靜止無功發(fā)生器功率模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種靜止無功發(fā)生器功率模塊。其目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、電感量小的靜止無功發(fā)生器功率模塊。本實(shí)用新型包括模塊框架、電容器、絕緣柵雙極型晶體管、散熱器和疊式母排，模塊框架上設(shè)置有交流接線端子，殼體內(nèi)部安裝有電容器，散熱器安裝在電容器上面設(shè)置的散熱風(fēng)道內(nèi)。散熱風(fēng)道外壁上設(shè)置有兩個絕緣柵雙極型晶體管,晶體管的交流接線端與交流接線端子連接，晶體管的負(fù)接線端與疊式母排的負(fù)極板連接，疊式母排的負(fù)極板底端與電容器的電容器負(fù)極端子連接，晶體管的正接線端與疊式母排的正極板連接，疊式母排的正極板底端與電容器的電容器正極端子連接，在疊式母排負(fù)極板與正極板之間設(shè)置有第二絕緣板。
【專利說明】靜止無功發(fā)生器功率模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及配電供電領(lǐng)域，特別是涉及靜止無功發(fā)生器功率模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，逆變器技術(shù)得到了大力發(fā)展，靜止無功發(fā)生器(即:SVG)已經(jīng)大量投入使用，靜止無功發(fā)生器的核心是逆變電源技術(shù)，其核心器件是由絕緣柵雙極型晶體管(即:IGBT)組成的自換相橋式電路。其中要求絕緣柵雙極型晶體管與電容之間的連接母排電感量要小，即低電感母線，這樣可以大幅降低浪涌電壓，使絕緣柵雙極型晶體管在工作時不會被擊穿。目前采用的兩種技術(shù)又都有各自的缺點(diǎn):
[0003]1、采用電纜絞線或者單根母排作為靜止無功發(fā)生器的母排，這種母排結(jié)構(gòu)簡單、造價低，但是母排的電感較大，容易使絕緣柵雙極型晶體管在工作時擊穿。
[0004]2、采用疊層復(fù)合母排作為靜止無功發(fā)生器的母排，這種母排電感量低，但是價格較高，不適于大規(guī)模普及型使用。而且在結(jié)構(gòu)方面要求絕緣柵雙極型晶體管與電容的引腳位于同一平面，安裝結(jié)構(gòu)受到限制，不能很好的利用空間。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、電感量小的靜止無功發(fā)生器功率模塊。
[0006]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，包括模塊框架和電容器，模塊框架頂端設(shè)置有絕緣柱，絕緣柱頂端安裝有交流接線端子，模塊框架內(nèi)部的下部位置安裝有電容器，電容器前端設(shè)置有多個電容器正極端子和多個電容器負(fù)極端子，其中:還包括絕緣柵雙極型晶體管、散熱風(fēng)道、散熱器和疊式母排，散熱風(fēng)道位于電容器上面，散熱風(fēng)道的兩端分別與模塊框架兩側(cè)內(nèi)壁上開設(shè)的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口連接，在散熱風(fēng)道內(nèi)部安裝有散熱器，散熱風(fēng)道前端的外壁上設(shè)置有兩個絕緣柵雙極型晶體管，絕緣柵雙極型晶體管上端設(shè)置的交流接線端與模塊框架頂端設(shè)置的交流接線端子連接，絕緣柵雙極型晶體管下端設(shè)置的負(fù)接線端與疊式母排的負(fù)極板頂端連接，疊式母排的負(fù)極板底端與電容器前端設(shè)置的電容器負(fù)極端子連接，絕緣柵雙極型晶體管下端設(shè)置的正接線端與疊式母排的正極板頂端連接，疊式母排的正極板底端與電容器前端設(shè)置的電容器正極端子連接，在疊式母排負(fù)極板與正極板之間設(shè)置有第二絕緣板。
[0007]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，其中所述電容器的后端和左右兩側(cè)都設(shè)置有固定螺栓，電容器通過固定螺栓與模塊框架的內(nèi)壁連接。
[0008]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，其中所述電容器為五個，各電容器之間并聯(lián)連接，在電容器前端并排設(shè)置有五個電容器正極端子和五個電容器負(fù)極端子，五個電容器負(fù)極端子分別位于五個電容器正極端子上方。
[0009]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，其中所述散熱風(fēng)道由第一絕緣板制成，散熱風(fēng)道通過后端設(shè)置的安裝架固定安裝在模塊框架的內(nèi)壁上。
[0010]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，其中所述模塊框架頂端設(shè)置有四個絕緣柱，四個絕緣柱下端穿過模塊框架與散熱風(fēng)道的頂端連接，每個絕緣柵雙極型晶體管上端設(shè)置有兩個交流接線端，交流接線端分別與交流接線端子連接。
[0011]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，其中所述疊式母排又包括水平正極板、水平負(fù)極板、豎直正極板、豎直負(fù)極板和第二絕緣板，水平正極板后端與兩個絕緣柵雙極型晶體管下端的正接線端連接，水平正極板前端與豎直正極板的頂端焊接，豎直正極板下部與電容器前端設(shè)置的電容器正極端子連接，水平負(fù)極板后端與兩個絕緣柵雙極型晶體管下端的負(fù)接線端連接，水平負(fù)極板前端與豎直負(fù)極板的頂端焊接，豎直負(fù)極板下部與電容器前端設(shè)置的電容器負(fù)極端子連接，水平正極板位于水平負(fù)極板下面，豎直正極板位于豎直負(fù)極板后面，在豎直正極板上并排開設(shè)有多方形通孔，電容器前端設(shè)置的電容器負(fù)極端子分別穿過方形通孔并且不與豎直正極板接觸，在水平負(fù)極板和水平正極板、豎直負(fù)極板和豎直正極板之間都夾有第二絕緣板。
[0012]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，其中所述疊式母排的正極板和負(fù)極板采用2mm厚的銅板制成。
[0013]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，其中所述第二絕緣板采用0.5_厚的聚碳Ife酷制成。
[0014]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、電感量小、母排形狀巧妙。絕緣柵雙極型晶體管、散熱器、電容器和疊式母排結(jié)構(gòu)安裝合理，對有限的空間進(jìn)行了充分的利用。疊式母排形狀巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，絕緣柵雙極型晶體管與電容器的引腳不必局限于同一平面。疊式母排不僅安裝方法簡單，而且大大降低了連接母排的電感量，大幅度的降低了浪涌電壓，保證絕緣柵雙極型晶體管不會被擊穿。散熱器的安裝能夠?qū)^緣柵雙極型晶體管起到良好的散熱作用，延長了絕緣柵雙極型晶體管的使用壽命。
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊作進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊的主視圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊的側(cè)視圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊中疊式母排正極板的主視圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊中疊式母排正極板的側(cè)視圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊中疊式母排負(fù)極板的主視圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊中疊式母排負(fù)極板的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1、圖2所示，為本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，包括模塊框架1、絕緣柵雙極型晶體管2、散熱風(fēng)道3、散熱器4、疊式母排和五個電容器5。靜止無功發(fā)生器的功率模塊設(shè)置有長方體形的模塊框架1，模塊框架I內(nèi)部設(shè)置有空腔，在空腔底部固定有電容器支架，五個電容器5并聯(lián)后安裝在電容器支架上，并通過電容器5后端和左右兩側(cè)的固定螺栓將電容器5固定安裝在空腔內(nèi)，電容器5前端并排設(shè)置有五個電容器正極端子9和五個電容器負(fù)極端子10，五個電容器負(fù)極端子10分別位于五個電容器正極端子9上方。電容器5的上面設(shè)置有由第一絕緣板制成的散熱風(fēng)道3，散熱風(fēng)道3后端設(shè)置有安裝架8，通過安裝架8將散熱風(fēng)道3固定安裝在模塊框架I的內(nèi)壁上，散熱風(fēng)道3頂端與四個絕緣柱的底端連接，四個絕緣柱的頂端穿過模塊框架I頂端開設(shè)的通孔伸出模塊框架I內(nèi)部，四個絕緣柱的頂端分別安裝有交流接線端子6。在模塊框架I左右兩側(cè)的內(nèi)壁上分別開設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，散熱風(fēng)道3的兩端分別與進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口連接，在散熱風(fēng)道3內(nèi)部安裝有散熱器4。散熱風(fēng)道3前端第一絕緣板的外壁上并排設(shè)置有兩個絕緣柵雙極型晶體管2，絕緣柵雙極型晶體管2通過銅制螺栓固定在第一絕緣板上，銅制螺栓后端伸入到散熱風(fēng)道3內(nèi)部并與散熱器4接觸，在絕緣柵雙極型晶體管2工作時，絕緣柵雙極型晶體管2產(chǎn)生的熱量可通過銅制螺栓傳遞給散熱器4，從而達(dá)到散熱器4對絕緣柵雙極型晶體管2進(jìn)行散熱的目的。每個絕緣柵雙極型晶體管2上端設(shè)置有兩個交流接線端7，下端設(shè)置有一個正接線端和一個負(fù)接線端。兩個絕緣柵雙極型晶體管2上端的交流接線端7分別與模塊框架I頂端外面的交流接線端子6連接。兩個絕緣柵雙極型晶體管2下端設(shè)置的兩個正接線端和兩個負(fù)接線端分別與疊式母排的上端連接，疊式母排的下端與電容器5前端設(shè)置的五個電容器正極端子9和五個電容器負(fù)極端子10連接。
[0023]如圖3、圖4、圖5和圖6所示，疊式母排包括水平正極板13、水平負(fù)極板14、豎直正極板11、豎直負(fù)極板12和第二絕緣板15。水平正極板13后端開設(shè)的第三固定孔17分別與兩個絕緣柵雙極型晶體管2下端的正接線端連接，水平正極板13前端與豎直正極板11的頂端焊接，豎直正極板11下部并排開設(shè)有五個第四固定孔18，五個第四固定孔18分別與電容器5前端并排設(shè)置的五個電容器正極端子9連接。水平負(fù)極板14后端開設(shè)的第一固定孔19分別與兩個絕緣柵雙極型晶體管2下端的負(fù)接線端連接，水平負(fù)極板14前端與豎直負(fù)極板12的頂端焊接，豎直負(fù)極板12下部并排開設(shè)有五個第二固定孔20，五個第二固定孔20分別與電容器5前端并排設(shè)置的五個電容器負(fù)極端子10連接。水平正極板13位于水平負(fù)極板14下面，豎直正極板11位于豎直負(fù)極板12后面，在豎直正極板11上并排開設(shè)有五個方形通孔16，電容器5前端設(shè)置的五個電容器負(fù)極端子10分別穿過五個方形通孔16并且不與豎直正極板11接觸。在水平負(fù)極板14和水平正極板13、豎直負(fù)極板12和豎直正極板11之間都夾有第二絕緣板15，防止負(fù)極板與正極板之間發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象。水平正極板13、水平負(fù)極板14、豎直正極板11和豎直負(fù)極板12都采用2mm厚的銅板制成，第二絕緣板15采用0.5mm厚的聚碳酸酯制成。
[0024]本實(shí)用新型在工作時，將靜止無功發(fā)生器功率模塊并聯(lián)在電網(wǎng)中，模塊框架I頂端的交流接線端子6與交流側(cè)連接，電容器5前端設(shè)置的電容器正極端子9和電容器負(fù)極端子10與直流側(cè)連接，通過調(diào)節(jié)絕緣柵雙極型晶體管2的開關(guān)，控制由直流逆變到交流時電壓的幅值和相位，根據(jù)檢測系統(tǒng)所需的無功量快速發(fā)出幅值和相位相反的無功，實(shí)現(xiàn)無功的平衡。
[0025]本實(shí)用新型靜止無功發(fā)生器功率模塊，絕緣柵雙極型晶體管2、散熱器4、電容器5和疊式母排結(jié)構(gòu)安裝合理，對有限的空間進(jìn)行了充分的利用。疊式母排形狀巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，絕緣柵雙極型晶體管2與電容器5的引腳不必局限于同一平面。疊式母排不僅安裝方法簡單，而且大大降低了連接母排的電感量，大幅度的降低了浪涌電壓，保證絕緣柵雙極型晶體管2不會被擊穿。散熱器4的安裝能夠?qū)^緣柵雙極型晶體管2起到良好的散熱作用，延長了絕緣柵雙極型晶體管2的使用壽命。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、電感量小、母排形狀巧妙，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
[0026]以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種靜止無功發(fā)生器功率模塊，包括模塊框架(I)和電容器(5)，模塊框架(I)頂端設(shè)置有絕緣柱，絕緣柱頂端安裝有交流接線端子￠)，模塊框架(I)內(nèi)部的下部位置安裝有電容器(5)，電容器(5)前端設(shè)置有多個電容器正極端子(9)和多個電容器負(fù)極端子(10)，其特征在于:還包括絕緣柵雙極型晶體管(2)、散熱風(fēng)道(3)、散熱器(4)和疊式母排，散熱風(fēng)道(3)位于電容器(5)上面，散熱風(fēng)道(3)的兩端分別與模塊框架(I)兩側(cè)內(nèi)壁上開設(shè)的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口連接，在散熱風(fēng)道(3)內(nèi)部安裝有散熱器(4)，散熱風(fēng)道(3)前端的外壁上設(shè)置有兩個絕緣柵雙極型晶體管(2)，絕緣柵雙極型晶體管(2)上端設(shè)置的交流接線端(7)與模塊框架(I)頂端設(shè)置的交流接線端子(6)連接，絕緣柵雙極型晶體管(2)下端設(shè)置的負(fù)接線端與疊式母排的負(fù)極板頂端連接，疊式母排的負(fù)極板底端與電容器(5)前端設(shè)置的電容器負(fù)極端子(10)連接，絕緣柵雙極型晶體管(2)下端設(shè)置的正接線端與疊式母排的正極板頂端連接，疊式母排的正極板底端與電容器(5)前端設(shè)置的電容器正極端子(9)連接，在疊式母排負(fù)極板與正極板之間設(shè)置有第二絕緣板(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器功率模塊，其特征在于:所述電容器(5)的后端和左右兩側(cè)都設(shè)置有固定螺栓，電容器(5)通過固定螺栓與模塊框架(I)的內(nèi)壁連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器功率模塊，其特征在于:所述電容器(5)為五個，各電容器(5)之間并聯(lián)連接，在電容器(5)前端并排設(shè)置有五個電容器正極端子(9)和五個電容器負(fù)極端子(10)，五個電容器負(fù)極端子(10)分別位于五個電容器正極端子(9)上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器功率模塊，其特征在于:所述散熱風(fēng)道(3)由第一絕緣板制成，散熱風(fēng)道(3)通過后端設(shè)置有安裝架(8)固定安裝在模塊框架(I)的內(nèi)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器功率模塊，其特征在于:所述模塊框架(I)頂端設(shè)置有四個絕緣柱，四個絕緣柱下端穿過模塊框架(I)與散熱風(fēng)道(3)的頂端連接，每個絕緣柵雙極型晶體管(2)上端設(shè)置有兩個交流接線端(7)，交流接線端(7)分別與交流接線端子(6)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜止無功發(fā)生器功率模塊，其特征在于:所述疊式母排又包括水平正極板(13)、水平負(fù)極板(14)、豎直正極板(11)、豎直負(fù)極板(12)和第二絕緣板(15)，水平正極板(13)后端與兩個絕緣柵雙極型晶體管(2)下端的正接線端連接，水平正極板(13)前端與豎直正極板(11)的頂端焊接，豎直正極板(11)下部與電容器(5)前端設(shè)置的電容器正極端子(9)連接，水平負(fù)極板(14)后端與兩個絕緣柵雙極型晶體管(2)下端的負(fù)接線端連接，水平負(fù)極板(14)前端與豎直負(fù)極板(12)的頂端焊接，豎直負(fù)極板(12)下部與電容器(5)前端設(shè)置的電容器負(fù)極端子(10)連接，水平正極板(13)位于水平負(fù)極板(14)下面，豎直正極板(11)位于豎直負(fù)極板(12)后面，在豎直正極板(11)上并排開設(shè)有多方形通孔(16)，電容器(5)前端設(shè)置的電容器負(fù)極端子(10)分別穿過方形通孔(16)并且不與豎直正極板(11)接觸，在水平負(fù)極板(14)和水平正極板(13)、豎直負(fù)極板(12)和豎直正極板(11)之間都夾有第二絕緣板(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器功率模塊，其特征在于:所述疊式母排的正極板和負(fù)極板采用2mm厚的銅板制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器功率模塊，其特征在于:所述第二絕緣板 (15)采用0.5mm厚的聚碳酸酯制成。
【文檔編號】H05K7/20GK204089612SQ201420282352
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】李青春, 閆文金, 段海雁 申請人:天津市先導(dǎo)倍爾電氣有限公司