CN112217402A - 一种高压变频电源功率单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高压变频电源功率单元，包括结构分离的IGBT组件和电容组件，其中，电容组件包括电容及与电容连接的电容侧母排，IGBT组件包括熔断器、整流侧铜排、电阻、整流二极管、IGBT侧母排、IGBT、控制板卡组件、真空断路器和散热器，其中，整流二极管、IGBT和电阻固定于散热器表面，熔断器通过整流侧铜排与整流二极管连接，真空断路器位于IGBT上部，控制板卡组件位于散热器背面，电容组件和IGBT组件通过电容侧母排和IGBT侧母排实现电气连接。此种功率单元将IGBT组件和电容组件结构分离，结构紧凑，便于模块化组装和运输。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型结构的高压变频电源功率单元。
背景技术
在工业领域，高压变频电源系统具备频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波(无失真)等特点，在船舶岸边用电具备明显优势，是未来发展的一个重要方向。
高压变频电源是非常好的稳压、调频的设备。在实际工程中，发电厂发出的电力是具有一定限制的。在用电高峰超过其负荷能力时，供电部门就要采用降压供电，这就是导致整个电网形成欠压；在用电低峰时负载很轻，这样会使电网电压升高而导致整个电网形成过压；当电网功率因数过低时，供电部门就采用加入或切断并入电网的电容器来调节功率因数，这时会在电网中激起尖峰电压。高压变频电源利用开关的导通和关断，将该电压截成矩形波，即把高能量切割成无数个低能量传递到输出端，输出端会通过输出电压高低对输入端进行反馈，达到稳定输出电压的目的。因此高压变频电源系统装置一经开发即成为一个新的研究热点。
高压变频电源功率单元作为高压变频电源系统的核心器件，对整个高压变频电源系统的性能起到决定性的作用。
目前，市场上在用的高压变频电源产品普遍将高压变频电源功率单元安装于集装箱内，存在接线相对复杂、功率单元不易搬运，水冷散热器发生漏水导致水进入功率单元内部等一系列问题，有待改进。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种高压变频电源功率单元，其将IGBT组件和电容组件结构分离，结构紧凑，便于模块化组装和运输。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种高压变频电源功率单元，包括结构分离的IGBT组件和电容组件，其中，电容组件包括电容及与电容连接的电容侧母排，IGBT组件包括熔断器、整流侧铜排、电阻、整流二极管、IGBT侧母排、IGBT、控制板卡组件、真空断路器和散热器，其中，整流二极管、IGBT和电阻固定于散热器表面，熔断器通过整流侧铜排与整流二极管连接，真空断路器位于IGBT上部，控制板卡组件位于散热器背面，电容组件和IGBT组件通过电容侧母排和IGBT侧母排实现电气连接。
上述散热器采用防溢水结构。
上述控制板卡组件光纤侧还设有光纤屏蔽板。
上述熔断器位于功率单元主体外侧。
上述电容侧母排和IGBT侧母排通过螺钉连接。
上述IGBT组件固定于集装箱绝缘梁上，电容组件固定在IGBT组件上。
上述整流二极管、IGBT和电阻的安装面均涂覆导热硅脂。
采用上述方案后，本发明具有以下特点：
(1)电容组件与IGBT组件分离，一方面电容组件便于扩容，IGBT组件不变，另一方面可分离搬运，避免整体过重带来的不便；
(2)散热器通过散热器水口侧两边增加凸槽实现防溢水功能，可保证现场出现散热器渗水时，水可按照预设的路径排出，避免进入功率单元内部带来短路等严重故障；
(3)光纤出口增加屏蔽板结构，起到防灰和电磁屏蔽的作用；
(4)熔断器位于功率单元外侧，方便更换熔断器。
附图说明
图1是本发明高压变频电源功率单元的左视图示意图；
图2是本发明中电容组件示意图；
图3是本发明的IGBT组件左视图示意图；
图4是本发明中IGBT组件右视图示意图；
图5是本发明的IGBT组件正面示意图；
图6是本发明中散热器示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
如图1至图5所示，本发明提供一种高压变频电源功率单元，包括电容201、电容侧母排202、熔断器301、整流侧铜排302、电阻303、整流二极管304、IGBT侧母排305、IGBT 306、控制板卡组件401、真空断路器501、散热器502、光纤屏蔽板503，其中，整流二极管304、IGBT306和电阻303固定于散热器502表面，熔断器301通过整流侧铜排302与整流二极管304连接，真空断路器501位于IGBT 306上部，控制板卡组件401位于散热器502背面，光纤屏蔽板503位于控制板卡组件401光纤侧。电容201和电容侧母排202组成电容组件102；熔断器301、整流侧铜排302、电阻303、整流二极管304、IGBT侧母排305、IGBT 306、控制板卡组件401、真空断路器501、散热器502、光纤屏蔽板503组成IGBT组件101；电容组件102和IGBT组件101通过电容侧母排202和IGBT侧母排305实现电气连接。
在工程应用中，一套高压变频电源包括多个功率单元，具体数量由电压等级确定，功率单元分别分为A、B、C 3相，3相高压变频电源功率单元分别放置在三层。
如图1所示，IGBT组件和电容组件在装配阶段属于两套独立的组件装配，在集装箱装配阶段，先将IGBT组件101固定到集装箱绝缘梁上，电容组件102则固定到IGBT组件101上，通过螺钉将电容侧母排202和IGBT侧母排305连接起来。
本发明在安装时，首先，将整流二极管304、电阻303和IGBT 306通过螺钉固定到散热器502，其中安装前需要在整流二极管304、电阻303和IGBT 306的安装面涂导热硅脂，将IGBT侧母排305固定到整流二极管304和IGBT 306表面，将整流侧铜排302固定到整流二极管304上，将熔断器301固定到整流侧铜排302上，此步完成散热器组件101的安装。
其次，将控制板卡组件401固定到壳体上，工人根据图纸对应的安装绝缘螺柱和绝缘螺钉。同时，完成控制板卡组件401内部之间的电气连线，将光纤屏蔽板503固定到壳体外侧，然后完成内部驱动线、取能线、测试线的连接，此步完成控制板卡盒体的组装。
再次，将散热器组件与功率单元的钣金件固定到一起，形成功率单元的基础组件。
然后，将电容201固定到相应钣金件上，将电容侧母排202固定到电容201上，完成电容组件102的安装。
最后，将IGBT组件101固定于集装箱绝缘横梁上，然后将电容组件102固定到IGBT组件101预留好的限位横梁上。通过螺钉将电容侧母排202和IGBT侧母排305连接起来，整个高压变频电源功率单元装配工作结束。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高压变频电源功率单元，其特征在于：包括结构分离的IGBT组件和电容组件，其中，电容组件包括电容及与电容连接的电容侧母排，IGBT组件包括熔断器、整流侧铜排、电阻、整流二极管、IGBT侧母排、IGBT、控制板卡组件、真空断路器和散热器，其中，整流二极管、IGBT和电阻固定于散热器表面，熔断器通过整流侧铜排与整流二极管连接，真空断路器位于IGBT上部，控制板卡组件位于散热器背面，电容组件和IGBT组件通过电容侧母排和IGBT侧母排实现电气连接。
2.如权利要求1所述的一种高压变频电源功率单元，其特征在于：所述散热器采用防溢水结构。
3.如权利要求1所述的一种高压变频电源功率单元，其特征在于：所述控制板卡组件光纤侧还设有光纤屏蔽板。
4.如权利要求1所述的一种高压变频电源功率单元，其特征在于：所述熔断器位于功率单元主体外侧。
5.如权利要求1所述的一种高压变频电源功率单元，其特征在于：所述电容侧母排和IGBT侧母排通过螺钉连接。
6.如权利要求1所述的一种高压变频电源功率单元，其特征在于：所述IGBT组件固定于集装箱绝缘梁上，电容组件固定在IGBT组件上。
7.如权利要求1所述的一种高压变频电源功率单元，其特征在于：所述整流二极管、IGBT和电阻的安装面均涂覆导热硅脂。
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| CN (1) | CN112217402A (zh) |
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