專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大功率高壓變頻器功率單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率高壓變頻器功率單元。
背景技術(shù)：
在高壓電機(jī)起動(dòng)時(shí)，因?qū)﹄娋W(wǎng)造成很大的電流沖擊，常常需要采用高壓變頻器調(diào) 節(jié)電機(jī)的運(yùn)行頻率，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使電機(jī)逐步起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速，從而有效地減小電機(jī)起 動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)都起到保護(hù)作用。高壓變頻器的核心是功率單元，它是 實(shí)現(xiàn)高壓變頻調(diào)速的主要元器件，也是解決高壓變頻器的特性、體積的重要因素。因此，在 功率單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要考慮它的布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊，還要考慮它的通風(fēng)散熱、運(yùn)行 可靠等諸多因素，這樣才能使大功率高壓變頻器的各項(xiàng)性能指標(biāo)提高，結(jié)構(gòu)空間節(jié)約?，F(xiàn)有功率單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，尤其是小功率功率單元，把功率器件、線路板、散熱器 等集合在一個(gè)獨(dú)立的箱子內(nèi)，散熱器均采用平放的形式，即功率器件安裝在散熱器的上部 的基板上，翅片安裝在散熱器的下部，位于功率器件與箱體底板之間，同一電路的各電纜或 銅排是獨(dú)立分開(kāi)的。這種布局形式對(duì)小功率高壓變頻器而言基本能滿(mǎn)足使用要求，但對(duì)大 功率高壓變頻器，已無(wú)法滿(mǎn)足散熱要求，容易造成功率器件損壞和超溫。而且這種電纜或銅 排的連接方式會(huì)形成很大的分布電感，母排的分布電感是影響大功率高壓變頻器中半導(dǎo)體 器件可靠運(yùn)行的重要因素。因此，在電力電子行業(yè)采用功率模塊日益普及的當(dāng)前，大功率功 率單元器件的散熱問(wèn)題成為亟待解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的一種布局合理、散熱效率高、 母排分布電感影響小的大功率高壓變頻器用功率單元。本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種大功率高壓變頻器功率單元，包括箱體、散熱 器、單相整流橋、IGBT、電解電容組和銅排，其特征在于散熱器平放安裝在箱體內(nèi)一側(cè)，翅 片縱向排列，一端伸出箱體外，單相整流橋、IGBT均勻布局安裝在散熱器基板上，電解電容 組安裝在箱體內(nèi)另一側(cè)底板上，單相整流橋、IGBT和電解電容組之間通過(guò)銅排聯(lián)接。所述箱體端面板上設(shè)置有至少一排通風(fēng)孔。所述銅排為BUSBAR層壓母排。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、散熱效率高。由于散熱器平放安裝在箱體內(nèi)一側(cè)，翅片縱向排列，一端伸出箱體 外，形成一個(gè)直接向外的前后通道，這樣IGBT產(chǎn)生的熱量由散熱器基板傳到翅片后，配合 高壓變頻器整體散熱系統(tǒng)，能有效地把熱量帶走，保證功率單元安全工作。2、空間占用率低。由于將散熱器平放在箱體內(nèi)，整流橋和IGBT均勻布局在散熱器 上，結(jié)構(gòu)緊湊，可有效降低功率單元的高度。3、母排的分布電感影響小。由于整流電路、濾波電路和橋式逆變電路全部使用 BUSBAR層壓母排聯(lián)接，而B(niǎo)USBAR層壓母排具有低電感系數(shù)，能很好地減小母排分布電感的影響，同時(shí)，BUSBAR層壓母排還具有最小的阻抗、壓降，能減小電壓尖峰對(duì)元器件的損害，延 長(zhǎng)和提高電子元件的使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型箱體內(nèi)俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖2A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖2B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，箱體1、散熱器2、輸入銅排3、熔斷器4、單相整流橋5、單相整流橋銅排6、 IGBT 7、IGBT銅排8、電解電容組9、電解電容組銅排10、水泥電阻11、繞線電阻12、濾波電 容13、絕緣柱14、輸出銅排15、通風(fēng)孔16。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。本實(shí)用新型一種大功率高壓變頻器功率單元，其輸入采用三相全橋整流帶濾波電 路，輸出采用由IGBT組成的單相H型橋式逆變電路。三相全橋整流電路包括三只單相整流 橋5，濾波電路包括一個(gè)電解電容組9、十八只水泥電阻11和二只濾波電容13，單相H型橋 式逆變電路包括四只單管IGBT7和四個(gè)繞線電阻12。本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
是由圖1所示，在箱體1的前端面板上設(shè)置有至少一排通風(fēng)孔16，本實(shí)施例設(shè)置有三 排通風(fēng)孔16。由圖2、3、4所示，散熱器2平放安裝在箱體1內(nèi)后側(cè)的底板上，翅片縱向排列，一 端伸出箱體1后端口外，形成一個(gè)直接向外的前后通道；三只單相整流橋5、四只IGBT7、二 只濾波電容13和四個(gè)繞線電阻12分別通過(guò)螺栓均勻布局安裝在散熱器2朝上的基板上， 熔斷器4通過(guò)絕緣柱14安裝在散熱器2的基板上；電解電容組9通過(guò)支架固定安裝在箱體 1內(nèi)前側(cè)的底板上，十八個(gè)水泥電阻11通過(guò)支架均勻安裝在電解電容組9的上部。單相整 流橋銅排6、IGBT銅排8和電解電容組銅排10均采用具有低電感系數(shù)的BUSBAR層壓母排， 聯(lián)接前，先將單相整流橋銅排6裝配在單相整流橋5上，IGBT銅排8裝配在IGBT 7上，電解 電容組銅排10裝配在電解電容組9上，再用螺栓將單相整流橋銅排6和IGBT銅排8與電 解電容組銅排10聯(lián)接。三相輸入銅排3經(jīng)過(guò)熔斷器4與單相整流橋5的輸入連接，IGBT7 的輸出與單相輸出銅排15連接。本實(shí)用新型箱體1、散熱器2、輸入銅排3、單相整流橋5、單相整流橋銅排6、IGBT7、 IGBT銅排8、電解電容組9、電解電容組銅排10、水泥電阻11、繞線電阻12、濾波電容13和 輸出銅排15均為獨(dú)立的活動(dòng)連接，以方便調(diào)試和維修。以上所述為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案及技術(shù)原理，任何與此等效的其它設(shè)計(jì)， 均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種大功率高壓變頻器功率單元，包括箱體(1)、散熱器(2)、單相整流橋(5)、IGBT(7)、電解電容組(9)和銅排(6、8、10)，其特征在于散熱器(2)平放安裝在箱體(1)內(nèi)一側(cè)，翅片縱向排列，一端伸出箱體(1)外，單相整流橋(5)、IGBT(7)均勻布局安裝在散熱器(1)的基板上，電解電容組(9)安裝在箱體(1)內(nèi)另一側(cè)底板上，單相整流橋(5)、IGBT(7)和電解電容組(9)之間通過(guò)銅排(6、8、10)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的大功率高壓變頻器功率單元，其特征在于所述箱體(1)端面 板上設(shè)置有至少一排通風(fēng)孔(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的大功率高壓變頻器功率單元，其特征在于所述銅排(6、8、10) 為BUSBAR層壓母排。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大功率高壓變頻器功率單元，其輸入采用三相全橋整流帶濾波電路，輸出采用由IGBT組成的單相H型橋式逆變電路。在功率單元箱體內(nèi)，IGBT、單相整流橋均勻布局在散熱器上，散熱器平放安裝在功率單元箱體內(nèi)一側(cè)，一端伸出箱體外，翅片縱向排列，形成一個(gè)直接向外的前后通道，單相整流橋銅排、IGBT銅排和電解電容銅排之間采用BUSBAR層壓母排聯(lián)接。本實(shí)用新型針對(duì)大功率高壓變頻器裝置設(shè)計(jì)，最大可達(dá)4000kVA，能有效地將IGBT所產(chǎn)生的熱量排到箱外，并能很好地減小母排分布電感的影響。
文檔編號(hào)H05K7/20GK201726303SQ20102025820
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者張新忠, 張昱科, 楊培新, 范文波 申請(qǐng)人:襄樊大力電工有限公司