CN203086319U - 一种风力发电用液冷igbt功率模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电用液冷IGBT功率模块，该功率模块由电容组件、功率组件、控制组件构成。该功率模块可以使原来复杂的变流器结构变得简单化，使原来集成的产品结构变成可自由分体的拼装结构。且标准IGBT功率模块之间采用对称平衡接线方式，有效地增加了电感，使变流器能够改善变流器出电流的平衡度。同时采用标准IGBT功率模块，提供了功率单元的通用性，可以降低变流器的成本，有利于大规模产能需要，提高了产品的可维护性。

Description

一种风力发电用液冷IGBT功率模块

技术领域本实用新型属于电子装置，具体涉及一种风力发电用液冷IGBT功率模块。

背景技术变流器在风电领域的应用广泛，其核心部件是IGBT功率模块。由于受到风力发电应用环境的限制，变流器的功率单元的结构设计、散热设计、连接形式是决定其性能、可维护性的重要因素。

现有IGBT功率模块存在如下缺陷：

1、采用集成结构，可维护性差；

2、两个以上功率模块并联作为一个功率单元运行时，两个功率模块之间需要均流电抗器。

3、功率单元之间的通用性低。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种通过组合无需均流电抗器可以构成功率单元且功率单元通用性高的风力发电用液冷IGBT功率模块。

本实用新型的技术方案如下：一种风力发电用液冷IGBT功率模块，其特征在于：由电容组件、功率组件、控制组件构成。

所述的电容组件包含电容安装板、电容、正负极铜板、绝缘件、均压电阻板及直流出线铜排；电容固定在电容安装板上，按电容的极性分别设置，电容正、负极分别与正极铜板、负极铜板以及直流出线铜排连接，绝缘件安放在正极铜板和负极铜板之间，均压电阻板通过直流出线铜排固定在电容的正、负极接线柱上；负极铜板上有相应避开正极铜排的固定螺钉的开孔，绝缘件内部开有避开螺钉安装的开孔。

所述的功率组件包含主体安装框架、IGBT功率管集成单元、吸收电容、交流输出铜排、散热组件；主体安装框架由4个L形支架组成，且左右两两对称，中部有中间隔板，隔板的内部装有散热组件；IGBT功率管集成单元通过螺钉固定在散热组件上，在IGBT功率管集成单元和散热组件的接触表面上涂有导热硅脂；吸收电容固定在IGBT功率管集成单元上；由L形连接铜板件将电容组件和功率组件连接在一起。

所述的散热组件采用变流器水冷散热背板；水冷散热背板由U形散热铜盘管和铝基板组成；散热铜盘管包括进出液口，进出液口之间呈平面曲折设置；铝基板体内部有和散热铜盘管外形相适应并能容纳管身的安装槽；散热铜盘管和铝基板之间采用冷压接的方式固定，通过挤压使散热铜盘管过盈的安装在铝基板的安装槽内。

所述的控制组件包含DSP板、检测板、电源板、底部绝缘隔板、顶盖板；DSP板、检测板和电源板通过压铆螺柱固定在控制组件盒体内，盒体下部放置底部绝缘隔板，盒体底部有固定各单板使用的压铆螺柱，盒体的右侧有开孔。

所述的IGBT功率模块间可通过底板、防护板等安装附件组成功率单元。

2个标准IGBT功率模块之间采用对称平衡接线方式，出线电缆在交流出线铜排中心位置搭接。

采用上述技术方案后，本实用新型的标准IGBT功率模块具有下述效果：

1、可以使原来复杂的变流器结构变得简单化，使原来集成的产品结构变成可自由分体的拼装结构。

2、标准IGBT功率模块之间采用对称平衡接线方式，有效地增加了电感，使变流器能够改善变流器出电流的平衡度。

3、采用标准IGBT功率模块，提供了功率单元的通用性，可以降低变流器的成本，有利于大规模产能需要，同时提高了产品的可维护性。

附图说明

图1是本实用新型中功率组件结构示意图。

图2是本实用新型中控制组件结构示意图。

图3是本实用新型中电容组件结构示意图。

图4是本实用新型实施例组成的双馈变流器IGBT功率模组的结构示意图。

图5是本实用新型实施例一个标准IGBT功率模块构成的功率单元的结构示意图。

图6是本实用新型实施例两个标准IGBT功率模块构成的功率单元的结构示意图。

图7两个标准模块构成的功率单元的对称平衡接线方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的风力发电用液冷IGBT功率模块，由电容组件、功率组件、控制组件构成。功率组件通过4个角部的8个安装固定孔和底部的电容组件固定，顶部控制组件安放在其上部，通过4个角部的螺栓固定。

如图1所示，本实用新型中功率组件模块包含IGBT功率管集成单元1、吸收电容2、散热组件3、主体安装框架4和交流出线铜排5。主体安装框架4由4个L形支架组成，并且左右两两对称，中部有中间隔板，隔板的内部装有散热组件3。IGBT功率管集成单元1通过4个螺钉固定在散热组件3上，在IGBT功率管集成单元1和散热组件3的接触表面上涂有导热硅脂，吸收电容2固定在IGBT功率管集成单元1上。由L形连接铜板件将电容组件和功率组件连接在一起。

如图2所示，本实用新型中控制组件包括DSP板6、检测板7以及电源板8、底部绝缘隔板、顶盖板。DSP板6、检测板7和电源板8通过压铆螺柱固定在控制组件盒体内，盒体下部放置一块底部绝缘隔板，保证盒体和各板之间的良好绝缘。盒体底部有固定各单板使用的压铆螺柱，盒体的右侧有开孔供接线使用。

如图3所示，本实用新型中电容组件由正极铜板9、负极铜板10、绝缘件11、均压电阻板12、电容13、框架14以及直流出线铜排15构成。电容13固定在框架上的电容安装板上，按电容的极性分别摆放，电容正、负极分别与正极铜板9、负极铜板10以及中间连接铜排连接，绝缘件11安放在正极铜板9和负极铜板10之间，均压电阻板12通过12个铜支柱固定在电容的正、负极接线柱上。负极铜板10上有相应避开正极铜板9的固定螺钉的开孔，绝缘件11内部开有避开螺钉安装的开孔。

如图5所示，由一个本实用新型的标准IGBT功率模块实施例构成的功率单元组装：包含1个由标准IGBT功率模块构成的标准变流器模块、底板、加强板。将底板安在标准变流器模块的底部，通过底板的沉头螺钉安装孔，将底板安装在标准变流器模块上，为加强结构强度，在标准变流器模块的左右两侧加装2块加强板。

如图6所示，由两个本实用新型的标准IGBT功率模块实施例构成的功率单元组装：包含2个由标准IGBT功率模块构成的标准变流器模块、底板，加强板、对称接线16。将2个标准变流器模块分别背对背放置在底板上，通过底板的沉头螺钉安装孔，将底板安装在2个标准变流器模块上，为加强结构强度，在2个标准变流器模块的左右两侧加装2块加强板,标准IGBT功率模块的交流出线铜排5通过对称接线16相连接，且2个标准IGBT功率模块之间采用对称平衡接线方式，出线电缆在交流出线铜排5中心位置搭接，无需均流电抗器，如图7所示。

如图4所示，本实用新型实施例的IGBT功率模组：包含一个标准IGBT功率模块构成的整流功率单元18和两个标准IGBT功率模块构成的逆变功率单元17。通过连接整流功率单元18和逆变功率单元17的正、负极的交流出线铜排5，功率模组的输入输出分别连接在整流功率单元的交流出线铜排5和逆变功率单元的对称接线16上。

Claims (4)

1.一种风力发电用液冷IGBT功率模块，其特征在于：由电容组件、功率组件、控制组件构成； 

所述的电容组件包含电容安装板、电容、正负极铜板、绝缘件、均压电阻板及直流出线铜排；电容固定在电容安装板上，按电容的极性分别设置，电容正、负极分别与正极铜板、负极铜板以及直流出线铜排连接，绝缘件安放在正极铜板和负极铜板之间，均压电阻板通过直流出线铜排固定在电容的正、负极接线柱上；负极铜板上有相应避开正极铜排的固定螺钉的开孔，绝缘件内部开有避开螺钉安装的开孔； 

所述的功率组件包含主体安装框架、IGBT功率管集成单元、吸收电容、交流输出铜排、散热组件；主体安装框架由4个L形支架组成，且左右两两对称，中部有中间隔板，隔板的内部装有散热组件；IGBT功率管集成单元通过螺钉固定在散热组件上，在IGBT功率管集成单元和散热组件的接触表面上涂有导热硅脂；吸收电容固定在IGBT功率管集成单元上；由L形连接铜板件将电容组件和功率组件连接在一起； 

所述的控制组件包含DSP板、检测板、电源板、底部绝缘隔板、顶盖板；DSP板、检测板和电源板通过压铆螺柱固定在控制组件盒体内，盒体下部放置底部绝缘隔板，盒体底部有固定各单板使用的压铆螺柱，盒体的右侧有开孔。 

2.如权利要求1所述的风力发电用液冷IGBT功率模块，其特征在于：所述的散热组件采用变流器水冷散热背板；水冷散热背板由U形散热铜盘管和铝基板组成；散热铜盘管包括进出液口，进出液口之间呈平面曲折设置；铝基板体内部有和散热铜盘管外形相适应并能容纳管身的安装槽；散热铜盘管和铝基板之间采用冷压接的方式固定，通过挤压使散热铜盘管过盈的安装在铝基板的安装槽内。 

3.如权利要求1所述的风力发电用液冷IGBT功率模块，其特征在于：所述的IGBT功率模块间可通过底板、防护板等安装附件组成功率单元。 

4.如权利要求1所述的风力发电用液冷IGBT功率模块，其特征在于：2个标准IGBT功率模块之间采用对称平衡接线方式，出线电缆在交流出线铜排中心位置搭接。 

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