UA124032C2 - Four-quadrant power module - Google Patents
Four-quadrant power module Download PDFInfo
- Publication number
- UA124032C2 UA124032C2 UAA201907729A UAA201907729A UA124032C2 UA 124032 C2 UA124032 C2 UA 124032C2 UA A201907729 A UAA201907729 A UA A201907729A UA A201907729 A UAA201907729 A UA A201907729A UA 124032 C2 UA124032 C2 UA 124032C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- assembly
- power module
- water
- quadrant power
- excitation
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 59
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 28
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
ГАЛУЗЬ ТЕХНІКИ, ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ ВИНАХІДFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION BELONGS
Даний винахід належить до галузі електротехніки і, зокрема, до чотириквадрантного силового модуля.This invention belongs to the field of electrical engineering and, in particular, to a four-quadrant power module.
РІВЕНЬ ТЕХНІКИTECHNICAL LEVEL
В останні роки, з розвитком електронної технології і технології моторвагонного сполучення, тяговий силовий перетворювач електровоза з електроприводом змінного струму розвивається в напрямку високої потужності, високого ступеня інтеграції і малої ваги. Силовий модуль, як базовий компонент усього силового перетворювача, також розвивається в напрямку високої частоти, мініатюризації і високій надійності. У тих випадках, коли чотириквадрантний силовий модуль є одним з типів силових модулів і виконаний з можливістю перетворювати однофазний змінний струм у постійний струм, тим самим подаючи живлення на наступну інверторну схему.In recent years, with the development of electronic technology and the technology of railcar coupling, the traction power converter of the electric locomotive with an alternating current electric drive is developing in the direction of high power, high degree of integration and low weight. The power module, as the basic component of the entire power converter, is also developing in the direction of high frequency, miniaturization and high reliability. In those cases, the four-quadrant power module is one type of power module and is designed to convert single-phase alternating current into direct current, thereby supplying power to the following inverter circuit.
У цей час, чотириквадрантний силовий модуль здійснює функцію випрямлення за допомогою використання головного ланцюга, утвореного тиристором або діодом. Однак, характеристики тиристора або діода роблять чотириквадрантний силовий модуль нездатним домагатися керованого випрямлення. Чотириквадрантний силовий модуль має нестабільну роботу внаслідок некерованого випрямлення.At this time, the four-quadrant power module performs the rectification function by using the main circuit formed by a thyristor or diode. However, the characteristics of the thyristor or diode make the four-quadrant power module unable to achieve controlled rectification. The four-quadrant power module has unstable operation due to uncontrolled rectification.
СУТЬ ВИНАХОДУESSENCE OF THE INVENTION
Даний винахід передбачає чотириквадрантний силовий модуль, що здійснює кероване випрямлення і поліпшує стабільність роботи силового модуля.The present invention provides a four-quadrant power module that performs controlled rectification and improves the stability of the power module.
Чотириквадрантний силовий модуль згідно із заявленим винаходом включає у себе підкладку з водяним охолодженням, збірку ІЗВТ (БТІЗ), збірний шинопровід, плату схеми збудження, низьковольтне рознімання і вузол рукояток; збірка ІСВТ розташована на поверхні однієї сторони підкладки з водяним охолодженням, збірний шинопровід розташований на зовнішній стороні збірки ІСВТ; плата схеми збудження, низьковольтне рознімання і вузол рукояток розташовані на іншій стороні підкладки з водяним охолодженням; перше з'єднання для води, друге з'єднання для води і контрольний штифт розташовані на бічній поверхні задньої частини підкладки з водяним охолодженням; встановлювальні отвори розташовані відповідно у верхній частині і нижній частині підкладки з водяним охолодженням; положення установки чотириквадрантного силового модуля фіксуєтьсяThe four-quadrant power module according to the claimed invention includes a substrate with water cooling, an IZVT assembly (BTIZ), a common busbar, an excitation circuit board, a low-voltage connector and a handle assembly; the ISVT assembly is located on the surface of one side of the substrate with water cooling, the busbar assembly is located on the outside of the ISVT assembly; the excitation circuit board, low-voltage connector and handle assembly are located on the other side of the water-cooled substrate; the first water connection, the second water connection and the control pin are located on the side surface of the rear part of the water-cooled substrate; installation holes are located, respectively, in the upper part and lower part of the substrate with water cooling; the installation position of the four-quadrant power module is fixed
Зо вставкою кріпильних елементів у встановлювальні отвори; збірка ІСВТ електрично приєднана, відповідно, до збірного шинопроводу і плати схеми збудження; плата схеми збудження електрично приєднана до низьковольтного рознімання; з'єднувальні клеми, електрично приєднані до збірки ІЗВТ, розташовані на бічній поверхні збірного шинопроводу поруч із передньою частиною підкладки з водяним охолодженням; з'єднувальні клеми включають у себе клему постійного струму високої напруги і клему змінного струму для випрямлення; низьковольтне рознімання виконане з можливістю передавати сигнал потужності збудження, сигнал керування збудженням і сигнал зворотного зв'язку по стану силової установки; плата схеми збудження виконана з можливістю обробляти сигнал керування збудженням, щоб формувати сигнал для керування роботою збірки ІСВТ.With the insertion of fastening elements in the installation holes; the ISVT assembly is electrically connected, respectively, to the collective busbar and the excitation circuit board; the board of the excitation circuit is electrically connected to the low-voltage connector; the connecting terminals electrically connected to the IZVT assembly are located on the side surface of the busbar assembly near the front of the water-cooled substrate; the connecting terminals include a high-voltage DC terminal and an AC terminal for rectification; the low-voltage connector is made with the ability to transmit an excitation power signal, an excitation control signal and a feedback signal on the state of the power plant; the excitation circuit board is made with the ability to process the excitation control signal to form a signal to control the operation of the ISVT assembly.
Даний винахід передбачає чотириквадрантний силовий модуль, що включає в себе підкладку з водяним охолодженням, збірку ІОВТ, збірний шинопровід, плату схеми збудження, низьковольтне рознімання і вузол рукояток. Що стосується чотириквадрантного силового модуля згідно із заявленим винаходом, головний ланцюг чотириквадрантного силового модуля переймає збірний шинопровід для з'єднання, кероване випрямлення здійснюється збіркоюThis invention provides a four-quadrant power module, which includes a substrate with water cooling, an IOT assembly, a busbar assembly, an excitation circuit board, a low-voltage connector and a handle assembly. With respect to the four-quadrant power module according to the claimed invention, the main circuit of the four-quadrant power module takes over the busbar for connection, the controlled rectification is carried out by the assembly
ІСВТ, а стабільність і надійність роботи чотириквадрантного силового модуля, таким чином, поліпшуються.ISVT, and the stability and reliability of the operation of the four-quadrant power module are thus improved.
КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬBRIEF DESCRIPTION DRAWING
Щоб ясніше описати технічні рішення у варіантах здійснення даного винаходу або в попередньому рівні техніки, нижченаведене коротко представляє прикладені креслення, необхідні для опису варіантів здійснення або попереднього рівня техніки. Очевидно, що прикладені креслення в нижченаведеному описі є всього лише деякими варіантами здійснення даного винаходу, і рядові фахівці в даній галузі техніки, однак, можуть одержати інші креслення із цих прикладених креслень без творчих зусиль.In order to more clearly describe the technical solutions in the embodiments of the present invention or the prior art, the following briefly presents the accompanying drawings necessary to describe the embodiments or the prior art. Obviously, the accompanying drawings in the following description are only some embodiments of the present invention, and those of ordinary skill in the art can, however, obtain other drawings from these accompanying drawings without creative effort.
Фіг. 1 - принципова структурна схема чотириквадрантного силового модуля в напрямку АА' відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу;Fig. 1 - the basic structural diagram of the four-quadrant power module in the AA' direction according to variant 1 of the implementation of this invention;
Фіг. 2 - принципова структурна схема чотириквадрантного силового модуля в напрямку АГА відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу;Fig. 2 - the basic structural diagram of the four-quadrant power module in the AGA direction according to variant 1 of the implementation of this invention;
Фіг. З - принципова структурна схема в розібраному вигляді чотириквадрантного силового 60 модуля відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу;Fig. C - the basic structural diagram in the disassembled form of the four-quadrant power 60 module according to variant 1 of the implementation of this invention;
Фіг. 4 - принципова компонувальна схема ІСВТ у збірці ІСВТ відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу;Fig. 4 - the basic layout diagram of the ISVT in the ISVT assembly according to variant 1 of the implementation of this invention;
Фіг. 5 - принципова схема головного ланцюга відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу.Fig. 5 is a schematic diagram of the main circuit according to variant 1 of the implementation of this invention.
Опис посилальних позицій: 1: Підкладка з водяним охолодженням; 2: Збірка ІОВ; 3: Збірний шинопровід 4; Плата схеми збудження; 5: Низьковольтне рознімання; 6: ІЗВТ; 7: Встановлювальний отвір; 8: Перше з'єднання для води; 9: Друге з'єднання для води; 10: Контрольний штифт; 11: З'єднувальна клема; 12: Захисна скоба; 13: Ізолюючий елемент; 14: Пластина для захисту компонування; 15: Вузол рукояток; 16: Перша рукоятка; 17: Друга рукоятка; 18: Кришка вузла рукояток.Description of reference items: 1: Substrate with water cooling; 2: Collection of IOV; 3: Assembled busbar 4; Excitation circuit board; 5: Low-voltage disconnection; 6: IZVT; 7: Installation hole; 8: First connection for water; 9: Second connection for water; 10: Control pin; 11: Connecting terminal; 12: Protective bracket; 13: Insulating element; 14: Plate for layout protection; 15: Node of handles; 16: First handle; 17: Second handle; 18: Handle assembly cover.
ДОКЛАДНИЙ ОПИС ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯDETAILED DESCRIPTION OF IMPLEMENTATION OPTIONS
Щоб зробити цілі, технічні рішення і переваги варіантів здійснення даного винаходу ясніше, нижченаведене ясно і всебічно описує технічні рішення у варіантах здійснення даного винаходу з посиланням на прикладені креслення варіантів здійснення даного винаходу. Очевидно, описані варіанти здійснення є всього лише частиною варіантів здійснення, ніж всіма варіантами здійснення даного винаходу. Всі інші варіанти здійснення, отримані рядовими фахівцями в даній галузі техніки на основі варіантів здійснення даного винаходу без творчих зусиль, будуть підпадати під обсяг правової охорони даного винаходу.In order to make the objectives, technical solutions and advantages of the embodiments of the present invention clearer, the following clearly and comprehensively describes the technical solutions in the embodiments of the present invention with reference to the attached drawings of the embodiments of the present invention. Obviously, the described embodiments are only part of the embodiments, rather than all embodiments of the present invention. All other implementation options obtained by ordinary specialists in this field of technology on the basis of implementation options of this invention without creative efforts will fall under the scope of legal protection of this invention.
Фіг. 1 - принципова структурна схема чотириквадрантного силового модуля в напрямку АА' відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу. Фіг. 2 - принципова структурна схема чотириквадрантного силового модуля в напрямку А А відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу. ФіМ.З - принципова структурна схема в розібраному вигляді чотириквадрантного силового модуля відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу. Як показано на Фіг. з 1 по 3, чотириквадрантний силовий модуль, передбачений у даному варіанті здійснення, може включати у себе підкладку 1 з водяним охолодженням, збірку 2 біполярнихFig. 1 - the basic structural diagram of the four-quadrant power module in the AA' direction according to variant 1 of the implementation of this invention. Fig. 2 - the basic structural diagram of the four-quadrant power module in the direction A A according to variant 1 of the implementation of this invention. FiM.Z - the basic structural diagram in the disassembled form of the four-quadrant power module according to variant 1 of the implementation of this invention. As shown in Fig. 1 to 3, the four-quadrant power module provided in this embodiment may include a water-cooled substrate 1, an assembly of 2 bipolar
Зо транзисторів з ізольованим затвором (СВТ як абревіатура), збірний шинопровід З і плату 4 схеми збудження, низьковольтне рознімання 5 і вузол 15 рукояток.From transistors with an isolated gate (SVT as an abbreviation), busbar Z and circuit board 4, low-voltage connector 5 and assembly 15 handles.
Збірка 2 ІСВТ розташована на поверхні однієї сторони підкладки 1 з водяним охолодженням, збірний шинопровід З розташований на зовнішній стороні збірки 2 ІСВТ. Плата 4 схеми збудження, низьковольтне рознімання 5 і вузол 15 рукояток розташовані на іншій стороні підкладки 1 з водяним охолодженням. Перше з'єднання для води 8, друге з'єднання для води 9 і контрольний штифт 10 розташовані на бічній поверхні задньої частини підкладки 1 з водяним охолодженням. Встановлювальні отвори 7 розташовані відповідно у верхній частині і нижній частині підкладки 1 з водяним охолодженням. Положення установки чотириквадрантного силового модуля фіксується вставкою кріпильних елементів у встановлювальні отвори 7.The ISVT assembly 2 is located on the surface of one side of the substrate 1 with water cooling, the common busbar C is located on the outer side of the ISVT assembly 2. Board 4 of the excitation circuit, low-voltage connector 5 and node 15 of the handles are located on the other side of the substrate 1 with water cooling. The first connection for water 8, the second connection for water 9 and the control pin 10 are located on the side surface of the rear part of the substrate 1 with water cooling. Mounting holes 7 are located, respectively, in the upper part and lower part of the substrate 1 with water cooling. The installation position of the four-quadrant power module is fixed by inserting the fastening elements into the installation holes 7.
Збірка 2 ІСВТ електрично приєднана, відповідно, до збірного шинопроводу З і плати 4 схеми збудження. Плата 4 схеми збудження електрично приєднана до низьковольтного рознімання 5.The ISVT assembly 2 is electrically connected, respectively, to the assembly busbar C and the circuit board 4 of the excitation circuit. Board 4 of the excitation circuit is electrically connected to the low-voltage connector 5.
З'єднувальні клеми 11, електрично приєднані до збірки 2 ІСВТ, розташовані на бічній поверхні збірного шинопроводу З поруч із передньою частиною підкладки 1 з водяним охолодженням.The connecting terminals 11, electrically connected to the ISVT assembly 2, are located on the side surface of the assembled busbar C next to the front part of the substrate 1 with water cooling.
З'єднувальні клеми 11 включають у себе клему постійного струму високої напруги і клему змінного струму для випрямлення.The connecting terminals 11 include a high-voltage DC terminal and an AC terminal for rectification.
Низьковольтне рознімання 5 виконане з можливістю передавати сигнал потужності збудження, сигнал керування збудженням і сигнал зворотного зв'язку по стану силової установки. Плата 4 схеми збудження виконані з можливістю обробляти сигнал керування збудженням, щоб формувати сигнал для керування роботою збірки 2 ІСВТ.Low-voltage connector 5 is made with the ability to transmit an excitation power signal, an excitation control signal and a feedback signal on the state of the power plant. Board 4 of the excitation circuit is made with the ability to process the excitation control signal to form a signal to control the operation of the ISVT assembly 2.
Чотириквадрантний силовий модуль відповідно до цього варіанта здійснення переймає однобічне конструктивне компонування високого ступеня інтеграції як механічну конструкцію.The four-quadrant power module according to this embodiment adopts a single-sided structural layout with a high degree of integration as a mechanical structure.
Два протилежних краї підкладки 1 з водяним охолодженням у напрямку довжини згадуються як передня частина і задня частина, відповідно. підкладка 1 з водяним охолодженням має дві бічних поверхні. У напрямку з однієї сторони на іншу сторону, багаторівневими конструкціями послідовно є: збірний шинопровід 3, збірка 2 ІСВТ, підкладка 1 з водяним охолодженням, плата 4 схеми збудження, низьковольтне рознімання 5, вузол 15 рукояток. Де збірка 2 ІСВТ розташована на поверхні однієї сторони підкладки 1 з водяним охолодженням. Оскільки збірка 2The two opposite edges of the water-cooled substrate 1 in the length direction are referred to as the front part and the back part, respectively. the water-cooled substrate 1 has two side surfaces. In the direction from one side to the other side, the multi-level constructions are sequentially: collective busbar 3, ISVT assembly 2, substrate 1 with water cooling, board 4 of the excitation circuit, low-voltage connector 5, node 15 of the handles. Where the ISVT assembly 2 is located on the surface of one side of the substrate 1 with water cooling. Since assembly 2
ІЗВТ і плата 4 схеми збудження розташовані на двох сторонах підкладки 1 з водяним охолодженням, відповідно, електромагнітні перешкоди високовольтного сигналу на платі 4 бо схеми збудження можуть ефективно послаблятися. У напрямку передньої сторони підкладки 1 з водяним охолодженням, на збірному шинопроводі З розташована клема постійного струму високої напруги і клема змінного струму для випрямлення. У напрямку задньої сторони підкладки 1 водяного охолодження, на підкладці 1 водяного охолодження розташований контрольний штифт 10, перше з'єднання для води 8 і друге з'єднання для води 9.IZVT and board 4 of the excitation circuit are located on two sides of the substrate 1 with water cooling, respectively, the electromagnetic interference of the high-voltage signal on the board 4 because the excitation circuit can be effectively weakened. Towards the front side of the water-cooled substrate 1, on busbar C, there is a high-voltage DC terminal and an AC terminal for rectification. Towards the rear side of the water cooling pad 1, the control pin 10, the first water connection 8 and the second water connection 9 are located on the water cooling pad 1.
Що стосується чотириквадрантного силового модуля відповідно до даного варіанта здійснення, збірка 2 ІСВТ електрично приєднана, відповідно, до збірного шинопроводу З і плати 4 схеми збудження, і плата 4 схеми збудження і низьковольтне рознімання 5 електрично з'єднані. Збірний шинопровід З оснащений клемою постійного струму високої напруги і клемою змінного струму для випрямлення, які електрично приєднані до збірки 2 ІЗВТ. Низьковольтне рознімання 5, клема постійного струму високої напруги і клема змінного струму для випрямлення всі приєднані до зовнішнього пристрою.As for the four-quadrant power module according to this embodiment, the ISVT assembly 2 is electrically connected, respectively, to the busbar assembly C and the excitation circuit board 4, and the excitation circuit board 4 and the low-voltage connector 5 are electrically connected. Busbar assembly C is equipped with a high-voltage DC terminal and an AC terminal for rectification, which are electrically connected to the 2 IZVT assembly. Low voltage terminal 5, high voltage DC terminal and AC terminal for rectification are all connected to the external device.
Нижченаведене дасть докладний опис відносно зовнішнього пристрою у вигляді силового перетворювача.The following will give a detailed description of the external device in the form of a power converter.
Клема змінного струму для випрямлення є вхідною частиною збірки 2 ІСВТ, а клема постійного струму високої напруги є вихідною частиною збірки 2 ІСВТ. Низьковольтне рознімання 5 передає сигнал потужності збудження і сигнал керування збудженням, видавані інвертором. Сигнал керування збудженням виконаний з можливістю керувати роботою чотириквадрантного силового модуля. Сигнал потужності збудження забезпечує робоче живлення для плати 4 схеми збудження. Низьковольтне рознімання 5 передає сигнал керування збудженням на плату 4 схеми збудження. Плата 4 схеми збудження обробляє сигнал керування збудженням, виробляє сигнал для керування роботою збірки 2 ІСВТ і відправляє сигнал на збірку 2 ІСВТ. Плата 4 схеми збудження також приймає сигнал зворотного зв'язку по стану силової установки, сформований збіркою 2 ІСВТ. Плата 4 схеми збудження передає сигнал зворотного зв'язку по стану силової установки в силовий перетворювач через низьковольтне рознімання 5.The rectifier AC terminal is the input part of ISVT assembly 2 and the high voltage DC terminal is the output part of ISVT assembly 2. Low-voltage connector 5 transmits the excitation power signal and the excitation control signal issued by the inverter. The excitation control signal is designed to control the operation of the four-quadrant power module. The excitation power signal provides operating power for board 4 of the excitation circuit. The low-voltage connector 5 transmits the excitation control signal to the board 4 of the excitation circuit. The excitation circuit board 4 processes the excitation control signal, produces a signal to control the operation of the ISVT assembly 2, and sends a signal to the ISVT assembly 2. Board 4 of the excitation scheme also receives a feedback signal on the state of the power plant, formed by assembly 2 ISVT. Board 4 of the excitation circuit transmits a feedback signal on the state of the power plant to the power converter through the low-voltage connector 5.
У даному варіанті здійснення, головний ланцюг чотириквадрантного силового модуля включає у себе збірку 2 ІСВТ, і головний ланцюг використовує для з'єднання збірні шинопроводи 3. Збірка 2 ІЗВТ виконана з можливістю перетворювати електричну енергію змінного струму в електричну енергію постійного струму. Оскільки збірка 2 ІСВТ виконуєIn this embodiment, the main circuit of the four-quadrant power module includes the ISVT assembly 2, and the main circuit uses busbars 3 for connection. The ISVT assembly 2 is made with the ability to convert alternating current electrical energy into direct current electrical energy. Since assembly 2 ISVT performs
Зо операції вмикання і вимикання по сигналу, видаваному платою 4 схеми збудження, керованість випрямлення може бути реалізована в порівнянні з використанням тиристора або діода в попередньому рівні техніки. Оскільки збірний шинопровід З має просту і компактну конструкцію, з'єднання між потужнострумовими високовольтними компонентами може здійснюватися, користуючись невеликим простором, тим самим, даючи гарантію для мініатюрного виконання чотириквадрантного силового модуля. Оскільки збірний шинопровід З має невелику паразитну індуктивність, надійність чотириквадрантного силового модуля поліпшується.From the on and off operation based on the signal issued by the excitation circuit board 4, rectification controllability can be realized compared to the use of a thyristor or a diode in the prior art. Since the assembled busbar C has a simple and compact design, the connection between high-current and high-voltage components can be made using a small space, thus guaranteeing a miniature implementation of a four-quadrant power module. Since the busbar C has a small parasitic inductance, the reliability of the four-quadrant power module is improved.
У цьому варіанті здійснення, чотириквадрантний силовий модуль оснований на підкладці 1 з водяним охолодженням і переймає режим двостороннього розсіювання тепла, і збірка 2 ІВТ розташована на бічній поверхні підкладки 1 з водяним охолодженням. За допомогою циркуляції охолодної рідини у водяному каналі охолодження підкладки 1 з водяним охолодженням, тепло, вироблене роботою збірки 2 ІСВТ, відбирається, тим самим поліпшуючи ефективність охолодження чотириквадрантного силового модуля, одночасно зменшуючи обсяг і даючи гарантію для реалізації полегшеного і мініатюрного виконання для системи.In this embodiment, the four-quadrant power module is based on the water-cooled substrate 1 and adopts the mode of two-way heat dissipation, and the IVT assembly 2 is located on the side surface of the water-cooled substrate 1. By circulating the cooling fluid in the water cooling channel of the water-cooled substrate 1, the heat generated by the operation of the ISVT assembly 2 is removed, thereby improving the cooling efficiency of the four-quadrant power module, while reducing the volume and guaranteeing the realization of a lightweight and miniature design for the system.
Слід зазначити, що тип підкладки 1 з водяним охолодженням і компонування водяного каналу охолодження в підкладці 1 з водяним охолодженням в даному варіанті здійснення особливо не обмежені.It should be noted that the type of water-cooled substrate 1 and the layout of the water cooling channel in the water-cooled substrate 1 in this embodiment are not particularly limited.
Слід зазначити, що кількість, форма і положення встановлювальних отворів 7 у даному варіанті здійснення особливо не обмежені, і встановлювальні отвори 7 передбачаються в міру потреби. Наприклад, верхня частина і нижня частина підкладки 1 з водяним охолодженням відповідно оснащені одним встановлювальним отвором 7, що розташований в передній частині або задній частині підкладки 1 з водяним охолодженням. Заради ще одного прикладу, верхня частина і нижня частина підкладки 1 з водяним охолодженням відповідно оснащені двома встановлювальними отворами 7, які розташовані, відповідно, у передній частині і задній частині підкладки 1 з водяним охолодженням.It should be noted that the number, shape and position of the mounting holes 7 in this embodiment are not particularly limited, and the mounting holes 7 are provided as needed. For example, the upper part and the lower part of the water-cooled substrate 1 are respectively equipped with one mounting hole 7 located in the front or rear part of the water-cooled substrate 1. For the sake of another example, the upper part and the lower part of the water-cooled substrate 1 are respectively provided with two installation holes 7, which are located, respectively, in the front part and the rear part of the water-cooled substrate 1.
Слід зазначити, що тип і форма кріпильних елементів у даному варіанті здійснення особливо не обмежені доти, поки вони відповідають формі встановлювальних отворів 7.It should be noted that the type and shape of the fastening elements in this embodiment are not particularly limited as long as they correspond to the shape of the mounting holes 7.
Наприклад, кріпильними елементами можуть бути болти або гвинти.For example, fasteners can be bolts or screws.
Слід зазначити, що спосіб електричного з'єднання між платою 4 схеми збудження і збіркою 2It should be noted that the method of electrical connection between board 4 of the excitation circuit and assembly 2
ІСВТ у даному варіанті здійснення особливо не обмежені. Наприклад, електричне з'єднання 60 може бути здійснене за допомогою використання монтажного джгута.ISVT in this embodiment is not particularly limited. For example, the electrical connection 60 can be made by using a mounting harness.
Слід зазначити, що положення плати 4 схеми збудження і низьковольтного рознімання 5 у даному варіанті здійснення особливо не обмежені.It should be noted that the positions of the board 4 of the excitation circuit and the low-voltage connector 5 in this embodiment are not particularly limited.
Слід зазначити, що способи кріплення серед плати 4 схеми збудження, низьковольтного рознімання 5 і підкладки 1 з водяним охолодженням у даному варіанті здійснення особливо не обмежені. Наприклад, плата 4 схеми збудження і низьковольтне рознімання 5 можуть кріпитися на вузлі 15 рукояток, а потім, вузол 15 рукояток жорстко приєднується до підкладки 1 з водяним охолодженням. Конструкція вузла 15 рукояток у даному варіанті здійснення особливо не обмежена.It should be noted that the methods of fastening the excitation circuit board 4, low-voltage connector 5 and substrate 1 with water cooling in this embodiment are not particularly limited. For example, the circuit board 4 of the excitation circuit and the low-voltage connector 5 can be attached to the assembly 15 of the handles, and then the assembly 15 of the handles is rigidly attached to the substrate 1 with water cooling. The design of the assembly of 15 handles in this embodiment is not particularly limited.
Слід зазначити, що кількості плат 4 схеми збудження і низьковольтних рознімань 5 у даному варіанті здійснення особливо не обмежені, вони можуть мати значення одного або більше.It should be noted that the number of boards 4 of the excitation circuit and low-voltage connectors 5 in this embodiment is not particularly limited, they can have a value of one or more.
Повинно бути відзначено, що реалізація схеми збірки 2 ІОВТ у даному варіанті здійснення особливо не обмежена доти, поки могла б здійснюватися функція випрямлення.It should be noted that the implementation of the assembly circuit 2 of the IOT in this embodiment is not particularly limited as long as the rectification function could be implemented.
На вибір, збірка 2 ІСВТ може включати у себе однофазну повномостову випрямну схему, що містить чотири ІСВТ. Одна клема 13 змінного струму для випрямлення розташована між двомаOptionally, assembly 2 ISVT can include a single-phase full-bridge rectifier circuit containing four ISVTs. One AC terminal 13 for rectification is located between the two
ІЗВТ кожного плеча мостової схеми. Два виводи кожного плеча мостової схеми відповідно електрично приєднані до клеми постійного струму високої напруги.IZVT of each arm of the bridge scheme. The two terminals of each arm of the bridge circuit are respectively electrically connected to the high voltage DC terminal.
Фіг. 5 - принципова схема головного ланцюга відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу. Як показано на фіг. 5, НІ, Н2, ВІ і В2 усі являють собою ІОВТ. НІ, Н2, ВІ і В2 формують однофазну повномостову випрямну схему. Де НІ і В1 формують вхідне плече 53 (А) змінного струму мостової схеми, а Н2 ії В2 формують вхідне плече 54 (В) змінного струму мостової схеми. 53 (А) і 54 (В) - клеми змінного струму для випрямлення, які є вхідними виводами для випрямлення чотириквадрантного силового модуля. 51 (ОС) і 52 (ОС-) - клеми постійного струму високої напруги, які є вихідними виводами випрямлення чотириквадрантного силового модуля.Fig. 5 is a schematic diagram of the main circuit according to variant 1 of the implementation of this invention. As shown in fig. 5, NI, H2, VI and B2 are all IOVT. NI, H2, VI and B2 form a single-phase full-bridge rectifier circuit. Where NI and B1 form the input arm 53 (A) of the alternating current of the bridge circuit, and H2 and B2 form the input arm 54 (B) of the alternating current of the bridge circuit. 53 (A) and 54 (B) are the AC rectifier terminals, which are the rectifier input terminals of the four-quadrant power module. 51 (OS) and 52 (OS-) are DC terminals of high voltage, which are the output terminals of the rectification of the four-quadrant power module.
На вибір, пластина для захисту компонування відповідно розташована на зовнішній стороні кожного з ІЗВТ. Пластина для захисту компонування електрично приєднана, відповідно, до плати 4 схеми збудження і відповідної ІВ.Optionally, a plate to protect the layout is accordingly located on the outside of each of the IZVT. The plate for the protection of the layout is electrically connected, respectively, to the board 4 of the excitation circuit and the corresponding IR.
Пластина для захисту компонування виконана з можливістю здійснювати одержання |і передачу сигналів на ІСВТ для обмеження кидків напруги і захисту від короткого замикання.The plate for protection of the layout is made with the ability to receive and transmit signals to the ISVT to limit voltage jumps and protect against short circuits.
Зо Більш точно, пластина для захисту компонування може бути встановлена безпосередньо на клемі допоміжного електричного з'єднання ІЗВТ. За допомогою розташування, стосовно до кожного ЗВТ, пластини для захисту компонування поруч із ЗВТ, ефективність захисту збудження ІСВТ може бути оптимізована, тим самим, поліпшуючи надійність системи.More precisely, the plate for the protection of the layout can be installed directly on the terminal of the auxiliary electrical connection of the IZVT. By placing, in relation to each VT, a plate to protect the layout next to the VT, the protection efficiency of the ISVT excitation can be optimized, thereby improving the reliability of the system.
Слід зазначити, що спосіб електричного з'єднання між платою схеми збудження і пластиною для захисту компонування в даному варіанті здійснення особливо не обмежені. Наприклад, електричне з'єднання може бути здійснене за допомогою використання монтажного джгута.It should be noted that the method of electrical connection between the excitation circuit board and the layout protection plate in this embodiment is not particularly limited. For example, the electrical connection can be made by using a mounting harness.
На вибір, ІСВТ рівномірно розподілені по поверхні підкладки 1 з водяним охолодженням.Optionally, ISVTs are evenly distributed over the surface of substrate 1 with water cooling.
Як конкретний спосіб реалізації, Фіг. 4 - принципова схема компонування ІСВТ у збірці ІВТ відповідно до варіанта 1 здійснення даного винаходу. Як показано на Фіг. 4, ІЗВТ 6 розподілені по підкладці 1 з водяним охолодженням у вигляді матриці 2х2, що заощаджує простір на поверхні підкладки 1 з водяним охолодженням і корисно для мініатюризації чотириквадрантного силового модуля. (ЗВТ 6 перебувають у відповідності один до одного із пластинами 14 для захисту компонування.As a specific method of implementation, Fig. 4 - the schematic layout of the ISVT in the assembly of the IVT according to variant 1 of the implementation of this invention. As shown in Fig. 4, IZVT 6 are distributed on the substrate 1 with water cooling in the form of a 2x2 matrix, which saves space on the surface of the substrate 1 with water cooling and is useful for the miniaturization of the four-quadrant power module. (ZVT 6 are aligned with each other with plates 14 to protect the layout.
На вибір, кількість сигналів керування збудженням плати схеми збудження ідентична кількості ЗВТ.Optionally, the number of excitation control signals of the excitation circuit board is identical to the number of ZVT.
На вибір, ізолюючий елемент 13 розташований між з'єднувальними клемами 11 і підкладкою 1 з водяним охолодженням.Optionally, the insulating element 13 is located between the connecting terminals 11 and the substrate 1 with water cooling.
Більш точно, за допомогою розташування ізолюючого елемента, забезпечується ізоляція між підкладкою з водяним охолодженням і з'єднувальними клемами, домагаючись надійного електричного з'єднання, поліпшуючи стабільність роботи чотириквадрантного силового модуля і полегшуючи реалізацію багатошарової конструкції.More precisely, with the help of the location of the insulating element, insulation is provided between the water-cooled substrate and the connecting terminals, achieving a reliable electrical connection, improving the stability of the operation of the four-quadrant power module, and facilitating the implementation of a multilayer structure.
На вибір, як конкретний спосіб реалізації, ізолюючий елемент 13 включає у себе ізолюючу опору, що збігається зі з'єднувальними клемами 11 по положенню. Закладена гайка розташована усередині ізолюючої опори.Optionally, as a specific implementation, the insulating element 13 includes an insulating support that coincides with the connecting terminals 11 in position. The inserted nut is located inside the insulating support.
На вибір, плата 4 схеми збудження розташована усередині вузла 15 рукояток.Optionally, the excitation circuit board 4 is located inside the arm assembly 15.
На вибір, кришка 18 вузла рукояток додатково розташована на вузлі 15 рукояток.Optionally, the handle assembly cover 18 is additionally located on the handle assembly 15.
За допомогою розміщення кришки 18 вузла рукояток, вузол 15 рукояток формує відносно замкнутий простір, що зменшує вплив зовнішніх високовольтних електромагнітних перешкод на плату 4 схеми збудження. 60 На вибір, захисна скоба 12 розташована на зовнішній стороні збірного шинопроводу 3.By placing the cover 18 of the handle unit, the handle unit 15 forms a relatively closed space, which reduces the influence of external high-voltage electromagnetic interference on the board 4 of the excitation circuit. 60 Optionally, the protective bracket 12 is located on the outside of the busbar 3.
Захисна скоба 12 виконана з можливістю захищати збірний шинопровід З і збірку 2 ІСВТ.The protective bracket 12 is made with the ability to protect the collective busbar C and the ISVT assembly 2.
Слід зазначити, що форма і положення захисної скоби в даному варіанті здійснення особливо не обмежені.It should be noted that the shape and position of the protective bracket in this embodiment are not particularly limited.
На вибір, перша рукоятка 16 і друга рукоятка 17 розташовані у вузлі 15 рукояток. Перша рукоятка 16 розташована у верхній частині і нижній частині вузла 15 рукояток, а друга рукоятка 17 розташована в передній частині і/або задній частині вузла 15 рукояток.Optionally, the first handle 16 and the second handle 17 are located in the node 15 of the handles. The first handle 16 is located in the upper part and the lower part of the assembly 15 handles, and the second handle 17 is located in the front part and/or the rear part of the assembly 15 handles.
За допомогою розташування першої рукоятки і другої рукоятки, робітникові зручно вставляти і виймати чотириквадрантний силовий модуль.With the help of the location of the first handle and the second handle, it is convenient for the worker to insert and remove the four-quadrant power module.
Даний варіант здійснення передбачає чотириквадрантний силовий модуль, що включає в себе підкладку з водяним охолодженням, збірку ЗВТ, збірний шинопровід, плату схеми збудження, низьковольтне рознімання і вузол рукояток. Що стосується чотириквадрантного силового модуля відповідно до даного варіанта здійснення, головний ланцюг чотириквадрантного силового модуля переймає збірний шинопровід для з'єднання, і кероване випрямлення здійснюється збіркою ІОВТ, у силу чого, стабільність і надійність роботи чотириквадрантного силового модуля поліпшуються. Одночасно, силовий модуль переймає спосіб розсіювання тепла з водяним охолодженням, що зменшує обсяг і корисно для мініатюризації і малої ваги.This variant of implementation provides a four-quadrant power module, which includes a substrate with water cooling, a ZVT assembly, a busbar assembly, an excitation circuit board, a low-voltage connector and a handle assembly. As for the four-quadrant power module according to this embodiment, the main circuit of the four-quadrant power module takes over the busbar assembly for connection, and the controlled rectification is carried out by the IOT assembly, thereby improving the stability and reliability of the four-quadrant power module. At the same time, the power module adopts the water-cooled heat dissipation method, which reduces the volume and is beneficial for miniaturization and light weight.
На закінчення, слід зазначити, що вищевикладені варіанти здійснення призначені всього лише для опису технічних рішень даного винаходу, ніж обмеження даного винаходу. Хоча даний винахід докладно описаний з посиланням на вищевикладені варіанти здійснення, рядові фахівці в даній галузі техніки повинні розуміти, що вони, проте, можуть здійснити модифікації відносно технічних рішень, описаних у вищевикладених варіантах здійснення, або здійснити еквівалентні заміни для деяких або всіх технічних ознак у них, і ці модифікації або заміни не роблять суть відповідних технічних рішень такою, що виходить з обсягу технічних рішень варіантів здійснення даного винаходу.In conclusion, it should be noted that the above embodiments are intended only to describe the technical solutions of this invention, rather than the limitations of this invention. Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it should be understood by those of ordinary skill in the art that they may nevertheless make modifications to the technical solutions described in the above embodiments, or make equivalent substitutions for some or all of the technical features in them, and these modifications or replacements do not make the essence of the corresponding technical solutions such that it comes out of the scope of the technical solutions of the embodiments of this invention.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611131733.4A CN108616219A (en) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Four-quadrant power module |
| PCT/CN2016/109730 WO2018103123A1 (en) | 2016-12-09 | 2016-12-13 | Four-quadrant power module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA124032C2 true UA124032C2 (en) | 2021-07-07 |
Family
ID=62490524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201907729A UA124032C2 (en) | 2016-12-09 | 2016-12-13 | Four-quadrant power module |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108616219A (en) |
| UA (1) | UA124032C2 (en) |
| WO (1) | WO2018103123A1 (en) |
| ZA (1) | ZA201904504B (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112467957A (en) * | 2020-10-10 | 2021-03-09 | 山东斯力微电子有限公司 | Intelligent high-power IGBT module |
| CN113380734A (en) * | 2021-05-18 | 2021-09-10 | 华南师范大学 | IGBT device with double-sided heat dissipation |
| CN215601212U (en) * | 2021-06-11 | 2022-01-21 | 精进电动科技股份有限公司 | Double-module parallel motor controller driving structure and motor controller |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09320750A (en) * | 1996-05-29 | 1997-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Cooker |
| CN101222173B (en) * | 2008-01-02 | 2010-06-02 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | High pressure IGBT current transformer module |
| CN101877530A (en) * | 2010-03-11 | 2010-11-03 | 荣信电力电子股份有限公司 | Fully-controlled converter injection enhanced gate transistor (IEGT)-based high-capacity H bridge power unit |
| CN103138542B (en) * | 2011-11-30 | 2016-08-10 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | Four-quadrant chopped power assembly and converter cabinet |
| CN102801285B (en) * | 2012-08-15 | 2015-06-24 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | High-voltage IGBT converter module |
| CN103916026B (en) * | 2013-01-09 | 2017-02-08 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | Four-quadrant rectified power module and electric locomotive |
| CN103269148B (en) * | 2013-05-02 | 2015-06-24 | 苏州汇川技术有限公司 | Converter or frequency converter power module |
| CN104796009A (en) * | 2015-04-29 | 2015-07-22 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | Bilaterally-symmetric high-capacity rectifying power unit |
| CN205430072U (en) * | 2016-03-17 | 2016-08-03 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | Converter power module |
-
2016
- 2016-12-09 CN CN201611131733.4A patent/CN108616219A/en active Pending
- 2016-12-13 WO PCT/CN2016/109730 patent/WO2018103123A1/en active Application Filing
- 2016-12-13 UA UAA201907729A patent/UA124032C2/en unknown
-
2019
- 2019-07-09 ZA ZA2019/04504A patent/ZA201904504B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108616219A (en) | 2018-10-02 |
| WO2018103123A1 (en) | 2018-06-14 |
| ZA201904504B (en) | 2024-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10454388B2 (en) | Power converter | |
| US8947899B2 (en) | Split laminated DC bus structure | |
| UA123419C2 (en) | Traction power module | |
| WO2018103126A1 (en) | Auxiliary converter power unit | |
| RU2641007C2 (en) | Power component on printed mounting board | |
| US11320879B2 (en) | Power supply module and electronic device | |
| CN201956887U (en) | Power module for high-power frequency converter | |
| UA124032C2 (en) | Four-quadrant power module | |
| CN112787485A (en) | High-frequency DC-DC converter module and auxiliary converter system | |
| KR20200031551A (en) | Power converters with segregated switch and drive modules | |
| US9484830B2 (en) | Five-level rectifier | |
| CN106099574A (en) | Subway permanent magnetism traction inversion chopped power module composite bus bar | |
| US11894780B2 (en) | Power conversion unit | |
| CN208797835U (en) | Power module assembly and current transformer | |
| JP2017099063A (en) | Power converter | |
| US20190202311A1 (en) | Intelligent power module, motor controller and vehicle | |
| CN205647282U (en) | Compact power module | |
| CN204993102U (en) | Power converters subassembly | |
| US11923781B2 (en) | Power conversion device | |
| CN218920245U (en) | Novel electrolytic capacitor type power unit module | |
| JP2017108521A (en) | Electric power conversion device | |
| CN112928967A (en) | Inversion composite busbar and inversion power unit | |
| RU224464U1 (en) | POWER INVERTER MODULE FOR ELECTRICAL COMPLEXES AND ELECTRICAL ENERGY CONVERSION SYSTEMS | |
| CN210744999U (en) | H-bridge high-voltage frequency converter power unit with radiating tubes | |
| EP4142135A1 (en) | Power conversion device |