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(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及變流器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地設(shè)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(lǐng)域中，為了方便安裝與維護(hù)檢修，模塊化的IGBT功率單元得到了 廣泛的重視與應(yīng)用。集成了散熱模塊、IGBT、支撐電容、疊層母排W及相關(guān)驅(qū)動(dòng)與控制模塊 的功率單元，具有很好的互換性，安裝相對(duì)簡(jiǎn)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(shè)計(jì)產(chǎn)品中，設(shè)計(jì)人員往往側(cè)重的是功率單元內(nèi) 部器件的布置，而對(duì)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(duì)某個(gè)變 流器產(chǎn)品來(lái)設(shè)計(jì)。該樣帶來(lái)的結(jié)果就是一些功率單元只能按一個(gè)方向安裝，而一些單元雖 然能改變安裝方向，卻因?yàn)榻泳€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(lái)接線。該就限制了功率單元的使用范圍，也就是說(shuō)該類功率單元具有互 換性但缺少通用性，只能安裝到某個(gè)具體的變流器產(chǎn)品上。在設(shè)計(jì)新的變流器產(chǎn)品時(shí)，該些 功率單元很難直接利用，一般需要更改接口設(shè)計(jì)甚至全盤重新設(shè)計(jì)，該無(wú)疑會(huì)加大設(shè)計(jì)工 作量、延長(zhǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、增加企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)成本，并最終影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通用性較強(qiáng)的IGBT功率單元。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種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(shè)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(gè)直流接口銅排和四個(gè)交流接口銅排，兩個(gè)所述直流接口銅排設(shè) 置于所述直流支撐電容的左側(cè)且大體上相對(duì)于所述IGBT功率單元的橫向中屯、線上下對(duì)稱 分布，四個(gè)所述交流接口銅排設(shè)置于所述直流支撐電容的右側(cè)，且也大體上相對(duì)于所述橫 向中屯、線上下對(duì)稱分布。
[0005] 其進(jìn)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(lái)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(lái)而形成所述直流接口 銅排，該直流接口銅排位于整個(gè)IGBT功率單元中的前側(cè)。
[0006] 其進(jìn)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(guò)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(lái)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(lái)而形成前端部，該前端部位于整個(gè)IGBT功率單元中 的前側(cè)。
[0007] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：多個(gè)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(shè)置有IGBT驅(qū)動(dòng)板W驅(qū)動(dòng)所述IGBT模塊。
[0008] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述IGBT功率單元還包括多個(gè)傳感器模塊，所述多個(gè)傳感 器模塊設(shè)置于所述直流支撐電容的右側(cè)，所述傳感器模塊穿設(shè)于至少一個(gè)所述交流接口銅 排上。
[0009] 同時(shí)，本實(shí)用新型還提供一種變流器，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(jìn)一步技術(shù)方案為：所述IGBT功率單元通過(guò)一固定裝置固定到所述箱體上，所 述固定裝置包括有預(yù)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(shè)有臺(tái)階孔，該臺(tái)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(tái)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(guò)盈配合。
[0011] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述固定裝置還包括第一墊圈，所述臺(tái)階孔還包括第立通 孔，所述第二通孔位于所述第一通孔和第=通孔之間，所述第一墊圈套于所述螺栓上且置 于所述第=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(duì)應(yīng)安裝孔的孔徑且與所 述螺栓相配套。
[0012] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述固定座通過(guò)緊固件、膠接、焊接或馴接的方式固定在所 述散熱器模塊上。
[0013] 其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述固定座上形成有兩凹陷區(qū)，每個(gè)所述凹陷區(qū)內(nèi)設(shè)有一 緊固件，所述固定座通過(guò)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，在本實(shí)用新型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(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，使其兩者分別位于IGBT功率單元中的左右兩側(cè)且相對(duì)于 IGBT功率單元的橫向中屯、線大致對(duì)稱設(shè)置，基于該近似對(duì)稱化的設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型的IGBT 功率單元在安裝時(shí)可W進(jìn)行左右對(duì)調(diào)，具有較強(qiáng)的通用性，可直接應(yīng)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(cāng)儲(chǔ)成本，減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重復(fù)工作， 帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0015]通過(guò)W下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，該些附圖用于解釋本 實(shí)用新型的實(shí)施例。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型IGBT功率單元一實(shí)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所不IGBT功率單兀主視圖；
[0019] 圖4是圖1所不IGBT功率單兀仰視圖；
[0020] 圖5展示了本實(shí)用新型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展示了本實(shí)用新型IGBT功率單元中固定裝置的不同使用狀態(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，附圖中類似的組件標(biāo)號(hào)代表類似的組件。顯然，W下將描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用 新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范 圍。
[0023] 圖1至圖5展示了本實(shí)用新型IGBT功率單元的一實(shí)施例，其適用于變流器（圖未 示）中。參照?qǐng)D1至圖5,本實(shí)施例的IGBT功率單元10包括散熱器模塊1UIGBT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16W及四個(gè)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14W及控制盒15由后至前 依次設(shè)置，也即，所述散熱器模塊11位于整個(gè)IGBT功率單元10中的最后方，所述控制盒15 位于整個(gè)IGBT功率單元10中的最前方。兩所述直流接口銅排16設(shè)置于所述直流支撐電 容14的左側(cè)且大體上相對(duì)于所述IGBT功率單元10的橫向中屯、線X上下對(duì)稱分布，四個(gè)所 述交流接口銅排17設(shè)置于所述直流支撐電容14的右側(cè)，且也大體上相對(duì)于所述橫向中屯、 線X上下對(duì)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(duì)于所述橫向 中屯、線X上下對(duì)稱的布局設(shè)計(jì)，本實(shí)施例的IGBT功率單元10具有較好的通用性，其能適應(yīng) 不同的進(jìn)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(dāng)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(duì)應(yīng)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(shí)，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(dāng)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(shí)，也即，直流接口位于圖1所示IGBT功率單元10的右 偵U，而交流接口位于其左側(cè)，此時(shí)，僅需將圖1所示的IGBT功率單元1