[實(shí)用新型]疊層式母線極板

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00253220.4
• 申請日: 2000-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN2456348Y
• 公開（公告）日: 2001-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐穎;吳寶宗;楊貴發(fā);唐戰(zhàn)利;趙劍;常士林;陳佳;馬永昌
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍山榮信電力電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H02G5/00
• 分類號(hào): H02G5/00;H02B1/20
• 代理公司: 沈陽邦達(dá)信專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 張群

本實(shí)用新型是一種應(yīng)用于礦用智能型節(jié)能瓦斯排放器主電路中的疊層式母線極板。

礦用智能型節(jié)能瓦斯排放器，專利號(hào)為ZL97223211.7，主要應(yīng)用于煤礦掘進(jìn)工作面超限瓦斯的自控排放及采煤工作面隅角瓦斯的自控抽放，并且在掘進(jìn)工作面正常通風(fēng)時(shí)，以掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量和確保涌出瓦斯?jié)舛炔怀瑯O限進(jìn)行自控調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量。該裝置從根本上解決了煤礦采用人工方法排放瓦斯的重大課題。

人工方法排放瓦斯的方法，通風(fēng)機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，不能根據(jù)瓦斯?jié)舛鹊拇笮「淖冝D(zhuǎn)數(shù)，調(diào)節(jié)風(fēng)量，使瓦斯?jié)舛瘸薜幕旌蠚怏w進(jìn)入主巷道，使主巷道瓦斯?jié)舛瘸^安全規(guī)定值，即“一風(fēng)吹”排放，容易造成瓦斯排放事故，人員傷亡，礦井報(bào)廢，危害程度極大。現(xiàn)在全國煤礦，每年由于操作失誤，違章“一風(fēng)吹”排放瓦斯而造成的特別重大瓦斯爆炸事故近百起，死亡人數(shù)超過千人。

礦用智能型節(jié)能瓦斯排放器，從根本上解決了排放瓦斯過程中造成瓦斯爆炸事故的隱患，大大降低了瓦斯事故率。此外，在正常通風(fēng)時(shí)，可根據(jù)巷道掘進(jìn)長度的變化，通過變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，以改善掘進(jìn)工作面操作人員的工作環(huán)境，并且還可以節(jié)約原來通風(fēng)機(jī)終年恒速運(yùn)轉(zhuǎn)浪費(fèi)的大量能源。

但是，礦用智能型節(jié)能瓦斯排放器也存在一些問題。礦用智能型節(jié)能瓦斯排放器主回路采用絕緣柵雙極晶體管IGBT(簡稱IGBT模塊)，是把MOS技術(shù)引入功率半導(dǎo)體器件所開創(chuàng)出的新型壓控器件。它同時(shí)兼有功率晶體管的低飽和電壓特性和MOSFET的高開關(guān)速度特性。但是開關(guān)頻率和開關(guān)速度的提高，帶來了一些突出的問題。譬如主電路電流的急劇變化，主電路母線的分布電感所產(chǎn)生的瞬間電壓，如處理不當(dāng)，其幅值足以使IGBT的工作波形超出IGBT的反向偏置安全工作區(qū)RBSOA而導(dǎo)致器件損壞。

瞬間電壓是指在關(guān)斷瞬間流過IGBT的電流被切斷時(shí)所產(chǎn)生的浪涌電壓。如圖1所示為某一相橋臂的電路，假設(shè)電路是理想的，不存在分布電感。由圖1可知，當(dāng)T1管被關(guān)斷時(shí)，由于感性負(fù)載電流i_out不可能突變，它必須通過續(xù)流二極管D2進(jìn)行續(xù)流。T1管二端的電壓V_cel將上升至直流母線電壓V_dc+V_D2(續(xù)流二極管的正向?qū)▔航?值。通常V_dc＞＞V_D2,V_D2可忽略不計(jì)。

但是，在實(shí)際情況下，由于電路存在分布電感，而且IGBT在0.50μs以下即能可靠關(guān)斷，因此，在關(guān)斷瞬間因電流上升率di/dt會(huì)產(chǎn)生很大的瞬間電壓。圖中Lp為直流母線的漏電感。在T1關(guān)斷瞬間，電感Lp阻止負(fù)載電流的減少，在該電感兩端產(chǎn)生阻止母線電流減小的電壓V_LP=L_p·di/dt,V_Lp的極性為右正左負(fù)。它與V_dc相疊加后施加在T1兩端。在極端情況下，該瞬間電壓會(huì)超過IGBT的V_ces額定值并導(dǎo)致T1管損壞。

因此，重視瞬態(tài)電壓問題，研究抑制開關(guān)瞬態(tài)電壓的有效方法，將有助于研究和設(shè)計(jì)人員正確地使用IGBT器件。

本實(shí)用新型的目的就是解決瞬態(tài)電壓問題而提供一種疊層式母線極板，將疊層式母線極板應(yīng)用于MABZ礦用智能型節(jié)能瓦斯排放器主電路中，即可解決瞬態(tài)電壓問題。

本實(shí)用新型內(nèi)容簡述如下：

一種應(yīng)用于瓦斯排放器主電路中的疊層式母線極板，其特征在于：該疊層式母線極板由正極板、負(fù)極板、絕緣板組成，正負(fù)極板由銅板或鋁板制成，中間有絕緣板隔開，三者用絕緣夾墊固定組成一個(gè)整體，其中正、負(fù)極板分別與IGBT模塊及電容器正極、負(fù)極相連接。

本實(shí)用新型瓦斯排放器的主電路由于采用了疊層式母線極板結(jié)構(gòu)，很好地抑制IGBT的瞬態(tài)電壓，保證了瓦斯排放器工作可靠、性能穩(wěn)定。

圖1是用來說明瞬間電感產(chǎn)生情況的某一相橋臂的電路圖。

圖2是疊層式母線極板的結(jié)構(gòu)示意圖。

實(shí)施例：

見圖2，疊層式母線極板主要由正極板1、負(fù)極板3、絕緣板2組成，正極板1和負(fù)極板3由銅板或鋁板制成，中間有絕緣板2隔開，三者用絕緣夾墊4固定組成一個(gè)整體。正、負(fù)極板分別與IGBT模塊及電容器正、負(fù)極相連接，從電磁學(xué)原理可知，當(dāng)上下導(dǎo)電極板的形狀、面積相近，且流過反向電流時(shí)二者所產(chǎn)生的磁場將互相抵消，理論上這時(shí)的母線極板電感為零。從而解決了降低母線分布電感的方法，保證瞬態(tài)電壓的幅值不會(huì)使IGBT的工作波形超出IGBT的反向偏置安全工作區(qū)RBSOA，使瓦斯排放器正常工作。