故障穿越组件及变流器的制作方法

本技术涉及变流器，具体而言，涉及一种故障穿越组件及变流器。

背景技术：

1、三电平变流器和两电平的变流器在故障穿越组件设计上的最大差别在于，三电平逆变器有三个母线电位，即正极、中点n极和负极。变流器在发生故障时，母线电压超过预定水平时需要对称在正极与n、负极与n各设置一组或者多组制动电阻组件以保证母线电压运行在允许的范围内。

2、三电平双馈变流器系统的故障穿越组件(frt)需要使用两组frt保护电路来分别保护正母线和负母线对n的电压运行在合理的范围内。电网发生故障暂态跌落或暂态升高时，母线电压超过预定水平1(例如±1150v)，激活frt电路分别通过释能电阻来抑制母线过压，当母线电压低于预定水平2(例如±1040v)时frt切出回路。

3、现有的故障穿越组件布置方式为，两个igbt(即绝缘栅双极型晶体管)水平安装并排布局，交流铜排顺序连接2个igbt，igbt吸收电容位于igbt上方。此方式中存在以下问题：每个igbt只有一个桥臂工作，igbt利用率低，功率密度较小，成本较高；电容安装在igbt上，由于igbt的尺寸限制，igbt上只能安装2个电容，无法通过增加吸收电容来提升吸收效果。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种故障穿越组件及变流器，以至少解决现有技术中的故障穿越组件中的igbt利用率低、电容设置受限制的问题。

2、为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种故障穿越组件，包括安装托盘、igbt、至少两个二极管、至少两个连接铜排、电容和正负n母排，igbt、二极管和电容均设置在安装托盘上，igbt具有两个桥臂，每个桥臂通过一个连接铜排和一个二极管连接，正负n母排同时铺设在igbt、二极管和电容的上方。

3、进一步地，正负n母排包括依次设置的正极层、n极层和负极层，相邻两层之间设置有绝缘膜；其中，n极层和igbt连接，正极层、负极层分别和一个二极管连接。

4、进一步地，igbt的周围具有第一侧、第二侧和端面侧，第一侧和第二侧相对设置，端面侧位于第一侧和第二侧之间；其中，一个二极管位于第一侧，另一个二极管位于第二侧，电容位于端面侧。

5、进一步地，电容为至少两个，每个电容均和正负n母排连接；和/或，故障穿越组件还包括定位环，定位环套设在电容上，定位环和安装托盘固定连接。

6、进一步地，电容的高度高于igbt、二极管的高度，正负n母排为阶梯型的板状结构；和/或，故障穿越组件还包括霍尔元件，霍尔元件位于正负n母排上以检测回流电流。

7、进一步地，连接铜排的至少一部分位于igbt的上方，igbt、二极管均通过紧固件和连接铜排连接；和/或，故障穿越组件还包括绝缘柱，绝缘柱的一端和安装托盘连接，绝缘柱的另一端和连接铜排连接。

8、进一步地，故障穿越组件还包括驱动板、立式支架和转接板，立式支架固定在安装托盘上，且立式支架位于igbt的第一侧，驱动板安装在立式支架上，驱动板通过转接板和igbt连接，驱动板用于控制igbt。

9、进一步地，故障穿越组件还包括散热器和支撑底座，支撑底座固定在安装托盘上，散热器位于支撑底座，散热器的一侧和igbt贴合。

10、进一步地，安装托盘为钣金结构，安装托盘包括底板和围绕底板设置的翻边，支撑底座、二极管和电容均设置在底板上；安装托盘还包括推拉板，推拉板位于底板的一侧且和翻边连接。

11、根据本实用新型的另一方面，提供了一种变流器，变流器包括机箱和上述的故障穿越组件，故障穿越组件安装在机箱内。

12、进一步地，变流器还包括释能电阻，释能电阻安装在机箱内，且释能电阻位于安装托盘外，释能电阻的一端和连接铜排连接，释能电阻的另一端和正负n母排的接头连接。

13、进一步地，机箱内设置有至少两个导轨，安装托盘的相对两侧分别和一个对应的导轨滑动配合。

14、应用本实用新型的技术方案，提供了一种故障穿越组件，包括安装托盘、igbt、至少两个二极管、至少两个连接铜排、电容和正负n母排，igbt、二极管和电容均设置在安装托盘上，igbt具有两个桥臂，每个桥臂通过一个连接铜排和一个二极管连接，正负n母排同时铺设在igbt、二极管和电容的上方。在该方案中，igbt的两个桥臂均通过连接铜排和二极管连接，这样igbt中的两个桥臂同时参与工作，通过二极管进行续流，提高了igbt的利用率，减少igbt的数量，降低了组件的总成本；将电容安装在安装托盘上而不是igbt上，这样可不受igbt的尺寸限制，可根据需要增大电容的容量或电容的数量，避免了电容设置受限制的问题；并且，正负n母排同时铺设在igbt、二极管和电容的上方，此种布局方式充分利用了空间，使结构紧凑。

技术特征：

1.一种故障穿越组件，其特征在于，包括安装托盘(10)、igbt(21)、至少两个二极管(30)、至少两个连接铜排(41)、电容(51)和正负n母排(60)，所述igbt(21)、所述二极管(30)和所述电容(51)均设置在所述安装托盘(10)上，所述igbt(21)具有两个桥臂，每个所述桥臂通过一个所述连接铜排(41)和一个所述二极管(30)连接，所述正负n母排(60)同时铺设在所述igbt(21)、所述二极管(30)和所述电容(51)的上方。

2.根据权利要求1所述的故障穿越组件，其特征在于，所述正负n母排(60)包括依次设置的正极层、n极层和负极层，相邻两层之间设置有绝缘膜；其中，所述n极层和所述igbt(21)连接，所述正极层、所述负极层分别和一个所述二极管(30)连接。

3.根据权利要求1所述的故障穿越组件，其特征在于，所述igbt(21)的周围具有第一侧、第二侧和端面侧，所述第一侧和所述第二侧相对设置，所述端面侧位于所述第一侧和所述第二侧之间；其中，一个所述二极管(30)位于所述第一侧，另一个所述二极管(30)位于所述第二侧，所述电容(51)位于所述端面侧。

4.根据权利要求1所述的故障穿越组件，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的故障穿越组件，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的故障穿越组件，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的故障穿越组件，其特征在于，所述故障穿越组件还包括驱动板(71)、立式支架(72)和转接板(73)，所述立式支架(72)固定在所述安装托盘(10)上，且所述立式支架(72)位于所述igbt(21)的第一侧，所述驱动板(71)安装在所述立式支架(72)上，所述驱动板(71)通过所述转接板(73)和所述igbt(21)连接，所述驱动板(71)用于控制所述igbt(21)。

8.根据权利要求1所述的故障穿越组件，其特征在于，所述故障穿越组件还包括散热器(22)和支撑底座(23)，所述支撑底座(23)固定在所述安装托盘(10)上，所述散热器(22)位于所述支撑底座(23)，所述散热器(22)的一侧和所述igbt(21)贴合。

9.根据权利要求8所述的故障穿越组件，其特征在于，所述安装托盘(10)为钣金结构，所述安装托盘(10)包括底板(11)和围绕所述底板(11)设置的翻边(12)，所述支撑底座(23)、所述二极管(30)和所述电容(51)均设置在所述底板(11)上；所述安装托盘(10)还包括推拉板(13)，所述推拉板(13)位于所述底板(11)的一侧且和所述翻边(12)连接。

10.一种变流器，其特征在于，所述变流器包括机箱(81)和权利要求1至9中任一项所述的故障穿越组件，所述故障穿越组件安装在所述机箱(81)内。

11.根据权利要求10所述的变流器，其特征在于，所述变流器还包括释能电阻(82)，所述释能电阻(82)安装在所述机箱(81)内，且所述释能电阻(82)位于所述安装托盘(10)外，所述释能电阻(82)的一端和所述连接铜排(41)连接，所述释能电阻(82)的另一端和所述正负n母排(60)的接头连接。

12.根据权利要求10所述的变流器，其特征在于，所述机箱(81)内设置有至少两个导轨(83)，所述安装托盘(10)的相对两侧分别和一个对应的所述导轨(83)滑动配合。

技术总结
本技术提供了一种故障穿越组件及变流器，包括安装托盘、IGBT、至少两个二极管、至少两个连接铜排、电容和正负N母排，IGBT、二极管和电容均设置在安装托盘上，IGBT具有两个桥臂，每个桥臂通过一个连接铜排和一个二极管连接，正负N母排同时铺设在IGBT、二极管和电容的上方。在该方案中，IGBT的两个桥臂均通过连接铜排和二极管连接，这样IGBT中的两个桥臂同时参与工作，提高了IGBT的利用率，降低了组件的总成本；将电容安装在安装托盘上，这样可不受IGBT的尺寸限制，可根据需要增大电容的容量或电容的数量，避免了电容设置受限制的问题；并且，正负N母排同时铺设在IGBT、二极管和电容的上方，此种布局方式充分利用了空间，使结构紧凑。

技术研发人员：包宝军,白晓峰,李佳,郭玉龙
受保护的技术使用者：维谛新能源有限公司
技术研发日：20230725
技术公布日：2024/2/1