一种二极管钳位型三电平变流器及其功率系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种二极管钳位型三电平变流器及其功率系统。
【背景技术】
[0002]随着近年来海上风力发电技术的迅速发展，发电机组的性能也需要不断提高。变流器作为发电机组中的一个重要组成部分，变流器的性能是否优越直接影响到了发电机组的性能。
[0003]现有的变流器的实现方式多采用具有较小的电压变化率du/dt和THD(TotalHarmonic Distort1n，总谐波失真)的二极管钳位型三电平变流器，但是该种类型的变流器中的功率系统内部的器件排列不合理，导致功率系统具有体积大、功率密度低以及换流回路间杂散电感高的问题。
[0004]因此，如何提供一种内部器件排列合理的二极管钳位型三电平变流器及其功率系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种二极管钳位型三电平变流器的功率系统，其内部器件排列合理，减小功率系统的体积，提高了功率密度，同时还降低了换流回路间杂散电感。本发明的另一目的是提供了一种包括上述功率系统的二极管钳位型三电平变流器。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了二极管钳位型三电平变流器的功率系统，包括四个IGBT模块、二极管模块以及用于固定四个所述IGBT模块与所述二极管模块的固定板;其中:
[0007]四个所述IGBT模块与所述二极管模块设置于所述固定板的同一侧表面；
[0008]四个所述IGBT模块依次排列于第一直线上，其中，每个所述IGBT模块中的集电极与发射极的设置方向均与所述第一直线垂直；
[0009]所述二极管模块位于所述第一直线的一侧;所述二极管模块包括两个阳极以及两个阴极，其中，两个所述阳极所处的直线与所述第一直线垂直，两个所述阴极所处的直线与所述第一直线垂直。
[0010]优选地，四个所述IGBT模块中的集电极均位于对应的发射极的同一侧。
[0011]优选地，所述二极管模块位于第二IGBT模块与第三IGBT模块的垂直平分线上。
[0012]优选地，四个所述IGBT模块与所述二极管模块之间的连接关系具体为:
[0013]所述二极管模块包括两个二极管，所述二极管模块的第一阴极为第一二极管的阴极，所述二极管模块的第一阳极为所述第一二极管的阳极，所述二极管模块的第二阴极为第二二极管的阴极，所述二极管模块的第二阳极为所述第二二极管的阳极；
[0014]第一IGBT模块的集电极与直流侧母线电容组的正极端相连，其公共端作为所述功率系统的正极端;所述第一 IGBT模块的发射极与所述第二 IGBT模块的集电极相连，其公共端与所述二极管模块的第一阴极相连；
[0015]所述第二IGBT模块的发射极与所述第三IGBT模块的集电极相连；
[0016]所述第三IGBT模块的发射极与第四IGBT模块的集电极相连，其公共端与所述二极管模块的第二阳极相连；
[0017]所述第四IGBT模块的发射极与所述直流侧母线电容组的负极端相连，其公共端作为所述功率系统的负极端；
[0018]所述二极管模块的第一阳极与所述二极管模块的第二阴极相连，其公共端与所述直流侧母线电容组的中心端相连。
[0019]优选地，该系统还包括:
[0020]分别设置于四个所述IGBT模块上、且平行于对应的IGBT模块的集电极的四个驱动装置，用于连接所述功率系统的驱动光纤。
[0021 ]优选地，所述固定板为液冷板。
[0022]为解决上述技术问题，本发明还提供了一种二极管钳位型三电平变流器，包括以上任一项所述的功率系统。
[0023]本发明提供了一种二极管钳位型三电平变流器的功率系统，包括四个IGBT模块、二极管模块以及用于固定四个IGBT模块与二极管模块的固定板，其中，四个IGBT模块依次排列于同一条直线上，且每个IGBT模块中的发射极与集电极的设置方向均与该直线垂直，二极管模块中的两个阳极所处的直线和两个阴极所处的直线也均与该直线垂直，采用该种结构的功率系统的内部器件排列合理，不仅减小了功率系统的体积，提高了功率密度，同时还降低了换流回路间的杂散电感。本发明还提供了一种包括上述功率系统的二极管钳位型三电平变流器。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本发明提供的一种二极管钳位型三电平变流器的功率系统的结构示意图；
[0026]图2为本发明提供的一种二极管钳位型三电平变流器的功率系统的的内部电路示意图；
[0027]其中，图2中:
[0028]TI 一第一 IGBT模块、T2—第二 IGBT模块、T3—第三IGBT模块、T4 一第四IGBT模块、Dl —第一二极管、D2—第二二极管。
【具体实施方式】
[0029]本发明的核心是提供一种二极管钳位型三电平变流器的功率系统，其内部器件排列合理，减小功率系统的体积，提高了功率密度，同时还降低了换流回路间杂散电感。本发明的另一目的是提供了一种包括上述功率系统的二极管钳位型三电平变流器。
[0030]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]本发明提供了一种二极管钳位型三电平变流器的功率系统，参见图1和图2所示，图1为本发明提供的一种二极管钳位型三电平变流器的功率系统的结构示意图；图2为本发明提供的一种二极管钳位型三电平变流器的功率系统的的内部电路示意图。该系统包括四个IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘棚.双极型晶体管)模块、二极管模块15以及用于固定四个IGBT模块与二极管模块15的固定板16;其中:
[0032]四个IGBT模块与二极管模块15设置于固定板16的同一侧表面；
[0033]四个IGBT模块依次排列于第一直线上，其中，每个IGBT模块中的集电极与发射极的设置方向均与第一直线垂直；
[0034]二极管模块15位于第一直线的一侧;二极管模块15包括两个阳极以及两个阴极，其中，两个阳极所处的直线与第一直线垂直，两个阴极所处的直线与第一直线垂直。
[0035]其中，这里的四个IGBT模块依次排列于第一直线上指的是四个IGBT模块的排列顺序依次为第一IGBT模块11、第二IGBT模块12、第三IGBT模块13、第四IGBT模块14。
[0036]可以理解的是，四个IGBT模块依次设置于同一直线上可以减小IGBT模块之间的距离，降低换流回路的杂散电感，且四个IGBT模块以及二极管模块15均位于固定板16的同一侧表面，操作与维护更加方便。
[0037]另外，四个IGBT模块中的集电极与发射极的设置方向均与第一直线垂直，能够减小四个IGBT模块之间的距离，减小固定板16的宽度，从而降低功率系统的体积，提高功率密度，同时还降低了杂散电感，提高了四个IGBT模块之间的内部均流效果。
[0038]同理可知，二极管模块15中的两个阳极所处的直线以及两个阴极所处的直线均与第一直线垂直，能够减小固定板16的宽度，从而降低功率系统的体积，提高功率密度，同时还降低了杂散电感，提高了二极管模块15之间的内部均流效果。
[0039]进一步可知，这里的四个IGBT模块与二极管模块15之间的连接关系具体为:
[0040]二极管模块15包括两个二极管，二极管模块15的第一阴极为第一二极管的阴极，二极管模块15的第一阳极为第一二极管的阳极，二极管模块15的第二阴极为第二二极管的阴极，二极管模块15的第二阳极为第二二极管的阳极；
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