本實(shí)用新型涉及一種無功補(bǔ)償功率單元結(jié)構(gòu)，特別是一種無功補(bǔ)償功率單元的散熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

無功補(bǔ)償?shù)撵o止無功發(fā)生器SVG(Static Var Generator)在電子供電系統(tǒng)中起到提高電網(wǎng)功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境的作用，所以無功功率補(bǔ)償裝置(裝置，單元)在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置，由于大功率的無功補(bǔ)償功率單元的主要元器件絕緣柵雙極型晶體管IGBT發(fā)熱非常大，故散熱問題是關(guān)乎整個(gè)無功補(bǔ)償功率單元的性能可行及壽命長(zhǎng)短的關(guān)鍵所在，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于13Mvar以上的大功率的無功補(bǔ)償功率單元的冷卻方式多為水冷方式，散熱效果較好，但后期故障率較高，容易發(fā)生漏水的故障，不僅裝置成本高，后期維護(hù)成本也較高；另外直流支撐采用電解電容，電解電容的壽命短、單元體積大、重量較重，安裝及維護(hù)困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種風(fēng)冷型大功率無功補(bǔ)償功率單元散熱結(jié)構(gòu)，要解決的技術(shù)問題是使無功補(bǔ)償功率單元壽命長(zhǎng)，維修方便快捷，性能好，成本低。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種風(fēng)冷型大功率無功補(bǔ)償功率單元散熱結(jié)構(gòu)，包括機(jī)殼，位于機(jī)殼內(nèi)的兩個(gè)IGBT、支撐電容，所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有熱管散熱器和散熱器風(fēng)道，所述散熱器風(fēng)道固定在機(jī)殼上包覆在熱管散熱器外，所述散熱器風(fēng)道為左右方向貫通、開口向前的槽狀，左右方向長(zhǎng)度與機(jī)殼等長(zhǎng)，IGBT的后側(cè)面在散熱器風(fēng)道前側(cè)的開口處與熱管散熱器形成可拆卸連接結(jié)構(gòu)；所述熱管散熱器包括基板、彎型銅管、散熱片和風(fēng)扇，彎型銅管內(nèi)裝有水或乙醇，基板與IGBT的背面可拆卸連接，散熱片放置在基板的背面為前后并列的至少一個(gè)，彎型銅管前后穿插連接在散熱片中部并與基板連接，風(fēng)扇位于機(jī)殼上，正對(duì)散熱器風(fēng)道。

本實(shí)用新型所述風(fēng)扇采用離心抽風(fēng)的形式，風(fēng)向自機(jī)殼內(nèi)向外吹。

本實(shí)用新型所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有整體為一體結(jié)構(gòu)、呈倒T形的正負(fù)母排，正負(fù)母排的“|”上部位于兩個(gè)IGBT之間的前側(cè)并與IGBT連接，正負(fù)母排的“—”下部與支撐電容連接。

本實(shí)用新型所述正負(fù)母排包括呈倒T形板狀的位于前側(cè)的正母排板、位于后側(cè)的負(fù)母排板、以及正母排板和負(fù)母排板之間夾著的母線隔板，正母排板的“|”上部左右兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)帶有固定孔的凸起與左右兩個(gè)IGBT前側(cè)面上的左右各兩個(gè)IGBT正端子連接，負(fù)母排板的“|”上部左右兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)帶有固定孔的凸起與左右兩個(gè)IGBT前側(cè)面上的左右各兩個(gè)IGBT負(fù)端子連接。

本實(shí)用新型所述支撐電容為薄膜電容。

本實(shí)用新型所述支撐電容為四個(gè)，結(jié)構(gòu)為前后方向延伸的圓柱形，位于散熱器風(fēng)道下方，所述四個(gè)支撐電容沿左右方向呈一條直線排列，前端嵌入在正負(fù)母排的下部“—”內(nèi)，所述支撐電容的后端嵌入在電容安裝板內(nèi)，所述電容安裝板位于散熱器風(fēng)道下方與機(jī)殼連接。

本實(shí)用新型所述支撐電容的底部墊有支撐著四個(gè)支撐電容的、與機(jī)殼螺接的電容墊板，電容墊板上部具有與支撐電容形狀位置對(duì)應(yīng)的弧形槽。

本實(shí)用新型所述IGBT上連接有與IGBT形成軟連接結(jié)構(gòu)的輸出排。

本實(shí)用新型所述IGBT豎直設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)中部，IGBT前表面上部通過焊接引腳的方式嵌入有IGBT驅(qū)動(dòng)板，所述IGBT驅(qū)動(dòng)板為扁平的板狀，IGBT驅(qū)動(dòng)板的下部為向下開口的“U”形，IGBT輸出端子位于IGBT前側(cè)面上、IGBT驅(qū)動(dòng)板的“U”形開口內(nèi)；所述輸出排為條狀，輸出排的一端與一個(gè)IGBT輸出端子連接，另一端由與機(jī)殼連接的銅排支架固定設(shè)置在機(jī)殼左側(cè)壁板外部。

本實(shí)用新型所述IGBT上連接有吸收電容，所述吸收電容為四個(gè)，兩兩分別位于正負(fù)母排上部的左右兩側(cè)，每個(gè)吸收電容連接在IGBT的前側(cè)面的下部、透過正母排板和負(fù)母排板上的固定孔與IGBT正端子和IGBT負(fù)端子連接。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，風(fēng)冷型大功率無功補(bǔ)償功率單元散熱結(jié)構(gòu)設(shè)有熱管散熱器，由風(fēng)冷代替水冷結(jié)構(gòu)，減少功率單元的故障發(fā)生，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，降低產(chǎn)品的成本，能夠很好地解決大功率無功補(bǔ)償功率單元的散熱問題，降低設(shè)備的故障率及維護(hù)成本，支撐電容采用薄膜電容代替電解電容能提高產(chǎn)品的使用壽命。

附圖說明

圖1為所述風(fēng)冷型大功率無功補(bǔ)償功率單元散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為所述風(fēng)冷型大功率無功補(bǔ)償功率單元散熱結(jié)構(gòu)去掉機(jī)殼前側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為所述風(fēng)冷型大功率無功補(bǔ)償功率單元散熱結(jié)構(gòu)去掉機(jī)殼和放電電阻的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為IGBT、IGBT驅(qū)動(dòng)板、熱管散熱器和散熱器風(fēng)道連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5正負(fù)母排結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為支撐電容、電容安裝板和電容墊板連接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1～圖6所示，本實(shí)用新型的風(fēng)冷型大功率無功補(bǔ)償功率單元散熱結(jié)構(gòu)，設(shè)有長(zhǎng)方體形狀的機(jī)殼1，在機(jī)殼1內(nèi)設(shè)有IGBT2、IGBT驅(qū)動(dòng)板21、熱管散熱器3、散熱器風(fēng)道31、吸收電容4、正負(fù)母排5、支撐電容6、放電電阻7和控制板8。機(jī)殼1左側(cè)壁板外設(shè)有兩個(gè)輸出排9。

如圖2～圖4所示，IGBT2和IGBT驅(qū)動(dòng)板21位于機(jī)殼1內(nèi)，為無功補(bǔ)償功率單元的主要元器件，發(fā)熱量大，IGBT2為兩個(gè)前后扁平的長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)，豎直設(shè)置在機(jī)殼1內(nèi)中部，IGBT驅(qū)動(dòng)板21為扁平的板狀，IGBT驅(qū)動(dòng)板21的下部為向下開口的“U”形，IGBT輸出端子位于IGBT2前側(cè)面上、IGBT驅(qū)動(dòng)板21的“U”形開口內(nèi)，IGBT驅(qū)動(dòng)板21的下部的后表面通過焊接引腳的方式直接嵌入在IGBT2上部的前表面。

如圖3和圖4所示，熱管散熱器3外形為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，設(shè)置在兩個(gè)IGBT2的后側(cè)，熱管散熱器3的前側(cè)面與IGBT2的后側(cè)面形成可拆卸連接結(jié)構(gòu)。熱管散熱器3外包覆有固定在機(jī)殼1上的散熱器風(fēng)道31，所述散熱器風(fēng)道31為左右方向貫通、開口向前的槽狀，左右方向長(zhǎng)度與機(jī)殼1等長(zhǎng)，IGBT2的后側(cè)面在散熱器風(fēng)道31前側(cè)的開口處與熱管散熱器3連接。

熱管散熱器3包括基板、彎型銅管、散熱片和風(fēng)扇，彎型銅管內(nèi)裝有水或乙醇，基板與IGBT2的背面可拆卸連接，散熱片放置在基板的背面為前后并列的至少一個(gè)，彎型銅管前后穿插連接在散熱片中部并與基板連接，風(fēng)扇位于機(jī)殼1上，正對(duì)散熱器風(fēng)道31，采用離心風(fēng)機(jī)抽風(fēng)的形式，風(fēng)向?yàn)樽詸C(jī)殼1內(nèi)向外吹，制造散熱器風(fēng)道31的鋁采用6063。冷卻的方式采用熱管散熱器3的風(fēng)冷冷卻代替水冷冷卻，設(shè)備成本低、故障率低，維護(hù)成本低，維護(hù)方便。

熱管散熱器3將IGBT2工作時(shí)產(chǎn)生的高熱量散發(fā)出去，保證IGBT2能處在正常的環(huán)境溫度下工作，提高IGBT2的性能和使用壽命。

如3和圖5所示，正負(fù)母排5包括呈倒T形板狀的正母排板51、負(fù)母排板52、以及正母排板51和負(fù)母排板52之間夾著的母線隔板53，正母排板51位于前側(cè)，負(fù)母排板52位于后側(cè)，母線隔板53位于正母排板51和負(fù)母排板52之間，正負(fù)母排5“|”上部與IGBT2連接，“—”下部與支撐電容6連接，正負(fù)母排5整體為一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免分別設(shè)計(jì)兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的正負(fù)母排板，節(jié)約了銅排材料并且維修方便。采用一體結(jié)構(gòu)的正負(fù)母排5將支撐電容6直接電連接到IGBT2上，減少了雜散電感的產(chǎn)生，具有高性能的同時(shí)降低了材料成本。正負(fù)母排5的“|”上部位于兩個(gè)IGBT2之間的前側(cè)，正母排板51的“|”上部左右兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)帶有固定孔的凸起與左右兩個(gè)IGBT2前側(cè)面上的左右各兩個(gè)IGBT正端子連接，負(fù)母排板52的“|”上部左右兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)帶有固定孔的凸起與左右兩個(gè)IGBT2前側(cè)面上的左右各兩個(gè)IGBT負(fù)端子連接。

如圖6所示，支撐電容6為四個(gè)，為前后方向延伸的圓柱形，位于散熱器風(fēng)道31下方，四個(gè)支撐電容6沿左右方向呈一條直線排列后前端嵌入在正負(fù)母排5的下部“—”內(nèi)，支撐電容6的后端嵌入在電容安裝板61內(nèi)，所述電容安裝板61位于散熱器風(fēng)道31下方與機(jī)殼1連接，支撐電容6的底部墊有支撐著四個(gè)支撐電容6的電容墊板62，電容墊板62上具有與支撐電容6形狀位置對(duì)應(yīng)的弧形槽，并與機(jī)殼1螺接，電容墊板62使支撐電容6安裝的更穩(wěn)固。支撐電容6為薄膜電容，耐熱性好，具有自愈性和無感特性，壽命長(zhǎng)，很少需要維護(hù)。

如圖2和圖3所示，吸收電容4為四個(gè)，兩兩分別位于正負(fù)母排5上部的左右兩側(cè)，每個(gè)吸收電容4連接在IGBT2的前側(cè)面的下部、通過正母排板51和負(fù)母排板52上的固定孔與IGBT正端子和IGBT負(fù)端子連接，起濾波作用。

如圖2所示，放電電阻7為四方體結(jié)構(gòu)位于機(jī)殼1右側(cè)壁板前端的底部。

如圖3所示，散熱器風(fēng)道31的上方設(shè)有主板安裝板81，控制板8設(shè)在主板安裝板81上。

如圖2和圖3所示，兩個(gè)IGBT2前側(cè)面上、IGBT驅(qū)動(dòng)板21U形凹口處，分別連接一個(gè)輸出排9，兩個(gè)輸出排9的另一端由與機(jī)殼1連接的銅排支架91固定設(shè)置在機(jī)殼1左側(cè)壁板外部，輸出排9為條狀，與IGBT輸出端子形成軟連接結(jié)構(gòu)，安裝容易，能避免IGBT受到應(yīng)力損傷，在輸出排9中部、兩個(gè)輸出排9之間設(shè)有絕緣子92，能避免兩個(gè)輸出排9接觸而形成電連接。

整個(gè)功率單元的供電采用線性電源給控制板8和IGBT驅(qū)動(dòng)板21供電，使IGBT驅(qū)動(dòng)板21的性能更好。