新型便于组装为大功率变流器，适用于大功率风力发电机。

Description

一种风力发电变流器功率模组

技术领域

   本实用新型属于半导体变流技术领域，涉及一种风力发电变流器功率模组，用于风力发电大功率变流器。

背景技术

大功率变流器是MW级双馈和直驱风电机组的核心组成，一般采用单个变流器桥臂作为一个功率单元，通过外部连接组合而成。而通常风机空间有限制，变流器的安装空间不够大，难以放置大功率变流器。为了应对风机的空间限制，变流器功率单元应当具有体积小、散热好、易安装、易维护的特点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述问题，提供一种适用于兆瓦级大功率变流器、电气结构简单、散热能力强、电磁兼容性高、组装方便、配置灵活、易于维护的风力发电变流器功率模组。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种风力发电变流器功率模组，包括方形结构架、面板及直流接线板，其特征在于：所述的结构架内装有横向并列排布的三个插板式功率单元，且该功率单元经由滑轨与直流接线板和结构架组合连接；所述的功率单元包括基板和安装于基板上的交流部分和直流部分。

前述的一种风力发电变流器功率模组，所述的功率单元的交流部分位于基板前方，由带水冷散热器的IGBT模块、交流母排、几字型固线架、水冷管和起拔孔组成，起拔孔位于基板前方边沿处。

前述的一种风力发电变流器功率模组，所述的功率单元的直流部分位于基板后方，包括吸收无感电容、直流母线电容、正直流母排、负直流母排。

前述的一种风力发电变流器功率模组，所述的面板位于结构架前方，交流母排固定于面板上。

前述的一种风力发电变流器功率模组，所述的功率单元的基板通过加工形成与滑轨推拉配合的配合面。

前述的一种风力发电变流器功率模组，所述的基板为L型，为位于基板后上方的直流接线板预留空间。

前述的一种风力发电变流器功率模组，所述的交流母排90°直角折叠设置，交流母排的一面紧贴IGBT模块，交流母排带有接线孔的另一面与基板垂直，并与IGBT模块上部形成走线通道。

前述的一种风力发电变流器功率模组，水冷管的进水管、出水管均靠近并平行于基板的边沿，进水管位于IGBT模块上方，出水管位于IGBT模块下方，进出水口在基板的前方。

前述的一种风力发电变流器功率模组，正直流母排、负直流母排之间压装高压绝缘纸，形成层叠母排；直流母线电容安装于层叠母排与基板间；吸收无感电容安装于层叠母排与IGBT模块之间。

前述的一种风力发电变流器功率模组，正直流母排、负直流母排前方呈90°直角向下折叠，从而与基板垂直。

本实用新型采用框架式结构，各功率单元沿铝材滑轨横向并列安插于结构架内部；结构架前方的面板用于固定交流母排；L型设计的基板为直流接线板留出了空间，便于安装；基板前沿处设有起拔孔，便于功率单元的插拔和搬用；正直流母排、负直流母排所组成的层叠母排安装在基板后方，带水冷散热器的IGBT模块安装在前方；层叠母排与基板间安装直流母线电容；正直流母排、负直流母排前方呈90°直角向下折叠，与基板垂直且紧邻缺口，便于集中走线和散热；层叠母排与IGBT模块中间安装有吸收无感电容；IGBT模块的水冷散热器的进水管位于模块上方，出水管位于模块的下方，进、出水口均在基板前方；交流母排90°直角折叠，下方紧贴IGBT模块基座，并通过螺栓固定，有接线孔的一面与IGBT模块的右侧面平行而立。

本实用新型具有如下优点：结构紧凑，功率单元与结构架之间互连设计精巧，拆卸组合方便；功率单元器件实现交直流分开布置，排列简洁美观，且电磁兼容性好；功率器件的水冷管长度短而有效，还不干涉直流侧风冷设计；无电缆电线连接，提高了可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的正面外观示意图；

图2是本实用新型的背面外观示意图；

图3是本实用新型的功率单元示意图（从前向后）；

图4是本实用新型的功率单元示意图（从后向前）。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术方案、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

本实用新型采用框架式结构，由三个功率单元2经直流接线板5横向并列安装于结构架1内，框架底部有铝材滑轨4，功率单元2可沿滑轨4插拔。结构架1的前方装有面板3，用于固定交流母排8。功率单元2的所有器件均安装在基板6左侧，基板6分为两部分，前方为交流部分，后方为直流部分。

基板6前方交流部分包括IGBT模块7、交流母排8、几字型固线架13、水冷管14、15和起拔孔16。IGBT模块7侧面呈阶梯状，底座较大，紧贴基板固定，两侧留作螺栓紧固用。交流母排8 90°直角折叠，下方紧贴IGBT模块7底座右侧，通过螺栓固定，带有接线孔的一面与基板6垂直而立，并与模块上部分的侧面留有走线通道。固线架13的几字型设计使线路排布整齐简洁。水冷管的进水管14位于IGBT模块7上方，出水管15位于模块的下方，进出水口则落在基板6前方。位于基板6前方边沿处的起拔孔16便于功率单元2的插拔。功率单元2的基板6通过加工形成与滑轨4推拉配合的配合面17。

后方直流部分包括吸收无感电容9、直流母线电容10、正直流母排11、负直流母排12。正负直流母排11、12中间压装高压绝缘纸，形成层叠母排。层叠母排与基板6间安装直流母线电容10，并根据直流电容数目和尺寸开孔。正直流母排11、负直流母排12前方开孔，并呈90°直角向下折叠，与基板6垂直且紧邻基板6后方的前沿，便于集中走线和散热。

上述实施例不以任何形式限定本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种风力发电变流器功率模组，包括方形结构架（1）、面板（3）及直流接线板（5），其特征在于：所述的结构架（1）内装有横向并列排布的三个插板式功率单元（2），且该功率单元（2）经由滑轨（4）与直流接线板（5）和结构架（1）组合连接；所述的功率单元（2）包括基板（6）和安装于基板（6）上的交流部分和直流部分。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电变流器功率模组，其特征在于：所述的功率单元（2）的交流部分位于基板（6）前方，由带水冷散热器的IGBT模块（7）、交流母排（8）、几字型固线架（13）、水冷管和起拔孔（16）组成，起拔孔（16）位于基板（6）前方边沿处。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电变流器功率模组，其特征在于：所述的功率单元（2）的直流部分位于基板（6）后方，包括吸收无感电容（9）、直流母线电容（10）、正直流母排（11）、负直流母排（12）。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电变流器功率模组，其特征在于：所述的面板（3）位于结构架（1）前方，交流母排（8）固定于面板（3）上。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电变流器功率模组，其特征在于：所述的功率单元（2）的基板（6）通过加工形成与滑轨（4）推拉配合的配合面（17）。

6.根据权利要求1所述的一种风力发电变流器功率模组，其特征在于：所述的基板（6）为L型，为位于基板（6）后上方的直流接线板（5）预留空间。

7.根据权利要求2所述的一种风力发电变流器功率模组，其特征在于：所述的交流母排（8）90°直角折叠设置，交流母排（8）的一面紧贴IGBT模块（7），交流母排（8）带有接线孔的另一面与基板（6）垂直，并与IGBT模块(7)上部形成走线通道。

8.根据权利要求2所述的一种风力发电变流器功率模组，其特征在于：

水冷管的进水管（14）、出水管（15）均靠近并平行于基板（6）的边沿，进水管（14）位于IGBT模块（7）上方，出水管（15）位于IGBT模块（7）下方，进出水口在基板（6）的前方。

9.根据权利要求3所述的一种风力发电变流器功率模组，其特征在于：正直流母排（11）、负直流母排（12）之间压装高压绝缘纸，形成层叠母排；直流母线电容（10）安装于层叠母排与基板（6）间；吸收无感电容（9）安装于层叠母排与IGBT模块（7）之间。

10.根据权利要求9所述的一种风力发电变流器功率模组，其特征在于：正直流母排（11）、负直流母排（12）前方呈90°直角向下折叠，从而与基板（6）垂直。

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