基于压接式igbt的多电平模组单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于压接式IGBT的多电平模组单元，属于电力设备附属配件技术领域。
【背景技术】
[0002]目前的柔性直流输电以及无功补偿系统多采用模块化设计，多电平模组单元是柔性直流输电以及无功补偿系统中的核心单元，其性能的优劣关系着整个系统性能的优劣，
[0003]目前的多电平模组单元多采用耐压和通流能力一般的器件，造成单个子模块的耐压和通流能力不足，单个模块的容量有限，工程中所需子模块的数量较多，可靠性降低，大容量的系统很难实现。同时，很多多电平模组单元的布局较为混乱，一次元器件和二次板卡混合布局，一次元器件的动作经常对二次板卡造成干扰和影响，严重降低了子模块运行的可靠性；板卡的维护也较为复杂，如需更换甚至需要拔出子模块的水接头，抽出子模块，现场的工作量会大大增加，支路水管漏水的风险也会增加。
【实用新型内容】
[0004]目的:为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于压接式IGBT的多电平模组单元，该模块可耐更高电压、通更大电流，从而便于大容量系统的实现，同时模块结构紧凑，一次元器件和二次板卡分区布置，板卡可方便维护，提高了系统的稳定性、可靠性、可维护性，降低了运行风险、维护风险。
[0005]技术方案:为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0006]一种基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:包括储能电容、控制盒组件、压紧机构组件、真空接触器、上支撑板、下支撑板、定位块、底座、底板；储能电容安装在底板的一端，底座和真空接触器通过下支撑板固定在一起并通过定位块安装在底板的另一端，底座上安装压紧机构组件，压紧机构上部前侧连接上支撑板；控制盒组件靠近压紧机构一侧上下分别与上支撑板、下支撑板连接固定。
[0007]所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述压紧机构组件包括依次叠放的上压装板、碟簧、垫块、IGBT、散热器、母排、电阻、下压装板；上压装板和下压装板四角对应位置通过螺杆连接，将碟簧、垫块、IGBT、散热器、母排、电阻压接固定在一起；
[0008]所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述控制盒组件包括外壳、控制板卡组件、电源板卡组件；所述控制板卡组件、电源板卡组件分别固定在外壳中。
[0009]所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述压紧机构组件横向布置，IGBT的C极、E极的压接接触面和散热器的散热面均垂直于水平面，且平行于多电平模组单元的深度方向。
[0010]所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述压紧机构组件中的IGBT数量为2个或4个。
[0011]所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:压紧机构组件中还包括晶闸管。
[0012]所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述底座内侧安装有导线槽，伸至控制盒组件内部，用于二次走线。
[0013]有益效果:本实用新型提供的基于压接式IGBT的多电平模组单元，采用压接式功率器件，模块化设计，将一次元器件和二次组件分区布置，模块兼顾机械强度、过电压与绝缘配合、关键器件的合理布局和散热性能、元器件之间电气接线的可操作性和可靠性等，将各组成部分及元器件整合在一起，具有安装快捷、维护方便、占地面积小、结构紧凑等特点。采用上述方案后，可实现大容量的柔性直流输电系统或无功补偿系统，解决了多电平模组单元器件布局不合理造成的一次元器件动作对二次板卡产生干扰和影响以及板卡现场调试、维护不方便的问题。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型中压紧机构组件的结构示意图；
[0016]图3是本实用新型中控制盒组件内部的结构示意图；
[0017]图中:储能电容101、压紧机构组件102、上支撑板103、控制盒组件104、下支撑板105、真空接触器106、导线槽107、定位块108、底座109、底板110 ;上压装板201、碟簧202、垫块203、IGBT 204、散热器205、母排206、电阻207、下压装板208 ;外壳301、控制板卡组件302、电源板卡组件303。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。
[0019]如图1所示，本实用新型提供一种基于压接式IGBT的多电平模组单元，包括储能电容101、控制盒组件104、压紧机构组件102、真空接触器106、上支撑板103、下支撑板105、定位块108、导线槽107、底座109、底板110 ;储能电容101安装在底板110的一端，而底座109和真空接触器106通过下支撑板105固定在一起并通过定位块108安装在底板110的另一端，底座109上方安装压紧机构组件102，压紧机构102前方安装上支撑板103，控制盒组件104安装于上支撑板103、下支撑板105前方，导线槽107安装于底座109的内侧。
[0020]如图2所示，所述压紧机构组件102包括依次竖向叠放的上压装板201、碟簧202、垫块203、IGBT 204、散热器205、母排206、电阻207、下压装板208 ;上压装板201和下压装板208四角对应位置通过螺杆连接，将碟簧202、垫块203、IGBT 204、散热器205、母排206、电阻207压接固定在一起；
[0021]所述压紧机构组件102横向布置，IGBT204的C极、E极的压接接触面和散热器205的散热面均垂直于水平面，且平行于多电平模组单元的深度方向。这样交流母排及直流母排均垂直于水平面，方便与储能电容以及相邻模块的连接。
[0022]其中，所述压紧机构组件中的IGBT数量为2个或4个，IGBT形状可为方形，也可为圆形，压紧机构组件中也可压接晶闸管。
[0023]如图3所示，所述控制盒组件104包括外壳301、控制板卡组件302、电源板卡组件303 ;所述控制板卡组件302、电源板卡组件303分别固定在外壳301中。其安装于整个模块的前方，可作为一个组件在模块上整体安装或拆卸。控制盒组件内的控制板卡和电源板卡可分别单独安装和拆卸。
[0024]实现了一次元器件和二次组件的分区布置:上述控制盒组件位于整个模块的前方，与一次元器件隔离开。一次元器件和二次组件的分区布置有效屏蔽了一次侧功率器件动作时对二次侧产生的干扰，也便于二次组件的整体安装、拆卸以及各板卡的单独拆卸、维护。
[0025]本实用新型实现了二次组件的整体安装、拆卸以及各板卡的单独拆卸、维护:二次组件，即控制盒组件，安装于整个模块的前方，包含控制板卡、电源板卡；控制盒组件可作为一个整体组件在模组上进行安装或拆卸。二次组件的可一体化操作，优化了模组生产安装的流程，降低了组装过程中板卡因人为接触损坏的风险，也便于维护更换。同时，控制盒组件内的控制板卡和电源板卡可分别单独拆卸、维护。
[0026]本实施例的组装过程如下:
[0027]首先，将下压装板208平置于事先设计的工装中，将电阻207、母排206、散热器205、IGBT 204、垫块203、碟簧202、上压装板201按设计的顺序依次摆放好；
[0028]接着，将四根螺杆分别穿过上压装板201至下压装板208拧紧，并施加器件所需的压紧力；
[0029]接着，将底座109固定于上压装板201和下压装板208上，将导线槽107固定于底座109内侧；
[0030]接着，将真空接触器106安装于下支撑板105上；
[0031]接着，将装有真空接触器106的下支撑板105装于底座109上，并将上支撑板103装于压紧机构组件前侧上部；
[0032]接着，将通用的M16吊耳装于上压装板201和下压装板208顶部用于吊装，将装好的结构吊转扶正，并与已装好定位块108的底板110固定；
[0033]接着，将储能电容101吊装于底板110上；
[0034]接着，交流母排206和真空接触器106之间安装连接铜排；
[0035]接着，组装控制盒组件104，控制盒组件104由外壳301、控制板卡组件302、电源板卡组件303构成；组装好控制板卡组件302、电源板卡组件303，将控制板卡组件302和电源板卡组件303安装于外壳301上。
[0036]最后，将组装好的控制盒组件104连接安装于模块前方的上支撑板103、下支撑板105上，完成所有接线。
[0037]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:包括储能电容、控制盒组件、压紧机构组件、真空接触器、上支撑板、下支撑板、定位块、底座、底板；储能电容安装在底板的一端，底座和真空接触器通过下支撑板固定在一起并通过定位块安装在底板的另一端，底座上安装压紧机构组件，压紧机构上部前侧连接上支撑板；控制盒组件靠近压紧机构一侧上下分别与上支撑板、下支撑板连接固定。2.根据权利要求1所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述压紧机构组件包括依次叠放的上压装板、碟簧、垫块、IGBT、散热器、母排、电阻、下压装板；上压装板和下压装板四角对应位置通过螺杆连接，将碟簧、垫块、IGBT、散热器、母排、电阻压接固定在一起。3.根据权利要求1所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述控制盒组件包括外壳、控制板卡组件、电源板卡组件；所述控制板卡组件、电源板卡组件分别固定在外壳中。4.根据权利要求2所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述压紧机构组件横向布置，IGBT的C极、E极的压接接触面和散热器的散热面均垂直于水平面，且平行于多电平模组单元的深度方向。5.根据权利要求2所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述压紧机构组件中的IGBT数量为2个或4个。6.根据权利要求2所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:压紧机构组件中还包括晶闸管。7.根据权利要求1或2所述的基于压接式IGBT的多电平模组单元，其特征在于:所述底座内侧安装有导线槽，伸至控制盒组件内部，用于二次走线。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于压接式IGBT的多电平模组单元，包括储能电容、控制盒组件、压紧机构组件、真空接触器、上支撑板、下支撑板、定位块、底座、底板；储能电容安装在底板的一端，底座和真空接触器通过下支撑板固定在一起并通过定位块安装在底板的另一端，底座上安装压紧机构组件，压紧机构上部前侧连接上支撑板；控制盒组件靠近压紧机构一侧上下分别与上支撑板、下支撑板连接固定，导线槽安装于底座的内侧。本实用新型结构中，一次元器件与二次控制板卡分区布置，满足电力设备的耐受高压、耐受大电流、耐受强电磁干扰、良好的散热性能，电气接线的可操作性、可维护性等特点。
【IPC分类】H01L25/11, H02M1/00
【公开号】CN205104487
【申请号】CN201520878557
【发明人】高彪, 潘淳, 李汉杰, 盛晓东, 汪涛, 冯亚东, 文继峰, 刘国伟, 陈勇, 谢晔源
【申请人】南京南瑞继保电气有限公司, 南京南瑞继保工程技术有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月5日