船用變頻器的整流電力電子模塊和脈波整流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文涉及石油開采設(shè)備技術(shù)，尤指一種船用變頻器的整流電力電子模塊和脈波整流器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)及系統(tǒng)集成技術(shù)的飛速發(fā)展，船舶綜合電力推進(jìn)技術(shù)備受關(guān)注。綜合電力推進(jìn)有著傳統(tǒng)推進(jìn)方式所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在豪華游輪、工程船甚至軍用船舶中的應(yīng)用越來越多。變頻器是船舶綜合電力推進(jìn)的核心設(shè)備之一。目前，大功率變頻器在工業(yè)場(chǎng)合中應(yīng)用比較廣泛，技術(shù)也日趨成熟，但常規(guī)的大功率變頻器體積大，且不能滿足正面維修及船舶使用環(huán)境等要求。船用變頻器，尤其是特殊的、空間小的船舶用變頻器，在保證可靠性和可維性的前提下，盡可能的減小變頻器的體積和重量，提高變頻器的功率密度。常規(guī)的大功率變頻器在船舶應(yīng)用領(lǐng)域受到很大限制。雖然在國外ABB、Alstom、西門子等大型廠商已研制出船用變頻器的電力電子模塊，但由于供貨周期、成本及技術(shù)限制等原因不能完全滿足船舶應(yīng)用市場(chǎng)需求。因此，開展對(duì)船用大功率變頻器的自主技術(shù)開發(fā)和研制工作很有必要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問題中的至少之一，本文提供了一種船用變頻器的整流電力電子模塊，在保證可靠性和可維修性的前提下，具有體積小、重量輕、立式安裝、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]為了達(dá)到本文目的，本文提供了一種船用變頻器的整流電力電子模塊，包括:背板;支撐電容，位于所述背板的右前側(cè)、并安裝在所述背板上;功率疊層母排，位于所述支撐電容的前側(cè)、并連接所述支撐電容;整流橋，位于所述背板的左前側(cè)、并安裝在所述背板上；底層管理模塊，位于所述背板的左前側(cè)、并安裝在所述背板上;輸入電流傳感器，安裝在所述背板上；輸入電壓傳感器和壓敏電阻板，安裝在所述背板上;散熱器，位于所述背板左前側(cè)的中部、并固定在所述背板上;整流橋，安裝在所述散熱器上;正轉(zhuǎn)接母排和負(fù)轉(zhuǎn)接母排，連接所述功率疊層母排和所述整流橋的輸出端;輸入直流母排，位于所述背板的左前側(cè)、并安裝在所述背板上，且所述輸入直流母排的一端與所述整流橋的輸入端相連接、另一端設(shè)置為對(duì)外輸入電流接口 ；和水冷散熱系統(tǒng)，安裝在所述背板上。
[0005]可選地，所述船用變頻器的整流電力電子模塊還包括:支架，位于所述背板的左前側(cè)、并安裝在所述背板上，所述輸入電流傳感器和所述輸入直流母排固定在所述支架上，所述輸入電流傳感器包括有兩個(gè)，且兩個(gè)所述輸入電流傳感器上下對(duì)稱安裝在所述支架上。
[0006]可選地，所述輸入電流傳感器包括有兩個(gè)，且兩個(gè)所述輸入電流傳感器上下對(duì)稱安裝在所述支架上。
[0007]可選地，所述船用變頻器的整流電力電子模塊還包括:安裝板，位于所述背板的左前側(cè)、并固定在背板的下部，所述底層管理模塊固定在所述安裝板上。
[0008]可選地，所述水冷散熱系統(tǒng)包括:進(jìn)水管和出水管，連接所述散熱器和轉(zhuǎn)接水管；和兩個(gè)所述轉(zhuǎn)接水管，位于所述背板的左前側(cè)、并安裝在所述背板的下部。
[0009]可選地，所述船用變頻器的整流電力電子模塊還包括:支撐板，所述轉(zhuǎn)接水管安裝在所述支撐板上，所述支撐板安裝在所述背板上;和塑料軟管，所述進(jìn)水管和出水管通過所述塑料軟管與所述轉(zhuǎn)接水管相連接。
[0010]本文還提供了一種脈波整流器，包括上述任一實(shí)施例所述的船用變頻器的整流電力電子模塊。
[0011]可選地，所述整流電力電子模塊包括有并聯(lián)設(shè)置的六個(gè)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本文提供的船用變頻器的整流電力電子模塊，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于安裝、方便維修;功率器件采用水冷散熱方式，散熱效果好;功率密度高;在變頻器上運(yùn)行，性能穩(wěn)定，安全可靠。
[0013]本文的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本文而了解。本文的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】

[0014]附圖用來提供對(duì)本文技術(shù)方案的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本申請(qǐng)的實(shí)施例一起用于解釋本文的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對(duì)本文技術(shù)方案的限制。
[0015]圖1為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例所述的船用變頻器的整流電力電子模塊的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1所示船用變頻器的整流電力電子模塊的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖1所示船用變頻器的整流電力電子模塊的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為船用變頻器的整流電力電子模塊的電氣原理圖。
[0019]其中，圖1至圖3中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
[0020]I 一整流橋;2—散熱器;3—支撐電容;4 一功率疊層母排;5—正轉(zhuǎn)接母排;6—負(fù)轉(zhuǎn)接母排;7—壓敏電阻板;8—電壓傳感器;9一輸入直流母排；1—底層管理模塊；11 一安裝板；12—輸入電流傳感器；13—支架；14一轉(zhuǎn)接水管；15—支撐板；16—背板；17—進(jìn)水管和出水管。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本文的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本文的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0022]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本文，但是，本文還可以采用其他不同于在此描述的方式來實(shí)施，因此，本文的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0023]下面結(jié)合附圖描述本文一些實(shí)施例的船用變頻器的整流電力電子模塊和脈波整流器。
[0024]本文提供的船用變頻器的整流電力電子模塊，如圖1至圖3所示，包括:背板16;支撐電容3，位于背板16的右前側(cè)、并安裝在背板16上；功率疊層母排4，位于支撐電容3的前偵叭并連接支撐電容3;整流橋I，位于背板16的左前側(cè)、并安裝在背板16上；底層管理模塊10，位于背板16的左前側(cè)、并安裝在背板16上;輸入電流傳感器12，安裝在背板16上;輸入電壓傳感器8和壓敏電阻板7，安裝在背板16上;散熱器2，位于背板16左前側(cè)的中部、并固定在背板16上;整流橋I，安裝在散熱器2上;正轉(zhuǎn)接母排5和負(fù)轉(zhuǎn)接母排6，連接功率疊層母排4和整流橋I的輸出端;輸入直流母排9，位于背板16的左前側(cè)、并安裝在背板16上，且輸入直流母排9的一端與整流橋I的輸入端相連接、另一端設(shè)置為對(duì)外輸入電流接口；和水冷散熱系統(tǒng)，安裝在背板16上。
[0025]本文提供的船用變頻器的整流電力電子模塊，在保證可靠性和可維修性的前提下，具有體積小、重量輕、立式安裝、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0026]可選地，船用變頻器的整流電力電子模塊還包括:支架13，位于背板16的左前側(cè)、并安裝在背板16上，輸入電流傳感器12和輸入直流母排9固定在支架13上，輸入電流傳感器12包括有兩個(gè)，且兩個(gè)輸入電流傳感器12上下對(duì)稱安裝在支架13上。
[0027]可選地，輸入電流傳感器12包括有兩個(gè)，且兩個(gè)輸入電流傳感器12上下對(duì)稱安裝在支架13上。
[0028]可選地，船用變頻器的整流電力電子模塊還包括:安裝板11，位于背板16的左前側(cè)、并固定在背板16的下部，底層管理模塊10固定在安裝板11上。
[0029]可選地，水冷散熱系統(tǒng)包括:進(jìn)水管和出水管17，連接散熱器2和轉(zhuǎn)接水管14；和兩個(gè)轉(zhuǎn)接水管14，位于背板16的左前側(cè)、并安裝在背板16的下部。
[0030]可選地，船用變頻器的整流電力電子模塊還包括:支撐板15，轉(zhuǎn)接水管14安裝在支撐板15上，支撐板15安裝在背板16上;和塑料軟管，進(jìn)水管和出水管17通過塑料軟管與轉(zhuǎn)接水管14相連接。
[0031]本文提供的船用變頻器的整流電力電子模塊，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于安裝、方便維修;功率器件采用水冷散熱方式，散熱效果好；功率密度高；在變頻器上運(yùn)行，性能穩(wěn)定，安全可靠。
[0032]本文提供的脈波整流器，包括上述任一實(shí)施例所述的船用變頻器的整流電力電子模塊。
[0033]本文提供的脈波整流器具有上述任一實(shí)施例提供的船用變頻器的整流電力電子模塊的全部優(yōu)點(diǎn)，在此不再贅述。
[0034]可選地，所述整流電力電子模塊包括有并聯(lián)設(shè)置的六個(gè)。
[0035]具體實(shí)施例如下:船用變頻器的整流電力電子模塊，包括一組整流橋I固定在背板16上;一組安裝在背板16上的支撐電容3;功率疊層母排4與支撐電容3相連;底層管理模塊10固定于安裝板11上用于處理監(jiān)控信息；輸入電流傳感器12安裝在支架13上;輸入電壓傳感器8以及壓敏電阻板7安裝在背板16上;一組水冷散熱系統(tǒng)。所述散熱器2固定在背板16的左中部;一組整流橋I均勻分布固定在散熱器2上，背板16右側(cè)固定一組支撐電容3通過螺母連接;支撐電容3另一端通過螺釘連接功率疊層母排4;正轉(zhuǎn)接母排5、負(fù)轉(zhuǎn)接母排6的兩端分別與功率疊層母排4和整流橋I的輸出端通過螺釘相連;支架13安裝在背板16左側(cè);兩個(gè)輸入電流傳感器12上下對(duì)稱地布置在支架13上；一組(兩個(gè))輸入直流母排9通過絕緣子固定在支架13上;輸入直流母排9 一端與整流橋I的輸入端通過螺釘連接、另一端為對(duì)外輸入電流接口，其中上下兩根輸入直流母排9分別穿過兩個(gè)輸入電流傳感器12;壓敏電阻板7與電壓傳感器8通過六角隔離柱固定在背板16上方;安裝板11通過螺釘連接在背板16下方;底層管理模塊10固定于安裝板11上。所述水冷散熱系統(tǒng)包括進(jìn)水管和出水管17，安裝在散熱器2的進(jìn)、出水口；兩個(gè)轉(zhuǎn)接水管14，通過支撐板15安裝在背板16的左下部;進(jìn)水管和出水管17的一端與轉(zhuǎn)接水管14的一端通過塑料軟管連接起來。
[0036]由六個(gè)該整流電力電子模塊并聯(lián)可組成一種12脈波整流器，可用于大功率船舶電力推進(jìn)變頻器中。
[0037]結(jié)合附圖1至圖3對(duì)安裝方式及電路進(jìn)一步說明如下:
[0038]所述的船用變頻器的整流電力電子模塊，整體為立式安裝，通過滑動(dòng)方式進(jìn)入柜內(nèi)，模塊與柜體之間通過螺栓緊固保證正面維修。底層管理模塊具有電流、電壓、溫度等信息采集和處理功能，能同時(shí)兼顧模塊及柜內(nèi)信息。
[0039]進(jìn)一步說明本實(shí)用新型實(shí)施例效果和技術(shù)參數(shù)如下:
[0040]本文的船用變頻器的整流電力電子模塊的功率密度為:單個(gè)電力電子模塊的輸出功率為650kW，其體積為715*430*235mm3，單個(gè)電力電子模塊的功率密度為:650kW/0.715*
0.43*0.235m3 = 9Mff/m3。
[0041]本文所涉及的一種船用變頻器的整流電力電子模塊，經(jīng)過振動(dòng)、沖擊試驗(yàn)考核，滿足國軍標(biāo)及中國船級(jí)社所規(guī)定的型式試驗(yàn)要求，穩(wěn)定可靠。
[0042]本實(shí)用新型實(shí)施例所涉及的一種船用變頻器的整流電力電子模塊通過多個(gè)模塊的并聯(lián)組合，可以滿足不同功率等級(jí)船用變頻器的要求。
[0043]圖4為該整流電力電子模塊的電氣原理圖。
[0044]綜上所述，本文提供的船用變頻器的整流電力電子模塊，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于安裝、方便維修;功率器件采用水冷散熱方式，散熱效果好;功率密度高；在變頻器上運(yùn)行，性能穩(wěn)定，安全可靠。
[0045]在本文的描述中，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等均應(yīng)做廣義理解，例如，“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本文中的具體含義。
[0046]在本說明書的描述中，術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“具體實(shí)施例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)包含于本文的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或?qū)嵗?。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0047]雖然本文所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本文而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本文。任何本文所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本文所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式及細(xì)節(jié)上進(jìn)行任何的修改與變化，但本文的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船用變頻器的整流電力電子模塊，其特征在于，包括: 背板(16); 支撐電容(3)，位于所述背板(16)的右前側(cè)、并安裝在所述背板(16)上； 功率疊層母排(4)，位于所述支撐電容(3)的前側(cè)、并連接所述支撐電容(3); 整流橋(I)，位于所述背板(16)的左前側(cè)、并安裝在所述背板(16)上； 底層管理模塊(10)，位于所述背板(16)的左前側(cè)、并安裝在所述背板(16)上； 輸入電流傳感器(12)，安裝在所述背板(16)上； 輸入電壓傳感器(8)和壓敏電阻板(7)，安裝在所述背板(16)上； 散熱器(2)，位于所述背板(16)左前側(cè)的中部、并固定在所述背板(16)上； 整流橋(I)，安裝在所述散熱器(2)上； 正轉(zhuǎn)接母排(5)和負(fù)轉(zhuǎn)接母排(6)，連接所述功率疊層母排(4)和所述整流橋(I)的輸出端； 輸入直流母排(9)，位于所述背板(16)的左前側(cè)、并安裝在所述背板(16)上，且所述輸入直流母排(9)的一端與所述整流橋(I)的輸入端相連接、另一端設(shè)置為對(duì)外輸入電流接口；和 水冷散熱系統(tǒng)，安裝在所述背板(16)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用變頻器的整流電力電子模塊，其特征在于，還包括: 支架(13)，位于所述背板(16)的左前側(cè)、并安裝在所述背板(16)上，所述輸入電流傳感器(I 2)和所述輸入直流母排(9)固定在所述支架(I 3)上，所述輸入電流傳感器(I 2)包括有兩個(gè)，且兩個(gè)所述輸入電流傳感器(12)上下對(duì)稱安裝在所述支架(13)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船用變頻器的整流電力電子模塊，其特征在于，所述輸入電流傳感器(12)包括有兩個(gè)，且兩個(gè)所述輸入電流傳感器(12)上下對(duì)稱安裝在所述支架(13)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用變頻器的整流電力電子模塊，其特征在于，還包括: 安裝板(U)，位于所述背板(16)的左前側(cè)、并固定在背板(16)的下部，所述底層管理模塊(10)固定在所述安裝板(11)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的船用變頻器的整流電力電子模塊，其特征在于，所述水冷散熱系統(tǒng)包括: 進(jìn)水管和出水管(17)，連接所述散熱器(2)和轉(zhuǎn)接水管(14);和 兩個(gè)所述轉(zhuǎn)接水管(14)，位于所述背板(16)的左前側(cè)、并安裝在所述背板(16)的下部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船用變頻器的整流電力電子模塊，其特征在于，還包括: 支撐板(15)，所述轉(zhuǎn)接水管(14)安裝在所述支撐板(I5)上，所述支撐板(15)安裝在所述背板(16)上;和 塑料軟管，所述進(jìn)水管和出水管(17)通過所述塑料軟管與所述轉(zhuǎn)接水管(14)相連接。7.—種脈波整流器，其特征在于，包括有如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的船用變頻器的整流電力電子模塊。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的脈波整流器，其特征在于，所述整流電力電子模塊包括有并聯(lián)設(shè)置的六個(gè)。
【專利摘要】本文公開了一種船用變頻器的整流電力電子模塊和脈波整流器，船用變頻器的整流電力電子模塊包括：背板；安裝在背板上的支撐電容、功率疊層母排、整流橋、輸入電流傳感器、輸入電壓傳感器和壓敏電阻板、散熱器、整流橋、正轉(zhuǎn)接母排和負(fù)轉(zhuǎn)接母排、輸入直流母排和水冷散熱系統(tǒng)。本文提供的船用變頻器的整流電力電子模塊，在保證可靠性和可維修性的前提下，具有體積小、重量輕、立式安裝、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02M1/00, H05K7/20, H02M7/02
【公開號(hào)】CN205385400
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620100765
【發(fā)明人】蔡鈿, 池波, 周天雄
【申請(qǐng)人】中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日