一種鏡像組合式變頻功率模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鏡像組合式變頻功率模塊，涉及電力電子【技術領域】。本實用新型實施例提供的鏡像組合式變頻功率模塊，包括：整流模塊，逆變模塊A和逆變模塊B；所述逆變模塊A與逆變模塊B分別設置于所述整流模塊兩側；通過銅排將所述整流模塊與所述逆變模塊A、所述逆變模塊B連接固定；所述逆變模塊A和逆變模塊B內部器件采用鏡像對稱排布。采用本實用新型不但可以降低變頻功率模塊硬件成本，現(xiàn)場整機裝配難度以及現(xiàn)場運行維護成本的同時，還能夠提高變頻功率模塊的使用壽命。
【專利說明】一種鏡像組合式變頻功率模塊
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電力電子【技術領域】，尤其涉及一種鏡像組合式變頻功率模塊。
【背景技術】
[0002] 隨著裝置、拖動電機容量不斷提高，與之配套的節(jié)能高壓變頻器容量也越來越大。 變頻模塊作為高壓變頻器主功率核心部分，其功能、結構、可靠性、安全性等直接影響整個 高壓變頻器質量。
[0003] 在現(xiàn)有設計中，大功率變頻模塊，采用1700V耐壓，等效電流約大于2倍模塊額定 電流的大功率單模塊，傳統(tǒng)的變頻模塊，為了方便生產(chǎn)管理，通常采取一體化設計模式。由 于功率模塊熱量集中，600A以內模塊散熱采用強迫風冷，600A以上必須采用水冷才能滿足 系統(tǒng)散熱。然而，一體化設計的不足也顯而易見，例如：單個變頻模塊的體積大，零件多，增 加了裝配難度，且裝配時不易操作；單個變頻模塊重量在180公斤，安裝時需要借助機械的 力量，現(xiàn)場運行工程維護不方便，增加了運行維護成本等；單個變頻模塊的功率器件發(fā)熱集 中，一體化結構風阻大，系統(tǒng)散熱要求高，整機風速要求7?8米；單個變頻模塊器件均封在 模塊模塊內部，如果發(fā)生器件損壞，需要將模塊全部打開更換器件，耗時費力，現(xiàn)場不易更 換。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的實施例提供一種鏡像組合式變頻功率模塊，在降低變頻功率模塊硬 件成本，現(xiàn)場整機裝配難度以及現(xiàn)場運行維護成本的同時，還能夠提高變頻功率模塊的使 用壽命。為達到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術方案：
[0005] -種鏡像組合式變頻功率模塊，包括：整流模塊，逆變橋模塊A和逆變模塊B ;所述 逆變模塊A與逆變模塊B分別設置于所述整流橋模塊兩側；通過銅排將所述整流橋模塊與 所述逆變模塊A、所述逆變模塊B連接固定；所述逆變模塊A和逆變模塊B內部器件采用鏡 像對稱排布。
[0006] 需要說明的是，所述逆變模塊A包括：至少兩支IGBT管，正負母線，及多只電容； 所述至少兩支IGBT管并聯(lián)排布于靠近所述整流橋模塊側；正負母線相互平行，且設置于所 述IGBT管與所述電容之間；所述電容設置于進風口側；
[0007] 所述逆變模塊B包括：至少兩支IGBT管，正負母線，及多只電容；所述至少兩支 IGBT管并聯(lián)排布于靠近所述整流橋模塊側；正負母線相互平行，且設置于所述IGBT管與所 述電容之間；所述電容設置于進風口側。
[0008] 還需要說明的是，所述整流模塊，包括：散熱器，至少兩個整流橋，交流輸入銅排， 擋風板，及多只電容；
[0009] 所述至少兩個整流橋設置于散熱器的上方，所述散熱器后端設有所述擋風板，所 述交流輸入銅排通過擋風板與所述整流橋連接；所述電容設置于進風口處。
[0010] 還需要說明的是，所述整流橋模塊與所述逆變模塊A和逆變模塊B的外部殼體采 用半開放模式，所述電容、IGBT管、整流橋都設置于可打開殼體側。
[0011] 本實用新型實施例提供的一種鏡像組合式變頻功率模塊。本實用新型通過所述 逆變模塊A與逆變模塊B分別設置于所述整流橋模塊兩側；通過銅排將所述整流橋模塊與 所述逆變模塊A、所述逆變模塊B連接固定；所述逆變模塊A和逆變模塊B內部器件采用鏡 像對稱排布。由于本實用新型采用了多只IGBT管并聯(lián)實現(xiàn)單只大功率IGBT管，從而使得 本實用新型可以降低變頻功率模塊硬件成本；由于本實用新型采用了鏡像組合式的模塊實 現(xiàn)了單個變頻模塊功能，從而使得采用本實用新型的變頻功率模塊的現(xiàn)場整機裝配難度下 降，且現(xiàn)場運行維護成本也同時降低；用于本實用新型采用了模塊殼體采取半開放模式，散 熱器取電容前置結構形式，使得冷風先通過電解電容后再到散熱器，在滿足主功率器件良 好散熱的情況下，大大的提1? 了電解電容的使用壽命，從而提1? 了變頻功率1?塊的使用壽 命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型實施例提供的一種鏡像組合式變頻功率模塊示意圖；
[0013] 圖2為本實用新型實施例提供的一種鏡像組合式變頻功率模塊中逆變模塊A結構 示意圖；
[0014] 圖3為本實用新型實施例提供的一種鏡像組合式變頻功率模塊中逆變模塊B結構 示意圖；
[0015] 圖4為本實用新型實施例提供的一種鏡像組合式變頻功率模塊中整流橋模塊結 構示意圖；
[0016] 附圖標號說明：
[0017] 1.逆變模塊A 2.整流模塊 3.逆變模塊B 16.銅排
[0018] 4.電容 5.正母線 6.負母線 7.頂板
[0019] 8.底板 9.散熱器安裝支架 10.輸出銅排 11.擋風板
[0020] 12.電容安裝環(huán)和安裝架 14.散熱器 13.吸收電容 15. IGBT
[0021] 4'電容 5'正母線 6'負母線 7'頂板
[0022] 8'底板 9'散熱器安裝支架 10'輸出銅排 11'擋風板
[0023] C電容安裝環(huán)和安裝架 If散熱器 舊IGBT 13'吸收電容
[0024] 1 "散熱器 2 "整流橋 3 "電容 4 "電容安裝環(huán)和安裝架
[0025] 5 "散熱器安裝支架 6 "交流輸入銅排 7 "擋風板 8 "頂板
[0026] 9 "底板 10 "正負母線連排。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖對本實用新型實施例提供的一種鏡像組合式變頻功率模塊示意圖 進行詳細描述。
[0028] 如圖1所示，分別為本實用新型實施例提供的一種鏡像組合式變頻功率模塊示意 圖；
[0029] 本實用新型提供的一種鏡像組合式變頻功率模塊包括：整流橋模塊2,逆變橋模 塊A和逆變模塊B ;所述逆變模塊A與逆變模塊B分別設置于所述整流橋模塊2兩側；通過 銅排16將所述整流橋模塊與所述逆變模塊A、所述逆變模塊B連接固定；所述逆變模塊A和 逆變模塊B內部器件采用鏡像對稱排布。
[0030] 需要說明的是，由于本實用新型變頻功率模塊采用了分體機構模式，各個單體模 塊相互獨立，從而使得現(xiàn)場整機系統(tǒng)裝配時，模塊可分別柜內就位后，再利用銅排16將其 連接固定。模塊安裝不需要借助機械的力量，為現(xiàn)場安裝調試帶來方便。
[0031] 基于以上實施例，以下設IGBT管采用常規(guī)1700V耐壓，額定電流600A ;電容采用 450V耐壓電解電容；本實用新型的具體實現(xiàn)如下：
[0032] 如圖2所示，為本實用新型所述逆變模塊A結構示意圖；所述逆變模塊A包括：至 少兩支IGBT管15,正負母線5,至少兩個電容4 ;所述至少兩支IGBT管15并聯(lián)排布于靠近 所述整流橋模塊側；正負母5線相互平行，且設置于所述IGBT管15與所述電容4之間；所 述電容4設置于進風口側；
[0033] 如圖3所示，為本實用新型所述逆變模塊B結構示意圖；所述逆變模塊B包括：至 少兩支IGBT管15'，正負母線Y，電容f ;至少兩支IGBT管15'，正負母線Y，至少兩 個電容4';所述至少兩支IGBT管15'并聯(lián)排布于靠近所述整流橋模塊側；正負母線5' 相互平行，且設置于所述IGBT管15'與所述電容4'之間；所述電容設置于進風口側。 [0034] 需要說明的是，所述逆變模塊內部各個器件在散熱器上并聯(lián)間隔碼放，減短有效 風道長度，避免散熱器熱量疊加影響散熱。為了強化并聯(lián)IGBT動作一致性，優(yōu)化IGBT并聯(lián) 均流效果，逆變模塊輸出銅排1(V與并聯(lián)IGBT呈對稱結構。
[0035] 如圖4所示，為本實用新型所述整流橋模塊結構示意圖；所述整流橋模塊包括：散 熱器4 "，至少兩個整流橋2 "，交流輸入銅排6 "，擋風板7 "，至少兩個電容3 ";
[0036] 所述至少兩個整流橋2 "設置于散熱器4 "的上方，所述散熱器4 "后端設有所 述擋風板7 "，所述交流輸入銅排6 "通過擋風板7 "與所述整流橋2 "連接；所述電容 3 "設置于進風口處。
[0037] 需要說明的是，本實用新型變頻模塊為交-直-交電壓型變頻模塊，直流濾波環(huán)節(jié) 采用450V耐壓電解電容濾除直流量中的脈動成分。模塊逆變環(huán)節(jié)采用常規(guī)1700V耐壓，額 定電流600A IGBT模塊多支并聯(lián)實現(xiàn)模塊kA級功率輸出，從而大大降低變頻模塊硬件成 本。
[0038]以上所述整流橋模塊與所述逆變模塊A和逆變模塊B的外部殼體采用半開放模 式，所述電容、IGBT管、整流橋都設置于可打開殼體側。由于以上所述各個模塊的殼體采取 半開放模式，從而使得散熱器取電容前置結構形式，使得冷風先通過電解電容后再到散熱 器，在滿足主功率器件良好散熱的情況下，大大的提高了電解電容的使用壽命。
[0039] 需要說明的是，以上所述逆變模塊與整流橋模塊的設計共同點為：電容支架上裝 有電解電容，將所述帶有電解電容的電容支架安裝于散熱器的前端（進風口端）。此處所述 的電容設置形式稱為電容前置結構形式。
[0040] 為了加強變頻模塊散熱，采取電容前置的結構形式，使得冷風先通過電解電容后 再到散熱器，在滿足主功率器件良好散熱的情況下，大大的提高了電解電容的使用壽命。模 塊滿載1200A，需要風速4. 5?5,溫升38?42。
[0041] 為了降低IGBT尖鋒電壓，結構上采用正負母線平行設計，中間采用EM6絕緣材料 進行電氣隔離，滿足電氣絕緣要求。
[0042] 本發(fā)明變頻模塊采用模塊化分體設計，模塊按功能分成兩類單體模塊，分別是整 流模塊和逆變模塊。單體模塊可批次生產(chǎn)、調試、老化，根據(jù)現(xiàn)場實際負載功率組合，1個整 流橋模塊+1個逆變模塊組可構成600A變頻模塊，1個整流橋模塊+2個逆變模塊組可構成 1200A變頻模塊。
[0043] 本實用新型實施例提供的一種鏡像組合式變頻功率模塊。本實用新型通過所述 逆變模塊A與逆變模塊B分別設置于所述整流橋模塊兩側；通過銅排將所述整流橋模塊與 所述逆變模塊A、所述逆變模塊B連接固定；所述逆變模塊A和逆變模塊B內部器件采用鏡 像對稱排布。由于本實用新型采用了多只IGBT管并聯(lián)實現(xiàn)單只大功率IGBT管，從而使得 本實用新型可以降低變頻功率模塊硬件成本；由于本實用新型采用了鏡像組合式的模塊實 現(xiàn)了單個變頻模塊功能，從而使得采用本實用新型的變頻功率模塊的現(xiàn)場整機裝配難度下 降，且現(xiàn)場運行維護成本也同時降低；用于本實用新型采用了模塊殼體采取半開放模式，散 熱器取電容前置結構形式，使得冷風先通過電解電容后再到散熱器，在滿足主功率器件良 好散熱的情況下，大大的提1? 了電解電容的使用壽命，從而提1? 了變頻功率1?塊的使用壽 命。
[0044] 以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限 于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化 或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權 利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1. 一種鏡像組合式變頻功率模塊，其特征在于，包括：整流模塊，逆變模塊A和逆變模 塊B ;所述逆變模塊A與逆變模塊B分別設置于所述整流模塊兩側；通過銅排將所述整流橋 模塊與所述逆變模塊A、所述逆變模塊B連接固定；所述逆變模塊A和逆變模塊B內部器件 采用鏡像對稱排布。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鏡像組合式變頻功率模塊，其特征在于，所述逆變模塊A包 括：至少兩支IGBT管，正負母線，及多只電容；所述至少兩支IGBT管并聯(lián)排布于靠近所述 整流橋模塊側；正負母線相互平行，且設置于所述IGBT管與所述電容之間；所述電容設置 于進風口側； 所述逆變模塊B包括：至少兩支IGBT管，正負母線，及多只電容；所述至少兩支IGBT管 并聯(lián)排布于靠近所述整流橋模塊側；正負母線相互平行，且設置于所述IGBT管與所述電容 之間；所述電容設置于進風口側。
3. 根據(jù)權利要求2所述的鏡像組合式變頻功率模塊，其特征在于，所述整流橋模塊，包 括：散熱器，至少兩個整流橋，交流輸入銅排，擋風板，及多只電容； 所述至少兩個整流橋設置于散熱器的上方，所述散熱器后端設有所述擋風板，所述交 流輸入銅排通過擋風板與所述整流橋連接；所述電容設置于進風口處。
4. 根據(jù)權利要求2或3所述的鏡像組合式變頻功率模塊，其特征在于，所述整流橋模塊 與所述逆變模塊A和逆變模塊B的外部殼體采用半開放模式，所述電容、IGBT管、整流橋都 設置于可打開殼體側。
【文檔編號】H02M1/00GK203911726SQ201420322980
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權日:2014年6月17日
【發(fā)明者】謝鵬, 王義增, 顧英, 彭麗巧, 張大為 申請人:北京動力源科技股份有限公司