[实用新型]一种中大功率储能变流器的叠层母排

说明书

本实用新型公开了一种中大功率储能变流器的叠层母排，包括：相互连接的电容母排和模块母排，电容母排用于安装电容，模块母排用于安装IGBT；电容母排包括：多组导电孔排组以及若干个位于导电孔排组两边区域的用于安装母线电容的孔位，两边区域的孔位相同且极性对称；所述导电孔排组用于与模块母排连接。本发明基于缩短功率器件换流回路路径及电流非平衡路径，通过合理的功率器件布局缩短换流回路，能有效地降低杂散电感，大幅度降低了功率器件的关断过电压，省去du/dt吸收电路，在降低成本的同时使结构更加紧凑，功率密度进一步提高，扩大了变流器的安全工作区域，有利于三电平变流器的长期安全、稳定运行。

技术领域

本实用新型涉及一种中大功率储能变流器的叠层母排，属于新能源发电技术领域。

背景技术

近些年，储能变流器广泛应用于电力系统、轨道交通、新能源汽车、风力发电、太阳能光伏等领域，在电网削峰填谷、平滑新能源波动，能量回收利用等场合实现能量双向流动，对电网电压频率主动支撑，提高供电电能质量。并且正在朝着高效和高功率密度的方向发展。随着储能变流器对体积和效率的要求提高，其电气结构也逐渐应用更高效率的三电平拓扑结构，开关频率也随之提高。高开关频率及多功率器件的使用势必带来高开关损耗和高电压应力，因此储能变流器对功率器件模组电气回路杂散电感参数的要求也更加苛刻，为了消除杂散电感所引起的开关损耗和关断过电压问题，必须尽量优化功率模组主回路的杂散电感参数。目前，现有的叠层母排功率器件布局不合理、母排内部正极、负极、中性极铜箔厚度过厚、与功率器件压接端子高度过高等因素，对杂散电感的抑制效果并不理想。

现有中大功率储能变流器如T型三电平变流器，工作频率一般在5kHz左右，其叠层母排中电容安装布局结构优化，有效的降低了变流器中环流回路的寄生电感，从而减小了变流器中开关器件在关断时刻的峰值电压；现有技术公开的一种用于二极管钳位型三电平变流器的叠层母排，其中模块母排分为五层，可以大幅度地降低换流回路的杂散电感，有效抑制器件的关断过电压，省去du/dt吸收电路（即关断吸收电路），在降低成本的同时使结构更加紧凑。

以上叠层母排的应用虽然使得功率器件模组电路中杂散电感得到了一定的改善，但因制造和装配误差、母排本身和电容等重力作用，导致功率器件受力是不可避免的，如果不在功率器件布局和叠层母排设计阶段将这些因素考虑进去，很可能导致功率器件承受过大的应力，尤其是三电平变流器，其母排一般都比较大，电容数量多，更增加了这种风险。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种中大功率储能变流器的叠层母排，解决了现有的叠层母排功率器件布局不合理，对杂散电感的抑制效果不理想的问题。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：一种中大功率储能变流器的叠层母排，包括：相互连接的电容母排和模块母排，电容母排用于安装电容，模块母排用于安装IGBT；

电容母排包括：多组导电孔排组以及若干个用于安装电容的孔位，导电孔排组包括依次放置的正极导电孔排、零极导电孔排和负极导电孔排，所述孔位分别位于正极导电孔排和负极导电孔排的两侧，两侧的孔位相同且极性对称；所述导电孔排组用于与模块母排连接。

进一步的，电容母排包括七层，依次为：第一层绝缘层、第二层电容正极导电层、第三层绝缘层、第四层电容零极导电层、第五层绝缘层、第六层电容负极导电层和第七层绝缘层；所述第二层电容正极导电层还包括引出的第一端子和第二端子，第一端子与正极母线连接，第二端子用于检测电压；所述第四层电容零极导电层还包括引出的第三端子，用于检测电压，所述第六层电容负极导电层还包括引出的第四端子和第五端子，第四端子用于与外部负极母线连接，第五端子用于检测电压；

第一端子和第四端子位于电容母排侧边的一端，第二端子、第三端子和第五端子依次位于电容母排同一侧边的另一端，第二端子位于里端，第五端子位于外端；