CN103701300B - 一种叠层母线排以及变频器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠层母线排以及变频器，变频器包括叠层母线排，该叠层母线排包括正母排与负母排，以及安装在正母排与负母排之间的绝缘板；负母排包括用于连接IGBT模块的第一连接部，以及用于连接电容的第二连接部；负母排靠近IGBT模块的一侧和/或靠近电容的一侧向背离正母排的方向弯折，对应使得第一连接部和/或第二连接部与绝缘板之间形成有用于提高正母排与负母排之间爬电距离的间隙。实施本发明的有益效果是：所述叠层母线排采用负母排靠近IGBT模块的一侧和/或靠近电容的一侧向背离正母排折弯的结构，能够提高正母排与负母排之间的爬电距离和电气间隙。

Description

一种叠层母线排以及变频器

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，更具体地说，涉及一种叠层母线排以及变频器。

背景技术

叠层母线排是一种多层复合结构连接排，与传统的、笨重的、费时和麻烦的配线方法相比，使用复合母线排可以提供现代的、易于设计、安装快速和结构清晰的配电系统。叠层母线排具有可重复电气性能、低阻抗、抗干扰、可靠性好、节省空间且装配简洁快捷等特点。

IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor绝缘栅型双极晶体管）功率模块是使用在变频器等领域的常用功率模块。现有技术的变频器中采用叠层母线排连接IGBT模块与电容，在长时间使用过程中，环境中的灰尘容易积聚在叠层母线排内，从而造成叠层母线排的腐蚀、耐压降低、凝露、击穿打火等现象，最终导致整机失效。此类问题尤其在诸如钢铁、化工、金属加工等相对恶劣的环境中更为突出。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述变频器中的叠层母线排在使用过程中容易出现整机失效的缺陷，提供一种能够增强绝缘性能进而提高使用可靠性的叠层母线排以及变频器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种叠层母线排，包括分别用于连接IGBT模块与电容并相互叠合设置的正母排与负母排，以及安装在所述正母排与所述负母排之间的绝缘板；所述负母排包括用于连接所述IGBT模块的第一连接部，以及用于连接所述电容的第二连接部；所述负母排靠近所述IGBT模块的一侧和/或靠近所述电容的一侧向背离所述正母排的方向弯折，对应使得所述第一连接部和/或所述第二连接部与所述绝缘板之间形成有用于提高所述正母排与负母排之间爬电距离的间隙。

在本发明所述的叠层母线排中，所述叠层母线排还包括用于连接所述电容与所述负母排的第一连接件；所述正母排上开设有供所述第一连接件穿过的第一穿孔；所述绝缘板上开设有供所述第一连接件穿过并与所述第一穿孔位置相对的第二穿孔；所述负母排还包括与所述正母排相互叠合设置并位于所述第一连接部和所述第二连接部之间的第一叠置部；所述负母排靠近所述IGBT模块的一侧和靠近所述电容的一侧分别向背离所述正母排的方向弯折形成第一弯折部；所述第一连接部和所述第二连接部分别设置在对应的所述第一弯折部的末端；所述绝缘板靠近所述IGBT模块的侧边缘在所述正母排上的投影和所述第二穿孔在所述正母排上的投影分别与所述第一叠置部在所述正母排上的投影相互分离。

在本发明所述的叠层母线排中，每个所述第一弯折部包括由所述第一叠置部的侧边向背离所述正母排的方向弯折的第一弯折部分，以及由所述第一弯折部分的末端向背离所述第一叠置部的方向弯折的第二弯折部分。

在本发明所述的叠层母线排中，所述第一叠置部在所述正母排上的投影与所述第二穿孔在所述正母排上的投影的距离为2mm～4mm。

在本发明所述的叠层母线排中，所述电容为多个；多个所述电容并成两排、三排或多排设置；所述叠层母线排还包括连接多个所述电容的串并联母排；所述叠层母线排还包括用于连接所述电容与所述串并联母排的第二连接件；所述绝缘板位于所述正母排与所述串并联母排之间，且所述绝缘板上还开设有供所述第二连接件穿过的第三穿孔；所述第三穿孔与所述第一穿孔的位置相对。

在本发明所述的叠层母线排中，所述串并联母排包括与所述正母排相互叠合设置的第二叠置部，以及分别设置在所述第二叠置部的两侧并用于连接多个所述电容的第三连接部与第四连接部；所述串并联母排的两侧分别向背离所述正母排的方向弯折形成第二弯折部；所述第三连接部和所述第四连接部分别设置在对应的所述第二弯折部的末端；所述第二叠置部在所述正母排上的投影与所述第三穿孔在所述正母排上的投影相互分离。

在本发明所述的叠层母线排中，每个所述第二弯折部包括由所述第二叠置部的侧边向背离所述正母排的方向弯折的第三弯折部分，以及由所述第三弯折部分的末端向背离所述第二叠置部的方向弯折的第四弯折部分。

在本发明所述的叠层母线排中，所述第二叠置部在所述正母排上的投影与所述第三穿孔在所述正母排上的投影的距离为2mm～4mm。

在本发明所述的叠层母线排中，所述正母排靠近所述IGBT模块的一侧边还开设用于提高爬电距离的通槽。

本发明还构造了一种变频器，包括IGBT模块、电容以及如上述技术方案任意一项所述的叠层母线排；所述叠层母线排用于连接所述IGBT模块以及所述电容。

实施本发明的叠层母线排以及变频器，具有以下有益效果：所述叠层母线排采用负母排靠近IGBT模块的一侧和/或靠近电容的一侧向背离正母排的方向弯折的结构，对应使得第一连接部和/或第二连接部与绝缘板之间形成间隙，该间隙能够提高正母排与负母排之间的爬电距离以及电气间隙，既而增强了所述叠层母线排的绝缘性能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明较佳实施例提供的叠层母线排连接IGBT模块与电容时的立体结构示意图；

图2是本发明较佳实施例提供的叠层母线排连接IGBT模块与电容时的另一立体结构示意图；

图3是图1所示的叠层母线排连接IGBT模块与电容时的内部结构示意图；

图4是图3中A部的放大图；

图5是图3中B部的放大图；

图6是图4中C部的放大图；

图7是图5中D部的放大图；

图8是图1所示的叠层母线排中的正母排、负母排以及串并联母排叠合设置时的立体结构示意图；

图9是图1所示的叠层母线排中的正母排的立体结构示意图；

图10是图1所示的叠层母线排中的负母排的立体结构示意图；

图11是图1所示的叠层母线排中的绝缘板的立体结构示意图；

图12是图1所示的叠层母线排中的串并联母排的立体结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2以及图3所示，本发明的较佳实施例提供一种叠层母线排，其用于连接IGBT模块1与电容2。该叠层母线排包括正母排3、负母排4、绝缘板5、串并联母排6、第一连接件7、第二连接件8以及第三连接件9。

具体地，如图1以及图2所示，所述叠层母线排用于连接多个IGBT模块1与多个电容2。本实施例中，IGBT模块1呈片状结构，其数量为三个，且三个IGBT模块1呈直线排列。电容2为直流电容，其呈圆柱状结构。该电容2的数量为八个，且八个电容2并成两排设置，两排电容2之间采用串并联母排6进行连接，八个电容2串并联后提供约750V电压给IGBT模块1。该两排电容2与多个IGBT模块1平行设置。在本发明的其它实施例中，IGBT模块1的数量亦可以有其它选择，例如六个等。电容2的数量亦可以有其它选择，多个电容2亦可以采用并成三排或多排设置。

如图9并参阅图3、图4、图5以及图8所示，正母排3大致为方形的薄片状结构，其用于连接IGBT模块1的正极（未标号）与八个电容2串并联之后形成的正极（未标号），其中，正母排3的一侧设置有用于连接IGBT模块1的正极的第一端子33，正母排3的另一侧设置有用于连接八个电容2串并联之后形成的正极的第二端子34，且该正母排3与负母排4相互叠合设置。本实施例中，第一端子33与第二端子34分别由正母排3的两侧弯折形成，第二端子34通过第三连接件9与八个电容2串并联之后形成的正极连接。正母排3上开设有供第一连接件7以及第二连接件8穿过的第一穿孔31，该第一连接件7用于连接电容2与负母排4，该第二连接件8用于连接电容2与串并联母排6。相应地，请参阅图11所示，绝缘板5上开设有供第一连接件7穿过的第二穿孔51，以及供第二连接件8穿过的第三穿孔52。负母排4与串并联母排6并排设置，且负母排4与串并联母排6安装在绝缘板5的一侧，正母排3安装在绝缘板5的另一侧，既而使得绝缘板5安装在正母排3与负母排4以及串并联母排6之间。该实施例中，第一连接件7、第二连接件8以及第三连接件9均采用螺钉的结构，且三者结构相同。

本实施例中，第一穿孔31大致为腰形结构，该第一穿孔31设置有四个，四个第一穿孔31分别对应与一对串联连接的电容2相对设置。第二穿孔51与第三穿孔52为圆形通孔结构，两者结构相同。优选地，正母排3靠近IGBT模块1的一侧边开设有通槽32，该通槽32用于提高正母排3与负母排4之间的爬电距离，从而能够有效地隔离正母排3与负母排4，进而提高所述叠层母线排的绝缘性能。

如图10并参阅图3、图4以及图5所示，负母排4大致为方形的薄片状结构，其用于连接IGBT模块1的负极（未标号）与八个电容2串并联之后形成的负极（未标号）。该负母排4包括第一叠置部41、第一连接部42、第二连接部43以及第一弯折部44。具体地，第一叠置部41与正母排3相互叠合设置，第一连接部42设置在第一叠置部41的一侧并用于连接IGBT模块1的负极，第二连接部43设置在第一叠置部41的另一侧并用于连接电容2的负极。第一弯折部44设置有两个，其中一个第一弯折部44由第一叠置部41靠近IGBT模块1的一侧边缘向远离正母排3的方向延伸，另一个第一弯折部44由第一叠置部41靠近电容2的一侧边缘向远离正母排3的方向延伸。也即，负母排4靠近IGBT模块1的一侧和靠近电容2的一侧分别向背离正母排3的方向弯折形成第一弯折部44。请参阅图4以及图6所示，本实施例中，第一叠置部41在正母排3上的投影分别与绝缘板5靠近IGBT模块1的侧边缘在正母排3上的投影和第二穿孔51在正母排3上的投影相互分离，此时，正母排3与负母排4之间的爬电距离大致如图6箭头方向所示，与现有技术相比，采用第一弯折部44的结构，使得第一连接部42和第二连接部43分别与绝缘板5之间形成间隙，该间隙能够提高正母排3与负母排4之间的爬电距离，既而增强了所述叠层母线排的绝缘性能。

本实施例中，负母排4的两侧均弯折形成有第一弯折部44。在本发明的其它实施例中，负母排4中仅仅一侧弯折形成有第一弯折部44，该一侧可以为靠近IGBT模块1的一侧，亦可以为靠近电容2的一侧。也即，负母排4靠近IGBT模块1的一侧或靠近电容2的一侧向背离正母排3的方向弯折，对应使得第一连接部42或第二连接部43与绝缘板5之间形成间隙，且对应使得绝缘板5靠近IGBT模块1的侧边缘在正母排3上的投影或第二穿孔51在正母排3上的投影与第一叠置部41在正母排3上的投影相互分离。采用负母排4中仅仅一侧弯折形成有第一弯折部44的结构，同样能够提高正母排3与负母排4之间的爬电距离，进而提高所述叠层母线排的绝缘性能。

优选地，如图6并参阅图5所示，上述第一弯折部44包括第一弯折部分441以及第二弯折部分442，也即第一弯折部44经过两次弯折形成。其中，第一弯折部分441由第一叠置部41的侧边向背离正母排3的方向弯折，该第一弯折部分441大致与第一叠置部41相互垂直。第二弯折部分442由第一弯折部分441的末端向背离第一叠置部41的方向弯折，该第二弯折部分442大致与第一弯折部分441相互垂直，使得第一连接部42以及第二连接部43分别与第一叠置部41相互平行。在本发明的其它实施例中，第一弯折部44亦可以通过多次弯折形成，例如第一弯折部44采用三次弯折形成。本实施例中，为了保证正母排3与负母排4之间具有足够的爬电距离，以提高所述叠层母线排的绝缘性能，第一叠置部41在正母排3上的投影与第二穿孔51在正母排3上的投影的距离为2mm～4mm。第一连接部42与第二连接部43分别与绝缘板5的距离为3mm～4mm。

如图12并参阅图3、图4以及图5所示，串并联母排6大致为方形的薄片状结构，其用于连接两排电容2，以实现两排电容2的串并联。该串并联母排6包括第二叠置部61、第三连接部62、第四连接部63以及第二弯折部64。具体地，第二叠置部61与正母排3相互叠合设置，第三连接部62设置在第二叠置部61的一侧并用于连接IGBT模块1的负极，第四连接部63设置在第二叠置部61的另一侧并用于连接电容2的负极。第二弯折部64设置有两个，其中一个第二弯折部64由第二叠置部61靠近IGBT模块1的一侧边缘向远离正母排3的方向延伸，另一个第二弯折部64由第二叠置部61靠近电容2的一侧边缘向远离正母排3的方向延伸。也即，串并联母排6靠近IGBT模块1的一侧和靠近电容2的一侧分别向背离正母排3的方向弯折形成第二弯折部64。请参阅图5以及图7所示，本实施例中，第二叠置部61在正母排3上的投影与第三穿孔52在正母排3上的投影相互分离，从而能够提高正母排3与串并联母排6之间的爬电距离和电气间隙，既而进一步增强所述叠层母线排的绝缘性能。

本实施例中，串并联母排6的两侧均弯折形成有第二弯折部64。在本发明的其它实施例中，串并联母排6中仅仅一侧弯折形成有第二弯折部64，该一侧可以为靠近IGBT模块1的一侧，亦可以为远离IGBT模块1的一侧。也即，串并联母排6靠近IGBT模块1的一侧或远离IGBT模块1的一侧向背离正母排3的方向弯折，对应使得第三连接部62或第四连接部63与绝缘板5之间形成间隙，且对应使得第二叠置部61在正母排3上的投影与第三穿孔52在正母排3上的投影相互分离。采用串并联母排6中仅仅一侧弯折形成有第二弯折部64的结构，同样能够提高正母排3与串并联母排6之间的爬电距离，进而提高所述叠层母线排的绝缘性能。

优选地，如图7并参阅图5所示，上述第二弯折部64包括第三弯折部分641以及第四弯折部分642，也即第二弯折部64经过两次弯折形成。其中，第三弯折部分641由第二叠置部61的侧边向背离正母排3的方向弯折，该第三弯折部分641大致与第二叠置部61相互垂直。第四弯折部分642由第三弯折部分641的末端向背离第二叠置部61的方向弯折，该第四弯折部分642大致与第三弯折部分641相互垂直，使得第三连接部62以及第四连接部63分别与第二叠置部61相互平行。在本发明的其它实施例中，第二弯折部64亦可以通过多次弯折形成，例如第二弯折部64采用三次弯折形成。本实施例中，为了保证正母排3与串并联母排6之间具有足够的爬电距离，以提高所述叠层母线排的绝缘性能，第二叠置部61在正母排3上的投影与第三穿孔52在正母排3上的投影的距离为2mm～4mm。第三连接部62与第四连接部63分别与绝缘板5的距离为3mm～4mm。

基于上述叠层母线排的结构，本发明还构造了一种变频器，包括IGBT模块1、电容2以及如上实施例所述的叠层母线排。由于所述叠层母线排采用负母排3靠近IGBT模块1的一侧和靠近电容2的一侧向背离正母排3的方向弯折的结构，对应使得第一连接部42和第二连接部43与绝缘板5之间形成间隙，且对应使得绝缘板5靠近IGBT模块1的侧边缘在正母排3上的投影和第二穿孔51在正母排3上的投影与第一叠置部41在正母排3上的投影相互分离，从而提高正母排3与负母排4之间的爬电距离和电气间隙，既而增强了所述叠层母线排的绝缘性能。再者，串并联母排6采用第二弯折部64的结构，能够提高正母排3与串并联母排6之间的爬电距离和电气间隙，既而能够进一步增强所述叠层母线排的绝缘性能。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种叠层母线排，包括分别用于连接IGBT模块(1)与电容(2)并相互叠合设置的正母排(3)与负母排(4)，以及安装在所述正母排(3)与所述负母排(4)之间的绝缘板(5)；所述负母排(4)包括用于连接所述IGBT模块(1)的第一连接部(42)，以及用于连接所述电容(2)的第二连接部(43)；其特征在于：所述负母排(4)靠近所述IGBT模块(1)的一侧和/或靠近所述电容(2)的一侧向背离所述正母排(3)的方向弯折，对应使得所述第一连接部(42)和/或所述第二连接部(43)与所述绝缘板(5)之间形成有用于提高所述正母排(3)与负母排(4)之间爬电距离的间隙；所述电容(2)为多个；所述叠层母线排还包括连接多个所述电容(2)的串并联母排(6)；所述叠层母线排还包括用于连接所述电容(2)与所述串并联母排(6)的第二连接件(8)；所述绝缘板(5)位于所述正母排(3)与所述串并联母排(6)之间，且所述绝缘板(5)上还开设有供所述第二连接件(8)穿过的第三穿孔(52)；

所述串并联母排(6)包括与所述正母排(3)相互叠合设置的第二叠置部(61)，以及分别设置在所述第二叠置部(61)的两侧并用于连接多个所述电容(2)的第三连接部(62)与第四连接部(63)；所述串并联母排(6)的两侧分别向背离所述正母排(3)的方向弯折形成第二弯折部(64)；所述第三连接部(62)和所述第四连接部(63)分别设置在对应的所述第二弯折部(64)的末端；所述第二叠置部(61)在所述正母排(3)上的投影与所述第三穿孔(52)在所述正母排(3)上的投影相互分离。

2.根据权利要求1所述的叠层母线排，其特征在于：所述叠层母线排还包括用于连接所述电容(2)与所述负母排(4)的第一连接件(7)；所述正母排(3)上开设有供所述第一连接件(7)穿过的第一穿孔(31)；所述绝缘板(5)上开设有供所述第一连接件(7)穿过并与所述第一穿孔(31)位置相对的第二穿孔(51)；所述负母排(4)还包括与所述正母排(3)相互叠合设置并位于所述第一连接部(42)和所述第二连接部(43)之间的第一叠置部(41)；所述负母排(4)靠近所述IGBT模块(1)的一侧和靠近所述电容(2)的一侧分别向背离所述正母排(3)的方向弯折形成第一弯折部(44)；所述第一连接部(42)和所述第二连接部(43)分别设置在对应的所述第一弯折部(44)的末端；所述绝缘板(5)靠近所述IGBT模块(1)的侧边缘在所述正母排(3)上的投影和所述第二穿孔(51)在所述正母排(3)上的投影分别与所述第一叠置部(41)在所述正母排(3)上的投影相互分离。

3.根据权利要求2所述的叠层母线排，其特征在于：每个所述第一弯折部(44)包括由所述第一叠置部(41)的侧边向背离所述正母排(3)的方向弯折的第一弯折部分(441)，以及由所述第一弯折部分(441)的末端向背离所述第一叠置部(41)的方向弯折的第二弯折部分(442)。

4.根据权利要求2所述的叠层母线排，其特征在于：所述第一叠置部(41)在所述正母排(3)上的投影与所述第二穿孔(51)在所述正母排(3)上的投影的距离为2mm～4mm。

5.根据权利要求2所述的叠层母线排，其特征在于：多个所述电容(2)并成两排或两排以上；所述第三穿孔(52)与所述第一穿孔(31)的位置相对。

6.根据权利要求1所述的叠层母线排，其特征在于：每个所述第二弯折部(64)包括由所述第二叠置部(61)的侧边向背离所述正母排(3)的方向弯折的第三弯折部分(641)，以及由所述第三弯折部分(641)的末端向背离所述第二叠置部(61)的方向弯折的第四弯折部分(642)。

7.根据权利要求1所述的叠层母线排，其特征在于：所述第二叠置部(61)在所述正母排(3)上的投影与所述第三穿孔(52)在所述正母排(3)上的投影的距离为2mm～4mm。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的叠层母线排，其特征在于：所述正母排(3)靠近所述IGBT模块(1)的一侧边还开设有多个用于提高爬电距离的通槽(32)。

9.一种变频器，包括IGBT模块(1)以及电容(2)；其特征在于：所述变频器还包括如权利要求1～7任意一项所述的叠层母线排；所述叠层母线排用于连接所述IGBT模块(1)以及所述电容(2)。