CN201063527Y - 大功率高压变频逆变装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大功率高压变频逆变装置，其特征在于，由壳体、支撑电容器、把手、PCB盒、逆变单元、输入输出四极一次插件组成，逆变单元设于壳体内的后端，与设于壳体外的输入输出四极一次插件连接，支撑电容器和PCB盒并排设于壳体内的前端，逆变单元分别与支撑电容器和PCB盒连接，把手设于壳体前板面上。本实用新型的优点是便于散热，结构紧凑、容易装配与维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种大功率高压变频逆变装置，尤其涉及一种结构紧凑、容易装配与维护，用于大功率高压变频调速装置中的功率逆变单元，属于大功率高压变频调速装置技术领域。
背景技术
目前，国内变频调速系统的研究非常活跃，但是在产业化方面还不是很理想，市场的大部分还是被国外公司所占据。
高压变频调速系统虽然是一种非常高效的调速装置，但是在运行中，仍然有2％-4％左右的损耗，这些损耗都变成热量，最终耗散在大气中。原因在于高压变频器发热的绝大部分是由各功率装置的损耗功率所引起，而且功率开关器件本身对温度比较敏感，温度的变化会影响器件的开通和关断过程，影响高压变频器的工作性能。当温升过高时，甚至会导致功率开关器件永久损坏，从而使变频器无法工作。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种提供一种结构紧凑、容易装配与维护，用于大功率高压变频调速装置中的逆变装置。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种大功率高压变频逆变装置，其特征在于，由壳体、支撑电容器、把手、PCB盒、逆变单元、输入输出四极一次插件组成，逆变单元设于壳体内的后端，与设于壳体外的输入输出四极一次插件连接，支撑电容器和PCB盒并排设于壳体内的前端，逆变单元分别与支撑电容器和PCB盒连接，把手设于壳体前板面上。
所述的逆变单元由交流输出单元铜排、功率逆变单元散热器、绝缘栅双极晶体管模块、吸收电容器、直流母线铜排、二次插件组成，功率逆变单元散热器基板表面上以两个四极一次插件的中心轴为对称轴，对称设有绝缘栅双极晶体管模块，输入输出四极一次插件与绝缘栅双极晶体管模块之间通过交流输出单元铜排和直流母线铜排连接，每个绝缘栅双极晶体管模块分别与吸收电容器连接，二次插件设于功率逆变单元散热器一端。
所述的壳体为抽屉式插拔结构，壳体内部的宽度与功率逆变单元散热器的宽度一致，两侧设有滑道，底部设有轨道，壳体在每个单元下部设有进风口，在后部设有出风口。
本实用新型为抽屉式插拔结构，壳体内部的宽度与功率逆变单元散热器的宽度一致，采用输入输出一次插件，壳体内的功率逆变单元散热器基板表面只安装绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块，且每个绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块均有自己单独的吸收电容器与之相连接，壳体在每个单元下部开有进风口，在后部开有出风口，故整个单元结构可以有效地形成一个风道系统，并将功率逆变单元散热器置于出风口与进风口间，随之在功率逆变单元散热器的翅片形成风道，从后面对整个散热系统进行抽风散热，以使安装于功率逆变单元散热器基板表面的绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块得到充分冷却降温。
本实用新型的独有优点是：
1.统一标准的抽屉式结构，壳体采用高压绝缘材料一次模压成型，既保证了高电压绝缘强度和工艺一致性，且保证抽屉式壳体可互换使用；
2.方便的插拔式结构：功率逆变单元为插拔式结构，壳体中采用输入输出一次插件，壳体采用了滑道和单元轨道滑轮进行支撑连接，与柜体实现了插拔连接，壳体前面板还安装有单元把手，方便各部件的插拔；
3.高标准的互换性：采用模块化结构，同一变频器内的所有功率逆变单元可以在不进行任何改动的情况下互换，同时，维修也非常方便；
4.独立的散热系统：为使绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块达到更佳的散热效果，故绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块有自己独立使用的功率逆变单元散热器，使其提供适合的散热功率；
5.优良散热效果的风道系统：由于本实用新型采用了一次模压成型的抽屉式结构，且在下部开有进风口，在后部开有出风口，故整个单元结构可以有效地形成一个风道系统，并将功率逆变单元散热器置于出风口与进风口间，随之在功率逆变单元散热器的翅片形成风道，从后面对整个散热系统进行抽风散热，以使安装于散热器表面的绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块得到充分冷却降温，严格控制功率器件的温升不超过额定值，以满足器件在额定的温度范围内正常工作；
6.采用直流母线铜排结构，可以有效的减少寄生电感，同时，借助四极一次插件连接铜排的厚度形成正负母线铜排之间的绝缘间隙，既方便了安装，又达到了绝缘耐压要求；为防止煤灰等粉尘进入母线铜排之间的间隙，特别利用特富龙涂料对母线铜排边缘做了密封处理；
7.对称式的绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块安装：整流后的直流输入与绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块完全对称地排布，可以有效降低其分布电感。故将绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块以两个四极一次插件的中心轴为对称轴，对称排布于散热器上，这样就使绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块分别到各自连接的直流正负极的距离完全相同，起到了很好的均流效果，同时降低了分布电感。
8.做为负极的散热器：将功率逆变单元散热器做为负极连接到单元中，可以起到抗电磁兼容的重要作用。
附图说明
图1为大功率高压变频逆变装置结构示意图；
图2为逆变单元结构示意图；
图3为壳体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例
如图1所示，为大功率高压变频逆变装置结构示意图，所述的大功率高压变频逆变装置由壳体1、支撑电容器2、把手3、PCB盒4、逆变单元5、输入输出四极一次插件6组成，逆变单元5安装在壳体1内的后端，与设于壳体1外的输入输出四极一次插件6连接，支撑电容器2和PCB盒4并排安装在壳体1内的前端，使用螺丝连接，逆变单元5分别与支撑电容器2和PCB盒4连接，把手3安装在壳体1前板面上。
如图2所示，为逆变单元结构示意图，所述的逆变单元5由交流输出单元铜排7、功率逆变单元散热器8、绝缘栅双极晶体管模块9、吸收电容器10、直流母线铜排11、二次插件12组成。
功率逆变单元散热器8基板表面上以两个四极一次插件6的中心轴为对称轴，对称通过螺丝安装绝缘栅双极晶体管模块9，这样就使绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块9分别到各自连接的直流正负极的距离完全相同，降低了分布电感，输入输出四极一次插件6与绝缘栅双极晶体管模块9之间通过交流输出单元铜排7和直流母线铜排11连接，每个绝缘栅双极晶体管模块9分别与吸收电容器10连接，二次插件12设于功率逆变单元散热器8一端。
功率逆变单元散热器8由铝材料加工而成，不仅满足散热要求，而且体重较轻；
交流输出单元铜排7采用3mm厚的紫铜板加工而成，加工前退火处理，加工完成后表面镀镍。采用这种铜排连接方式，连接输入输出四极一次插件6与绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块9的交流输出；
采用直流母线铜排11结构，可以有效的减少寄生电感，同时，借助四极一次插件连接铜排的厚度形成正负母线铜排之间的绝缘间隙，既方便了安装，又达到了绝缘耐压要求。
如图3所示，为壳体结构示意图，所述的壳体1为抽屉式插拔结构，采用高压绝缘材料一次模压成型，既保证了高电压绝缘强度和工艺一致性，且保证抽屉式壳体可互换使用，壳体1内部的宽度与功率逆变单元散热器8的宽度一致，两侧设有滑道13，底部设有轨道14，在壳体1内采用轨道滑道结构，不仅对功率单元起到支撑作用，还能够满足单元插拔结构的要求，壳体1在每个单元下部设有进风口15，在后部设有出风口16。在壳体1内采用轨道滑道结构，不仅对功率单元起到支撑作用，还能够满足单元插拔结构的要求。
工作时，将本实用新型安装在大功率高压变频调速装置中，将整流装置提供的整流后的直流电，使用输入输出四极一次插件6引入功率逆变单元内，并通过直流母线铜排11连接到绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块4，支撑电容器2、吸收电容器10与绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块4相连接，在完成逆变过程后，通过与绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块9相连接的交流输出铜排7，将绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块9逆变后的单相变频交流通过输入输出四极一次插件6输出功率逆变单元，实现单相变频交流输出。
Claims (3)
1.一种大功率高压变频逆变装置，其特征在于，由壳体(1)、支撑电容器(2)、把手(3)、PCB盒(4)、逆变单元(5)、输入输出四极一次插件(6)组成，逆变单元(5)设于壳体(1)内的后端，与设于壳体(1)外的输入输出四极一次插件(6)连接，支撑电容器(2)和PCB盒(4)并排设于壳体(1)内的前端，逆变单元(5)分别与支撑电容器(2)和PCB盒(4)连接，把手(3)设于壳体(1)前板面上。
2.根据权利要求1所述的大功率高压变频逆变装置，其特征在于，所述的逆变单元(5)由交流输出单元铜排(7)、功率逆变单元散热器(8)、绝缘栅双极晶体管模块(9)、吸收电容器(10)、直流母线铜排(11)、二次插件(12)组成，功率逆变单元散热器(8)基板表面上以两个四极一次插件(6)的中心轴为对称轴，对称设有绝缘栅双极晶体管模块(9)，输入输出四极一次插件(6)与绝缘栅双极晶体管模块(9)之间通过交流输出单元铜排(7)和直流母线铜排(11)连接，每个绝缘栅双极晶体管模块(9)分别与吸收电容器(10)连接，二次插件(12)设于功率逆变单元散热器(8)一端。
3.根据权利要求1所述的大功率高压变频逆变装置，其特征在于，所述的壳体(1)为抽屉式插拔结构，壳体(1)内部的宽度与功率逆变单元散热器(8)的宽度一致，两侧设有滑道(13)，底部设有轨道(14)，壳体(1)在每个单元下部设有进风口(15)，在后部设有出风口(16)。
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