CN107086796B - 带有直流电压中间电路的变流器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有直流电压中间电路的变流器，用于将输入电压转换为具有预定振幅和频率的交变电压以控制单相或多相负载，所述变流器具有构造为能够相互堆叠的模块(10；10‑1、……、10‑7)。每个模块(10；10‑1、……、10‑7)包括带有容纳面(12)的陶瓷制的散热器(11)，在所述容纳面上容纳有相位的电子元器件(24)，其中，陶瓷制的散热器(11)在容纳面(12)的区域中具有一个或多个通道，所述通道在变流器(1)运行时能够被冷却介质穿流。此外，变流器还具有中间电路电容器(112)以及输入和输出侧的功率接头，所述中间电路电容器和功率接头布置在第一支架(110)上，该第一支架的主平面垂直于容纳面(12)的平面布置。最后还包括用于控制相位的电子元器件(24)的控制单元，其中，所述控制单元布置在第二支架(120)上，该第二支架的主平面垂直于容纳面(12)的平面布置。

Description

带有直流电压中间电路的变流器
技术领域
本发明涉及一种带有直流电压中间电路(直流电压中间电路也可称为“中间直流环节”)的变流器，用于将输入电压转换为具有预定振幅和频率的交变电压以控制单相或多相负载。
背景技术
当前的变流器的功率模块借助风冷或水冷的散热器被冷却，所述散热器由良好导热的材料、例如铝制成。为了与散热器进行更好的热传导，利用导热胶将由铜或其他材料制成的支架固定在散热器上。在所述支架上钎焊有两侧设置了铜覆层的陶瓷件。在被铜包覆的陶瓷件的背离支架的侧面上布置了功率模块的电子元器件。被铜包覆的陶瓷件的厚度在此首先与所需的耐压强度或者说击穿强度相关。另一方面，被铜包覆的陶瓷件的厚度决定了朝散热器方向的热传导。这意味着，功率模块的功率等级越高，朝散热器方向的排热越难。
另一弊端在于，鉴于可传导的散热器，各个功率模块的连接部必须相应地较大，以便维持必要的安全距离。因此难以实现空间节约的、紧凑的结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种带有直流电压中间电路的用于将输入电压转换为交变电压的变流器，所述变流器能够更好地排热并且同时具有相对较小的体积要求。
所述技术问题通过一种带有直流电压中间电路的变流器解决，所述变流器用于将输入电压转换为具有预定振幅和频率的交变电压以控制单相或多相负载，所述变流器具有
-构造为能够相互堆叠的模块，其中，每个模块包括带有容纳面的陶瓷制的散热器，在所述容纳面上容纳有相位的电子元器件，其中，陶瓷制的散热器在容纳面的区域中具有一个或多个通道，所述通道在变流器运行时能够被冷却介质穿流；
-至少一个中间电路电容器以及输入和输出侧的功率接头，所述中间电路电容器和功率接头布置在第一支架上，该第一支架的主平面垂直于容纳面的平面布置；
-用于控制所述相位的电子元器件的控制单元，其中，所述控制单元布置在第二支架上，该第二支架的主平面垂直于容纳面的平面布置。有利的设计方式由从属权利要求给出。
为了解决所述技术问题，规定了带有大量构造为可相互堆叠的模块的变流器。每个模块都包括带有容纳面的陶瓷制的散热器，一个相位的电子元器件容纳在所述容纳面上，其中，陶瓷制的散热器在容纳面的区域中具有一个或多个通道，所述通道在变流器运行时能够被冷却介质穿流。此外，变流器还包括至少一个在第一支架上的中间电路电容器以及输入侧和输出侧的功率接头，所述第一支架的主平面垂直于容纳面的平面布置。此外，变流器还包括用于控制该相位的电子元器件的控制单元，其中，所述控制单元布置在第二支架上，所述第二支架的主平面垂直于容纳面的平面布置。
使用陶瓷制的散热器能够实现变流器的紧凑且模块化的构造。
在变流器带有大量上下叠放或相互堆叠的模块的情况下，配属于一个或多个模块的中间电路电容器能够共同布置在第一支架上。同样地，在多个模块的情况下也可以使用一个共同的控制单元来控制各个模块的电子元器件，所述控制单元布置在第二支架上。
大量模块上下间的可叠放性通过使用主动冷却的陶瓷制的散热器实现。由于散热器设有一个或多个在变流器运行时能够使冷却介质流通的通道，可以省去迄今使用的铝制散热器。同样的，迄今所必需的通过导热胶连接在金属散热器上的底部板也不再是必要的。这在设计变流器时在缩放规模方面实现了更大的自由度。
与传统的变流器相比更小的体积要求是通过使用陶瓷制的散热器实现的，陶瓷制的散热器允许将一个或多个中间电路电容器布置在第一支架上并且将控制单元布置在第二支架上，其中，第一支架和第二支架分别垂直于容纳面的平面布置。由此能够明显减小各个元器件之间的导线长度，这具有由此带来的低漏电感的优点。因此得到了更低的开关损耗。尤其能实现的是，利用更大的频率控制一个相位(例如半桥)的电子元器件。
根据一种符合目的的设计方式，至少在容纳面的相互对置的两侧上布置结构支架，其中，所述结构支架在垂直于容纳面的方向上从容纳面伸出，从而使电子元器件放置在构成在容纳面与结构支架之间的凹陷中，其中，结构支架在其位于延伸方向上的端部上具有用于相邻模块的接触区段。结构支架实现了散热器的牢固的机械结构。此外，冷却介质的输入和输出尤其在多个上下叠放或相互堆叠的模块的情况下可以通过结构支架实现。这简化了对变流器的电子元器件的冷却。
根据一种符合目的的设计方式，散热器在容纳面的区域中沿垂直于容纳面的平面的方向的厚度在3mm至5mm之间。符合目的地，结构支架沿垂直于容纳面的平面的方向的厚度在15mm至20mm之间。这意味着，各个模块的高度在15mm至20mm之间并且与结构支架的厚度相对应。如果例如大量模块应该并联，那么这可以通过所期望数量或数目的模块上下叠放或相互堆叠实现。由此实现了具有确定数量的单独模块的模块复合体，这些单独模块连接在共同的冷却系统上。同时还得到了紧凑的结构，该结构的高度与上下叠放或相互堆叠的模块的数量相关。如上所述，带有一个或多个中间电路电容器的共同的第一支架和带有共同的控制单元的共同的第二支架可以对应于上下叠放的模块的数量并且与其相连。
根据另一种符合目的的设计方式，冷却介质能够通过一个或多个结构支架输入散热器的一个或多个通道或从所述一个或多个通道输出。尤其符合目的的是，通过其中一个结构支架将冷却介质输入散热器的一个或多个通道，并且通过两个结构支架中的另一个将冷却介质从散热器的通道输出。
根据另一种符合目的的设计方式，在一个或多个结构支架中设置垂直于容纳面的平面延伸的、用于将冷却介质输入一个或多个通道中的入口收集通道和垂直于容纳面的平面延伸的、用于将冷却介质输出的出口收集通道，其中，入口收集通道和出口收集通道的相应的体积远大于布置在容纳面区域中的一个或多个通道的体积。由此可以通过冷却介质提供良好的热量输出。由于入口收集通道和出口收集通道的体积大于一个或多个通道的体积，尤其能够确保的是，即使在大量上下叠放的模块的情况下，每个单独模块的电子元器件也能均匀地排热。
根据另一种符合目的的设计方式，结构支架由陶瓷制成并且与带有容纳面的散热器一体式构成。根据一种备选的设计方式，结构支架由与带有容纳面的散热器不同的材料构成并且形状配合和/或摩擦接合地相连。散热器的一体式设计实现了出色的排热，其中结构体和带有容纳面的散热器由陶瓷材料构成，与其相较地，结构支架由其他材料、例如铝构成的变型方案能够以较低的成本制备。在此，排热与首先提到的方案相比略差。
根据另一种符合目的的设计方式，为了封闭凹陷而在凹陷的两侧上分别设置密封板，所述密封板包括用于控制接头或供给或负载接头的贯穿口。通过设置密封板能够确保的是，能够以简单的方式保护布置在凹陷内部的电子元器件不受外界影响、例如污染或湿气的影响。在此，自上实施的保护要么通过所涉模块上的另一个模块进行，要么通过单独的封闭板进行。
尤其规定，控制接头贯穿通过第一密封板，其中，控制接头在模块外部与第二支架通过插塞连接进行机械和电连接。通过该方式实现了变流器的简单制备。当大量模块上下叠放成模块复合体时，尤其可以使用所述插塞连接。
尤其还规定，供能接头和负载接头贯穿通过第二密封板，其中，供能接头在模块外部与第一支架的第一主侧机械和电连接。在此符合目的的是，相应供能接头和负载接头的宽度在凹陷的宽度的大部分上延伸，以便通过接头的较大表面提高载流性能。此外，较大的表面积还有利于迅速的开关时间响应，也即变流器的高频运行。
根据另一种设计方式，一个或多个中间电路电容器布置在支架的第二主侧上。这反之意味着，模块布置在第一支架的第一主侧上。由此实现了具有有利于优化电感的较小导线长度的紧凑的结构。
还符合目的的是，第一和第二供能接头通过上下依次布置的且与绝缘层相互隔离的板轨(Blechschiene)构成。由此一方面能够传递较高电流。另一方面能够以简单且成本低廉的方式提供板轨。通过第一和第二供能接头的板轨的平行导引形成了在这些供能接头之间的电容效应。由此能够以期望的方式实现寄生电感的降低。此外，这还实现了同样提到过的大面积的电流导引，用于提供较大的载流性能、较低的损耗和迅速的开关时间响应。此外，通过板轨的平行导引还有利地利用了涡流作用。
根据另一种符合目的的设计方式，负载接头实施为被导引越过供能接头的板轨且通过绝缘层与供能接头的板轨隔离的其他板轨。这种布置实现了简单且机械稳定的结构。此外，还可以确保负载接头的高载流性能。
根据另一种设计方式，多个上下依次布置的模块为了构成模块复合体而机械相连。例如，模块复合体的模块能够通过螺纹杆压成复合体。螺纹杆能够例如导引穿过结构支架中的通孔。如上所述，没有必要在模块复合体中为每个模块设置自有的控制单元以及硬性配置的中间电路电容器。实际上，尤其当这些模块应该在电学上平行控制且并联时，可以为模块复合体的所有模块共同设置这些功能单元。
还符合目的的是，变流器包括在数量上与相位数量相对应的模块复合体。
根据另一种符合目的的设计方式，各个模块复合体与共同的第二支架相连。第二支架优选以所谓的欧洲规格(Euroformat)存在，而不依赖于模块复合体中相互连接的模块的数量。
根据另一种符合目的的设计方式，变流器的所有模块复合体与第一支架机械和电连接。这样能够例如在B6桥接电路中规定，所有的中间电路电容器都与第一支架相连。
附图说明
以下借助附图中的实施例对本发明进行更详尽的阐述。在附图中：
图1示出根据本发明的变流器的模块的俯视图；
图2示出图1中模块的侧视图；
图3示出从侧面观察图1的模块的视图，从该侧面实现对模块的电子元器件的控制；
图4示出与图2视角相对置的侧面观察的图1的模块的侧视图；
图5示出从负载接头的侧面观察的图1的模块的视图；
图6示出自下观察的图1的模块的视图；
图7示出由四个上下依次布置的模块组成的模块复合体的立体图，所述模块如图1至图6所示地构成；
图8示出具有总共七个上下叠放的模块的模块复合体的立体图，所述模块根据图1至图6构成，其中，用于控制单元的第二支架与模块相连；
图9示出根据本发明的变流器的俯视图，其中，三个模块复合体为了提供相应的相位而固定在第一支架上，其中，每个模块复合体都分别由七个上下叠放的根据图1至图6的模块组成；
图10示出从侧面观察的图9的变流器的视图；
图11以另一侧视图方式示出图9和图10的变流器；并且
图12示出自下观察的图9至图11的变流器。
具体实施方式
图1至图6示出根据本发明的模块10的实施例，所述模块能够单独地或以上下叠放并组成模块复合体的方式应用在根据本发明的带有直流电压中间电路的变流器中，所述变流器用于将输入电压转换为具有预定振幅和频率的交变电压以控制图中未示出的单相或多相负载。
在附图中相同的元件被标注以相同的附图标记。
图1示出模块10的俯视图。所述模块10包括带有容纳面12的陶瓷制的散热器11。在图1的视图中，容纳面12与图平面平行延伸。在容纳面12上安设可导电区域21、22、23，在所述可导电区域上安设大量电子元器件24。电子元器件24例如是一个或多个半导体电路元件以及一个或多个二极管。通过容纳面12实现电子元器件相互间的连通。为此以本领域技术人员已知的方式借助导线(所谓的“接合线”)实现电子元器件的连通，所述导线要么使电子元器件24直接相互连接，要么使电子元器件24通过容纳面12上的可导电区域21、22、23相互连接。在模块10中电子元器件24这样相互连通，从而使电子元器件构成变流器的相位的支路。为此，电子元器件24例如可以在半桥电路中相互连通。
在由陶瓷材料构成的散热器11的容纳面12的两个相互对置的侧面上分别布置结构支架13、17。结构支架13、17在此在图1所示视图中在散热器11的侧边的整个长度上沿页面方向自上向下延伸。结构支架13、17沿垂直于容纳面12的方向、也即垂直于页面平面的方向从容纳面12突伸出来。由此，电子元器件24布置在构成在容纳面12与结构支架13、17之间的凹陷中。在所示图中，结构支架由此从图平面朝观察者的方向向外延伸。结构支架13、17的以附图标记44和45标注的区段构成面向观察者的用于相邻模块的接触区段。在结构支架13、17的相互对置的侧面上，结构支架13、17具有相适配的接触区段46、47，例如图2和图3的侧视图更清楚所示。
结构支架13、17的与容纳面12的平面垂直的厚度在15mm至20mm之间并且由此确定模块的“高度”，与其相较地，散热器11的在容纳面12的区域中与容纳面12的平面垂直的厚度在3mm至5mm之间。结构支架的厚度在图2中被标注为48，散热器在容纳面的区域中的厚度被标注为49。
在图1至图6中未示出设置在陶瓷制的散热器11中的通道，所述通道在容纳面的区域中(直线型、蛇形地、或其他形式地)延伸。在变流器运行时，所述通道为了冷却布置在容纳面12上的电子元器件24而被冷却介质、例如水穿流。在此所示的实施例中，冷却介质相对于散热器11的一个或多个通道的输入和输出通过所述两个布置在散热器的相互对置的侧面上的结构支架13、17完成。出于此目的，结构支架13具有入口收集通道14，并且结构支架17具有出口收集通道18。入口收集通道14和出口收集通道18垂直于容纳面12的平面延伸。在图中没有示出，入口收集通道14和出口收集通道18以适当的方式与散热器11的通道在流体技术上相连。在此符合目的的是，入口收集通道14和出口收集通道18的相应的体积远大于布置在散热器11的容纳面12的区域中的所述通道的体积，以便确保由电子元器件所形成的热量的良好排热。出于此目的，入口收集通道14和出口收集通道18可以在所涉及的结构支架13、17的内部与相应的空穴相连或向空穴过渡。
例如由图2和图3的侧视图所示，入口收集通道14和出口收集通道18在其下端部上具有两个从散热器11的主侧上突伸出来的管接件。所述管接件能够插入相邻模块的入口收集通道14和出口收集通道18的相应凹空中，从而构成模块复合体。为了密封两个相邻模块19之间的连接，入口收集通道14和出口收集通道18的管接件被相应的密封件39、40(例如O型密封圈)包围。密封件39、40能够挤压进所属入口收集通道和出口收集通道的相邻模块的相应凹空中。
在图1至图6所描绘的根据本发明的模块10的实施例中，结构支架13、17如散热器11一样由陶瓷材料一体式构成。这意味着，散热器11连同其容纳面12和结构支架13、17构成尤其不可拆的单元。
在另一种实施例中，结构支架13、17可以由与带有容纳面12的散热器11不同的材料构成。优选地，所述不同的材料是导热良好且机械稳定的。出于成本原因，例如提供了由铝或其他金属制成的结构支架13、17的设计方式。在结构方面，结构支架13、17则形状配合和/或摩擦接合地与带有容纳面12的散热器11相连。
为了使多个模块10-1、……、10-n(其中n原则上是任意数)能够相互连接成模块复合体100，结构支架13具有带有通孔16的固定区段15。通过相应的方式，结构支架17具有带有通孔20的固定区段19。仅示例性地使固定区段15、19置于相反的两侧。通孔16、19在结构支架13、17或者说结构支架13、17的固定区段15、19的整个高度或者说厚度上延伸。
由图7可知，图7示出带有例如n＝4个上下叠放的模块10-1、…、10-4的模块复合体100，螺纹杆103和105分别导引穿过通孔16和20。作为模块复合体100的外部限定，分别在最靠外的模块10-1和10-4的区域中布置了压板101和102，其中，螺纹杆103、105同样贯穿压板101、102。通过在螺纹杆103、105的两个相互对置的端部上旋拧的螺母104和106将模块10-1至10-4相互夹紧。
通过相应的方式由图7可知，多个模块10-1至10-4的相应的入口收集通道14在模块复合体100的整个厚度上延伸。通过相应的方式，多个模块10-1至10-4的出口收集通道18在模块复合体100的整个高度上延伸。利用附图标记107标注模块复合体的共同入口，并且利用附图标记108标注模块复合体100的共同出口。通过共同入口107在上部压板101上的布置和共同出口108在下部压板102上的布置能够确保的是，实现自不同模块10-1至10-4的电子元器件的均匀排热。
以下再次引用单独的模块10的设计方式和附图1-6。为了封闭在容纳面12与结构支架13、17之间构成的凹陷，在凹陷的两个开放侧面上分别设置密封板30、31。所述密封板30、31由绝缘材料、例如塑料制成。
多个控制接头25、26(分别呈多个触针的形式)贯穿密封板30。控制接头25、26在模块10外部与稍后描述的控制单元电连接且机械连接。通过控制接头25、26能够控制模块10的可控半导体开关元件。如图3最清楚所示，密封板30在其向上指向的端部上具有两个凸起41、42。所述凸起41、42能够机械嵌合在叠放在之上的模块的密封板的相应容纳部或接片中，以便确保对凹陷的体积的密封地封闭。此外由图3还清楚示出，控制接头25、26沿大致垂直于密封板30的平面的方向延伸出来。
第一供能接头33(例如负极)的板轨32、第二供能接头37(例如正极)的板轨36以及负载接头29的板轨27贯穿密封板31。如图2、4和5的侧视图可最清楚所示，在板轨32与36之间布置绝缘层35并且在板轨27与32之间布置绝缘层28。同样如上述侧视图所能示出的，板轨27、32和36在此处所示的实施例中以不同长度从散热器11的侧向延伸出来，其中，这些板轨平行于容纳面12的平面延伸。各自的接触面、也即第一供能接头33、第二供能接头37以及负载接头29相对于板轨27、32、36的延伸平面向下(也即在此朝容纳面12的方向)弯曲90°。通过所述“接片”则能够实现所涉及接头的电连接和/或机械连接。该设计方式仅为示例性的。
第一供能接头33和第二供能接头37分别具有大量通孔34、38，触针113在稍后要描述的支架110中被压入到这些通孔中。这可以在图10中被示意性示出。例如两个螺栓或螺销29A导引穿过负载接头29，从而能够通过未详细示出的、旋拧在螺栓或螺销上的导线连接在待供能的负载上。
供能接头33、37的板轨32、36和负载接头29的板轨27由金属、优选铜或铜合金制构成，相较而言，绝缘层28、35则由绝缘材料、例如聚碳酸酯Macrolon或聚乙烯(PE)构成。
如图1最清楚所示，板轨27的与负载接头29背离的端部与陶瓷制的散热器11的容纳面12上的可导电区域21相连。所述连接例如可以通过钎焊实现。通过相应的方式，第一和第二供能接头33、37的板轨32、36能够与陶瓷制的散热器11的容纳面12上的可导电区域21导电相连。
图7以立体图示出模块复合体100的示例性设计方式，其仅示例性地带有四个上下叠放的模块10-1、…、10-4，所述模块分别如图1至图6所描述构成。通过螺纹杆103和105的机械连接以及冷却介质的输入和输出已经被阐述。
由图7的立体图清楚示出，每个模块10-1至10-4的控制接头25、26都朝模块复合体100的相同侧面指向。通过相应的方式，负载接头29连同螺栓29A以及供能接头33、37布置在模块复合体100的另一侧面上。这样可以清楚示出，四个上下叠放的模块10-1至10-4的相应的供能接头33和37尤其位于共同的平面内，所述平面垂直于相应的模块10-1至10-4的容纳面12的平面地且垂直于板轨27、32、36的延伸方向地延伸。控制接头25、26所处的平面平行于负载接头29连同螺栓29A所处的平面。
如图7所示的模块复合体100用于例如控制未示出负载的一个相位。为此每个模块10-1至10-4的电子元器件借助控制电路被共同且平行控制，从而在负载接头29上能够使用相应的被供给该负载相位的负载电流。
由此，通过上下叠放的模块10的数量能够调整由模块复合体100实现的最大功率。
在另一种设计方式中还能实现的是，在不同的模块10-1至10-4的负载接头上连接一个或多个负载的不同相位。
图8以立体图示出当前例如带有七个上下叠放或相互堆叠的相同模块10-1、…、10-7的模块复合体100。利用附图标记120标注支架、例如印刷电路板，在所述支架上安设未示出的控制单元的部件。控制接头25、26通过相应的接触元件在图8中不可见的背侧上电接触且机械接触。支架120的定位通过布置在相应模块10(更确切地说在结构支架13)上的定位销43实现，所述定位销嵌入在支架120的相应的凹空121中。在支架120面向观察者的主侧上布置有控制单元的部件。
如该视图清楚所示，控制单元的支架120的主平面垂直于模块复合体100的模块10-1至10-7的容纳面12的平面布置。
在图9至图12中以不同视角示出根据本发明的变流器1的实施例，该变流器带有三个前述模块复合体100-1、100-2、100-3。在此，模块复合体100-1用于为未示出的负载的第一相位提供电流。通过相应的方法，模块复合体100-2为负载的第二相位提供电流，并且模块复合体100-3为负载的第三相位提供电流。变流器1例如是B6变流器。这意味着，每个模块复合体100-1、100-2、100-3都构成为半桥。每个模块复合体100-1、100-2、100-3的每个模块10的电子元器件则都并联。
每个模块复合体100-1仅示例性地具有七个(也即n＝7)上下叠放的模块，如结合图1至图6所述的模块。数量n当然也可以作其他选择。
如图9的俯视图所示，模块复合体100-1、100-2和100-3通过其负载接头29与已经提到过的支架110上的相应的触针113机械固定且电固定。这种能够借助冷焊实现的接触在图10的侧视图中被更清楚示出。在支架110的在图9中面向观察者的主侧上布置有导电层111。面状布置在支架110的主侧上的所述导电层111用于电屏蔽。
如图10和图11的侧视图所示，在支架110的另一主侧上布置有多个电容器112，所述电容器表现为所谓的中间电路电容器。清楚可见，支架110的主平面垂直于相应的模块复合体100-1、100-2、100-3的模块10的容纳面的平面，在所述主平面上布置有(并联的)中间电路电容器。
正如例如图12中自下观察的视图所示，每个模块复合体100-1、100-2、100-3通过各自的冷却循环被供给冷却介质。由此实现对所有模块复合体100-1、100-2、100-3的全部电子元器件的均匀冷却。
由图9和图10的视图特别清楚地示出，此处所遵循的原则实现了特别紧凑且尤其任意模块化构造的变流器1，所述原则如下：一个或多个相位的电子元器件布置在第一平面内，中间电路电容器布置在其主平面与各个模块的电子元器件的容纳面的平面垂直的支架上，并且控制单元布置在其主平面同样也垂直于容纳面的平面布置的支架上。
在此处所示的实施例中，所提到的三个平面分别相互垂直。在一种变型方案中还可以规定，模块复合体100-1、100-2和100-3相对于支架110的主平面旋转，从而使支架110的主平面与用于模块复合体100-1、100-2和100-3的相应控制单元的支架120-1、120-2和120-3的主平面平行。这仅需要在板轨32、36和27以及所配属的负载接头33、37和29的设计的区域中进行调整。
通过使用模块的陶瓷制的散热器实现这种紧凑且空间节约的布置。由于模块能够以任意数量上下叠放，可以通过并联来标定相应的模块复合体的功率。各个模块的堆放带来高效的装配，因为不需要在各个散热器的冷却接头方面的额外费用。此外，控制单元的排热可以通过支架120以及与结构支架13、17的端侧的直接接触实现。
此外，通过这些平面相互间的所述布置，基于较短的导线连接降低了寄生电感。由此尤其能够实现在相应模块中的小整流器(Kommutierungszelle)。可以通过阻尼电阻结合中间电路电容器112实现振荡倾向。所述阻尼电阻可以设置在相应的模块10的容纳面12上。
在模块复合体中多个模块并联的情况下，无论在模块复合体中的模块数量是多少，都仅需提供控制单元的一个驱动布局。优选地，提供呈欧洲规格的支架120(也即尺寸为100mmⅹ160mm)，从而通过多层式构造实现较短的用于使运行时间同步的线路途径。必要情况下，如果模块复合体的模块数量过少，也可以使各个插槽保持开放。控制单元的电子元器件发挥对各个模块低电感的、相同(也即同步)控制的作用。控制单元的简单装配通过与控制接头25、26的插接装配实现。支架120在结构支架13、17上的理想连接通过固定螺栓实现，以便形成有利于优化冷却的压紧力。固定螺栓在图8中以附图标记50标注。
基于板轨27、32和36能大面积地实施且相互平行导引的可能性，实现了寄生电感的符合期望的降低。此外还确保了大的载流性能，以便使损耗最小化。这实现的是，以高频方式接通电子元器件、尤其半导体开关元件。

Claims (19)

1.一种带有直流电压中间电路的变流器，用于将输入电压转换为具有预定振幅和频率的交变电压以控制单相或多相负载，所述变流器具有
-构造为能够相互堆叠的模块(10；10-1、……、10-7)，其中，每个模块(10；10-1、……、10-7)包括带有容纳面(12)的陶瓷制的散热器(11)，在所述容纳面上容纳有相位的电子元器件(24)，其中，陶瓷制的散热器(11)在容纳面(12)的区域中具有一个或多个通道，所述通道在变流器(1)运行时能够被冷却介质穿流；
-至少一个中间电路电容器(112)以及输入和输出侧的功率接头，所述中间电路电容器(112)和功率接头布置在第一支架(110)上，该第一支架的主平面垂直于容纳面(12)的平面布置；
-用于控制所述相位的电子元器件(24)的控制单元，其中，所述控制单元布置在第二支架(120)上，该第二支架的主平面垂直于容纳面(12)的平面布置。
2.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，至少在容纳面(12)的两个相互对置的侧面上分别布置结构支架(13、17)，其中，所述结构支架(13、17)沿垂直于容纳面(12)的方向越过容纳面(12)向外突伸，从而使电子元器件(24)位于在容纳面(12)与结构支架(13、17)之间构成的凹陷中，其中，结构支架(13、17)在其位于延伸方向上的端部上具有用于相邻模块(10；10-1、……、10-7)的接触区段(44、……、47)。
3.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，散热器(11)在容纳面(12)的区域中在垂直于容纳面(12)的平面的方向上的厚度在3mm至5mm之间。
4.根据权利要求2所述的变流器，其特征在于，结构支架(13、17)在垂直于容纳面(12)的平面的方向上的厚度在15mm至20mm之间。
5.根据权利要求2所述的变流器，其特征在于，冷却介质能够通过一个或多个结构支架(13、17)输入散热器(11)的一个或多个通道中并且从所述通道中输出。
6.根据权利要求5所述的变流器，其特征在于，在一个或多个结构支架(13、17)中设置垂直于容纳面(12)的平面延伸的、用于将冷却介质输入一个或多个通道的入口收集通道(14)和垂直于容纳面(12)的平面延伸的、用于冷却介质输出的出口收集通道(18)，其中，入口收集通道(14)和出口收集通道(18)的相应体积远大于布置在容纳面(12)的区域中的一个或多个通道的体积。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的变流器，其特征在于，结构支架(13、17)由陶瓷材料制成且与带有容纳面(12)的散热器(11)一体式构成。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的变流器，其特征在于，结构支架(13、17)由与带有容纳面(12)的散热器(11)不同的材料构成，并且与散热器形状配合和/或摩擦接合地相连。
9.根据权利要求2所述的变流器，其特征在于，为了封闭所述凹陷而在凹陷的两侧上分别设置密封板(30、31)，所述密封板包括用于控制接头或供能和负载接头的贯穿口。
10.根据权利要求9所述的变流器，其特征在于，控制接头穿过所述密封板中的第一密封板(30)，其中，控制接头在模块(10；10-1、……、10-7)外部与第二支架(120)通过插塞连接而机械连接且电连接。
11.根据权利要求9所述的变流器，其特征在于，供能接头和负载接头穿过所述密封板中的第二密封板(31)，其中，供能接头在模块(10；10-1、……、10-7)外部与第一支架(110)的第一主侧机械连接且电连接。
12.根据权利要求11所述的变流器，其特征在于，一个或多个中间电路电容器(112)布置在第一支架(110)的第二主侧上。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的变流器，其特征在于，第一和第二供能接头通过上下相叠布置的且利用绝缘层(35)相互隔离的板轨(32、36)构成。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的变流器，其特征在于，负载接头设计为被导引越过供能接头的板轨(32、36)且利用绝缘层(28)与供能接头的板轨隔离的其他板轨(27)。
15.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，多个上下相叠布置的模块(10；10-1、……、10-7)机械相连，以便构成模块复合体(100-1、100-2、100-3)。
16.根据权利要求15所述的变流器，其特征在于，所述变流器包括在数量上与相位的数量相对应的模块复合体(100-1、100-2、100-3)。
17.根据权利要求15或16所述的变流器，其特征在于，各个模块复合体(100-1、100-2、100-3)与共同的第二支架(120-1、120-2、120-3)相连。
18.根据权利要求15或16所述的变流器，其特征在于，各个模块复合体(100-1、100-2、100-3)与第一支架(110)相连。
19.根据权利要求17所述的变流器，其特征在于，各个模块复合体(100-1、100-2、100-3)与第一支架(110)相连。
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