一种用于t型三电平变流器的叠层母排的制作方法
【专利摘要】一种用于T型三电平变流器的叠层母排，包含叠压在一起的七层，依次为：第一层绝缘层、第二层电容正母排、第三层绝缘层、第四层电容零母排、第五层绝缘层、第六层电容负母排和第七层绝缘层，第二层电容正母排具有该叠层母排的一个正输入端和三相正输出端，第四层电容零母排具有该叠层母排的一个零输入端和N个零输出端，N为大于等于3的正整数，其中的3个零输出端组成该叠层母排三项零输出端，第六层电容负母排具有该叠层母排的一个负输入端和三相负输出端；电容叠层母排电容的布局结构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，所述叠层母排中各电容布局上的均匀对称，也保证各个母线电容的均流特性。
【专利说明】—种用于T型三电平变流器的叠层母排【技术领域】[0001]本实用新型涉及三电平变流器【技术领域】，具体涉及一种用于T型三电平变流器的叠层母排。
【背景技术】
[0002]在大功率光伏并网逆变器中，普遍使用电力电子半导体开关器件绝缘栅型双极性晶体管(IGBT)作为开关器件，在开关器件开关动作过程中需要母线电容的支撑，提供环流回路。现代电力电子开关器件的性能越来越好，开关速度越来越快，对环流回路寄生参数的要求也越来越高。母线电容的固定和安装方式一般采用母排固定的方式，其中应用叠层母排固定电容的方式因其寄生参数较小，受到广泛的应用。
[0003]三电平变流器因其工作过程中输出电能质量较好，系统电性能优良、稳定性高的优点，已经逐渐成为产品的主流。在光伏并网逆变器中三电平变流器主要应用于中小功率型逆变器。在大功率逆变器中，三电平还没有得到广泛的应用。
[0004]基于三电平变流器的叠层母排有别于两电平变流器的叠层母排，在端子设定、叠层电位设计、环流回路设计等方面需要有特殊的要求。目前，对于T型三电平变流器中直流母线电容叠层母排的应用还甚少，需要进一步深入研究。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于T型三电平变流器的叠层母排，本实用新型用于安装和固定变流器的直流母线电容，结合变流器中电路回路对母线电容的安装布局进行设计，有效的减小了回路中的寄生电感，从而减小了开关器件的峰值电压；同时叠层母排中各并联直流母线电容的安装位置排布对称，使各并联支路中直流母线电容的纹波电流比较均匀，有益于延长母线电容的寿命。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种用于T型三电平变流器的叠层母排，所述叠层母排包含叠压在一起的七层，依次为:第一层绝缘层L1、第二层电容正母排L2、第三层绝缘层L3、第四层电容零母排L4、第五层绝缘层L5、第六层电容负母排L6和第七层绝缘层L7，所述第二层电容正母排L2具有该叠层母排的一个正输入端和三相正输出端，所述第四层电容零母排L4具有该叠层母排的一个零输入端和N个零输出端，N为大于等于3的正整数，其中的3个零输出端组成三项零输出端，所述第六层电容负母排L6具有该叠层母排的一个负输入端和三相负输出端；所述第二层电容正母排L2、第四层电容零母排L4、第六层电容负母排L6的正输入端、零输入端和负输入端上下错落分布；所述第二层电容正母排L2、第四层电容零母排L4、第六层电容负母排L6的三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端均上下错落分布；所述正输入端、零输入端和负输入端为变流器的正输入端、零输入端和负输入端，所述三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端分别与变流器的三相功率模块各相的输入端分别对应相连。[0008]所述叠压在一起的七层通过热压合成一个整体或七层材料叠层后，通过螺钉压紧。
[0009]所述叠层母排的各层均为长方形，第二层电容正母排L2的一个正输入端位于长方形较短的一侧的正中间位置，三项正输出端位于叠层母排较长的一侧，并均匀分布；所述第四层电容零母排L4的一个零输入端位于长方形较短的一侧靠后位置，三项零输出端位于叠层母排较长的一侧，分别比第二层电容正母排L2的三项正输出端靠右设置并均匀分布；所述第六层电容负母排L6的一个负输入端位于长方形较短的一侧靠前位置，三相负输出端位于叠层母排较长的一侧，分别比第二层电容正母排L2的三项正输出端靠左设置并均匀分布。
[0010]所述叠层母排的正输入端、零输入端和负输入端均勻的分布在长方形叠层母排较短的一侧，所述叠层母排的三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端均匀的分布在长方形叠层母排较长的一侧，并且每相的三个输出端按照相同的顺序依次排列。
[0011]所述叠层母排上用来安装母线电容的孔位分为三部分，分别为第一区域A、第二区域B和第三区域C，每个区域内都开有由两组电容串联的安装孔位，并且每组电容是由多个电容并联组成。
[0012]所述安装孔位的方向与叠层母排输出端的方向平行。
[0013]所述叠层母排的第一层绝缘层L1、第三层绝缘层L3、第五层绝缘层L5和第七层绝缘层L7的材料均为绝缘纸。
[0014]本实用新型和现有技术相比，具有如下优点:
[0015]1、由于固定每个母线电容两个端子的孔位方向与叠层母排输出端的方向平行，母线电容环流路径短，所以本实用新型提供的用于T型三电平变流器的叠层母排，它的回路电感较小，有效的减小了开关集电极的过电压，提高了电力电子开关器件工作的可靠性。
[0016]2、本实用新型提供的用于T型三电平变流器的叠层母排空间排布对称，使固定在叠层母排上的各个母线电容的电流纹波比较均匀，有益于延长母线电容的寿命。
[0017]3、本实用新型提供的用于T型三电平变流器的叠层母排结构紧凑，成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为T型三电平变流器的叠层母排分层结构图。
[0019]图2为T型三电平变流器单模块的基本电路原理图。
[0020]图3为第二层电容正母排、第四层电容零母排、第六层电容负母排示意图。
[0021]图4为第六层电容负母排详细示意图。
[0022]图5为第二层电容正母排和第四层电容零母排之间电容放电原理图。
[0023]图6为第二层电容正母排和第四层电容零母排之间电容放电过程母排中电流示意图。
[0024]图7为第六层电容负母排和第四层电容零母排之间电容充电原理图。
[0025]图8为第六层电容负母排和第四层电容零母排之间电容充电过程母排中电流示意图。
[0026]图9为叠层母排安装电容的空间布局图。【具体实施方式】
[0027]下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0028]如图1所示，本实用新型一种用于T型三电平变流器的叠层母排，包含叠压在一起的七层，依次为:第一层绝缘层L1、第二层电容正母排L2、第三层绝缘层L3、第四层电容零母排L4、第五层绝缘层L5、第六层电容负母排L6和第七层绝缘层L7，所述第二层电容正母排L2具有该叠层母排的一个正输入端和三相正输出端，所述第四层电容零母排L4具有该叠层母排的一个零输入端和N个零输出端，N为大于等于3的正整数，其中的3个零输出端组成该叠层母排三项零输出端，所述第六层电容负母排L6具有该叠层母排的一个负输入端和三相负输出端；本实施例叠压在一起的七层通过热压合成一个整体。
[0029]作为本发明的优选实施方式，所述叠层母排的各层均为长方形，第二层电容正母排L2的一个正输入端位于长方形较短的一侧的正中间位置，三项正输出端位于叠层母排较长的一侧，并均匀分布；所述第四层电容零母排L4的一个零输入端位于长方形较短的一侧靠后位置，三项零输出端位于叠层母排较长的一侧，分别比第二层电容正母排L2的三项正输出端靠右设置并均匀分布；所述第六层电容负母排L6的一个负输入端位于长方形较短的一侧靠前位置，三相负输出端位于叠层母排较长的一侧，分别比第二层电容正母排L2的三项正输出端靠左设置并均匀分布。
[0030]作为本发明进一步的优选实施方式，所述叠层母排的正输入端、零输入端和负输入端均匀的分布在长方形叠层母排较短的一侧，所述叠层母排的三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端均勻的分布在长方形叠层母排较长的一侧，并且每相的三个输出端按照相同的顺序依次排列。
[0031]作为本发明的优选实施方式，所述叠层母排上用来安装母线电容的孔位分为三部分，分别为第一区域A、第二区域B和第三区域C，每个区域内都开有由两组电容串联的安装孔位，并且每组电容是由多个电容并联组成。第一区域A、第二区域B和第三区域C分别对应叠层母排三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端的三相。
[0032]作为本发明的优选实施方式，固定每个母线电容两个端子的孔位方向与叠层母排输出端的方向平行。
[0033]作为本发明的优选实施方式，所述叠层母排的第一层绝缘层L1、第三层绝缘层L3、第五层绝缘层L5和第七层绝缘层L7的材料均为绝缘纸。
[0034]如图2所示，为T型三电平变流器单模块的基本电路原理图，该电路由叠层母排、电容以及T型三电平变流器模块组成。其中P1、Z1、NI分别是叠层母排的正输入端、零输入端、负输入端。PC、ZC、NC分别是第二层电容正母排L2接母线电容的连接点位、第四层电容零母排L4接母线电容的连接点位和第六层电容负母排L6接母线电容的连接点位。P2X、Z2X、N2X分别表示叠层母排的正输出端、零输出端、负输出端。其中X可表示为A、B、C，P2A表不对应于A相的输出端，P2B表不对应于B相的输出端，P2C表不对应于C相的输出端，AC是单相功率模块的输出端。图2中P1、PC、P2X同在电容正母排L2层；Z1、ZC、Z2X同在电容零母排L4层；N1、NC、N2X同在电容负母排L6层。其中P1、Z1、NI为T型三电平变流器单模块的直流输入端，P2X、Z2X、N2X为母线叠层母排的输出端，并且与各相功率模块的输入端相连接。
[0035]如图3所示，为叠层母排中的第二层电容正母排、第四层电容零母排、第六层电容负母排示意图，其中各个标号对应的位置与图2中各标号相对应。
[0036]如图4所示，为叠层母排的第六层电容负母排详细示意图，其中各个标号对应的位置与图2中各标号相对应。
[0037]如图5和图6所示，为第二层电容正母排和第四层电容零母排之间的母线电容放电时候的电流路径原理图和对应的在母排上的电流走向示意图。
[0038]如图7和图8所示，为第六层电容负母排和第四层电容零母排之间的母线电容充电时候的电流路径原理图和对应的在母排上的电流走向示意图。
[0039]如图9所示，为叠层母排上安装有N个母线电容的示意图，所有电容采用空间均匀排布的方式，电容均流性好。所述第二层电容正母排L2、第四层电容零母排L4、第六层电容负母排L6的正输入端、零输入端和负输入端上下错落分布；所述第二层电容正母排L2、第四层电容零母排L4、第六层电容负母排L6的三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端均上下错落分布；所述叠层母排每相并联电容的位置与母排每相输出端在布局上是对称的，这样可以使每个并联电容上的电流达到均衡，起到均流作用。所述正输入端、零输入端和负输入端为变流器的正输入端、零输入端和负输入端，所述三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端分别与变流器的三相功率模块各相的输入端分别对应相连。
【权利要求】
1.一种用于T型三电平变流器的叠层母排，其特征在于:所述叠层母排包含叠压在一起的七层，依次为:第一层绝缘层(LI)、第二层电容正母排(L2)、第三层绝缘层(L3)、第四层电容零母排(L4)、第五层绝缘层(L5)、第六层电容负母排(L6)和第七层绝缘层(L7)，所述第二层电容正母排(L2)具有该叠层母排的一个正输入端和三相正输出端，所述第四层电容零母排(L4)具有该叠层母排的一个零输入端和N个零输出端，N为大于等于3的正整数，其中的3个零输出端组成该叠层母排三项零输出端，所述第六层电容负母排(L6)具有该叠层母排的一个负输入端和三相负输出端；所述第二层电容正母排(L2)、第四层电容零母排(L4)、第六层电容负母排(L6)的正输入端、零输入端和负输入端上下错落分布；所述第二层电容正母排(L2)、第四层电容零母排(L4)、第六层电容负母排(L6)的三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端均上下错落分布；所述正输入端、零输入端和负输入端为变流器的正输入端、零输入端和负输入端，所述三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端分别与变流器的三相功率模块各相的输入端分别对应相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于T型三电平变流器的叠层母排，其特征在于:所述叠压在一起的七层通过热压合成一个整体或七层材料叠层后，通过螺钉压紧。
3.根据权利要求1所述的一种用于T型三电平变流器的叠层母排，其特征在于:所述叠层母排的各层均为长方形，第二层电容正母排(L2)的一个正输入端位于长方形较短的一侧的正中间位置，三项正输出端位于叠层母排较长的一侧，并均匀分布；所述第四层电容零母排(L4)的一个零输入端位于长方形较短的一侧靠后位置，三项零输出端位于叠层母排较长的一侧，分别比第二层电容正母排(L2)的三项正输出端靠右设置并均匀分布；所述第六层电容负母排(L6)的一个负输入端位于长方形较短的一侧靠前位置，三相负输出端位于叠层母排较长的一侧，分别比第二层电容正母排(L2)的三项正输出端靠左设置并均匀分布。
4.根据权利要求3所述的一种用于T型三电平变流器的叠层母排，其特征在于:所述叠层母排的正输入端、零输入端和负输入端均勻的分布在长方形叠层母排较短的一侧，所述叠层母排的三相正输出端、三项零输出端和三相负输出端均勻的分布在长方形叠层母排较长的一侧，并且每相的三个输出端按照相同的顺序依次排列。
5.根据权利要求1所述的一种用于T型三电平变流器的叠层母排，其特征在于:所述叠层母排上用来安装母线电容的孔位分为三部分，分别为第一区域(A)、第二区域(B)和第三区域(C)，每个区域内都开有由两组电容串联的安装孔位，并且每组电容是由多个电容并联组成。
6.根据权利要求5所述的一种用于T型三电平变流器的叠层母排，其特征在于:所述安装孔位的方向与叠层母排输出端的方向平行。
7.根据权利要求1所述的一种用于T型三电平变流器的叠层母排，其特征在于:所述叠层母排的第一层绝缘层(LI)、第三层绝缘层(L3)、第五层绝缘层(L5)和第七层绝缘层(L7)的材料均为绝缘纸。
【文档编号】H02M7/00GK203504422SQ201320456622
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】赵明, 杨有涛, 余宗洋 申请人:特变电工新疆新能源股份有限公司, 特变电工西安电气科技有限公司