一種二極管鉗位型三電平變流器及其功率系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種二極管鉗位型三電平變流器及其功率系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來海上風力發(fā)電技術(shù)的迅速發(fā)展，發(fā)電機組的性能也需要不斷提高。變流器作為發(fā)電機組中的一個重要組成部分，變流器的性能是否優(yōu)越直接影響到了發(fā)電機組的性能。
[0003]現(xiàn)有的變流器的實現(xiàn)方式多采用具有較小的電壓變化率du/dt和THD(TotalHarmonic Distort1n，總諧波失真)的二極管鉗位型三電平變流器，但是該種類型的變流器中的功率系統(tǒng)內(nèi)部的器件排列不合理，導致功率系統(tǒng)具有體積大、功率密度低以及換流回路間雜散電感高的問題。
[0004]因此，如何提供一種內(nèi)部器件排列合理的二極管鉗位型三電平變流器及其功率系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種二極管鉗位型三電平變流器的功率系統(tǒng)，其內(nèi)部器件排列合理，減小功率系統(tǒng)的體積，提高了功率密度，同時還降低了換流回路間雜散電感。本發(fā)明的另一目的是提供了一種包括上述功率系統(tǒng)的二極管鉗位型三電平變流器。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了二極管鉗位型三電平變流器的功率系統(tǒng)，包括四個IGBT模塊、二極管模塊以及用于固定四個所述IGBT模塊與所述二極管模塊的固定板;其中:
[0007]四個所述IGBT模塊與所述二極管模塊設(shè)置于所述固定板的同一側(cè)表面；
[0008]四個所述IGBT模塊依次排列于第一直線上，其中，每個所述IGBT模塊中的集電極與發(fā)射極的設(shè)置方向均與所述第一直線垂直；
[0009]所述二極管模塊位于所述第一直線的一側(cè);所述二極管模塊包括兩個陽極以及兩個陰極，其中，兩個所述陽極所處的直線與所述第一直線垂直，兩個所述陰極所處的直線與所述第一直線垂直。
[0010]優(yōu)選地，四個所述IGBT模塊中的集電極均位于對應(yīng)的發(fā)射極的同一側(cè)。
[0011]優(yōu)選地，所述二極管模塊位于第二IGBT模塊與第三IGBT模塊的垂直平分線上。
[0012]優(yōu)選地，四個所述IGBT模塊與所述二極管模塊之間的連接關(guān)系具體為:
[0013]所述二極管模塊包括兩個二極管，所述二極管模塊的第一陰極為第一二極管的陰極，所述二極管模塊的第一陽極為所述第一二極管的陽極，所述二極管模塊的第二陰極為第二二極管的陰極，所述二極管模塊的第二陽極為所述第二二極管的陽極；
[0014]第一IGBT模塊的集電極與直流側(cè)母線電容組的正極端相連，其公共端作為所述功率系統(tǒng)的正極端;所述第一 IGBT模塊的發(fā)射極與所述第二 IGBT模塊的集電極相連，其公共端與所述二極管模塊的第一陰極相連；
[0015]所述第二IGBT模塊的發(fā)射極與所述第三IGBT模塊的集電極相連；
[0016]所述第三IGBT模塊的發(fā)射極與第四IGBT模塊的集電極相連，其公共端與所述二極管模塊的第二陽極相連；
[0017]所述第四IGBT模塊的發(fā)射極與所述直流側(cè)母線電容組的負極端相連，其公共端作為所述功率系統(tǒng)的負極端；
[0018]所述二極管模塊的第一陽極與所述二極管模塊的第二陰極相連，其公共端與所述直流側(cè)母線電容組的中心端相連。
[0019]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括:
[0020]分別設(shè)置于四個所述IGBT模塊上、且平行于對應(yīng)的IGBT模塊的集電極的四個驅(qū)動裝置，用于連接所述功率系統(tǒng)的驅(qū)動光纖。
[0021 ]優(yōu)選地，所述固定板為液冷板。
[0022]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種二極管鉗位型三電平變流器，包括以上任一項所述的功率系統(tǒng)。
[0023]本發(fā)明提供了一種二極管鉗位型三電平變流器的功率系統(tǒng)，包括四個IGBT模塊、二極管模塊以及用于固定四個IGBT模塊與二極管模塊的固定板，其中，四個IGBT模塊依次排列于同一條直線上，且每個IGBT模塊中的發(fā)射極與集電極的設(shè)置方向均與該直線垂直，二極管模塊中的兩個陽極所處的直線和兩個陰極所處的直線也均與該直線垂直，采用該種結(jié)構(gòu)的功率系統(tǒng)的內(nèi)部器件排列合理，不僅減小了功率系統(tǒng)的體積，提高了功率密度，同時還降低了換流回路間的雜散電感。本發(fā)明還提供了一種包括上述功率系統(tǒng)的二極管鉗位型三電平變流器。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明提供的一種二極管鉗位型三電平變流器的功率系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明提供的一種二極管鉗位型三電平變流器的功率系統(tǒng)的的內(nèi)部電路示意圖；
[0027]其中，圖2中:
[0028]TI 一第一 IGBT模塊、T2—第二 IGBT模塊、T3—第三IGBT模塊、T4 一第四IGBT模塊、Dl —第一二極管、D2—第二二極管。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明的核心是提供一種二極管鉗位型三電平變流器的功率系統(tǒng)，其內(nèi)部器件排列合理，減小功率系統(tǒng)的體積，提高了功率密度，同時還降低了換流回路間雜散電感。本發(fā)明的另一目的是提供了一種包括上述功率系統(tǒng)的二極管鉗位型三電平變流器。
[0030]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031]本發(fā)明提供了一種二極管鉗位型三電平變流器的功率系統(tǒng)，參見圖1和圖2所示，圖1為本發(fā)明提供的一種二極管鉗位型三電平變流器的功率系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的一種二極管鉗位型三電平變流器的功率系統(tǒng)的的內(nèi)部電路示意圖。該系統(tǒng)包括四個IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣棚.雙極型晶體管)模塊、二極管模塊15以及用于固定四個IGBT模塊與二極管模塊15的固定板16;其中:
[0032]四個IGBT模塊與二極管模塊15設(shè)置于固定板16的同一側(cè)表面；
[0033]四個IGBT模塊依次排列于第一直線上，其中，每個IGBT模塊中的集電極與發(fā)射極的設(shè)置方向均與第一直線垂直；
[0034]二極管模塊15位于第一直線的一側(cè);二極管模塊15包括兩個陽極以及兩個陰極，其中，兩個陽極所處的直線與第一直線垂直，兩個陰極所處的直線與第一直線垂直。
[0035]其中，這里的四個IGBT模塊依次排列于第一直線上指的是四個IGBT模塊的排列順序依次為第一IGBT模塊11、第二IGBT模塊12、第三IGBT模塊13、第四IGBT模塊14。
[0036]可以理解的是，四個IGBT模塊依次設(shè)置于同一直線上可以減小IGBT模塊之間的距離，降低換流回路的雜散電感，且四個IGBT模塊以及二極管模塊15均位于固定板16的同一側(cè)表面，操作與維護更加方便。
[0037]另外，四個IGBT模塊中的集電極與發(fā)射極的設(shè)置方向均與第一直線垂直，能夠減小四個IGBT模塊之間的距離，減小固定板16的寬度，從而降低功率系統(tǒng)的體積，提高功率密度，同時還降低了雜散電感，提高了四個IGBT模塊之間的內(nèi)部均流效果。
[0038]同理可知，二極管模塊15中的兩個陽極所處的直線以及兩個陰極所處的直線均與第一直線垂直，能夠減小固定板16的寬度，從而降低功率系統(tǒng)的體積，提高功率密度，同時還降低了雜散電感，提高了二極管模塊15之間的內(nèi)部均流效果。
[0039]進一步可知，這里的四個IGBT模塊與二極管模塊15之間的連接關(guān)系具體為:
[0040]二極管模塊15包括兩個二極管，二極管模塊15的第一陰極為第一二極管的陰極，二極管模塊15的第一陽極為第一二極管的陽極，二極管模塊15的第二陰極為第二二極管的陰極，二極管模塊15的第二陽極為第二二極管的陽極；
[00