一種直流斷路器橋式模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造直流電網(wǎng)用的直流斷路器，具體涉及一種直流斷路器橋式模塊。
【背景技術】
[0002]發(fā)電廠、變電站等容量大、電壓高的電力系統(tǒng)中，直流系統(tǒng)為繼電保護、操作控制、信號音響以及事故照明等設備提供可靠的電源，而作為直流系統(tǒng)中最重要的元器件之一的小型直流斷路器，其穩(wěn)定可靠運行將直接保證整個電力系統(tǒng)的安全；信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展迎來了通訊電源、EPS、UPS等直流電源行業(yè)的大發(fā)展，基站、數(shù)據(jù)中心象雨后春筍般出現(xiàn)在神州大地上，為了保證直流電源的高精密度要求，作為直流電源中各級饋電回路中最重要的操作和保護元器件的直流斷路器，以其可靠的選擇性分級配合對保護設備、限制事故范圍起著非常重要的作用；目前城市軌道交通體系一般用直流系統(tǒng)供電。而其直流電源大多由大功率硅整流裝置提供，硅整流裝置元器件因過載能力低，所以對直流電網(wǎng)保護元器件的要求更高。快速分析的直流專用斷路器是軌道交通中的重要元器件
[0003]直流斷路器的最基本組成單元為斷路器橋式模塊。橋式模塊在正常工作時，模塊承擔著導通大電流(IkA以上)的工作。而在故障發(fā)生時，橋式模塊一方面在短時間內(2ms)承擔極高的故障電流(1kA以上)，另一方面則可以通過控制模塊中的IGBT器件，來實現(xiàn)電流的轉移及分斷。
[0004]現(xiàn)有高壓大容量電力電子產(chǎn)品，如直流斷路器、STATOM、UPFC及柔性直流輸電換流閥等，其中的橋式模塊多采用焊接型IGBT器件，而此類模塊的設計及生產(chǎn)雖然已較為成熟，但仍然有諸多缺點:
[0005]I)故障形式表現(xiàn)為斷路，且在發(fā)生故障時容易發(fā)生爆脹；
[0006]2)器件自身寄生參數(shù)較大，模塊中各IGBT之間通過較長母排連接，導致橋式模塊整體寄生參數(shù)(寄生電感、寄生電容)控制極為困難，易產(chǎn)生過流及過壓等現(xiàn)象；
[0007]3)焊接式IGBT應用于橋式模塊中時，由于各IGBT間距受周邊部件(層疊母排、散熱器等)的影響，在布置時，無法提高橋式模塊單位體積內的功率容量。
[0008]直流斷路器的工作原理及環(huán)境導致現(xiàn)有的模塊單元結構無法再適用于直流斷路器。
[0009]因此，需要提供一種技術方案來克服以上至少一種缺陷。

【發(fā)明內容】

[0010]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種直流斷路器橋式模塊，所述直流斷路器橋式模塊包括IGBT壓裝單元、電容器組、層疊母排、控制單元、供能單元和支撐框架，所述電容器組通過所述層疊母排與所述IGBT壓裝單元連接，所述電容器組的外殼與所述控制單元及所述供能單元連接，其特征在于，所述IGBT壓裝單元、所述電容器組、所述層疊母排、所述控制單元和所述供能單元位于所述支撐框架上。
[0011]優(yōu)選地，所述IGBT壓裝單元由四只壓接式IGBT、水冷板式散熱器、門極單元、出線母排和壓裝結構件組成，所述壓接式IGBT與所述水冷板式散熱器交替設置，所述門極單元與所述水冷板式散熱器連接，所述出線母排疊放在所述水冷板散熱器的水冷板上，所述壓裝結構件通過四根金屬拉桿連接。
[0012]優(yōu)選地，所述門極單元采用插接方式與所述水冷板式散熱器連接。
[0013]優(yōu)選地，所述出線母排之間接入旁路晶閘管。
[0014]優(yōu)選地，所述壓裝結構件為兩個，所述四根金屬拉桿橫穿所述壓裝結構件的四個角，通過螺母將所述金屬拉桿的兩端固定在所述兩個壓裝結構件的外表面。
[0015]優(yōu)選地，所述四只壓接式IGBT與所述電容器組拓撲為H橋結構。
[0016]優(yōu)選地，所述出線母排和所述疊放母排為銅母排。
[0017]優(yōu)選地，所述支撐框架為鋁金屬焊接結構框架。
[0018]優(yōu)選地，所述直流斷路器橋式模塊的電感值在40nH以下。
[0019]和最接近的現(xiàn)有技術比，本發(fā)明的有益效果為:
[0020]1.采用壓接式IGBT消除了傳統(tǒng)焊接式模塊在故障狀態(tài)下的爆脹隱患，同時通過壓裝式結構，可以極大程度上提高模塊集成度，減小模塊總體積；
[0021]2.壓裝式結構配合層疊母排可以將模塊雜散電感控制在40nH以下，有效降低了模塊在關斷大電流時的電壓尖峰；
[0022]3.所述模塊的集成化緊湊設計可以實現(xiàn)在相同模塊體積內實現(xiàn)更大的換流功率或者在相同換流功率下大大減小模塊體積，電容器與控制單元及供能單元的結構集成，同時還可以為控制單元提供較大的散熱面積。
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0024]圖1為本發(fā)明圖直流斷路器橋式模塊正面結構示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明圖直流斷路器橋式模塊背面結構示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明圖直流斷路器橋式模塊的主視圖；
[0027]圖4為本發(fā)明圖直流斷路器橋式模塊的電氣結構圖；
[0028]附圖標記說明:1_門極單元；2_IGBT壓裝單元；3_電容器組；4_層疊母排；5-旁路晶閘管；6_出線母排；7_供能單元；8_支撐框架。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0030]為了徹底了解本發(fā)明實施例，將在下列的描述中提出詳細的結構。顯然，本發(fā)明實施例的施行并不限定于本領域的技術人員所熟習的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。
[0031]參照圖1-圖3，圖1為本發(fā)明圖直流斷路器橋式模塊正面結構示意圖；圖2為本發(fā)明圖直流斷路器橋式模塊背面結構示意圖；圖3為本發(fā)明圖直流斷路器橋式模塊的主視圖。圖中的直流斷路器橋式模塊，包括IGBT壓裝單元2、電容器組3、層疊母排4、控制單元、供能單元和支撐框架8，所述電容器組3通過所述層疊母排4與所述IGBT壓裝單元2電氣連