一种直流断路器桥式模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制造直流电网用的直流断路器，具体涉及一种直流断路器桥式模块。
【背景技术】
[0002]发电厂、变电站等容量大、电压高的电力系统中，直流系统为继电保护、操作控制、信号音响以及事故照明等设备提供可靠的电源，而作为直流系统中最重要的元器件之一的小型直流断路器，其稳定可靠运行将直接保证整个电力系统的安全；信息产业的蓬勃发展迎来了通讯电源、EPS、UPS等直流电源行业的大发展，基站、数据中心象雨后春笋般出现在神州大地上，为了保证直流电源的高精密度要求，作为直流电源中各级馈电回路中最重要的操作和保护元器件的直流断路器，以其可靠的选择性分级配合对保护设备、限制事故范围起着非常重要的作用；目前城市轨道交通体系一般用直流系统供电。而其直流电源大多由大功率硅整流装置提供，硅整流装置元器件因过载能力低，所以对直流电网保护元器件的要求更高。快速分析的直流专用断路器是轨道交通中的重要元器件
[0003]直流断路器的最基本组成单元为断路器桥式模块。桥式模块在正常工作时，模块承担着导通大电流(IkA以上)的工作。而在故障发生时，桥式模块一方面在短时间内(2ms)承担极高的故障电流(1kA以上)，另一方面则可以通过控制模块中的IGBT器件，来实现电流的转移及分断。
[0004]现有高压大容量电力电子产品，如直流断路器、STATOM、UPFC及柔性直流输电换流阀等，其中的桥式模块多采用焊接型IGBT器件，而此类模块的设计及生产虽然已较为成熟，但仍然有诸多缺点:
[0005]I)故障形式表现为断路，且在发生故障时容易发生爆胀；
[0006]2)器件自身寄生参数较大，模块中各IGBT之间通过较长母排连接，导致桥式模块整体寄生参数(寄生电感、寄生电容)控制极为困难，易产生过流及过压等现象；
[0007]3)焊接式IGBT应用于桥式模块中时，由于各IGBT间距受周边部件(层叠母排、散热器等)的影响，在布置时，无法提高桥式模块单位体积内的功率容量。
[0008]直流断路器的工作原理及环境导致现有的模块单元结构无法再适用于直流断路器。
[0009]因此，需要提供一种技术方案来克服以上至少一种缺陷。
【发明内容】
[0010]针对现有技术的不足，本发明提供一种直流断路器桥式模块，所述直流断路器桥式模块包括IGBT压装单元、电容器组、层叠母排、控制单元、供能单元和支撑框架，所述电容器组通过所述层叠母排与所述IGBT压装单元连接，所述电容器组的外壳与所述控制单元及所述供能单元连接，其特征在于，所述IGBT压装单元、所述电容器组、所述层叠母排、所述控制单元和所述供能单元位于所述支撑框架上。
[0011]优选地，所述IGBT压装单元由四只压接式IGBT、水冷板式散热器、门极单元、出线母排和压装结构件组成，所述压接式IGBT与所述水冷板式散热器交替设置，所述门极单元与所述水冷板式散热器连接，所述出线母排叠放在所述水冷板散热器的水冷板上，所述压装结构件通过四根金属拉杆连接。
[0012]优选地，所述门极单元采用插接方式与所述水冷板式散热器连接。
[0013]优选地，所述出线母排之间接入旁路晶闸管。
[0014]优选地，所述压装结构件为两个，所述四根金属拉杆横穿所述压装结构件的四个角，通过螺母将所述金属拉杆的两端固定在所述两个压装结构件的外表面。
[0015]优选地，所述四只压接式IGBT与所述电容器组拓扑为H桥结构。
[0016]优选地，所述出线母排和所述叠放母排为铜母排。
[0017]优选地，所述支撑框架为铝金属焊接结构框架。
[0018]优选地，所述直流断路器桥式模块的电感值在40nH以下。
[0019]和最接近的现有技术比，本发明的有益效果为:
[0020]1.采用压接式IGBT消除了传统焊接式模块在故障状态下的爆胀隐患，同时通过压装式结构，可以极大程度上提高模块集成度，减小模块总体积；
[0021]2.压装式结构配合层叠母排可以将模块杂散电感控制在40nH以下，有效降低了模块在关断大电流时的电压尖峰；
[0022]3.所述模块的集成化紧凑设计可以实现在相同模块体积内实现更大的换流功率或者在相同换流功率下大大减小模块体积，电容器与控制单元及供能单元的结构集成，同时还可以为控制单元提供较大的散热面积。
【附图说明】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0024]图1为本发明图直流断路器桥式模块正面结构示意图；
[0025]图2为本发明图直流断路器桥式模块背面结构示意图；
[0026]图3为本发明图直流断路器桥式模块的主视图；
[0027]图4为本发明图直流断路器桥式模块的电气结构图；
[0028]附图标记说明:1_门极单元；2_IGBT压装单元；3_电容器组；4_层叠母排；5-旁路晶闸管；6_出线母排；7_供能单元；8_支撑框架。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0030]为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0031]参照图1-图3，图1为本发明图直流断路器桥式模块正面结构示意图；图2为本发明图直流断路器桥式模块背面结构示意图；图3为本发明图直流断路器桥式模块的主视图。图中的直流断路器桥式模块，包括IGBT压装单元2、电容器组3、层叠母排4、控制单元、供能单元和支撑框架8，所述电容器组3通过所述层叠母排4与所述IGBT压装单元2电气连