專利名稱:一種變流器模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種變流器模塊，其包括：具有第一安裝孔和第一定位孔的散熱組件；設(shè)置在所述散熱組件的上表面的功率半導(dǎo)體組件；具有兩個(gè)輸出端且設(shè)置在所述功率半導(dǎo)體組件的上表面并與所述功率半導(dǎo)體組件電連接的交流母排組件；設(shè)置在所述交流母排組件的上表面且與所述功率半導(dǎo)體組件電連接的低感母排組件；具有輸入端并設(shè)置在所述低感母排組件的上表面且與所述低感母排組件電連接的儲(chǔ)能組件。所述變流器模塊具有集成度高以及節(jié)約安裝空間的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種變流器模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種變流器模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]變流器模塊作為牽引變流器的核心關(guān)鍵部件，正在向模塊化以及系列化方向發(fā)展。隨著交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，變流器模塊的應(yīng)用也日益廣泛。
[0003]目前的變流器模塊包括安裝在抽屜式結(jié)構(gòu)中的變流單元、直流支撐電容單元以及門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路等。但組成該變流器模塊的各部件之間的安裝距離較大，由此，需要較大的安裝面積和安裝空間。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的變流器模塊中的各部件之間的分散度較大，使得現(xiàn)有技術(shù)中的變流器模塊存在占用空間大的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，根據(jù)本實(shí)用新型提出了一種變流器模塊，其包括:具有第一安裝孔和第一定位孔的散熱組件；設(shè)置在所述散熱組件的上表面的功率半導(dǎo)體組件；具有兩個(gè)輸出端且設(shè)置在所述功率半導(dǎo)體組件的上表面并與所述功率半導(dǎo)體組件電連接的交流母排組件；設(shè)置在所述交流母排組件的上表面且與所述功率半導(dǎo)體組件電連接的低感母排組件；具有輸入端并設(shè)置在所述低感母排組件的上表面且與所述低感母排組件電連接的儲(chǔ)能組件。該交流母排組件具有兩個(gè)輸出端，分設(shè)在該功率半導(dǎo)體組件的兩端的上端面。該兩個(gè)輸出端分別用來(lái)同時(shí)連接不同的機(jī)車電機(jī)，這樣，就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)變流器模塊牽引兩個(gè)機(jī)車電機(jī)，避免了原有的一個(gè)變流器模塊只能牽引一個(gè)機(jī)車電機(jī)的弊端，大大地節(jié)省了安裝空間，提高了安裝的空間利用率。
[0006]較佳的，所述功率半導(dǎo)體組件包括多個(gè)功率半導(dǎo)體器件，多個(gè)所述功率半導(dǎo)體器件等間距設(shè)置在所述散熱組件的上表面。該功率半導(dǎo)體組件等間距設(shè)置在散熱組件的上表面，使得該散熱組件具有更多的散熱空間，便于該散熱組件進(jìn)行散熱。
[0007]較佳的，所述低感母排組件包括第一電連接部和與所述第一電連接部相垂直的第二電連接部。
[0008]較佳的，所述第一電連接部上設(shè)置有第二安裝孔，所述第二電連接部的底端面與所述交流母排組件的上表面相貼合。
[0009]較佳的，所述第二電連接部與所述交流母排組件之間為螺栓連接。該第一電連接部上并排設(shè)置有第二安裝孔，第二連接部的底端面與交流母排組件的上表面相貼合，使得該第二連接部上的安裝孔與功率半導(dǎo)體組件上的安裝孔相配合后，再通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，從而使得該第二連接部牢固地固定在交流母排組件的上表面。由于該固定方式用螺栓連接，因此，便于該低感母排組件與交流母排組件之間的安裝及拆卸。該低感母排組件與功率半導(dǎo)體組件之間為電連接。
[0010]較佳的，所述儲(chǔ)能組件的所述輸入端并排設(shè)置有電連接柱，所述電連接柱與所述第一電連接部為可拆卸式連接。該電連接柱的設(shè)置便于將該第一電連接部與儲(chǔ)能組件進(jìn)行固定，并且實(shí)現(xiàn)電連接。又由于電連接柱與儲(chǔ)能組件之間為可拆卸式連接，因而方便安裝及拆卸。
[0011]較佳的，所述變流器模塊還包括等距設(shè)置在所述儲(chǔ)能組件的兩側(cè)的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路，各所述門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路分別驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的所述功率半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通及關(guān)斷。
[0012]較佳的，兩個(gè)所述輸出端并排分設(shè)在所述功率半導(dǎo)體組件的兩端的上端面。
[0013]較佳的，所述散熱組件的兩端的上表面并排分設(shè)有與各所述輸出端對(duì)應(yīng)連通的支撐架。這樣，使得該輸出端與其它部件之間的連接處位于該支撐架的內(nèi)部，從而，該支撐架的設(shè)置，起到了支撐輸出端與其它部件之間的連接部位的作用以及避免其它部件對(duì)該輸出端造成破壞。
[0014]所述變流器模塊具有散熱效率高、集成度高以及節(jié)約安裝空間的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述。在圖中:
[0016]圖1為本實(shí)用新型變流器模塊的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型變流器模塊中的混合半導(dǎo)體功率器件的布局結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型變流器模塊的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型變流器模塊的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例描繪。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖3，其分別為本實(shí)用新型變流器模塊的整體結(jié)構(gòu)示意圖、本實(shí)用新型變流器模塊中的混合半導(dǎo)體功率器件的布局結(jié)構(gòu)示意圖和本實(shí)用新型變流器模塊的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該變流器模塊包括散熱組件1、功率半導(dǎo)體組件2、交流母排組件3、低感母排組件4以及儲(chǔ)能組件5。
[0023]該散熱組件I位于該變流器模塊的最底部，構(gòu)成該變流器模塊的底座，為變流器模塊中的其它部件之間的搭接起到支撐作用。該散熱組件I上設(shè)有多個(gè)第一安裝孔和多個(gè)第一定位孔。在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該散熱組件I為鋁型材散熱器，在該鋁型材散熱器上安裝有溫度繼電器。
[0024]當(dāng)該鋁型材散熱器檢測(cè)到該變流器模塊中的各部件溫度超過(guò)特定溫度值(溫度安全極限值)時(shí)，該溫度繼電器會(huì)產(chǎn)生斷開(kāi)動(dòng)作，使得該變流器模塊進(jìn)行低功率運(yùn)行或者停止運(yùn)行，以便降低該變流器模塊中的各部件的溫度。當(dāng)各部件溫度恢復(fù)到正常溫度值時(shí)，該溫度繼電器重新接通，從而恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。這樣，大大地降低了各部件的破損程度，降低了因溫度過(guò)高而發(fā)生燒損的風(fēng)險(xiǎn)性，延長(zhǎng)了各部件的使用壽命。
[0025]在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該鋁型材散熱器采用強(qiáng)迫風(fēng)冷的散熱方式，散熱效果強(qiáng)于走行風(fēng)冷散熱，同時(shí)，該強(qiáng)迫風(fēng)冷的散熱系統(tǒng)相較于水冷散熱系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單、環(huán)保，另外，由于強(qiáng)迫風(fēng)冷的制作工藝難度低，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。
[0026]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在該散熱組件I的兩端的上表面并排分設(shè)有與交流母排組件3的輸出端對(duì)應(yīng)連通的支撐架6，使得該輸出端與其它部件之間的連接部位位于該支撐架6的內(nèi)部。從而，該支撐架6的設(shè)置，起到了支撐輸出端與其它部件之間的連接部位的作用，同時(shí)，也起到了避免其它部件對(duì)該輸出端造成破壞的作用，增強(qiáng)了輸出端與其它部件的連接部位的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0027]如圖3所示，功率半導(dǎo)體組件2包括有多個(gè)功率半導(dǎo)體器件21，多個(gè)功率半導(dǎo)體器件21可以等間距設(shè)置在該散熱組件I的上表面。在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該功率半導(dǎo)體組件2包括8個(gè)功率半導(dǎo)體器件21。這些功率半導(dǎo)體器件21分為兩排，每排設(shè)置有四個(gè)功率半導(dǎo)體器件21。這樣的設(shè)置很好地實(shí)現(xiàn)了功率半導(dǎo)體器件21的集成，節(jié)約了安裝空間。各功率半導(dǎo)體器件21的上表面涂有導(dǎo)熱材料，從而有利于將功率半導(dǎo)體組件2在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，以及該功率半導(dǎo)體組件2接收到的其它部件的熱量及時(shí)地傳遞給散熱組件1，進(jìn)而達(dá)到降低該功率半導(dǎo)體組件2的溫度的作用。
[0028]在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該功率半導(dǎo)體組件2所包含的功率半導(dǎo)體器件21等間距設(shè)置在散熱組件I的上表面，使得該散熱組件I具有更多的散熱空間，便于該散熱組件I進(jìn)行散熱。由于本申請(qǐng)中的功率半導(dǎo)體器件21采用硅材料，而其中的二極管采用碳化硅材料，因而，能夠大幅度的降低變流器模塊的功率損耗，大大地提高了功率的利用率。
[0029]在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該交流母排組件3設(shè)置在功率半導(dǎo)體組件2的上表面，并通過(guò)螺栓連接的方式進(jìn)行固定。由于交流母排組件3與功率半導(dǎo)體組件2之間采用螺栓連接的方式進(jìn)行固定，因此，不僅使得定位牢固，并且也便于該交流母排組件3的安裝及拆卸。該交流母排組件3具有兩個(gè)輸出端，分設(shè)在該功率半導(dǎo)體組件2的兩端的上端面。該兩個(gè)輸出端分別用來(lái)同時(shí)連接不同的機(jī)車電機(jī)，這樣，就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)變流器模塊牽引兩個(gè)機(jī)車電機(jī)，避免了原有的一個(gè)變流器模塊只能牽引一個(gè)機(jī)車電機(jī)的弊端，大大地節(jié)省了安裝空間，提高了安裝的空間利用率和工作效率。
[0030]該交流母排組件3與功率半導(dǎo)體組件2之間為電連接，從而，能夠?qū)崿F(xiàn)功率半導(dǎo)體組件2將直流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣餍盘?hào)傳遞給交流母排組件3，從而使得該交流母排組件3能夠?qū)⒃摻涣餍盘?hào)傳遞給機(jī)車電機(jī)，驅(qū)動(dòng)該機(jī)車電機(jī)進(jìn)行工作。
[0031]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，低感母排組件4包括第一電連接部41和第二電連接部42。其中，該第一電連接41與第二電連接42相垂直。該第一電連接部41上并排設(shè)置有第二安裝孔，第二連接部42的底端面與交流母排組件3的上表面相貼合，使得該第二連接部42上的安裝孔與功率半導(dǎo)體組件2上的安裝孔相配合后，再通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，從而使得該第二連接部42牢固地固定在交流母排組件3的上表面。由于該固定方式用螺栓連接，因此，便于該低感母排組件4與交流母排組件3之間的安裝及拆卸。
[0032]在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該低感母排組件4與功率半導(dǎo)體組件2之間為電連接。
[0033]該儲(chǔ)能組件5位于低感母排組件4的上表面，該儲(chǔ)能組件5的整體形狀可根據(jù)具體的需求進(jìn)行調(diào)整。在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該儲(chǔ)能組件5的整體結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體。
[0034]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該儲(chǔ)能組件5的輸入端上并排設(shè)置有電連接柱51，該電連接柱51與第一電連接部41之間為可拆卸式連接。在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該電連接柱51的個(gè)數(shù)可設(shè)置為四個(gè)。通過(guò)將該四個(gè)電連接柱51對(duì)應(yīng)地穿過(guò)第一電連接部41上設(shè)置的第二安裝孔后，再通過(guò)螺母進(jìn)行擰緊，從而實(shí)現(xiàn)該第一電連接部41與儲(chǔ)能組件5之間安裝固定，以便該第一電連接部41與儲(chǔ)能組件5之間實(shí)現(xiàn)較好的電連接。在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該儲(chǔ)能組件5為電力電容器。
[0035]如圖1和圖2所示，在該儲(chǔ)能組件5的上表面安裝有控制盒組件7，該控制盒組件7中安裝有門(mén)極驅(qū)動(dòng)電源71和脈沖分配單元72。在本申請(qǐng)的實(shí)施中，將門(mén)極驅(qū)動(dòng)電源71和脈沖分配單元72安裝在該控制盒組件7中，提高了該變流器模塊的空間利用率，節(jié)省了安裝空間。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該儲(chǔ)能組件5的兩側(cè)設(shè)置有門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8，每一側(cè)等間距設(shè)置有4個(gè)門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8。八個(gè)門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8 一對(duì)一地驅(qū)動(dòng)八個(gè)功率半導(dǎo)體器件21的導(dǎo)通及關(guān)斷。這樣，該門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8等間距的設(shè)置，有利于該門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8的安裝及布線。通過(guò)該儲(chǔ)能組件5將自身獲得的直流電信號(hào)傳遞給低感母排組件4，然后低感母排組件4將直流電信號(hào)傳遞給功率半導(dǎo)體組件2，該功率半導(dǎo)體組件2將該直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)傳遞給交流母排組件3，從而，通過(guò)該交流母排組件3兩端的輸出端將交流電信號(hào)傳遞給對(duì)應(yīng)的牽引的機(jī)車電機(jī)，以便驅(qū)動(dòng)該機(jī)車電機(jī)的工作。
[0036]在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，在該散熱組件I的上表面的四個(gè)拐角位置分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)支撐柱9。其中，每?jī)蓚€(gè)支撐柱9上安裝有一個(gè)拉手10，當(dāng)該拉手10的兩端插入到與其端部相配合的支撐柱9中后，再沿著該拉手10的端部的徑向通過(guò)擰緊螺栓，來(lái)實(shí)現(xiàn)該拉手10的安裝固定。該拉手10的設(shè)置，不僅能夠方便該變流器模塊的搬運(yùn)，同時(shí)，也能夠適當(dāng)?shù)臏p小該操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0037]請(qǐng)參閱圖4，其為本實(shí)用新型變流器模塊的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該變流器模塊還包括驅(qū)動(dòng)盒組件7 (見(jiàn)圖1)，該驅(qū)動(dòng)盒組件7設(shè)置在儲(chǔ)能組件5(見(jiàn)圖1)的上表面。該驅(qū)動(dòng)盒組件7包括門(mén)極驅(qū)動(dòng)電源71(見(jiàn)圖1)和脈沖分配單元72(見(jiàn)圖1)。該門(mén)極驅(qū)動(dòng)電源71用來(lái)給門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8進(jìn)行供電，使得該門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8(見(jiàn)圖2)具有電信號(hào)。該驅(qū)動(dòng)盒組件7的側(cè)壁上設(shè)置有插座100，通過(guò)該插座100的設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)該變流器模塊與外部的電連接，從而能夠獲得電信號(hào)，并傳遞給脈沖分配單元72，使得該脈沖分配單元72具有電信號(hào)。這樣，該脈沖分配單元72接收到電信號(hào)后，開(kāi)始工作。該脈沖分配單元72將自身產(chǎn)生的門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)以光纖傳輸?shù)姆绞絺鬟f給門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8，該門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路8接收到門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，會(huì)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的功率半導(dǎo)體組件2(見(jiàn)圖1)的導(dǎo)通及關(guān)斷。
[0038]在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，該變流器模塊中的散熱組件I (見(jiàn)圖1)的上表面的周向設(shè)置有第一定位孔。在安裝過(guò)程中，將該變流器模塊垂直放入該變流器上，并使得該第一定位孔與該變流器上的安裝孔相配合后，再通過(guò)擰緊螺栓進(jìn)行安裝固定，可以實(shí)現(xiàn)該變流器模塊與變流器之間的抽屜式安裝。
[0039]雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但在不脫離本實(shí)用新型的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個(gè)實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來(lái)。本實(shí)用新型并不局限于文中公開(kāi)的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種變流器模塊，其特征在于，其包括: 具有第一安裝孔和第一定位孔的散熱組件； 設(shè)置在所述散熱組件的上表面的功率半導(dǎo)體組件； 具有兩個(gè)輸出端且設(shè)置在所述功率半導(dǎo)體組件的上表面并與所述功率半導(dǎo)體組件電連接的交流母排組件； 設(shè)置在所述交流母排組件的上表面且與所述功率半導(dǎo)體組件電連接的低感母排組件； 具有輸入端并設(shè)置在所述低感母排組件的上表面且與所述低感母排組件電連接的儲(chǔ)能組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流器模塊，其特征在于，所述功率半導(dǎo)體組件包括多個(gè)功率半導(dǎo)體器件，多個(gè)所述功率半導(dǎo)體器件等間距設(shè)置在所述散熱組件的上表面。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變流器模塊，其特征在于，所述低感母排組件包括第一電連接部和與所述第一電連接部相垂直的第二電連接部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變流器模塊，其特征在于，所述第一電連接部上設(shè)置有第二安裝孔，所述第二電連接部的底端面與所述交流母排組件的上表面相貼合。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變流器模塊，其特征在于，所述第二電連接部與所述交流母排組件之間為螺栓連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變流器模塊，其特征在于，所述儲(chǔ)能組件的所述輸入端并排設(shè)置有電連接柱，所述電連接柱與所述第一電連接部為可拆卸式連接。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變流器模塊，其特征在于，所述變流器模塊還包括等距設(shè)置在所述儲(chǔ)能組件的兩側(cè)的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路，各所述門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路分別驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的所述功率半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通及關(guān)斷。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變流器模塊，其特征在于，兩個(gè)所述輸出端并排分設(shè)在所述功率半導(dǎo)體組件的兩端的上端面。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變流器模塊，其特征在于，所述散熱組件的兩端的上表面并排分設(shè)有與各所述輸出端對(duì)應(yīng)連通的支撐架。
【文檔編號(hào)】H02M1-00GK204290677SQ201420696950
【發(fā)明者】唐威, 馬伯樂(lè), 傅航杰, 忻力, 陳玉其, 楊光, 陳明翊, 歐陽(yáng)柳, 張東輝, 謝舜蒙 [申請(qǐng)人]南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司