[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU224464U1 - POWER INVERTER MODULE FOR ELECTRICAL COMPLEXES AND ELECTRICAL ENERGY CONVERSION SYSTEMS - Google Patents

POWER INVERTER MODULE FOR ELECTRICAL COMPLEXES AND ELECTRICAL ENERGY CONVERSION SYSTEMS Download PDF

Info

Publication number
RU224464U1
RU224464U1 RU2023129109U RU2023129109U RU224464U1 RU 224464 U1 RU224464 U1 RU 224464U1 RU 2023129109 U RU2023129109 U RU 2023129109U RU 2023129109 U RU2023129109 U RU 2023129109U RU 224464 U1 RU224464 U1 RU 224464U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
electrical
output
heat exchange
tgta
Prior art date
Application number
RU2023129109U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Сергеевич Богачев
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации, Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU224464U1 publication Critical patent/RU224464U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для проектирования и производства высокоэффективных силовых инверторных модулей, применяемых в различных отраслях промышленности, таких как судостроение, электроэнергетика и электротранспорт. Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности и надежности работы силового трехуровневого инверторного модуля в мощных преобразователях при больших токах коммутации за счет повышения эффективности и надежности работы снабберных цепей и возможности уравнивания и распределения электрических напряжений полупроводниковых элементов прижимной конструкции. Указанный технический результат достигается в силовом трехуровневом инверторном модуле для электротехнических комплексов и систем преобразования электрической энергии, содержащем первый, второй, третий и четвертый управляемые полупроводниковые приборы прижимной конструкции, первый и второй блоки снабберных конденсаторов, соединенные определенным образом первый и второй блоки контроля прижимного усилия, первый и второй фиксирующие полупроводниковые диоды прижимной конструкции, первый, второй, третий и четвертый электрические изоляторы, первый и второй блоки снабберных теплообменных резисторов, первый и второй блоки уравнивающих теплообменных резисторов, первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую и седьмую гибкие изолированные токопроводящие шины, первый и второй блоки драйверов управления, первый и второй блоки тарельчатых пружин, первый и второй блоки стягивающих изолированных стоек, первый, второй, третий, четвертый, пятый шестой, седьмой, восьмой и девятый токопроводящие гидравлические теплообменные аппараты, блок гидравлических коллекторов охлаждения. 14 н.п. ф-лы, 11 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used for the design and production of highly efficient power inverter modules used in various industries, such as shipbuilding, power generation and electric transport. The technical result of the utility model is to increase the efficiency and reliability of the operation of a three-level power inverter module in high-power converters at high switching currents by increasing the efficiency and reliability of the snubber circuits and the possibility of equalizing and distributing electrical voltages of the semiconductor elements of the clamping structure. The specified technical result is achieved in a three-level power inverter module for electrical complexes and electrical energy conversion systems, containing the first, second, third and fourth controlled semiconductor devices of the clamping structure, the first and second blocks of snubber capacitors, the first and second clamping force control blocks connected in a certain way, first and second clamping semiconductor diodes of the clamping structure, first, second, third and fourth electrical insulators, first and second blocks of snubber heat exchange resistors, first and second blocks of equalizing heat exchange resistors, first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh flexible insulated conductive busbars, first and second blocks of control drivers, first and second blocks of disc springs, first and second blocks of insulated tension struts, first, second, third, fourth, fifth sixth, seventh, eighth and ninth conductive hydraulic heat exchangers, block of hydraulic cooling manifolds . 14 n.p. f-ly, 11 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model relates

Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для проектирования и производства высокоэффективных силовых инверторных модулей, применяемых при построении автономных инверторов напряжения, входящих в состав электротехнических комплексов и систем преобразования электрической энергии в различных отраслях промышленности, таких как судостроение, электроэнергетика и электротранспорт.The proposed utility model relates to the field of electrical engineering and can be used for the design and production of highly efficient power inverter modules used in the construction of autonomous voltage inverters that are part of electrical complexes and electrical energy conversion systems in various industries, such as shipbuilding, power generation and electric transport.

Уровень техникиState of the art

Известен фазный модуль для полупроводникового преобразователя электроэнергии (см. патент ЕС ЕР 3244715 А1, М. кл. H05K 7/14 (2006.01), H01L 25/11 (2006.01), опубл. 15.11.2017), который состоит из двух и более соединенных параллельно инверторных полумостов на основе управляемых полупроводниковых элементов IGBT с обратными диодами. Соответствующие силовые входы постоянного напряжения каждого управляемого инверторного полумоста фазного модуля подключаются шинами к выводам конденсатора звена постоянного тока, а соответствующие выходы фазного модуля объединены и образуют выходную шину фазного модуля. Данный фазный модуль согласно своему схемотехническому решению позволяет осуществлять двухуровневое преобразование электроэнергии постоянного напряжения в переменное. За счет параллельного соединения силовых выводов инверторных полумостов фазный модуль обеспечивает возможность наращивания пропускной способности модуля по току для увеличения мощности фазы преобразователя (инвертора) в котором планируется использование данного фазного модуля. Конструктивные особенности взаимного расположения шин позволяют добиться снижения влияния внутренних паразитных индуктивностей полумостов модуля и уменьшить коммутационные перенапряжения на управляемых полупроводниковых элементах IGBT. Однако несмотря на описанный выше технический результат фазный модуль не позволяет осуществлять трехуровневое преобразование электроэнергии постоянного напряжения в переменное, что приводит к росту коэффициента нелинейных искажений и снижению качества выходного напряжения и тока при работе модуля в составе автономных инверторов напряжения систем преобразования электроэнергии. Отсутствие быстродействующих снабберных цепей в фазном модуле при определенных параметрах индуктивности шин, соединяющих конденсатор звена постоянного тока с соответствующими входами постоянного напряжения фазного модуля, приведет к возникновению повышенных импульсных коммутационных перенапряжений, которые значительно ухудшат электрические и тепловые параметры работы управляемых полупроводниковых элементов, снизят срок службы и могут привести к выходу из строя фазного модуля. Кроме этого, устройство модуля имеет серьезные ограничения по применению, так как конструкция не предусматривает возможности охлаждения управляемых полупроводниковых элементов IGBT и не дает возможности использовать высокоэффективные управляемые полупроводниковые приборы прижимной конструкции (press pack), которые за счет реализации силовых электрических контактов приборов под давлением, могли бы значительно повысить допустимую величину тока и мощности модуля. Невозможность применения управляемых полупроводниковых приборов press pack и отсутствие системы охлаждения при определенных значениях тока и мощности приведет к перегреву используемых полупроводниковых элементов модуля, что потребует ограничения величины допустимого тока и мощности и не позволит эффективно использовать фазный модуль в преобразователях. Для обеспечения требуемой величины тока и мощности при сохранении параметров безопасной работы фазного модуля возникает необходимость распараллеливания большого количества инверторных полумостов с одновременным снижением частоты коммутации IGBT для исключения перегрева управляемых полупроводниковых элементов. В системах преобразования электроэнергии, мощность которых составляет мегаватты и десятки мегаватт, использование таких фазных модулей ведет к неоправданному росту количества управляемых полупроводниковых элементов IGBT, снижению надежности, усложнению систем управления фазными модулями, снижению эффективной габаритной плотности тока и мощности электрооборудования, а также его качества.A phase module for a semiconductor power converter is known (see EU patent EP 3244715 A1, M. class H05K 7/14 (2006.01), H01L 25/11 (2006.01), published 11/15/2017), which consists of two or more connected parallel inverter half-bridges based on controlled semiconductor IGBT elements with freewheeling diodes. The corresponding DC power inputs of each controlled inverter half-bridge of the phase module are connected by buses to the terminals of the DC link capacitor, and the corresponding outputs of the phase module are combined and form the output bus of the phase module. This phase module, according to its circuit design, allows for two-level conversion of DC to AC electricity. Due to the parallel connection of the power terminals of inverter half-bridges, the phase module provides the ability to increase the current capacity of the module to increase the power of the phase of the converter (inverter) in which it is planned to use this phase module. The design features of the relative arrangement of the buses make it possible to reduce the influence of internal parasitic inductances of the module half-bridges and reduce switching overvoltages on the controlled semiconductor IGBT elements. However, despite the technical result described above, the phase module does not allow three-level conversion of direct voltage electricity into alternating voltage, which leads to an increase in the coefficient of nonlinear distortion and a decrease in the quality of the output voltage and current when the module operates as part of autonomous voltage inverters of electricity conversion systems. The absence of high-speed snubber circuits in the phase module at certain parameters of the inductance of the buses connecting the DC link capacitor with the corresponding DC voltage inputs of the phase module will lead to the occurrence of increased pulsed switching overvoltages, which will significantly worsen the electrical and thermal parameters of the controlled semiconductor elements, reduce the service life and may lead to failure of the phase module. In addition, the module design has serious limitations on its use, since the design does not provide for the possibility of cooling controlled semiconductor IGBT elements and does not make it possible to use highly efficient controlled semiconductor devices of a press pack design, which, due to the implementation of power electrical contacts of devices under pressure, could would significantly increase the permissible current and power of the module. The impossibility of using controllable semiconductor press pack devices and the absence of a cooling system at certain current and power values will lead to overheating of the semiconductor elements of the module, which will require limiting the permissible current and power and will not allow the effective use of the phase module in converters. To ensure the required current and power while maintaining the safe operation parameters of the phase module, it becomes necessary to parallelize a large number of inverter half-bridges while simultaneously reducing the IGBT switching frequency to avoid overheating of the controlled semiconductor elements. In power conversion systems with a power of megawatts and tens of megawatts, the use of such phase modules leads to an unjustified increase in the number of controlled semiconductor IGBT elements, a decrease in reliability, a complication of phase module control systems, a decrease in the effective overall current density and power of electrical equipment, as well as its quality.

Известен силовой модуль и способ построения структуры силового модуля (см. патент КНР CN 104145336 A, М. кл. H01L 25/00 (2006.01), опубл. 12.11.2014), который состоит из соединенных последовательно первого, второго третьего и четвертого управляемых полупроводниковых приборов прижимной конструкции (первый, второй, третий и четвертый УПППК), первого, второго, третьего и четвертого драйверов управления полупроводниковыми приборами, первого второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого токопроводящих металлических охладителей для охлаждения управляемых полупроводниковых приборов, первого и второго изоляторов (верхнего и нижнего), первой, второй третьей, четвертой и пятой гибких токопроводящих шин, объединяющего и прижимающего элементы модуля между собой статического прижимного устройства, присоединяемого к первому и второму изоляторам и состоящего из первой и второй (верхней и нижней) прижимной панели, первого и второго стягивающих стержней.A power module and a method for constructing the structure of a power module are known (see PRC patent CN 104145336 A, M. class H01L 25/00 (2006.01), published on November 12, 2014), which consists of the first, second third and fourth controlled semiconductor connected in series devices of a clamping structure (first, second, third and fourth UPPPK), first, second, third and fourth drivers for controlling semiconductor devices, first second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth conductive metal coolers for cooling controlled semiconductor devices, first and second insulators (upper and lower), first, second, third, fourth and fifth flexible conductive busbars, combining and pressing the module elements together, a static clamping device connected to the first and second insulators and consisting of a first and second (upper and lower) clamping panel, first and second tie rods.

В данном силовом модуле в отличие от предыдущего аналога реализована конструктивная возможность использования в качестве управляемых полупроводниковых приборов высокоэффективных приборов прижимной конструкции (press pack), которые при помощи статического прижимного устройства для реализации силовых электрических контактов приборов под давлением, значительно повышают допустимую величину тока и мощности силового модуля по сравнению с предыдущим аналогом. Кроме этого, конструкция модуля предусматривает также возможность двухстороннего охлаждения управляемых полупроводниковых приборов при помощи охладителей, что расширяет область применения, позволяет повысить эффективность использования модуля в мощных устройствах и при высокой токовой нагрузке снизить температуру кристаллов управляемых полупроводниковых приборов. Это в свою очередь повышает надежность, качество и эффективную габаритную плотность тока и мощности электрооборудования, в котором планируется использование силового модуля. За счет использования гибких токопроводящих шин силовой модуль обеспечивает качественные электрические контакты внешних соединений при возможных вибрационных воздействиях. Однако несмотря на описанный выше технический результат силовой модуль имеет ряд существенных недостатков. Схемотехническое решение, используемое в силовом модуле, не позволяет осуществлять трехуровневое преобразование электроэнергии постоянного напряжения в переменное, что приведет к росту коэффициента нелинейных искажений и снижению качества выходного напряжения и тока при работе модуля в составе автономных инверторов напряжения систем преобразования электроэнергии. Отсутствие в силовом модуле резистивных уравнивающих цепей создаст неравномерное распределение напряжения между управляемыми полупроводниковыми приборами, и может привести к выходу из строя отдельных управляемых полупроводниковых приборов к которым без уравнивающих цепей при коммутации может быть приложено максимальное напряжение выше допустимого значения. Отсутствие быстродействующих снабберных цепей в силовом модуле при высоких значениях токов коммутации может привести к возникновению повышенных импульсных коммутационных перенапряжений, которые значительно ухудшат тепловые и электрические параметры работы управляемых полупроводниковых приборов, создадут дополнительные тепловые потери, снизят надежность, срок службы и могут привести к выходу из строя управляемых полупроводниковых приборов, входящих в состав силового модуля. Прижимное устройство модуля является статическим, что не позволяет учитывать тепловые изменения геометрии металлических компонентов модуля и стабилизировать величину прижимного усилия, а также сохранять качество внешних и внутренних электрических соединений управляемых полупроводниковых приборов press pack во всем диапазоне рабочих температур. Так, изменения температуры управляемых полупроводниковых приборов силового модуля вследствие изменений тока и мощности модуля в процессе работы приведут к тепловому изменению геометрических размеров полупроводниковых приборов и металлических охладителей. Использование в таком случае статического прижимного устройства не позволит учесть и скомпенсировать эти изменения геометрии, что приведет к резкому выходу величины усилия сжатия приборов press pack за границы требуемого рабочего диапазона. Таким образом снижение температуры вызовет резкое снижение прижимного усилия, ухудшение качества внешних и внутренних электрических соединений, приведет к росту электрических потерь, падению КПД, перегреву кристаллов внутри приборов press pack, а увеличение температуры вызовет резкое увеличение прижимного усилия, которое при определенных значениях может разрушить внутреннюю структуру кристаллов и других элементов внутри корпуса полупроводниковых приборов press pack прижимной конструкции.In this power module, unlike the previous analogue, the constructive possibility of using highly efficient devices of a clamping design (press pack) as controlled semiconductor devices is realized, which, using a static clamping device for implementing power electrical contacts of devices under pressure, significantly increase the permissible current and power of the power supply. module compared to the previous analogue. In addition, the module design also provides for the possibility of two-way cooling of controlled semiconductor devices using coolers, which expands the scope of application, makes it possible to increase the efficiency of using the module in high-power devices and, at high current loads, reduce the temperature of the crystals of controlled semiconductor devices. This in turn increases the reliability, quality and effective overall current and power density of the electrical equipment in which the power module is planned to be used. Through the use of flexible conductive busbars, the power module ensures high-quality electrical contacts of external connections under possible vibration influences. However, despite the technical result described above, the power module has a number of significant disadvantages. The circuit design used in the power module does not allow for three-level conversion of DC to AC electricity, which will lead to an increase in the coefficient of nonlinear distortion and a decrease in the quality of the output voltage and current when the module operates as part of autonomous voltage inverters of power conversion systems. The absence of resistive equalizing circuits in the power module will create an uneven distribution of voltage between controlled semiconductor devices, and can lead to failure of individual controlled semiconductor devices to which, without equalizing circuits, a maximum voltage above the permissible value can be applied during switching. The absence of high-speed snubber circuits in the power module at high values of switching currents can lead to increased pulse switching overvoltages, which will significantly worsen the thermal and electrical operating parameters of controlled semiconductor devices, create additional thermal losses, reduce reliability, service life and can lead to failure controlled semiconductor devices included in the power module. The module's clamping device is static, which does not allow it to take into account thermal changes in the geometry of the metal components of the module and stabilize the magnitude of the clamping force, as well as maintain the quality of external and internal electrical connections of press pack controlled semiconductor devices over the entire operating temperature range. Thus, changes in the temperature of the controlled semiconductor devices of the power module due to changes in the current and power of the module during operation will lead to a thermal change in the geometric dimensions of the semiconductor devices and metal coolers. In this case, the use of a static clamping device will not allow taking into account and compensating for these changes in geometry, which will lead to a sharp exit of the compression force of the press pack devices beyond the required operating range. Thus, a decrease in temperature will cause a sharp decrease in the pressing force, deterioration in the quality of external and internal electrical connections, will lead to an increase in electrical losses, a drop in efficiency, overheating of the crystals inside the press pack devices, and an increase in temperature will cause a sharp increase in the pressing force, which at certain values can destroy the internal the structure of crystals and other elements inside the package of semiconductor devices press pack clamping structure.

Известен полупроводниковый модуль для преобразователя со снабберными конденсаторами (см. патент США US 20160218615 A1, М.кл. Н02М 1/34 (2006.01), H01L 29/74 (2006.01), H01L 29/739 (2006.01), H01L 29/749 (2006.01), H01L 23/495 (2006.01), H01L 23/50 (2006.01) опубл. 28.07.2016). Согласно варианту реализации схемотехнического и компоновочного решений полупроводниковый модуль силовыми электрическими входами подключается к выходам источника постоянного напряжения или конденсаторам звена постоянного тока со средней точкой и включает в себя первый, второй, третий и четвертый управляемые полупроводниковые приборы прижимной конструкции (первый, второй, третий, четвертый УПППК), первый, второй, третий, четвертый и пятый токопроводящие металлические охладители для пассивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов, первый и второй полупроводниковые снабберные диоды, первый и второй неохлаждаемые снабберные резисторы, первый и второй индуктивные снабберные элементы, первый и второй блоки снабберных конденсаторов (первый и второй БСК), каждый из которых может содержать два и более параллельно соединенных конденсаторов общие точки которых соединены через U-образные шины с третьим охладителем, статическое прижимное устройство, объединяющее и прижимающее элементы модуля между собой и содержащее верхний и нижний изолированные прижимные элементы и два стягивающих стержня. Силовые электрические входы полупроводникового модуля подключаются к электрическим выходам источника постоянного напряжения и/или конденсаторам звена постоянного тока со средней точкой, при этом первый силовой электрический вход полупроводникового модуля соединен с первым электрическим входом первого индуктивного снабберного элемента и с первым электрическим входом первого неохлаждаемого снабберного резистора электрический выход которого подключается к электрическому входу первого БСК и электрическому выходу первого снабберного диода, электрический вход которого подключен к электрическому выходу первого индуктивного снабберного элемента и к электрическому входу первого токопроводящего металлического охладителя, электротеплообменный выход которого связан с электротеплообменным входом первого УПППК, электротеплообменный выход которого подключается к электротеплообменному входу второго токопроводящего металлического охладителя, электрический выход которого является первым силовым электрическим выходом полупроводникового модуля, а электротеплообменный выход второго токопроводящего металлического охладителя подключается к электротеплообменному входу второго УПППК, электротеплообменный выход которого подключается к электротеплообменному входу третьего токопроводящего металлического охладителя, один из электрических выходов которого подключен к электрическому выходу первого БСК, второму силовому электрическому входу полупроводникового модуля, электрическому входу второго БСК, электротеплообменный выход третьего токопроводящего металлического охладителя соединен с электротеплообменным входом третьего УПППК, электротеплообменный выход которого подключается к электротеплообменному входу четвертого токопроводящего металлического охладителя, один из электрических выходов которого является вторым выходом полупроводникового модуля, а электротеплообменный выход четвертого токопроводящего металлического охладителя подключается к электротеплообменному входу четвертого УПППК, электротеплообменный выход которого связан с электротеплообменным входом пятого токопроводящего металлического охладителя, электрический выход которого подключен к электрическому выходу второго полупроводникового снабберного диода и электрическому выходу второго индуктивного снабберного элемента, электрический вход которого соединен с третьим силовым входом полупроводникового модуля и с электрическим входом второго неохлаждаемого снабберного резистора, электрический выход которого подключен к электрическому входу второго полупроводникового снабберного диода и электрическому выходу второго БСК, при этом статическое прижимное устройство присоединяется к первому (верхнему) и пятому (нижнему) токопроводящим металлическим охладителям.A semiconductor module for a converter with snubber capacitors is known (see US patent US 20160218615 A1, M. class N02M 1/34 (2006.01), H01L 29/74 (2006.01), H01L 29/739 (2006.01), H01L 29/749 ( 2006.01), H01L 23/495 (2006.01), H01L 23/50 (2006.01) publ. 07.28.2016). According to an embodiment of the circuit design and layout solutions, the semiconductor module is connected by power electrical inputs to the outputs of a constant voltage source or DC link capacitors with a midpoint and includes the first, second, third and fourth controlled semiconductor devices of the clamping structure (first, second, third, fourth UPPK), first, second, third, fourth and fifth conductive metal coolers for passive air cooling of semiconductor devices, first and second semiconductor snubber diodes, first and second uncooled snubber resistors, first and second inductive snubber elements, first and second blocks of snubber capacitors ( the first and second BSK), each of which may contain two or more parallel-connected capacitors, the common points of which are connected through U-shaped buses with the third cooler, a static clamping device that combines and presses the module elements together and contains upper and lower insulated clamping elements and two tension rods. The power electrical inputs of the semiconductor module are connected to the electrical outputs of the constant voltage source and/or the capacitors of the midpoint DC link, wherein the first power electrical input of the semiconductor module is connected to the first electrical input of the first inductive snubber element and to the first electrical input of the first uncooled snubber resistor. the output of which is connected to the electrical input of the first BSK and the electrical output of the first snubber diode, the electrical input of which is connected to the electrical output of the first inductive snubber element and to the electrical input of the first conductive metal cooler, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the first UPPK, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the second conductive metal cooler, the electrical output of which is the first power electrical output of the semiconductor module, and the electric heat exchange output of the second conductive metal cooler is connected to the electric heat exchange input of the second UPPK, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the third conductive metal cooler, one of the electrical outputs of which is connected to the electrical output of the first BSK, the second power electrical input of the semiconductor module, the electrical input of the second BSK, the electric heat exchange output of the third conductive metal cooler is connected to the electric heat exchange input of the third UPPK, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the fourth conductive metal cooler, one of the electrical outputs of which is the second output of the semiconductor module, and the electric heat exchange output of the fourth conductive metal cooler is connected to the electric heat exchange input of the fourth UPPK, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the fifth conductive metal cooler, the electric output of which is connected to the electrical output of the second semiconductor snubber diode and the electrical output of the second inductive snubber element, electric the input of which is connected to the third power input of the semiconductor module and to the electrical input of the second uncooled snubber resistor, the electrical output of which is connected to the electrical input of the second semiconductor snubber diode and the electrical output of the second BSK, while the static clamping device is connected to the first (upper) and fifth (lower) ) conductive metal coolers.

В устройстве данного полупроводникового модуля также, как и в предыдущем аналоге реализована конструктивная возможность использования в качестве управляемых полупроводниковых приборов высокоэффективных приборов прижимной конструкции (press pack), которые при помощи статического прижимного устройства для реализации силовых электрических контактов приборов под давлением, повышают допустимую величину тока и мощности силового модуля. Также, как и в предыдущем аналоге конструкция модуля предусматривает двухстороннее охлаждение УПППК при помощи охладителей, что позволяет использовать модуль в более мощных системах преобразования электроэнергии. При этом в отличие от предыдущих аналогов в данном полупроводниковом модуле реализованы снабберные цепи RLCD, которые обеспечивают снижение импульсных коммутационных перенапряжений и улучшают в некотором диапазоне тепловые и электрические параметры работы УПППК, уменьшают коммутационные потери, повышают надежность и срок службы полупроводникового модуля. Применение U-образных шин, соединяющих конденсаторы первого и второго БСК обеспечивает сохранение качественных внешних соединений при изменениях положения конденсаторов, например, при возможных вибрационных воздействиях в процессе эксплуатации. Однако несмотря на описанный выше технический результат полупроводниковый модуль имеет ряд существенных недостатков. Схемотехническое решение, используемое в полупроводниковом модуле, не позволяет осуществлять трехуровневое преобразование электроэнергии постоянного напряжения в переменное, что ведет к росту коэффициента нелинейных искажений и снижению качества выходного напряжения и тока при работе модуля в составе автономных инверторов напряжения систем преобразования электроэнергии. Снабберные цепи, выполненные в виде двух RLCD снабберов применимы исключительно для преобразователей небольшой мощности при небольших токах коммутации, когда требуемое значение индуктивности индуктивного снабберного элемента, ограничивающего ток обратного восстановления снабберного диода невелико и не влияет на уровни перенапряжений на коммутируемых управляемых полупроводниковых приборах. В мощных мегаваттных преобразователях при больших токах коммутации, достигающих значений нескольких тысяч ампер, возрастает как прямой ток, так и ток обратного восстановления снабберного диода, вследствие чего требуемое значение индуктивности индуктивного снабберного элемента значительно возрастает, что ведет к росту уровней перенапряжений на коммутируемых УПППК при их отключении и может стать причиной выхода из строя полупроводникового модуля. Отсутствие какого-либо охлаждения первого и второго снабберных резисторов приведет к перегреву резисторов в процессе работы и выходу из строя снабберных цепей, а использование в снабберных цепях полупроводниковых диодов снижает надежность модуля и требует дополнительного охлаждения также и снабберных диодов. Отсутствие в конструкции модуля возможности установки драйверов управления полупроводниковыми приборами сопряжено с необходимостью размещения драйверов на удалении от модуля и приборов, что в преобразователях ведет к дополнительным индуктивным наводкам и помехам в электрических цепях управления, которые должны будут соединять расположенные отдельно от модуля драйверы управления с УПППК. Отсутствие в модуле резистивных уравнивающих цепей при определенных комбинациях включения УПППК создаст неравномерное распределение напряжения источника постоянного напряжения между УПППК и может привести к выходу из строя отдельных УПППК к которым без уравнивающих цепей при коммутации будет приложено максимальное полное напряжение источника постоянного напряжения, которое может оказаться выше допустимого для УПППК значения. Модуль имеет ограничения по длительности непрерывной работы, так как применяемые металлические токопроводящие охладители используют в качестве охлаждающей среды окружающий воздух, при этом передача тепла от охладителей в охлаждающую среду производится пассивным образом путем излучения. Такой способ воздушного охлаждения зависим от температуры окружающей среды, неэффективно и медленно осуществляет охлаждение и теплосъем с УПППК и работоспособен только при очень низких температурах окружающего воздуха и относительно небольших мощностях и токовых нагрузках модуля. Использование данного способа охлаждения при нормальных и повышенных температурах воздуха в помещениях и шкафах электрооборудования не позволит полупроводниковому модулю работать в длительном режиме, потребуются перерывы в работе для снижения температуры полупроводниковых приборов до приемлемых значений, что снижает эффективность использования систем преобразования электроэнергии, в которых планируется установка данного полупроводникового модуля. Прижимное устройство модуля также как в предыдущем аналоге является статическим, что не позволяет учитывать тепловые изменения геометрии металлических компонентов модуля и стабилизировать величину прижимного усилия в требуемом диапазоне, а также сохранять качество внешних и внутренних электрических соединений УПППК во всем диапазоне рабочих температур. Использование статического прижимного устройства при тепловых изменениях геометрии металлических элементов приведет к резкому выходу величины усилия сжатия УПППК за границы требуемого рабочего диапазона, что при снижении температуры вызовет резкое снижение прижимного усилия и приведет к ухудшению качества внешних и внутренних электрических соединений, возрастанию электрических потерь и снижению КПД, спровоцирует перегрев кристаллов внутри УПППК, а при увеличении температуры произойдет резкое увеличение прижимного усилия, которое при определенных значениях может разрушить внутреннюю структуру кристаллов и других элементов внутри корпуса УПППК.The design of this semiconductor module, as well as the previous analogue, implements the design possibility of using high-performance devices of a clamping design (press pack) as controlled semiconductor devices, which, using a static clamping device for implementing power electrical contacts of devices under pressure, increase the permissible current value and power module power. Also, as in the previous analogue, the design of the module provides for double-sided cooling of the UPPK using coolers, which allows the module to be used in more powerful power conversion systems. Moreover, unlike previous analogues, this semiconductor module implements RLCD snubber circuits, which provide a reduction in pulsed switching overvoltages and improve the thermal and electrical operating parameters of the UPPK in a certain range, reduce switching losses, and increase the reliability and service life of the semiconductor module. The use of U-shaped buses connecting the capacitors of the first and second BSK ensures the preservation of high-quality external connections when the position of the capacitors changes, for example, with possible vibration effects during operation. However, despite the technical result described above, the semiconductor module has a number of significant disadvantages. The circuit design used in the semiconductor module does not allow for three-level conversion of DC to AC electricity, which leads to an increase in the coefficient of nonlinear distortion and a decrease in the quality of the output voltage and current when the module operates as part of autonomous voltage inverters of power conversion systems. Snubber circuits made in the form of two RLCD snubbers are applicable exclusively for low-power converters with low switching currents, when the required inductance value of the inductive snubber element that limits the reverse recovery current of the snubber diode is small and does not affect the overvoltage levels on the switched controlled semiconductor devices. In powerful megawatt converters at high switching currents, reaching several thousand amperes, both the forward current and the reverse recovery current of the snubber diode increase, as a result of which the required inductance value of the inductive snubber element increases significantly, which leads to an increase in overvoltage levels on the switched UPPK when they shutdown and may cause failure of the semiconductor module. The absence of any cooling of the first and second snubber resistors will lead to overheating of the resistors during operation and failure of the snubber circuits, and the use of semiconductor diodes in the snubber circuits reduces the reliability of the module and requires additional cooling of the snubber diodes as well. The absence in the module design of the possibility of installing drivers for controlling semiconductor devices is associated with the need to place the drivers at a distance from the module and devices, which in converters leads to additional inductive interference and interference in the electrical control circuits, which will have to connect the control drivers located separately from the module with the UPPK. The absence of resistive equalizing circuits in the module for certain combinations of switching on the UPPPC will create an uneven distribution of the DC voltage source voltage between the UPPPCs and can lead to failure of individual UPPPCs to which, without equalizing circuits, during switching the maximum full voltage of the constant voltage source will be applied, which may be higher than the permissible one for USPPK values. The module has limitations on the duration of continuous operation, since the metal conductive coolers used use the surrounding air as a cooling medium, while heat is transferred from the coolers to the cooling medium passively by radiation. This method of air cooling is dependent on the ambient temperature, ineffectively and slowly carries out cooling and heat removal from the UPPK and is operational only at very low ambient temperatures and relatively low power and current loads of the module. The use of this cooling method at normal and elevated air temperatures in rooms and electrical equipment cabinets will not allow the semiconductor module to operate in long-term mode; interruptions in operation will be required to reduce the temperature of semiconductor devices to acceptable values, which reduces the efficiency of using electricity conversion systems in which it is planned to install this semiconductor module. The clamping device of the module, like in the previous analogue, is static, which does not allow taking into account thermal changes in the geometry of the metal components of the module and stabilizing the amount of clamping force in the required range, as well as maintaining the quality of the external and internal electrical connections of the UPPK over the entire range of operating temperatures. The use of a static clamping device during thermal changes in the geometry of metal elements will lead to a sharp exit of the compression force of the UPPK beyond the required operating range, which, with a decrease in temperature, will cause a sharp decrease in the clamping force and will lead to a deterioration in the quality of external and internal electrical connections, an increase in electrical losses and a decrease in efficiency , will provoke overheating of the crystals inside the UPPK, and as the temperature increases, there will be a sharp increase in the pressing force, which, at certain values, can destroy the internal structure of the crystals and other elements inside the UPPK case.

Данный полупроводниковый модуль выбран в качестве прототипа.This semiconductor module was chosen as a prototype.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Достигаемым техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности и надежности работы силового трехуровневого инверторного модуля в мощных преобразователях при больших токах коммутации за счет повышения эффективности и надежности работы снабберных цепей и возможности уравнивания и распределения электрических напряжений полупроводниковых элементов прижимной конструкции.The achieved technical result of the proposed utility model is to increase the efficiency and reliability of the operation of a three-level power inverter module in powerful converters at high switching currents by increasing the efficiency and reliability of the snubber circuits and the possibility of equalizing and distributing electrical voltages of the semiconductor elements of the clamping structure.

Достижение указанного технического результата обеспечивается в предлагаемом силовом трехуровневом инверторном модуле для электротехнических комплексов и систем преобразования электрической энергии (далее по тексту - силовой инверторный модуль), силовыми электрическими входами подключаемом к выходам источника постоянного напряжения, реализованного в виде конденсаторов звена постоянного тока со средней точкой, и содержащем первый, второй, третий и четвертый управляемые полупроводниковые приборы прижимной конструкции (УПППК, англ. press pack), первый и второй блоки снабберных конденсаторов (первый и второй БСК), каждый из которых может содержать два и более параллельно соединенных конденсаторов, отличающемся тем, что введены первый и второй блоки контроля прижимного усилия (первый и второй БКПУ), первый и второй фиксирующие полупроводниковые диоды прижимной конструкции (первый и второй ФПДПК), первый, второй, третий и четвертый электрические изоляторы (первый второй, третий и четвертый ЭИ), первый и второй блоки снабберных теплообменных резисторов (первый и второй БСТР), первый и второй блоки уравнивающих теплообменных резисторов (первый и второй БУТР), первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая гибкие изолированные токопроводящие шины (первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая ГИТШ), первый и второй блоки драйверов управления (первый и второй БДУ), каждый из которых содержит по два локальных драйвера управления (ЛДУ), первый и второй блоки тарельчатых пружин (первый и второй БТП), первый и второй блоки стягивающих изолированных стоек (первый и второй БСИС), каждый из которых содержит по две стягивающих изолированных стойки, первый, второй, третий, четвертый, пятый шестой, седьмой, восьмой и девятый токопроводящие гидравлические теплообменные аппараты (первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый ТГТА), блок гидравлических коллекторов охлаждения (БГКО) содержащий входной и выходной коллекторы охлаждения, при этом соответствующие два крепежных выхода первого БКПУ соединены с соответствующими двумя крепежными входами первого БСИС, другие два соответствующих крепежных входа которого связаны с соответствующими двумя крепежными выходами второго БКПУ, еще один соответствующий крепежный выход которого соединен с соответствующим крепежным входом БГКО, другой соответствующий крепежный вход которого связан с еще одним соответствующим крепежным выходом первого БКПУ, еще один соответствующий крепежный выход которого соединен с входом первого БТП, выход которого связан с входом первого ЭИ, выход которого соединен с одним из электрических входов первого ТГТА, другой электрический вход которого является первым силовым электрическим входом силового инверторного модуля, а электротеплообменный выход первого ТГТА подключен к электротеплообменному входу первого УПППК, электротеплообменный выход которого подключен к электротеплообменному входу второго ТГТА, электротеплообменный выход которого соединен с электротеплообменным входом первого ФПДПК, электротеплообменный выход которого связан с электротеплообменным входом третьего ТГТА, электрический выход которого соединен с входом второго ЭИ, выход которого связан с электрическим входом четвертого ТГТА, электротеплообменный выход которого соединен с электротеплообменным входом второго УПППК, а один из электрических выходов четвертого ТГТА связан с одним из электрических входов первой ГИТШ, другой электрический вход которой соединен с электрическим выходом первого БУТР, электрический и теплообменный входы которого соединены с соответствующими электрическим и теплообменным выходами пятого ТГТА, еще один электрический выход которого является силовым электрическим выходом инверторного модуля для подключения нагрузки, а электротеплообменный вход пятого ТГТА связан с электротеплообменным выходом второго УПППК, причем электротеплообменный выход пятого ТГТА подключен к электротеплообменному входу третьего УПППК, еще один электрический и еще один теплообменный выходы пятого ТГТА связаны с соответствующими электрическим и теплообменным входами второго БУТР, электрический выход которого соединен с электрическим входом второй ГИТШ, другой электрический вход которой подключен к одному из электрических выходов шестого ТГТА, другой электрический выход которого соединен с входом третьего ЭИ, выход которого связан с электрическим входом седьмого ТГТА, электротеплообменный выход которого соединен с электротеплообменным входом второго ФПДПК, электротеплообменный выход которого подключен к электротеплообменному входу восьмого ТГТА, электротеплообменный выход которого связан с электротеплообменным входом четвертого УПППК, электротеплообменный выход которого подключен к электротеплообменному входу девятого ТГТА, один из электрических выходов которого подключен к входу четвертого ЭИ, выход которого соединен с одним из входов второго БТП, другой вход которого связан с еще одним соответствующим крепежным выходом второго БКПУ, соответствующие гидравлические входы и соответствующие гидравлические выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого ТГТА соединены с соответствующими гидравлическими выходами и соответствующими гидравлическими входами БГКО, еще один соответствующий гидравлический вход которого является главным гидравлическим входом силового инверторного модуля, а еще один гидравлический выход БГКО является главным гидравлическим выходом силового инверторного модуля, еще один соответствующий электрический выход второго ТГТА соединен с одним из электрических входов третьей ГИТШ, другой электрический вход которой соединен с еще одним соответствующим электрическим выходом четвертого ТГТА, еще один соответствующий электрический выход шестого ТГТА, соединен с одним из электрических входов четвертой ГИТШ, другой электрический вход которой связан с еще одним соответствующим электрическим выходом восьмого ТГТА, пятая ГИТШ одним из электрических входов подключена одновременно к упомянутым электрическому выходу третьего ТГТА и входу второго ЭИ, причем другим электрическим входом ГИТШ одновременно соединена с упомянутыми выходом третьего ЭИ и с электрическим входом седьмого ТГТА, а еще один соответствующий электрический вход пятой ГИТШ является также вторым силовым электрическим входом силового инверторного модуля, первый БСТР своими электрическим и теплообменным входами подключен к соответствующим электрическому и теплообменному выходам первого ТГТА, а электрический выход БСТР связан с одним из электрических входов шестой ГИТШ, другой электрический вход которой соединен с электрическим выходом первого БСК, электрический вход которого одновременно подключен к упомянутым электрическому выходу третьего ТГТА, входу второго ЭИ к которым также подключен соответствующий упомянутый электрический вход пятой ГИТШ, электрический вход второго БСК одновременно подключен к упомянутым выходу третьего ЭИ, электрическому выходу седьмого ТГТА, к которым также подключен соответствующий упомянутый электрический вход пятой ГИТШ, а электрический выход второго БСК соединен с одним из электрических входов седьмой ГИТШ, другой электрический вход которой связан с электрическим выходом второго БСТР, электрический и теплообменный входы которого соединены с соответствующими электрическим и теплообменным выходами девятого ТГТА, еще один электрический вход которого является также третьим силовым электрическим входом силового инверторного модуля, один из контрольно-управляющих входов/выходов первого БДУ является также контрольно-управляющим выходом/входом первого ЛДУ и подключен к контрольно-управляющему входу первого УПППК, а оптический вход/выход первого ЛДУ является одним из оптических выходов/входов первого БДУ и первым оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем один из входов оперативного питания первого БДУ является также входом оперативного питания первого ЛДУ и первым входом оперативного питания силового инверторного модуля, контрольно-управляющий вход/выход второго ЛДУ является также еще одним контрольно-управляющим выходом/входом первого БДУ и подключен к контрольно-управляющему входу/выходу второго УПППК, а оптический вход/выход второго ЛДУ является еще одним оптическим выходом/входом первого БДУ и вторым оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем еще один вход оперативного питания первого БДУ является также входом оперативного питания второго ЛДУ и вторым входом оперативного питания силового инверторного модуля, один из контрольно-управляющих входов/выходов второго БДУ является также контрольно-управляющим выходом/входом третьего ЛДУ и подключен к соответствующему контрольно-управляющему входу третьего УПППК, а оптический вход/выход третьего ЛДУ является одним из оптических выходов/входов второго БДУ и третьим оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем один из входов оперативного питания второго БДУ является также входом оперативного питания третьего ЛДУ и третьим входом оперативного питания силового инверторного модуля, контрольно-управляющий вход/выход четвертого ЛДУ является также контрольно-управляющим выходом/входом второго БДУ и подключен к контрольно-управляющему входу/выходу четвертого УПППК, а оптический вход/выход четвертого ЛДУ является еще одним оптическим выходом/входом второго БДУ и четвертым оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем еще один вход оперативного питания второго БДУ является также входом оперативного питания четвертого ЛДУ и четвертым входом оперативного питания силового инверторного модуля, другие четыре входа первого БДУ и другие четыре входа второго БДУ являются крепежными входами соответствующих блоков и связаны с соответствующими восьмью крепежными выходами второго БСИС, еще два других соответствующих крепежных входа которого соединены с еще двумя соответствующими крепежными выходами первого БКПУ, а еще два соответствующих крепежных входа второго БСИС подключены к еще двум соответствующим крепежным выходам второго БКПУ.Achievement of the specified technical result is ensured in the proposed three-level power inverter module for electrical complexes and electrical energy conversion systems (hereinafter referred to as the power inverter module), power electrical inputs connected to the outputs of a constant voltage source, implemented in the form of DC link capacitors with a midpoint, and containing the first, second, third and fourth controllable semiconductor devices of the clamping structure (UPPPK, English press pack), the first and second blocks of snubber capacitors (the first and second BSK), each of which can contain two or more parallel-connected capacitors, differing in that the first and second clamping force control units (first and second BKPU), first and second clamping semiconductor diodes of the clamping structure (first and second FPDK), first, second, third and fourth electrical insulators (first second, third and fourth EI) have been introduced , the first and second blocks of snubber heat exchange resistors (first and second BUTR), the first and second blocks of equalizing heat exchange resistors (first and second BUTR), the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh flexible insulated conductive busbars (first, second , third, fourth, fifth, sixth and seventh GITS), the first and second blocks of control drivers (first and second BDU), each of which contains two local control drivers (LDU), the first and second blocks of disc springs (first and second BCP ), the first and second blocks of tightening insulated racks (the first and second BSIS), each of which contains two tightening insulated racks, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth conductive hydraulic heat exchangers (first, second , third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGTA), a block of hydraulic cooling manifolds (BGKO) containing input and output cooling manifolds, while the corresponding two mounting outputs of the first BKPU are connected to the corresponding two mounting inputs of the first LSIC, the other two corresponding fastening inputs of which are connected to the corresponding two fastening outputs of the second BKPU, another corresponding fastening output of which is connected to the corresponding fastening input of the BGKO, another corresponding fastening input of which is connected to another corresponding fastening output of the first BKPU, another corresponding fastening output of which is connected to the input the first BTP, the output of which is connected to the input of the first EI, the output of which is connected to one of the electrical inputs of the first TGTA, the other electrical input of which is the first power electrical input of the power inverter module, and the electric heat exchange output of the first TGTA is connected to the electric heat exchange input of the first UPPK, the electric heat exchange output of which connected to the electric heat exchange input of the second TGTA, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the first FPDK, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the third TGTA, the electrical output of which is connected to the input of the second EI, the output of which is connected to the electrical input of the fourth TGTA, the electric heat exchange output of which is connected to electric heat exchange input of the second UPPK, and one of the electrical outputs of the fourth TGTA is connected to one of the electrical inputs of the first GGTS, another electrical input of which is connected to the electrical output of the first BUTR, the electrical and heat exchange inputs of which are connected to the corresponding electrical and heat exchange outputs of the fifth TGTA, another electric the output of which is the power electrical output of the inverter module for connecting the load, and the electric heat exchange input of the fifth TGTA is connected to the electric heat exchange output of the second UPPK, and the electric heat exchange output of the fifth TGTA is connected to the electric heat exchange input of the third UPPK, another electrical and another heat exchange outputs of the fifth TGTA are connected to the corresponding electrical and the heat exchange inputs of the second BUTR, the electrical output of which is connected to the electrical input of the second GGTS, the other electrical input of which is connected to one of the electrical outputs of the sixth TGTA, the other electrical output of which is connected to the input of the third EI, the output of which is connected to the electrical input of the seventh TGTA, electric heat exchange output which is connected to the electric heat exchange input of the second FPDPC, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the eighth TGTA, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the fourth UPPK, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the ninth TGTA, one of the electrical outputs of which is connected to the input of the fourth EI, output which is connected to one of the inputs of the second BTP, the other input of which is connected to another corresponding fastening output of the second BKPU, the corresponding hydraulic inputs and corresponding hydraulic outputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGTA are connected to the corresponding hydraulic outputs and corresponding hydraulic inputs of the BGKO, another corresponding hydraulic input of which is the main hydraulic input of the power inverter module, and another hydraulic output of the BGKO is the main hydraulic output of the power inverter module, another corresponding electrical output of the second TGTA is connected to one of the electrical inputs of the third The GITS, the other electrical input of which is connected to another corresponding electrical output of the fourth TGTA, another corresponding electrical output of the sixth TGTA, is connected to one of the electrical inputs of the fourth GSTA, the other electrical input of which is connected to another corresponding electrical output of the eighth TGTA, the fifth GITS with one of the electrical inputs is connected simultaneously to the mentioned electrical output of the third TGTA and the input of the second EI, and with another electrical input the GITS is simultaneously connected to the mentioned output of the third EI and with the electrical input of the seventh TGTA, and another corresponding electrical input of the fifth GITS is also the second power electrical input of the power inverter module, the first BSTR with its electrical and heat exchange inputs is connected to the corresponding electrical and heat exchange outputs of the first TGTA, and the electrical output of the BSTR is connected to one of the electrical inputs of the sixth GITS, the other electrical input of which is connected to the electrical output of the first BSK, the electrical input of which is simultaneously connected to the mentioned electrical output of the third TGTA, the input of the second TGTA, to which the corresponding mentioned electrical input of the fifth GSTA is also connected, the electrical input of the second BSK is simultaneously connected to the mentioned output of the third TGTA, the electrical output of the seventh TGTA, to which the corresponding mentioned electrical input of the fifth GSTA is also connected, and the electrical the output of the second BSK is connected to one of the electrical inputs of the seventh TGTS, the other electrical input of which is connected to the electrical output of the second BSTR, the electrical and heat exchange inputs of which are connected to the corresponding electrical and heat exchange outputs of the ninth TGTA, another electrical input of which is also the third power electrical input of the power inverter module, one of the control and control inputs/outputs of the first LDU is also the control and control output/input of the first LDU and is connected to the control and control input of the first UPPK, and the optical input/output of the first LDU is one of the optical outputs/inputs of the first LDU and the first optical input/output of the power inverter module, and one of the operational power inputs of the first LDU is also the operational power input of the first LDU and the first input of the operational power supply of the power inverter module, the control input/output of the second LDU is also another control output/ input of the first BDU and is connected to the control input/output of the second UPPK, and the optical input/output of the second LDU is another optical output/input of the first BDU and the second optical input/output of the power inverter module, and another input of the operational power supply of the first BDU is also the input of the operational power supply of the second LDU and the second input of the operational power supply of the power inverter module, one of the control and control inputs/outputs of the second LDU is also the control and control output/input of the third LDU and is connected to the corresponding control and control input of the third UPPK, and the optical input/ the output of the third LDU is one of the optical outputs/inputs of the second LDU and the third optical input/output of the power inverter module, and one of the operational power inputs of the second LDU is also the operational power input of the third LDU and the third input of the operational power supply of the power inverter module, control input /the output of the fourth LDU is also the control and control output/input of the second BDU and is connected to the control and control input/output of the fourth UPPK, and the optical input/output of the fourth LDU is another optical output/input of the second BDU and the fourth optical input/output of the power inverter module, and one more input of the operative power supply of the second BDU is also the operative power input of the fourth LDU and the fourth input of the operative power supply of the power inverter module, the other four inputs of the first BDU and the other four inputs of the second BDU are the fastening inputs of the corresponding blocks and are connected with the corresponding eight fastening outputs of the second LSIC, two more corresponding fastening inputs of which are connected to two more corresponding fastening outputs of the first BKPU, and two more corresponding fastening inputs of the second BLSIS are connected to two more corresponding fastening outputs of the second BKPU.

При этом все связи силового инверторного модуля могут быть выполнены в виде разъемных соединений, а силовые электрические входы и силовой электрический выход силового инверторного модуля могут подключаться соответственно к выходам источника постоянного напряжения, реализованного в виде конденсаторов звена постоянного тока со средней точкой, и к нагрузке гибкими шинами.In this case, all connections of the power inverter module can be made in the form of detachable connections, and the power electrical inputs and the power electrical output of the power inverter module can be connected, respectively, to the outputs of a constant voltage source, implemented in the form of DC link capacitors with a midpoint, and to a flexible load tires.

Первый, второй, третий и четвертый УПППК каждый может иметь по две контактные площадки, одна из которых является электротеплообменным входом, а другая электротеплообменным выходом УПППК, причем каждая контактная площадка может иметь одно и более технологическое отверстие для штифтового разъемного соединения УПППК с соответствующими ТГТА.The first, second, third and fourth UPPK can each have two contact pads, one of which is an electric heat exchange input, and the other is an electric heat exchange output of UPPK, and each contact pad can have one or more technological holes for a pin detachable connection of UPPK with the corresponding TGTA.

Первый и второй БСК каждый могут состоять из одного конденсатора и могут иметь дополнительные электрические изоляторы, причем если в каждом БСК содержится два и более соединенных параллельно конденсаторов первый и второй БСК дополнительно могут иметь в своем составе дополнительные объединительные шины и изоляторы.The first and second BSC may each consist of one capacitor and may have additional electrical insulators, and if each BSC contains two or more capacitors connected in parallel, the first and second BSC may additionally include additional connecting busbars and insulators.

Первый и второй БКПУ каждый могут содержать металлическую панель прижима, технологические и резьбовые отверстия для реализации внешних и внутренних разъемных соединений, а также панель крепления для установки и закрепления силового инверторного модуля в шкафах электрооборудования в которых планируется использование инверторного модуля, при этом либо первый, либо второй БКПУ может содержать одну и более индикаторные шайбы для контроля величины прижимного усилия и равномерности его распределения.The first and second BKPU can each contain a metal clamping panel, technological and threaded holes for implementing external and internal detachable connections, as well as a fastening panel for installing and securing the power inverter module in electrical equipment cabinets in which it is planned to use the inverter module, with either the first or the second BKPU may contain one or more indicator washers to control the amount of pressing force and the uniformity of its distribution.

Первый БСИС может содержать две металлические стойки, а также два изолятора для обеспечения высоковольтной электрической изоляции металлических стоек от токопроводящих элементов силового инверторного модуля, причем каждая металлическая стойка имеет на концах резьбу и гайки с шайбами для разъемного соединения стоек первого БСИС с первым и вторым БКПУ.The first LSIC may contain two metal racks, as well as two insulators to ensure high-voltage electrical insulation of the metal racks from the conductive elements of the power inverter module, and each metal rack has threads and nuts with washers at the ends for detachable connection of the racks of the first LSIC with the first and second BKPU.

Второй БСИС может содержать две металлические стойки и два изолятора для обеспечения высоковольтной электрической изоляции металлических стоек от токопроводящих элементов силового инверторного модуля, причем каждая металлическая стойка имеет на концах резьбу и гайки с шайбами для разъемного соединения стоек первого БСИС с первым и вторым БКПУ, а изоляторы каждой из металлических стоек могут иметь как минимум восемь диэлектрических мест крепления для разъемного соединения с первым и вторым БДУ.The second LSIC may contain two metal racks and two insulators to ensure high-voltage electrical insulation of the metal racks from the conductive elements of the power inverter module, each metal rack having threads and nuts with washers at the ends for detachable connection of the racks of the first LSIC with the first and second BKPU, and the insulators each of the metal racks can have at least eight dielectric fastening points for detachable connection with the first and second control unit.

БГКО может содержать элементы крепления для разъемного соединения с первым и вторым БКПУ, входной и выходной гидравлические коллекторы, причем входной и выходной гидравлические коллекторы БГКО могут содержать десять входных и десять выходных штуцеров, при этом к девяти входным и девяти выходным штуцерам присоединены соответственно девять входных и девять выходных диэлектрических гибких шлангов для подключения к соответствующим гидравлическим выходам и входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого ТГТА, а еще один входной и еще один выходной штуцеры гидравлических коллекторов являются соответственно главным гидравлическими входом и главным гидравлическим выходом силового инверторного модуля для подключения к внешней системе жидкостного охлаждения и циркуляции хладагента с низкой удельной электрической проводимостью, при этом удельная электрическая проводимость используемого хладагента определяется требуемым уровнем изоляции силового инверторного модуля.The BGKO may contain fastening elements for a detachable connection with the first and second BKPU, input and output hydraulic manifolds, and the input and output hydraulic manifolds of the BGKO may contain ten inlet and ten outlet fittings, while nine inlet and nine outlet fittings are connected to the nine inlet and nine outlet fittings, respectively. nine output dielectric flexible hoses for connection to the corresponding hydraulic outputs and inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGTA, and another inlet and one more outlet fittings of the hydraulic manifolds are, respectively, the main hydraulic inlet and the main hydraulic output of the power inverter module for connection to an external liquid cooling system and circulation of low electrical conductivity refrigerant, while the electrical conductivity of the refrigerant used is determined by the required level of insulation of the power inverter module.

Первый и второй БТП каждый могут содержать металлическую панель с одной и более закрепленными на ней перпендикулярно шпильками, на каждую из которых устанавливаются соединенные определенным образом тарельчатые пружины, количество и способ соединения которых зависит от требуемого значения рабочей деформации и требуемой величины прижимного усилия, определяемых при проектировании силового инверторного модуля.The first and second BTP can each contain a metal panel with one or more pins fixed on it perpendicularly, on each of which disc springs connected in a certain way are installed, the number and method of connection of which depends on the required value of the working deformation and the required amount of pressing force, determined during the design power inverter module.

Первый, второй, третий и четвертый ЭИ могут содержать технологические отверстия для штифтовых разъемных соединений с соответствующими входами или выходами первого и второго БТП, ТГТА и пятой ГИТШ, причем габаритные размеры упомянутых ЭИ зависят от требуемого уровня электрической изоляции и определяются при проектировании силового инверторного модуля.The first, second, third and fourth EI may contain technological holes for pin detachable connections with the corresponding inputs or outputs of the first and second BTP, TGTA and the fifth GITS, and the overall dimensions of the mentioned EI depend on the required level of electrical insulation and are determined when designing the power inverter module.

Первый и второй БСТР, а также первый и второй БУТР каждый могут состоять из одного или двух и более теплообменных резисторов, причем все теплообменные резисторы могут иметь теплообменный вход образуя теплообменный вход БСТР или БУТР и технологические отверстия для крепления теплообменных входов БСТР или БУТР к соответствующим ТГТА, при этом каждый из упомянутых блоков БСТР и БУТР может содержать дополнительные изоляторы, а величина сопротивлений теплообменных резисторов определяется на этапе проектирования силового инверторного модуля.The first and second BSTR, as well as the first and second BUTR, can each consist of one or two or more heat exchange resistors, and all heat exchange resistors can have a heat exchange input forming a heat exchange input BSTR or BUTR and technological holes for attaching the heat exchange inputs of BSTR or BUTR to the corresponding TGTA , in this case, each of the mentioned BSTR and BUTR blocks may contain additional insulators, and the resistance value of the heat exchange resistors is determined at the design stage of the power inverter module.

Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый ТГТА могут содержать внутренние каналы для протекания потока хладагента с низкой электрической проводимостью от гидравлического входа к гидравлическому выходу ТГТА, причем в качестве хладагента может использоваться деионизированная пресная вода, а объем потока хладагента зависит от величины суммарных тепловых потерь, создаваемых на электротеплообменных входах и выходах, а также теплообменных выходах каждого ТГТА и определяется при проектировании, при этом гидравлические входы и выходы ТГТА могут быть выполнены в виде штуцеров, которые подключаются к соответствующим выходам и входам БГКО, упомянутые ТГТА могут содержать по две контактные площадки, одна из которых является либо электротеплообменным, либо электрическим входом, а другая либо электротеплообменным, либо электрическим выходом соответствующих ТГТА, причем каждый ТГТА может иметь технологические и резьбовые отверстия для реализации внешних и внутренних разъемных соединений и креплений, дополнительные изоляторы, а также один и более элементов (штифтов) фиксации и ориентирования положения УПППК, ФПДПК и ЭИ относительно соответствующих ТГТА, при этом первый, пятый и девятый ТГТА могут содержать места с резьбовыми отверстиями для крепления соответствующих теплообменных входов БСТР и БУТР к соответствующим теплообменным выходам ТГТА, а также выносы шин для внешнего подключения первого силового электрического входа, силового электрического выхода и третьего силового электрического входа силового инверторного модуля соответственно.The first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGV may contain internal passages for flowing a low electrical conductivity refrigerant flow from a hydraulic inlet to a hydraulic outlet of the TGTA, wherein the coolant may be deionized fresh water and the volume the refrigerant flow depends on the magnitude of the total heat losses created at the electrical heat exchange inputs and outputs, as well as the heat exchange outputs of each TGTA and is determined during the design, while the hydraulic inputs and outputs of the TGTA can be made in the form of fittings that are connected to the corresponding outputs and inputs of the BGKO, the mentioned TGTA may contain two contact pads, one of which is either an electric heat exchange or electrical input, and the other is either an electric heat exchange or electrical output of the corresponding TGTA, and each TGTA may have technological and threaded holes for the implementation of external and internal detachable connections and fastenings, additional insulators, as well as one or more elements (pins) for fixing and orienting the position of UPPPK, FPPDK and EI relative to the corresponding TGTA, while the first, fifth and ninth TGTA may contain places with threaded holes for attaching the corresponding heat exchange inputs BSTR and BUTR to the corresponding heat exchangers TGTA outputs, as well as busbar extensions for external connection of the first power electrical input, power electrical output and third power electrical input of the power inverter module, respectively.

Первый и второй ФПДПК каждый могут иметь форм-фактор УПППК, кроме этого, в качестве ФПДПК могут быть применены УПППК с встроенным обратным диодом, характеристики которых настроены на работу исключительно в режиме диода, причем каждый ФПДПК может иметь по две контактные площадки, одна из которых является электротеплообменным входом, а другая электротеплообменным выходом соответствующих ФПДПК, при этом каждая контактная площадка может иметь одно и более технологическое отверстие для штифтового разъемного соединения УПППК с соответствующими ТГТА.The first and second FPDPC can each have a UPPPC form factor; in addition, a UPPPC with a built-in reverse diode can be used as a FPDPC, the characteristics of which are configured to operate exclusively in diode mode, and each FPDPC can have two contact pads, one of which is an electric heat exchange input, and the other is an electric heat exchange output of the corresponding FPDPC, while each contact pad can have one or more technological holes for a pin detachable connection of the UPPPC with the corresponding TGTA.

Первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая, и седьмая ГИТШ могут содержать сборные элементы и пакеты металлических пластин, состоящие из одной, либо из двух и более спрессованных на концах и изогнутых металлических пластин, габаритные размеры которых определяются при проектировании, при этом каждый из пакетов металлических пластин упомянутых ГИТШ может содержать дополнительный слой высоковольтной электрической изоляции, кроме этого, каждая ГИТШ может содержать технологические отверстия для соответствующих разъемных соединений.The first, second, third, fourth, fifth, sixth, and seventh GITS may contain prefabricated elements and packages of metal plates consisting of one or two or more curved metal plates pressed at the ends, the overall dimensions of which are determined during the design, while each of the packages of metal plates of the mentioned GITS may contain an additional layer of high-voltage electrical insulation; in addition, each GITS may contain technological holes for the corresponding detachable connections.

Первый и второй БДУ каждый могут содержать диэлектрическую панель для размещения двух ЛДУ входящих в состав БДУ, диэлектрические элементы крепления ЛДУ к диэлектрической панели, диэлектрические элементы крепления для разъемных соединений БДУ с вторым БСИС, а также компоненты крепления кабелей, причем первый, второй, третий и четвертый ЛДУ могут иметь защитные лаковые покрытия и/или защитные экраны.The first and second BDUs may each contain a dielectric panel for placing two LDUs included in the BDU, dielectric elements for fastening the LDU to the dielectric panel, dielectric fastening elements for detachable connections of the BDU with the second LSIC, as well as cable fastening components, the first, second, third and the fourth LDU may have protective varnish coatings and/or protective screens.

Введенные первый и второй БКПУ совместно с введенными первым и вторым БСИС позволяют объединить и сжать между собой все входящие в состав силового инверторного модуля ТГТА, ЭИ и БТП в единую конструкцию, а также дают возможность устанавливать и контролировать величину установленного прижимного усилия сжатия УПППК и ФПДПК в требуемом диапазоне, определяемом паспортными характеристиками УПППК и ФПДПК. Кроме этого, первый и второй БКПУ позволяют закрепить силовой инверторный модуль в шкафах электрооборудования в котором планируется установка силового инверторного модуля, а второй БСИС обеспечивает также возможность установки в конструкции силового инверторного модуля введенных первого и второго БДУ и содержащихся в них первого, второго третьего и четвертого ЛДУ, причем наличие изоляции в первом и втором БСИС обеспечивает повышение уровня электрической изоляции силового инверторного модуля.The introduced first and second BKPU together with the introduced first and second BSIS make it possible to combine and compress with each other all the TGTA, EI and BTP included in the power inverter module into a single structure, and also make it possible to set and control the value of the installed compression pressing force UPPK and FPDK in the required range, determined by the passport characteristics of UPPK and FPDK. In addition, the first and second BKPU make it possible to fix the power inverter module in the electrical equipment cabinets in which it is planned to install the power inverter module, and the second BSIS also provides the ability to install in the design of the power inverter module the introduced first and second BDU and the first, second, third and fourth contained in them LDU, and the presence of insulation in the first and second LSIC ensures an increase in the level of electrical insulation of the power inverter module.

Введенные первый и второй БТП обеспечивают возможность стабилизации величины установленного при помощи БКПУ и БСИС прижимного усилия для УПППК, ФПДПК в заданном диапазоне в том числе при температурных изменениях УПППК, ФПДПК, ТГТА и других компонентов, причем при температурных изменениях геометрии по оси вектора прижимного усилия первый и второй БТП изменяют размеры тарельчатых пружин на величину суммарного изменения геометрии УПППК, ФПДПК, ТГТА и других компонентов, сохраняя при этом величину прижимного усилия УПППК и ФПДПК в требуемом диапазоне, определяемом паспортными характеристиками УПППК и ФПДПК.The introduced first and second BTP provide the ability to stabilize the value of the clamping force established using the BKPU and BSIS for the UPPK, FPDK in a given range, including during temperature changes of the UPPK, FPDK, TGTA and other components, and with temperature changes in the geometry along the axis of the clamping force vector, the first and the second BTP change the dimensions of the disc springs by the amount of the total change in the geometry of the UPPK, FPDK, TGTA and other components, while maintaining the amount of pressing force of the UPPK and FPDK in the required range, determined by the passport characteristics of the UPPK and FPDK.

Введенные в силовой инверторный модуль первый и второй БДУ, каждый из которых содержит по два оптико-электронных ЛДУ, обеспечивают прием входных оптических сигналов от внешних систем управления, преобразование этих сигналов в электрические сигналы управления УПППК, контроль электрических параметров УПППК и преобразование электрических параметров в электрические сигналы контроля, преобразование электрических сигналов контроля в оптические сигналы и передачу выходных оптических сигналов в внешние системы управления. Наличие в конструкции силового инверторного модуля первого и второго БДУ с оптико-электронным и электронно-оптическим преобразованием сигналов посредством четырех находящихся в непосредственной близости от УПППК оптико-электронными локальными драйверами управления, которые управляют первым, вторым, третьим и четвертым УПППК, обеспечивают минимизацию индуктивных наводок и помех в электрических цепях управления.The first and second BDUs introduced into the power inverter module, each of which contains two optical-electronic LDUs, ensure the reception of input optical signals from external control systems, the conversion of these signals into electrical control signals of the UPPK, control of the electrical parameters of the UPPK and the conversion of electrical parameters into electrical ones control signals, conversion of electrical control signals into optical signals and transmission of output optical signals to external control systems. The presence in the design of the power inverter module of the first and second BDU with optical-electronic and electron-optical signal conversion through four optical-electronic local control drivers located in close proximity to the UPPK, which control the first, second, third and fourth UPPK, ensures minimization of inductive interference and interference in electrical control circuits.

Введенные первый и второй ФПДПК позволяют создать дополнительный третий уровень напряжения за счет подключения к силовому электрическому выходу фиксированного напряжения второго силового электрического входа силового инверторного модуля, которое равно половине полного входного напряжения и совместно с первым, вторым, третьим и четвертым УПППК, первым, вторым, третьим и четвертым ЭИ, первой, второй, третьей четвертой, пятой, шестой и седьмой ГИТШ, объединенных соответствующими связями позволяют сформировать в силовом инверторном модуле принципиальное схемотехническое решение для трехуровневого преобразования электроэнергии постоянного напряжения в переменное, что обеспечивает уменьшение коэффициента нелинейных искажений и повышает качество выходного напряжения и тока при работе силового инверторного модуля в том числе в составе автономных инверторов напряжения систем преобразования электроэнергии.The introduced first and second FPDPC make it possible to create an additional third voltage level by connecting to the power electrical output of a fixed voltage the second power electrical input of the power inverter module, which is equal to half of the full input voltage and together with the first, second, third and fourth FPDPC, the first, second, the third and fourth EI, the first, second, third fourth, fifth, sixth and seventh GITS, united by appropriate connections, make it possible to form in the power inverter module a fundamental circuitry solution for a three-level conversion of direct voltage electricity into alternating voltage, which reduces the coefficient of nonlinear distortion and improves the quality of the output voltage and current during operation of the power inverter module, including as part of autonomous voltage inverters of electricity conversion systems.

Введенные первый и второй БУТР позволяют повысить надежность силового инверторного модуля при изменении статических характеристик УПППК в процессе работы путем распределения уровней (полок) импульсов напряжений всех УПППК таким образом, что в статическом режиме, а также при любых комбинациях включений и выключений УПППК максимальные уровни полок напряжений на каждом закрытом УПППК не выше половины полного входного напряжения, прикладываемого между первым и третьим силовыми электрическими входами силового инверторного модуля. При этом наличие теплообменных входов первого и второго БУТР дает возможность резисторам первого и второго БУТР охлаждаться за счет подключения первого и второго БУТР к теплообменным выходам соответствующих ТГТА, обеспечивая тем самым длительную работу в непрерывном режиме без перегревов, что дополнительно повышает надежность силового инверторного модуля.The introduced first and second BUTRs make it possible to increase the reliability of the power inverter module when the static characteristics of the UPPPC change during operation by distributing the levels (shelves) of voltage pulses of all UPPK in such a way that in the static mode, as well as with any combinations of turning on and off the UPPK, the maximum levels of the voltage shelves at each closed UPPK not higher than half of the full input voltage applied between the first and third power electrical inputs of the power inverter module. At the same time, the presence of heat exchange inputs of the first and second BUTR allows the resistors of the first and second BUTR to be cooled by connecting the first and second BUTR to the heat exchange outputs of the corresponding TGTA, thereby ensuring long-term operation in continuous mode without overheating, which further increases the reliability of the power inverter module.

Введенные первый и второй БСТР позволяют повысить эффективность работы первого и второго БСК, которые совместно с первым и вторым БСТР образуют универсальные снабберные RC-цепи, обеспечивающие повышение надежности работы силового инверторного модуля в мощных преобразователях при больших токах коммутации, а возможность установки двух и более резисторов в БСТР уменьшает паразитную индуктивность блока, причем наличие теплообменных входов первого и второго БСТР дает возможность резисторам первого и второго БСТР охлаждаться за счет подключения первого и второго БСТР к теплообменным выходам соответствующих ТГТА, обеспечивая тем самым длительную работу в непрерывном режиме без перегревов, что также повышает надежность силового инверторного модуля.The introduced first and second BSTR make it possible to increase the efficiency of the first and second BSTR, which together with the first and second BSTR form universal snubber RC circuits, ensuring increased reliability of the operation of the power inverter module in powerful converters at high switching currents, and the possibility of installing two or more resistors in the BSTR reduces the parasitic inductance of the unit, and the presence of heat exchange inputs of the first and second BSTR allows the resistors of the first and second BSTR to be cooled by connecting the first and second BSTR to the heat exchange outputs of the corresponding TGTA, thereby ensuring long-term operation in continuous mode without overheating, which also increases reliability of the power inverter module.

Введенные первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый ТГТА осуществляют эффективный теплосъем с всех УПППК, ФПДПК, БСТР и БУТР за счет постоянного протекания внутри каждого ТГТА хладагента с низкой удельной электрической проводимостью, а также за счет наличия соответствующих теплообменных и электротеплообменных входов и выходов к которым подключаются соответствующие входы и/или выходы упомянутых УПППК, ФПДПК, БСТР и БУТР. При этом обеспечивается возможность постоянной длительной работы управляемых полупроводниковых приборов без перегрева. Кроме этого, упомянутые ТГТА обеспечивают внешние и внутренние электрические соединения силового инверторного модуля.The introduced first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGTAs carry out effective heat removal from all UPPK, FPDPC, BSTR and BUTR due to the constant flow of refrigerant with low specific electrical conductivity inside each TGTA, as well as due to the presence corresponding heat exchange and electric heat exchange inputs and outputs to which the corresponding inputs and/or outputs of the mentioned UPPPK, FPPDK, BSTR and BUTR are connected. This ensures the possibility of constant long-term operation of controlled semiconductor devices without overheating. In addition, the mentioned TGTAs provide external and internal electrical connections to the power inverter module.

Введенные первый, второй, третий и четвертый ЭИ обеспечивают повышение уровня электрической изоляции силового инверторного модуля и участвуют в формировании схемотехнического и конструктивного решения для трехуровневого преобразования электроэнергии постоянного напряжения в переменное.The introduced first, second, third and fourth EIs provide an increase in the level of electrical insulation of the power inverter module and participate in the formation of a circuit design and design solution for a three-level conversion of DC to AC electricity.

Введенные первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая, и седьмая ГИТШ участвуют в формировании требуемых электрических связей силового инверторного модуля для реализации схемотехнического решения трехуровневого преобразования электроэнергии постоянного напряжения в переменное, при этом за счет гибкости упомянутых ГИТШ обеспечивается и сохраняется качество соединений при вибрационных воздействиях или тепловых изменениях геометрии, а также при изменении расстояния между ТГТА в результате и теплового расширения, при этом наличие изоляции ГИТШ позволяет повысить общий уровень изоляции силового инверторного модуля.The introduced first, second, third, fourth, fifth, sixth, and seventh GITS participate in the formation of the required electrical connections of the power inverter module for the implementation of a circuit design solution for the three-level conversion of DC to AC electricity, while due to the flexibility of the mentioned GITS the quality of connections is ensured and maintained at vibration effects or thermal changes in geometry, as well as when the distance between the TGTA changes as a result of thermal expansion, while the presence of GITS insulation makes it possible to increase the overall level of insulation of the power inverter module.

Введенный БГКО позволяет подключить силовой инверторный модуль к внешней системе жидкостного охлаждения того электрооборудования в котором планируется использование силового инверторного модуля при этом главный гидравлический вход силового инверторного модуля и входной коллектор, содержащийся в БГКО обеспечивает подачу хладагента на гидравлические входы упомянутых ТГТА, а выходной коллектор силового инверторного модуля и главный гидравлический выход обеспечивает отвод нагретого в ТГТА хладагента в внешнюю систему жидкостного охлаждения, что однозначно гарантирует непрерывное охлаждение и отвод выделяемого тепла от всех УПППК, ФПДПК, БСТР, БУТР, дает возможность постоянной длительной работы упомянутых приборов и блоков без перегрева, обеспечивая надежную бесперебойную работу элементов силового инверторного модуля.The introduced BGKO allows you to connect the power inverter module to an external liquid cooling system of the electrical equipment in which it is planned to use the power inverter module, while the main hydraulic input of the power inverter module and the input manifold contained in the BGKO provide the supply of refrigerant to the hydraulic inputs of the mentioned TGTA, and the output manifold of the power inverter module and the main hydraulic outlet ensures the removal of the refrigerant heated in the TGTA to an external liquid cooling system, which clearly guarantees continuous cooling and removal of generated heat from all UPPK, FPDK, BSTR, BUTR, allows for constant long-term operation of the mentioned devices and units without overheating, ensuring reliable uninterrupted operation of the elements of the power inverter module.

Таким образом, введенные в предлагаемый силовой инверторный модуль отличия позволяют достичь технического результата.Thus, the differences introduced into the proposed power inverter module make it possible to achieve a technical result.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Фиг. 1 представляет структурную схему силового трехуровневого инверторного модуля для электротехнических комплексов и систем преобразования электрической энергии,Fig. 1 represents a block diagram of a three-level power inverter module for electrical complexes and electrical energy conversion systems,

Фиг. 2 представляет принципиальную электрическую схему реализованного схемотехнического решения силового инверторного модуля по трехуровневой схеме преобразования электроэнергии.Fig. 2 represents a schematic electrical diagram of the implemented circuit design of a power inverter module according to a three-level electricity conversion circuit.

Фиг. 3-11 представляют вариант спроектированной и реализованной конструкции силового трехуровневого инверторного модуля, где показаны виды модуля с различных сторон: первый объемный вид (фиг. 3), вид сверху (фиг. 4), вид снизу (фиг. 5), второй объемный вид (фиг. 6), вид справа (фиг. 7), вид слева (фиг. 8), вид спереди (фиг. 9), вид сзади (фиг. 10), третий объемный вид (фиг. 11).Fig. 3-11 represent a variant of the designed and implemented design of a three-level power inverter module, which shows views of the module from different sides: the first volumetric view (Fig. 3), top view (Fig. 4), bottom view (Fig. 5), second volumetric view (Fig. 6), right view (Fig. 7), left view (Fig. 8), front view (Fig. 9), rear view (Fig. 10), third volumetric view (Fig. 11).

Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model

Согласно фиг. 1, первый БКПУ 1 соответствующими двумя крепежными выходами соединен с соответствующими двумя крепежными входами первого БСИС 2, другие два соответствующих крепежных входа которого связаны с соответствующими двумя крепежными выходами второго БКПУ 3, еще один соответствующий крепежный выход которого соединен с соответствующим крепежным входом БГКО 4, другой соответствующий крепежный вход которого связан с еще одним соответствующим крепежным выходом первого БКПУ 1, еще один соответствующий крепежный выход которого соединен с входом первого БТП 5, выход которого связан с входом первого ЭИ 6, выход которого соединен с одним из электрических входов первого ТГТА 7, другой электрический вход которого является первым силовым электрическим входом силового инверторного модуля, а электротеплообменный выход первого ТГТА 7 подключен к электротеплообменному входу первого УПППК 8, электротеплообменный выход которого подключен к электротеплообменному входу второго ТГТА 9, электротеплообменный выход которого соединен с электротеплообменным входом первого ФПДПК 10, электротеплообменный выход которого связан с электротеплообменным входом третьего ТГТА 11, электрический выход которого соединен с входом второго ЭИ 12, выход которого связан с электрическим входом четвертого ТГТА 13, электротеплообменный выход которого соединен с электротеплообменным входом второго УПППК 14, а один из электрических выходов четвертого ТГТА 13 связан с одним из электрических входов первой ГИТШ 15, другой электрический вход которой соединен с электрическим выходом первого БУТР 16, электрический и теплообменный входы которого соединены с соответствующими электрическим и теплообменным выходами пятого ТГТА 17, еще один электрический выход которого является силовым электрическим выходом инверторного модуля для подключения нагрузки, а электротеплообменный вход пятого ТГТА 17 связан с электротеплообменным выходом второго УПППК 14, причем электротеплообменный выход пятого ТГТА 17 подключен к электротеплообменному входу третьего УПППК 18, еще один электрический и еще один теплообменный выходы пятого ТГТА 17 связаны с соответствующими электрическим и теплообменным входами второго БУТР 19, электрический выход которого соединен с электрическим входом второй ГИТШ 20, другой электрический вход которой подключен к одному из электрических выходов шестого ТГТА 21, другой электрический выход которого соединен с входом третьего ЭИ 22, выход которого связан с электрическим входом седьмого ТГТА 23, электротеплообменный выход которого соединен с электротеплообменным входом второго ФПДПК 24, электротеплообменный выход которого подключен к электротеплообменному входу восьмого ТГТА 25, электротеплообменный выход которого связан с электротеплообменным входом четвертого УПППК 26, электротеплообменный выход которого подключен к электротеплообменному входу девятого ТГТА 27, один из электрических выходов которого подключен к входу четвертого ЭИ 28, выход которого соединен с одним из входов второго БТП 29, другой вход которого связан с еще одним соответствующим крепежным выходом второго БКПУ 3, соответствующие гидравлические входы и соответствующие гидравлические выходы первого 7, второго 9, третьего 11, четвертого 13, пятого 17, шестого 21, седьмого 23, восьмого 25 и девятого 27 ТГТА соединены с соответствующими гидравлическими выходами и соответствующими гидравлическими входами БГКО 4, еще один соответствующий гидравлический вход которого является главным гидравлическим входом силового инверторного модуля, а еще один гидравлический выход БГКО 4 является главным гидравлическим выходом силового инверторного модуля, еще один соответствующий электрический выход второго ТГТА 9 соединен с одним из электрических входов третьей ГИТШ 30, другой электрический вход которой соединен с еще одним соответствующим электрическим выходом четвертого ТГТА 13, еще один соответствующий электрический выход шестого ТГТА 21, соединен с одним из электрических входов четвертой ГИТШ 31, другой электрический вход которой связан с еще одним соответствующим электрическим выходом восьмого ТГТА 25, пятая ГИТШ 32 одним из электрических входов подключена одновременно к упомянутым электрическому выходу третьего ТГТА 11 и входу второго ЭИ 12, причем другим электрическим входом ГИТШ 32 одновременно соединена с упомянутыми выходом третьего ЭИ 22 и с электрическим входом седьмого ТГТА 23, а еще один соответствующий электрический вход пятой ГИТШ 32 является также вторым силовым электрическим входом силового инверторного модуля, первый БСТР 33 своими электрическим и теплообменным входами подключен к соответствующим электрическому и теплообменному выходам первого ТГТА 7, а электрический выход БСТР 33 связан с одним из электрических входов шестой ГИТШ 34, другой электрический вход которой соединен с электрическим выходом первого БСК 35, электрический вход которого одновременно подключен к упомянутым электрическому выходу третьего ТГТА 11, входу второго ЭИ 12 к которым также подключен соответствующий упомянутый электрический вход пятой ГИТШ 32, электрический вход второго БСК 36 одновременно подключен к упомянутым выходу третьего ЭИ 22, электрическому выходу седьмого ТГТА 23, к которым также подключен соответствующий упомянутый электрический вход пятой ГИТШ 32, а электрический выход второго БСК 36 соединен с одним из электрических входов седьмой ГИТШ 37, другой электрический вход которой связан с электрическим выходом второго БСТР 38, электрический и теплообменный входы которого соединены с соответствующими электрическим и теплообменным выходами девятого ТГТА 27, еще один электрический вход которого является также третьим силовым электрическим входом силового инверторного модуля, один из контрольно-управляющих входов/выходов первого БДУ 39 является также контрольно-управляющим выходом/входом первого ЛДУ 40 и подключен к контрольно-управляющему входу первого УПППК 8, а оптический вход/выход первого ЛДУ 40 является одним из оптических выходов/входов первого БДУ 39 и первым оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем один из входов оперативного питания первого БДУ 39 является также входом оперативного питания первого ЛДУ 40 и первым входом оперативного питания силового инверторного модуля, контрольно-управляющий вход/выход второго ЛДУ 41 является также еще одним контрольно-управляющим выходом/входом первого БДУ 39 и подключен к контрольно-управляющему входу/выходу второго УПППК 14, а оптический вход/выход второго ЛДУ 41 является еще одним оптическим выходом/входом первого БДУ 39 и вторым оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем еще один вход оперативного питания первого БДУ 39 является также входом оперативного питания второго ЛДУ 41 и вторым входом оперативного питания силового инверторного модуля, один из контрольно-управляющих входов/выходов второго БДУ 42 является также контрольно-управляющим выходом/входом третьего ЛДУ 43 и подключен к соответствующему контрольно-управляющему входу третьего УПППК 18, а оптический вход/выход третьего ЛДУ 43 является одним из оптических выходов/входов второго БДУ 42 и третьим оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем один из входов оперативного питания второго БДУ 42 является также входом оперативного питания третьего ЛДУ 43 и третьим входом оперативного питания силового инверторного модуля, контрольно-управляющий вход/выход четвертого ЛДУ 44 является также контрольно-управляющим выходом/входом второго БДУ 42 и подключен к контрольно-управляющему входу/выходу четвертого УПППК 26, а оптический вход/выход четвертого ЛДУ 44 является еще одним оптическим выходом/входом второго БДУ 42 и четвертым оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем еще один вход оперативного питания второго БДУ 42 является также входом оперативного питания четвертого ЛДУ 41 и четвертым входом оперативного питания силового инверторного модуля, другие четыре входа первого БДУ 39 и другие четыре входа второго БДУ 42 являются крепежными входами соответствующих блоков и связаны с соответствующими восьмью крепежными выходами второго БСИС 45, еще два других соответствующих крепежных входа которого соединены с еще двумя соответствующими крепежными выходами первого БКПУ 1, а еще два соответствующих крепежных входа второго БСИС 45 подключены к еще двум соответствующим крепежным выходам второго БКПУ 3.According to FIG. 1, the first BKPU 1 is connected with the corresponding two fastening outputs to the corresponding two fastening inputs of the first BSIS 2, the other two corresponding fastening inputs of which are connected to the corresponding two fastening outputs of the second BKPU 3, another corresponding fastening output of which is connected to the corresponding fastening input of BGKO 4, the other the corresponding mounting input of which is connected to another corresponding mounting output of the first BKPU 1, another corresponding mounting output of which is connected to the input of the first BTP 5, the output of which is connected to the input of the first EI 6, the output of which is connected to one of the electrical inputs of the first TGTA 7, the other the electrical input of which is the first power electrical input of the power inverter module, and the electric heat exchange output of the first TGTA 7 is connected to the electric heat exchange input of the first UPPK 8, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the second TGTA 9, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the first FPDK 10, the electric heat exchange output which is connected to the electric heat exchange input of the third TGTA 11, the electrical output of which is connected to the input of the second EI 12, the output of which is connected to the electrical input of the fourth TGTA 13, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the second UPPK 14, and one of the electrical outputs of the fourth TGTA 13 is connected to one of the electrical inputs of the first GITSH 15, the other electrical input of which is connected to the electrical output of the first BUTR 16, the electrical and heat exchange inputs of which are connected to the corresponding electrical and heat exchange outputs of the fifth TGTA 17, another electrical output of which is the power electrical output of the inverter module for connecting the load , and the electric heat exchange input of the fifth TGTA 17 is connected to the electric heat exchange output of the second UPPK 14, and the electric heat exchange output of the fifth TGTA 17 is connected to the electric heat exchange input of the third UPPK 18, another electric and one more heat exchange outputs of the fifth TGTA 17 are connected to the corresponding electrical and heat exchange inputs of the second BUTR 19 , the electrical output of which is connected to the electrical input of the second GTS 20, the other electrical input of which is connected to one of the electrical outputs of the sixth TGTA 21, the other electrical output of which is connected to the input of the third EI 22, the output of which is connected to the electrical input of the seventh TGTA 23, the electric heat exchange output of which connected to the electric heat exchange input of the second FPDPC 24, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the eighth TGTA 25, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the fourth UPPK 26, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the ninth TGTA 27, one of the electrical outputs of which is connected to the input of the fourth EI 28, the output of which is connected to one of the inputs of the second BTP 29, the other input of which is connected to another corresponding mounting output of the second BKPU 3, the corresponding hydraulic inputs and corresponding hydraulic outputs of the first 7, second 9, third 11, fourth 13, fifth 17, the sixth 21, seventh 23, eighth 25 and ninth 27 TGTA are connected to the corresponding hydraulic outputs and corresponding hydraulic inputs of BGKO 4, another corresponding hydraulic input of which is the main hydraulic input of the power inverter module, and another hydraulic output of BGKO 4 is the main hydraulic output of the power inverter inverter module, another corresponding electrical output of the second TGTA 9 is connected to one of the electrical inputs of the third TGTA 30, another electrical input of which is connected to another corresponding electrical output of the fourth TGTA 13, another corresponding electrical output of the sixth TGTA 21 is connected to one of the electrical inputs of the fourth TGTS 31, the other electrical input of which is connected to another corresponding electrical output of the eighth TGTA 25, the fifth GSTS 32 is connected by one of the electrical inputs simultaneously to the mentioned electrical output of the third TGTA 11 and the input of the second EI 12, and the other electrical input of the GSTA 32 is simultaneously connected with the mentioned output of the third EI 22 and with the electrical input of the seventh TGTA 23, and another corresponding electrical input of the fifth TGTS 32 is also the second power electrical input of the power inverter module, the first BSTR 33 with its electrical and heat exchange inputs is connected to the corresponding electrical and heat exchange outputs of the first TGTA 7, and the electrical output of BSTR 33 is connected to one of the electrical inputs of the sixth GTS 34, the other electrical input of which is connected to the electrical output of the first BSK 35, the electrical input of which is simultaneously connected to the mentioned electrical output of the third TGTA 11, the input of the second EI 12 to which is also connected the corresponding mentioned electrical input of the fifth GTS 32, the electrical input of the second BSK 36 is simultaneously connected to the mentioned output of the third EI 22, the electrical output of the seventh TGTA 23, to which the corresponding mentioned electrical input of the fifth GTS 32 is also connected, and the electrical output of the second BSK 36 is connected to one of electrical inputs of the seventh GITS 37, the other electrical input of which is connected to the electrical output of the second BSTR 38, the electrical and heat exchange inputs of which are connected to the corresponding electrical and heat exchange outputs of the ninth TGTA 27, another electrical input of which is also the third power electrical input of the power inverter module, one of the control and control inputs/outputs of the first LDU 39 is also the control and control output/input of the first LDU 40 and is connected to the control and control input of the first UPPK 8, and the optical input/output of the first LDU 40 is one of the optical outputs/inputs of the first LDU 39 and the first optical input/output of the power inverter module, and one of the operational power inputs of the first LDU 39 is also the operational power input of the first LDU 40 and the first input of the operational power supply of the power inverter module, the control input/output of the second LDU 41 is also another control - the control output/input of the first BDU 39 and is connected to the control input/output of the second UPPK 14, and the optical input/output of the second LDU 41 is another optical output/input of the first BDU 39 and the second optical input/output of the power inverter module, and one more input of the operative power supply of the first BDU 39 is also the operative power input of the second LDU 41 and the second input of the operative power supply of the power inverter module, one of the control and control inputs/outputs of the second BDU 42 is also the control and control output/input of the third LDU 43 and is connected to corresponding control input of the third UPPK 18, and the optical input/output of the third LDU 43 is one of the optical outputs/inputs of the second BDU 42 and the third optical input/output of the power inverter module, and one of the operational power inputs of the second BDU 42 is also an operational input power supply of the third LDU 43 and the third input of the operational power supply of the power inverter module, the control and control input/output of the fourth LDU 44 is also the control and control output/input of the second BDU 42 and is connected to the control and control input/output of the fourth UPPK 26, and the optical input/ the output of the fourth LDU 44 is another optical output/input of the second LDU 42 and the fourth optical input/output of the power inverter module, and another operational power input of the second LDU 42 is also the operational power input of the fourth LDU 41 and the fourth input of the operational power supply of the power inverter module, the other four inputs of the first BDU 39 and the other four inputs of the second BDU 42 are fastening inputs of the corresponding blocks and are connected to the corresponding eight fastening outputs of the second BSIS 45, two more corresponding fastening inputs of which are connected to two more corresponding fastening outputs of the first BKPU 1, and two more the corresponding mounting inputs of the second BSIS 45 are connected to two more corresponding mounting outputs of the second BKPU 3.

Силовой инверторный модуль для электротехнических комплексов и систем преобразования электрической энергии работает следующим образом.The power inverter module for electrical complexes and electrical energy conversion systems operates as follows.

Перед началом работы, когда силовой инверторный модуль собран и сжат в единую конструкцию, например, в такую, какая изображена на фиг. 3 производится контроль усилия сжатия силового инверторного модуля при помощи калибровочных шайб, содержащихся либо в первом 1, либо во втором 3 БКПУ, а при помощи первого 2 и второго 45 БСИС осуществляется настройка требуемой величины прижимного усилия. При необходимости осуществляется установка силового инверторного модуля в шкаф электрооборудования при помощи панелей крепления, которые содержаться как первом 1, так и во втором 3 БКПУ. После этого, первый, второй и третий силовые электрические входы силового инверторного модуля гибкими шинами подключаются к выходам источника постоянного напряжения и/или конденсаторам звена постоянного тока со средней точкой, а силовой электрический выход подключается к одной из фаз нагрузки силового инверторного модуля. Затем главный гидравлический вход и главный гидравлический выход силового инверторного модуля подключаются к внешней системе жидкостного охлаждения. Далее к первому, второму, третьему и четвертому оптическим входам/выходам силового инверторного модуля подключаются кабели волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), а к первому, второму, третьему и четвертому входам оперативного питания силового инверторного модуля подключаются выходные кабели низковольтных источников постоянного напряжения внешней системы управления. После этого с гидравлического выхода внешней системы жидкостного охлаждения производится подача хладагента, с требуемыми параметрами на гидравлический вход силового инверторного модуля. В качестве хладагента может быть использована деионизированная пресная вода с низкой удельной электрической проводимостью. При этом хладагент начинает циркулировать между главным гидравлическим входом и главным гидравлическим выходом силового инверторного модуля, проходя через вход входного коллектора БГКО 4, гидравлические выходы входного коллектора БГКО 4, гидравлические входы первого 7, второго 9, третьего 11, четвертого 13, пятого 17, шестого 21, седьмого 23, восьмого 25 и девятого 27 ТГТА, где протекает по внутренним каналам и попадает на соответствующие гидравлические выходы каждого из девяти ТГТА, а также на гидравлические входы выходного коллектора БГКО 4, главный гидравлический выход силового инверторного модуля и далее подается на гидравлический вход внешней системы жидкостного охлаждения для охлаждения нагретого хладагента, и подачи охлажденного хладагента вновь на главный гидравлический вход силового инверторного модуля. После этого с внешней системы управления на входы оперативного питания силового инверторного модуля подается напряжение оперативного питания, которое поступает на входы оперативного питания первого 39 и второго 42 БДУ и соответственно входы оперативного питания первого 40, второго 41, третьего 43 и четвертого 44 ЛДУ, после чего каждый из четырех ЛДУ диагностирует соответствующий УПППК и выдает либо выходной оптический сигнал готовности всех четырех УПППК к работе, либо выходной оптический сигнал аварии при наличии неисправности УПППК. При появлении выходных оптических сигналов готовности всех четырех УПППК, на силовые электрические входы силового инверторного модуля подают постоянное напряжение от источника постоянного напряжения или звена постоянного тока со средней точкой, после чего по заданному внешней системой управления алгоритму трехуровневого преобразования электроэнергии на оптические входы/выходы силового инверторного модуля поступают входные оптические сигналы трехуровневой широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с требуемым коэффициентом модуляции. Эти сигналы трехуровневой ШИМ в первом 40, втором 41, третьем 43 и четвертом 44 ЛДУ преобразуются в электрические сигналы и поступают на контрольно-управляющие входы/выходы соответствующих УПППК. При этом введенные первый 10 и второй 24 ФПДПК (см. фиг. 2) за счет электрических связей с вторым силовым электрическим входом обеспечивают работу силового инверторного модуля по трехуровневой схеме преобразования электроэнергии постоянного напряжения в переменное. Коммутация каждого УПППК происходит таким образом, что в каждый момент времени каждый УПППК находится либо в открытом, либо в закрытом состоянии, причем благодаря первому 16 и второму 19 БУТР, при любых комбинациях включения УПППК, уровни полок импульсов напряжения на полупроводниковых приборах УПППК и ФПДПК не превышают половины полного входного напряжения, прикладываемого между первым и третьим силовыми электрическими входами силового инверторного модуля, а благодаря работе первого 35 и второго 36 БСК совместно с первым 33 и вторым 38 БСТР, образующих универсальные RC-снабберные цепи, максимальные мгновенные значения напряжений (перенапряжений) на УПППК и ФПДПК не превышают допустимых для УПППК и ФПДПК величин, определяемых классом напряжения полупроводниковых приборов прижимной конструкции. При этом на силовом электрическом выходе силового инверторного модуля формируется переменное фазное напряжение ШИМ, которое подается на одну из фаз нагрузки. В процессе работы каждый ЛДУ в режиме времени близком к реальному всегда анализирует параметры соответствующего УПППК и выдает выходной оптический сигнал о состоянии УПППК. Помимо этого, первый 40, второй 41, третий 43 и четвертый 44 ЛДУ выполняют функции защиты силового инверторного модуля, контролируют мгновенные значения токов и напряжений УПППК, и при превышении заданных пороговых величин выдают сигналы аварии, после чего отключают управление и переводят каждый УПППК в закрытое состояние. При трехфазной нагрузке используется три силовых инверторных модуля в составе трехфазного автономного инвертора напряжения, причем огибающие выходных фазных напряжений силовых инверторных модулей сдвинуты друг относительно друга на 120 электрических градусов, при этом на выходе трехфазного автономного инвертора формируются три линейных трехуровневых переменных напряжения ШИМ с уровнями каждого положительного полупериода линейного напряжения: ноль, половина входного и полное входное напряжение и с уровнями каждого отрицательного полупериода линейного напряжения: ноль, минус половина входного и минус полное входное напряжение силового инверторного модуля. Такое сформированное трехуровневое трехфазное переменное напряжение подается на трехфазную нагрузку, при этом обеспечивается снижение коэффициента нелинейных искажений тока и напряжения и улучшается электромагнитная совместимость по сравнению с двухуровневым преобразованием электроэнергии в прототипе. Близкое расположение от УПППК первого 39 и второго 42 БДУ, а также наличие в первом 39 и втором 42 БДУ оптико-электронного преобразования сигналов позволяет минимизировать индуктивные наводки и помехи в электрических цепях управления УПППК в процессе преобразования электрической энергии в том числе в составе трехфазного автономного инвертора напряжения. В процессе работы силового инверторного модуля полупроводниковые и резистивные компоненты такие как УПППК, ФПДПК, БСТР, БУТР нагреваются и выделяют тепловую мощность, которая при помощи соответствующих электротеплообменных и теплообменных входов и выходов ТГТА отводится в хладагент, протекающий по каналам внутри каждого ТГТА, в результате чего все УПППК, ФПДПК, БСТР и БУТР постоянно охлаждаются При этом за счет постоянного охлаждения повышается надежность и обеспечивается длительная работа УПППК, ФПДПК, БСТР, БУТР без перегревов в рамках рабочего диапазона температур, кроме этого, повышается надежность работы снабберных цепей в том числе в мощных преобразователях при больших токах коммутации. Следует отметить, что в соответствии с основным законом теплового расширения, при изменении температуры элементов силового инверторного модуля в процессе работы изменяются и геометрические размеры этих элементов. При увеличении температуры элементы увеличивают свои линейные размеры в проекции вектора прижимного усилия и пытаются увеличить прижимное усилие модуля, а при снижении температуры элементы уменьшают свои линейные размеры в проекции вектора прижимного усилия и пытаются уменьшить прижимное усилие модуля. Для стабилизации прижимного усилия при увеличении температуры первый 5 и второй 29 БТП сжимают тарельчатые пружины на величину равную суммарному увеличению геометрических размеров элементов модуля по оси вектора прижимного усилия, а при снижении температуры первый 5 и второй 29 БТП разжимают тарельчатые пружины на величину равную суммарному уменьшению геометрических размеров элементов модуля по оси вектора прижимного усилия, при этом величина усилия сжатия силового инверторного модуля за счет механических свойств первого 5 и второго 29 БТП остается в допустимом для УПППК, ФПДПК и других элементов модуля диапазоне, который контролируется либо в первом 1, либо во втором 3 БКПУ при помощи содержащихся в одном из БКПУ калибровочных шайб. Кроме этого, при температурном изменении геометрических размеров элементов модуля в проекции вектора прижимного усилия, в проекции же вектора прижимного усилия изменяется и расстояние между элементами инверторного модуля связанными с первой 15, второй 20, третьей 30, четвертой 31, пятой 32, шестой 34 и седьмой 37 ГИТШ. За счет гибкости ГИТШ обеспечивается увеличение длинны ГИТШ в проекции вектора прижимного усилия на требуемую величину при увеличении температуры, и уменьшение длины в проекции вектора прижимного усилия на требуемую величину при снижении температуры, в результате чего качество разъемных соединений ГИТШ с соответствующими ТГТА, БСТР, БУТР остается всегда высоким при температурных изменениях геометрических размеров элементов модуля, а также при возможных вибрационных воздействиях. Before starting work, when the power inverter module is assembled and compressed into a single structure, for example, into the one shown in FIG. 3, the compression force of the power inverter module is monitored using calibration washers contained in either the first 1 or the second 3 BKPU, and with the help of the first 2 and second 45 BSIS, the required amount of clamping force is adjusted. If necessary, the power inverter module is installed in the electrical cabinet using fastening panels, which are contained in both the first 1 and the second 3 BKPU. After this, the first, second and third power electrical inputs of the power inverter module are connected via flexible buses to the outputs of the DC voltage source and/or the capacitors of the DC link with a midpoint, and the power electrical output is connected to one of the load phases of the power inverter module. Then the main hydraulic input and main hydraulic output of the power inverter module are connected to the external liquid cooling system. Next, cables of fiber-optic communication lines (FOCL) are connected to the first, second, third and fourth optical inputs/outputs of the power inverter module, and output cables of low-voltage DC external voltage sources are connected to the first, second, third and fourth inputs of the operational power supply of the power inverter module. control systems. After this, refrigerant with the required parameters is supplied from the hydraulic output of the external liquid cooling system to the hydraulic input of the power inverter module. Deionized fresh water with low electrical conductivity can be used as a refrigerant. In this case, the refrigerant begins to circulate between the main hydraulic input and the main hydraulic output of the power inverter module, passing through the input of the BGKO 4 input manifold, the hydraulic outputs of the BGKO 4 input manifold, the hydraulic inputs of the first 7, second 9, third 11, fourth 13, fifth 17, sixth 21, seventh 23, eighth 25 and ninth 27 TGTA, where it flows through internal channels and enters the corresponding hydraulic outputs of each of the nine TGTA, as well as to the hydraulic inputs of the output manifold BGKO 4, the main hydraulic output of the power inverter module and is then supplied to the hydraulic input external liquid cooling system to cool the heated refrigerant, and supply the cooled refrigerant again to the main hydraulic inlet of the power inverter module. After this, from the external control system, the operational power supply voltage of the power inverter module is supplied to the operational power supply inputs, which is supplied to the operational power inputs of the first 39 and second 42 BDU and, accordingly, the operational power inputs of the first 40, second 41, third 43 and fourth 44 LDU, after which each of the four LDUs diagnoses the corresponding UPPK and produces either an output optical signal that all four UPPK are ready for operation, or an output optical alarm signal if there is a malfunction of the UPPK. When the output optical signals of readiness of all four UPPPCs appear, a constant voltage is supplied to the power electrical inputs of the power inverter module from a constant voltage source or a direct current link with a midpoint, after which, according to the algorithm of three-level electricity conversion specified by the external control system, the optical inputs/outputs of the power inverter The module receives input optical signals of three-level pulse width modulation (PWM) with the required modulation coefficient. These three-level PWM signals in the first 40, second 41, third 43 and fourth 44 LDUs are converted into electrical signals and supplied to the control inputs/outputs of the corresponding UPPK. In this case, the introduced first 10 and second 24 FPDPC (see Fig. 2) due to electrical connections with the second power electrical input ensure the operation of the power inverter module according to a three-level circuit for converting direct voltage electricity into alternating voltage. The switching of each USPPK occurs in such a way that at each moment of time each USPPK is either in an open or closed state, and thanks to the first 16 and second 19 BUTR, for any combination of switching on the USPPK, the voltage pulse shelf levels on the semiconductor devices of the USPPK and FPDPC are not exceed half of the total input voltage applied between the first and third power electrical inputs of the power inverter module, and thanks to the operation of the first 35 and second 36 BSK together with the first 33 and second 38 BSTR, forming universal RC snubber circuits, the maximum instantaneous voltage values (overvoltages) on UPPPC and FPDPC do not exceed the permissible values for UPPPC and FPDPC, determined by the voltage class of the semiconductor devices of the clamping structure. In this case, an alternating phase PWM voltage is generated at the power electrical output of the power inverter module, which is supplied to one of the load phases. During operation, each LDU always analyzes the parameters of the corresponding UPPK in near real time mode and produces an output optical signal about the state of the UPPK. In addition, the first 40, second 41, third 43 and fourth 44 LDUs perform the functions of protecting the power inverter module, control the instantaneous values of currents and voltages of the UPPK, and when the specified threshold values are exceeded, they issue alarm signals, after which they turn off the control and transfer each UPPK to closed state. With a three-phase load, three power inverter modules are used as part of a three-phase autonomous voltage inverter, and the envelopes of the output phase voltages of the power inverter modules are shifted relative to each other by 120 electrical degrees, while at the output of the three-phase autonomous inverter three linear three-level variable PWM voltages are formed with the levels of each positive half cycle of line voltage: zero, half input and full input voltage and with the levels of each negative half cycle of line voltage: zero, minus half input and minus full input voltage of the power inverter module. Such a generated three-level three-phase alternating voltage is supplied to a three-phase load, thereby reducing the coefficient of nonlinear distortion of current and voltage and improving electromagnetic compatibility compared to the two-level conversion of electricity in the prototype. The close location of the first 39 and second 42 BDUs from the UPPK, as well as the presence in the first 39 and second 42 BDUs of optical-electronic signal conversion makes it possible to minimize inductive interference and interference in the electrical control circuits of the UPPK in the process of converting electrical energy, including as part of a three-phase autonomous inverter voltage. During the operation of the power inverter module, semiconductor and resistive components such as UPPK, FPDPC, BSTR, BUTR are heated and release thermal power, which, with the help of the corresponding electric heat exchange and heat exchange inputs and outputs of the TGTA, is discharged into the refrigerant flowing through the channels inside each TGTA, as a result of which all UPPPK, FPPDK, BSTR and BUTR are constantly cooled. At the same time, due to constant cooling, reliability increases and long-term operation of UPPPK, FPPDK, BSTR, BUTR is ensured without overheating within the operating temperature range, in addition, the reliability of the snubber circuits increases, including in powerful converters at high switching currents. It should be noted that, in accordance with the basic law of thermal expansion, when the temperature of the elements of the power inverter module changes during operation, the geometric dimensions of these elements also change. As the temperature increases, the elements increase their linear dimensions in the projection of the clamping force vector and try to increase the clamping force of the module, and when the temperature decreases, the elements reduce their linear dimensions in the projection of the clamping force vector and try to reduce the clamping force of the module. To stabilize the pressing force when the temperature increases, the first 5 and second 29 BTP compress the disc springs by an amount equal to the total increase in the geometric dimensions of the module elements along the axis of the pressing force vector, and when the temperature decreases, the first 5 and second 29 BTP decompress the disc springs by an amount equal to the total decrease in the geometric dimensions of the module elements along the axis of the clamping force vector, while the magnitude of the compression force of the power inverter module due to the mechanical properties of the first 5 and second 29 BTP remains in the range acceptable for UPPPC, FPDPC and other elements of the module, which is controlled either in the first 1 or in the second 3 BKPU using calibration washers contained in one of the BKPU. In addition, with a temperature change in the geometric dimensions of the module elements in the projection of the clamping force vector, in the projection of the clamping force vector, the distance between the elements of the inverter module associated with the first 15, second 20, third 30, fourth 31, fifth 32, sixth 34 and seventh also changes 37 GITS. Due to the flexibility of the GITS, an increase in the length of the GITS in the projection of the clamping force vector by the required value with increasing temperature is ensured, and a decrease in the length in the projection of the clamping force vector by the required value as the temperature decreases, resulting in the quality of the detachable connections of the GITS with the corresponding TGTA, BSTR , BUTR always remains high during temperature changes in the geometric dimensions of the module elements, as well as under possible vibration influences.

Таким образом, предлагаемый силовой инверторный модуль для электротехнических комплексов и систем преобразования электрической энергии позволяет осуществлять трехуровневое преобразование электроэнергии постоянного напряжения в переменное, обеспечивает повышение эффективности и надежности работы снабберных цепей в мощных преобразователях при больших токах коммутации, дает возможность устанавливать драйверы управления полупроводниковыми приборами в конструкции силового инверторного модуля, минимизировать индуктивные наводки и помехи в электрических цепях управления, инверторный модуль уравнивает и распределяет напряжения управляемых полупроводниковых элементов для повышения надежности, гарантирует постоянную длительную работу управляемых полупроводниковых приборов и других элементов модуля без перегревов, стабилизирует величину прижимного усилия полупроводниковых приборов прижимной конструкции в требуемом диапазоне в том числе при температурных изменениях геометрии полупроводниковых приборов УПППК и ФПДПК, а также охладителей и других компонентов модуля.Thus, the proposed power inverter module for electrical complexes and electrical energy conversion systems allows for three-level conversion of DC to AC electricity, improves the efficiency and reliability of snubber circuits in powerful converters at high switching currents, and makes it possible to install semiconductor device control drivers in the design power inverter module, minimize inductive interference and interference in electrical control circuits, the inverter module equalizes and distributes the voltage of controlled semiconductor elements to increase reliability, guarantees constant long-term operation of controlled semiconductor devices and other module elements without overheating, stabilizes the amount of clamping force of semiconductor devices of the clamping design in the required range, including during temperature changes in the geometry of semiconductor devices UPPK and FPDK, as well as coolers and other module components.

Рассмотрим пример конструктивного исполнения, предлагаемого силового инверторного модуля (см. фиг. 3-11).Let's consider an example of the design of the proposed power inverter module (see Fig. 3-11).

Первый 1 и второй 3 БКПУ в зависимости от требуемого усилия прижима и массы силового инверторного модуля могут быть изготовлены из металлической панели прижима и металлической панели крепления выполненных из сплавов стали или титана с гальваническим покрытием, причем либо первый 1, либо второй 3 БКПУ может содержать калибровочные шайбы, которые также могут быть изготовлены из сплавов стали или титана.The first 1 and second 3 BKPU, depending on the required clamping force and the mass of the power inverter module, can be made of a metal clamp panel and a metal fastening panel made of steel or titanium alloys with galvanic coating, and either the first 1 or the second 3 BKPU can contain calibration washers, which can also be made of steel or titanium alloys.

Первый 2 и второй 45 БСИС каждый может быть изготовлен из двух цилиндрических металлических стоек из сплавов стали или титана с резьбой на концах, крепежных гаек с шайбами из сплавов стали или титана с гальваническим покрытием и двух цилиндрических изоляторов из стеклотекстолита СТЭФ, установленных на внешнюю поверхность стоек по всей длине между резьбами, при этом изолятор второго БСИС 45 дополнительно имеет восемь диэлектрических мест крепления из стеклотекстолита или полиамида для крепления первого БДУ 39 и второго БДУ 42.The first 2 and second 45 BSIS can each be made of two cylindrical metal racks made of steel or titanium alloys with threaded ends, fastening nuts with washers made of steel or titanium alloys with galvanic coating and two cylindrical insulators made of STEF fiberglass installed on the outer surface of the racks along the entire length between the threads, while the insulator of the second BSIS 45 additionally has eight dielectric fastening points made of fiberglass or polyamide for attaching the first BDU 39 and the second BDU 42.

БГКО 4 может быть изготовлен из двух металлических цилиндрических гидравлических коллекторов или пластиковых (фторопластовых) цилиндрических гидравлических коллекторов с девятью встроенными металлическими штуцерами каждый, восемнадцати гибких электронепроводящих шлангов, например фирмы «Parker», электроизоляционных элементов фиксации и крепления из стеклотекстолита или полиамида для фиксации коллекторов и крепления к первому БГКО 1 и второму БГКО 3.BGKO 4 can be made of two metal cylindrical hydraulic manifolds or plastic (fluoroplastic) cylindrical hydraulic manifolds with nine built-in metal fittings each, eighteen flexible electrically non-conductive hoses, for example from Parker, electrical insulating fixing elements and fastenings made of fiberglass or polyamide for fixing the manifolds and fastening to the first BGKO 1 and the second BGKO 3.

Первый БТП 5 и второй БТП 29 могут быть изготовлены из металлической панели, металлических шпилек, и тарельчатых пружин, при этом металлическая панель и шпильки в зависимости от требуемых характеристик могут быть произведены из сплавов стали или титана с гальваническим покрытием, а тарельчатые пружины производятся из пружинно-рессорной стали по ГОСТ 3057-90.The first BTP 5 and the second BTP 29 can be made of a metal panel, metal studs, and disc springs, while the metal panel and studs, depending on the required characteristics, can be made from steel or titanium alloys with galvanic coating, and disc springs are made from spring - spring steel according to GOST 3057-90.

Первый 6, второй 12, третий 22 и четвертый 28 ЭИ могут быть изготовлены из стеклотекстолита или дюростона.The first 6, second 12, third 22 and fourth 28 EI can be made of fiberglass or durostone.

Первый 7, второй 9, третий 11, четвертый 13, пятый 17, шестой 21, седьмой 23, восьмой 25, и девятый 27 ТГТА могут быть изготовлены по требуемым чертежам из алюминиевого сплава.The first 7, second 9, third 11, fourth 13, fifth 17, sixth 21, seventh 23, eighth 25, and ninth 27 TGTA can be manufactured according to the required drawings from aluminum alloy.

В качестве первого 8, второго 14, третьего 18 и четвертого 26 УПППК в зависимости от класса напряжения, мощности и токовой нагрузки могут использоваться полупроводниковые IGBT приборы прижимной конструкции (press pack IGBT) с встроенным обратным диодом, например, TG2000SW45ZC-P200, TG3000SW45ZC-P200 фирмы CRRC, или PIMA-RC45CA-2000N АО «ПРОТОН-ЭЛЕКТРОТЕКС».Depending on the voltage class, power and current load, semiconductor IGBT devices of a clamping design (press pack IGBT) with a built-in reverse diode, for example, TG2000SW45ZC-P200, TG3000SW45ZC-P200 can be used as the first 8, second 14, third 18 and fourth 26 UPPK CRRC company, or PIMA-RC45CA-2000N PROTON-ELECTROTEX JSC.

Первый 10 и второй 24 ФПДПК могут быть выполнены в едином форм-факторе с УПППК с одинаковыми по форме и размерам контактными площадками и в зависимости от класса напряжения, мощности и токовой нагрузки могут быть применены настроенные для работы в режиме диода полупроводниковые IGBT приборы прижимной конструкции TG2000SW45ZC-P200, TG3000SW45ZC-P200 с встроенным обратным диодом фирмы CRRC, или IGBT прижимной конструкции с встроенным обратным диодом PIMA-RC45CA-2000N АО «ПРОТОН-ЭЛЕКТРОТЕКС».The first 10 and second 24 FPDPC can be made in a single form factor with the UPPPC with contact pads of the same shape and size and, depending on the voltage class, power and current load, semiconductor IGBT devices of the clamping design TG2000SW45ZC configured to operate in diode mode can be used -P200, TG3000SW45ZC-P200 with a built-in reverse diode from CRRC, or IGBT clamping design with a built-in reverse diode PIMA-RC45CA-2000N JSC "PROTON-ELECTROTEX".

Первая 15, вторая 20, третья 30, четвертая 31, пятая 32, шестая 34 и седьмая 37 ГИТШ могут быть изготовлены из медных пластин с внешним слоем высоковольтной электрической изоляции.The first 15, second 20, third 30, fourth 31, fifth 32, sixth 34 and seventh 37 GITS can be made of copper plates with an outer layer of high-voltage electrical insulation.

Первый 16 и второй 19 БУТР, а также первый 33 и второй 38 БСТР могут быть изготовлены в зависимости от требуемой мощности из резисторов с теплообменными входами, и дополнительных изоляторов из полиамида или стеклотекстолита.The first 16 and second 19 BUTR, as well as the first 33 and second 38 BUTR can be made, depending on the required power, from resistors with heat exchange inputs, and additional insulators made of polyamide or fiberglass.

Первый 35 и второй 36 БСК могут состоять из снабберных конденсаторов фирм «ZEZ Silco», «SMJ», «CRE» или «BM Capacitors».The first 35 and second 36 BSK can consist of snubber capacitors from ZEZ Silco, SMJ, CRE or BM Capacitors.

Первый 39 и второй 42 БДУ каждый могут содержать электроизоляционную панель из полиамида или стеклотекстолита с крепежными отверстиями и пластиковым крепежом и установленные на этих панелях первый 40, второй 41, третий 43 и четвертый 44 ЛДУ в качестве которых могут быть применены драйверы мощных высоковольтных IGBT транзисторов ДР1350П-БВ-45-01 АО «Электрум АВ».The first 39 and second 42 BDUs can each contain an electrical insulating panel made of polyamide or fiberglass with mounting holes and plastic fasteners, and the first 40, second 41, third 43 and fourth 44 LDUs installed on these panels, which can be used as drivers of powerful high-voltage IGBT transistors DR1350P -BV-45-01 Electrum AV JSC.

Перечень ссылочных обозначенийList of reference designations

1 и 3 первый и второй блоки контроля прижимного усилия (первый и второй БКПУ);1 and 3, first and second clamping force control units (first and second BKPU);

2 и 45 первый и второй блоки стягивающих изолированных стоек (первый и второй БСИС);2 and 45 the first and second blocks of tightening insulated racks (first and second LSIS);

4 блок гидравлических коллекторов охлаждения (БГКО);4 block of hydraulic cooling manifolds (BGKO);

5 и 29 первый и второй блоки тарельчатых пружин (первый и второй БТП);5 and 29 first and second blocks of disc springs (first and second BTP);

6, 12, 22 и 28 первый, второй, третий и четвертый электрические изоляторы (первый, второй, третий и четвертый ЭИ); 7, 9, 11, 13, 17, 21, 23, 25 и 27 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый токопроводящие гидравлические теплообменные аппараты (первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый ТГТА);6, 12, 22 and 28 first, second, third and fourth electrical insulators (first, second, third and fourth EI); 7, 9, 11, 13, 17, 21, 23, 25 and 27 - first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth conductive hydraulic heat exchangers (first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGTA);

8, 14, 18 и 26 первый, второй, третий и четвертый управляемые полупроводниковые приборы прижимной конструкции (первый, второй, третий и четвертый УПППК);8, 14, 18 and 26 first, second, third and fourth controlled semiconductor devices of the clamping structure (first, second, third and fourth UPPPK);

10 и 24 первый и второй фиксирующие полупроводниковые диоды прижимной конструкции (первый и второй ФПДПК); 15, 20, 30, 31, 32, 34 и 37 - первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая гибкие изолированные токопроводящие шины (первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая ГИТШ);10 and 24 first and second clamping semiconductor diodes of the clamping structure (first and second FPDPC); 15, 20, 30, 31, 32, 34 and 37 - first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh flexible insulated conductive busbars (first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh GITS);

16 и 19 первый и второй блоки уравнивающих теплообменных резисторов (первый и второй БУТР);16 and 19 first and second blocks of equalizing heat exchange resistors (first and second BUTR);

33 и 38 первый и второй блоки снабберных теплообменных резисторов (первый и второй БСТР);33 and 38 first and second blocks of snubber heat exchange resistors (first and second BSTR);

35 и 36 первый и второй блоки снабберных конденсаторов (первый и второй БСК);35 and 36 first and second blocks of snubber capacitors (first and second BSK);

39 и 42 первый и второй блоки драйверов управления (первый и второй БДУ);39 and 42 first and second control driver blocks (first and second ODU);

40, 41, 43 и 44 первый, второй, третий и четвертый локальные драйверы управления (первый, второй, третий и четвертый ЛДУ).40, 41, 43 and 44 first, second, third and fourth local control drivers (first, second, third and fourth LDU).

Claims (15)

1. Силовой трехуровневый инверторный модуль для электротехнических комплексов и систем преобразования электрической энергии, выполненный с возможностью подключения силовыми электрическими входами к выходам источника постоянного напряжения, реализованного в виде конденсаторов звена постоянного тока со средней точкой, и содержащий первый, второй, третий и четвертый управляемые полупроводниковые приборы прижимной конструкции (УПППК), первый и второй блоки снабберных конденсаторов (первый и второй БСК), каждый из которых содержит два и более параллельно соединенных конденсаторов, отличающийся тем, что дополнительно содержит первый и второй блоки контроля прижимного усилия (первый и второй БКПУ), первый и второй фиксирующие полупроводниковые диоды прижимной конструкции (первый и второй ФПДПК), первый, второй, третий и четвертый электрические изоляторы (первый, второй, третий и четвертый ЭИ), первый и второй блоки снабберных теплообменных резисторов (первый и второй БСТР), первый и второй блоки уравнивающих теплообменных резисторов (первый и второй БУТР), первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую и седьмую гибкие изолированные токопроводящие шины (первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая ГИТШ), первый и второй блоки драйверов управления (первый и второй БДУ), каждый из которых содержит по два локальных драйвера управления (ЛДУ), первый и второй блоки тарельчатых пружин (первый и второй БТП), первый и второй блоки стягивающих изолированных стоек (первый и второй БСИС), каждый из которых содержит по две стягивающих изолированных стойки, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый токопроводящие гидравлические теплообменные аппараты (первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый ТГТА), блок гидравлических коллекторов охлаждения (БГКО), содержащий входной и выходной коллекторы охлаждения, при этом соответствующие два крепежных выхода первого БКПУ соединены с соответствующими двумя крепежными входами первого БСИС, другие два соответствующих крепежных входа которого связаны с соответствующими двумя крепежными выходами второго БКПУ, еще один соответствующий крепежный выход которого соединен с соответствующим крепежным входом БГКО, другой соответствующий крепежный вход которого связан с еще одним соответствующим крепежным выходом первого БКПУ, еще один соответствующий крепежный выход которого соединен с входом первого БТП, выход которого связан с входом первого ЭИ, выход которого соединен с одним из электрических входов первого ТГТА, другой электрический вход которого является первым силовым электрическим входом силового инверторного модуля, а электротеплообменный выход первого ТГТА подключен к электротеплообменному входу первого УПППК, электротеплообменный выход которого подключен к электротеплообменному входу второго ТГТА, электротеплообменный выход которого соединен с электротеплообменным входом первого ФПДПК, электротеплообменный выход которого связан с электротеплообменным входом третьего ТГТА, электрический выход которого соединен с входом второго ЭИ, выход которого связан с электрическим входом четвертого ТГТА, электротеплообменный выход которого соединен с электротеплообменным входом второго УПППК, а один из электрических выходов четвертого ТГТА связан с одним из электрических входов первой ГИТШ, другой электрический вход которой соединен с электрическим выходом первого БУТР, электрический и теплообменный входы которого соединены с соответствующими электрическим и теплообменным выходами пятого ТГТА, еще один электрический выход которого является силовым электрическим выходом инверторного модуля для подключения нагрузки, а электротеплообменный вход пятого ТГТА связан с электротеплообменным выходом второго УПППК, причем электротеплообменный выход пятого ТГТА подключен к электротеплообменному входу третьего УПППК, еще один электрический и еще один теплообменный выходы пятого ТГТА связаны с соответствующими электрическим и теплообменным входами второго БУТР, электрический выход которого соединен с электрическим входом второй ГИТШ, другой электрический вход которой подключен к одному из электрических выходов шестого ТГТА, другой электрический выход которого соединен с входом третьего ЭИ, выход которого связан с электрическим входом седьмого ТГТА, электротеплообменный выход которого соединен с электротеплообменным входом второго ФПДПК, электротеплообменный выход которого подключен к электротеплообменному входу восьмого ТГТА, электротеплообменный выход которого связан с электротеплообменным входом четвертого УПППК, электротеплообменный выход которого подключен к электротеплообменному входу девятого ТГТА, один из электрических выходов которого подключен к входу четвертого ЭИ, выход которого соединен с одним из входов второго БТП, другой вход которого связан с еще одним соответствующим крепежным выходом второго БКПУ, причем соответствующие гидравлические входы и соответствующие гидравлические выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого ТГТА соединены с соответствующими гидравлическими выходами и соответствующими гидравлическими входами БГКО, еще один соответствующий гидравлический вход которого является главным гидравлическим входом силового инверторного модуля, а еще один гидравлический выход БГКО является главным гидравлическим выходом силового инверторного модуля, еще один соответствующий электрический выход второго ТГТА соединен с одним из электрических входов третьей ГИТШ, другой электрический вход которой соединен с еще одним соответствующим электрическим выходом четвертого ТГТА, еще один соответствующий электрический выход шестого ТГТА соединен с одним из электрических входов четвертой ГИТШ, другой электрический вход которой связан с еще одним соответствующим электрическим выходом восьмого ТГТА, пятая ГИТШ одним из электрических входов подключена одновременно к упомянутым электрическому выходу третьего ТГТА и входу второго ЭИ, причем другим электрическим входом ГИТШ одновременно соединена с упомянутыми выходом третьего ЭИ и с электрическим входом седьмого ТГТА, а еще один соответствующий электрический вход пятой ГИТШ является также вторым силовым электрическим входом силового инверторного модуля, причем первый БСТР своими электрическим и теплообменным входами подключен к соответствующим электрическому и теплообменному выходам первого ТГТА, а электрический выход БСТР связан с одним из электрических входов шестой ГИТШ, другой электрический вход которой соединен с электрическим выходом первого БСК, электрический вход которого одновременно подключен к упомянутым электрическому выходу третьего ТГТА и входу второго ЭИ, к которым также подключен соответствующий упомянутый электрический вход пятой ГИТШ, электрический вход второго БСК одновременно подключен к упомянутым выходу третьего ЭИ и электрическому выходу седьмого ТГТА, к которым также подключен соответствующий упомянутый электрический вход пятой ГИТШ, а электрический выход второго БСК соединен с одним из электрических входов седьмой ГИТШ, другой электрический вход которой связан с электрическим выходом второго БСТР, электрический и теплообменный входы которого соединены с соответствующими электрическим и теплообменным выходами девятого ТГТА, еще один электрический вход которого является также третьим силовым электрическим входом силового инверторного модуля, причем один из контрольно-управляющих входов/выходов первого БДУ является также контрольно-управляющим выходом/входом первого ЛДУ и подключен к контрольно-управляющему входу первого УПППК, а оптический вход/выход первого ЛДУ является одним из оптических выходов/входов первого БДУ и первым оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем один из входов оперативного питания первого БДУ является также входом оперативного питания первого ЛДУ и первым входом оперативного питания силового инверторного модуля, контрольно-управляющий вход/выход второго ЛДУ является также еще одним контрольно-управляющим выходом/входом первого БДУ и подключен к контрольно-управляющему входу/выходу второго УПППК, а оптический вход/выход второго ЛДУ является еще одним оптическим выходом/входом первого БДУ и вторым оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем еще один вход оперативного питания первого БДУ является также входом оперативного питания второго ЛДУ и вторым входом оперативного питания силового инверторного модуля, один из контрольно-управляющих входов/выходов второго БДУ является также контрольно-управляющим выходом/входом третьего ЛДУ и подключен к соответствующему контрольно-управляющему входу третьего УПППК, а оптический вход/выход третьего ЛДУ является одним из оптических выходов/входов второго БДУ и третьим оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем один из входов оперативного питания второго БДУ является также входом оперативного питания третьего ЛДУ и третьим входом оперативного питания силового инверторного модуля, контрольно-управляющий вход/выход четвертого ЛДУ является также контрольно-управляющим выходом/входом второго БДУ и подключен к контрольно-управляющему входу/выходу четвертого УПППК, а оптический вход/выход четвертого ЛДУ является еще одним оптическим выходом/входом второго БДУ и четвертым оптическим входом/выходом силового инверторного модуля, причем еще один вход оперативного питания второго БДУ является также входом оперативного питания четвертого ЛДУ и четвертым входом оперативного питания силового инверторного модуля, другие четыре входа первого БДУ и другие четыре входа второго БДУ являются крепежными входами соответствующих блоков и связаны с соответствующими восьмью крепежными выходами второго БСИС, еще два других соответствующих крепежных входа которого соединены с еще двумя соответствующими крепежными выходами первого БКПУ, а еще два соответствующих крепежных входа второго БСИС подключены к еще двум соответствующим крепежным выходам второго БКПУ.1. Power three-level inverter module for electrical complexes and electrical energy conversion systems, made with the ability to connect power electrical inputs to the outputs of a constant voltage source, implemented in the form of DC link capacitors with a midpoint, and containing the first, second, third and fourth controlled semiconductor devices of a clamping structure (UPPPK), the first and second blocks of snubber capacitors (first and second BSK), each of which contains two or more parallel-connected capacitors, characterized in that it additionally contains the first and second blocks of control of the clamping force (first and second BKPU) , the first and second clamping semiconductor diodes of the clamping structure (the first and second FPDPC), the first, second, third and fourth electrical insulators (the first, second, third and fourth EI), the first and second blocks of snubber heat exchange resistors (the first and second BSTR), the first and second blocks of equalizing heat exchange resistors (the first and second BUTR), the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh flexible insulated conductive busbars (the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh GITS), the first and the second blocks of control drivers (the first and second BDU), each of which contains two local control drivers (LDU), the first and second blocks of disc springs (the first and second BCP), the first and second blocks of tightening insulated racks (the first and second LSIS) , each of which contains two insulated tightening racks, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth conductive hydraulic heat exchangers (first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGTA), a block of hydraulic cooling manifolds (BGKO), containing input and output cooling manifolds, with the corresponding two fastening outputs of the first BKPU connected to the corresponding two fastening inputs of the first LSIC, the other two corresponding fastening inputs of which are connected to the corresponding two fastening outputs of the second BKPU, another corresponding fastening output of which is connected to the corresponding fastening input of the BGKO, another corresponding fastening input of which is connected to another corresponding fastening output of the first BKPU, another corresponding fastening output of which is connected to the input of the first BTP, the output of which is connected to the input of the first EI, the output of which connected to one of the electrical inputs of the first TGTA, the other electrical input of which is the first power electrical input of the power inverter module, and the electric heat exchange output of the first TGTA is connected to the electric heat exchange input of the first UPPK, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the second TGTA, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange the input of the first FPDPC, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the third TGTA, the electrical output of which is connected to the input of the second EI, the output of which is connected to the electrical input of the fourth TGTA, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the second UPPK, and one of the electrical outputs of the fourth TGTA is connected with one of the electrical inputs of the first TGTS, the other electrical input of which is connected to the electrical output of the first BUTR, the electrical and heat exchange inputs of which are connected to the corresponding electrical and heat exchange outputs of the fifth TGTA, another electrical output of which is the power electrical output of the inverter module for connecting the load, and the electric heat exchange input of the fifth TGTA is connected to the electric heat exchange output of the second UPPK, and the electric heat exchange output of the fifth TGTA is connected to the electric heat exchange input of the third UPPK, another electrical and another heat exchange outputs of the fifth TGTA are connected to the corresponding electrical and heat exchange inputs of the second BUTR, the electrical output of which is connected to the electrical input the second GITS, the other electrical input of which is connected to one of the electrical outputs of the sixth TGTA, the other electrical output of which is connected to the input of the third EI, the output of which is connected to the electrical input of the seventh TGTA, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the second FPDK, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the eighth TGTA, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the fourth UPPK, the electric heat exchange output of which is connected to the electric heat exchange input of the ninth TGTA, one of the electrical outputs of which is connected to the input of the fourth EI, the output of which is connected to one of the inputs of the second BTP, the other input of which is connected with another corresponding mounting output of the second BKPU, and the corresponding hydraulic inputs and corresponding hydraulic outputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGTA are connected to the corresponding hydraulic outputs and corresponding hydraulic inputs of the BGKO, another corresponding hydraulic the input of which is the main hydraulic input of the power inverter module, and another hydraulic output of the BGKO is the main hydraulic output of the power inverter module, another corresponding electrical output of the second TGTA is connected to one of the electrical inputs of the third GITS, another electrical input of which is connected to another corresponding electrical output of the fourth TGTA, another corresponding electrical output of the sixth TGTA is connected to one of the electrical inputs of the fourth TGTA, another electrical input of which is connected to another corresponding electrical output of the eighth TGTA, the fifth GSTA is connected by one of the electrical inputs simultaneously to the mentioned electrical output of the third TGTA and the input of the second EI, with another electrical input of the GITS simultaneously connected to the mentioned output of the third EI and with the electrical input of the seventh TGTA, and another corresponding electrical input of the fifth GITS is also the second power electrical input of the power inverter module, and the first BSTR with its electrical and heat exchange inputs is connected to corresponding to the electrical and heat exchange outputs of the first TGTA, and the electrical output of the BSTR is connected to one of the electrical inputs of the sixth GSTA, the other electrical input of which is connected to the electrical output of the first BSK, the electrical input of which is simultaneously connected to the mentioned electrical output of the third TGTA and the input of the second EI, to which the corresponding mentioned electrical input of the fifth GITS is also connected, the electrical input of the second BSK is simultaneously connected to the mentioned output of the third EI and the electrical output of the seventh TGTA, to which the corresponding mentioned electrical input of the fifth GSTS is also connected, and the electrical output of the second BSK is connected to one of the electrical inputs of the seventh GSTS , the other electrical input of which is connected to the electrical output of the second BSTR, the electrical and heat exchange inputs of which are connected to the corresponding electrical and heat exchange outputs of the ninth TGTA, another electrical input of which is also the third power electrical input of the power inverter module, and one of the control inputs/ outputs of the first BDU is also the control and control output/input of the first LDU and is connected to the control and control input of the first UPPK, and the optical input/output of the first LDU is one of the optical outputs/inputs of the first BDU and the first optical input/output of the power inverter module, and one of the operational power inputs of the first LDU is also the operative power input of the first LDU and the first input of the operational power supply of the power inverter module, the control and control input/output of the second LDU is also another control and control output/input of the first LDU and is connected to the control and control input / output of the second UPPK, and the optical input/output of the second LDU is another optical output/input of the first LDU and the second optical input/output of the power inverter module, and another operative power input of the first LDU is also the operative power input of the second LDU and the second operative input supply of the power inverter module, one of the control and control inputs/outputs of the second LDU is also the control and control output/input of the third LDU and is connected to the corresponding control and control input of the third UPPK, and the optical input/output of the third LDU is one of the optical outputs/inputs the second BDU and the third optical input/output of the power inverter module, wherein one of the operational power inputs of the second BDU is also the operational power input of the third LDU and the third input of the operational power supply of the power inverter module, the control input/output of the fourth LDU is also the control output /input of the second BDU and is connected to the control input/output of the fourth UPPK, and the optical input/output of the fourth LDU is another optical output/input of the second BDU and the fourth optical input/output of the power inverter module, and another input of the operational power supply of the second BDU is also the operative power input of the fourth LDU and the fourth operative power input of the power inverter module, the other four inputs of the first BDU and the other four inputs of the second BDU are the fastening inputs of the corresponding blocks and are connected to the corresponding eight fastening outputs of the second LSIC, two other corresponding fastening inputs of which are connected with two more corresponding fastening outputs of the first BKPU, and two more corresponding fastening inputs of the second BSIS are connected to two more corresponding fastening outputs of the second BKPU. 2. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что все связи силового инверторного модуля выполнены в виде разъемных соединений, а силовые электрические входы и силовой электрический выход силового инверторного модуля предназначены для подключения соответственно к выходам источника постоянного напряжения, реализованного в виде конденсаторов звена постоянного тока со средней точкой, и к нагрузке гибкими шинами.2. Power inverter module according to claim 1, characterized in that all connections of the power inverter module are made in the form of detachable connections, and the power electrical inputs and power electrical output of the power inverter module are designed to be connected, respectively, to the outputs of a direct voltage source implemented in the form of capacitors DC link with a midpoint, and to the load with flexible busbars. 3. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый, второй, третий и четвертый УПППК каждый имеет по две контактные площадки, одна из которых является электротеплообменным входом, а другая электротеплообменным выходом УПППК, причем каждая контактная площадка имеет одно и более технологическое отверстие для штифтового разъемного соединения УПППК с соответствующими ТГТА.3. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first, second, third and fourth UPPK each have two contact pads, one of which is an electric heat exchange input, and the other is an electric heat exchange output UPPK, and each contact pad has one or more technological hole for a pin detachable connection of the UPPK with the corresponding TGTA. 4. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй БСК каждый состоит из одного конденсатора и имеет дополнительные электрические изоляторы, причем, если в каждом БСК содержится два и более соединенных параллельно конденсаторов, первый и второй БСК дополнительно имеют в своем составе дополнительные объединительные шины и изоляторы.4. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first and second BSC each consist of one capacitor and have additional electrical insulators, and if each BSC contains two or more capacitors connected in parallel, the first and second BSC additionally have its composition includes additional connecting bars and insulators. 5. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй БКПУ каждый содержит металлическую панель прижима, технологические и резьбовые отверстия для реализации внешних и внутренних разъемных соединений, а также панель крепления для установки и закрепления силового инверторного модуля в шкафах электрооборудования, при этом либо первый, либо второй БКПУ содержит одну и более индикаторные шайбы для контроля величины прижимного усилия и равномерности его распределения.5. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first and second BKPU each contain a metal clamping panel, technological and threaded holes for making external and internal detachable connections, as well as a fastening panel for installing and securing the power inverter module in electrical equipment cabinets , while either the first or the second BKPU contains one or more indicator washers to control the amount of pressing force and the uniformity of its distribution. 6. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый БСИС содержит две металлические стойки, а также два изолятора для обеспечения высоковольтной электрической изоляции металлических стоек от токопроводящих элементов силового инверторного модуля, причем каждая металлическая стойка имеет на концах резьбу и гайки с шайбами для разъемного соединения стоек первого БСИС с первым и вторым БКПУ.6. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first LSIC contains two metal racks, as well as two insulators to ensure high-voltage electrical insulation of the metal racks from the conductive elements of the power inverter module, and each metal rack has threads and nuts at the ends washers for detachable connection of the racks of the first LSIC with the first and second BKPU. 7. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что второй БСИС содержит две металлические стойки и два изолятора для обеспечения высоковольтной электрической изоляции металлических стоек от токопроводящих элементов силового инверторного модуля, причем каждая металлическая стойка имеет на концах резьбу и гайки с шайбами для разъемного соединения стоек первого БСИС с первым и вторым БКПУ, а изоляторы каждой из металлических стоек имеют как минимум восемь диэлектрических мест крепления для разъемного соединения с первым и вторым БДУ.7. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the second LSIC contains two metal racks and two insulators to ensure high-voltage electrical insulation of the metal racks from the conductive elements of the power inverter module, and each metal rack has threads at the ends and nuts with washers for detachable connection of the racks of the first BSIS with the first and second BCU, and the insulators of each of the metal racks have at least eight dielectric attachment points for detachable connection with the first and second BDU. 8. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что БГКО содержит элементы крепления для разъемного соединения с первым и вторым БКПУ, входной и выходной гидравлические коллекторы, причем входной и выходной гидравлические коллекторы БГКО содержат десять входных и десять выходных штуцеров, при этом к девяти входным и девяти выходным штуцерам присоединены соответственно девять входных и девять выходных диэлектрических гибких шлангов для подключения к соответствующим гидравлическим выходам и входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого ТГТА, а еще один входной и еще один выходной штуцеры гидравлических коллекторов являются соответственно главным гидравлическим входом и главным гидравлическим выходом силового инверторного модуля для подключения к внешней системе жидкостного охлаждения и циркуляции хладагента с низкой удельной электрической проводимостью, при этом удельная электрическая проводимость используемого хладагента определяется требуемым уровнем изоляции силового инверторного модуля.8. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the BGKO contains fastening elements for a detachable connection with the first and second BKPU, input and output hydraulic manifolds, and the input and output hydraulic manifolds BGKO contain ten inlet and ten outlet fittings, while nine input and nine output fittings are respectively connected to nine input and nine output dielectric flexible hoses for connection to the corresponding hydraulic outputs and inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGTA, and another input and another one outlet fitting of the hydraulic manifolds is respectively the main hydraulic input and the main hydraulic output of the power inverter module for connection to an external liquid cooling system and circulation of low electrical conductivity refrigerant, while the electrical conductivity of the refrigerant used is determined by the required insulation level of the power inverter module. 9. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй БТП каждый содержит металлическую панель с одной и более закрепленными на ней перпендикулярно шпильками, на каждую из которых установлены соединенные определенным образом тарельчатые пружины.9. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first and second BTP each contain a metal panel with one or more pins fixed to it perpendicularly, on each of which disc springs connected in a certain way are installed. 10. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый, второй, третий и четвертый ЭИ содержат технологические отверстия для штифтовых разъемных соединений с соответствующими входами или выходами первого и второго БТП, ТГТА и пятой ГИТШ.10. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first, second, third and fourth EI contain technological holes for pin detachable connections with the corresponding inputs or outputs of the first and second BTP, TGTA and the fifth GITS. 11. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй БСТР, а также первый и второй БУТР каждый состоит из одного или двух и более теплообменных резисторов, причем все теплообменные резисторы имеют теплообменный вход, образуя теплообменный вход БСТР или БУТР и технологические отверстия для крепления теплообменных входов БСТР или БУТР к соответствующим ТГТА, при этом каждый из упомянутых блоков БСТР и БУТР содержит дополнительные изоляторы.11. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first and second BUTR, as well as the first and second BUTR each consists of one or two or more heat exchange resistors, and all heat exchange resistors have a heat exchange input, forming a heat exchange input BUTR or BUTR and technological holes for attaching the heat exchange inputs of the BSTR or BUTR to the corresponding TGTA, with each of the mentioned blocks of BSTR and BUTR containing additional insulators. 12. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый ТГТА содержат внутренние каналы для протекания потока хладагента с низкой электрической проводимостью от гидравлического входа к гидравлическому выходу ТГТА, причем хладагент представляет собой деионизированную пресную воду, а объем потока хладагента зависит от величины суммарных тепловых потерь, создаваемых на электротеплообменных входах и выходах, а также теплообменных выходах каждого ТГТА, при этом гидравлические входы и выходы ТГТА выполнены в виде штуцеров, которые подключены к соответствующим выходам и входам БГКО, упомянутые ТГТА содержат по две контактные площадки, одна из которых является либо электротеплообменным, либо электрическим входом, а другая либо электротеплообменным, либо электрическим выходом соответствующих ТГТА, причем каждый ТГТА имеет технологические и резьбовые отверстия для реализации внешних и внутренних разъемных соединений и креплений, дополнительные изоляторы, а также один и более элементов (штифтов) фиксации и ориентирования положения УПППК, ФПДПК и ЭИ относительно соответствующих ТГТА, при этом первый, пятый и девятый ТГТА содержат места с резьбовыми отверстиями для крепления соответствующих теплообменных входов БСТР и БУТР к соответствующим теплообменным выходам ТГТА, а также выносы шин для внешнего подключения первого силового электрического входа, силового электрического выхода и третьего силового электрического входа силового инверторного модуля, соответственно.12. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth TGTA contain internal channels for the flow of refrigerant with low electrical conductivity from the hydraulic inlet to the hydraulic output of the TGTA , wherein the refrigerant is deionized fresh water, and the volume of refrigerant flow depends on the magnitude of the total heat losses created at the electric heat exchange inputs and outputs, as well as the heat exchange outputs of each TGTA, while the hydraulic inputs and outputs of the TGTA are made in the form of fittings that are connected to the corresponding outputs and inputs of the BGKO, the mentioned TGTA contain two contact pads, one of which is either an electric heat exchange or electrical input, and the other is either an electric heat exchange or electrical output of the corresponding TGTA, and each TGTA has technological and threaded holes for implementing external and internal detachable connections and fastenings, additional insulators, as well as one or more elements (pins) for fixing and orienting the position of the UPPK, FPDK and EI relative to the corresponding TGTA, while the first, fifth and ninth TGTA contain places with threaded holes for attaching the corresponding heat exchange inlets BSTR and BUTR to corresponding heat exchange outputs of the TGTA, as well as busbar extensions for external connection of the first power electrical input, power electrical output and third power electrical input of the power inverter module, respectively. 13. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй ФПДПК каждый имеет форм-фактор УПППК, кроме этого, указанные ФПДПК представляют собой УПППК с встроенным обратным диодом, характеристики которых настроены на работу исключительно в режиме диода, причем каждый ФПДПК имеет по две контактные площадки, одна из которых является электротеплообменным входом, а другая - электротеплообменным выходом соответствующих ФПДПК, при этом каждая контактная площадка имеет одно и более технологическое отверстие для штифтового разъемного соединения УПППК с соответствующими ТГТА.13. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first and second FPDPC each have a UPPPC form factor, in addition, the specified FPDPC are UPPPC with a built-in reverse diode, the characteristics of which are configured to operate exclusively in diode mode, and each FPDPC has two contact pads, one of which is the electric heat exchange input, and the other is the electric heat exchange output of the corresponding FPDPC, and each contact pad has one or more technological holes for a pin detachable connection of the UPPPC with the corresponding TGTA. 14. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая, и седьмая ГИТШ содержат сборные элементы и пакеты металлических пластин, состоящие из одной либо из двух и более спрессованных на концах и изогнутых металлических пластин, при этом каждый из пакетов металлических пластин упомянутых ГИТШ содержит дополнительный слой высоковольтной электрической изоляции, кроме этого, каждая ГИТШ содержит технологические отверстия для соответствующих разъемных соединений.14. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first, second, third, fourth, fifth, sixth, and seventh GITS contain prefabricated elements and packages of metal plates consisting of one or two or more pressed at the ends and curved metal plates, and each of the packages of metal plates of the mentioned GITSH contains an additional layer of high-voltage electrical insulation, in addition, each GITSH contains technological holes for the corresponding detachable connections. 15. Силовой инверторный модуль по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй БДУ каждый содержит диэлектрическую панель для размещения двух ЛДУ, входящих в состав БДУ, диэлектрические элементы крепления ЛДУ к диэлектрической панели, диэлектрические элементы крепления для разъемных соединений БДУ с вторым БСИС, а также компоненты крепления кабелей, причем первый, второй, третий и четвертый ЛДУ имеют защитные лаковые покрытия и/или защитные экраны.15. Power inverter module according to claim 1, characterized in that the first and second BDU each contain a dielectric panel for placing two LDUs included in the BDU, dielectric elements for fastening the LDU to the dielectric panel, dielectric fastening elements for detachable connections of the BDU with the second LSIS , as well as cable fastening components, wherein the first, second, third and fourth LDUs have protective varnish coatings and/or protective screens.
RU2023129109U 2023-11-09 POWER INVERTER MODULE FOR ELECTRICAL COMPLEXES AND ELECTRICAL ENERGY CONVERSION SYSTEMS RU224464U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU224464U1 true RU224464U1 (en) 2024-03-26

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU60808U1 (en) * 2006-09-11 2007-01-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" POWER UNIT HIGH VOLTAGE
RU2411627C1 (en) * 2010-01-11 2011-02-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" Multilevel autonomous voltage inverter
RU2587683C2 (en) * 2011-03-29 2016-06-20 Сименс Акциенгезелльшафт Modular multiple converter provided with reverse-conducting power semiconductor relays
RU2588257C1 (en) * 2015-03-20 2016-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Method of balance of voltages on capacitors of single-phase three-level converter with locking diodes
US20160218615A1 (en) * 2013-10-04 2016-07-28 Abb Technology Ag Semiconductor stack for converter with snubber capacitors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU60808U1 (en) * 2006-09-11 2007-01-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" POWER UNIT HIGH VOLTAGE
RU2411627C1 (en) * 2010-01-11 2011-02-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" Multilevel autonomous voltage inverter
RU2587683C2 (en) * 2011-03-29 2016-06-20 Сименс Акциенгезелльшафт Modular multiple converter provided with reverse-conducting power semiconductor relays
US20160218615A1 (en) * 2013-10-04 2016-07-28 Abb Technology Ag Semiconductor stack for converter with snubber capacitors
RU2588257C1 (en) * 2015-03-20 2016-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Method of balance of voltages on capacitors of single-phase three-level converter with locking diodes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hillers et al. Optimal design of the modular multilevel converter for an energy storage system based on split batteries
CN211909480U (en) Converter, high-voltage direct current transmission facility and reactive power compensation facility
EP2277365B1 (en) Modular high-power drive stack cooled with vaporizable dielectric fluid
Çetin et al. VSC-based D-STATCOM with selective harmonic elimination
EP3099153B1 (en) Power supply apparatus
US9673804B2 (en) Circuit arrangement of electronic circuit breakers of a power generation device
US20130100716A1 (en) High-power medium-voltage drive power cell
EP2463996B1 (en) AC-to-AC converter and method for converting a first frequency AC-voltage to a second frequency AC-voltage
CN104201867B (en) Three-level IGBT power cabinet based on heat pipe radiator
Yuan et al. Design and evaluation of a 150 kva sic mosfet based three level tnpc phase-leg pebb for aircraft motor driving application
EP4117167A1 (en) Power assembly of three-level inverter, three-level inverter, and wind turbine
CN104201866B (en) Insulated gate bipolar transistor three-level power cabinet
Wang et al. A compact 250 kW silicon carbide MOSFET based three-level traction inverter for heavy equipment applications
KR20180052707A (en) Printed circuit board power and intermediate voltage multi-cell power supply with isolation
JP2023531343A (en) Power electronic building blocks (PEBB) with higher power density, smaller size and isolated power ports
Alizadeh et al. Busbar design for distributed DC-link capacitor banks for traction applications
US5798916A (en) High power inverter pole employing series connected devices configured for reduced stray loop inductance
US20070120539A1 (en) Cryogenic exciter
RU224464U1 (en) POWER INVERTER MODULE FOR ELECTRICAL COMPLEXES AND ELECTRICAL ENERGY CONVERSION SYSTEMS
Kranzer et al. Applications of SiC devices
EP2536018A1 (en) DC-AC converter with a plurality of inverters connected in parallel and method
Modeer et al. Implementation and testing of high-power IGCT-based cascaded-converter cells
UA124032C2 (en) Four-quadrant power module
US11758700B1 (en) Indirect impingement liquid cooling for static synchronous series compensator systems
CN105429481B (en) Parallel connection device of power module, converter and inverter