CN212850290U - 多电平换流器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多电平换流器。多电平换流器包括：壳体；储能电容，设置于壳体上；旁路开关，设置于储能电容的上方；IGBT模块，设置于旁路开关的上方；电源板卡模块，设置于IGBT模块的上方；散热器，包括水冷散热器和风冷散热器；控制板卡模块，用于多电平换流器的控制；叠层母排，IGBT模块、储能电容和旁路开关连接叠层母排；壳体、旁路开关、IGBT模块和电源板卡模块之间形成两端贯通的散热器安装腔，水冷散热器或风冷散热器设置于散热器安装腔，用于IGBT模块的散热。本申请的多电平换流器可实现不同形式的散热，满足不同场合的需求。

Description

多电平换流器

技术领域

本申请涉及电力电子技术应用领域，特别涉及一种多电平换流器。

背景技术

多电平换流器技术凭借其在新能源并网、孤岛供电、非同步电网互联、多端直流输电以及城市配电网增容等领域中的独特优势而越来越广泛地被电力系统采纳和应用。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)模块作为多电平换流器的核心器件，运行稳定性决定了多电平换流器的工作稳定性。IGBT模块对于运行温度非常敏感，过高的运行温度会使IGBT模块的稳定性急剧下降。因此控制住IGBT模块的运行温度低于要求的最高工作温度是至关重要的。

目前在低功率小容量的应用场合，多使用风冷散热的方式来解决IGBT模块的散热；风冷散热具有非常高的稳定性，且实施成本较低；但风冷散热也有占用空间大、散热效率不高的缺点。对于大功率高容量的应用场合，大多使用水冷散热的方式来解决IGBT模块的散热；水冷散热具有散热效率高，占用空间小的优点，但水冷散热系统也有实施成本高，水冷系统有漏水风险等缺点。目前多数厂家都设计有风冷散热型的多电平换流器和水冷散热器的多电平换流器，以应对不同应用场合。但过多的型号无疑增加了企业的生产成本。

实用新型内容

基于此，本申请提供了一种风冷水冷散热兼容型多电平换流器，结构紧凑，安装简便，可选装水冷散热器或风冷散热器，以应对不同功率及容量的使用场合。

本申请的一个实施例提供一种多电平换流器，包括：壳体；储能电容，设置于所述壳体上；旁路开关，设置于所述储能电容的上方；IGBT模块，设置于所述旁路开关的上方；电源板卡模块，设置于所述IGBT模块的上方；散热器，包括水冷散热器和风冷散热器；控制板卡模块，用于所述多电平换流器的控制；叠层母排，所述IGBT模块、储能电容和旁路开关连接所述叠层母排；所述壳体、旁路开关、IGBT模块和电源板卡模块之间形成两端贯通的散热器安装腔，所述水冷散热器或风冷散热器设置于所述散热器安装腔，用于所述IGBT模块的散热。

根据本申请的一些实施例，所述风冷散热器设置于所述散热器安装腔时，所述风冷散热器的进风口和出风口分别对应所述散热器安装腔的两端开口。

根据本申请的一些实施例，所述风冷散热器紧贴所述IGBT模块的散热面。

根据本申请的一些实施例，所述水冷散热器设置于所述散热器安装腔时，所述水冷散热器紧贴所述IGBT模块的散热面。

根据本申请的一些实施例，所述IGBT模块的数量为多个。

根据本申请的一些实施例，所述储能电容的数量为多个。

根据本申请的一些实施例，所述叠层母排的数量为多个。

根据本申请的一些实施例，所述叠层母排位于所述储能电容的一侧。

根据本申请的一些实施例，所述控制板卡模块位于所述IGBT模块的一侧。

根据本申请的一些实施例，所述壳体为钣金件。

本申请的多电平换流器，在确定的一种多电平换流器结构中，无需移动IGBT模块、叠层母排、储能电容等任何器件或零件的情况下，在同一安装位置即可选择安装风冷散热器或水冷散热器，实现风冷散热和水冷散热两种散热方式的自由切换选择，满足不同应用场合的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。

图1是本申请实施例安装水冷散热器的多电平换流器的示意图；

图2是本申请实施例安装风冷散热器的多电平换流器的示意图；

图3是本申请实施例安装水冷散热器的多电平换流器的主视图；

图4是本申请实施例安装风冷散热器的多电平换流器的主视图。

其中，1-壳体，2-储能电容，3-旁路开关，4-IGBT模块，5-电源板卡模块，61-水冷散热器，62-风冷散热器；7-控制板卡模块，8-叠层母排。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图4所示，本申请的实施例提供一种多电平换流器。多电平换流器包括壳体1、储能电容2、旁路开关3、IGBT模块4、电源板卡模块5、散热器、控制板卡模块7和叠层母排8。多电平换流器为适应不同的应用场合，可选用不同形式的散热器。

壳体1设置于多电平换流器的最外侧，对多电平换流器的其它部件起到保护作用。可选地，壳体1为钣金件，便于加工制造。

储能电容2设置于壳体1的底板上。旁路开关3设置于储能电容2的上方。IGBT模块4设置于旁路开关3的上方，可选地，IGBT模块4通过一支撑板设置于旁路开关3上。电源板卡模块5设置于IGBT模块4的上方，本实施例中，电源板卡模块5水平设置。控制板卡模块7用于多电平换流器的控制，电源板卡模块5用于为控制板卡模块7供电。叠层母排8安装固定后与储能电容2、旁路开关3和IGBT模块4形成电气连接，并对外提供了多电平换流器的接口。

本实施例的散热器包括水冷散热器61和风冷散热器62。壳体1、旁路开关3、IGBT模块4和电源板卡模块5之间形成两端贯通的散热器安装腔。散热器安装腔可满足水冷散热器61和风冷散热器62的安装要求。根据不同的应用场合，选择水冷散热器61或风冷散热器62设置于散热器安装腔，用于IGBT模块4的散热。

本实施例的多电平换流器，水冷散热器61和风冷散热器62可在多电平换流器中的同一位置进行安装。在无需移动或改变其他器件或零件的位置的前提下，即可选择安装水冷散热器或风冷散热器，以实现不同的散热方式。

根据本申请一个可选的技术方案，风冷散热器62设置于散热器安装腔时，风冷散热器62的进风口和出风口分别对应散热器安装腔的两端开口，便于风冷散热器62的通风散热。其中，风冷散热器62通过螺栓与IGBT模块4连接，风冷散热器62紧贴IGBT模块4的散热面，提高散热效率。

根据本申请一个可选的技术方案，水冷散热器61设置于散热器安装腔时，水冷散热器通过螺栓与IGBT模块4连接，水冷散热器61紧贴IGBT模块4的散热面，提高散热效率。

根据本申请一个可选的技术方案，IGBT模块4的数量为多个，可提高多电平换流器的工作效率。

根据本申请一个可选的技术方案，储能电容2的数量为多个。

根据本申请一个可选的技术方案，叠层母排8的数量为多个。

根据本申请一个可选的技术方案，叠层母排8沿竖直方向设置，位于储能电容2的一侧，有效节省多电平换流器占用的空间。

根据本申请一个可选的技术方案，控制板卡模块7位于IGBT模块4的一侧。

本申请的多电平换流器，结构紧凑，实现风冷散热和水冷散热两种散热方式的自由切换选择，满足不同应用场合的需求。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种多电平换流器，其特征在于，包括：

壳体；

储能电容，设置于所述壳体上；

旁路开关，设置于所述储能电容的上方；

IGBT模块，设置于所述旁路开关的上方；

电源板卡模块，设置于所述IGBT模块的上方；

散热器，包括水冷散热器和风冷散热器；

控制板卡模块，用于所述多电平换流器的控制；

叠层母排，所述IGBT模块、储能电容和旁路开关连接所述叠层母排；

所述壳体、旁路开关、IGBT模块和电源板卡模块之间形成两端贯通的散热器安装腔，所述水冷散热器或风冷散热器设置于所述散热器安装腔，用于所述IGBT模块的散热。

2.根据权利要求1所述多电平换流器，其特征在于，所述风冷散热器设置于所述散热器安装腔时，所述风冷散热器的进风口和出风口分别对应所述散热器安装腔的两端开口。

3.根据权利要求2所述多电平换流器，其特征在于，所述风冷散热器紧贴所述IGBT模块的散热面。

4.根据权利要求1所述多电平换流器，其特征在于，所述水冷散热器设置于所述散热器安装腔时，所述水冷散热器紧贴所述IGBT模块的散热面。

5.根据权利要求1所述多电平换流器，其特征在于，所述IGBT模块的数量为多个。

6.根据权利要求1所述多电平换流器，其特征在于，所述储能电容的数量为多个。

7.根据权利要求1所述多电平换流器，其特征在于，所述叠层母排的数量为多个。

8.根据权利要求1所述多电平换流器，其特征在于，所述叠层母排位于所述储能电容的一侧。

9.根据权利要求1所述多电平换流器，其特征在于，所述控制板卡模块位于所述IGBT模块的一侧。

10.根据权利要求1所述多电平换流器，其特征在于，所述壳体为钣金件。

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