[发明专利]一种大功率变流器功率单元

说明书

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种大功率变流器功率单元。

背景技术

风能和太阳能是在我国得到较多应用的可再生能源。风电变流器和光伏逆变器中的功率单元通过控制功率元件的开通和关断，来改变输入电压的特性，起到整流和逆变的作用，功率单元是大功率变流器的核心部件，是实现电能变换的基础。

目前大部分厂家的变流器功率单元没有采用模块化的设计理念，存在功率密度低，结构复杂，安装和维护不便，流水线生产效率不高等问题。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明涉及一种大功率变流器功率单元，包括功率单元整体框架和位于所述功率单元整体框架内部的叠层母排（10）、功率元件IGBT及其驱动器（12）、电容支撑板（13）、支撑电容阵列（14）、散热器固定板（15）、散热器（16）、风机安装板（17）和散热风机（18）；

所述功率单元整体框架包括位于所述功率单元整体框架的后面的长方形安装板（6）；

所述支撑电容阵列（14）位于所述功率单元整体框架内部的上方，通过平行于所述安装板（6）的电容支撑板（13）安装在所述安装板（6）上；

所述散热风机（18）位于所述功率单元整体框架内部的下方，通过位于所述散热风机（18）上方的垂直于所述安装板（6）的风机安装板（17）安装在所述安装板（6）上；

所述功率元件IGBT及其驱动器（12）位于所述支撑电容阵列（14）和所述散热风机（18）之间，安装在所述散热器（16）上；散热器固定板（15）为位于长方体形所述散热器（16）的左面和右面与所述安装板（6）垂直的两块板，所述散热器（16）通过所述散热器固定板（15）固定在所述安装板（6）上；

所述叠层母排（10）平行于所述安装板（6），位于所述支撑电容阵列（14）和所述功率元件IGBT及其驱动器（12）的前面，所述支撑电容阵列（14）通过与所述叠层母排（10）相连实现各个支撑电容之间相互并联，所述功率元件IGBT及其驱动器（12）通过与叠层母排（10）相连实现各个大功率IGBT之间相互并联。

本发明提供的第一优选实施例中：所述大功率IGBT交流输出端并联后转接到与所述功率单元整体框架的左面平行的交流输出铜排（9）；

所述变流器功率单元内部还安装有IGBT脉冲同步接口板，所述IGBT脉冲同步接口板输出脉冲到IGBT驱动器，并为所述IGBT驱动器供电，所述IGBT驱动器反馈故障信息至所述IGBT脉冲同步接口板，保证所述并联的大功率IGBT的驱动脉冲同步；

脉冲同步接口板与变流器控制器采用高速光纤通信。

本发明提供的第二优选实施例中：所述叠层母排（10）与所述大功率IGBT的连接点处并联四个吸收电容（11），所述吸收电容用于吸收所述大功率IGBT通断时产生的过电压。

本发明提供的第三优选实施例中：所述叠层母排（10）由正、负极母排以及至少两层的绝缘纸压合而成，上端弯折90°；

所述叠层母排（10）的上端弯折部分为两块长方形板，所述支撑电容阵列（14）包括至少两个薄膜电容，通过与所述叠层母排（10）相连实现各个所述薄膜电容的并联后，所述叠层母排（10）的上端弯折部分的两块长方形板分别作为大功率变流器功率单元与外部相连的正、负极直流输入端（2）。

本发明提供的第四优选实施例中：所述散热器（16）通过风机安装板（7）将进风口与散热风机（18）的风机风道（19）相连，所述电容支撑板（13）为上面和下面为空的中空长方体形通道，所述散热器（16）的出风口与所述电容支撑板（13）的下面相连。

本发明提供的第五优选实施例中：所述功率单元整体框架还包括位于所述功率单元整体框架前面的盖板（1）、位于上面的顶板（4）和位于下面的底板（7）。

本发明提供的第六优选实施例中：所述盖板（1）为左下部分缺角的长方形板，所述缺角部分为长方形，所述盖板（1）上设有电气接口（5），所述变流器功率单元内部的线缆通过所述电气接口（5）与外部连接。

本发明提供的第七优选实施例中：所述顶板（4）上设有开孔，所述开孔作为所述支撑电容阵列（14）的散热孔和与所述电容支撑板（13）的上面相连的所述大功率IGBT的出风口（3）。

本发明提供的第八优选实施例中：所述功率单元整体框架的侧面设有拉手，所述底板（7）上安装有滚轮（8）。

本发明提供的一种大功率变流器功率单元的有益效果包括：