CN201590749U - 插框式功率模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种插框式功率模块，包括散热器、贴合在散热器上的功率模块组件，其特征在于，散热器包括散热器主体，在散热器主体一侧连接有三面围蔽的框架，所述框架包括两侧的固定板、在两块固定板之间连接的封板，固定板与封板之间形成围蔽空间，与散热器主体连接的多个散热片设置在围蔽空间内，散热片沿固定板内壁顺次间隔排布，散热片之间的间隙与外界联通形成风道。本实用新型提供一种简化模块结构、重量轻、不易造成IGBT损坏、散热性能好、易维护的插框式功率模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变频器，尤其涉及一种变频器的插框式功率模块。
背景技术
目前，在风能产品中，随着客户对风能产品的熟悉和了解，要求变频器的尺寸越来越小，功率模块作为变频器的核心部分，这就要求模块单元要具有很高的电流密度，电流密度的越高对风能产品的散热要求也越高。目前大的变频器功率模块主要分为两大类：
一类为大模块结构，此模块为三相模块，包含U、V、W三相功率单元和母线电容单元以及风机单元，此模块较重，现场维护和运输非常困难，并且维护成本较高，对于模块里面的器件损坏，需要整个模块维护。
另外一类变频器功率模块分为六相模块，每相模块包括功率模块和电容模块两部分，所以变频器功率模块的体积大、重量较重，维护起来较麻烦。并且每相模块与其他器件之间是靠铜排固定连接的，而铜排与IGBT固定连接，这样的结构很容易因为机械应力损坏IGBT。由于功率模块中IGBT发热量很大，系统要求风冷冷却，但风冷冷却系统功率管的利用率较低，只能达到风冷冷却系统功率管功率的30％左右，因此，为满足需求，风冷冷却系统功率管就要选择较大的管子，与风冷冷却系统功率管配合的散热器体积也就相对较大，也造成整个变频器功率模块占用空间较大。另外，由于散热器的散热片直接处于机柜内的环境中，空气缺乏流动性，不利于散热。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术中整个模块体积较大、重量较重不利于维护，以及在系统中的固定容易损坏IGBT的问题，提供一种简化模块结构、重量轻、不易造成IGBT损坏、散热性能好、易维护的插框式功率模块。
本实用新型通过以下技术方案来解决上述技术问题：一种插框式功率模块，包括散热器、贴合在散热器上的功率模块组件，散热器包括散热器主体，在散热器主体一侧连接有三面围蔽的框架，所述框架包括两侧的固定板、在两块固定板之间连接的封板，固定板与封板之间形成围蔽空间，与散热器主体连接的多个散热片设置在围蔽空间内，散热片沿固定板内壁顺次间隔排布，散热片之间的间隙与外界联通形成风道。
所述的散热片都与固定板平行排列。
所述散热片与固定板和封板间隙配合。
所述固定板与封板分离设置，固定板固定在散热器主体或/和散热片上，封板固定在固定板或散热片上。
所述固定板设有翻折边，翻折边上开有螺孔，螺钉通过螺孔将固定板固定在散热片或/和散热器主体上。
所述固定板与封板为三面围蔽的一体结构，固定板固定在散热器上。
所述固定板外壁设有安装板，所述安装板与固定板垂直。
所述安装板是由固定板直接切割出条形块弯折形成的与固定板一体结构的板，所述安装板在固定板外壁设置1～3个。
所述固定板或/和散热器主体上设置有拉手。
所述功率模块组件包括IGBT、控制板、加热器，IGBT连接有叠层母排和交流排，所述的IGBT直接贴合在散热器主体外壁上，IGBT靠散热器主体一侧排布，叠层母排和交流排设置在IGBT外侧，控制板靠近IGBT排布在散热器主体外壁上，加热器排布在IGBT周围的散热器主体外壁上。
本实用新型采用在散热器主体一侧连接有三面围蔽的框架，与散热器主体连接的多个散热片设置在这三面围蔽空间内，其中散热片沿固定板内壁顺次间隔排布，由于框架两端不封闭，散热片的两端正处于框架不封闭的两端，则散热片之间的间隙与外界联通，间隙便形成风道，有利于热风流通，加速散热，并且框架中的固定板可以用于将整个模块固定在系统中，不再使用铜排固定，就不易损坏IGBT。并且固定板分设在散热器侧壁两边，可以将整个模块立放固定，有效地利用机柜宽度方向的空间。整个模块只包含功率模块组件，而电容模块另外单独设置，就减轻了功率模块的重量，体积小、重量轻便于拆装维护。
为了使风道畅通，散热片都与固定板平行排列，散热片之间的间隙形成直接进出风的直风道，利于热空气的流通。
散热片与固定板和封板间隙配合，一方面减小了整个散热器的体积，又有利于风道的形成。
所述固定板与封板之间可以是分离设置，固定板与封板各自固定在固定板或散热片上，也可以是一体结构，通过固定板固定在散热器主体上。
为了方便整个模块与系统的固定，固定板外壁设有垂直的安装板，通过安装板将模块固定在系统中。固定板或/和散热器主体上设置有拉手，方便了模块的安装与拆卸。
所述功率模块组件中，各元件的排布为：IGBT直接贴合在散热器主体外壁上，IGBT靠散热器主体一端排布，叠层母排和交流排设置在IGBT外侧，控制板靠近IGBT排布，加热器分散在IGBT周围。整个排布紧凑、既满足主要发热器件IGBT的散热，也满足控制板与加热器的散热和排布。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是本实用新型实施例侧面的结构示意图；
图3是本实用新型实施例另一方向的立体图；
图4是本实用新型实施例去掉功率模块组件后的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，一种插框式功率模块，包括散热器、贴合在散热器上的功率模块组件，散热器包括散热器主体3，在散热器主体3一侧连接有三面围蔽的框架，所述框架包括两侧的固定板1、在两块固定板之间连接的封板4，固定板1与封板4之间形成围蔽空间，与散热器主体3连接的多个散热片2设置在围蔽空间内，散热片2沿固定板内壁顺次间隔排布，散热片2之间的间隙与外界联通形成风道。固定板1、散热器主体3上分别设置有拉手11、31。
如图1所示，所述功率模块组件包括IGBT 5、控制板9、加热器6，IGBT5连接有叠层母排7和交流排8，所述的IGBT 5直接贴合在散热器主体3外壁上，多个IGBT 5靠散热器主体3一侧排布，本实施例中有三个IGBT 5，平行排布在散热器主体3一侧，叠层母排7和交流排8设置在IGBT 5外侧，控制板9与IGBT 5连接，排布在IGBT 5旁边，加热器6排布在IGBT 5周围的散热器主体3外壁上。
如图2、3、4所示，所述的散热片2都与固定板1平行排列。散热片2与固定板1和封板4之间间隙配合。所述固定板1与封板4分离设置，固定板1相对的两侧设有翻折边12，翻折边12上开有螺孔，螺钉通过螺孔将固定板1固定在散热片2和散热器主体3上。封板4固定在固定板1或散热片2上。所述固定板1外壁设有安装板13，安装板13与固定板1垂直，安装板13是由固定板1直接切割出条形块弯折形成的与固定板1一体结构的板，所述安装板13在固定板1外壁设置1～3个，本实施例在其中一个固定板1上设置一个，另一块固定板1上间隔设置2个。安装板13还可以是单独的板，通过焊接或铆接等方式固定在固定板1上。
固定板1与封板4还可以为三面围蔽的一体结构，通过一张整板弯折制成，固定板1固定在散热器主体3上。
Claims (10)
1.一种插框式功率模块，包括散热器、贴合在散热器上的功率模块组件，其特征在于，散热器包括散热器主体，在散热器主体一侧连接有三面围蔽的框架，所述框架包括两侧的固定板、在两块固定板之间连接的封板，固定板与封板之间形成围蔽空间，与散热器主体连接的多个散热片设置在围蔽空间内，散热片沿固定板内壁顺次间隔排布，散热片之间的间隙与外界联通形成风道。
2.根据权利要求1所述的插框式功率模块，其特征在于，所述的散热片都与固定板平行排列。
3.根据权利要求1所述的插框式功率模块，其特征在于，所述散热片与固定板和封板间隙配合。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的插框式功率模块，其特征在于，所述固定板与封板分离设置，固定板固定在散热器主体或/和散热片上，封板固定在固定板或散热片上。
5.根据权利要求4所述的插框式功率模块，其特征在于，所述固定板设有翻折边，翻折边上开有螺孔，螺钉通过螺孔将固定板固定在散热片或/和散热器主体上。
6.根据权利要求1～3任意一项所述的插框式功率模块，其特征在于，所述固定板与封板为三面围蔽的一体结构，固定板固定在散热器主体上。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的插框式功率模块，其特征在于，所述固定板外壁设有安装板，所述安装板与固定板垂直。
8.根据权利要求7所述的插框式功率模块，其特征在于，所述安装板是由固定板直接切割出条形块弯折形成的与固定板一体结构的板，所述安装板在固定板外壁设置1～3个。
9.根据权利要求1～3任意一项所述的插框式功率模块，其特征在于，所述固定板或/和散热器主体上设置有拉手。
10.根据权利要求1～3任意一项所述的插框式功率模块，其特征在于，所述功率模块组件包括IGBT、控制板、加热器，IGBT连接有叠层母排和交流排，所述的IGBT直接贴合在散热器主体外壁上，IGBT侧面边缘与散热器主体一侧齐平，叠层母排和交流排设置在IGBT外侧，控制板靠近IGBT排布在散热器主体外壁上，加热器排布在IGBT周围的散热器主体外壁上。
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