專(zhuān)利名稱(chēng)：框架式水冷變流器功率單元模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體變流技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大功率變流器所用的框架式水冷變流器功率單元模塊。
背景技術(shù)：
目前，大功率的變流器普遍采用功率單元模塊的方式，通過(guò)模塊外部連接組合而成。這種模式的優(yōu)點(diǎn)在于配置靈活，通過(guò)組合可以配置為不同功率級(jí)別的變流器；模塊式結(jié)構(gòu)，安裝方便，易于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。缺點(diǎn)在于由于元器件較多，集中布置在功率模塊后難以形成風(fēng)道，元器件工作產(chǎn)生的熱量不易散去，同時(shí)考慮到安全絕緣距離，功率單元模塊體積普遍偏大，不適用于類(lèi)似風(fēng)電行業(yè)這樣受空間限制的行業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種解決上述問(wèn)題的方案，本實(shí)用新型提供一種適用于兆瓦級(jí)大功率變流器高電壓、大電流、功率大、散熱良好、安全可靠性高、安裝方便、結(jié)構(gòu)緊湊的功率單元模塊。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種框架式水冷變流器功率單元模塊，其包括長(zhǎng)方體形的模塊外殼，其特征在于所述模塊外殼10內(nèi)左側(cè)設(shè)置有正直流母排3、與所述正直流母排3平行的負(fù)直流母排4，所述正直流母排3和負(fù)直流母排4組成的層疊母排與所述模塊外殼10之間設(shè)置有若干個(gè)直流母線(xiàn)電容7，所述正直流母排3和負(fù)直流母排4組成的所述層疊母排與所述模塊外殼10平行布置，形成所述直流母線(xiàn)電容7的散熱風(fēng)道；所述模塊外殼內(nèi)右側(cè)設(shè)置有帶水冷散熱器的IGBT模塊I。優(yōu)選的，所述正直流母排3、負(fù)直流母排4層疊布置，中間用高壓絕緣紙9進(jìn)行電氣隔離。優(yōu)選的，所述正直流母排3、負(fù)直流母排4上多排并列設(shè)置有若干個(gè)圓形貫穿的電容安裝孔，所述直流母線(xiàn)電容7穿過(guò)所述電容安裝孔與所述正直流母排3、負(fù)直流母排4通過(guò)螺栓進(jìn)行電氣連接，所述直流母線(xiàn)電容7的一端固定在所述模塊外殼10上。優(yōu)選的，所述正直流母排3和負(fù)直流母排4側(cè)面各有多個(gè)連接頭11與所述IGBT模塊I連接，所述正直流母排3、負(fù)直流母排4與所述連接頭11構(gòu)成一個(gè)整體母排。優(yōu)選的，每個(gè)所述連接頭11上設(shè)置有吸收無(wú)感電容8，所有所述吸收無(wú)感電容8相互并聯(lián)。優(yōu)選的，其還包括兩塊層疊布置的交流母排2，所述交流母排2與所述IGBT模塊I用軟連接銅排5連接，所述交流母排2與所述模塊外殼10之間采用環(huán)氧板固定。優(yōu)選的，所述正直流母排3和負(fù)直流母排4采用后出線(xiàn)方式，所述交流母排2采用后出線(xiàn)方式。優(yōu)選的，所述IGBT模塊I的水循環(huán)通過(guò)水冷管6引至所述模塊外殼10外部。本實(shí)用新型的框架式水冷變流器功率單元模塊具有如下優(yōu)點(diǎn)解決了功率單元模塊器件內(nèi)部由于器件多而略顯雜亂的情況；功率器件通過(guò)水循環(huán)冷卻，直流母線(xiàn)電容通過(guò)風(fēng)冷，互不干涉；沒(méi)有采用任何電纜電線(xiàn)連接，增加了可靠性；模塊采用框架式結(jié)構(gòu)，牢固可靠，有利于整體風(fēng)道的形成，為母線(xiàn)電容的冷卻提供條件。

圖I是本實(shí)用新型的框架式水冷變流器功率單元模塊的外觀示意圖；圖2是本實(shí)用新型的左視圖；圖3是本實(shí)用新型的拆除正直流母排和負(fù)直流母排后的左視圖；圖4是本實(shí)用新型的正直流母排的示意圖；圖5是本實(shí)用新型的負(fù)直流母排的示意圖； 圖6是本實(shí)用新型的正直流母排和負(fù)直流母排組合后的示意圖；圖7是本實(shí)用新型的交流母排示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖I至圖7所示，本實(shí)用新型的框架式水冷變流器功率單元模塊采用模塊式結(jié)構(gòu)，所有器件均安裝在長(zhǎng)方體形的模塊外殼10內(nèi)部，以帶水冷散熱器的IGBT模塊I為界線(xiàn)，功率單元模塊左側(cè)為直流部分器件，右側(cè)為IGBT模塊I、交流部分器件和水冷回路。左側(cè)直流部分包括吸收無(wú)感電容8、正直流母排3、負(fù)直流母排4、高壓絕緣紙9、直流母線(xiàn)電容7。其中正直流母排3和負(fù)直流母排4根據(jù)直流母線(xiàn)電容7的數(shù)量和功率單元模塊尺寸開(kāi)孔，中間墊高壓絕緣紙后壓裝成層疊母排。正直流母排3和負(fù)直流母排4左側(cè)折疊開(kāi)孔，用做幾個(gè)功率單元模塊并聯(lián)時(shí)的連接；正直流母排3和負(fù)直流母排4右邊折疊成90°直角，用于形成風(fēng)道，并在風(fēng)道內(nèi)放置直流母線(xiàn)電容7，直流母線(xiàn)電容7正負(fù)極與正直流母排3、負(fù)直流母排4通過(guò)螺栓連接；正直流母排3和負(fù)直流母排4右側(cè)上下各有4個(gè)連接頭11，用于和帶水冷散熱器的IGBT模塊I通過(guò)螺栓連接，在連接頭11處同時(shí)并聯(lián)吸收無(wú)感電容8。右側(cè)帶水冷散熱器的IGBT模塊I與模塊外殼10通過(guò)螺栓連接，IGBT模塊I的水冷散熱器(未圖示)通過(guò)水冷管6與外部連接進(jìn)行水循環(huán)；IGBT模塊I用軟連接銅排5與交流母排2進(jìn)行連接；交流母排2左側(cè)折疊開(kāi)孔，便于和外部銅排(未圖示)連接；交流母排2與模塊外殼10之間放置高壓絕緣紙以及環(huán)氧樹(shù)脂板隔離后安裝固定。以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型其中的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.框架式水冷變流器功率單元模塊，其包括長(zhǎng)方體形的模塊外殼，其特征在于所述模塊外殼(10)內(nèi)左側(cè)設(shè)置有正直流母排(3)、與所述正直流母排(3)平行的負(fù)直流母排(4)，所述正直流母排(3)和負(fù)直流母排(4)組成的層疊母排與所述模塊外殼(10)之間設(shè)置有若干個(gè)直流母線(xiàn)電容(7)，所述模塊外殼(10)內(nèi)右側(cè)設(shè)置有帶水冷散熱器的IGBT模塊(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的框架式水冷變流器功率單元模塊，其特征在于所述正直流母排(3)、負(fù)直流母排(4)層疊布置，中間用高壓絕緣紙(9)進(jìn)行電氣隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的框架式水冷變流器功率單元模塊，其特征在于所述正直流母排(3)、負(fù)直流母排(4)上多排并列設(shè)置有若干個(gè)圓形貫穿的電容安裝孔，所述直流母線(xiàn)電容(7)穿過(guò)所述電容安裝孔與所述正直流母排(3)、負(fù)直流母排(4)通過(guò)螺栓進(jìn)行電氣連接，所述直流母線(xiàn)電容(7)的一端固定在所述模塊外殼(10)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的框架式水冷變流器功率單元模塊，其特征在于所述正直流母排(3)和負(fù)直流母排(4)組成的層疊母排與所述模塊外殼(10)平行布置，形成所述直流母線(xiàn)電容(7)的散熱風(fēng)道。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的框架式水冷變流器功率單元模塊，其特征在于所述正直流母排(3)和負(fù)直流母排(4)側(cè)面各有多個(gè)連接頭(11)與所述IGBT模塊(I)連接，所述正直流母排(3 )、負(fù)直流母排(4 )與所述連接頭(11)構(gòu)成一個(gè)整體母排。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的框架式水冷變流器功率單元模塊，其特征在于每個(gè)所述連接頭(11)上設(shè)置有吸收無(wú)感電容(8)，所有所述吸收無(wú)感電容(8)相互并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的框架式水冷變流器功率單元模塊，其特征在于其還包括兩塊層疊布置的交流母排(2)，所述交流母排(2)與所述IGBT模塊(I)用軟連接銅排(5)連接，所述交流母排(2)與所述模塊外殼(10)之間采用環(huán)氧板固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的框架式水冷變流器功率單元模塊，其特征在于所述正直流母排(3)和負(fù)直流母排(4)采用后出線(xiàn)方式，所述交流母排(2)采用后出線(xiàn)方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的框架式水冷變流器功率單元模塊，其特征在于所述IGBT模塊(I)的水循環(huán)通過(guò)水冷管(6)引至所述模塊外殼(10)外部。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種框架式水冷變流器功率單元模塊，其包括長(zhǎng)方體形的模塊外殼，所述模塊外殼內(nèi)左側(cè)設(shè)置有正直流母排、與所述正直流母排平行的負(fù)直流母排，所述正直流母排和負(fù)直流母排組成的所述層疊母排與所述模塊外殼平行布置，形成所述直流母線(xiàn)電容的散熱風(fēng)道；所述模塊外殼內(nèi)右側(cè)設(shè)置有帶水冷散熱器的IGBT模塊。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)解決了功率單元模塊器件內(nèi)部由于器件多而略顯雜亂的情況；功率器件通過(guò)水循環(huán)冷卻，直流母線(xiàn)電容通過(guò)風(fēng)冷，互不干涉；沒(méi)有采用任何電纜電線(xiàn)連接，增加了可靠性；模塊采用框架式結(jié)構(gòu)，牢固可靠，有利于整體風(fēng)道的形成，為母線(xiàn)電容的冷卻提供條件。
文檔編號(hào)H05K7/20GK202435250SQ20122003559
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者孫祖勇, 瞿興鴻, 蔡軍, 邵宜祥 申請(qǐng)人:國(guó)電南瑞科技股份有限公司