復合母排在SVG設備中的應用與設計

宋博

摘要：隨著電力電子行業的不斷發展，對SVG設備的性能及尺寸有了更高的要求，即性能優良、占用空間小。而母排作為SVG設備的重要電氣連接部件，其結構設計及優化往往對設備性能及尺寸有著重要的作用。本文針對復合母排在SVG設備功率單元模塊中的應用與設計，介紹了復合母排對比傳統母排所具備的優勢，并簡述了復合母排在不同功率單元模塊中的應用形式。

關鍵詞：復合母排;SVG;電氣連接;結構設計

【Abstract】：With the continuous development of power electronics industry， there are higher requirements for the performance and size of SVG equipment， that is， excellent performance and small occupied space. As an important electrical connection component of SVG equipment， the structure design and optimization of busbar often play an important role in the performance and size of equipment. Aiming at the application and design of composite bus in power unit module of SVG equipment， this paper introduces the advantages of composite bus compared with traditional bus， and briefly describes the application forms of composite bus in different power unit modules.

【Key words】：composite busbar;SVG;electrical connection;structural design

1?引言

復合母排又稱疊層母排、復合母線、匯流條（母）板、低感母排、迭層功率母排等，英文名Composite Busbar或Laminated Busbar。疊層母排采用導電材料和絕緣材料的復合結構。，單層或多層導體用高絕緣強度材料封裝形成低電感復合結構，其具備低阻抗、抗干擾、節省空間、可靠性高、裝配簡捷等特點，享有配電系統高速公路的美稱。

目前，復合母排廣泛應用在無功補償、變頻、電力牽引設備、蜂窩通訊、基站、電話交換系統、大型網絡設備、大中型計算機、電力開關系統、焊接系統、軍事設備系統、發電系統、電動設備的功率轉換模塊等技術領域。

2復合母排的優勢

與傳統的配線方式相比，復合母排具有以下優勢：

●復合母排具有高可靠性和高安全性;

●復合母排具有簡潔緊湊的設計，利用較小空間實現大電流、高電壓元器件之間的連接，降低系統成本;

●復合母排具有低阻抗，提高安裝正常率。

●復合母排具有量身定做的模塊式結構，多種類的接口選擇，便于安裝和現場服務;

●復合母排具有以低電壓降實現高電流承載的能力;

●復合母排容易散熱冷卻，具有更小的溫升;

●復合母排具有低阻抗，更低的阻值和功率損失，發熱最小;

●復合母排具有低電感（特別是對IGBT的應用，降低由于電壓擊穿而引起的電器元件損壞概率）。

3復合母排在SVG中的應用及設計

3.1 復合母排在SVG中的應用

復合母排在SVG設備中主要應用于功率單元內部，作為連接IGBT直流側及薄膜電容端子的直流導體。根據功率單元形式的不同，復合母排的結構及安裝形式也不相同，圖1為不同功率單元中復合母排的結構及安裝形式。

3.2復合母排在SVG中的設計

因IGBT直流側分為正負兩極，所以復合母排采用2層導體的形式，導體表面采用導電氧化處理，并在正負極板間及表面采用3層PET膜將極板進行絕緣包覆，如圖2所示。PET膜與極板采用膠黏劑熱壓或者樹脂粉末高溫噴涂致密結合，無任何氣隙包覆極板，用于消除爬電擊穿危險。

由于復合母排工作時，極板會產生雜散電感（電路中的導體呈現出來的等效電感），而雜散電感過大會對IGBT造成較大的電磁干擾，甚至造成IGBT的損壞。所以為了提高系統的穩定性，降低復合母排中的雜散電感，需將復合母排正負極板除接線端外其余部分相互完全重疊，這樣可以使重疊部分的高頻磁場相互抵消，將雜散電感減到最小。

為了降低成本及使用空間，在滿足載流和穩定性的基礎上，需要將復合母排的極板尺寸減到最小，并盡量采用模具沖壓的制作方法將極板一次性成型，減少制作工序。且為了防止尖端放電，將正負極板模具中所有銳角處進行圓角處理。

4 結論

通過上述分析和實踐，在SVG功率模塊上 IGBT元件之間與薄膜電容連接，采用復合母排設計，可以降低回路中的雜散電感，大大降低 IGBT關斷時產生的尖峰電壓，簡化吸收電路，提高系統穩定性，使電路更為安全、簡潔可靠。合理的復合母排結構設計還可以提高SVG功率單元內部的空間利用率，使SVG功率單元模塊結構設計更加緊湊，有利于提高SVG功率單元模塊的集成度和功率密度，為SVG設備功率部分的集約型設計提供了強有力的支撐。隨著科技的發展復合母排的應用及設計將更為廣泛、更為精密。

參考文獻：

[1]劉玉柱，王亮，何小剛，等.疊層母排低感設計分析[J].大功率變流技術，2013（1）：25-28.

[2]中國電器工業協會.疊層母線排用絕緣膜：GB/T 37659―2019[S].北京：國家市場監督管理總局，2019.

[3]劉鹿生.迭層功率母線[J].電力電子，2003，1（2）：57-59.

[4]王堯，盛建華.疊層母排的技術優勢及其應用綜述[J].變頻器世界，2012（9）：55-60.