專利名稱：一種大功率變流設(shè)備功率模塊組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大型三相變流設(shè)備，特別是一種大功率變流設(shè)備功率模塊組。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的大功率逆變系統(tǒng)如中國(guó)專利號(hào)為200710029765. 8的發(fā)明專利所公開的一種高散熱結(jié)構(gòu)的風(fēng)冷大功率逆變器功率柜，包括柜體和安裝在柜體內(nèi)腔的功率單元，柜體的相對(duì)兩側(cè)設(shè)有進(jìn)風(fēng)門，柜體的頂部設(shè)有抽風(fēng)機(jī)；功率單元在柜體的內(nèi)腔呈點(diǎn)狀分布或條狀分布，使功率單元之間形成間隙，這些間隙及功率單元的散熱風(fēng)道在柜體的內(nèi)腔形成風(fēng)道，抽風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口正對(duì)風(fēng)道。又如中國(guó)專利號(hào)為200910075267. 6的發(fā)明專利所公開的熱管型高效風(fēng)電變頻器 功率模塊，包括基板，基板后部固定有熱管散熱器，熱管散熱器的底部設(shè)置有吹風(fēng)機(jī)，頂部設(shè)置有引風(fēng)管道，引風(fēng)管道內(nèi)設(shè)置有抽風(fēng)機(jī)；其在運(yùn)行過程中，功率器件發(fā)出的熱量通過基板傳導(dǎo)到熱管散熱器上，在熱管散熱器底部吹風(fēng)機(jī)的作用下，熱量散發(fā)到引風(fēng)管道里，之后在引風(fēng)管道內(nèi)抽風(fēng)機(jī)的作用下，熱量被迅速抽到變頻器柜體外部。上述兩種功率柜一般由多個(gè)功率模塊層疊構(gòu)成，每個(gè)功率模塊都實(shí)現(xiàn)A、B、C三個(gè)相位的變流，且往往包含若干個(gè)IGBT、1塊疊層母排、I塊散熱器和若干電容，在這種系統(tǒng)中，ABC三個(gè)相位的變流將通過同一塊疊層母排輸出，變流產(chǎn)生的熱損耗將通過同一塊散熱器散發(fā)，因此，每個(gè)功率模塊采用同一個(gè)風(fēng)道散熱，因此，此種風(fēng)冷形式風(fēng)程一般為縱向且較長(zhǎng)，且需采用功率較大的抽風(fēng)機(jī)，從而能耗較大。還有一種功率模塊組，其三個(gè)功率模塊也是縱向設(shè)置于同一個(gè)疊層母排上，當(dāng)功率要求需要兩組功率模塊組的時(shí)候，此兩組功率模塊組的IGBT組件相對(duì)設(shè)置，且兩者之間的側(cè)邊設(shè)有散熱風(fēng)機(jī)，此風(fēng)機(jī)同時(shí)對(duì)兩組功率模塊組進(jìn)行散熱，此種散熱方式為橫向，風(fēng)程較短，但由于是同時(shí)對(duì)兩組功率模塊進(jìn)行散熱，因此，風(fēng)機(jī)的功率要求較高，能耗更大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種大功率變流設(shè)備功率模塊組，此種功率模塊組具有良好的散熱效果，且能耗較低。本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種大功率變流設(shè)備功率模塊組，包括每個(gè)都用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位變流的三個(gè)功率模塊，每個(gè)功率模塊都具有單獨(dú)的疊層母排。現(xiàn)有技術(shù)中，由于三個(gè)功率模塊都集中于一個(gè)塊疊層母排上，三個(gè)功率模塊的熱量源距離較近，且通過同一個(gè)散熱器與風(fēng)道進(jìn)行冷卻，因此，需要較高功率的散熱風(fēng)機(jī)；本實(shí)用新型由于三個(gè)功率模塊相互獨(dú)立設(shè)置，因此，實(shí)際散熱量約為現(xiàn)有技術(shù)總量的1/3以下，而且針對(duì)每個(gè)功率模塊都設(shè)置有風(fēng)道與散熱風(fēng)機(jī)，所以所采用散熱風(fēng)機(jī)的總功率要比現(xiàn)有技術(shù)中的小很多。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選，每個(gè)功率模塊都包括位于對(duì)應(yīng)疊層母排上部的IGBT組件、位于疊層母排下部的電容組件。在縱向位置上，現(xiàn)有技術(shù)中電容組件一般都設(shè)置于機(jī)箱上部，由于熱量都會(huì)向外輻射，特別是向上輻射，因此，特別是下方的IGBT組件也會(huì)對(duì)電容組件有較大的熱輻射影響，因此，現(xiàn)有技術(shù)中的電容組件散熱較差；本實(shí)用新型由于每個(gè)功率模塊都為獨(dú)立設(shè)置，因此不同相位的功率模塊之間的散熱影響較小，且由于電容組件與IGBT組件的上述分布形式，使得電容組件受IGBT組件熱輻射的影響更小。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選，所述每個(gè)功率模塊的IGBT組件與電容組件都位于對(duì)應(yīng)疊層母排的同一側(cè)。本實(shí)用新型的上述設(shè)置，則有利于使功率模塊組的體積更為緊湊，有利于減小功率模塊組的體積。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選，所述三個(gè)功率模塊橫向并排分布；每個(gè)功率模塊都還包 括用于對(duì)IGBT組件散熱的散熱器；其中一對(duì)相鄰功率模塊的散熱器相向分布。上述設(shè)置，使得散熱器相向分布的兩個(gè)相鄰功率模塊可以同時(shí)使用一組風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱，兩個(gè)相向的散熱器正好形成一個(gè)用于風(fēng)冷的風(fēng)道；在變流功率需要兩組功率模塊組的時(shí)候，雖然本實(shí)用新型需要三組風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱，而現(xiàn)有技術(shù)雖只需要兩組風(fēng)機(jī)，但由于現(xiàn)有技術(shù)中一組風(fēng)機(jī)同時(shí)需要對(duì)三個(gè)功率模塊同時(shí)散熱，所以其所需散熱總量約是本實(shí)用新型的150%，同時(shí)由于現(xiàn)有技術(shù)中所采用的疊層母排面積約是本實(shí)用新型的3倍，所以現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)冷的行程是本實(shí)用新型的2倍左右；因此，相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有更高的散熱效率，同時(shí)所需的風(fēng)扇功率較小，散熱能耗更低，同時(shí)，相比現(xiàn)有技術(shù)更有利于降低IGBT組件的工作溫度較低。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選，該種大功率變流設(shè)備功率模塊組還包括與散熱器固定連接的模塊支架，所述IGBT組件固定于散熱器。上述設(shè)置，使得IGBT組件、散熱器的重量都由模塊支架承擔(dān)；IGBT組件的重量并不是由疊層母排承擔(dān)，從而減少疊層母排的負(fù)重，在長(zhǎng)期使用中，避免疊層母排的形變，從而提聞置層母排的使用壽命。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選，該種大功率變流設(shè)備功率模塊組還包括固定于模塊支架下部的且用于固定連接電容組件的電容支架。上述設(shè)置，使得電容組件的重量通過電容支架轉(zhuǎn)嫁到模塊支架上，而不是由疊層母排承擔(dān)，從而進(jìn)一步減少疊層母排的負(fù)重，在長(zhǎng)期使用中，進(jìn)一步避免疊層母排的形變，從而提高疊層母排的使用壽命。綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果I、三個(gè)功率模塊獨(dú)立設(shè)置較現(xiàn)有技術(shù)中三個(gè)功率模塊集中于一塊疊層母排縱向設(shè)置的形式，更便于搬運(yùn)，組裝，特別是便于維修及維護(hù)；2、本實(shí)用新型所需散熱的風(fēng)機(jī)的功率較低，因此，有利于提高功率模塊組的變流功率;3、本實(shí)用新型所需散熱的風(fēng)機(jī)的功率較低，因此，風(fēng)機(jī)的噪音也較?。?、本實(shí)用新型具有較好的散熱效果，從而有利于降低IGBT組件的工作溫度，進(jìn)而有利于提聞變流效率；5、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，有利于提高空間利用率。
圖I是實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例功率模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I、疊層母排，2、IGBT組件，3、電容組件，4、散熱器，5、模塊支架，6、電容支架，
7、散熱風(fēng)機(jī)，8、功率模塊，9、蓋板。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，其并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng) 域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。實(shí)施例一種大功率變流設(shè)備功率模塊組,如圖I所示,具有兩組功率模塊組和三組散熱風(fēng)機(jī)7，每個(gè)功率模塊組都具有三個(gè)功率模塊8，每個(gè)功率模塊8都實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位的變流，分別為A相、B相、C相。功率模塊8的結(jié)構(gòu)如圖2所不,包括模塊支架5、固定于模塊支架5上的散熱器4、固定于模塊支架5下部的電容支架6、固定于散熱器4的IGBT組件2、固定于電容支架6的電容組件3、連接IGBT組件2與電容組件3的疊層母排I、固定于模塊支架5的蓋板9 ；IGBT組件2位于電容組件3上方，且IGBT組件2與電容組件3都位于對(duì)應(yīng)疊層母排I的同一側(cè)；散熱器4用于對(duì)IGBT組件2進(jìn)行散熱。參見圖1-2，六個(gè)功率模塊8橫向并排分布，分為三對(duì)相鄰功率模塊8，每對(duì)功率模塊8的散熱器4相向分布,從而使此相向分布的散熱器4之間形成風(fēng)冷風(fēng)道71,針對(duì)每一個(gè)風(fēng)冷風(fēng)道71設(shè)有一組散熱風(fēng)機(jī)7。
權(quán)利要求1.一種大功率變流設(shè)備功率模塊組，包括每個(gè)都用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位變流的三個(gè)功率模塊，其特征在于，每個(gè)功率模塊都具有單獨(dú)的疊層母排(I )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大功率變流設(shè)備功率模塊組，其特征在于，每個(gè)功率模塊都包括位于對(duì)應(yīng)疊層母排(I)上部的IGBT組件(2)、位于疊層母排(I)下部的電容組件(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大功率變流設(shè)備功率模塊組，其特征在于，所述每個(gè)功率模塊的IGBT組件(2)與電容組件(3)都位于對(duì)應(yīng)疊層母排(I)的同一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種大功率變流設(shè)備功率模塊組，其特征在于，所述三個(gè)功率模塊橫向并排分布；每個(gè)功率模塊都還包括用于對(duì)IGBT組件(2)散熱的散熱器(4);其中一對(duì)相鄰功率模塊的散熱器(4)相向分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大功率變流設(shè)備功率模塊組，其特征在于，該種大功率變流設(shè)備功率模塊組還包括與散熱器(4)固定連接的模塊支架(5)，所述IGBT組件固定于 散熱器(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大功率變流設(shè)備功率模塊組，其特征在于，該種大功率變流設(shè)備功率模塊組還包括固定于模塊支架(5)下部的且用于固定連接電容組件(3)的電容支架(6)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及大型三相變流設(shè)備，特別是一種大功率變流設(shè)備功率模塊組。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種大功率變流設(shè)備功率模塊組，包括每個(gè)都用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位變流的三個(gè)功率模塊，每個(gè)功率模塊都具有單獨(dú)的疊層母排。此種功率模塊組具有良好的散熱效果，且能耗較低。
文檔編號(hào)H05K7/20GK202652048SQ20122028292
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者趙軍, 羅力, 朱潤(rùn)華 申請(qǐng)人:上方能源技術(shù)(杭州)有限公司