一种三电平四象限拓扑功率模组和变频器的制作方法
本技术涉及变频器，尤其涉及一种三电平四象限拓扑功率模组和变频器。
背景技术：
1、随着我国煤炭生产自动化程度的不断提高，矿用变频器在煤矿井下采、掘、运等机械设备和井上通、压、排、提等四大件的调速应用中发挥着良好的调速性能和节能降耗的作用。npc(neutral point clamped)三电平拓扑结构是一种应用最为广泛的多电平拓扑结构，三电平拓扑的功率器件所承受的电压为传统两电平拓扑的功率器件所承受电压的一半，即在使用相同电压等级的功率管时，使用三电平拓扑相较两电平拓扑可以使用更高的电压等级。三电平拓扑结构的回路主要由igbt模块、电容等器件连接形成。传统变频器其内部三电平的拓扑，在结构上的各模块器件之间的设计时采用导线直接连接的方式，回路中杂散电感较高，构成的功率模组很难满足一些高等级电压的需求，在实际应用中存在着诸多局限。
技术实现思路
1、本实用新型实施例提供一种三电平四象限拓扑功率模组，解决现有变频器的三电平拓扑回路中杂散电感高的问题。
2、第一方面，本实用新型实施例提供了一种三电平四象限拓扑功率模组，其包括：
3、整流模组和逆变模组，所述整流模组和所述逆变模组均包括多个igbt模组与叠层铜排，每个所述igbt模组设有多个电性连接端，每个所述叠层铜排分别设于每个所述igbt模组上并将多个所述电性连接端进行电性相连；
4、吸收电容，分别设于所述整流模组和所述逆变模组上，其中，所述吸收电容与每个所述igbt模组的所述电性连接端电性相连以形成三电平拓扑结构。
5、在本实用新型实施例提供的三电平四象限拓扑功率模组中，每个所述igbt模组包括多个igbt模块，所述电性连接端设于所述igbt模块上，所述叠层铜排包括多个叠层母排，多个所述叠层母排互相重叠且连接于所述电性连接端。
6、在本实用新型实施例提供的三电平四象限拓扑功率模组中，所述多个叠层母排包括第一母排和第二母排，所述第二母排叠装于所述第一母排上方，所述多个电性连接端包括第一电压端和第二电压端，所述第一母排和所述第二母排分别与所述第一电压端和所述第二电压端电性连接。
7、在本实用新型实施例提供的三电平四象限拓扑功率模组中，所述叠层铜排还包括第三母排，所述第三母排叠装于所述第二母排上方，所述多个电性连接端还包括第三电压端，所述第三母排与所述第三电压端电性连接。
8、在本实用新型实施例提供的三电平四象限拓扑功率模组中，所述吸收电容设于所述叠层铜排背向所述igbt模组的一侧，所述叠层铜排上设有通孔，所述电性连接端显露于所述通孔内，所述吸收电容的引脚穿设于所述通孔后与所述电性连接端电性连接。
9、在本实用新型实施例提供的三电平四象限拓扑功率模组中，所述三电平四象限拓扑功率模组还包括均压电阻，所述均压电阻设于所述叠层铜排背向所述igbt模组的一侧且与所述叠层铜排电性连接。
10、在本实用新型实施例提供的三电平四象限拓扑功率模组中，所述igbt模组的数量和所述igbt模块的数量均为3个。
11、第二方面，本实用新型实施例还提供一种变频器，其包括本实用新型实施例提供的任意一种所述的三电平四象限拓扑功率模组。
12、在本实用新型实施例提供的变频器中，所述变频器还包括散热器基板、电容模组、机箱以及弱电组件，所述机箱设于所述散热器基板上，所述三电平四象限拓扑功率模组设于所述散热器基板上且收容于所述机箱中，所述电容模组设于所述机箱之外且与所述三电平四象限拓扑功率模组电性连接，所述弱电组件设于所述机箱上且与所述三电平四象限拓扑功率模组电性连接。
13、在本实用新型实施例提供的变频器中，所述机箱包括箱体和盖板，所述箱体设于所述散热器基板上，所述盖板可转动地安装于所述箱体的顶部以打开或关闭所述箱体，所述弱电组件设于所述盖板上。
14、本实用新型实施例提供一种三电平四象限拓扑功率模组和变频器，该模组包括整流模组、逆变模组及吸收电容；所述整流模组和所述逆变模组均包括多个igbt模组与叠层铜排，每个所述igbt模组设有多个电性连接端，每个所述叠层铜排分别设于每个所述igbt模组上并将多个所述电性连接端进行电性相连；所述吸收电容分别设于所述整流模组和所述逆变模组上，其中，所述吸收电容与每个所述igbt模组的所述电性连接端电性相连以形成三电平拓扑回路。本申请中整流与逆变两个模组均采用叠层铜排来将来每个igbt模组的多个电性连接端电性相连，再将吸收电容与每个igbt模组的电性连接端电性相连构成了电流换流回路更短的三电平拓扑回路，整体构成低杂散电感的四象限的三电平拓扑布局结构，在实际应用中输出电压谐波降低，波形更趋近标准正弦波。
技术特征：
1.一种三电平四象限拓扑功率模组，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三电平四象限拓扑功率模组，其特征在于，每个所述igbt模组包括多个igbt模块，所述电性连接端设于所述igbt模块上，所述叠层铜排包括多个叠层母排，多个所述叠层母排互相重叠且连接于所述电性连接端。
3.根据权利要求2所述的三电平四象限拓扑功率模组，其特征在于，所述多个叠层母排包括第一母排和第二母排，所述第二母排叠装于所述第一母排上方，所述多个电性连接端包括第一电压端和第二电压端，所述第一母排和所述第二母排分别与所述第一电压端和所述第二电压端电性连接。
4.根据权利要求3所述的三电平四象限拓扑功率模组，其特征在于，所述叠层铜排还包括第三母排，所述第三母排叠装于所述第二母排上方，所述多个电性连接端还包括第三电压端，所述第三母排与所述第三电压端电性连接。
5.根据权利要求1所述的三电平四象限拓扑功率模组，其特征在于，所述吸收电容设于所述叠层铜排背向所述igbt模组的一侧，所述叠层铜排上设有通孔，所述电性连接端显露于所述通孔内，所述吸收电容的引脚穿设于所述通孔后与所述电性连接端电性连接。
6.根据权利要求1所述的三电平四象限拓扑功率模组，其特征在于，所述三电平四象限拓扑功率模组还包括均压电阻，所述均压电阻设于所述叠层铜排背向所述igbt模组的一侧且与所述叠层铜排电性连接。
7.根据权利要求2-4任一项所述的三电平四象限拓扑功率模组，其特征在于，所述igbt模组的数量和所述igbt模块的数量均为3个。
8.一种变频器，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的三电平四象限拓扑功率模组。
9.根据权利要求8所述的变频器，其特征在于，所述变频器还包括散热器基板、电容模组、机箱以及弱电组件，所述机箱设于所述散热器基板上，所述三电平四象限拓扑功率模组设于所述散热器基板上且收容于所述机箱中，所述电容模组设于所述机箱之外且与所述三电平四象限拓扑功率模组电性连接，所述弱电组件设于所述机箱上且与所述三电平四象限拓扑功率模组电性连接。
10.根据权利要求9所述的变频器，其特征在于，所述机箱包括箱体和盖板，所述箱体设于所述散热器基板上，所述盖板可转动地安装于所述箱体的顶部以打开或关闭所述箱体，所述弱电组件设于所述盖板上。
技术总结
本技术公开了一种三电平四象限拓扑功率模组和变频器，三电平四象限拓扑功率模组包括整流模组和逆变模组以及吸收电容；整流模组和逆变模组均包括多个IGBT模组与叠层铜排，每个IGBT模组设有多个电性连接端，每个叠层铜排分别设于每个IGBT模组上并将多个电性连接端进行电性相连；吸收电容分别设于整流模组和逆变模组上，其中，吸收电容与每个IGBT模组的电性连接端电性相连以形成三电平拓扑回路，相较于变频器传统的三电平拓扑回路的连接结构，本申请形成的三电平拓扑回路电流换流回路更短，回路中杂散电感更低，输出电压谐波降低，波形更趋近标准正弦波。
技术研发人员：石金飞,常富,柳思宇,叶连望,乔鹏,孙维广
受保护的技术使用者：苏州英威腾电力电子有限公司
技术研发日：20240119
技术公布日：2024/9/23