專利名稱：一種模塊化晶閘管整流單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶間管整流單元，尤其是涉及一種應(yīng)用于工業(yè)傳動(dòng)變流器領(lǐng)域內(nèi) 的一種通用化、集成化、模塊化晶閘管整流單元，用于將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)楹线m的直流電。
背景技術(shù)：
由于工業(yè)傳動(dòng)變流器領(lǐng)域?qū)ζ洚a(chǎn)品要求模塊化程度高，可維護(hù)性高。目前普遍使 用的情形是(1)模塊化程度不高。沒有進(jìn)行模塊化的考慮，產(chǎn)品是按照客戶提供的尺寸而單獨(dú)設(shè)計(jì) 的。用于工業(yè)傳動(dòng)變流器的整流單元一般分為二極管整流單元、晶間管整流單元和四象限 整流器。由于三者電路結(jié)構(gòu)和控制不同，因而產(chǎn)品的接口各種各樣無法互換。
(2)體積過大。許多整流器中的元件都采用的平板式晶閘管通過與型材散熱器壓 接而成，這就造成體積過大，安裝及拆卸都很困難。
(3)功率系列化困難。滿足不同功率等級(jí)的要求，必須對(duì)元件進(jìn)行串、并聯(lián)使用，這 樣往往導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)上需作很大程度上的改動(dòng)，才能滿足于不同容量的要求。
(4)安裝維修不便。許多整流器由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏模塊化、方便性的考慮，給安裝 維修帶來極大的不便，常常為了要維修一個(gè)部件或元件而需拆卸很多別的部件或元件，這 樣除了工作量大以外，還給系統(tǒng)的可靠性及整體壽命帶來嚴(yán)重的影響。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用抽屜式結(jié)構(gòu)，集成了各種單元模塊，同時(shí)通用性強(qiáng)、 對(duì)外接口少的模塊化晶間管整流單元，以滿足現(xiàn)代工業(yè)傳動(dòng)變流器領(lǐng)域模塊化程度高，可 維護(hù)性高及功率擴(kuò)展方便的要求。
本發(fā)明具體提供了一種模塊化晶閘管整流單元的實(shí)施方式，一種模塊化晶閘管整 流單元，包括整流單元、阻容吸收單元、支撐架和控制盒，模塊化晶間管整流單元為抽屜式 結(jié)構(gòu)，整流單元包括晶間管元件和散熱器，晶間管元件均勻分布排列在散熱器上，整流單元 安裝在所述模塊化晶閘管整流單元的底部，阻容吸收單元安裝在模塊化晶閘管整流單元的 中部，支撐架固定在整流單元的散熱器的四周，用來支撐固定模塊化晶閘管整流單元的中 上層，控制盒固定在模塊化晶間管整流單元的最上層。
作為本發(fā)明一種模塊化晶間管整流單元進(jìn)一步的實(shí)施方式，整流單元包括疊層母 排和脈沖觸發(fā)單元，疊層母排通過組合螺釘安裝在晶間管元件的接線端子上，脈沖觸發(fā)單 元整體安裝在一塊長條形支板上。
作為本發(fā)明一種模塊化晶間管整流單元進(jìn)一步的實(shí)施方式，疊層母排包括交流側(cè) 輸入母排A、B、C和直流側(cè)輸出母排P、N。交流側(cè)輸入母排A、B、C和直流側(cè)輸出母排P、N 分布在模塊化晶間管整流單元的左右兩側(cè)，交流側(cè)輸入母排A、B、C分別與交流輸入的U、V、 W三相相連，直流側(cè)輸出母排P、N分別與直流輸出正負(fù)端相連。
作為本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元進(jìn)一步的實(shí)施方式，阻容吸收單元包括電阻和電容，電阻和電容共同安裝在環(huán)氧板上，阻容吸收單元通過L形支架與支撐架相連。
作為本發(fā)明一種模塊化晶間管整流單元進(jìn)一步的實(shí)施方式，控制盒包括控制單 元，控制單元為三相整流控制單元，控制單元與脈沖觸發(fā)單元相連，控制晶間管元件的觸發(fā) 脈沖。
作為本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元進(jìn)一步的實(shí)施方式，控制盒的外殼為開有 網(wǎng)格的金屬屏蔽層。
作為本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元進(jìn)一步的實(shí)施方式，散熱器為插片式鋁散 熱器。
作為本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元進(jìn)一步的實(shí)施方式，脈沖觸發(fā)單元由6個(gè) 相同的觸發(fā)脈沖盒組成。
作為本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元進(jìn)一步的實(shí)施方式，阻容吸收單元包括12 個(gè)相同的高壓交流金屬化聚丙烯膜介質(zhì)電容器和12個(gè)功率被釉層線繞電阻。
作為本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元進(jìn)一步的實(shí)施方式，控制單元可實(shí)現(xiàn)模 塊超溫保護(hù)；實(shí)現(xiàn)各種過壓、過流保護(hù)等；并可通過光纖串行通訊的方式與DCU (Drive Control Unit，傳動(dòng)控制單元)交換整流單元模塊狀態(tài)信息。
通過實(shí)施本發(fā)明具體實(shí)施方式
所描述的一種模塊化晶間管整流單元，通過采用抽 屜式結(jié)構(gòu)集成了各種單元模塊。模塊化的晶間管整流單元通用性更強(qiáng)、對(duì)外接口更少，外觀 更加美觀，散熱方式可選，可以很好地滿足現(xiàn)代工業(yè)傳動(dòng)變流器領(lǐng)域模塊化程度高，可維護(hù) 性高及功率擴(kuò)展方便的要求。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意主視圖； 圖2是本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意俯視圖；圖3是本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意左視圖； 圖4是本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意右視圖； 圖5是本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元一種具體實(shí)施方式
的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 其中1-整流單元，2-阻容吸收單元，3-支撐架，4-控制盒，5-散熱器，6-疊層母排， 7-晶閘管元件，8-脈沖觸發(fā)單元，9-電阻，10-電容，11-主電路，12-控制單元，13-拉手， 14-光纖接口，15-DCU。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其 他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。4
作為本發(fā)明一種模塊化晶閘管整流單元的具體實(shí)施方式
，如圖1、2、3、4所示的模 塊化晶間管整流單元包括整流單元1、阻容吸收單元2、支撐架3和控制盒4。其中整流單 元1安裝在模塊化晶閘管整流單元抽屜式結(jié)構(gòu)的底部，它具體包括模塊封裝型的晶閘管元 件7、散熱器5、疊層母排6以及脈沖觸發(fā)單元8。晶間管元件7按照散熱器5的外形和散 熱面熱量的均勻分布排列在散熱器上5 ；散熱器5為插片式鋁散熱器，增加翅片可以增加散 熱面積；疊層母排6通過組合螺釘安裝在晶間管元件7的接線端子上；脈沖觸發(fā)單元8由6 個(gè)相同的觸發(fā)脈沖盒構(gòu)成，安裝于一個(gè)長條形支板上構(gòu)成一個(gè)整體以便于拆裝。阻容吸收 單元2安裝在抽屜式結(jié)構(gòu)的中部，內(nèi)部由12個(gè)電容器及12個(gè)線繞電阻構(gòu)成，器件共同安裝 在環(huán)氧板上，該阻容吸收單元2通過L型支架與支撐架3相連。支撐架3固定在整流單元 1中散熱器5的四周，用來支撐固定抽屜結(jié)構(gòu)的中上層。另外，位于整流單元1下部的兩根 支撐架還能起到抽屜導(dǎo)軌的作用。
控制盒4固定在抽屜式結(jié)構(gòu)的最上層，控制盒4外部為金屬屏蔽盒，其內(nèi)部包括控 制單元12，控制單元12為三相整流控制單元，該控制盒4的盒蓋上開有網(wǎng)格，可供觀察控制 單元12上的狀態(tài)指示燈，操作人員也可以不拆卸盒蓋而透過其上的網(wǎng)格觀察控制板或其 它部件上的指示燈?？刂茊卧?2作為整流器控制級(jí)驅(qū)動(dòng)板，與整流單元1中的觸發(fā)脈沖單 元8相連，擔(dān)負(fù)晶間管觸發(fā)脈沖的控制功能。三相整流控制單元通過采集散熱器溫度檢測(cè) 信號(hào)，并根據(jù)溫度檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊超溫保護(hù)，另外還可實(shí)現(xiàn)各種過壓和 過流保護(hù)等。并可通過光纖接口 14以光纖串行通訊的方式與D⑶(傳動(dòng)控制單元)15交換 整流單元模塊狀態(tài)信息。
模塊式晶閘管元件與同容量分立器件相比具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、接線方 便等特點(diǎn)。疊層母排6包括交流側(cè)輸入母排A、B、C、直流側(cè)輸出母排P、N。如圖1和圖2所 示，交流側(cè)輸入母排A、B、C和直流側(cè)輸出母排P、N分布在模塊化晶間管整流單元的左右兩 側(cè)。其中，通常是A、B、C三相分別對(duì)應(yīng)于隊(duì)￥、1相，？^為直流輸出正負(fù)母排。阻容吸收 單元2安裝在抽屜式結(jié)構(gòu)的中部，內(nèi)部由12個(gè)相同的高壓交流金屬化聚丙烯膜介質(zhì)電容10 以及12個(gè)RX20型功率被釉層線繞電阻9構(gòu)成，器件共同安裝在環(huán)氧板上，該阻容吸收單元 2通過L型支架與支撐架3相連。
為了能夠方便、輕松地安裝和拆卸，本發(fā)明具體實(shí)施方式
所描述的模塊化晶閘管 整流單元采用了抽屜式的安裝方式，整個(gè)模塊就相當(dāng)于一個(gè)可以推進(jìn)和抽出的抽屜，模塊 的前面裝有兩個(gè)拉手13，模塊底部的支撐3以及對(duì)應(yīng)的柜體位置都裝有聚四氟乙烯材質(zhì)的 導(dǎo)板，安裝時(shí)順著導(dǎo)板采用從控制盒側(cè)往柜體內(nèi)推的方式，將模塊平推到底，將散熱器推入 柜體風(fēng)道內(nèi)，并通過散熱器5上的安裝孔用螺栓將其緊固在柜體上，再連接好進(jìn)出線母排 和控制插座即可。拆卸時(shí)則過程相反，先將控制插座拔開及進(jìn)出母排拆開，再將安裝螺栓擰 松即可將變流器模塊抽出。
為了便于功率擴(kuò)展，本發(fā)明具體實(shí)施方式
將強(qiáng)電部分即疊層母排6進(jìn)出線端布置 在抽屜式結(jié)構(gòu)的左右兩側(cè)，讓散熱器直接裝于風(fēng)道內(nèi)，這樣有利于多個(gè)模塊上下平行安裝， 這樣可共用一個(gè)風(fēng)道及公共的交直流母排，節(jié)約空間，同時(shí)增加了散熱方式的可選擇性。為 了調(diào)試和維修的方便，本發(fā)明具體實(shí)施方式
將弱電部分即控制單元12布置在模塊化晶閘 管整流單元的最外側(cè)，便于工作人員觀察、測(cè)試及連接器插拔。為了讓弱電部分不受強(qiáng)電的 干擾，采用了帶網(wǎng)格的金屬屏蔽盒，調(diào)試或維修時(shí)可以通過網(wǎng)格觀測(cè)里邊故障或狀態(tài)指示燈是否正常，而不用拆卸任何部件。當(dāng)需要檢測(cè)控制盒內(nèi)的信號(hào)時(shí)，也只要將其盒蓋拆下即 可，而無需拆卸別的部件。總體說來，整個(gè)模塊的布置減少了安裝、檢測(cè)與維修的工作量，并 盡可能優(yōu)化了模塊的電氣性能。
該模塊化晶閘管整流單元已經(jīng)應(yīng)用于400V/400kw商用空調(diào)變頻器和600V/2. 5MW 石油鉆機(jī)網(wǎng)電改造變頻器的具體實(shí)施方案當(dāng)中。在這兩種具體實(shí)施方案當(dāng)中，變頻器雖 然功率等級(jí)不同，但其外觀、對(duì)外接口、風(fēng)道設(shè)計(jì)均基本保持不變，很好的適應(yīng)了現(xiàn)有工業(yè) 傳動(dòng)變流器領(lǐng)域的通用接口，也方便了用戶改造時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器件的選用。具體實(shí)施方案當(dāng)中 的模塊化晶間管整流單元對(duì)各器件放置進(jìn)行合理布局，達(dá)到模塊化、接口一致、功率擴(kuò)展簡 單、維修拆卸方便等特點(diǎn)，完全滿足現(xiàn)有工業(yè)傳動(dòng)變流器領(lǐng)域的需求。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種模塊化晶閘管整流單元，其特征在于包括整流單元(1)、阻容吸收單元(2)、支 撐架(3)和控制盒(4)，模塊化晶間管整流單元為抽屜式結(jié)構(gòu)，整流單元(1)包括晶間管元 件(7)和散熱器(5)，晶閘管元件(7)均勻分布排列在散熱器(5)上，整流單元(1)安裝在所 述模塊化晶閘管整流單元的底部，阻容吸收單元(2)安裝在模塊化晶閘管整流單元的中部， 支撐架(3)固定在整流單元(1)的散熱器(5)的四周，用來支撐固定模塊化晶閘管整流單元 的中上層，控制盒(4)固定在模塊化晶閘管整流單元的最上層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化晶間管整流單元，其特征在于所述的整流單元 (1)包括疊層母排(6)和脈沖觸發(fā)單元(8)，疊層母排(6)通過組合螺釘安裝在晶間管元件 (7)的接線端子上，脈沖觸發(fā)單元(8)整體安裝在一塊長條形支板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種模塊化晶間管整流單元，其特征在于所述的疊層母排 (6)包括交流側(cè)輸入母排(A、B、C)和直流側(cè)輸出母排(P、N)，交流側(cè)輸入母排(A、B、C)和直 流側(cè)輸出母排(P、N)分布在模塊化晶間管整流單元的左右兩側(cè)，交流側(cè)輸入母排(A、B、C) 分別與交流輸入的U、V、W三相相連，直流側(cè)輸出母排(P、N)分別與直流輸出正負(fù)端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的一種模塊化晶間管整流單元，其特征在 于所述的阻容吸收單元(2)包括電阻(9)和電容(10)，電阻(9)和電容(10)共同安裝在環(huán) 氧板上，阻容吸收單元(2)通過L形支架與支撐架(3)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種模塊化晶間管整流單元，其特征在于所述的控制盒(4) 包括控制單元，控制單元(12)為三相整流控制單元，控制單元(12)與脈沖觸發(fā)單元(8)相 連，控制晶閘管元件(7)的觸發(fā)脈沖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種模塊化晶間管整流單元，其特征在于所述控制盒(4)的 外殼為開有網(wǎng)格的金屬屏蔽層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模塊化晶閘管整流單元，其特征在于所述的散熱器(5) 為插片式鋁散熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種模塊化晶間管整流單元，其特征在于所述的脈沖觸發(fā) 單元(8)由6個(gè)相同的觸發(fā)脈沖盒組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種模塊化晶閘管整流單元，其特征在于所述的阻容吸收 單元(2)包括12個(gè)相同的高壓交流金屬化聚丙烯膜介質(zhì)電容器和12個(gè)功率被釉層線繞電 阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種模塊化晶間管整流單元，其特征在于所述的控制單元 (12)實(shí)現(xiàn)模塊化晶閘管整流單元超溫保護(hù)和過壓、過流保護(hù)，并通過光纖串行通訊的方式 與傳動(dòng)控制單元(DCU)交換整流單元模塊狀態(tài)信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模塊化晶閘管整流單元的具體實(shí)施方式
，包括整流單元、阻容吸收單元、支撐架和控制盒，模塊化晶閘管整流單元為抽屜式結(jié)構(gòu)，整流單元包括晶閘管元件和散熱器，晶閘管元件分布排列在散熱器上，整流單元安裝在模塊化晶閘管整流單元的底部，阻容吸收單元安裝在模塊化晶閘管整流單元的中部，支撐架固定在整流單元的散熱器的四周，用來支撐固定模塊化晶閘管整流單元的中上層，控制盒固定在模塊化晶閘管整流單元的最上層。通過實(shí)施本發(fā)明所描述的技術(shù)方案，抽屜式結(jié)構(gòu)的模塊化整流單元通用性更強(qiáng)、對(duì)外接口更少，外觀更加美觀，散熱方式可選，可以很好地滿足現(xiàn)代工業(yè)傳動(dòng)變流器領(lǐng)域模塊化程度高，可維護(hù)性高及功率擴(kuò)展方便的要求。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102044982SQ20111003085
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者劉海濤, 楊林, 梁志偉, 王婷, 蔡杰 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司