[发明专利]均流母排

说明书

技术领域

本发明涉及一种母线排结构，尤其涉及一种用于变流器的均流母排。

背景技术

风能作为一种清洁，无污染的可再生能源越来越受到人们的关注。经过多年的发展，风力发电所占的比重逐年上升，而风力发电机的单体容量也越做越大。身为风力发电主要部件的变流器的单体容量迅速增大，例如：国外主流机型从2000年的500～1000KW到2009年的2～3MW，目前正在开发8～10MW；国内主流机型从2005年的600～1000KW到2009年850～2000KW，目前正在开发6MW。

通常，变流器包括整流电路部分和逆变电路部分，在逆变电路部分或在整流电路部分，需要进行直流到交流的逆变转换或者交流到直流的整流转换以输出交流电或直流电。而随着变流器单体容量的增大，也需要由大功率容量的功率器件构成的功率模组（Power stack）的容量变大，因此出于成本和半导体器件制造工艺水平的限制，这需要并联使用功率器件（例如IGBT）以满足对输出的设计需求。

并联IGBT的一个重要问题就是器件之间的均流问题，良好的均流能提高器件的利用率并节约成本，还能提高系统的可靠性。用于并联的IGBT的交流母排、直流母排的设计是影响并联均流性的一个重要原因，只有每支并联支路的杂散电感越小，均流程度才能越好。

如图1所示，一种传统的设置方式采用对称设置的交、直流母排，其中功率模组1和功率模组2并联连接，功率模组1和功率模组2的正负端子通过直流母排连接于直流端，例如，母线电容的正负极，功率模组1和功率模组2的交流端子均通过交流母排连接于负载（图1中未示出），并且L1、L2、L4、以及L5代表直流母排的杂散电感，L3和L6代表交流母排的杂散电感。通过图1中的这种设置方式可以实现L1+L2＝L4+L5且L3＝L6，从而产生良好的均流效果，但是，该设置方式要求交流母排对称设计，将会导致铜排尺寸大和造价高，且对铜排的出线方式要求高。此外，对称式铜排在安装时也较困难，从而不利于系统设计。

另一种传统的设置方式如图2所示。在图2所示的设置方式中，交流母排作为一个公共的交流母排直接连接在IGBT的交流侧，而并不考虑L3、L6是否一致。图2所示的交流母排和直流母排的整体安装示意图如图3所示，其中箭头为电流流入方向。如图3所示，直流母排3分别连接至功率模组1和功率模组2的正极端子和负极端子，交流母排4连接至功率模组1、功率模组2的交流端子和负载（图2中未示出），其中图3中功率模组1与功率模组2之间的交流母排的杂散电感部分可以简化为图2中的L6，功率模组1的交流输出端子到负载的交流母排的杂散电感等效为图2中的L3。从图2和图3可以看出，这种设计固然简单易行，安装上也相对第一种容易，但是由于交流母排对于功率模组1和功率模组2的杂散电感不同，而导致均流程度不是很理想。

因此，上述通常的方式要么设计简单但均流性不好，要么均流性很好但设计复杂、自身体积大、出线方式不够灵活而影响整体系统的设计。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种均流母排结构，能够实现良好的均流性能，且设计简单而有利于系统设计。

根据一个实施例，本发明提供的均流母排，用于一变流器，包括：直流母排，连接至该变流器的直流端和该变流器中的各功率模组的正极端子和负极端子，通过该直流排向该变流器中的各功率模组供应直流电；交流母排,连接至该变流器中的各功率模组的交流端子和一负载；其中，当变流器工作时，该直流母排在该直流端与该变流器的一个功率模组的正极端子或负极端子之间产生的电感和该交流母排在该负载与该功率模组的交流端子之间产生的电感之和等效于该直流母排在该直流端与该变流器的其它功率模组的正极端子或负极端子之间产生的电感和该交流母排在该负载与该其它功率模组的交流端子之间产生的电感之和。

本发明所采用的均流母排结构简单，但均流性效果好，且可靠性强而利于系统设计，因此可以广泛应用于大功率的变流器中。

尽管在不背离本申请的新颖性概念的精神和范围可实现其中的变型和修正，但从结合如下附图的如下优选实施例的描述中，本申请的这些和其它方案将变得显而易见。

附图说明

附图示出了本申请的一个或多个实施例，与书面描述一起，用来说明本申请的原理。如有可能的话，在附图中通篇使用相同的附图标记来指代实施例的相同或类似的元件，并且其中：

图1为示出了一种传统的用于交流器的直流母排和交流母排的等效电路原理图；