專利名稱：一種基于模塊化多電平電壓源換流器的模塊單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子器件，具體地講，涉及一種換流器的模塊單元。
背景技術(shù)：
電力電子設(shè)備中，以IGBT為核心的換流器在低壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，但是，IGBT的電壓等級只能達(dá)到數(shù)千伏，而電網(wǎng)的電壓等級可能在數(shù)十千伏以上。在工程應(yīng)用中，可以采用多電平技術(shù)來獲得高電壓、大容量的換流器。亦即采用低電壓等級的功率器件制造出來的基本獨立模塊，以某種方式擴(kuò)展成較大的模塊單元，通過控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)較高電壓等級、較大功率的換流功能。本發(fā)明的核心在于，由數(shù)個相互獨立的基本功能單元(簡稱子模塊)組成的換流器模塊單元的設(shè)計，不僅能滿足某一個工程項目的電壓等級和換流功率，更側(cè)重于設(shè)備的制造、安裝以及未來的擴(kuò)展——在新的工程項目設(shè)計(更大的電壓等級與容量)中以及換流站的增容方面。目前，換流器的核心器件——IGBT，其電壓等級為數(shù)千伏，在高電壓、大功率的場合，多電平技術(shù)是通常采用的技術(shù)方案之一。對于不同的電壓等級和線路(或電網(wǎng))容量， 為方便設(shè)計、制造、控制、安裝以及擴(kuò)展，一般根據(jù)可選的IGBT設(shè)計出低電壓、小功率的具有換流功能的基本的獨立模塊，將數(shù)個這樣的獨立模塊級聯(lián)在一起，構(gòu)成一個較大規(guī)模的模塊單元。該模塊單元可以作為一個獨立的換流器，也可以由數(shù)個模塊單元構(gòu)成一個高電壓大功率的換流器。因此，模塊單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計，就是實現(xiàn)前述目的的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下方案兩個側(cè)面支撐位于兩端，中間鋪設(shè)有數(shù)個橫梁，在橫梁上裝有數(shù)個獨立的子模塊。該模塊單元的數(shù)個子模塊依次串聯(lián)，通過子模塊串聯(lián)數(shù)的調(diào)整以滿足不同電壓等級的需要；該模塊配置了冷卻水管路，用于保障高壓大功率電力電子器件安全運行，避免結(jié)溫過高導(dǎo)致?lián)p壞；該模塊單元配置了通訊線路，方便每一個子模塊與上級控制器通訊； 該模塊單元的周圍設(shè)置了多塊形狀不同的屏蔽罩，用于改善模塊單元周圍的電磁環(huán)境。該模塊單元的數(shù)個子模塊一次串聯(lián)，通過子模塊串聯(lián)數(shù)的調(diào)整以滿足不同電壓等級的需要；該模塊單元集成了冷卻系統(tǒng)，用于保障高壓大功率電力電子器件安全運行，避免結(jié)溫過高導(dǎo)致?lián)p壞；該模塊單元集成了通訊系統(tǒng)，是一個完整的可擴(kuò)展單元，方便與上級控制器通訊；該模塊單元集成了屏蔽系統(tǒng)，用于改善模塊單元周圍的電磁環(huán)境。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種基于模塊化多電平電壓源換流器的模塊單元具有以下優(yōu)點1、易于擴(kuò)展，從而獲得更高電壓、更大容量的換流器；基本獨立模塊，集成了子模塊、冷卻系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和屏蔽系統(tǒng)。2、基本獨立模塊，集成了子模塊、冷卻水管路、通訊線路和屏蔽罩，是一個完整的
3可擴(kuò)展單元。3、串聯(lián)子模塊數(shù)目靈活可調(diào)，以滿足不同電壓等級的需要；4、有機(jī)集成了冷卻系統(tǒng)，用于避免高壓大功率電力電子器件結(jié)溫過高造成損壞；5、有機(jī)集成了通訊系統(tǒng)，成為完成的可擴(kuò)展單元，方便與上級控制器通訊；6、有機(jī)集成了屏蔽系統(tǒng)，用于改善模塊單元周圍的電磁環(huán)境。


圖1是本發(fā)明提供的一種基于模塊化多電平電壓源換流器的模塊單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、側(cè)面支撐；2、子模塊；3、橫梁；4、通訊線路；5、冷卻水管路；6、屏蔽罩。
具體實施例方式以下通過附圖及具體實施方式
對本發(fā)明提供的一種基于模塊化多電平電壓源換流器的模塊單元做進(jìn)一步更詳細(xì)的說明。實施例1如圖1所示，兩個側(cè)面支撐1位于兩端，中間鋪設(shè)有數(shù)個橫梁3，在橫梁上裝有數(shù)個獨立的子模塊2。該模塊單元的數(shù)個子模塊依次串聯(lián)，通過子模塊串聯(lián)數(shù)的調(diào)整以滿足不同電壓等級的需要；該模塊配置了冷卻水管路5，用于保障高壓大功率電力電子器件安全運行，避免結(jié)溫過高導(dǎo)致?lián)p壞；該模塊單元配置了通訊線路4，方便每一個子模塊與上級控制器通訊； 該模塊單元的周圍設(shè)置了多塊形狀不同的屏蔽罩6，用于改善模塊單元周圍的電磁環(huán)境。該模塊單元的數(shù)個子模塊一次串聯(lián)，通過子模塊串聯(lián)數(shù)的調(diào)整以滿足不同電壓等級的需要；該模塊單元集成了冷卻系統(tǒng)5，用于保障高壓大功率電力電子器件安全運行，避免結(jié)溫過高導(dǎo)致?lián)p壞；該模塊單元集成了通訊系統(tǒng)4，是一個完整的可擴(kuò)展單元，方便與上級控制器通訊；該模塊單元集成了屏蔽系統(tǒng)6，用于改善模塊單元周圍的電磁環(huán)境。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解技術(shù)人員閱讀本申請說明書后依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
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
1.一種基于模塊化多電平電壓源換流器的模塊單元，其特征在于所述模塊單元包括兩個側(cè)面支撐(1)、子模塊O)、橫梁(3)、通訊線路G)、冷卻水管路(5)和屏蔽罩(6)；兩個側(cè)面支撐(1)分別位于模塊單元的兩端，兩個側(cè)面支撐(1)間鋪設(shè)橫梁(3)，且在橫梁上裝有數(shù)個獨立的子模塊(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊單元，其特征在于所述數(shù)個獨立的子模塊( 彼此之間通過串聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊單元，其特征在于所述其特征在于所述橫梁C3)平行放置于兩個側(cè)面支撐之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于模塊化多電平電壓源換流器的模塊單元，其特征在于所述模塊單元包括兩個側(cè)面支撐(1)、子模塊(2)、橫梁(3)、通訊線路(4)、冷卻水管路(5)和屏蔽罩(6)；兩個側(cè)面支撐(1)分別位于模塊單元的兩端，兩個側(cè)面支撐(1)間鋪設(shè)橫梁(3)，且在橫梁上裝有數(shù)個獨立的子模塊(2)；該模塊單元易于擴(kuò)展，從而獲得更高電壓、更大容量的換流器；基本獨立模塊，集成了子模塊、冷卻系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和屏蔽系統(tǒng)；基本獨立模塊，集成了子模塊、冷卻水管路、通訊線路和屏蔽罩，是一個完整的可擴(kuò)展單元。
文檔編號H05K7/20GK102195453SQ20111000703
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者李云鵬, 李強(qiáng), 欒洪洲, 潘艷, 賀之淵 申請人:中國電力科學(xué)研究院