整流器功率堆栈的制作方法

本实用新型涉及一种整流器，具体涉及一种整流器功率堆栈，属于整流器结构部件技术领域。

背景技术：

整流器是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置及侦测无线电信号等。整流器可以由真空管，引燃管，固态矽半导体二极管，汞弧等制成。在现有技术中，申请号为CN201420283871.4的专利“一种三电平变频器水冷散热结构”虽然涉及一种大功率电气控制传动系统产品，但原方案采用二极管箝位式三电平拓扑结构，产品成本较高，整体结构在空间体积利用上比较低，内部各组成部分未实现模块化设计，结构相对复杂，因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。

技术实现要素：

本实用新型正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种整流器功率堆栈，该系统整体设计巧妙、结构更加紧凑，采用12脉波二极管整流桥串联结构，大幅降低了5次、7次谐波电流对电网的干扰，同时电路结构简单，具有低成本高可靠性的优点。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下，一种整流器功率堆栈，其特征在于，所述整流器功率堆栈包括功率单元、低压控制单元、水-风换热系统单元、直流侧叠层无感母线以及机芯框架，所述功率单元安装在机芯框架的前侧，直流侧与直流侧叠层无感母线连接，交流侧对外连接交流移相变压器，所述低压控制单元安装在机芯框架的右侧，为系统提供逻辑控制；所述水-风换热系统单元安装在机芯框架的下侧，为系统建立辅助散热循环系统；所述直流侧叠层无感母线安装在机芯框架顶部，对外连接直流负载设备或连接逆变器直流侧。所述功率单元、低压控制单元、水-风换热系统单元、直流侧叠层无感母线通过螺栓、导轨等连接方式固定安装在机芯框架相应位置，充分考虑高压电气间隙、爬电距离等绝缘性能。

作为本实用新型的一种改进，所述功率单元采用12脉波二极管整流桥串联结构，所述功率单元交流侧外部连接具有30°相位差的移相变压器输出的三相交流电压。此结构不仅把整流电路脉冲数由6脉波提高到12脉波，而且大幅降低了5次、7次谐波电流对电网的干扰；二极管整流电路在自然换相点换相，系统的功率因数相对较高，节约了电能；由于直流母线电容容量较大，可有效减少母线纹波电流含量，进一步降低了整流侧谐波含量。另外，该结构对上、下直流母线电压平衡的控制具有良好的动态响应，为三电平逆变器提供平稳的电平，提升了变频器的调速性能，同时电路结构简单，具有低成本高可靠性的优点。

作为本实用新型的一种改进，所述功率单元内部安装一块水冷板，在水冷板两侧均布置二极管功率模块，在功率模块上安装交流叠层母线。

作为本实用新型的一种改进，所述机芯框架采用C型材，在保证框架强度的基础上整体空间利用率更高。

作为本实用新型的一种改进，所述水-风换热系统单元为选配件，与外部水循环系统连接，与逆变器堆栈组成具有整流、逆变功能的变频器机芯时，经过风机循环量通过水-风换热系统单元将内部除功率元器件外其他电子元器件散发的热能置换到水循环系统带出壳体外，为整个系统运行提供一个更稳定的工作环境。

作为本实用新型的一种改进，所述低压控制单元由主控板、升压板、变压器、PLC以及继电器组成，为整流器功率堆栈及整个变频器系统提供稳定的工作电源及系统自动逻辑控制功能。

作为本实用新型的一种改进，所述功率单元直流侧叠层无感母线正、零、负三相通过母排连接逆变器功率堆栈机芯内直流母线电压滤波单元，组成具有整流、逆变功能的变频器系统。

相对于现有技术，本实用新型的优点如下：1）整个系统设计巧妙，结构紧凑，该方案整流器功率堆栈采用12脉波二极管整流桥串联结构，连接具有30°相位差的移相变压器输出的三相交流电压，大幅降低了5次、7次谐波电流对电网的干扰，同时电路结构简单，具有低成本高可靠性的优点；能够更加快捷的实现快速安装维护，功率堆栈机芯各组件模块化；可以实现具有独立运行、稳定可靠、功能完整的交-直转换功能的整流器；3）该技术方案能够更加快捷的实现快速安装维护，功率堆栈机芯各组件模块化；可以实现具有独立运行、稳定可靠、功能完整的交-直转换功能的整流器。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为功率单元结构示意图。

图中：101、功率单元，102、低压控制单元，103、水-风换热系统单元，104、直流侧叠层无感母线，105、机芯框架。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述和介绍。

实施例1：参见图1、图2，一种整流器功率堆栈，所述整流器功率堆栈包括功率单元101、低压控制单元102、水-风换热系统单元103、直流侧叠层无感母线104以及机芯框架105，所述功率单元101安装在机芯框架105的前侧，直流侧与直流侧叠层无感母线104连接，交流侧对外连接交流移相变压器；所述低压控制单元102安装在机芯框架105的右侧，为系统提供逻辑控制；所述水-风换热系统单元103安装在机芯框架105的下侧，为系统建立辅助散热循环系统；所述直流侧叠层无感母线安装在机芯框架顶部，对外连接直流负载设备或连接逆变器直流侧；所述整流器功率堆栈可以实现具有独立运行、稳定可靠、功能完整的交-直转换功能的整流器。所述功率单元101、低压控制单元102、水-风换热系统单元103、直流侧叠层无感母线104通过螺栓、导轨等连接方式固定安装在机芯框架105相应位置，充分考虑高压电气间隙、爬电距离等绝缘性能。

实施例2：参见图1，作为本实用新型的一种改进，所述功率单元101采用12脉波二极管整流桥串联结构，整流器采用12脉波二极管整流桥串联结构，交流侧连接移相变压器输出具有30°相位差的三相交流电压。此结构不仅把整流电路脉冲数由6脉波提高到12脉波，而且大幅降低了5次、7次谐波电流对电网的干扰；二极管整流电路在自然换相点换相，系统的功率因数相对较高，节约了电能；由于直流母线电容容量较大，可有效减少母线纹波电流含量，进一步降低了整流侧谐波含量。另外，该结构对上、下直流母线电压平衡的控制具有良好的动态响应，为三电平逆变器提供平稳的电平，提升了变频器的调速性能，同时电路结构简单，具有低成本高可靠性的优点。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例3：参见图1，作为本实用新型的一种改进，所述功率单元101内部安装一块水冷板1，在水冷板两侧均布置二极管功率模块，在功率模块上安装交流叠层母线2。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例4：参见图1，作为本实用新型的一种改进，所述功率单元101直流侧叠层无感母线正、零、负三相通过母排连接逆变器功率堆栈机芯内直流母线电压滤波单元，组成完整的整流、逆变功能的变频器系统。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例5：参见图1，作为本实用新型的一种改进，所述机芯框架105采用C型材，在保证框架强度的基础上整体空间利用率更高。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例6：参见图1，作为本实用新型的一种改进，所述水-风换热系统单元103为选配件，与外部水循环系统连接，与逆变器堆栈组成具有整流、逆变功能的变频器机芯时，经过风机循环量通过水-风换热系统单元将内部除功率元器件外其他电子元器件散发的热能置换到水循环系统带出壳体外，为整个系统运行提供一个更稳定的工作环境。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例7：参见图1，作为本实用新型的一种改进，所述低压控制单元102由主控板、升压板、变压器、PLC、继电器等元器件组成，为整流器功率堆栈及整个变频器系统提供稳定的工作电源及系统自动逻辑控制功能。其余结构和优点与实施例1完全相同。

本实用新型还可以将实施里2、3、4、5、6、7所述技术特征中的至少一个与实施里1组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。