Igbt功率單元及具有該igbt功率單元的變流器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及變流器技術(shù)領域，更具體地涉及一種適用于變流器的IGBT功率單元 及具有該IGBT功率單元的變流器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在變流器技術(shù)領域中，為了方便安裝與維護檢修，模塊化的IGBT功率單元得到了 廣泛的重視與應用。集成了散熱模塊、IGBT、支撐電容、疊層母排以及相關(guān)驅(qū)動與控制模塊 的功率單元，具有很好的互換性，安裝相對簡捷，能較好地滿足軌道交通行業(yè)高功率、高性 能和高可靠性的要求。但在眾多的模塊化設計產(chǎn)品中，設計人員往往側(cè)重的是功率單元內(nèi) 部器件的布置，而對單元與外部的接口考慮不多；或者雖然有所考慮，但也只是針對某個變 流器產(chǎn)品來設計。這樣帶來的結(jié)果就是一些功率單元只能按一個方向安裝，而一些單元雖 然能改變安裝方向，卻因為接線端子的位置不合理而造成接線困難，需要在變流器產(chǎn)品中 留出更多的空間來接線。這就限制了功率單元的使用范圍，也就是說這類功率單元具有互 換性但缺少通用性，只能安裝到某個具體的變流器產(chǎn)品上。在設計新的變流器產(chǎn)品時，這些 功率單元很難直接利用，一般需要更改接口設計甚至全盤重新設計，這無疑會加大設計工 作量、延長產(chǎn)品設計周期、增加企業(yè)倉儲成本，并最終影響企業(yè)的競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種通用性較強的IGBT功率單元。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種IGBT功率單元，適用于變流器中，所述 IGBT功率單元包括由后往前設置的散熱器模塊、IGBT模塊、疊層母排、直流支撐電容及控 制盒，而且還包括兩個直流接口銅排和四個交流接口銅排，兩個所述直流接口銅排設置于 所述直流支撐電容的左側(cè)且大體上相對于所述IGBT功率單元的橫向中心線上下對稱分 布，四個所述交流接口銅排設置于所述直流支撐電容的右側(cè)，且也大體上相對于所述橫向 中心線上下對稱分布。
[0005]其進一步技術(shù)方案為：所述疊層母排包括主體部，該主體部平鋪于所述IGBT模塊 和所述直流支撐電容之間；所述主體部的左端向前側(cè)彎折延伸出來而形成中間段，該中間 段與所述直流支撐電容連接；所述中間段的前端向左側(cè)彎折延伸出來而形成所述直流接口 銅排，該直流接口銅排位于整個IGBT功率單元中的前側(cè)。
[0006] 其進一步技術(shù)方案為：所述交流接口銅排包括后端部，該后端部通過一交流引出 銅排與所述IGBT模塊相連；所述后端部的左端向前側(cè)彎折延伸出來而形成中間端部，從該 中間端部的前端向右側(cè)彎折延伸出來而形成前端部，該前端部位于整個IGBT功率單元中 的前側(cè)。
[0007]其進一步技術(shù)方案為：多個所述IGBT模塊平鋪在所述散熱器模塊上，所述直流支 撐電容的上下兩側(cè)均設置有IGBT驅(qū)動板以驅(qū)動所述IGBT模塊。
[0008] 其進一步技術(shù)方案為：所述IGBT功率單元還包括多個傳感器模塊，所述多個傳感 器模塊設置于所述直流支撐電容的右側(cè)，所述傳感器模塊穿設于至少一個所述交流接口銅 排上。
[0009] 同時，本發(fā)明還提供一種變流器，其包括箱體及安裝于所述箱體上的IGBT功率單 元，其中，IGBT功率單元采用上述IGBT功率單元。
[0010] 其進一步技術(shù)方案為：所述IGBT功率單元通過一固定裝置固定到所述箱體上，所 述固定裝置包括有預先固定于所述IGBT功率單元上的固定座、彈性膠圈、螺栓及與所述螺 栓配套的螺母，所述固定座內(nèi)部設有臺階孔，該臺階孔包括第一通孔及與該第一通孔連通 的第二通孔，所述第一通孔的孔徑小于所述第二通孔的孔徑，所述螺栓的螺帽的外徑大于 所述第一通孔的內(nèi)徑；所述彈性膠圈置于所述第二通孔內(nèi)且其內(nèi)徑小于所述螺桿的外徑； 所述螺栓的螺桿依次貫穿所述臺階孔的第一通孔和第二通孔及箱體后螺合于螺母上，所述 彈性膠圈套于所述螺桿上而與所述螺桿過盈配合。
[0011] 其進一步技術(shù)方案為：所述固定裝置還包括第一墊圈，所述臺階孔還包括第三通 孔，所述第二通孔位于所述第一通孔和第三通孔之間，所述第一墊圈套于所述螺栓上且置 于所述第三通孔內(nèi)，所述第一墊圈的內(nèi)徑小于所述功率單元上的對應安裝孔的孔徑且與所 述螺栓相配套。
[0012] 其進一步技術(shù)方案為：所述固定座通過緊固件、膠接、焊接或鉚接的方式固定在所 述散熱器模塊上。
[0013] 其進一步技術(shù)方案為：所述固定座上形成有兩凹陷區(qū)，每個所述凹陷區(qū)內(nèi)設有一 緊固件，所述固定座通過兩所述緊固件固定在所述散熱器模塊上。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明IGBT功率單元中，由于將交流接口銅排和直流接口銅 排的布局進行特殊設計，使其兩者分別位于IGBT功率單元中的左右兩側(cè)且相對于IGBT功 率單元的橫向中心線大致對稱設置，基于該近似對稱化的設計，本發(fā)明的IGBT功率單元在 安裝時可以進行左右對調(diào)，具有較強的通用性，可直接應用于不同變流器產(chǎn)品中，從而可減 少功率單元的種類和數(shù)量，減輕企業(yè)倉儲成本，減少產(chǎn)品設計中的重復工作，帶來良好的經(jīng) 濟效益。
[0015] 通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明 的實施例。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明IGBT功率單元一實施例的立體圖；
[0017] 圖2是圖1所示IGBT功率單元另一角度的立體圖；
[0018] 圖3是圖1所示IGBT功率單元主視圖；
[0019] 圖4是圖1所示IGBT功率單元仰視圖；
[0020] 圖5展示了本發(fā)明IGBT功率單元中固定裝置的分解立體結(jié)構(gòu)；
[0021] 圖6和圖7展示了本發(fā)明IGBT功率單元中固定裝置的不同使用狀態(tài)。
【具體實施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描 述，附圖中類似的組件標號代表類似的組件。顯然，以下將描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部 分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出 創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023] 圖1至圖5展示了本發(fā)明IGBT功率單元的一實施例，其適用于變流器（圖未示） 中。參照圖1至圖5,本實施例的IGBT功率單元10包括散熱器模塊11、IGBT模塊12、疊層 母排13、直流支撐電容14、控制盒15、兩直流接口銅排16以及四個交流接口銅排17。所述 散熱器模塊11、IGBT模塊12、疊層母排13、直流支撐電容14以及控制盒15由后至前依次 設置，也即，所述散熱器模塊11位于整個IGBT功率單元10中的最后方，所述控制盒15位 于整個IGBT功率單元10中的最前方。兩所述直流接口銅排16設置于所述直流支撐電容 14的左側(cè)且大體上相對于所述IGBT功率單元10的橫向中心線X上下對稱分布，四個所述 交流接口銅排17設置于所述直流支撐電容14的右側(cè)，且也大體上相對于所述橫向中心線 X上下對稱分布?；谏鲜鲋绷鹘涌阢~排16和交流接口銅排17大體上相對于所述橫向中 心線X上下對稱的布局設計，本實施例的IGBT功率單元10具有較好的通用性，其能適應不 同的進出線接口方式。例如，基于圖1所示的IGBT功率單元10所在位置，當變流器內(nèi)的直 流接口和交流接口是左右布置而剛好分別對應于IGBT功率單元10上的直流接口銅排16 和交流接口銅排17,此時，可方便地將IGBT功率單元10上的直流接口銅排16與變流器內(nèi) 的直流接口相連，將交流接口銅排17與變流器內(nèi)的交流接口相連；而當變流器內(nèi)的直流接 口和交流接口是與上述相反的布置時，也即，直流接口位于圖1所示IGBT功率單元10的右 偵牝而交流接口位于其左側(cè)，此時，僅需將圖1所示的IGBT功率單元10繞其正面法向旋轉(zhuǎn) 180度，使得直流接口銅排1