[實用新型]一種用于斷路器的二極管全橋模塊

有效

• 申請號: 201721043730.5
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN207304391U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 王治翔;李云鵬;魏曉光;高沖;張升;賀之淵;謝劍;王成昊
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本實用新型涉及電力電子技術領域，具體涉及一種用于斷路器的二極管全橋模塊。

背景技術

斷路器是柔性直流輸電系統中分斷短路電流的核心部件，其由轉移支路、主支路和能量吸收支路共3條支路并聯組成。其中的主支路由超高速機械開關和少量全橋模塊串聯構成；其中的轉移支路由多級二極管全橋模塊串聯構成，用于短時承載和分斷直流系統故障電流；其中的耗能支路由多個避雷器組并聯構成，用于抑制分斷過電壓和吸收能量。

斷路器接收到系統分斷信號或達到過電流保護閥值時，上述的主支路閉鎖，主支路的電容產生電壓差，強迫電流換流至轉移支路。主支路電流全部換流至轉移支路后，快速機械開關分斷，之后轉移支路閉鎖，電流給轉移支路的電容充電，使得斷路器兩端電壓迅速增大。分斷電壓達到避雷器動作水平后，故障電流向避雷器轉移，避雷器吸收系統故障電流，直至電流過零。

目前轉移支路拓撲分為IGBT全橋和二極管全橋兩類，IGBT全橋包括4個IGBT，二極管全橋包括2個IGBT，由此可見二極管全橋節省近一半的成本。但二極管全橋存在以下兩個問題：

1)二極管全橋中元器件數量多，電氣連接復雜；二極管全橋中電氣拓撲如圖1所示，每個二極管全橋包括5個二極管、2個IGBT、2個電阻、1個電容和1個旁路開關，且每個二極管全橋的半導體元器件、電容之間共需要11根電氣連接線；

2)二極管全橋中7個組件(即5個二極管和2個IGBT)都需要較大壓裝力滿足其電氣性能，而傳統的元器件壓裝都采用大組件壓裝(即7-9個元器件串成一串壓裝)，且二極管全橋中7個組件之間都有電氣連接線，若采用大組件方式，二極管全橋內元器件間連接線難度大，給二極管全橋的裝配和維護帶來很大困難，不利于設備的安裝及維護。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供一種用于斷路器的二極管全橋模塊，設有兩個IGBT壓裝結構、五個二極管壓裝結構、阻尼電阻R1、阻尼電容C和阻尼電阻R2，且五個二極管壓裝結構均設有碟簧側壓板和絕緣側壓板，兩個IGBT壓裝結構共用E極導電板和C極導電板，最終實現了斷路器中轉移支路的二極管全橋模塊的壓裝，且減少了電氣連接線數量。

為了實現上述目的，本實用新型采取如下技術方案：

本實用新型提供一種用于斷路器的二極管全橋模塊，包括第一IGBT壓裝結構、第二IGBT壓裝結構、第一二極管壓裝結構、第二二極管壓裝結構、第三二極管壓裝結構、第四二極管壓裝結構、第五二極管壓裝結構、與第五二極管壓裝結構并聯的阻尼電阻R1、阻尼電容C以及與阻尼電容C并聯的阻尼電阻R2；

第一二極管壓裝結構、第二二極管壓裝結構、第三二極管壓裝結構、第四二極管壓裝結構和第五二極管壓裝結構均包括碟簧側壓板和絕緣側壓板，所述第一IGBT壓裝結構和第二IGBT壓裝結構共用E極導電板和C極導電板；

所述第一二極管壓裝結構、第四二極管壓裝結構、第二二極管壓裝結構和第三二極管壓裝結構依次排列，所述第一二極管壓裝結構、第三二極管壓裝結構和第五二極管壓裝結構的碟簧側壓板均與C極導電板連接，所述第二二極管壓裝結構和第四二極管壓裝結構的絕緣側壓板均與E極導電板連接，所述第一二極管壓裝結構的絕緣側壓板和第二二極管壓裝結構的碟簧側壓板均連接進線母排，所述第三二極管壓裝結構的絕緣側壓板和第四二極管壓裝結構的碟簧側壓板均連接出線母排，所述第五二極管壓裝結構的絕緣側壓板連接第一電容連接母排，所述E極導電板與第二電容連接母排。

所述第一IGBT壓裝結構還包括E極壓板、第一絕緣板、IGBT1、壓裝鋼板、C極壓板、6個第一碟簧套和24個第一碟簧，每個第一碟簧套上套有4個第一碟簧，4個第一碟簧呈2疊2對方式布置；

所述E極壓板、第一絕緣板和E極導電板從下至上依次排列，所述IGBT1的E極貼在E極導電板上，所述C極導電板壓在IGBT1的C極上，所述壓裝鋼板和6個第一碟簧套通過緊固螺釘固定在C極導電板上，所述C極壓板壓在第一碟簧上，且通過緊固螺釘固定在E極壓板的螺紋孔上。

所述第二IGBT壓裝結構包括E極壓板、第一絕緣板、IGBT2、壓裝鋼板、C極壓板、6個第一碟簧套和24個第一碟簧，每個第一碟簧套上套有4個第一碟簧，4個第一碟簧呈2疊2對方式布置；

所述E極壓板、第一絕緣板和E極導電板從下至上依次排列，所述IGBT2的E極貼在E極導電板上，所述C極導電板壓在IGBT2的C極上，所述壓裝鋼板和6個第一碟簧套通過緊固螺釘固定在C極導電板上，所述C極壓板壓在第一碟簧上，且所述C極壓板通過緊固螺釘固定在E極壓板的螺紋孔上。