CN203522510U - 一种高压变频器的功率单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压变频器的功率单元，包括底座、壳体、电容器和散热器；壳体被电容固定板分割成上下两层；电容器设于底座与电容固定板之间，散热器横置于电容固定板上方，电容固定板与散热器之间设有电容器组件和功率开关组件；散热器顶部设有分别控制和驱动功率开关组件的控制电路板和驱动电路板。本实用新型通过对单元内各电气元件的合理布局，使得单元结构合理，体积紧凑，性能可靠，使用安全，维护方便，可实现方便的单元更换，节省了材料，降低了成本；进而能够节约变频器柜的空间，提高空间利用率，集成度高，使用更加方便，且大大降低了二次设计工作量保证了变频器的技术性能参数。

Description

一种高压变频器的功率单元

技术领域

本实用新型属于电气设备技术领域，具体涉及一种高压变频器的功率单元。

背景技术

通用型功率模块是强制风冷式高压变频器起逆变或整流功能的核心单元，通用型功率模块的性能就决定了变频器的性能，单元的结构、电力电子器件布局、电器布置、铜排（叠排）布局、驱动板和控制板布局、通风散热等的设计，需要在功率单元设计中全盘考虑。

由于在工业传动变频器领域使用和发展的时间并不是很长，目前已有的模块为横向模块，即模向空间占得比较大，公开号为CN101222173的发明专利公开了一种高压IGBT变流器模块，为抽屉式结构，包括散热器、高压IGBT元件、高压低感母排、交流母排、高压支撑电容器、高压门极驱动电路、门极驱动电源及控制盒，各部件层叠安装在抽屉结构中。此模块为横向结构，与工业传动领域的变频器柜的结构方向不一致，对于工业传动领域的变频器柜而言，希望有效地发挥高度和深度空间，减少横向空间的占用量，而横向模块占用的横向空间较多，而且在功率系列化设计时更加困难。

目前变频器模块对外的主电路接口都是采用母排开孔加螺栓紧固的结构方式，在模块装到变频器柜内时需要采用铜排或电缆用大量的螺栓紧固起来，这样给安装维修带来极大的不便，常常为了要维修一个部件或元件而需拆卸很多别的部件或元件，这样除了工作量大，现场维护响应速度慢，还给系统的可靠性及整体寿命带来严重的影响。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种高压变频器的功率单元，结构合理，体积紧凑，使用方便，可实现方便的单元更换，节省了材料，降低了成本，保证了变频器的技术性能参数。

一种高压变频器的功率单元，包括底座、壳体、电容器和散热器；

所述的壳体被电容固定板分割成上下两层；所述的电容器设于底座与电容固定板之间，所述的散热器横置于电容固定板上方，所述的电容固定板与散热器之间设有电容器组件和功率开关组件；所述的散热器顶部设有分别控制和驱动功率开关组件的控制电路板和驱动电路板。

所述的电容固定板与底座或散热器之间采用立柱支撑。

所述的电容器组件安装于电容固定板上。

所述的功率开关组件安装于散热器底部上。

优选地，所述的底座包括底板以及底板两侧的棱板，所述的底板一端下折且预开有固定孔，底板另一端的两侧棱板上开有卡槽；可与安装面卡位以固定功率单元。

优选地，所述的壳体两侧板上均对应开有一长方形的风道孔和若干穿线孔；可达到散热器后方出风的目的，穿线后剩下的空隙，同时作为散热器下方热风的通道。

所述的功率开关组件中各元件之间均通过铜排连接。

所述的控制电路板和驱动电路板通过绝缘柱安装于散热器顶部。

所述的功率开关组件包括两个IGBT，两个IGBT之间设有一处叠排。

所述的电容固定板对应电容器电极处设有叠排。

所述的电容器采用铝电解电容。

本实用新型通过对单元内各电气元件的合理布局，使得单元结构合理，体积紧凑，性能可靠，使用安全，维护方便，可实现方便的单元更换，节省了材料，降低了成本；进而能够节约变频器柜的空间，提高空间利用率，集成度高，使用更加方便，且大大降低了二次设计工作量保证了变频器的技术性能参数。

附图说明

图1为本实用新型封装后的结构示意图。

图2为本实用新型壳体内部的结构示意图。

图3为电容固定板及电容器组件的结构示意图。

图4为功率开关组件的结构示意图。

具体实施方式

为了更为具体地描述本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1和图2所示，一种高压变频器的功率单元，包括底座1、壳体45、电容器4、变压器5和散热器17；

壳体45被电容固定板6分割成上下两层；电容器4设于底座1与电容固定板6之间，散热器17横置于电容固定板6上方，电容固定板6与散热器17之间设有电容器组件和功率开关组件；散热器17顶部设有分别控制和驱动功率开关组件的控制电路板35和驱动电路板36。

电容固定板6与底座1和散热器17之间均采用立柱（上立柱16和下立柱2）支撑；

底座1包括底板以及底板两侧的棱板，底板一端下折且预开有固定孔，底板另一端的两侧棱板上开有卡槽；可与安装面卡位以固定功率单元；

壳体45两侧板上均对应开有长方形的风道孔，且侧板上还开有若干穿线孔；可达到散热器后方出风的目的，穿线后剩下的空隙，同时作为散热器下方热风的通道；

散热器17顶部设有电路安装板34，控制电路板35和驱动电路板36通过绝缘柱37安装于电路安装板34上。

如图3所示，电容器组件安装于电容固定板6上，电容固定板6上依次铺设有支撑板7（厚3mm）、负叠排9、绝缘板10和正叠排11，四层板排通过定位螺栓12固定，叠排两侧各安装有三块均压电阻13，均压电阻13间通过铜排8连接。

如图1和图4所示，功率开关组件安装于散热器17底部，且功率开关组件的输入输出从壳体45的前面板3引出；散热器17底部设有IGBT模块19、整流模块18、吸收电容14和23、IGBT连接电路板33和绝缘柱21；位于两个IGBT模块19之间散热器17底面上依次铺设有正叠排30、绝缘板31和负叠排32，整流模块18通过输入铜排22与壳体45外侧的铜排43和40连接，铜排43通过熔断器44与铜排42相连，铜排40和铜排42分别通过绝缘柱38和39与壳体45连接。

散热器17一端设有散热器后隔板20，IGBT模块19交流侧通过铜排26～29与壳体45外侧的铜排41相连；IGBT模块19直流侧通过铜排15与整流模块18的正负输出铜排24～25对应连接。

本实施方式通过使散热器横置，IGBT和整流桥在散热器下方倒装于散热器上，IGBT间设计有小面积的叠排，整体主要采用铜排连接方式，采用绝缘住支撑，同时起到绝缘的作用，连接另用螺钉相连；下方装配有立装的铝电解电容和叠排，上下之间采用两层立柱连成一个整体，中间用装于叠排和铝电解电容之间的隔板起到上下之间的结构连接件作用；底座采用折弯件架空底部腾出螺钉安装空间，只留两边与安装面接触，前面下折留出固定螺钉孔，后部在底座上冲出两条槽，与安装面卡位以固定功率单元，达到功率单元整体固定的目的，小变压器安装在底座后半部分位置；前面板上设计有安装绝缘柱，其上安装有铜排和熔管，实现进线和出线的功能；控制板和驱动板装于散热器上方，用一张安装板固定在散热器上方；整体设计有一个外壳，与散热器上安装的一张隔板共同实现风道的形成。

故本实施方式结构合理，体积紧凑，性能可靠，使用安全，维护方便，可实现方便的单元更换，节省了材料，降低了成本；进而能够节约变频器柜的空间，提高空间利用率，集成度高，使用更加方便，且大大降低了二次设计工作量保证了变频器的技术性能参数。

本实施方式的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压变频器的功率单元，包括底座、壳体、电容器和散热器；其特征在于：

所述的壳体被电容固定板分割成上下两层；所述的电容器设于底座与电容固定板之间，所述的散热器横置于电容固定板上方，所述的电容固定板与散热器之间设有电容器组件和功率开关组件；所述的散热器顶部设有分别控制和驱动功率开关组件的控制电路板和驱动电路板。

2.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：所述的电容固定板与底座或散热器之间采用立柱支撑。

3.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：所述的电容器组件安装于电容固定板上，所述的功率开关组件安装于散热器底部上。

4.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：所述的底座包括底板以及底板两侧的棱板，所述的底板一端下折且预开有固定孔，底板另一端的两侧棱板上开有卡槽。

5.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：所述的壳体两侧板上均对应开有一长方形的风道孔和若干穿线孔。

6.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：所述的功率开关组件中各元件之间均通过铜排连接。

7.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：所述的控制电路板和驱动电路板通过绝缘柱安装于散热器顶部。

8.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：所述的功率开关组件包括两个IGBT，两个IGBT之间设有一处叠排。

9.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：所述的电容固定板对应电容器电极处设有叠排。

10.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：所述的电容器采用铝电解电容。

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