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

一种风力发电变流器功率模组 Download PDF

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田兴新
祝德春
邵宜祥
靳全
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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

—种风力发电变流器功率模组
技术领域
[0001] 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
[0002] 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
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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山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。
[0015] 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
[0016] 图1是本实用新型的正面外观示意图;
[0017] 图2是本实用新型的背面外观示意图;
[0018] 图3是本实用新型的功率单元示意图(从前向后);
[0019] 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
[0020] 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。
[0021] 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I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I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。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 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(I)、面板(3)及直流接线板(5),其特征在于:所述的结构架(I)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(I)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(I)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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103956885A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 江苏大全箱变科技有限公司 风电变流器紧凑型功率单元
CN104467363A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 天水电气传动研究所有限责任公司 一种大功率电源功率变换器

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