[实用新型]一种T型三电平储能变流器ACDC功率模块

说明书

本实用新型提供了一种T型三电平储能变流器AC/DC功率模块，将AC/DC功率模块分为一组电容模块组件和三组IGBT功率模块组件，每组模块体积小重量轻，采用模块化安装，便于安装维护；采用IGBT功率模块并联结构及独特的叠层母排回路设计，达到均流的同时解决复杂回路走向，装配简洁，减少模块结构体积占用；将IGBT模块直接固定于散热器上，且同一块散热器上布置多个IGBT模块，散热器的散热点更为均匀化，同时散热器风道采用下进风上出风的方式，风道短且无拐弯，模块散热效果达到最优。

技术领域

本实用新型涉及储能变流器技术领域，特别是涉及T型三电平储能变流器AC/DC功率模块及其组合方法。

背景技术

储能变流器（Power Conversion System，简称PCS）作为电化学储能中实现电能双向流动的核心部件，能有效调控智能电网中的电力资源，很好地平衡昼夜及不同季节的用电差异，适用于各种需要动态储能的应用场合。目前，大功率PCS主要以两电平为主，主要缺点是直流母线耐压等级较低，使用电抗器、滤波器的体积较大；在低功率时，PCS谐波含量较高，系统效率低。三电平PCS直流耐压高，输出电流谐波小，电磁干扰低，转换效率高，尤其适用在直流电压高和对电能质量要求严格的场合，因此采用三电平技术的PCS正在迅速取代两电平PCS，成为市场主流产品。三电平PCS产品主要分为I型和T型，通过两种产品比较可知： I型比T型三电平多两个钳位二极管，成本高，损耗大，效率低，所以采用T型三电平主电路设计可以降低整机损耗、减小整机体积并且提高了电路的可靠性。

传统PCS的功率模块将散热器、IGBT、母线电容、母排等零部件集成在一起，构成一个独立的功能单元结构；相比传统PCS，T型三电平PCS功率模块组件多，母线电容数量更多，导致单个功率模块的体积庞大、重量较重，安装及维护困难，结构复杂，组装过程繁琐，生成效率低，整机成本较高，且电流震荡不均衡，元器件发热严重等一系列缺点。为了适应发展的需要，近年来PCS在不断地进行完善和改进，功率模块也向小型化、轻量化发展，功率模块组件设计不仅要考虑通风散热，还要考虑结构紧凑、布局合理等许多因素，从而使PCS的性能指标最佳。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种T型三电平储能变流器ACDC功率模块，将散热器、IGBT、母线电容、母排等零部件高度集成，合理布局设计，解决T型三电平PCS功率模块由于元器件过多而造成整体结构复杂、体积大、难以安装维护等问题。

为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种T型三电平储能变流器ACDC功率模块，包括1组电容模块组件和3组IGBT功率模块组件，1组电容模块组件和3组IGBT功率模块组件通过母排垂直连接，3组IGBT功率模块组件并列排列；

电容模块组件包括电容安装箱、母线电容、电容叠层母排和电容模块输出软连接铜排，母线电容安装在电容安装箱里，电容叠层母排上开有多个安装孔，母线电容的输入输出端子一一对应嵌在所述安装孔内，电容模块输出软连接铜排连接在电容叠层母排对应的安装孔内，用以对外连接直流电路；

IGBT功率模块包括IGBT模块安装箱、散热器、IGBT模块、IGBT输出软连接铜排、绝缘板、并联铜排、第一IGBT叠层母排、第二IGBT叠层母排和IGBT驱动板，多个ICBT模块安装在一个散热器上，安装有多个IGBT模块的散热器安装在IGBT模块安装箱内，IGBT驱动板覆盖在IGBT模块上，第一IGBT叠层母排、第二IGBT叠层母排、并联铜排按照从下至上的顺序依次置于IGBT驱动板的上方，第一IGBT叠层母排、第二IGBT叠层母排通过驱动板与IGBT模块上的针脚连接，并联铜排上开有导电孔，导电孔与第二叠层母排上的导电柱配合，实现对IGBT模块进行并联；绝缘板与并联铜排相连，IGBT输出软连接铜排与绝缘板固定安装，经由IGBT输出软连接铜排实现IGBT功率模块组件的对外输出。

进一步的，电容叠层母排由四层绝缘膜与正、零、负排交错叠加而成，正排、负排和零排靠近电容输入端侧连接端开有安装孔。