一种用于断路器的二极管桥低感模块的制作方法

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种用于断路器的二极管桥低感模块。

背景技术：

断路器是柔性直流输电系统中分断短路电流的核心部件，其由转移支路、主支路和能量吸收支路共3条支路并联组成。其中的主支路由超高速机械开关和少量桥低感模块串联构成；其中的转移支路由多极二极管桥低感模块串联构成，用于短时承载和分断直流系统故障电流；其中的耗能支路由多个避雷器组并联构成，用于抑制分断过电压和吸收能量。

断路器接收到系统分断信号或达到过电流保护阀值时，上述的主支路闭锁，主支路的电容产生电压差，强迫电流换流至转移支路。主支路电流全部换流至转移支路后，快速机械开关分断，之后转移支路闭锁，电流给转移支路的电容充电，使得断路器两端电压迅速增大。分断电压达到避雷器动作水平后，故障电流向避雷器转移，避雷器吸收系统故障电流，直至电流过零。

目前转移支路拓扑分为igbt低感和二极管低感两类，图1为现有断路器转移支路中采用的二极管桥低感模块的电气拓扑图。图1所示的二极管低感存在以下两个问题：

1)二极管低感中元器件数量多，电气连接复杂；二极管低感中电气拓扑如图1所示，每个二极管低感单元包括4个二极管、两个iegt、1个电阻和1个电容，元器件之间共需要10根电气连接线；

2)二极管低感单元中2只iegt都需要较大压装力满足其电气性能，iegt作为大电流高电压开关管应用时，必须采用适当的类似于可控硅的压装方式，同时开关过程中会产生很高的开关过电压，必须采用rcd吸收电路。现有技术中的iegt压装结构的设计不合理，导致回路变长，寄生电感变大，关断时电压应力增大，结构外观也不能满足实际应用需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于断路器的二极管桥低感模块，以解决现有二极管低感中电气连接复杂、回路面积过大且寄生电感大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于断路器的二极管桥低感模块，所述二极管桥低感模块包括：iegt压装结构、二极管压装结构、阻尼电容、阻尼电阻和连接母排组；所述iegt压装结构和所述二极管压装结构平行排列；

所述iegt压装结构一次压接2只并联iegt，所述2只并联iegt分别为1号iegt和2号iegt；所述1号iegt的c极和所述2号iegt的c极通过iegt共用c极导电板连接；所述1号iegt的e极和所述2号iegt的e极通过e极拱形连接排连接；

所述二极管压装结构一次压接4只二极管，所述4只二极管分别为d1二极管、d2二极管、d3二极管和d4二极管；其中所述d1二极管和所述d2二极管一组，所述d3二极管和所述d4二极管一组，形成两组二极管；同一组中的两只二极管同向排列；不同组中的二极管阴极相对；两组二极管呈镜像分布；所述d1二极管的阴极和所述d3二极管的阴极通过二极管共阴极导电板连接；

所述连接母排组包括1号连接母排、2号连接母排和3号连接母排；所述1号iegt的e极通过所述1号连接母排与所述d2二极管的阳极连接；所述2号iegt的e极通过所述2号连接母排与所述d4二极管的阳极连接；所述iegt共用c极导电板通过所述3号连接母排与所述二极管共阴极导电板连接；

所述阻尼电容的一端与所述3号连接母排连接，所述阻尼电容的另一端与所述1号连接母排连接；所述阻尼电阻与所述阻尼电容并联。

可选的，所述二极管压装结构包括依次连接的第一尾端法兰、第一锁紧螺母、第一顶压导杆、第一顶压座、尾端过渡圆铝、d2二极管阳极导电板、d2二极管、1号导电板、d1二极管、二极管共阴极导电板、d3二极管、2号导电板、d4二极管、d4二极管阳极导电板、首端过渡圆铝、第一碟簧导杆、第一碟簧组及第一首端法兰。

可选的，所述d1二极管的阳极与所述d2二极管的阴极通过所述1号导电板连接；所述d3二极管的阳极和所述d4二极管的阴极通过所述2号导电板连接。

可选的，所述iegt压装结构包括依次连接的第二尾端法兰、第二锁紧螺母、第二顶压导杆、第二顶压座、称重传感器、1号过渡圆铝、1号e极导电板、1号iegt、iegt共用c极导电板、2号iegt、2号e极导电板、2号过渡圆铝、第二碟簧导杆、第二碟簧组、第二首端法兰，以及安装在所述iegt压装结构一侧的e极拱形连接排。

可选的，所述1号iegt的e极贴在所述1号e极导电板上；所述2号iegt的e极贴在2号e极导电板上；所述e极拱形连接排的一端与所述1号e极导电板通过紧固螺钉连接，另一端与所述2号e极导电板通过紧固螺钉连接。

可选的，所述iegt共用c极导电板的一端压接在所述1号iegt的c极上，另一端压接在所述2号iegt的c极上。

可选的，所述d2二极管的阳极贴在所述d2二极管阳极导电板上；所述d2二极管阳极导电板通过所述1号连接母排与所述1号e极导电板连接。

可选的，所述d4二极管的阳极贴在所述d4二极管阳极导电板上；所述d4二极管阳极导电板通过所述2号连接母排与所述2号e极导电板连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种用于断路器的二极管桥低感模块，包括iegt压装结构、二极管压装结构、阻尼电容、阻尼电阻和连接母排组；所述iegt压装结构中压接的两只iegt的c极共用c极导电板，e极共用e极拱形连接排，所述二极管压装结构中压接的二极管共用阴极导电板，省去了大部分单元内部的电气连接线，减少了电气连接线的数量，减小了回路面积，从而使得二极管桥低感模块的结构更加紧凑化，空间占用少，且节约成本；并使得用于断路器转移支路的二极管桥低感模块的支路电感与回路电感大大降低。

此外，本发明提供的二极管桥低感模块巧妙地将多个元器件集成为一体，整体结构紧凑，且便于安装和拆卸，使得二极管桥低感模块能够快速的进行装配，并可以方便的进行维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本发明提供的附图获得其他的附图。

图1为现有断路器转移支路中采用的二极管桥低感模块的电气拓扑图；

图2为本发明提供的用于断路器的二极管桥低感模块的电气拓扑图；

图3为本发明提供的用于断路器的二极管桥低感模块的结构示意图；

图4为本发明提供的二极管压装结构的结构示意图；

图5为本发明提供的iegt压装结构的结构示意图。

图4中，1是第一尾端法兰，2是第一锁紧螺母，3是第一顶压导杆，4是第一顶压座，5是尾端过渡圆铝，6是d2二极管阳极导电板，7是d2二极管，8是1号导电板，9是d1二极管，10是二极管共阴极导电板，11是d3二极管，12是2号导电板，13是d4二极管，14是d4二极管阳极导电板，15是首端过渡圆铝，16是第一碟簧导杆，17是第一碟簧组，18是第一首端法兰。

图5中，19是第二尾端法兰，20是第二锁紧螺母，21是第二顶压导杆，22是第二顶压座，23是称重传感器，24是1号过渡圆铝，25是1号e极导电板，26是1号iegt，27是iegt共用c极导电板，28是2号iegt，29是e极拱形连接排，30是2号e极导电板，31是2号过渡圆铝，32是第二碟簧导杆，33是第二碟簧组，34是第二首端法兰。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种用于断路器的二极管桥低感模块，以解决现有二极管低感中电气连接复杂、回路面积过大且寄生电感大的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图2为本发明提供的用于断路器的二极管桥低感模块的电气拓扑图。图3为本发明提供的用于断路器的二极管桥低感模块的结构示意图。参见图3，所述二极管桥低感模块包括：iegt压装结构301、二极管压装结构302、阻尼电容、阻尼电阻和连接母排组；所述iegt压装结构301和所述二极管压装结构302平行排列安装。

图4为本发明提供的二极管压装结构的结构示意图。参见图4，所述二极管压装结构302一次压接4只二极管，所述4只二极管分别为d1二极管9、d2二极管7、d3二极管11和d4二极管13。如图2和图4所示，其中所述d1二极管9和所述d2二极管7一组，所述d3二极管11和所述d4二极管13一组，形成两组二极管。同一组中的两只二极管同向排列；不同组中的二极管阴极相对；两组二极管呈镜像分布。

参见图4，所述二极管压装结构302包括依次连接的第一尾端法兰1、第一锁紧螺母2、第一顶压导杆3、第一顶压座4、尾端过渡圆铝5、d2二极管阳极导电板6、d2二极管7、1号导电板8、d1二极管9、二极管共阴极导电板10、d3二极管11、2号导电板12、d4二极管13、d4二极管阳极导电板14、首端过渡圆铝15、第一碟簧导杆16、第一碟簧组17及第一首端法兰18。

图4中，第一顶压导杆3与第一锁紧螺母2一体，套入所述第一尾端法兰1。所述第一顶压导杆3端部与所述第一顶压座4的定位圆孔嵌套配合。所述第一顶压座4与d2二极管阳极导电板6的圆心定位销同轴线压接。所述尾端过渡圆铝5上端嵌套进所述第一顶压座4内部，下端与d2二极管阳极导电板6通过定位销同轴线压接。所述d2二极管阳极导电板6与d2二极管7同轴线压接。所述d2二极管7与1号导电板8的圆心定位销同轴线压接。所述1号导电板8与所述d1二极管9的圆心定位销同轴线压接。所述d1二极管9与所述二极管共阴极导电板10的圆心定位销同轴线压接。所述二极管共阴极导电板10与所述d3二极管11的圆心定位销同轴线压接。所述d3二极管11与所述2号导电板12的圆心定位销同轴线压接。所述2号导电板12与所述d4二极管13的圆心定位销同轴线压接。所述d4二极管13与所述d4二极管阳极导电板14的圆心定位销同轴线压接。所述d4二极管阳极导电板14与所述首端过渡圆铝15的圆心定位销同轴线压接。所述第一碟簧导杆16嵌套入首端过渡圆铝15。所述第一碟簧组17套在所述第一碟簧导杆16外部，所述第一碟簧组17包括5个碟簧。所述第一碟簧导杆16压接在所述首端法兰18上。

所述d1二极管9的阳极与所述d2二极管7的阴极通过所述1号导电板8连接；所述d3二极管11的阳极和所述d4二极管13的阴极通过所述2号导电板12连接。

图5为本发明提供的iegt压装结构的结构示意图。参见图5，所述iegt压装结构301一次压接2只并联iegt，所述2只并联iegt分别为1号iegt26(即iegt1)和2号iegt28(即iegt2)，两只iegt镜像分布。所述1号iegt的c极和所述2号iegt的c极通过iegt共用c极导电板27连接。所述1号iegt的e极和所述2号iegt的e极通过e极拱形连接排29连接。

如图5所示，所述iegt压装结构301包括依次连接的第二尾端法兰19、第二锁紧螺母20、第二顶压导杆21、第二顶压座22、称重传感器23、1号过渡圆铝24、1号e极导电板25、1号iegt26、iegt共用c极导电板27、2号iegt28、2号e极导电板30、2号过渡圆铝31、第二碟簧导杆32、第二碟簧组33、第二首端法兰34，以及安装在所述iegt压装结构一侧的e极拱形连接排29。

图5中，所述第二顶压导杆21与所述第二锁紧螺母20一体，套入第二尾端法兰19。所述第二顶压导杆21与所述第二顶压座22的定位圆孔嵌套配合。所述称重传感器23与所述第二顶压座22的圆心定位销同轴线压接。所述第二顶压座22与所述1号过渡圆铝24的圆心定位销同轴线压接。所述1号过渡圆铝24与所述1号e极导电板25的圆心定位销同轴线压接。所述1号e极导电板25与所述1号iegt26的圆心定位销同轴线压接。所述1号iegt26与所述iegt共用c极导电板27的圆心定位销同轴线压接。所述iegt共用c极导电板27与所述2号iegt28的圆心定位销同轴线压接。所述2号iegt28与所述2号e极导电板30的圆心定位销同轴线压接。所述e极拱形连接排29分别与所述1号e极导电板25、所述2号e极导电板30通过紧固螺钉连接。所述2号e极导电板30与所述2号过渡圆铝31的圆心定位销同轴线压接。所述第二碟簧导杆32嵌套入所述2号过渡圆铝31内部。所述第二碟簧组33套在所述第二碟簧导杆32外部；所述第二碟簧组33包括5个碟簧。所述第二碟簧导杆32压接在所述第二首端法兰34上。

其中，所述1号iegt26的e极贴在所述1号e极导电板25上；所述2号iegt28的e极贴在所述2号e极导电板30上。所述e极拱形连接排29的一端与所述1号e极导电板25通过紧固螺钉连接，另一端与所述2号e极导电板30通过紧固螺钉连接。

所述iegt共用c极导电板27的一端压接在所述1号iegt26的c极上，另一端压接在所述2号iegt28的c极上。

参见图2和图3，所述连接母排组包括1号连接母排303、2号连接母排304和3号连接母排305。所述二极管桥压接结构302与所述iegt压接结构301通过1、2、3号三个连接母排连接。

在电气结构上，所述iegt1的e极通过所述1号连接母排与所述d2二极管的阳极连接。所述iegt2的e极通过所述2号连接母排与所述d4二极管的阳极连接。所述iegt共用c极导电板通过所述3号连接母排与所述二极管共阴极导电板连接。

在实际压接结构中，所述1号iegt的1号e极导电板25通过1号连接母排303与所述d2二极管阳极导电板6通过螺栓紧固连接。所述2号iegt的2号e极导电板30通过2号连接母排304与所述d4二极管阳极导电板14通过螺栓紧固连接。所述iegt共用c极导电板27通过3号连接母排305与所述二极管共阴极导电板10通过螺栓紧固连接。

所述阻尼电容的一端与所述3号连接母排连接，所述阻尼电容的另一端与所述1号连接母排连接。所述阻尼电阻与所述阻尼电容并联。

具体的，所述d2二极管7的阳极贴在所述d2二极管阳极导电板6上；所述d2二极管阳极导电板6通过所述1号连接母排303与所述1号e极导电板25连接。所述1号c级导电板25、所述d2二极管阳极导电板6与所述1号连接母排303之间通过紧固螺钉固定。所述1号导电板8的两端分别压在所述d2二极管的阴极和所述d1二极管的阳极。

所述二极管共阴极导电板10压在所述d1二极管9及d3二极管11的阴极上。所述二极管共阴极导电板10与所述iegt共用c极导电板27通过3号连接母排305连接。所述3号连接母排305通过紧固螺钉分别与所述二极管共阴极导电板10和所述iegt共用c极导电板27紧固。

所述d4二极管13的阳极贴在所述d4二极管阳极导电板14上；所述d4二极管阳极导电板14通过所述2号连接母排304与所述2号e极导电板30连接。所述2号c级导电板30、所述d4二极管阳极导电板14与所述2号连接母排304之间通过紧固螺钉固定。所述2号导电板12的两端分别压在所述d3二极管11的阳极和所述d4二极管的阴极。

所述阻尼电阻和所述阻尼电容并连，所述阻尼电容两端分别经连接短母排与1号、3号连接母排连接。所述阻尼电容两端连接的短母排包括两只阻尼电容母排，分别为1号阻尼电容母排和2号阻尼电容母排。所述1号阻尼电容母排通过紧固螺钉与所述1号连接母排303紧固。所述2号阻尼母排通过紧固螺钉与所述3号连接母排305紧固。即所述阻尼电容的一端通过所述1号阻尼电容母排与所述1号连接母排303连接，所述阻尼电容的另一端通过所述2号阻尼电容母排与所述3号连接母排305连接。所述1号连接母排303还通过紧固螺钉分别与所述d4二极管阳极导电板14和所述2号e极导电板30紧固。

在实际应用中，在所述1号导电板8上引出进线母排，在所述2号导电板12上引出出线母排。如图2所示，其中的a表示进线母排，b表示出线母排，d1、d2、d3、d4分别表示d1二极管、d2二极管、d3二极管和d4二极管，iegt1、iegt2分别表示1号iegt和2号iegt，c为阻尼电容，r为阻尼电阻。阻尼电容c在iegt1和iegt2闭锁后成为蓄流元件，直至电压升高至避雷器动作，阻尼电阻r并联在阻尼电容c两侧，其电流流动方向为：

1、电流从a进入的路径为：a→d1→iegt1、iegt2→d4→b；

2、iegt1和iegt2闭锁后，电流从a进入的路径为：a→d1→阻尼电容c→d4→b；电流从b进入的路径为：b→d3→阻尼电容c→d2→a。

本发明提供的一种用于断路器的二极管桥低感模块，包括一个iegt压装结构、一个二极管压装结构、阻尼电容c、阻尼电阻r和若干连接母排。单个iegt压装结构一次压接2只并联iegt，两只iegt共用c极导电板，侧向e极拱形连接排连接2只并联iegt的e极导电板；单个二极管压装结构一次压接4只二极管，两只一组，同向排列，两组二极管阴极相对，镜像分布。二极管外侧阳极导电板与iegt的c级导电板母排连接。阻尼电容与阻尼电阻并联，阻尼电容与连接母排连接，最终实现了断路器中转移支路的二极管桥低感模块的压装。本发明提供的二极管桥低感模块整体结构紧凑，以二极管桥低感模块为单元进行安装和拆卸，使得二极管桥低感模块能够快速的进行装配，且可以方便的进行维护。另外本发明通过iegt压装结构共用c极导电板，通过二极管压装结构共用阴极导电板的压接方式，省去了大部分单元内部的电气连接线，减少了电气连接线的数量。

本发明提供的二极管桥低感模块的压装结构使得用于断路器转移支路的二极管桥低感模块的支路电感与回路电感大大降低，结构更加紧凑化，空间占用少，且节约成本。本发明提供的二极管桥低感模块巧妙地将多个元器件集成为一体，整体结构紧凑，且便于安装和拆卸，使得二极管桥低感模块能够快速的进行装配，且可以方便的进行维护。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。