CN102170220A - 一种基于全控器件的电压源换流器的元件连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，包括IGBT模块与散热器功能块、IGBT控制板功能块、防爆与防水功能块，其特征在于所述IGBT模块与散热器功能块包括一一对应的IGBT模块(3)和散热器(2)，IGBT模块通过活动连接分别置于散热器的一侧，且IGBT模块之间面对面对应排列；所述IGBT控制板(1)功能块将IGBT控制板通过活动连接置于一散热器的另一侧；所述防爆与防水功能块包括IGBT防爆板(4)和防水盖板；所述IGBT防爆板(4)通过活动连接分别安装在散热器(2)的两端，所述防水盖板(5)通过活动连接固定在散热器(2)上；该装置结构紧凑、电气上易于连接。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子器件结构，具体地讲涉及用于电力***的基于全控器件的交直流变换及功率控制基本功能单元。
背景技术
随着功率半导体开关器件的性能不断提高，电力电子器件从早期电力电子装置广泛使用的半控型功率半导体开关——普通晶闸管(Thyristor)发展到如今性能优异的全控型开关，从而带动了电力电子变流技术的迅速发展，出现了以脉宽调制(Pluse WidthModulation，PWM)控制为基础的各类变流装置。
电压源换流器(VSC)技术是一种以可关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型换流技术。由于IGBT具备自关断能力，所以柔性直流输电***能够工作在无源逆变方式下，不需要外加换相电压，受端电压可以为无源网络；VSC可以同时且相互独立地控制有功功率和无功功率，控制灵活方便；不需要交流侧提供无功功率且能够起到STATCOM的作用，动态补偿交流母线无功功率，稳定交流电压；换流站间无需通讯，且易于构成多端直流***。
国外，仅有ABB一家公司采用与我方不同的技术方案的工程应用经验，国内全控器件应用采用与此不同的技术方案，在电力***领域，仅局限于相关理论研究，无工程应用技术及经验。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种全控型器件的连接结构，将一次电气、结构、冷却***及二次控制***有机集成的封闭结构，它结构紧凑、电气上易于连接。
为了实现上述目的，该连接结构采用下述技术方案：
本发明提供的一种基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，包括IGBT模块与散热器功能块、IGBT控制板功能块、防爆与防水功能块，其改进之处在于所述IGBT模块与散热器功能块包括一一对应的IGBT模块和散热器，IGBT模块通过活动连接分别置于散热器的一侧，且IGBT模块之间面对面对应排列；所述IGBT控制板功能块将IGBT控制板通过活动连接置于一散热器的另一侧；所述防爆与防水功能块包括IGBT防爆板和防水盖板；所述IGBT防爆板通过活动连接分别安装在散热器的两端，所述防水盖板(5)通过活动连接固定在散热器上。
本发明提供的第一优选的基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，所述活动连接为通过螺栓的形式连接。
本发明提供的第二优选的基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，所述IGBT模块、散热器和IGBT防爆板的个数均为2个。
本发明提供的第三优选的基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，所述散热器设有连接水口，防水盖板固定在散热器上有连接水口的一端。
本发明提供的第四优选的基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，所述防水盖板与IGBT防爆板和散热器形成一个包裹住IGBT的封闭空间。
本发明提供的第五优选的基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，所述IGBT模块设有端子，端子与连接母排相连接。
本发明提供的第六优选的基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，通过一个连接母排将IGBT模块上的两个端子连接在一起。
连接结构整体上分成IGBT模块与散热器、二次控制板、防爆与防水三大功能块；该连接结构的IGBT模块被包封在相对封闭空间内，它由左右侧的散热器、前后侧的防爆板、顶部的防水盖板和底部的底板形成；且连接结构采用了防爆设计，避免了故障情况下全控器件由结温过高导致***而造成事故扩大；该连接结构采用了防水设计，避免了冷却***介质泄露对器件及二次控制板造成损伤。
IGBT模块用螺栓安装在散热器上，且面对面并排在一起，便于进行电气连接；IGBT控制板用螺栓安装在散热器的背面，通过散热器使一次主电路和二次控制部分空间分隔开；两块防爆板分别用螺栓安装在散热器两端，与散热器同时起到把两个IGBT空间封闭的作用，防止IGBT***引起事故扩大。
防水盖板用螺栓固定在散热器上有连接水口一端，防止水口处漏水对IGBT造成损坏，同时与防爆板、散热器形成一个封闭空间包裹住IGBT，起到防爆作用。
与现有技术相比，本发明提供的一种基于全控器件的电压源换流器元件连接结构具有以下优点：
1、连接结构采用防爆设计，避免器件***导致事故扩大；连接结构采用防水设计，避免冷却***介质泄露导致器件与二次控制板卡损伤；连接结构的IGBT控制板卡与一次部分物理隔离，降低了一次对二次控制板卡的影响；
2、将一次电气、结构、冷却***及二次控制***有机集成的、结构紧凑的封闭结构，采用紧凑型设计，在有限空间内集成了一次电气、结构、冷却***及二次控制***；
3、一次回路与二次板卡分开，减小一次回路强电磁环境对二次部分的干扰；
5、连接结构的IGBT模块封闭在由散热器、防爆板、防水盖板和底板形成的空间内，电气上便于连接；
6、连接结构的IGBT控制板安装在散热器外侧，与一次部分物理隔离，并紧挨IGBT器件，以满足IGBT控制需要。
附图说明
图1是：本发明提供的一种基于全控器件的电压源换流器的元件连接结构的原理结构示意图；
图2是：本发明提供的一种基于全控器件的电压源换流器的元件连接结构的部件连接关系图；
图3是：本发明提供的一种基于全控器件的电压源换流器的元件防水盖板结构示意图；
图4是：本发明提供的一种基于全控器件的电压源换流器的元件连接母排结构示意图。
图中：1、IGBT控制板；2、散热器；3、IGBT模块；4、IGBT防爆板；5、防水盖板；6、连接母排。
具体实施方式
以下通过附图及实施例对本发明提供的一种基于全控器件的电压源换流器的元件连接结构做进一步更详细的说明。
实施例1
本实施例的基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，如图1-4所示，包括IGBT模块与散热器功能块、IGBT控制板功能块、防爆与防水功能块，其中IGBT模块与散热器功能块包括一一对应的IGBT模块3和散热器2，IGBT模块通过螺栓连接分别置于散热器的一侧，且IGBT模块之间面对面对应排列；IGBT控制板1功能块将IGBT控制板通过螺栓连接置于一散热器的另一侧；防爆与防水功能块包括IGBT防爆板4和防水盖板；IGBT防爆板4通过螺栓连接分别安装在散热器2的两端，防水盖板5通过螺栓连接固定在散热器2上。
其中，IGBT模块3、散热器2和IGBT防爆板4的个数均为2个。
散热器2设有连接水口，防水盖板5固定在散热器2上有连接水口的一端，防水盖板5与IGBT防爆板4和散热器2形成一个包裹住IGBT的封闭空间。
IGBT模块设有端子，端子与连接母排6相连接，通过一个连接母排6将IGBT模块上的两个端子连接在一起。
IGBT模块用螺栓安装在散热器上，面对面并排在一起；，如图2、3、4所示，IGBT控制板用螺栓安装在散热器的背面，通过散热器使一次主电路和二次控制部分空间分隔开；(3)防爆与防水功能块主要包括图2中的两块IGBT防爆板和图3中的防水盖板。
如图2所示，两块防爆板分别用螺栓安装在散热器两端，与散热器同时起到把两个IGBT空间封闭的作用，防止IGBT***引起事故扩大。
防水盖板用螺栓固定在散热器上有连接水口一端，防止水口处漏水对IGBT造成损坏，同时与防爆板、散热器形成一个封闭空间包裹住IGBT，起到防爆作用。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于全控器件的电压源换流器元件连接结构，包括IGBT模块与散热器功能块、IGBT控制板功能块、防爆与防水功能块，其特征在于所述IGBT模块与散热器功能块包括一一对应的IGBT模块(3)和散热器(2)，IGBT模块通过活动连接分别置于散热器的一侧，且IGBT模块之间面对面对应排列；所述IGBT控制板(1)功能块将IGBT控制板通过活动连接置于一散热器的另一侧；所述防爆与防水功能块包括IGBT防爆板(4)和防水盖板；所述IGBT防爆板(4)通过活动连接分别安装在散热器(2)的两端，所述防水盖板(5)通过活动连接固定在散热器(2)上。
2.根据权利要求1所述的全控型器件连接结构，其特征在于所述活动连接为通过螺栓的形式连接。
3.根据权利要求1所述的全控型器件连接结构，其特征在于所述IGBT模块(3)、散热器(2)和IGBT防爆板(4)的个数均为2个。
4.根据权利要求1所述的全控型器件连接结构，其特征在于所述散热器(2)设有连接水口，防水盖板(5)固定在散热器(2)上有连接水口的一端。
5.根据权利要求1所述的全控型器件连接结构，其特征在于所述防水盖板(5)与IGBT防爆板(4)和散热器(2)形成一个包裹住IGBT的封闭空间。
6.根据权利要求1所述的全控型器件连接结构，其特征在于所述IGBT模块设有端子，端子与连接母排(6)相连接。
7.根据权利要求6所述的全控型器件连接结构，其特征在于通过一个连接母排(6)将IGBT模块上的两个端子连接在一起。
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