一种柔性合环装置分体式功率模块的制作方法

本技术涉及领域，具体为一种柔性合环装置分体式功率模块。

背景技术：

1、随着用户对用电需求、电能质量及供电可靠性等要求的不断提高，传统的供电网络越来越难以满足用户的供电需求。我国配网普遍采用“闭环设计、开环运行”的设计原则，通过调控联络开关、分段开关的状态可优化网络结构，维持配网的高效运行、实现故障区域的供电恢复。而基于机械开关的倒合闸操作瞬间，系统含有较大的冲击电流，影响系统的稳定运行。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种柔性合环装置分体式功率模块。

2、本实用新型是通过以下技术方案来实现：

3、一种柔性合环装置分体式功率模块，包括功率柜、前级功率单元、后级功率单元、电感器以及变压器，功率柜沿其深度方向分为前侧间隔和后侧间隔，所述前级功率单元和后级功率单元均设置于前侧间隔中，前级功率单元的出风侧和后级功率单元的出风侧均与后侧间隔连通；前级功率单元的输出端与变压器的原边连接，变压器的副边输出与后级功率单元的输入端连接，变压器、前级功率单元和后级功率单元均通过铜排与电感器连接，变压器的散热道与后侧间隔连通，功率柜上设有柜体出风口，柜体出风口与后侧间隔相通；变压器的额定电压为10kv。

4、优选的，前级功率单元包括前级机箱以及位于前级机箱内部的前级电容器、高压功率单元控制电路板、前级散热器、前级机箱、第一高压外接功率端子、第一高压内接功率端子、前级叠层母排、第一前级绝缘栅双极型晶体管、第二前级绝缘栅双极型晶体管和两个前级igbt驱动电路板；前级机箱上设有前级功率模块输入端口和前级功率木块输出端口，前级功率模块输入端口与第一前级绝缘栅双极型晶体管的输入端连接，第一前级绝缘栅双极型晶体管的输入端与前级叠层母排相连接，前级电容器与前级叠层母排连接，前级叠层母排连接第二前级绝缘栅双极型晶体管输入，第二前级绝缘栅双极型晶体管输入与前级功率模块输出端口相连接，前级功率模块输出端口与变压器原边连接；两个前级igbt驱动电路板分别安装于第一前级绝缘栅双极型晶体和第二前级绝缘栅双极型晶体上部，高压功率单元控制电路板的输出端与前级igbt驱动电路板连接；前级机箱的前侧设有前级进风口，后侧设有前级出风口。

5、优选的，前级机箱的外侧设有前级拉手。

6、优选的，后级功率单元包括后级机箱以及位于后级机箱内部的第一后级绝缘栅双极型晶体管、第二后级绝缘栅双极型晶体管、后级电容器、低压功率单元控制电路板、后级叠层母排和两个后级igbt驱动电路板；后级机箱上设有后级功率模块输出端口和后级功率模块输入端口，变压器副边输出与后级功率模块输入端口连接，后级功率模块输入端口与第一后级绝缘栅双极型晶体管的输入端连接，第一后级绝缘栅双极型晶体管的输出端与后级叠层母排连接，后级叠层母排与第二后级绝缘栅双极型晶体管输入连接，第二后级绝缘栅双极型晶体管输出与后级功率模块输出端口连接；两个后级igbt驱动电路板分别安装于第一后级绝缘栅双极型晶体和第二后级绝缘栅双极型晶体上部，低压功率单元控制电路板的输出端与后级igbt驱动电路板连接；后级机箱的前侧设有后级进风口，后侧设有后侧出风口。

7、优选的，后级机箱的外侧设有后级拉手。

8、优选的，所述前级机箱和后级机箱均采用钣金结构。

9、优选的，还包括设置于功率柜顶部的散热风机，所述散热风机的进风口与柜体出风口连通。

10、优选的，所述前级功率单元与后级功率单元镜像设置。

11、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

12、本实用新型一种柔性合环装置分体式功率模块通过变压器将前级功率单元与后级功率单元进行10kv电气隔离，充分利用变压器外壳绝缘，功率密度更高。其次，功率模块前级功率单元和后级功率单元可分别单独装配和测试，在维护过程中可以单人对前级功率单元、后级功率单元、电感器和变压器进行拆装维护，生产、测试和维护便捷。最后，通风方式均为功率单元前侧进风，后侧出风，同时可对变压器进行散热，缩短了散热风道，降低风阻，提高散热效率，同时可使变压器散热更好，可提高系统工作稳定性。该功率模块结构简单，功率密度高，便于快速更换和维护。

13、进一步的，在散热过程中，空气经过前、后级功率单元前侧进风口进风，从后侧热风道出风口出风，实现前、后级功率单元的散热通风，变压器散热可通过前、后级功率单元后侧出风口进行散热。

14、进一步的，功率模块前级功率单元机箱与后级功率单元机箱采用钣金结构，其内部结构布局和外部安装位置均呈镜像设计，可以有效降低成本。

15、进一步的，当空气从前、后级功率单元进风口进入散热风道，经过变压器到达功率机柜顶部散热风机，实现变压器的散热通风。

技术特征：

1.一种柔性合环装置分体式功率模块，其特征在于，包括功率柜、前级功率单元(1)、后级功率单元(2)、电感器(3)以及变压器(4)，功率柜沿其深度方向分为前侧间隔和后侧间隔，所述前级功率单元(1)和后级功率单元(2)均设置于前侧间隔中，前级功率单元(1)的出风侧和后级功率单元(2)的出风侧均与后侧间隔连通；前级功率单元(1)的输出端与变压器(4)的原边连接，变压器(4)的副边输出与后级功率单元(2)的输入端连接，变压器(4)、前级功率单元(1)和后级功率单元(2)均通过铜排与电感器(3)连接，变压器(4)的散热道与后侧间隔连通，功率柜上设有柜体出风口，柜体出风口与后侧间隔相通；变压器(4)的额定电压为10kv。

2.根据权利要求1所述的柔性合环装置分体式功率模块，其特征在于，前级功率单元(1)包括前级机箱以及位于前级机箱内部的前级电容器、高压功率单元控制电路板、前级散热器、前级机箱、第一高压外接功率端子、第一高压内接功率端子、前级叠层母排、第一前级绝缘栅双极型晶体管、第二前级绝缘栅双极型晶体管和两个前级igbt驱动电路板；前级机箱上设有前级功率模块输入端口(11)和前级功率木块输出端口，前级功率模块输入端口(11)与第一前级绝缘栅双极型晶体管的输入端连接，第一前级绝缘栅双极型晶体管的输入端与前级叠层母排相连接，前级电容器与前级叠层母排连接，前级叠层母排连接第二前级绝缘栅双极型晶体管输入，第二前级绝缘栅双极型晶体管输入与前级功率模块输出端口(12)相连接，前级功率模块输出端口(12)与变压器(4)原边连接；两个前级igbt驱动电路板分别安装于第一前级绝缘栅双极型晶体和第二前级绝缘栅双极型晶体上部，高压功率单元控制电路板的输出端与前级igbt驱动电路板连接；前级机箱的前侧设有前级进风口(14)，后侧设有前级出风口(13)。

3.根据权利要求2所述的柔性合环装置分体式功率模块，其特征在于，前级机箱的外侧设有前级拉手(15)。

4.根据权利要求2所述的柔性合环装置分体式功率模块，其特征在于，后级功率单元(2)包括后级机箱以及位于后级机箱内部的第一后级绝缘栅双极型晶体管、第二后级绝缘栅双极型晶体管、后级电容器、低压功率单元控制电路板、后级叠层母排和两个后级igbt驱动电路板；后级机箱上设有后级功率模块输出端口(22)和后级功率模块输入端口(21)，变压器(4)副边输出与后级功率模块输入端口(21)连接，后级功率模块输入端口(21)与第一后级绝缘栅双极型晶体管的输入端连接，第一后级绝缘栅双极型晶体管的输出端与后级叠层母排连接，后级叠层母排与第二后级绝缘栅双极型晶体管输入连接，第二后级绝缘栅双极型晶体管输出与后级功率模块输出端口(22)连接；两个后级igbt驱动电路板分别安装于第一后级绝缘栅双极型晶体和第二后级绝缘栅双极型晶体上部，低压功率单元控制电路板的输出端与后级igbt驱动电路板连接；后级机箱的前侧设有后级进风口(24)，后侧设有后侧出风口。

5.根据权利要求4所述的柔性合环装置分体式功率模块，其特征在于，后级机箱的外侧设有后级拉手(25)。

6.根据权利要求4所述的柔性合环装置分体式功率模块，其特征在于，所述前级机箱和后级机箱均采用钣金结构。

7.根据权利要求1所述的柔性合环装置分体式功率模块，其特征在于，还包括设置于功率柜顶部的散热风机，所述散热风机的进风口与柜体出风口连通。

8.根据权利要求1所述的柔性合环装置分体式功率模块，其特征在于，所述前级功率单元(1)的内部布局与后级功率单元(2)的内部布局呈镜像设置；在功率柜中，前级功率单元(1)的安装位置与后级功率单元(2)的安装位置呈镜像设置。

技术总结
本技术涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种柔性合环装置分体式功率模块，包括功率柜、前级功率单元、后级功率单元、电感器以及变压器，所述前级功率单元和后级功率单元均设置于前侧间隔中，前级功率单元的出风侧和后级功率单元的出风侧均与后侧间隔连通；前级功率单元的输出端与变压器的原边连接，变压器的副边输出与后级功率单元的输入端连接，变压器、前级功率单元和后级功率单元均通过铜排与电感器连接。本技术中功率模块前级功率单元和后级功率单元可分别单独装配和测试，在维护过程中可以单人对前级功率单元、后级功率单元、电感器和变压器进行拆装维护，生产、测试和维护便捷。

技术研发人员：芦恒,赵亮亮,段飞跃,张强,聂程,刘博,杨武帝,王涛,朱恒涛,陈鑫
受保护的技术使用者：特变电工西安电气科技有限公司
技术研发日：20230217
技术公布日：2024/1/13