一种风电变流器功率柜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风电变流器功率柜，包括柜体、机侧功率模组、网侧功率模组、模组汽水换热器、模组风机组件和网侧电抗器组件，机侧功率模组、网侧功率模组、模组汽水换热器、模组风机组件和网侧电抗器组件均连接在柜体内部，从上至下依次为模组风机组件、机侧功率模组、网侧功率模组、模组汽水换热器和网侧电抗器组件，相比现有柜体，结构更加紧凑，提高了功率密度；体积减少一半，功率密度提升一倍。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电控设备领域，具体涉及一种风电变流器功率柜。
技术介绍
近年来随着风电变流器的快速发展，变流器单机容量的不断提高，对变流器的功率密度要求更高，大功率变流器受限于IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块的发展，随着新型IGBT器件的不断更新，IGBT模块的损耗更低、效率更高、体积更小，变流器发展趋势是开关频率更高、体积更小、成本更低。但是，无源器件(电容、电阻)和散热系统等发展缓慢，制约了变流器的功率密度提升，要提高变流器的功率密度，必须设计合理的功率柜，传统的功率柜，功率柜包括功率模组及其功率模组散热组件，网侧电抗器及其散热组件，机侧电抗器及其散热组件；传统功率模组容量较小，需要两组并联，因此功率模组数量较多，功率模组由两个子功率模组和组成，与之对应的功率模组子散热组件分别由和组成；功率模组子散热组件由汽水换热器和风机组件组成，对功率模块进行冷却；网侧电抗器及其散热组件由风机组件汽水换热器和网侧电抗器组成；机侧电抗器及其散热组件由风机组件汽水换热器和网侧电抗器组成；传统的功率柜由于功率模块需要并联，所需器件多，功率柜体积大，体积：长度1.3米，深度1.2米，高度2.2米；目前常见的功率柜存在以下缺陷：一体积大：功率模块数量多，母线电容和均流电抗器数量多，体积大；二维护困难：通常功率模块配置一定数量的母线电容，功率模块的体积增加、重量增加，维护困难，更换功率模块过程复杂、维护困难；由于功率模块包括IGBT模块和电容器件，功率模组的体积较大，重量较重，维护不方便。
技术实现思路
本技术的目的是设计出包括模组风机组件、机侧功率模组、网侧功率模组、模组汽水换热器、网侧电抗器组件及外部的柜体组成的功率柜，通过电容模组连接两个功率模组实现提高功率密度的功能，同时利用对称分布的功率模块、上下分布的功率模组和其他组件实现降低杂散电感的功能。为解决上述问题，本技术提出一种风电变流器功率柜。本技术所采用的技术方案是：一种风电变流器功率柜，包括：柜体，所述柜体内部连接模组风机组件、机侧功率模组、网侧功率模组、模组汽水换热器和网侧电抗器组件；模组风机组件，所述模组风机组件位于柜体顶部，位于机侧功率模组的上方；机侧功率模组，所述机侧功率模组与机侧电抗器连接，机侧功率模组的交流输出排为上出线方式，位于柜体上部；网侧功率模组，所述网侧功率模组的电容模组与机侧功率模组的电容模组连接，网侧功率模组与网侧电抗器连接，网侧功率模组的交流输出排为下出线方式，位于柜体中部，位于机侧功率模组的下方；模组汽水换热器，所述模组汽水换热器位于网侧功率模组的下方；网侧电抗器组件，所述网侧电抗器组件位于柜体底部，位于网侧功率模组下方。优选的，所述机侧功率模组包括IGBT功率模块组和电容模组，所述IGBT功率模块组由IGBT功率模块结构并排组成，IGBT功率模块结构包括IGBT模块组、IGBT驱动板、直流母排、交流铜排和散热器；IGBT模块组，所述IGBT模块组由IGBT模块并联组成；IGBT驱动板，所述IGBT驱动板连接IGBT模块组，位于IGBT模块组外侧；直流母排，所述直流母排一端连接IGBT模块组，另一端与电容模组连接，位于IGBT模块组外侧；交流铜排，所述交流铜排一端连接IGBT模块组，位于IGBT驱动板外侧；散热器，所述散热器连接IGBT模块组，散热器两侧各连接一个IGBT模块组，IGBT模块组及与之相连接的IGBT驱动板、直流母排和交流铜排以散热器为对称面镜像对称；所述电容模组包括电容组、正母线铜排、中间绝缘层和负母线铜排，正母线铜排、中间绝缘层、负母线铜排和直流母排均利用电容组的输出端子作为连接点，正母线铜排、中间绝缘层和负母线铜排位于电容组和直流母排之间，一块散热器连接两个IGBT模块组，增加功率密度，降低成本，器件对称分布，则降低随着器件的增加带来的IGBT模块的不均流，IGBT功率模块组与电容模组分开，IGBT功率模块和直流侧电容分开，功率模块体积小,更换功率模块过程简单、维护方便，正母线铜排、中间绝缘层、负母线铜排和直流母排均利用电容组的输出端子作为连接点，减少正、负母线铜排的开孔数量，减小换流回路的杂散电感，降低IGBT模块的关断过电压，提高可靠性。优选的，所述直流母排采用正负母排叠层方式，并折弯90度，与每个IGBT模块的直流端子连接，采用正负母排叠层的方式与直流侧母线铜排连接，并且以折弯90度的方式连接至直流侧母线铜排，可以降低IGBT模块直流母排换流回路的杂散电感，降低IGBT模块的关断过电压，提高IGBT器件的安全性和可靠性。优选的，所述交流铜排与每个IGBT模块的交流端子连接，另一端与IGBT模块组中的每个IGBT模块交流端子的距离相同，交流铜排一端连接至多个IGBT模块的交流端子，另一端连接输出铜排，是为了提高多个IGBT模块的均流度。优选的，所述IGBT驱动板由并联的IGBT模块驱动板合并成一块驱动板，并与每个IGBT模块连接，连线位置位于IGBT模块组的中间位置，为了减少驱动线缆和提供连接可靠性，可以将并联的多个IGBT模块驱动板合并成一块驱动板，连线位置处于中间可以提高驱动信号的一致性。优选的，所述网侧功率模组包括IGBT功率模块组和电容模组，所述IGBT功率模块组由IGBT功率模块结构并排组成，IGBT功率模块结构包括IGBT模块组、IGBT驱动板、直流母排、交流铜排和散热器；IGBT模块组，所述IGBT模块组由IGBT模块并联组成；IGBT驱动板，所述IGBT驱动板连接IGBT模块组，位于IGBT模块组外侧；直流母排，所述直流母排一端连接IGBT模块组，另一端与电容模组连接，位于IGBT模块组外侧；交流铜排，所述交流铜排一端连接IGBT模块组，位于IGBT驱动板外侧；散热器，所述散热器连接IGBT模块组，散热器两侧各连接一个IGBT模块组，IGBT模块组及与之相连接的IGBT驱动板、直流母排和交流铜排以散热器为对称面镜像对称；所述电容模组包括电容组、正母线铜排、中间绝缘层和负母线铜排，正母线铜排、中间绝缘层、负母线铜排和直流母排均利用电容组的输出端子作为连接点，正母线铜排、中间绝缘层和负母线铜排位于电容组和直流母排之间，一块散热器连接两个IGBT模块组，增加功率密度，降低成本，器件对称分布，则降低随着器件的增加带来的IGBT模块的不均流，IGBT功率模块组与电容模组分开，IGBT功率模块和直流侧电容分开，功率模块体积小,更换功率模块过程简单、维护方便，正母线铜排、中间绝缘层、负母线铜排和直流母排均利用电容组的输出端子作为连接点，减少正、负母线铜排的开孔数量，减小换流回路的杂散电感，降低IGBT模块的关断过电压，提高可靠性。优选的，所述直流母排采用正负母排叠层方式，并折弯90度，与每个IGBT模块的直流端子连接，采用正负母排叠层的方式与直流侧母线铜排连接，并且以折弯90度的方式连接至直流侧母线铜排，可以降低IGBT模块直流母排换流回路的杂散电感，降低IGBT模块的关断过电压，提高IGBT器件的安全性和可靠性。优选的，所述交流铜排与每个IGBT模块的交流端子连接，另一端与IGBT模块组中的每个IGBT模块交流端子的距离相同，交流铜排一端连接至多个IGBT模块的交流端子，另一端连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电变流器功率柜，其特征在于，包括：柜体，所述柜体内部连接模组风机组件、机侧功率模组、网侧功率模组、模组汽水换热器和网侧电抗器组件；模组风机组件，所述模组风机组件位于柜体顶部，位于机侧功率模组的上方；机侧功率模组，所述机侧功率模组与机侧电抗器连接，机侧功率模组的交流输出排为上出线方式，位于柜体上部；网侧功率模组，所述网侧功率模组的电容模组与机侧功率模组的电容模组连接，网侧功率模组与网侧电抗器连接，网侧功率模组的交流输出排为下出线方式，位于柜体中部，位于机侧功率模组的下方；模组汽水换热器，所述模组汽水换热器位于网侧功率模组的下方；网侧电抗器组件，所述网侧电抗器组件位于柜体底部，位于网侧功率模组下方。

【技术特征摘要】
1.一种风电变流器功率柜，其特征在于，包括：柜体，所述柜体内部连接模组风机组件、机侧功率模组、网侧功率模组、模组汽水换热器和网侧电抗器组件；模组风机组件，所述模组风机组件位于柜体顶部，位于机侧功率模组的上方；机侧功率模组，所述机侧功率模组与机侧电抗器连接，机侧功率模组的交流输出排为上出线方式，位于柜体上部；网侧功率模组，所述网侧功率模组的电容模组与机侧功率模组的电容模组连接，网侧功率模组与网侧电抗器连接，网侧功率模组的交流输出排为下出线方式，位于柜体中部，位于机侧功率模组的下方；模组汽水换热器，所述模组汽水换热器位于网侧功率模组的下方；网侧电抗器组件，所述网侧电抗器组件位于柜体底部，位于网侧功率模组下方。2.根据权利要求1所述的风电变流器功率柜，其特征在于，所述机侧功率模组包括IGBT功率模块组和电容模组，所述IGBT功率模块组由IGBT功率模块结构并排组成，IGBT功率模块结构包括IGBT模块组、IGBT驱动板、直流母排、交流铜排和散热器；IGBT模块组，所述IGBT模块组由IGBT模块并联组成；IGBT驱动板，所述IGBT驱动板连接IGBT模块组，位于IGBT模块组外侧；直流母排，所述直流母排一端连接IGBT模块组，另一端与电容模组连接，位于IGBT模块组外侧；交流铜排，所述交流铜排一端连接IGBT模块组，位于IGBT驱动板外侧；散热器，所述散热器连接IGBT模块组，散热器两侧各连接一个IGBT模块组，IGBT模块组及与之相连接的IGBT驱动板、直流母排和交流铜排以散热器为对称面镜像对称；所述电容模组包括电容组、正母线铜排、中间绝缘层和负母线铜排，正母线铜排、中间绝缘层、负母线铜排和直流母排均利用电容组的输出端子作为连接点，正母线铜排、中间绝缘层和负母线铜排位于电容组和直流母排之间。3.根据权利要求2所述的风电变流器功率柜，其特征在于，所述直流母排采用正负母排叠层方式，并折弯90度，与每个IGBT模块的直流端子连接。4.根据权利要求2所述的风电变流器功...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕怀明，
申请(专利权)人：浙江海得新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33