專利名稱：一種基于全控器件的電壓源換流器的元件連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子器件結(jié)構(gòu)，具體地講涉及用于電力系統(tǒng)的基于全控器件的交直流變換及功率控制基本功能單元。
背景技術(shù)：
隨著功率半導(dǎo)體開關(guān)器件的性能不斷提高，電力電子器件從早期電力電子裝置廣泛使用的半控型功率半導(dǎo)體開關(guān)——普通晶閘管(Thyristor)發(fā)展到如今性能優(yōu)異的全控型開關(guān)，從而帶動(dòng)了電力電子變流技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了以脈寬調(diào)制(Pluse WidthModulation, PWM)控制為基礎(chǔ)的各類變流裝置。電壓源換流器(VSC)技術(shù)是一種以可關(guān)斷器件和脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型換流技術(shù)。由于IGBT具備自關(guān)斷能力，所以柔性直流輸電系統(tǒng)能夠工作在無(wú)源逆變方式下，不需要外加換相電壓，受端電壓可以為無(wú)源網(wǎng)絡(luò)；VSC可以同時(shí)且相互獨(dú)立地控制有功功率和無(wú)功功率，控制靈活方便；不需要交流側(cè)提供無(wú)功功率且能夠起到STATC0M的作用， 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償交流母線無(wú)功功率，穩(wěn)定交流電壓；換流站間無(wú)需通訊，且易于構(gòu)成多端直流系統(tǒng)。國(guó)外，僅有ABB —家公司采用與我方不同的技術(shù)方案的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)全控器件應(yīng)用采用與此不同的技術(shù)方案，在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，僅局限于相關(guān)理論研究，無(wú)工程應(yīng)用技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種全控型器件的連接結(jié)構(gòu)，將一次電氣、結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)及二次控制系統(tǒng)有機(jī)集成的封閉結(jié)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)緊湊、電氣上易于連接。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，該連接結(jié)構(gòu)采用下述技術(shù)方案本發(fā)明提供的一種基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，包括IGBT模塊與散熱器功能塊、IGBT控制板功能塊、防爆與防水功能塊，其改進(jìn)之處在于所述IGBT模塊與散熱器功能塊包括一一對(duì)應(yīng)的IGBT模塊和散熱器，IGBT模塊通過活動(dòng)連接分別置于散熱器的一側(cè)，且IGBT模塊之間面對(duì)面對(duì)應(yīng)排列；所述IGBT控制板功能塊將IGBT控制板通過活動(dòng)連接置于一散熱器的另一側(cè)；所述防爆與防水功能塊包括IGBT防爆板和防水蓋板； 所述IGBT防爆板通過活動(dòng)連接分別安裝在散熱器的兩端，所述防水蓋板( 通過活動(dòng)連接固定在散熱器上。本發(fā)明提供的第一優(yōu)選的基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，所述活動(dòng)連接為通過螺栓的形式連接。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選的基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，所述IGBT 模塊、散熱器和IGBT防爆板的個(gè)數(shù)均為2個(gè)。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選的基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，所述散熱器設(shè)有連接水口，防水蓋板固定在散熱器上有連接水口的一端。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選的基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，所述防水蓋板與IGBT防爆板和散熱器形成一個(gè)包裹住IGBT的封閉空間。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選的基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，所述IGBT 模塊設(shè)有端子，端子與連接母排相連接。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選的基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，通過一個(gè)連接母排將IGBT模塊上的兩個(gè)端子連接在一起。連接結(jié)構(gòu)整體上分成IGBT模塊與散熱器、二次控制板、防爆與防水三大功能塊； 該連接結(jié)構(gòu)的IGBT模塊被包封在相對(duì)封閉空間內(nèi)，它由左右側(cè)的散熱器、前后側(cè)的防爆板、頂部的防水蓋板和底部的底板形成；且連接結(jié)構(gòu)采用了防爆設(shè)計(jì)，避免了故障情況下全控器件由結(jié)溫過高導(dǎo)致爆炸而造成事故擴(kuò)大；該連接結(jié)構(gòu)采用了防水設(shè)計(jì)，避免了冷卻系統(tǒng)介質(zhì)泄露對(duì)器件及二次控制板造成損傷。IGBT模塊用螺栓安裝在散熱器上，且面對(duì)面并排在一起，便于進(jìn)行電氣連接； IGBT控制板用螺栓安裝在散熱器的背面，通過散熱器使一次主電路和二次控制部分空間分隔開；兩塊防爆板分別用螺栓安裝在散熱器兩端，與散熱器同時(shí)起到把兩個(gè)IGBT空間封閉的作用，防止IGBT爆炸引起事故擴(kuò)大。防水蓋板用螺栓固定在散熱器上有連接水口一端，防止水口處漏水對(duì)IGBT造成損壞，同時(shí)與防爆板、散熱器形成一個(gè)封閉空間包裹住IGBT，起到防爆作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、連接結(jié)構(gòu)采用防爆設(shè)計(jì)，避免器件爆炸導(dǎo)致事故擴(kuò)大；連接結(jié)構(gòu)采用防水設(shè)計(jì)， 避免冷卻系統(tǒng)介質(zhì)泄露導(dǎo)致器件與二次控制板卡損傷；連接結(jié)構(gòu)的IGBT控制板卡與一次部分物理隔離，降低了一次對(duì)二次控制板卡的影響；2、將一次電氣、結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)及二次控制系統(tǒng)有機(jī)集成的、結(jié)構(gòu)緊湊的封閉結(jié)構(gòu)，采用緊湊型設(shè)計(jì)，在有限空間內(nèi)集成了一次電氣、結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)及二次控制系統(tǒng)；3、一次回路與二次板卡分開，減小一次回路強(qiáng)電磁環(huán)境對(duì)二次部分的干擾；5、連接結(jié)構(gòu)的IGBT模塊封閉在由散熱器、防爆板、防水蓋板和底板形成的空間內(nèi)，電氣上便于連接；6、連接結(jié)構(gòu)的IGBT控制板安裝在散熱器外側(cè)，與一次部分物理隔離，并緊挨IGBT 器件，以滿足IGBT控制需要。


圖1是本發(fā)明提供的一種基于全控器件的電壓源換流器的元件連接結(jié)構(gòu)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明提供的一種基于全控器件的電壓源換流器的元件連接結(jié)構(gòu)的部件連接關(guān)系圖；圖3是本發(fā)明提供的一種基于全控器件的電壓源換流器的元件防水蓋板結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明提供的一種基于全控器件的電壓源換流器的元件連接母排結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、IGBT控制板；2、散熱器；3、IGBT模塊；4、IGBT防爆板；5、防水蓋板；6、連
接母排。
具體實(shí)施例方式以下通過附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種基于全控器件的電壓源換流器的元件連接結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步更詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例的基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，如圖1-4所示，包括 IGBT模塊與散熱器功能塊、IGBT控制板功能塊、防爆與防水功能塊，其中IGBT模塊與散熱器功能塊包括一一對(duì)應(yīng)的IGBT模塊3和散熱器2，IGBT模塊通過螺栓連接分別置于散熱器的一側(cè)，且IGBT模塊之間面對(duì)面對(duì)應(yīng)排列；IGBT控制板1功能塊將IGBT控制板通過螺栓連接置于一散熱器的另一側(cè)；防爆與防水功能塊包括IGBT防爆板4和防水蓋板；IGBT防爆板 4通過螺栓連接分別安裝在散熱器2的兩端，防水蓋板5通過螺栓連接固定在散熱器2上。其中，IGBT模塊3、散熱器2和IGBT防爆板4的個(gè)數(shù)均為2個(gè)。散熱器2設(shè)有連接水口，防水蓋板5固定在散熱器2上有連接水口的一端，防水蓋板5與IGBT防爆板4和散熱器2形成一個(gè)包裹住IGBT的封閉空間。IGBT模塊設(shè)有端子，端子與連接母排6相連接，通過一個(gè)連接母排6將IGBT模塊上的兩個(gè)端子連接在一起。IGBT模塊用螺栓安裝在散熱器上，面對(duì)面并排在一起；，如圖2、3、4所示，IGBT控制板用螺栓安裝在散熱器的背面，通過散熱器使一次主電路和二次控制部分空間分隔開； ⑶防爆與防水功能塊主要包括圖2中的兩塊IGBT防爆板和圖3中的防水蓋板。如圖2所示，兩塊防爆板分別用螺栓安裝在散熱器兩端，與散熱器同時(shí)起到把兩個(gè)IGBT空間封閉的作用，防止IGBT爆炸引起事故擴(kuò)大。防水蓋板用螺栓固定在散熱器上有連接水口一端，防止水口處漏水對(duì)IGBT造成損壞，同時(shí)與防爆板、散熱器形成一個(gè)封閉空間包裹住IGBT，起到防爆作用。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解技術(shù)人員閱讀本申請(qǐng)說(shuō)明書后依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均未脫離本發(fā)明申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，包括IGBT模塊與散熱器功能塊、 IGBT控制板功能塊、防爆與防水功能塊，其特征在于所述IGBT模塊與散熱器功能塊包括一一對(duì)應(yīng)的IGBT模塊(3)和散熱器0)，IGBT模塊通過活動(dòng)連接分別置于散熱器的一側(cè)， 且IGBT模塊之間面對(duì)面對(duì)應(yīng)排列；所述IGBT控制板(1)功能塊將IGBT控制板通過活動(dòng)連接置于一散熱器的另一側(cè)；所述防爆與防水功能塊包括IGBT防爆板(4)和防水蓋板；所述 IGBT防爆板(4)通過活動(dòng)連接分別安裝在散熱器O)的兩端，所述防水蓋板( 通過活動(dòng)連接固定在散熱器( 上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全控型器件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述活動(dòng)連接為通過螺栓的形式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全控型器件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述IGBT模塊(3)、散熱器(2)和IGBT防爆板(4)的個(gè)數(shù)均為2個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全控型器件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述散熱器(2)設(shè)有連接水口，防水蓋板(5)固定在散熱器( 上有連接水口的一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全控型器件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述防水蓋板(5)與IGBT 防爆板⑷和散熱器⑵形成一個(gè)包裹住IGBT的封閉空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全控型器件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述IGBT模塊設(shè)有端子， 端子與連接母排(6)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全控型器件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于通過一個(gè)連接母排(6)將 IGBT模塊上的兩個(gè)端子連接在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于全控器件的電壓源換流器元件連接結(jié)構(gòu)，包括IGBT模塊與散熱器功能塊、IGBT控制板功能塊、防爆與防水功能塊，其特征在于所述IGBT模塊與散熱器功能塊包括一一對(duì)應(yīng)的IGBT模塊(3)和散熱器(2)，IGBT模塊通過活動(dòng)連接分別置于散熱器的一側(cè)，且IGBT模塊之間面對(duì)面對(duì)應(yīng)排列；所述IGBT控制板(1)功能塊將IGBT控制板通過活動(dòng)連接置于一散熱器的另一側(cè)；所述防爆與防水功能塊包括IGBT防爆板(4)和防水蓋板；所述IGBT防爆板(4)通過活動(dòng)連接分別安裝在散熱器(2)的兩端，所述防水蓋板(5)通過活動(dòng)連接固定在散熱器(2)上；該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、電氣上易于連接。
文檔編號(hào)H02M1/00GK102170220SQ20111005732
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者李云鵬, 李強(qiáng), 欒洪洲, 潘艷, 賀之淵 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院