一種可控矽變流器功率組件的製作方法

2023-05-18 22:35:36

專利名稱：一種可控矽變流器功率組件的製作方法
一種可控矽變流器功率組件，它屬於一種電力變換設備，適用於直注輸變電站，交直流變換站，並適宜做各種大型直流用電設備(如電力機車、城市無軌電車、大型軋鋼機等)的電源裝置。
在進行電能輸送時，使用直流傳輸系統比同等傳輸容量的交流傳輸功率損耗要小，而且直流傳輸系統的線路結構簡單，對環境的影響也小，而在象一些大型電力拖動系統中，直流拖動方法具有優良的機械我，因此得到了越來越廣泛的應用。但為了實現直流傳輸以及使用大型直流用電設備，需要解決交直流變換的問題。現在的大功率交直流變換多是採用可控矽器件，用可控矽與相應的控制部分做成控制櫃的形式。如美國ROSS HELL公司的7500千瓦7.2稈伏逆變裝置，它由幾個控制櫃組成，可控矽裝在有水套的散熱板壁上，在水套中通水冷卻。控制櫃中高壓部分(可控矽的輸入輸出部分)與弱電控制部分放在一起，既不利於高壓部分的絕緣要求，又會對弱電控制部分產生幹擾，也使得控制櫃結構複雜，成本很高。同時，因控制櫃需放在控制室中，動力電纜需進出控制室，對此，控制室也必須特殊設計和建造，以適應於有高壓進出的安全要求，保證安全可靠。現在的大功率交直流變換裝置多是在輸變電站或是大型用電設備旁使用，它們多與電力變壓器配套，由電力變壓器調整變流前(或後)的交流輸入(或輸出)電壓。電力變壓器多在露天安放在控制室外，這樣它與控制室內的可控矽連接電纜也大大加長。
本發明的目的是發明一種新型可控矽變流器功率組件，它可以放置於戶外，簡化控制櫃以及控制室的設計，消除強電與弱電間的幹擾，並有交直流變換與電壓調整的雙重作用。
本發明如附

圖1所示，它有變壓器鐵芯(1)，線圈繞組(2)，線圈繞組(3)，殼體(4)，動力電纜接頭(5)，其特徵在於在殼體(4)中有可控矽功率組件(6)，在殼體(4)上還有可控矽控制信號線接頭(7)，可控矽功率組件(6)由可控矽(8)、直流極板(9)和交流電極(10)組成，可控矽(8)被夾持於直流極板(9)之間，它的交流電極(10)與線圈繞組(2)相連。
附圖2為本發明中可控矽功率組件(6)結構示意圖。
本發明的可控矽功率組件(6)可以是由六個或是四個可控矽構成的一個橋路，更大加功率可以多組並聯。它們分別用相或單相整流或逆變。把所有可控矽的控制端接至控制信號線接頭(7)，由外面的可控矽控制電路進行控制。這樣使得弱電與強電分離。可控矽功率組件(6)的交流電極(10)與變壓器部分的線圈繞組(2)相連。當本發明作為整流裝置使用時，線圈繞組(2)為變壓器部分的次級繞組，而線圈繞組(3)為本發明的輸入端，直流極板(9)為本發明的輸出端。變壓器部分先將輸入的交流電壓調整為所需電壓，然後再由呆控矽功率組件整流為直流輸出。當本發明作為逆變裝置使用時，線圈繞組(2)為變壓器部分的初級繞組，而線圈繞組(3)為本發明的輸出端，直流極板(9)為本發明的輸入端。直流電輸入被可控矽周期切換為交流後，變壓器部分再將交流電壓調整為所需電壓輸出。本發明把可控矽整流(或逆變)與變壓器電壓主調整合二為一，成為一個統一的電力設備，而且它還可以象普通電力變壓器一樣放置於戶外。可控矽功率組件使用變壓器結構的油介質自然冷卻，消除冷卻控制，提高冷卻可靠性。
本發明使用把可控矽功率組件放置於普通變壓器殼體中與變壓器合為一體，成為一種新型可控矽變流器功率組件的方法，不僅起到了原來兩個單獨設備的交直流變換與電壓調整的作用，而且消除了過去可控矽變流裝置設計成櫃狀多帶來的強電與弱電間的相互幹擾，以及控制櫃與控制室設計建造的困難，還可提高可控矽冷卻的可靠性。
本發明中的殼體(4)可以為普通變壓器殼體，但應增加一定體積和散熱面積。本發明中的控制信號線接頭(7)由於各個可控矽控制信號「地」不同，應注意絕緣。也可以把可控矽的控制脈衝放大驅動電路做成一個模塊固定於控制信號線接頭(7)處，而該模塊的輸入端使用光虯隔離器件，外部對可控矽的控制使用光纖控制，徹底消除強電與弱電間的連接幹擾，同時，也可以簡化控制部分電路，使其與整個控制系統統一。
權利要求
1.一種可控矽變流器功率組件，它有變壓器鐵芯(1)，線圈繞組(2)，線圈繞組(3)，殼體(4)，動力電纜接頭(5)，其特徵在於在殼體(4)中有可控矽功率組件(6)，在殼體(4)上還有可控矽控制信號線接頭(7)，可控矽功率組件(6)由可控矽(8)、直流極板(9)和交流電極(10)組成，可控矽(8)被夾持於直流極板(9)之間，它的交流電極(10)與線圈繞組(2)相連。
2.如權利要求1所述的可控矽變流器功率組件，其特徵在於在控制信號線接頭(7)處固定有可控矽控制脈衝放大驅動電路模塊，該模塊的輸入端使用光電隔離器件，通過光纖與控制部分相連。
全文摘要
一種可控矽變流器功率組件，它適用於直流輸變電站，並適宜做各種大型用電設備的電源。本發明可控矽功率組件旋置於普通變壓器殼體中，與變壓器合為一體，成為一種新型可控矽變流器功率組件，不僅可起到原來兩個單獨設備的交直流變換與電壓調整作用，而且，消除了原控制櫃狀可控矽變流裝置存在的強電與弱電間的相互幹擾，還解決了控制櫃及控制室由於電力電纜進出而帶來的設計建造困難。
文檔編號H02M1/00GK1055090SQ9010125
公開日1991年10月2日 申請日期1990年3月14日 優先權日1990年3月14日
發明者石行, 尤裝 申請人:北京市西城新開通用試驗廠