專利名稱：功率電子開(kāi)關(guān)單元以及帶有這樣的開(kāi)關(guān)單元的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及功率電子學(xué)領(lǐng)域。本實(shí)用新型涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的功率電子開(kāi)關(guān)單元(Schalteinheit)以及帶有這樣的開(kāi)關(guān)單元的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，功率電子開(kāi)關(guān)單元多數(shù)情況下應(yīng)用于變換電路(Umrichterschaltung)或功率電子系統(tǒng)。典型地，這樣的開(kāi)關(guān)單元包括電能量?jī)?chǔ)存器、例如電容器，該電能量?jī)?chǔ)存器與至少一個(gè)開(kāi)關(guān)模塊相連接，該開(kāi)關(guān)模塊又包括一個(gè)或多個(gè)可控的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。在多個(gè)可控的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的情況中，它們例如聯(lián)結(jié)成半橋電路(Halbbrilckenschaltung) 或全橋電路(VollbrUckenschaltung)。在文件US 7，450，388B2中，公開(kāi)了這種類型的功率電子開(kāi)關(guān)單元。根據(jù)文件US 7，450，388B2的功率電子開(kāi)關(guān)單元例如在圖25中具有共同的連接元件，該共同的連接元件具有開(kāi)關(guān)模塊的功率接口和開(kāi)關(guān)模塊的冷卻劑接口。依據(jù)根據(jù)文件US 7，450，388B2的功率電子開(kāi)關(guān)單元的圖10，開(kāi)關(guān)模塊(khaltmodul)的控制接口安裝在獨(dú)立的控制連接元件 (控制接口(Control Interface))處。相對(duì)于共同的連接元件，控制連接元件布置在功率電子開(kāi)關(guān)單元的相對(duì)的側(cè)邊處。在根據(jù)文件US 7，450，388B2的上文描述的功率電子開(kāi)關(guān)單元中有如下問(wèn)題，即， 功率電子開(kāi)關(guān)單元包括兩個(gè)連接元件。由此，在聯(lián)接冷卻劑線路、電連接件(如電流母線 (Stromverschienung))及控制線路時(shí)的安裝花費(fèi)相當(dāng)大，因?yàn)椴粌H在共同的連接元件處必須進(jìn)行安裝，而且此外在控制連接元件處必須進(jìn)行安裝。此外，兩個(gè)連接元件相應(yīng)地需要較多空間。此外，這樣的功率電子開(kāi)關(guān)單元的制造復(fù)雜且昂貴，因?yàn)樵O(shè)置了在不同位置處的兩個(gè)獨(dú)立的連接元件。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型的目的是，提供特別簡(jiǎn)單的且可以節(jié)約空間的方式而實(shí)現(xiàn)的功率電子開(kāi)關(guān)單元，該功率電子開(kāi)關(guān)單元此外可以無(wú)問(wèn)題的方式而安裝。此外，本實(shí)用新型的目的為，提供帶有多個(gè)根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元的系統(tǒng)，該系統(tǒng)以相當(dāng)簡(jiǎn)單的方式而裝配(aufbauen)。這些目的通過(guò)權(quán)利要求1和權(quán)利要求5的特征而實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中提供本實(shí)用新型的有利的改進(jìn)方案。根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元包括電能量?jī)?chǔ)存器，該電能量?jī)?chǔ)存器與至少一個(gè)開(kāi)關(guān)模塊相連接。此外，功率電子開(kāi)關(guān)單元包括共同的連接元件，該共同的連接元件具有開(kāi)關(guān)模塊的功率接口和開(kāi)關(guān)模塊的冷卻劑接口。根據(jù)本實(shí)用新型，共同的連接元件附加地具有開(kāi)關(guān)模塊的控制接口。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)該措施，僅還存在唯一的共同的連接元件。由此，根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元以可設(shè)想成簡(jiǎn)單的方式而裝配，并且因此可以簡(jiǎn)單、快速且成本有利的方式而制造。此外，在聯(lián)接冷卻劑線路、電連接件(如電流母線) 以及控制線路時(shí)的安裝花費(fèi)可保持為極其小，因?yàn)閮H必須在唯一的共同的連接元件處進(jìn)行安裝?？傊鶕?jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元由于僅一個(gè)存在的共同的連接元件而特別節(jié)約空間且相當(dāng)可靠。根據(jù)本實(shí)用新型的變換系統(tǒng)(Umrichtersystem)包括多個(gè)根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元。根據(jù)本實(shí)用新型，設(shè)置有安裝單元，該安裝單元具有插入室 (Einschubzelle)，其中，每個(gè)插入室用作容納(aufnehmen)相關(guān)功率電子開(kāi)關(guān)單元的安裝框。安裝單元的插入室通過(guò)簡(jiǎn)單地推入(Einschieben)功率電子開(kāi)關(guān)單元而可快速且無(wú)問(wèn)題地裝備(bestilclAar)，以使得根據(jù)本實(shí)用新型的變換系統(tǒng)的裝配可以簡(jiǎn)單且快速的方式而實(shí)現(xiàn)。此外，為了更換和/或維修目的，插入室還允許簡(jiǎn)單且快速的取出。通過(guò)根據(jù)本實(shí)用新型的變換系統(tǒng)的簡(jiǎn)單的裝配，該變換系統(tǒng)相應(yīng)地為可靠的。本實(shí)用新型的這些以及其它的目的、優(yōu)點(diǎn)和特征從本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的下文詳細(xì)描述中結(jié)合圖紙而顯而易見(jiàn)。

其中圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元的實(shí)施形式的示意性三維圖示， 以及圖2顯示了帶有多個(gè)根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元的根據(jù)本實(shí)用新型的變換系統(tǒng)的實(shí)施形式的示意性三維圖示。在附圖中使用的參考標(biāo)號(hào)及其意義在參考標(biāo)號(hào)列表中概括性地列出?；旧希诟綀D中相同的部件設(shè)有相同的參考標(biāo)號(hào)。所描述的實(shí)施形式示例性地表示本實(shí)用新型對(duì)象并且具有不受限制的意義。參考標(biāo)號(hào)列表1 功率電子開(kāi)關(guān)單元2 電能量?jī)?chǔ)存器3開(kāi)關(guān)模塊4共同的連接元件5 功率接口6 冷卻劑接口7控制接口8 安裝框9安裝框的引導(dǎo)元件10安裝單元11插入室12插入室的引導(dǎo)元件13 配對(duì)件14變換系統(tǒng)具體實(shí)施式式圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元1的實(shí)施形式的示意性三維示圖。根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元1包括電能量?jī)?chǔ)存器2，該電能量?jī)?chǔ)存器2與至少一個(gè)開(kāi)關(guān)模塊3相連接。根據(jù)圖1，電能量?jī)?chǔ)存器2示例性具有多個(gè)電容器。上文提及的開(kāi)關(guān)模塊3優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)可控的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。在多個(gè)可控的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的情況中，它們例如聯(lián)結(jié)成半橋電路或全橋電路。在此需指出，可設(shè)想可控的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的對(duì)于專業(yè)人員已知的任何互聯(lián)(Verschaltimg)。每個(gè)可控的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)尤其構(gòu)造成可關(guān)斷晶閘管(Abschaltthyristor(GT0-門極可關(guān)斷晶閘管(Gate Turn-Off Thyristor)))或構(gòu)造成分別帶有以反并聯(lián)的方式(antiparallel)聯(lián)結(jié)的二極管(Diode) 的帶有換向控制電極的集成式晶閘管(integrierter Thyristor mit kommutierter Ansteuerelektrode (IGCT-集成門極換向晶間管 Integrated Gate Commutated Thyristor)) 0然而還可設(shè)想的是，可控的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)例如構(gòu)造成帶有附加地以反并聯(lián)的方聯(lián)結(jié)的二極管的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Leistimgs-MOSFET)，或構(gòu)造成帶有附加地以反并聯(lián)的方聯(lián)結(jié)的二極管的帶有布置成絕緣的門電極(Gateelektrode)的雙極晶體管(Bipolartransistor) (IGBT)。此外，功率電子開(kāi)關(guān)單元1包括共同的連接元件4，該共同的連接元件4具有開(kāi)關(guān)模塊3的功率接口 5和開(kāi)關(guān)模塊3的冷卻劑接口 6。根據(jù)本實(shí)用新型，現(xiàn)在共同的連接元件 4附加地具有開(kāi)關(guān)模塊3的控制接口 7。由此，有利地，僅還存在唯一的共同的連接元件。由此，根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元1以可設(shè)想成簡(jiǎn)單的方式而裝配，并且可以簡(jiǎn)單、 快速且成本有利的方式而制造。此外，在將冷卻劑線路聯(lián)接到冷卻劑接口 6處、將電連接件 (如電流母線)聯(lián)接到功率接口 5、以及將控制單元的控制線路聯(lián)接到控制接口 7時(shí)的安裝花費(fèi)可保持為極其小，因?yàn)閮H必須在唯一存在的共同的連接元件處進(jìn)行安裝。因?yàn)閮H存在唯一的共同的連接元件4，因此此外根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元1特別節(jié)約空間且相當(dāng)可靠。優(yōu)選地，控制接口 7構(gòu)造成電信號(hào)接口和/或構(gòu)造成光波導(dǎo)體接口 (Lichtwellenleiteranschluss)0根據(jù)圖1，共同的連接元件4有利地構(gòu)造成插接元件。此外，根據(jù)圖1電能量?jī)?chǔ)存器2、開(kāi)關(guān)模塊3以及共同的連接元件4布置在安裝框 8處。有利地，安裝框8允許預(yù)安裝完整的功率電子開(kāi)關(guān)單元1以及稍后該功率電子開(kāi)關(guān)單元1簡(jiǎn)單且快速地裝配到變換系統(tǒng)的安裝單元中。稍后還進(jìn)一步論述這樣的變換系統(tǒng)。根據(jù)圖1，安裝框8具有引導(dǎo)元件9，該引導(dǎo)元件9使得以簡(jiǎn)單、快速且無(wú)缺陷的方式裝配、尤其插入到變換系統(tǒng)的安裝單元中成為可能。圖2顯示了帶有多個(gè)根據(jù)本實(shí)用新型的尤其如上文所描述那樣的功率電子開(kāi)關(guān)單元1的根據(jù)本實(shí)用新型的變換系統(tǒng)14的實(shí)施形式的三維示圖。根據(jù)本實(shí)用新型，在根據(jù)圖2的變換單元14中設(shè)置安裝單元10，該安裝單元10具有插入室11，其中，每個(gè)插入室11用作容納相關(guān)功率電子開(kāi)關(guān)單元1的安裝框8。安裝單元10的插入室11通過(guò)簡(jiǎn)單地推入功率電子開(kāi)關(guān)單元1的安裝框8而可快速且無(wú)問(wèn)題地裝備，以使得根據(jù)本實(shí)用新型的變換系統(tǒng)14的裝配可以簡(jiǎn)單且快速的方式而實(shí)現(xiàn)。在圖2中， 表明了功率電子開(kāi)關(guān)單元1到插入室11中的插入。此外，為了更換和/或維修目的，插入室11還允許簡(jiǎn)單且快速地取出功率電子開(kāi)關(guān)單元1。通過(guò)根據(jù)本實(shí)用新型的變換系統(tǒng)14 的簡(jiǎn)單的裝配，該變換系統(tǒng)14相應(yīng)地為可靠的。根據(jù)圖2，插入室11具有引導(dǎo)元件12，以用于推入相關(guān)功率電子開(kāi)關(guān)單元1的安裝框8。在此，每個(gè)相關(guān)功率電子開(kāi)關(guān)單元1的安裝框8的引導(dǎo)元件9如此地接合到待裝備的插入室11的引導(dǎo)元件12中，以使得在推入過(guò)程中由插入室11的引導(dǎo)元件12引導(dǎo)安裝框8。在拉出安裝框8時(shí)，該安裝框8同樣通過(guò)插入室11的引導(dǎo)元件12而引導(dǎo)。因此，在推入過(guò)程或拉出時(shí)的可能的錯(cuò)誤最小化。優(yōu)選，插入室11的引導(dǎo)元件12構(gòu)造成導(dǎo)軌形，如在圖2中示例性所顯示的那樣。 每個(gè)插入室11具有配對(duì)件13，以用于容納相關(guān)功率電子開(kāi)關(guān)單元1的共同的連接元件4。優(yōu)選地，配對(duì)件13構(gòu)造成插接元件。如果現(xiàn)在如在上文已經(jīng)詳細(xì)描述的那樣，將功率電子開(kāi)關(guān)單元1的安裝框8推入到插入室11中，則共同的連接元件4接合到配對(duì)件13 中。為此，配對(duì)件13包括對(duì)于功率接口 5的容納部、對(duì)于冷卻劑接口 6的容納部以及對(duì)于控制接口 7的容納部，如在圖2中表明的那樣。關(guān)于此點(diǎn)，應(yīng)明確提及的是，在裝配的狀態(tài)中功率電子開(kāi)關(guān)單元1的定向根據(jù)開(kāi)關(guān)單元1和插入室11的實(shí)施方案而通?？勺杂蛇x擇， 并且在圖2中僅示出示例性的可行性。此外，可設(shè)想功率電子開(kāi)關(guān)單元1的相應(yīng)安裝框8 在插入室11處或在安裝單元10處的對(duì)于專業(yè)人員已知的任何類型的鎖止(Arretierung) 和固定。
權(quán)利要求1.一種功率電子開(kāi)關(guān)單元(1)，帶有電能量?jī)?chǔ)存器0)，所述電能量?jī)?chǔ)存器( 與至少一個(gè)開(kāi)關(guān)模塊C3)相連接；以及共同的連接元件G)，所述共同的連接元件(4)具有所述開(kāi)關(guān)模塊(3)的功率接口(5)和所述開(kāi)關(guān)模塊(3)的冷卻劑接口(6)，其特征在于，所述共同的連接元件(4)具有所述開(kāi)關(guān)模塊(3)的控制接口(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率電子開(kāi)關(guān)單元(1)，其特征在于，所述共同的連接元件 (4)構(gòu)造成插接元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率電子開(kāi)關(guān)單元(1)，其特征在于，所述電能量?jī)?chǔ)存器 O)、所述開(kāi)關(guān)模塊(3)以及所述共同的連接元件(4)布置在安裝框( 處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率電子開(kāi)關(guān)單元(1)，其特征在于，所述安裝框(8)具有引導(dǎo)元件(9)。
5.一種帶有多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求3或4中任一項(xiàng)所述的功率電子開(kāi)關(guān)單元(1)的變換系統(tǒng)(14)，其特征在于，設(shè)置有安裝單元(10)，所述安裝單元(10)具有插入室(11)，其中，每個(gè)插入室(11)用作容納所述相關(guān)功率電子開(kāi)關(guān)單元(1)的安裝框(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變換系統(tǒng)(14)，其特征在于，所述插入室(11)具有引導(dǎo)元件 (12)，以用于推入所述相關(guān)功率電子開(kāi)關(guān)單元(1)的安裝框(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的變換系統(tǒng)(14)，其特征在于，每個(gè)插入室(11)具有配對(duì)件(13)，以用于容納所述相關(guān)功率電子開(kāi)關(guān)單元(1)的共同的連接元件G)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變換系統(tǒng)(14)，其特征在于，所述配對(duì)件(13)構(gòu)造成插接元件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及功率電子開(kāi)關(guān)單元以及帶有這樣的開(kāi)關(guān)單元的系統(tǒng)，具體而言，涉及一種功率電子開(kāi)關(guān)單元(1)，帶有電能量?jī)?chǔ)存器(2)，其與至少一個(gè)開(kāi)關(guān)模塊(3)相連接；以及共同的連接元件(4)，其具有開(kāi)關(guān)模塊(3)的功率接口(5)和開(kāi)關(guān)模塊(3)的冷卻劑接口(6)，其中，共同的連接元件(4)具有開(kāi)關(guān)模塊(3)的控制接口(7)。此外本實(shí)用新型涉及帶有多個(gè)這樣的開(kāi)關(guān)單元的變換系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的功率電子開(kāi)關(guān)單元由于僅一個(gè)存在的共同的連接元件而特別節(jié)約空間且相當(dāng)可靠。此外，通過(guò)根據(jù)本實(shí)用新型的變換系統(tǒng)的簡(jiǎn)單的裝配，該變換系統(tǒng)相應(yīng)地為可靠的。
文檔編號(hào)H02M1/00GK202145617SQ201120208799
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者M·韋斯 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司