一种变流设备的制作方法

本技术涉及电力电子设备，更具体的，涉及一种变流设备。

背景技术：

1、图1示出了根据本实用新型实施例的变流设备的其中一相的拓扑结构，可以看到，对于该变流设备的其中一相为三电平i型拓扑结构，包括第一桥臂、第二桥臂、第一钳位开关组、第二钳位开关组以及第一电容组c1和第二电容组c1，所述第一桥臂和所述第二桥臂结构相同，分别并联在直流母线之间，且各自包括依次串联的第一igbt单元t1和第二igbt单元t2、第三igbt单元t3和第四igbt单元t4，所述第一钳位开关组和所述第二钳位开关组结构相同，各自包括串联的第五开关管d5和第六开关管d6，所述第一电容组c1并联在直流母线和电路中点之间，所述第二电容组c2并联在所述电路中点和所述直流母线之间。图1仅示出了其中u/v/w一相的电路结构，其它两相与该相结构相同，在此不重复描述。

2、该电路存在s1、s2、s3、s4四种换流模式，其中，s1和s4为两条小换流路径，s1的换流路径依次为正直流排，中点排，正交流排，第一桥臂和第二桥臂的第一igbt单元t1，第一桥臂和第二桥臂的第二igbt单元t2；s4的换流路径依次为负直流排，中点排，负交流排，第一桥臂和第二桥臂的第三igbt单元t3，第一桥臂和第二桥臂的的第四igbt单元t4。s2和s3为两条大换流路径，其中，s2的换流路径依次为所述交流输出排、所述第一桥臂和第二桥臂的所述第三igbt单元t3、所述负交流排、所述第一桥臂和第二桥臂的所述第四igbt单元t4、所述负直流排、所述第二电容组、所述中点排、所述第一钳位开关组和第二钳位开关组的第五开关管d5、所述正交流排；s3的换流路径依次为所述交流输出排、所述第一桥臂和第二桥臂的所述第二igbt单元t2、所述正交流排、所述第一桥臂和第二桥臂的所述第一igbt单元t1、所述正直流排、所述第一电容组c1、所述中点排、所述第一钳位开关组和第二钳位开关组的第六开关管d6、所述负交流排。

3、图2示出了现有技术中变流设备的结构图；如图2所示，现有技术中，交流排为交错设计，交流排的交流输出排110和交流输入排140靠近功率装置的第一侧，交流排的负交流排120和正交流排130则设置在功率装置的第二侧，其与功率单元连接的连接部位设置在各自的左侧，可以看到，基于以上现有技术的设计结构，尤其是针对s2和s3这两种大换流路径，电路和器件之间路径更远，且形成环路，因此存在相对更大的杂散电感，尤其在igbt关断的过程中，由于存在较大的电流变换率di/dt，会产生很大的电压尖峰作用于igbt上使其损坏。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提出了一种变流设备，至少解决以上较大杂散电感的问题。

2、根据本实用新型的一种实施例的变流设备，包括功率装置、交流排以及直流排，功率装置包括相对设置的第一侧和第二侧，直流排设置在第一侧，包括层叠设置的负直流排、中点排、正直流排，功率装置上安装有功率模块，功率模块包括沿第一侧排开分布的第一端子以及沿第二侧排开分布的第二端子，交流排设置在功率模块的上方，包括层叠设置的交流输出排、负交流排以及正交流排，交流输出排的靠近第一侧的一端与至少一部分的第一端子连接，负交流排和正交流排的各自靠近第二侧的一端分别与第二端子连接。

3、进一步的，所述交流输出排、所述负交流排以及所述正交流排上下依次排列。

4、进一步的，所述交流输出排与所述负交流排之间设置第一绝缘层，所述负交流排以及所述正交流排之间设置第二绝缘层，所述正交流排与所述功率模块之间设置第三绝缘层。

5、进一步的，所述交流排还包括交流输入排，所述交流输入排的一端与所述交流输出排连接，另一端被设置为向所述功率装置的第二侧方向延伸。

6、进一步的，所述交流排被一体式且可拆卸地安装在所述功率装置上。

7、进一步的，所述直流排与至少一部分的所述第一端子连接。

8、进一步的，所述变流设备为三电平i型拓扑结构，包括第一桥臂、第二桥臂、第一钳位开关组、第二钳位开关组以及第一电容组c1和第二电容组c1，所述第一桥臂和所述第二桥臂结构相同，分别并联在直流母线之间，且各自包括依次串联的第一igbt单元t1和第二igbt单元t2、第三igbt单元t3和第四igbt单元t4，所述第一钳位开关组和所述第二钳位开关组结构相同，各自包括串联的第五开关管d5和第六开关管d6，所述第一电容组c1并联在直流母线和电路中点之间，所述第二电容组c2并联在所述电路中点和所述直流母线之间。

9、进一步的，所述第一电容组c1和所述第二电容组c2设置在所述直流排200的顶部。

10、进一步的，所述功率模块包括第一功率模块、第二功率模块和开关模块，所述第一功率模块封装有所述第一桥臂的第一igbt单元t1、第二igbt单元t2以及所述第二桥臂的第一igbt单元t1、第二igbt单元t2，所述第二功率模块封装有所述第一桥臂的第三igbt单元t3、第四igbt单元t4以及所述第二桥臂的第三igbt单元t3和第四igbt单元t4，所述开关模块封装有所述第一钳位开关组的第五开关管d5、第六开关管d6以及所述第二钳位开关组的第五开关管d5和第六开关管d6。

11、进一步的，所述功率模块的所述第一端子包括所述第一桥臂的第一igbt单元t1、所述第二桥臂的第一igbt单元t1、所述第一钳位开关组的第五开关管d5、所述第二钳位开关组的第五开关管d5、所述第一桥臂的第三igbt单元t3、所述第二桥臂的第三igbt单元t3的连接端子；所述第二端子包括所述第一桥臂的第二igbt单元t2、所述第二桥臂的第二igbt单元t2、所述第一钳位开关组的第六开关管d6、所述第二钳位开关组的第六开关管d6、所述第一桥臂的第四igbt单元t4、所述第二桥臂的第四igbt单元t4的连接端子。

12、从上述技术方案中可以看出，根据本实用新型实施例的变流设备，优化了交流排的结构和位置，一方面将交流排设置为上下叠层排的结构，另一方面将交流排的位置设置在功率模块的上方，其交流输出排与位于交流装置第一侧的第一端子连接，正交流排、夫交流排与位于第二侧的第二端子连接，使得交流排与直流排、第一电容组、第二电容组以及功率模块的第一端子和第二端子之间的连接路径更短，且未形成环路，因此减小了杂散电感，进而不容易对电路中的元器件进行损坏。

技术特征：

1.一种变流设备，其特征在于，包括一个功率装置(100)、交流排及直流排(200)，所述功率装置(100)包括相对设置的第一侧和第二侧，所述直流排(200)设置在所述第一侧，包括层叠设置的负直流排、中点排、正直流排，所述功率装置上安装有功率模块，所述功率模块包括沿所述第一侧排开分布的第一端子以及沿所述第二侧排开分布的第二端子，所述交流排设置在所述功率模块的上方，包括层叠设置的交流输出排(10)、负交流排(20)以及正交流排(30)，所述交流输出排的靠近所述第一侧的一端与至少一部分的所述第一端子连接，所述正交流排和所述负交流排的各自靠近所述第二侧的一端分别与所述第二端子连接。

2.根据权利要求1所述的变流设备，其特征在于，所述交流输出排(10)、所述负交流排(20)以及所述正交流排(30)上下依次排列。

3.根据权利要求1所述的变流设备，其特征在于，所述交流输出排(10)与所述负交流排(20)之间设置第一绝缘层，所述负交流排(20)以及所述正交流排(30)之间设置第二绝缘层，所述正交流排(30)与所述功率模块之间设置第三绝缘层。

4.根据权利要求1所述的变流设备，其特征在于，所述交流排还包括交流输入排(40)，所述交流输入排(40)的一端与所述交流输出排(10)连接，另一端被设置为向所述功率装置(100)的第二侧方向延伸。

5.根据权利要求1所述的变流设备，其特征在于，所述交流排被一体式且可拆卸地安装在所述功率装置(100)上。

6.根据权利要求1所述的变流设备，其特征在于，所述直流排(200)与至少一部分的所述第一端子连接。

7.根据权利要求1所述的变流设备，其特征在于，所述变流设备为三电平i型拓扑结构，包括第一桥臂、第二桥臂、第一钳位开关组、第二钳位开关组以及第一电容组(c1)和第二电容组(c2)，所述第一桥臂和所述第二桥臂结构相同，分别并联在直流母线之间，且各自包括依次串联的第一igbt单元(t1)和第二igbt单元(t2)、第三igbt单元(t3)和第四igbt单元(t4)，所述第一钳位开关组和所述第二钳位开关组结构相同，各自包括串联的第五开关管(d5)和第六开关管(d6)，所述第一电容组(c1)并联在直流母线和电路中点之间，所述第二电容组(c2)并联在所述电路中点和所述直流母线之间。

8.根据权利要求7所述的变流设备，其特征在于，所述第一电容组(c1)和所述第二电容组(c2)设置在所述直流排(200)的顶部。

9.根据权利要求7所述的变流设备，其特征在于，所述功率模块包括第一功率模块、第二功率模块和开关模块，所述第一功率模块封装有所述第一桥臂的第一igbt单元(t1)、第二igbt单元(t2)以及所述第二桥臂的第一igbt单元(t1)、第二igbt单元(t2)，所述第二功率模块封装有所述第一桥臂的第三igbt单元(t3)、第四igbt单元(t4)以及所述第二桥臂的第三igbt单元(t3)和第四igbt单元(t4)，所述开关模块封装有所述第一钳位开关组的第五开关管(d5)、第六开关管(d6)以及所述第二钳位开关组的第五开关管(d5)和第六开关管(d6)。

10.根据权利要求7所述的变流设备，其特征在于，所述功率模块的所述第一端子包括所述第一桥臂的第一igbt单元(t1)、所述第二桥臂的第一igbt单元(t1)、所述第一钳位开关组的第五开关管(d5)、所述第二钳位开关组的第五开关管(d5)、所述第一桥臂的第三igbt单元(t3)、所述第二桥臂的第三igbt单元(t3)的连接端子；所述第二端子包括所述第一桥臂的第二igbt单元(t2)、所述第二桥臂的第二igbt单元(t2)、所述第一钳位开关组的第六开关管(d6)、所述第二钳位开关组的第六开关管(d6)、所述第一桥臂的第四igbt单元(t4)、所述第二桥臂的第四igbt单元(t4)的连接端子。

技术总结
根据本技术一种实施例的变流设备，包括功率装置、交流排以及直流排，功率装置包括相对设置的第一侧和第二侧，直流排设置在第一侧，功率装置上安装有功率模块，功率模块包括沿第一侧排开分布的第一端子以及沿第二侧排开分布的第二端子，交流排设置在功率模块的上方，包括层叠设置的交流输出排、负交流排以及正交流排，交流输出的靠近第一侧的一端与至少一部分的第一端子连接，负交流排和正交流排的各自靠近第二侧的一端分别与第二端子连接。该结构将交流排由原交错设计的方式变为叠层设计，形成整个层叠板状结构安装在功率装置的上方；且交流输出排的左侧和第一端子连接，正交流排和负交流排的右侧与第二端子连接，实现降低杂散电感的功效。

技术研发人员：赵娜,齐旭冰,王伟征
受保护的技术使用者：西门子电气传动有限公司
技术研发日：20240523
技术公布日：2025/2/17