适用于三电平风电变流器的集成Chopper功率装置的制作方法

allin2025-03-17  48


本发明涉及三电平风电变流器,尤其涉及适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置。


背景技术:

1、在风电变流器并网运行过程中,当电网电压发生低电压或高电压穿越时,母线电压会出现较大的波动,如果不采取合理的控制,过大的能量冲击会造成风电变流器严重损坏。因此,当电网电压发生低电压或高电压穿越时,往往借助chopper功率装置及chopper电阻对风电变流器迅速进行能量泄放,能够有效避免风电变流器的损坏。

2、随着风电变流器技术的不断进步,基于三电平拓扑的风电变流器逐渐成为风电行业的主流产品。传统的两电平风电变流器由于只存在一个母线,故风电变流器在设计时只有一个chopper功率装置;而三电平风电变流器由于存在上、下两级母线,在设计时需要两个chopper功率装置。现有的三电平风电变流器大多采用两个独立的chopper功率装置,分别对上、下两级母线进行能量释放,这种设计存在占地空间大、成本高等一系列缺点。

3、此外,chopper功率装置主要用于对过高母线电压的泄放,然而母线电容与chopper功率装置之间的距离往往较远,不可避免地需要采用较长的线缆进行连接。其中,在chopper功率装置动作的时刻,较长的线缆会引入较大的杂散电感,容易造成igbt的vce关断尖峰过高;若增加小容量的吸收电容能够缓解vce电压尖峰,但是会给系统带来严重的振荡,进而在chopper功率装置运行中埋下安全隐患,降低了可靠性。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的在于提供了适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,占地空间较小,成本较低,安全可靠性较高,具有实用价值和经济价值。

2、第一方面,本发明实施例提供了适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,包括:驱动板、第一chopper组件、第二chopper组件、散热基板、控制板;所述驱动板分别与所述第一chopper组件、所述第二chopper组件连接,所述第一chopper组件、所述第二chopper组件均与所述散热基板连接;所述驱动板、所述第一chopper组件、所述第二chopper组件均与所述控制板连接。

3、优选地,所述第一chopper组件中包括:第一直流电容、第二直流电容、第一层叠母排、第一igbt单元、第一霍尔传感器;所述第二chopper组件中包括:第三直流电容、第四直流电容、第二层叠母排、第二igbt单元、第二霍尔传感器;

4、所述第一igbt单元、所述第二igbt单元均基于igbt模组构成,所述第一igbt单元包括:第一igbt模组、第二igbt模组、第三igbt模组、第四igbt模组;所述第二igbt单元包括:第五igbt模组、第六igbt模组、第七igbt模组、第八igbt模组。

5、优选地,所述第一霍尔传感器、所述第二霍尔传感器均为开环型霍尔传感器,其中,所述第一霍尔传感器、所述第二霍尔传感器分别通过对所述第一igbt单元、所述第二igbt单元的输出电流进行采集并传输至所述控制板,从而实现对所述输出电流的实时检测。

6、优选地,所述igbt模组为半桥拓扑结构,所述igbt模组在工作时,只对下管进行控制,上管一直处于截止状态。

7、优选地,所述第一igbt模组、所述第二igbt模组与所述散热基板的顶部固定连接,所述第三igbt模组、所述第四igbt模组与所述散热基板的底部固定连接;

8、所述第五igbt模组、所述第六igbt模组与所述散热基板的顶部固定连接,所述第七igbt模组、所述第八igbt模组与散热基板的底部固定连接。

9、优选地,所述第一igbt模组、所述第二igbt模组、所述第三igbt模组、所述第四igbt模组之间并联连接;所述第一igbt模组、所述第二igbt模组、所述第三igbt模组、所述第四igbt模组的输出端子、正端子和负端子之间并联连接;

10、所述第五igbt模组、所述第六igbt模组、所述第七igbt模组、所述第八igbt模组之间并联连接;所述第五igbt模组、所述第六igbt模组、所述第七igbt模组、所述第八igbt模组的输出端子、正端子和负端子之间并联连接。

11、优选地,所述第一直流电容、所述第二直流电容之间并联连接,且均通过所述第一层叠母排分别连接所述第一igbt模组、所述第二igbt模组、所述第三igbt模组、所述第四igbt模组的正端子和负端子,所述第一igbt模组、所述第二igbt模组、所述第三igbt模组、所述第四igbt模组的输出端子均与所述第一霍尔传感器连接;

12、所述第三直流电容、所述第四直流电容之间并联连接,且均通过所述第二层叠母排分别连接所述第五igbt模组、所述第六igbt模组、所述第七igbt模组、所述第八igbt模组的正端子和负端子,所述第五igbt模组、所述第六igbt模组、所述第七igbt模组、所述第八igbt模组的输出端子均与所述第二霍尔传感器连接。

13、优选地,所述第一chopper组件中还包括:第一信号转接板、第二信号转接板;所述第二chopper组件中还包括:第三信号转接板、第四信号转接板;

14、所述第一信号转接板、所述第二信号转接板、所述第三信号转接板、所述第四信号转接板中均包括igbt门极驱动电阻、igbt饱和压降检测电路。

15、优选地,所述驱动板分别通过双绞线与所述第一信号转接板、所述第二信号转接板、所述第三信号转接板、所述第四信号转接板连接;

16、所述第一信号转接板分别与所述第一igbt模组、所述第二igbt模组以焊接的方式固定连接,所述第二信号转接板分别与所述第三igbt模组、所述第四igbt模组以焊接的方式固定连接;

17、所述第三信号转接板分别与所述第五igbt模组、所述第六igbt模组以焊接的方式固定连接,所述第四信号转接板分别与所述第七igbt模组、所述第八igbt模组以焊接的方式固定连接。

18、本发明带来的有益效果如下:

19、本发明通过对两个独立的chopper组件进行集成优化设计,得到了适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,大大降低了整体成本。其中,通过在chopper功率组件中增加直流电容以及层叠母排,能够有效降低回路的杂散电感,确保igbt模组能够安全可靠地进行运行工作。

20、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

21、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。



技术特征:

1.适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,包括:驱动板、第一chopper组件、第二chopper组件、散热基板、控制板;所述驱动板分别与所述第一chopper组件、所述第二chopper组件连接,所述第一chopper组件、所述第二chopper组件均与所述散热基板连接;所述驱动板、所述第一chopper组件、所述第二chopper组件均与所述控制板连接。

2.根据权利要求1所述的适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,所述第一chopper组件中包括:第一直流电容、第二直流电容、第一层叠母排、第一igbt单元、第一霍尔传感器;所述第二chopper组件中包括:第三直流电容、第四直流电容、第二层叠母排、第二igbt单元、第二霍尔传感器;

3.根据权利要求2所述的适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,所述第一霍尔传感器、所述第二霍尔传感器均为开环型霍尔传感器,其中,所述第一霍尔传感器、所述第二霍尔传感器分别通过对所述第一igbt单元、所述第二igbt单元的输出电流进行采集并传输至所述控制板,从而实现对所述输出电流的实时检测。

4.根据权利要求2所述的适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,所述igbt模组为半桥拓扑结构,所述igbt模组在工作时,只对下管进行控制,上管一直处于截止状态。

5.根据权利要求2所述的适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,所述第一igbt模组、所述第二igbt模组与所述散热基板的顶部固定连接,所述第三igbt模组、所述第四igbt模组与所述散热基板的底部固定连接;

6.根据权利要求2所述的适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,所述第一igbt模组、所述第二igbt模组、所述第三igbt模组、所述第四igbt模组之间并联连接;所述第一igbt模组、所述第二igbt模组、所述第三igbt模组、所述第四igbt模组的输出端子、正端子和负端子之间并联连接;

7.根据权利要求2所述的适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,所述第一直流电容、所述第二直流电容之间并联连接,且均通过所述第一层叠母排分别连接所述第一igbt模组、所述第二igbt模组、所述第三igbt模组、所述第四igbt模组的正端子和负端子,所述第一igbt模组、所述第二igbt模组、所述第三igbt模组、所述第四igbt模组的输出端子均与所述第一霍尔传感器连接;

8.根据权利要求2所述的适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,所述第一chopper组件中还包括:第一信号转接板、第二信号转接板;所述第二chopper组件中还包括:第三信号转接板、第四信号转接板;

9.根据权利要求8所述的适用于三电平风电变流器的集成chopper功率装置,其特征在于,所述驱动板分别通过双绞线与所述第一信号转接板、所述第二信号转接板、所述第三信号转接板、所述第四信号转接板连接;


技术总结
本发明公开了适用于三电平风电变流器的集成Chopper功率装置,包括:驱动板、第一Chopper组件、第二Chopper组件、散热基板、控制板;所述驱动板分别与所述第一Chopper组件、所述第二Chopper组件连接,所述第一Chopper组件、所述第二Chopper组件均与所述散热基板连接;所述驱动板、所述第一Chopper组件、所述第二Chopper组件均与所述控制板连接。本发明提供的装置,占地空间较小,成本较低,安全可靠性较高,具有实用价值和经济价值。

技术研发人员:张明,石鹏,袁钥,董凡,安军鹏
受保护的技术使用者:天津瑞源电气有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-19287.html

最新回复(0)