一种变流器直流侧保护电路组件及变流柜制造技术

本实用新型专利技术涉及一种变流器直流侧保护电路组件及变流柜，其中变流器直流侧保护电路组件包括设置在同一底板上的第一IGBT、第二IGBT、交流铜排和散热器，其中散热器垂直于底板设置，第一IGBT和第二IGBT背靠背设置、并分别位于散热器的两侧，且第一IGBT和第二IGBT由交流铜排并联连接。本实用新型专利技术的变流器直流侧保护电路组件不仅能保证IGBT的均流度，使IGBT的上管和下管均能使用，且使吸收电容的安装数量不受限制，而且布局结构紧凑，可充分利用空间，便于维护。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力
，更具体地说，涉及一种变流器直流侧保护电路组件及变流柜。
技术介绍
在风力发电中，故障穿越(Fault ride-through,FRT)是指在风力发电机并网点电压跌落时，风机仍能保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网，直到电网恢复正常。目前比较常见的是通过在变流器中接入直流侧保护电路(或称为Chopper电路)和/或转子侧保护电路(或称为Crowbar电路)来完成FRT穿越。不同类型的变流器可采用不同的方案实现FRT穿越，例如在双馈变流器中，一般采用直流侧保护电路(或称为Chopper电路)和转子侧保护电路(或称为Crowbar电路)的组合实现FRT穿越；在全功率变流器中，只 需采用Chopper电路即可实现FRT穿越。Chopper电路和Crowbar电路的工作原理在许多现有资料文献中均有介绍，在此不赘述。目前常见的Chopper电路功率器件布局如图I所示，其中包括两个绝缘栅双极性晶体管(Insolated Gate Bipolar Transistor, IGBT)1、吸收电容 2、散热器 3、交流铜排 4、正负直流母排5、电阻、霍尔传感器6及Chopper电路驱动板(以下简称CP驱动板)7。如图I所示，交流铜排4顺序穿过两个IGBT，将两个IGBT串联连接，且两个IGBT水平安装、并排布局；连接两个IGBT的正负直流母排5不完全层叠；散热器3设置于IGBT的底部；吸收电容2位于IGBT的上方；CP驱动板7位于IGBT的左侧。采用图I中所示的Chopper电路功率器件布局存在以下问题I、由于交流铜排4顺序穿过两个IGBT，会造成两个IGBT不均流，从而导致电流较大的IGBT寿命相对减小；2、由于正负直流母排5没有完全层叠,会造成正母排和负母排之间的寄生电感较大，使IGBT关断时产生的电压尖峰较高，导致IGBT容易损坏；3、将吸收电容2设置于IGBT的上方后，因受到安装螺钉位置的影响，只能安装两个吸收电容2，由于吸收电容2的作用是吸收IGBT关断时产生的电压尖峰，其可安装的数量受到限制也会影响对该电压尖峰的吸收；4、IGBT上设置有用作开关管的上管和下管，采用上述布局后，由于结构的限制，IGBT的上管无法使用，而只能使用其下管作为开关管；5、上述布局需占用较大面积，不能充分利用机柜内的空间，也不方便维护。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种布局合理的变流器直流侧保护电路组件。本技术的另一目的在于，提供一种采用上述变流器直流侧保护电路组件的变流柜。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种变流器直流侧保护电路组件，包括设置在同一底板上的第一 IGBT、第二IGBT、交流铜排和散热器，其中，所述散热器垂直于所述底板设置，所述第一 IGBT和所述第二 IGBT背靠背设置、并分别位于所述散热器的两侧，且所述第一 IGBT和所述第二 IGBT由所述交流铜排并联连接。本技术所述的变流器直流侧保护电路组件，其中，所述交流铜排包括·相对于所述散热器对称设置的第一交流铜排和第二交流铜排；所述第一交流铜排的一端从所述第一 IGBT上引出，另一端与所述第二交流铜排相连；所述第二交流铜排的一端从所述第二 IGBT上引出，另一端与所述第一交流铜排相连。本技术所述的变流器直流侧保护电路组件，其中，所述底板上还设置有直流母排；所述直流母排包括叠层设置的正直流母排和负直流母排，所述正直流母排与所述负直流母排中间设置有一层绝缘膜。本技术所述的变流器直流侧保护电路组件，其中，所述正直流母排和所述负直流母排均为由中间板和两侧面板构成的“U”形。本技术所述的变流器直流侧保护电路组件，其中，所述负直流母排上的中间板覆盖在所述第一 IGBT、所述第二 IGBT和所述散热器与所述底板表面相平行的上表面上，所述负直流母排的其中一侧面板覆盖在所述第一 IGBT的正面，另一侧面板覆盖在所述第二 IGBT的正面。本技术所述的变流器直流侧保护电路组件，其中，在所述负直流母排的两侧面板上分别设置有至少两个对称的、用于连接所述第一 IGBT、所述第二 IGBT的接线位。本技术所述的变流器直流侧保护电路组件，其中，所述第一交流铜排在所述第一 IGBT正面的投影与所述负直流母排的其中一侧面板在所述第一 IGBT正面的投影相垂直；所述第二交流铜排在所述第二 IGBT正面的投影与所述负直流母排的其中一侧面板在所述第二 IGBT正面的投影相垂直。本技术所述的变流器直流侧保护电路组件，其中，所述变流器直流侧保护电路组件至少还包括两个相对于所述散热器对称设置的所述吸收电容。本技术还提供了一种变流柜，包括柜体，其中，所述柜体内设置有如前述任一项所述的变流器直流侧保护电路组件。本技术所述的变流柜，其中，所述柜体内从左至右设置有相互平行的第一卡轨、第二卡轨和第三卡轨；所述第一卡轨与所述第二卡轨相配合卡持固定所述电阻，所述第二卡轨与所述第三卡轨相配合卡持固定设置有第一 IGBT、第二 IGBT、交流铜排和散热器的底板。本技术的有益效果在于通过将散热器垂直于底板设置，且将第一 IGBT和第二 IGBT背靠背设置于散热器两侧，并采用交流铜排并联连接，不仅能保证IGBT的均流度，使IGBT的上管和下管均能使用，且使吸收电容的安装数量不受限制，而且布局结构紧凑，充分利用了空间，便于维护。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中图I是现有技术的Chopper电路功率器件布局示意图；图2是本技术较佳实施例的变流器直流侧保护电路示意图；图3是本技术较佳实施例的变流器直流侧保护电路组件布局示意图；图4是本技术较佳实施例的变流器直流侧保护电路组件布局爆炸图；图5是本技术较佳实施例的变流柜结构示意图；图6是本技术较佳实施例的变流柜中变流器直流侧保护电路组件安装示意 图。具体实施方式本技术较佳实施例的变流器直流侧保护电路图如图2所示，变流器直流侧保护电路组件100布局如图3所示，同时参阅图4所示的变流器直流侧保护电路组件100布局爆炸图，该变流器直流侧保护电路组件100包括设置在同一底板90上的两个IGBT 10 (包括第一 IGBT 11和第二 IGBT 12)、交流铜排40和散热器50。其中，散热器50垂直于底板90设置，第一 IGBT 11和第二 IGBT 12背靠背设置、并分别位于散热器50的两侧，且第一IGBT 11和第二 IGBT 12由交流铜排40并联连接。具体地，散热器50为长方体结构，上述将散热器50垂直于底板90设置是指将散热器50的长边对应的侧面与底板90表面相贴，第一 IGBT 11和第二 IGBT 12的背面分别贴紧散热器50上与底板90垂直的正面和反面。由于两个IGBT 10共用一个散热器50，使得组件结构紧凑，能充分利用空间。而且将第一 IGBT 11和第二 IGBT 12分别设置于散热器50两侧，可使得第一 IGBT 11和第二IGBT 12的正面能完全露出，便于接线，因此可保证IGBT 10上的上管和下管均能使用，同时也便于不受空间限制的设置多个吸收电容20，以充分吸收IGB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变流器直流侧保护电路组件，包括设置在同一底板（90）上的第一IGBT（11）、第二IGBT（12）、交流铜排（40）和散热器（50），其特征在于，所述散热器（50）垂直于所述底板（90）设置，所述第一IGBT（11）和所述第二IGBT（12）背靠背设置、并分别位于所述散热器（50）的两侧，且所述第一IGBT（11）和所述第二IGBT（12）由所述交流铜排（40）并联连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姬永军，田兴，王立，余远建，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：