[发明专利]防电磁干扰的柔性直流输电功率模块

说明书

本发明提供一种防电磁干扰的柔性直流输电功率模块，包括主功率器件单元、控制驱动单元、取能电源单元、辅助回路单元和框架单元；主功率器件单元、控制驱动单元、取能电源单元和辅助回路单元固定安装在框架单元中，主功率器件单元和控制驱动单元分别安装在功率模块的两侧；本发明用于柔性直流输电的子模块，主功率器件连接合理功率模块电磁场环境稳定，控制驱动单元中的控制板卡和驱动板卡空间独立，功率模块布局合理紧凑，有效的屏蔽了主功率器件回路中产生的磁场和功率模块外部对单元控制板卡和两个驱动板卡的干扰，功率模块整体布局合理紧凑防电磁干扰能力强。

技术领域

本发明属于柔性直流输电大功率电力电子整流和逆变装置，涉及一种防电磁干扰的柔性直流输电功率模块。

背景技术

随着柔性直流输电技术在电力系统的快速发展，尤其是基于模块化多电平换流器的广泛应用，其核心最小单元---功率模块的可靠性成为多电平换流器的在电力系统稳定运行的关键因素之一。

柔性直流输电装置普遍具有高电压、强电流、大容量的特点，阀厅内电磁场容易对功率模块内部的电器件产生电磁干扰，影响功率模块的正常运行。

由于目前技术局限，IGBT的电压和电流等级均较低，柔性直流输电所需要功率模块数量较多，每一个功率模块的工作稳定性关系到整个柔性直流输电系统的稳定工作。

现有的功率模块，主功率器件中的两个IGBT分别安装在两个水冷板上，在模块中两个IGBT面对面放置。电容到两个IGBT的连接需要两个母排，两个母排分别从IGBT引脚引出经过折弯后合并在一起，最后在经过折弯和电容的接线端子连接，每根母排需要3次以上的折弯。IGBT到功率模块的输入输出也需要两个以上的母排。功率模块工作时，母排有大电流流过，由于功率模块的结构布局杂散，母排折弯次数较多，容易在功率模块中产生横向纵向等复杂的电磁场环境，控制板卡和驱动板卡没有与主功率器件隔离及其容易受到电磁干扰。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种防电磁干扰的柔性直流输电功率模块，以解决现有功率模块结构布置抗电磁能力差的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

防电磁干扰的柔性直流输电功率模块，包括主功率器件单元、控制驱动单元、取能电源单元、辅助回路单元和框架单元；主功率器件单元、控制驱动单元、取能电源单元和辅助回路单元固定安装在框架单元中，主功率器件单元和控制驱动单元相对设置。

进一步，所述框架单元包括上盖板、下盖板、左盖板、右盖板、前盖板和4根立柱，4根立柱与上、下盖板连接，将上下盖板支撑起来，左、右、前三个盖板分别安装在对应的立柱上，上、下、左、右和前盖板在主功率器件单元周围形成一个屏蔽盒。

进一步，所述主功率器件单元包括电容、水冷散热器、两个IGBT模块，两个IGBT模块紧贴在水冷散热器上，复合母排将电容和两个IGBT模块连接。

进一步，所述控制驱动单元包括控制器板卡和驱动板卡，控制器板卡安装在控制外壳上，驱动板卡安装在驱动板卡外壳上，控制驱动单元还设有与水冷散热器连接的安装孔，控制驱动单元与水冷散热器紧贴在一起。

进一步，所述取能电源单元包括取能电源和取能电源外壳，取能电源安装在取能电源外壳上，取能电源外壳两侧设有与框架单元连接的孔，取能电源外壳顶部设置有与控制驱动单元连接的孔。

进一步，所述取能电源单元安装在框架单元的底部与下盖板连接，主功率器件单元的电容安装在框架单元的尾部，主功率器件单元其他器件安装在取能电源单元上侧，分布在功率单元的一侧；控制驱动单元安装在取能电源单元上侧，分布在功率单元的另一侧。