电力电子变压器制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种电力电子变压器，该电力电子变压器包括：高压模块、低压模块以及软铜排，其中，所述高压模块和所述低压模块实现整流级、隔离级以及逆变级的功能，所述高压模块包括所述整流级的电路和所述隔离级中的高频斩波器，所述整流级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频斩波器的第一接线端子连接；所述低压模块包括所述隔离级中的高频变压器和所述逆变级的电路，所述逆变级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频变压器的副边连接；所述隔离级中的高频斩波器的第二接线端子与所述隔离级中的高频变压器的原边通过软铜排连接。该方案有利于降低系统的整体尺寸、成本和复杂度，有利于系统的冗余设计，提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
电力电子变压器
本专利技术涉及发电
，特别涉及一种电力电子变压器。
技术介绍
随着经济的不断发展，电力需求的增长愈来愈快，同时能源短缺、环境保护等问题也日益突出，而风力发电、太阳能发电为代表的可再生能源发电技术应用的日渐成熟，可再生能源发电技术在未来将迎来繁荣发展。但这些清洁能源通常存在位置分散、远离电力用户中心等特点，如何将这些新能源高效并网或就地存储消化，将成为未来电力系统技术的发展方向和研究热点。基于MMC(modularmultilevelconverter，模块化多电平换流器)的电力电子变压器具有多端口多电压类型、潮流灵活可控和有效改善原副边电能质量等特点，为可再生能源发电技术的发展应用提供了一种高效、可靠的解决技术。目前，电力电子变压器主要包括整流、隔离和逆变三级功能分区，国内外通常采用的设计思路是各个功能区独立设计，然后通过复杂的连线实现互联，由此增加了系统的整体尺寸、成本和复杂度，不利于系统的冗余设计，降低了系统的可靠性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电力电子变压器，以解决现有技术中电力电子变压器存在增加系统整体尺寸、成本和复杂度的技术问题。该电力电子变压器包括：高压模块、低压模块以及软铜排，其中，所述高压模块和所述低压模块实现整流级、隔离级以及逆变级的功能，所述高压模块包括所述整流级的电路和所述隔离级中的高频斩波器，所述整流级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频斩波器的第一接线端子连接；所述低压模块包括所述隔离级中的高频变压器和所述逆变级的电路，所述逆变级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频变压器的副边连接；所述隔离级中的高频斩波器的第二接线端子与所述隔离级中的高频变压器的原边通过软铜排连接。在本专利技术实施例中，通过高压模块和低压模块实现了电力电子变压器的整流级、隔离级以及逆变级的功能，且高压模块和低压模块通过软铜排安装成一个整体，即整流级、隔离级以及逆变级三部分的电路直接连接成一个整体，实现了高度集成的电力电子变压器，与现有技术中独立设计整流、隔离和逆变三级功能分区，然后通过复杂的连线实现互联的技术方案相比，本申请高度集成的电力电子变压器，有利于降低系统的整体尺寸、成本和复杂度，有利于系统的冗余设计，提高了系统的可靠性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例提供的一种电力电子变压器的等轴视图；图2是本专利技术实施例提供的一种低压模块的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种高压模块的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种电力电子变压器的电气连接图；图5是本专利技术实施例提供的一种电力电子变压器的电路拓扑图；图6是本专利技术实施例提供的一种电力电子变压器的冷却回路的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。在本专利技术实施例中，提供了一种电力电子变压器，如图1所示，该电力电子变压器包括：高压模块2、低压模块1以及软铜排，其中，所述高压模块2和所述低压模块1实现整流级、隔离级以及逆变级的功能，所述高压模块2包括所述整流级的电路和所述隔离级中的高频斩波器，所述整流级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频斩波器的第一接线端子连接；所述低压模块1包括所述隔离级中的高频变压器和所述逆变级的电路，所述逆变级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频变压器的副边连接；所述隔离级中的高频斩波器的第二接线端子与所述隔离级中的高频变压器的原边通过软铜排连接。由图1所示可知，在本专利技术实施例中，通过高压模块和低压模块实现了电力电子变压器的整流级、隔离级以及逆变级的功能，且高压模块和低压模块通过软铜排安装成一个整体，即整流级、隔离级以及逆变级三部分的电路直接连接成一个整体，实现了高度集成的电力电子变压器，与现有技术中独立设计整流、隔离和逆变三级功能分区，然后通过复杂的连线实现互联的技术方案相比，本申请高度集成的电力电子变压器，有利于降低系统的整体尺寸、成本和复杂度，有利于系统的冗余设计，提高了系统的可靠性。具体实施时，为了进一步实现高度集成的电力电子变压器，在本实施例中，如图1、2、3所示，上述电力电子变压器还包括：高压模块结构框架46、低压模块结构框架47以及绝缘隔离板3，其中，所述高压模块2设置在所述高压模块结构框架46内，所述低压模块1设置在所述低压模块结构框架47内，所述高压模块结构框架46和低压模块结构框架47通过所述绝缘隔离板3连成一个整体。具体的，可以通过绝缘隔离板3和螺栓将高压模块结构框架46和低压模块结构框架47固连成整体。具体实施时，如图2、3所示，高压模块结构框架46和低压模块结构框架47上分别设置有绝缘隔离板安装孔51。具体实施时，为了实现高压模块2的整体复杂电气回路杂感参数的最小化设计，在本实施例中，如图4、5所示，所述高压模块2，包括：四个高压绝缘栅双极型晶体管(即分别为编号为16的IGBT1、编号为17的IGBT217、编号为18的IGBT3、编号为19的IGBT4)、编号为22的高压直流电容C1和高压复合母排25，其中，四个所述高压绝缘栅双极型晶体管和所述高压直流电容22设置在所述高压复合母排25上，如图5所示，高压复合母排25完成了a2～a8，b2～b8共14个电气点的连接，使得两个高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT3、IGBT4)并联组成所述隔离级中的高频斩波器，两个高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT3、IGBT4)的并联接线端(即a6和a7连接为第一接线端子一端，b6和b7连接为第一接线端子的另一端)为所述高频斩波器的第一接线端子，两个高压绝缘栅双极型晶体管的接线端子(即a8为第二接线端子的一端，b8为第二接线端子的另一段)为所述高频斩波器的第二接线端子；两个高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT1、IGBT2)并联在所述高压直流电容22的同一侧，组成所述整流级的电路，所述高压直流电容22的两端(即a5和b5)为所述整流级的电路的内部连接端子，两个所述高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT1、IGBT2)的接线端子(即a2和b2)为所述整流级的电路的高压交流出线端子38。即实现了高压复合母排25同时连接了四个高压绝缘栅双极型晶体管和高压直流电容22，有效实现了高压模块2整体复杂电气回路杂感参数的最小化设计。具体实施时，为了实现高压模块2的散热，在本实施例中，如图3所示，所述高压模块2，还包括：高压模块散热器14，所述四个高压绝缘栅双极型晶体管(即分别为编号为16的IGBT1、编号为17的IGBT217、编号为18的IGBT3、编号为19的IGBT4)安装于所述高压模块散热器的表面上。具体实施时，为了进一步实现高压模块2的整体复杂电气回路杂感参数的最小化设计，在本实施例中，如图3、4所示，所述高压模块2，还包括：4块驱动板41、2块高压模块控制板39、1块整流桥板42、所述第一电压传感器50、第一谐振电容241以及第一谐振电容复合母排271，其中，所述4块驱动板41、所述1块整流桥板42以及第一电压传感器50安装成一个结构层，所述4块驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力电子变压器，其特征在于，包括：高压模块、低压模块以及软铜排，其中，所述高压模块和所述低压模块实现整流级、隔离级以及逆变级的功能，所述高压模块包括所述整流级的电路和所述隔离级中的高频斩波器，所述整流级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频斩波器的第一接线端子连接；所述低压模块包括所述隔离级中的高频变压器和所述逆变级的电路，所述逆变级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频变压器的副边连接；所述隔离级中的高频斩波器的第二接线端子与所述隔离级中的高频变压器的原边通过软铜排连接。

【技术特征摘要】
1.一种电力电子变压器，其特征在于，包括：高压模块、低压模块以及软铜排，其中，所述高压模块和所述低压模块实现整流级、隔离级以及逆变级的功能，所述高压模块包括所述整流级的电路和所述隔离级中的高频斩波器，所述整流级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频斩波器的第一接线端子连接；所述低压模块包括所述隔离级中的高频变压器和所述逆变级的电路，所述逆变级的电路的内部连接端子与所述隔离级中的高频变压器的副边连接；所述隔离级中的高频斩波器的第二接线端子与所述隔离级中的高频变压器的原边通过软铜排连接。2.如权利要求1所述的电力电子变压器，其特征在于，还包括：高压模块结构框架、低压模块结构框架以及绝缘隔离板，其中，所述高压模块设置在所述高压模块结构框架内，所述低压模块设置在所述低压模块结构框架内，所述高压模块结构框架和低压模块结构框架通过所述绝缘隔离板连成一个整体。3.如权利要求1所述的电力电子变压器，其特征在于，所述高压模块，包括：四个高压绝缘栅双极型晶体管、高压直流电容和高压复合母排，其中，四个所述高压绝缘栅双极型晶体管和所述高压直流电容设置在所述高压复合母排上，两个高压绝缘栅双极型晶体管并联组成所述隔离级中的高频斩波器，两个高压绝缘栅双极型晶体管的并联接线端为所述高频斩波器的第一接线端子，两个高压绝缘栅双极型晶体管的接线端子为所述高频斩波器的第二接线端子；两个高压绝缘栅双极型晶体管并联在所述高压直流电容的同一侧，组成所述整流级的电路，所述高压直流电容的两端为所述整流级的电路的内部连接端子，两个所述高压绝缘栅双极型晶体管的接线端子为所述整流级的电路的高压交流出线端子。4.如权利要求3所述的电力电子变压器，其特征在于，所述高压模块，还包括：高压模块散热器，所述四个高压绝缘栅双极型晶体管安装于所述高压模块散热器的表面上。5.如权利要求3所述的电力电子变压器，其特征在于，所述高压模块，还包括：4块驱动板、2块高压模块控制板、1块整流桥板、第一电压传感器、第一谐振电容、第一谐振电容复合母排，其中，所述4块驱动板、所述1块整流桥板以及所述第一电压传感器安装成一个结构层，所述2块高压模块控制板安装成一个结构层，所述2块高压模块控制板与所述4块驱动板连接，所述4块驱动板分别与所述四个高压绝缘栅双极型晶体管连接，所述第一电压传感器与所述高压直流电容并联，所述第一电压传感器与所述2块高压模块控制板连接，所述1块整流桥板与所述2块...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟锐锋，郑全旭，杨晓平，任军辉，孙银山，马志荣，赵朝伟，
申请(专利权)人：西安西电电力系统有限公司，中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61