[實(shí)用新型]風(fēng)電變流器的功率模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220300009.0
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN202713172U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高緒華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/00
• 分類號(hào): H02M7/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)電變流器的功率模塊，更具體地講，涉及一種具有分別作為單相橋臂的三個(gè)功率單元的風(fēng)電變流器的功率模塊。

背景技術(shù)

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。我國風(fēng)能資源豐富，近幾年來，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尤其是海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正向著大功率方向發(fā)展，已經(jīng)有很多風(fēng)力發(fā)電機(jī)組廠家開始研制10MW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。風(fēng)電變流器可以優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行，改善風(fēng)機(jī)效率和傳輸鏈的工作狀況，減少發(fā)電機(jī)損耗，提高運(yùn)行效率，提升風(fēng)能利用率。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量向大功率化發(fā)展和海上風(fēng)電日益成為發(fā)展趨勢，風(fēng)電行業(yè)對高集成的大功率變流器的需求也日益增加。變流器作為將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所發(fā)電能回饋至電網(wǎng)的唯一通路，風(fēng)電場業(yè)主對其容量、可靠性、響應(yīng)速度和并網(wǎng)特性等性能要求都非常高。但是，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常在低溫、潮濕、鹽霧或高溫等復(fù)雜環(huán)境中運(yùn)行，因此，作為風(fēng)電變流器基礎(chǔ)的功率模塊的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

目前，直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所采用的交直交大功率風(fēng)電變流器中，其整流和逆變功率電路往往采用兩個(gè)大功率模塊，每個(gè)功率模塊將三相三個(gè)橋臂集成在一個(gè)散熱器上，驅(qū)動(dòng)和保護(hù)等等都在一起，電路復(fù)雜，接口、接線比較多。三相集成在一起的大功率模塊，若發(fā)生故障，例如一個(gè)管子壞掉，則需要將整個(gè)大模塊拆卸下來，因此，維修非常不方便。而且，若三個(gè)橋臂中有一個(gè)橋臂損壞，管子瞬間爆炸引起噴濺，往往導(dǎo)致其余的橋臂相繼損壞，形成連鎖反應(yīng)。另外，三相集成在一起的功率模塊體積比較大，往往導(dǎo)致散熱不好，這將對散熱器的設(shè)計(jì)提出很高的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種模塊化設(shè)計(jì)的風(fēng)電變流器的功率模塊。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的一種風(fēng)電變流器的功率模塊，包括：分別作為單相橋臂的三個(gè)功率單元，其中，每一個(gè)功率單元包括：支撐框架；設(shè)置于支撐框架的正母排、地母排和負(fù)母排；兩端分別連接到正母排和地母排的第一均壓電阻單元；兩端分別連接到負(fù)母排和地母排的第二均壓電阻單元；兩端分別連接到正母排和地母排的第一母線支撐電容單元；兩端分別連接到負(fù)母排和地母排的第二母線支撐電容單元；兩端分別連接到正母排和負(fù)母排的吸收電容；智能功率模塊(IPM)，具有分別連接到正母排和負(fù)母排的兩個(gè)輸入端和用于輸出作為功率單元的輸出的交流電的一個(gè)輸出端；設(shè)置于支撐框架的散熱器，其中，三個(gè)功率單元的正母排、負(fù)母排和地母排相互連接。

另外，所述散熱器為水冷卻散熱器。

另外，所述第一均壓電阻單元和第二均壓電阻單元分別包括串聯(lián)的兩個(gè)電阻器。

另外，所述第一母線支撐電容單元和第二母線支撐電容單元分別包括并聯(lián)的四組電容器組，其中，每一個(gè)電容器組包括串聯(lián)的兩個(gè)電容器。

根據(jù)本實(shí)用新型的風(fēng)電變流器的功率模塊，其包括分別作為單相橋臂的三個(gè)獨(dú)立的功率單元，每個(gè)功率單元包括支撐框架且在支撐框架中設(shè)置了各個(gè)電氣元件以及散熱器，所以整個(gè)模塊體積較小，方便拆解維修，還可以減少由單一電氣元件損壞而導(dǎo)致的其它元件的連鎖損壞，從而提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作的可靠性。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖對實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚和更易于理解，其中：

圖1為示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的風(fēng)電變流器的功率模塊的作為單相橋臂的功率單元的示例性電路圖；

圖2和圖3為示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的功率單元的示例性示圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，其示例表示在附圖中，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同部件。下面通過參照附圖對實(shí)施例進(jìn)行描述以解釋本實(shí)用新型。

根據(jù)本實(shí)用新型的風(fēng)電變流器的功率模塊包括分別作為單相橋臂的三個(gè)獨(dú)立的功率單元。所述功率單元包括支撐框架、散熱器以及安裝或設(shè)置于所述支撐框架的各種電氣元件。

以下，結(jié)合圖1來說明根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的作為單相橋臂的功率單元的示例性電路結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，所述功率單元包括正母排12、地母排13和負(fù)母排14，其中，所述正母排12、地母排13和負(fù)母排14設(shè)置于支撐框架。