CN109638854A - 一种紧凑型水冷svg功率模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紧凑型水冷SVG功率模组，包括由若干块壳板构成的箱体、电容组件、IGBT组件、水冷散热器、中间隔板以及叠层母排，电容组件设置在箱体上的其一壳板上，所述电容组件设置在水冷散热器的一侧并且中间隔板设置在电容组件以及水冷散热器之间，所述IGBT组件设置在水冷散热器上并且与电容组件相背离的一侧，叠层母排一端与电容组件连接，叠层母排的另一端延伸至IGBT组件上并与IGBT组件连接；本设计合理地排布各个部件在内腔中，起到有效的散热效果，极大优化了布局方式，使得结构更加紧凑，节省了空间，同时，能够根据电气运行特性，进行保护隔离，使得互不干扰，并且也降低故障引起爆炸时造成的损害。
Description
技术领域
本发明涉及电气领域，特别是一种SVG功率模组。
背景技术
目前，静止无功发生器(SVG)按冷却方式可分为风冷和水冷两种，水冷SVG具有防护高、散热器强等特点，特别适用于风沙大、盐雾高、高温高湿等较恶劣环境下，相比于风冷SVG具有显著优势。现今，SVG模块化结构是目前SVG产品普遍采用的型式，而水冷功率模块是水冷SVG的核心组成部分，其整体体积大小及散热效果将直接影响到SVG功率模组整体的设计及正常运行，而如何将水冷散热器结合到SVG功率模组内，是现今需要攻克的难题，目前大部分水冷SVG功率模块存在体积大、维护难、无有效防水措施、高低压进出端无明确区分、防护能力低等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种合理布置电气元件以达到安全防护、结构紧凑的水冷SVG功率模组。
本发明采用的技术方案是：
一种紧凑型水冷SVG功率模组，包括由若干块壳板构成的箱体、电容组件、IGBT组件、水冷散热器、中间隔板以及叠层母排，电容组件设置在箱体上的其一壳板上，所述电容组件设置在水冷散热器的一侧并且中间隔板设置在电容组件以及水冷散热器之间，所述IGBT组件设置在水冷散热器上并且与电容组件相背离的一侧，叠层母排一端与电容组件连接，叠层母排的另一端从水冷散热器的一侧延伸至IGBT组件上并与IGBT组件连接。
所述箱体由底壳、顶壳、前壳、后壳以及至少两块侧壳围合而成并且内部形成能够容置IGBT组件、电容组件、水冷散热器以及叠层母排的内腔，前壳的侧边与后壳的侧边通过至少一块侧壳连接。
还包括控制板以及安装隔板，所述控制板设置在IGBT组件的一侧并且与IGBT组件连接，安装隔板设置在控制板与IGBT组件之间。
所述电容组件设置在其一侧壳上，所述水冷散热器设置在电容组件的上方并且与中间隔板连接，所述IGBT组件设置在水冷散热器的上方，而控制板设置在IGBT组件的上方。
至少一块侧壳与箱体可拆卸地连接。
所述顶壳与箱体可拆卸地连接。
所述后壳上设置有从内腔穿过后壳延伸至外部的功率母排，所述IGBT组件的输入端或输出端通过功率母排与外部电源或负载连接，所述前壳上设置有从内腔穿过前壳延伸至外部的检测控制端口以及冷却液输送端口，检测控制端口与功率母排和/或叠层母排连接，水冷散热器与冷却液输送端口连接。
所述冷却液输送端凸出于前壳的外表面。
所述安装隔板上设置有安装腔，所述控制板设置在安装腔内并且通过灌胶封装。
所述顶壳和/或前壳和/或后壳和/或侧壳设置有散热孔。
本发明的有益效果：
本发明SVG功率模组，在箱体的内部，基于水冷散热器需主要对IGBT组件进行散热，通过中间隔板分隔水冷散热器以及电容组件，IGBT组件设置在水冷散热器上利用水冷散热器散热，而叠层母排则延伸到IGBT组件以及电容组件上进行连接，而当电容组件出现故障时，中间隔板以至水冷散热器都能够对电容组件进行有效隔离，防止影响到IGBT组件，本设计结合各个部件的特性，合理地排布各个部件在内腔中，起到有效的散热效果，极大优化了布局方式，使得结构更加紧凑，节省了空间，同时，能够根据电气运行特性，进行保护隔离，使得互不干扰，并且也降低故障引起爆炸时造成的损害。
此外，控制板通过安装隔板与IGBT组件隔离，相当于将箱体内腔分成三个相对独立的空间，进一步地，控制板位于上方，顶壳可拆卸，从而便于工作人员打开顶壳后进行操作，而其一侧壳也可以拆卸，便于对IGBT组件以及电容组件进行接线或者维修。
进一步地，IGBT部件的输入端或输出端通过功率母排与外部电源或负载连接，传输高压的母排设置在后壳上，而属于低压部分，与控制板连接的检测控制端口以及与与水冷散热器连接的冷却液输送端口设置在前壳部分，前壳与后壳相对，能够实现有效的隔离。
而安装隔板上设置有安装腔，所述控制板设置在安装腔内并且通过灌胶封装，极大的提高了控制板在高温高湿、高盐雾等恶劣工况下的可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明水冷SVG功率模组其一角度的立体示意图。
图2是本发明水冷SVG功率模组另一角度的立体示意图。
图3是本发明水冷SVG功率模组其一角度的内部结构示意图。
图4是本发明水冷SVG功率模组另一角度的内部结构示意图。
图5是本发明水冷SVG功率模组的内部结构侧视图。
具体实施方式
如图1-图5所示，本设计水冷SVG功率模组，包括由若干块壳板构成的箱体1、电容组件2、IGBT组件3、水冷散热器4、中间隔板5以及叠层母排6，其中，此处箱体的形状可以是三棱柱、长方体等等，箱体1由底壳11、顶壳12、前壳13、后壳14以及至少两块侧壳15围合而成并且内部形成能够容置IGBT组件3、电容组件2、水冷散热器4以及叠层母排6的内腔16，前壳13的侧边与后壳14的侧边通过至少一块侧壳15连接，而顶壳12和/或前壳13和/或后壳14和/或侧壳15设置有散热孔17，而箱体1除了散热孔17外，内腔16处于相对封闭的状态。
电容组件2设置在箱体1上的其一壳板上，电容组件2设置在水冷散热器4的一侧并且中间隔板5设置在电容组件2以及水冷散热器4之间，IGBT组件3设置在水冷散热器4上并且与电容组件2相背离的一侧，叠层母排6一端与电容组件2连接，叠层母排6的另一端延从水冷散热器4的一侧伸至IGBT组件3上并与IGBT组件3连接。
此处的电容组件2包括若干个电容，并且呈行列分布，在内腔16中设置一基板，基板上设置有若干电容安装孔对各个电容进行固定，水冷散热器4沿顶壳长度方向安装在中间隔板上，而IGBT组件3则沿顶壳长度方向装载在水冷散热器4上，为了解决接线问题，实用叠层母排延伸来分别与IGBT组件3以及电容组件2连接。
在箱体1的内部，基于水冷散热器4需主要对IGBT组件3进行散热，通过中间隔板分隔水冷散热器4以及电容组件2，IGBT组件3设置在水冷散热器4上利用水冷散热器4散热，而叠层母排6则延伸到IGBT组件3以及电容组件2上进行连接，而当电容组件2出现故障时，中间隔板以至水冷散热器4都能够对电容组件2进行有效隔离，防止影响到IGBT组件3，本设计结合各个部件的特性，合理地排布各个部件在内腔16中，起到有效的散热效果，极大优化了布局方式，使得结构更加紧凑，节省了空间，同时，能够根据电气运行特性，进行保护隔离，使得互不干扰，并且也降低故障引起爆炸时造成的损害。
此外，如图3-图5所示，还包括控制板7以及安装隔板8，所述控制板7设置在IGBT组件3的一侧并且与IGBT组件3连接，安装隔板8设置在控制板7与IGBT组件3之间，同时控制板7上还连接有放电电阻等部件。
而进一步地，电容组件2设置在其一侧壳15上，所述水冷散热器4设置在电容组件2的上方并且与中间隔板8连接，所述IGBT组件3设置在水冷散热器4的上方，而控制板7设置在IGBT组件3的上方，从而形成从上至下的分层分布，中间隔板8既起到隔离作用，也起到对水冷散热器支撑作用，使得结构更加紧凑。并且至少一块侧壳15与箱体1可拆卸地连接，顶壳12与箱体1可拆卸地连接，此处可拆卸的方式可以是螺钉、倒扣、弹性插销中的一种或者多种。
控制板7通过安装隔板8与IGBT组件3隔离，相当于将箱体1内腔16分成三个相对独立的空间，进一步地，控制板7位于上方，顶壳12可拆卸，从而便于工作人员打开顶壳12后进行操作，而其一侧壳15也可以拆卸，便于对IGBT组件3以及电容组件2进行接线或者维修。
本设计合理布局电容组件2、叠层母排6、IGBT组件3、水冷散热器4、放电电阻、控制板7等主要元件，将整个模组分为相对独立的三个空间，每个空间自身及空间之间相对独立但又彼此协同，极大的优化了整个功率模组的布局方式、提升整个功率密度，减少占地面积；
而箱体1的顶壳12及侧壳15可独立拆卸，不用拆卸整个模块的情况下就可以实现内部重要元件的维护和更换；
后壳14上设置有从内腔16穿过后壳14延伸至外部的功率母排31，所述IGBT组件3的输入端或输出端通过功率母排31与外部电源或负载连接，所述前壳13上设置有从内腔16穿过前壳13延伸至外部的检测控制端口71以及冷却液输送端口41，检测控制端口71与功率母排31和/或叠层母排6连接，水冷散热器4与冷却液输送端口41连接。
其中，水冷散热器4的冷却液输送端口41高出水冷散热器4的端面，水冷散热器4安装到箱体1上之后，冷却液输送端口41凸出机箱前表面，采用简单措施最大限度降低冷却液潜在泄露点对带电部位的影响，提高整机可靠性；
同时，IGBT部件3的输入端或输出端通过功率母排31与外部电源或负载连接，传输高压的母排设置在后壳14上，而属于低压部分，与控制板7连接的检测控制端口71以及与与水冷散热器4连接的冷却液输送端口41设置在前壳13，此处检测控制端口71包括接收外部控制信号的传输端口以及检测功率模组运行情况的交直流检测端口，前壳13与后壳14相对，能够实现有效的隔离；
在单个部件出现严重故障引起的着火、电容炸裂等情况下可以进行有效隔离，同时外壳也提高了模块内部元器件的防护能力。
除此之外，安装隔板8上设置有安装腔81，控制板7设置在安装腔81内并且通过灌胶封装。对于控制板此类自身防护力较低的元件，将控制板采用灌封胶灌封，极大的提高了控制板在高温高湿、高盐雾等恶劣工况下的可靠性。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于,包括由若干块壳板构成的箱体、电容组件、IGBT组件、水冷散热器、中间隔板以及叠层母排，电容组件设置在箱体上的其一壳板上，所述电容组件设置在水冷散热器的一侧并且中间隔板设置在电容组件以及水冷散热器之间，所述IGBT组件设置在水冷散热器上并且与电容组件相背离的一侧，叠层母排一端与电容组件连接，叠层母排的另一端从水冷散热器的一侧延伸至IGBT组件上并与IGBT组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于：所述箱体由底壳、顶壳、前壳、后壳以及至少两块侧壳围合而成并且内部形成能够容置IGBT组件、电容组件、水冷散热器以及叠层母排的内腔，前壳的侧边与后壳的侧边通过至少一块侧壳连接。
3.根据权利要求2所述的一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于：还包括控制板以及安装隔板，所述控制板设置在IGBT组件的一侧并且与IGBT组件连接，安装隔板设置在控制板与IGBT组件之间。
4.根据权利要求3所述的一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于：所述电容组件设置在其一侧壳上，所述水冷散热器设置在电容组件的上方并且与中间隔板连接，所述IGBT组件设置在水冷散热器的上方，而控制板设置在IGBT组件的上方。
5.根据权利要求4所述的一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于：至少一块侧壳与箱体可拆卸地连接。
6.根据权利要求4所述的一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于：所述顶壳与箱体可拆卸地连接。
7.根据权利要求3所述的一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于：所述后壳上设置有从内腔穿过后壳延伸至外部的功率母排，所述IGBT组件的输入端或输出端通过功率母排与外部电源或负载连接，所述前壳上设置有从内腔穿过前壳延伸至外部的检测控制端口以及冷却液输送端口，检测控制端口与功率母排和/或叠层母排连接，水冷散热器与冷却液输送端口连接。
8.根据权利要求3所述的一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于：所述冷却液输送端凸出于前壳的外表面。
9.根据权利要求3所述的一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于：所述安装隔板上设置有安装腔，所述控制板设置在安装腔内并且通过灌胶封装。
10.根据权利要求2所述的一种紧凑型水冷SVG功率模组，其特征在于：所述顶壳和/或前壳和/或后壳和/或侧壳设置有散热孔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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