专利名称：一种基于模块化多电平电压源换流器的模块单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力电子器件，具体地讲，涉及一种换流器的模块单元。
背景技术：
电力电子设备中，以IGBT为核心的换流器在低压系统中应用广泛，但是，IGBT的电压等级只能达到数千伏，而电网的电压等级可能在数十千伏以上。在工程应用中，可以采用多电平技术来获得高电压、大容量的换流器。亦即采用低电压等级的功率器件制造出来的基本独立模块，以某种方式扩展成较大的模块单元，通过控制系统的协调控制，实现较高电压等级、较大功率的换流功能。本发明的核心在于，由数个相互独立的基本功能单元(简称子模块)组成的换流器模块单元的设计，不仅能满足某一个工程项目的电压等级和换流功率，更侧重于设备的制造、安装以及未来的扩展——在新的工程项目设计(更大的电压等级与容量)中以及换流站的增容方面。目前，换流器的核心器件——IGBT，其电压等级为数千伏，在高电压、大功率的场合，多电平技术是通常采用的技术方案之一。对于不同的电压等级和线路(或电网)容量， 为方便设计、制造、控制、安装以及扩展，一般根据可选的IGBT设计出低电压、小功率的具有换流功能的基本的独立模块，将数个这样的独立模块级联在一起，构成一个较大规模的模块单元。该模块单元可以作为一个独立的换流器，也可以由数个模块单元构成一个高电压大功率的换流器。因此，模块单元的结构设计，就是实现前述目的的关键。
发明内容
为实现上述的目的，本发明采用了以下方案两个侧面支撑位于两端，中间铺设有数个横梁，在横梁上装有数个独立的子模块。该模块单元的数个子模块依次串联，通过子模块串联数的调整以满足不同电压等级的需要；该模块配置了冷却水管路，用于保障高压大功率电力电子器件安全运行，避免结温过高导致损坏；该模块单元配置了通讯线路，方便每一个子模块与上级控制器通讯； 该模块单元的周围设置了多块形状不同的屏蔽罩，用于改善模块单元周围的电磁环境。该模块单元的数个子模块一次串联，通过子模块串联数的调整以满足不同电压等级的需要；该模块单元集成了冷却系统，用于保障高压大功率电力电子器件安全运行，避免结温过高导致损坏；该模块单元集成了通讯系统，是一个完整的可扩展单元，方便与上级控制器通讯；该模块单元集成了屏蔽系统，用于改善模块单元周围的电磁环境。与现有技术相比，本发明提供的一种基于模块化多电平电压源换流器的模块单元具有以下优点1、易于扩展，从而获得更高电压、更大容量的换流器；基本独立模块，集成了子模块、冷却系统、通讯系统和屏蔽系统。2、基本独立模块，集成了子模块、冷却水管路、通讯线路和屏蔽罩，是一个完整的
3可扩展单元。3、串联子模块数目灵活可调，以满足不同电压等级的需要；4、有机集成了冷却系统，用于避免高压大功率电力电子器件结温过高造成损坏；5、有机集成了通讯系统，成为完成的可扩展单元，方便与上级控制器通讯；6、有机集成了屏蔽系统，用于改善模块单元周围的电磁环境。
图1是本发明提供的一种基于模块化多电平电压源换流器的模块单元结构示意图。图中1、侧面支撑；2、子模块；3、横梁；4、通讯线路；5、冷却水管路；6、屏蔽罩。
具体实施例方式以下通过附图及具体实施方式
对本发明提供的一种基于模块化多电平电压源换流器的模块单元做进一步更详细的说明。实施例1如图1所示，两个侧面支撑1位于两端，中间铺设有数个横梁3，在横梁上装有数个独立的子模块2。该模块单元的数个子模块依次串联，通过子模块串联数的调整以满足不同电压等级的需要；该模块配置了冷却水管路5，用于保障高压大功率电力电子器件安全运行，避免结温过高导致损坏；该模块单元配置了通讯线路4，方便每一个子模块与上级控制器通讯； 该模块单元的周围设置了多块形状不同的屏蔽罩6，用于改善模块单元周围的电磁环境。该模块单元的数个子模块一次串联，通过子模块串联数的调整以满足不同电压等级的需要；该模块单元集成了冷却系统5，用于保障高压大功率电力电子器件安全运行，避免结温过高导致损坏；该模块单元集成了通讯系统4，是一个完整的可扩展单元，方便与上级控制器通讯；该模块单元集成了屏蔽系统6，用于改善模块单元周围的电磁环境。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种基于模块化多电平电压源换流器的模块单元，其特征在于所述模块单元包括两个侧面支撑(1)、子模块O)、横梁(3)、通讯线路G)、冷却水管路(5)和屏蔽罩(6)；两个侧面支撑(1)分别位于模块单元的两端，两个侧面支撑(1)间铺设横梁(3)，且在横梁上装有数个独立的子模块(2)。
2.根据权利要求1所述的模块单元，其特征在于所述数个独立的子模块( 彼此之间通过串联连接。
3.根据权利要求1所述的模块单元，其特征在于所述其特征在于所述横梁C3)平行放置于两个侧面支撑之间。
全文摘要
本发明涉及一种基于模块化多电平电压源换流器的模块单元，其特征在于所述模块单元包括两个侧面支撑(1)、子模块(2)、横梁(3)、通讯线路(4)、冷却水管路(5)和屏蔽罩(6)；两个侧面支撑(1)分别位于模块单元的两端，两个侧面支撑(1)间铺设横梁(3)，且在横梁上装有数个独立的子模块(2)；该模块单元易于扩展，从而获得更高电压、更大容量的换流器；基本独立模块，集成了子模块、冷却系统、通讯系统和屏蔽系统；基本独立模块，集成了子模块、冷却水管路、通讯线路和屏蔽罩，是一个完整的可扩展单元。
文档编号H05K7/20GK102195453SQ20111000703
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者李云鹏, 李强, 栾洪洲, 潘艳, 贺之渊 申请人:中国电力科学研究院