[发明专利]一种基于全控器件的电压源换流器子模块单元支撑架

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域的支撑架，具体涉及一种基于全控器件的电压源换流器子模块单元支撑架。

背景技术

基于电压源换流器的高电压直流输电技术，其特点是采用全控型电力电子器件构成的电压源换流器取代常规直流输电中基于半控型晶闸管器件的电压源换流器。

不同的工程可能具有不同的电压等级，现有技术是采用模块化方式，将电压源换流器设计为基本功能单元，根据不同的电压等级选择需要串联的基本功能单元个数。随着电压等级的不断提高，需要串联的基本功能单元数可能几百甚至数千个，基本功能单元采用塔式结构相互串联，不同的塔之间再由铜排连接。

目前普遍使用的基本功能单元支撑架只是简单的将器件排列布置在两根主梁之上，器件之间没有做单独的电磁屏蔽处理，可能产生电磁干扰；器件简单排列布置，对通流母排的布局考虑不足可能产生杂散电感，干扰正常工作；器件简单排列布置，没有进行模块化设计，导致某一个零件简单的结构改动，却牵动大量其他零件的结构同时改动，造成人力物力财力的浪费。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于全控器件的电压源换流器子模块单元支撑架，本发明结构简单牢固、安装简易快速，布局紧凑、空间利用率大；使用标准型材，取材便利，加工简单，成本低廉；按照器件功能设计各部分结构，再将各结构优化融合，布局合理，功能单元区分明晰。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于全控器件的电压源换流器子模块单元支撑架，所述电压源换流器为三相六桥臂结构，每个桥臂包括串联的子模块单元；其改进之处在于，所述支撑架包括平行设置的两根主梁、其间设有横梁和竖直设置于所述主梁上的立柱；

所述主梁和横梁均是40X20X3的不锈钢材质矩形管，主梁的长度和立柱的高度根据工程实际确定；所述立柱是由3毫米厚度的不锈钢板冲压而成。

进一步地，所述立柱数目为4，其所支撑的元件板位于所述两根主梁和横梁所组成的底架一端，所述立柱另一端支撑元件板；所述元件板与所述底架平行且其轴向长度小于所述底架长度，其横向宽度大于或等于所述底架宽度，其与所述底架间的垂直距离大于或等于所述底架横向距离。

进一步地，所述两根主梁、横梁和四根立柱通过焊接的方式组成所述支撑架的矩形框架；元件板水平设置于由四根立柱组成的矩形端面上。

进一步地，所述两根主梁和横梁采用相同矩形截面的型材，且两根主梁截面长边沿竖直方向放置，横梁截面短边沿竖直方向放置；依次排布的第一个横梁设置于两根主梁的端点处；相邻两个横梁之间的距离视其支撑的子模块单元而定，横梁之间的间距在400～500毫米之间。

进一步地，在所述两根主梁的竖直侧面内嵌焊接有吊装套，用于吊装子模块单元；所述吊装套的一端伸出主梁的外侧面，另一端与主梁的内侧面齐平，且在伸出主梁吊装套的正上方焊接有连接吊装套与主梁的吊装套加强筋。

进一步地，所述四根立柱分别竖直焊接于所述两根主梁上，构成矩形框架，且在互成对角的位置使用同一种立柱；短边相邻两个立柱之间的间距为250毫米；长边相邻两个立柱之间的间距为450毫米。

进一步地，所述四根立柱的截面均为C型槽梁形状，且在每根立柱的侧面冲压出直角翻边，用于在四根立柱构成的矩形框架内安装子模块单元的电路板；所述四根立柱的C型槽梁开口均朝向矩形框架内部，所述矩形框架短边上的两根立柱外形互为镜像关系。

进一步地，在所述四根立柱的上端朝向矩形框架内部侧面均焊接有元件板定位螺母，且元件板定位螺母的上端面与立柱的上端点之间设有1-10mm的间隙，所述元件板定位螺母上设有孔，互成对角位置上的两个孔，其中一个为圆孔，另一个为过孔。

进一步地，所述元件板的下表面与立柱的上端面接触，即与元件板定位螺母之间留有1-10mm的间隙，用于实现通过螺钉锁紧元件板。

进一步地，在所述两根主梁上对称焊接有电容器定位螺母，用于支撑并固定电容器；第一组电容器定位螺母与相邻立柱之间的间距为330毫米；相邻两个电容器定位螺母之间的间距为430毫米。

进一步地，在所述主梁的下侧内嵌设有安装定位螺母，用于将整个支撑架固定于操作平台上；

所述安装定位螺母内嵌焊接于主梁的下侧。

进一步地，所述主梁焊接安装定位螺母的位置上形成内腔，在内腔下侧的壁上等距加工有三个通孔，其中中间的通孔与安装定位螺母的螺纹孔同轴布置，另外两侧通孔用于从主梁外部焊接安装定位螺母。