一種用于t型三電平變流器的疊層母排的制作方法
【專利摘要】一種用于T型三電平變流器的疊層母排，包含疊壓在一起的七層，依次為：第一層絕緣層、第二層電容正母排、第三層絕緣層、第四層電容零母排、第五層絕緣層、第六層電容負母排和第七層絕緣層，第二層電容正母排具有該疊層母排的一個正輸入端和三相正輸出端，第四層電容零母排具有該疊層母排的一個零輸入端和N個零輸出端，N為大于等于3的正整數(shù)，其中的3個零輸出端組成該疊層母排三項零輸出端，第六層電容負母排具有該疊層母排的一個負輸入端和三相負輸出端；電容疊層母排電容的布局結(jié)構(gòu)有效的降低了變流器中環(huán)流回路的寄生電感，從而減小了變流器中開關器件在關斷時刻的峰值電壓，所述疊層母排中各電容布局上的均勻?qū)ΨQ，也保證各個母線電容的均流特性。
【專利說明】—種用于T型三電平變流器的疊層母排【技術(shù)領域】[0001]本實用新型涉及三電平變流器【技術(shù)領域】，具體涉及一種用于T型三電平變流器的疊層母排。
【背景技術(shù)】
[0002]在大功率光伏并網(wǎng)逆變器中，普遍使用電力電子半導體開關器件絕緣柵型雙極性晶體管(IGBT)作為開關器件，在開關器件開關動作過程中需要母線電容的支撐，提供環(huán)流回路?，F(xiàn)代電力電子開關器件的性能越來越好，開關速度越來越快，對環(huán)流回路寄生參數(shù)的要求也越來越高。母線電容的固定和安裝方式一般采用母排固定的方式，其中應用疊層母排固定電容的方式因其寄生參數(shù)較小，受到廣泛的應用。
[0003]三電平變流器因其工作過程中輸出電能質(zhì)量較好，系統(tǒng)電性能優(yōu)良、穩(wěn)定性高的優(yōu)點，已經(jīng)逐漸成為產(chǎn)品的主流。在光伏并網(wǎng)逆變器中三電平變流器主要應用于中小功率型逆變器。在大功率逆變器中，三電平還沒有得到廣泛的應用。
[0004]基于三電平變流器的疊層母排有別于兩電平變流器的疊層母排，在端子設定、疊層電位設計、環(huán)流回路設計等方面需要有特殊的要求。目前，對于T型三電平變流器中直流母線電容疊層母排的應用還甚少，需要進一步深入研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種用于T型三電平變流器的疊層母排，本實用新型用于安裝和固定變流器的直流母線電容，結(jié)合變流器中電路回路對母線電容的安裝布局進行設計，有效的減小了回路中的寄生電感，從而減小了開關器件的峰值電壓；同時疊層母排中各并聯(lián)直流母線電容的安裝位置排布對稱，使各并聯(lián)支路中直流母線電容的紋波電流比較均勻，有益于延長母線電容的壽命。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種用于T型三電平變流器的疊層母排，所述疊層母排包含疊壓在一起的七層，依次為:第一層絕緣層L1、第二層電容正母排L2、第三層絕緣層L3、第四層電容零母排L4、第五層絕緣層L5、第六層電容負母排L6和第七層絕緣層L7，所述第二層電容正母排L2具有該疊層母排的一個正輸入端和三相正輸出端，所述第四層電容零母排L4具有該疊層母排的一個零輸入端和N個零輸出端，N為大于等于3的正整數(shù)，其中的3個零輸出端組成三項零輸出端，所述第六層電容負母排L6具有該疊層母排的一個負輸入端和三相負輸出端；所述第二層電容正母排L2、第四層電容零母排L4、第六層電容負母排L6的正輸入端、零輸入端和負輸入端上下錯落分布；所述第二層電容正母排L2、第四層電容零母排L4、第六層電容負母排L6的三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端均上下錯落分布；所述正輸入端、零輸入端和負輸入端為變流器的正輸入端、零輸入端和負輸入端，所述三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端分別與變流器的三相功率模塊各相的輸入端分別對應相連。[0008]所述疊壓在一起的七層通過熱壓合成一個整體或七層材料疊層后，通過螺釘壓緊。
[0009]所述疊層母排的各層均為長方形，第二層電容正母排L2的一個正輸入端位于長方形較短的一側(cè)的正中間位置，三項正輸出端位于疊層母排較長的一側(cè)，并均勻分布；所述第四層電容零母排L4的一個零輸入端位于長方形較短的一側(cè)靠后位置，三項零輸出端位于疊層母排較長的一側(cè)，分別比第二層電容正母排L2的三項正輸出端靠右設置并均勻分布；所述第六層電容負母排L6的一個負輸入端位于長方形較短的一側(cè)靠前位置，三相負輸出端位于疊層母排較長的一側(cè)，分別比第二層電容正母排L2的三項正輸出端靠左設置并均勻分布。
[0010]所述疊層母排的正輸入端、零輸入端和負輸入端均勻的分布在長方形疊層母排較短的一側(cè)，所述疊層母排的三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端均勻的分布在長方形疊層母排較長的一側(cè)，并且每相的三個輸出端按照相同的順序依次排列。
[0011]所述疊層母排上用來安裝母線電容的孔位分為三部分，分別為第一區(qū)域A、第二區(qū)域B和第三區(qū)域C，每個區(qū)域內(nèi)都開有由兩組電容串聯(lián)的安裝孔位，并且每組電容是由多個電容并聯(lián)組成。
[0012]所述安裝孔位的方向與疊層母排輸出端的方向平行。
[0013]所述疊層母排的第一層絕緣層L1、第三層絕緣層L3、第五層絕緣層L5和第七層絕緣層L7的材料均為絕緣紙。
[0014]本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0015]1、由于固定每個母線電容兩個端子的孔位方向與疊層母排輸出端的方向平行，母線電容環(huán)流路徑短，所以本實用新型提供的用于T型三電平變流器的疊層母排，它的回路電感較小，有效的減小了開關集電極的過電壓，提高了電力電子開關器件工作的可靠性。
[0016]2、本實用新型提供的用于T型三電平變流器的疊層母排空間排布對稱，使固定在疊層母排上的各個母線電容的電流紋波比較均勻，有益于延長母線電容的壽命。
[0017]3、本實用新型提供的用于T型三電平變流器的疊層母排結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為T型三電平變流器的疊層母排分層結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2為T型三電平變流器單模塊的基本電路原理圖。
[0020]圖3為第二層電容正母排、第四層電容零母排、第六層電容負母排示意圖。
[0021]圖4為第六層電容負母排詳細示意圖。
[0022]圖5為第二層電容正母排和第四層電容零母排之間電容放電原理圖。
[0023]圖6為第二層電容正母排和第四層電容零母排之間電容放電過程母排中電流示意圖。
[0024]圖7為第六層電容負母排和第四層電容零母排之間電容充電原理圖。
[0025]圖8為第六層電容負母排和第四層電容零母排之間電容充電過程母排中電流示意圖。
[0026]圖9為疊層母排安裝電容的空間布局圖。【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0028]如圖1所示，本實用新型一種用于T型三電平變流器的疊層母排，包含疊壓在一起的七層，依次為:第一層絕緣層L1、第二層電容正母排L2、第三層絕緣層L3、第四層電容零母排L4、第五層絕緣層L5、第六層電容負母排L6和第七層絕緣層L7，所述第二層電容正母排L2具有該疊層母排的一個正輸入端和三相正輸出端，所述第四層電容零母排L4具有該疊層母排的一個零輸入端和N個零輸出端，N為大于等于3的正整數(shù)，其中的3個零輸出端組成該疊層母排三項零輸出端，所述第六層電容負母排L6具有該疊層母排的一個負輸入端和三相負輸出端；本實施例疊壓在一起的七層通過熱壓合成一個整體。
[0029]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述疊層母排的各層均為長方形，第二層電容正母排L2的一個正輸入端位于長方形較短的一側(cè)的正中間位置，三項正輸出端位于疊層母排較長的一側(cè)，并均勻分布；所述第四層電容零母排L4的一個零輸入端位于長方形較短的一側(cè)靠后位置，三項零輸出端位于疊層母排較長的一側(cè)，分別比第二層電容正母排L2的三項正輸出端靠右設置并均勻分布；所述第六層電容負母排L6的一個負輸入端位于長方形較短的一側(cè)靠前位置，三相負輸出端位于疊層母排較長的一側(cè)，分別比第二層電容正母排L2的三項正輸出端靠左設置并均勻分布。
[0030]作為本發(fā)明進一步的優(yōu)選實施方式，所述疊層母排的正輸入端、零輸入端和負輸入端均勻的分布在長方形疊層母排較短的一側(cè)，所述疊層母排的三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端均勻的分布在長方形疊層母排較長的一側(cè)，并且每相的三個輸出端按照相同的順序依次排列。
[0031]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述疊層母排上用來安裝母線電容的孔位分為三部分，分別為第一區(qū)域A、第二區(qū)域B和第三區(qū)域C，每個區(qū)域內(nèi)都開有由兩組電容串聯(lián)的安裝孔位，并且每組電容是由多個電容并聯(lián)組成。第一區(qū)域A、第二區(qū)域B和第三區(qū)域C分別對應疊層母排三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端的三相。
[0032]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，固定每個母線電容兩個端子的孔位方向與疊層母排輸出端的方向平行。
[0033]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述疊層母排的第一層絕緣層L1、第三層絕緣層L3、第五層絕緣層L5和第七層絕緣層L7的材料均為絕緣紙。
[0034]如圖2所示，為T型三電平變流器單模塊的基本電路原理圖，該電路由疊層母排、電容以及T型三電平變流器模塊組成。其中P1、Z1、NI分別是疊層母排的正輸入端、零輸入端、負輸入端。PC、ZC、NC分別是第二層電容正母排L2接母線電容的連接點位、第四層電容零母排L4接母線電容的連接點位和第六層電容負母排L6接母線電容的連接點位。P2X、Z2X、N2X分別表示疊層母排的正輸出端、零輸出端、負輸出端。其中X可表示為A、B、C，P2A表不對應于A相的輸出端，P2B表不對應于B相的輸出端，P2C表不對應于C相的輸出端，AC是單相功率模塊的輸出端。圖2中P1、PC、P2X同在電容正母排L2層；Z1、ZC、Z2X同在電容零母排L4層；N1、NC、N2X同在電容負母排L6層。其中P1、Z1、NI為T型三電平變流器單模塊的直流輸入端，P2X、Z2X、N2X為母線疊層母排的輸出端，并且與各相功率模塊的輸入端相連接。
[0035]如圖3所示，為疊層母排中的第二層電容正母排、第四層電容零母排、第六層電容負母排示意圖，其中各個標號對應的位置與圖2中各標號相對應。
[0036]如圖4所示，為疊層母排的第六層電容負母排詳細示意圖，其中各個標號對應的位置與圖2中各標號相對應。
[0037]如圖5和圖6所示，為第二層電容正母排和第四層電容零母排之間的母線電容放電時候的電流路徑原理圖和對應的在母排上的電流走向示意圖。
[0038]如圖7和圖8所示，為第六層電容負母排和第四層電容零母排之間的母線電容充電時候的電流路徑原理圖和對應的在母排上的電流走向示意圖。
[0039]如圖9所示，為疊層母排上安裝有N個母線電容的示意圖，所有電容采用空間均勻排布的方式，電容均流性好。所述第二層電容正母排L2、第四層電容零母排L4、第六層電容負母排L6的正輸入端、零輸入端和負輸入端上下錯落分布；所述第二層電容正母排L2、第四層電容零母排L4、第六層電容負母排L6的三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端均上下錯落分布；所述疊層母排每相并聯(lián)電容的位置與母排每相輸出端在布局上是對稱的，這樣可以使每個并聯(lián)電容上的電流達到均衡，起到均流作用。所述正輸入端、零輸入端和負輸入端為變流器的正輸入端、零輸入端和負輸入端，所述三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端分別與變流器的三相功率模塊各相的輸入端分別對應相連。
【權(quán)利要求】
1.一種用于T型三電平變流器的疊層母排，其特征在于:所述疊層母排包含疊壓在一起的七層，依次為:第一層絕緣層(LI)、第二層電容正母排(L2)、第三層絕緣層(L3)、第四層電容零母排(L4)、第五層絕緣層(L5)、第六層電容負母排(L6)和第七層絕緣層(L7)，所述第二層電容正母排(L2)具有該疊層母排的一個正輸入端和三相正輸出端，所述第四層電容零母排(L4)具有該疊層母排的一個零輸入端和N個零輸出端，N為大于等于3的正整數(shù)，其中的3個零輸出端組成該疊層母排三項零輸出端，所述第六層電容負母排(L6)具有該疊層母排的一個負輸入端和三相負輸出端；所述第二層電容正母排(L2)、第四層電容零母排(L4)、第六層電容負母排(L6)的正輸入端、零輸入端和負輸入端上下錯落分布；所述第二層電容正母排(L2)、第四層電容零母排(L4)、第六層電容負母排(L6)的三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端均上下錯落分布；所述正輸入端、零輸入端和負輸入端為變流器的正輸入端、零輸入端和負輸入端，所述三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端分別與變流器的三相功率模塊各相的輸入端分別對應相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于T型三電平變流器的疊層母排，其特征在于:所述疊壓在一起的七層通過熱壓合成一個整體或七層材料疊層后，通過螺釘壓緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于T型三電平變流器的疊層母排，其特征在于:所述疊層母排的各層均為長方形，第二層電容正母排(L2)的一個正輸入端位于長方形較短的一側(cè)的正中間位置，三項正輸出端位于疊層母排較長的一側(cè)，并均勻分布；所述第四層電容零母排(L4)的一個零輸入端位于長方形較短的一側(cè)靠后位置，三項零輸出端位于疊層母排較長的一側(cè)，分別比第二層電容正母排(L2)的三項正輸出端靠右設置并均勻分布；所述第六層電容負母排(L6)的一個負輸入端位于長方形較短的一側(cè)靠前位置，三相負輸出端位于疊層母排較長的一側(cè)，分別比第二層電容正母排(L2)的三項正輸出端靠左設置并均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于T型三電平變流器的疊層母排，其特征在于:所述疊層母排的正輸入端、零輸入端和負輸入端均勻的分布在長方形疊層母排較短的一側(cè)，所述疊層母排的三相正輸出端、三項零輸出端和三相負輸出端均勻的分布在長方形疊層母排較長的一側(cè)，并且每相的三個輸出端按照相同的順序依次排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于T型三電平變流器的疊層母排，其特征在于:所述疊層母排上用來安裝母線電容的孔位分為三部分，分別為第一區(qū)域(A)、第二區(qū)域(B)和第三區(qū)域(C)，每個區(qū)域內(nèi)都開有由兩組電容串聯(lián)的安裝孔位，并且每組電容是由多個電容并聯(lián)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于T型三電平變流器的疊層母排，其特征在于:所述安裝孔位的方向與疊層母排輸出端的方向平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于T型三電平變流器的疊層母排，其特征在于:所述疊層母排的第一層絕緣層(LI)、第三層絕緣層(L3)、第五層絕緣層(L5)和第七層絕緣層(L7)的材料均為絕緣紙。
【文檔編號】H02M7/00GK203504422SQ201320456622
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】趙明, 楊有濤, 余宗洋 申請人:特變電工新疆新能源股份有限公司, 特變電工西安電氣科技有限公司