CN203813676U - 一种igbt功率单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IGBT功率单元，其包括有箱体，箱体内固定有直流转接铜排模组、吸收模组、第一直流母排、IGBT模块、交流母排、交流汇集铜排和控制板模组。其中，直流转接铜排模组、吸收模组和IGBT模块由上至下依次设置，所以安装时可以按照由下至上的顺序安装，从而易于组装和维修，同时，直流转接铜排模组、吸收模组、IGBT模块和控制板模组均为模块化结构，使得IGBT功率单元的内部结构紧凑、布局清晰明了，尤其当设备包含多个IGBT功率单元时，大大节省了设备空间。

Description

一种IGBT功率单元

技术领域

本实用新型涉及电动轮自卸车控制设备，尤其涉及一种IGBT功率单元。

背景技术

目前，国内大型矿山和水利工程中所使用的载重200吨以上的电动轮自卸车大多是从国外购买的，在电动轮自卸车的控制设备中，通常设有多个IGBT功率单元，各功率单元的组成结构较为复杂，并且功率单元的各组成零件基本为独立零件分置于设备之内，再通过铜排等进行连接，导致功率单元组装费时，操作不便，可靠性差以及维护成本高，尤其在矿山等条件较差的场合，对功率单元的维护、维修带来很大困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有IGBT功率单元可靠性差、难以组装、难以维修的不足，提供一种IGBT功率单元。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。

一种IGBT功率单元，其包括有上下安装的箱体和IGBT散热器基座；IGBT散热器基座内固定有IGBT散热器，箱体内固定有直流转接铜排模组、吸收模组、第一直流母排、IGBT模块、交流母排、交流汇集铜排和控制板模组；IGBT模块贴设于IGBT散热器上，直流转接铜排模组、吸收模组和IGBT模块由上至下依次设置，IGBT模块上方设置有第一直流母排和交流母排，吸收模组通过第一直流母排与IGBT模块电性连接，吸收模组与箱体的右侧板相邻设置，控制板模组位于吸收模组的左侧，并且该控制板模组的输出端与IGBT模块的控制端电性连接，交流汇集铜排位于控制板模组的左侧，交流母排电性连接于IGBT模块与交流汇集铜排之间。

优选地，直流转接铜排模组包括有绝缘支架和直流转接铜排，绝缘支架的两端分别固定连接于箱体的前侧板和后侧板，直流转接铜排固定于绝缘支架上，并且该直流转接铜排与吸收模组电性连接。

优选地，吸收模组包括有电容、二极管、第二直流母排和电容支架，电容和二极管分别固定于第二直流母排的两侧，并且电容和二极管通过该第二直流母排电性连接，第二直流母排与第一直流母排电性连接，第二直流母排上固定有二极管散热器支架，二极管散热器支架上固定有二极管散热器，二极管散热器与二极管贴合，电容支架的两端分别固定连接于箱体的前侧板和后侧板，电容固定于该电容支架上。

优选地，控制板模组包括有控制板支架和控制板，控制板支架的两端分别固定连接于箱体的前侧板和后侧板，控制板固定于控制板支架上，并且该控制板的输出端与IGBT模块的控制端电性连接。

优选地，箱体的后侧板处设有箱体固定支架，固定支架包括有第一连接件和第二连接件，第一连接件与箱体固定连接，第二连接件与IGBT散热器基座固定连接，第一连接件与第二连接件之间固定有至少两个横梁。

优选地，横梁的数量是3个。

优选地，横梁为空心管。

本实用新型相比现有技术而言的有益效果在于，由于直流转接铜排模组、吸收模组和IGBT模块由上至下依次设置，所以安装时可以按照由下至上的顺序安装，从而易于组装和维修，同时，直流转接铜排模组、吸收模组、IGBT模块和控制板模组均为模块化结构，使得IGBT功率单元的内部结构紧凑、布局清晰明了，尤其当设备包含多个IGBT功率单元时，大大节省了设备空间，适合应用于电动轮自卸车的控制设备中。

附图说明

图1为IGBT功率单元的分解图。

图2为IGBT功率单元第一视角的立体图。

图3为IGBT功率单元第二视角的立体图。

图4为直流转接铜排模组的立体图。

图5为吸收模组的立体图。

图6为IGBT功率单元的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做更加详细的描述。

本实用新型公开了一种IGBT功率单元，其中，关于图1、图2和图3中IGBT功率单元的摆放方向说明如下：图1中的IGBT功率单元作为主要摆放方向，图2是图1中的IGBT功率单元向前翻转之后的立体图，图3是图2中的IGBT功率单元的后侧视角的立体图。

参照图1至图3，该IGBT功率单元包括有上下安装的箱体1和IGBT散热器基座10；IGBT散热器基座10内固定有IGBT散热器11，箱体1内固定有直流转接铜排模组2、吸收模组3、第一直流母排4、IGBT模块5、交流母排6、交流汇集铜排7和控制板模组8；IGBT模块5贴设于IGBT散热器11上，使IGBT模块5得到良好散热，直流转接铜排模组2、吸收模组3和IGBT模块5由上至下依次设置，所以安装时可以按照由下至上的顺序安装，从而易于组装和维修，IGBT模块5上方设置有第一直流母排4和交流母排6，吸收模组3通过第一直流母排4与IGBT模块5电性连接，吸收模组3与箱体1的右侧板101相邻设置，控制板模组8位于吸收模组3的左侧，并且该控制板模组8的输出端与IGBT模块5的控制端电性连接，交流汇集铜排7位于控制板模组8的左侧，交流母排6电性连接于IGBT模块5与交流汇集铜排7之间，该交流汇集铜排7用于将IGBT模块5输出的交流电传输至功率单元之外。其中，直流转接铜排模组2、吸收模组3、IGBT模块5和控制板模组8均为模块化结构，使得IGBT功率单元的内部结构紧凑、易于布局，大大节省了设备空间。

关于直流转接铜排模组2的具体结构，结合图2至图4所示，直流转接铜排模组2包括有绝缘支架20和直流转接铜排21，绝缘支架20的两端分别固定连接于箱体1的前侧板102和后侧板103，直流转接铜排21固定于绝缘支架20上，并且该直流转接铜排21与吸收模组3电性连接，该直流转接铜排21作为IGBT功率单元的输入端，其用于将IGBT功率单元外部的直流电传输至吸收模组3。

关于吸收模组3的具体结构，结合图2、图3和图5所示，吸收模组3包括有电容30、二极管31、第二直流母排32和电容支架33，电容30和二极管31分别固定于第二直流母排32的两侧，并且电容30和二极管31通过该第二直流母排32电性连接，第二直流母排32与第一直流母排4电性连接，第二直流母排32上固定有二极管散热器支架34，二极管散热器支架34上固定有二极管散热器35，二极管散热器35与二极管31贴合，电容支架33的两端分别固定连接于箱体1的前侧板102和后侧板103，电容30固定于该电容支架33上，在电容30和二极管31的共同作用下，能够有效滤除直流转接铜排21输出电压的尖峰，从而将更加平缓的直流电传输至IGBT模块5。

关于控制板模组8的具体结构，如图2所示，控制板模组8包括有控制板支架80和控制板81，控制板支架80的两端分别固定连接于箱体1的前侧板102和后侧板103，控制板81固定于控制板支架80上，并且该控制板81的输出端与IGBT模块5的控制端电性连接，该控制板81输出控制信号至IGBT模块5，并且在控制板81的控制下，IGBT模块5将吸收模组3输出的直流电压转换为可控的交流电压，并且经由交流母排6和交流汇集铜排7输出。

结合图1至图3所示，箱体1的后侧板103处设有箱体固定支架12，固定支架12包括有第一连接件120和第二连接件121，第一连接件120与箱体1固定连接，第二连接件121与IGBT散热器基座10固定连接，第一连接件120与第二连接件121之间固定有至少两个横梁122，横梁122的数量优选是3个，横梁122优选为空心管，进而减轻固定支架12的重量。利用该箱体固定支架12能够辅助固定箱体1和IGBT散热器基座10，此外，通过该箱体固定支架12还能够将IGBT功率单元固定安装在电动轮自卸车的预设位置。

此处应当说明的是，以上的技术方案是以图1中的IGBT功率单元作为主要摆放方向的实施例，图2和图3中的IGBT功率单元是为了更加清楚地描述各部件的位置关系所作的翻转，但是在实际应用中，该IGBT功率单元也可以按照图2或者图3所示的摆放方向安装于电动轮自卸车中。

结合图1和图6，关于该IGBT功率单元的电路原理参见如下实施例：

实施例1：

直流输入端(X104A、X102A)用于接入直流电压，其中端子X104A为输入端正极，四个IGBTV1～V4构成IGBT模块5并且用于逆变，使得IGBT模块5的输出端(X103A、X103B)输出交流电压，吸收模组3包括二极管D1、电容C1和电容C2，二极管D1与电容C1串联后连接于直流输入端(X104A、X102A)之间，电容C2与电容C1并联，二极管D1与电容C1的连接点通过引线X101A外接吸收电阻。其中，当IGBT功率单元的输入电压正常时，直流电压通过IGBT模块5逆变为交流电压之后输出，当IGBT功率单元的输入电压过大时，该电压通过二极管D1向电容C1和电容C2储能，再通过外接的吸收电阻释放该能量，从而防止了IGBT模块5承受较高的电压冲击，使得该IGBT功率单元可以安全、稳定地应用于电动轮自卸车。

以上只是本实用新型较佳的实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本实用新型所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种IGBT功率单元，其特征在于，包括有上下安装的箱体(1)和IGBT散热器基座(10)；所述IGBT散热器基座(10)内固定有IGBT散热器(11)，所述箱体(1)内固定有直流转接铜排模组(2)、吸收模组(3)、第一直流母排(4)、IGBT模块(5)、交流母排(6)、交流汇集铜排(7)和控制板模组(8)；IGBT模块(5)贴设于IGBT散热器(11)上，所述直流转接铜排模组(2)、吸收模组(3)和IGBT模块(5)由上至下依次设置，所述IGBT模块(5)上方设置有第一直流母排(4)和交流母排(6)，所述吸收模组(3)通过第一直流母排(4)与IGBT模块(5)电性连接，所述吸收模组(3)与箱体(1)的右侧板(101)相邻设置，所述控制板模组(8)位于吸收模组(3)的左侧，并且该控制板模组(8)的输出端与IGBT模块(5)的控制端电性连接，所述交流汇集铜排(7)位于控制板模组(8)的左侧，所述交流母排(6)电性连接于IGBT模块(5)与交流汇集铜排(7)之间。

2.如权利要求1所述的IGBT功率单元，其特征在于，所述直流转接铜排模组(2)包括有绝缘支架(20)和直流转接铜排(21)，所述绝缘支架(20)的两端分别固定连接于箱体(1)的前侧板(102)和后侧板(103)，所述直流转接铜排(21)固定于绝缘支架(20)上，并且该直流转接铜排(21)与吸收模组(3)电性连接。

3.如权利要求1所述的IGBT功率单元，其特征在于，所述吸收模组(3)包括有电容(30)、二极管(31)、第二直流母排(32)和电容支架(33)，所述电容(30)和二极管(31)分别固定于第二直流母排(32)的两侧，并且电容(30)和二极管(31)通过该第二直流母排(32)电性连接，所述第二直流母排(32)与所述第一直流母排(4)电性连接，所述第二直流母排(32)上固定有二极管散热器支架(34)，所述二极管散热器支架(34)上固定有二极管散热器(35)，所述二极管散热器(35)与二极管(31)贴合，所述电容支架(33)的两端分别固定连接于箱体(1)的前侧板(102)和后侧板(103)，所述电容(30)固定于该电容支架(33)上。

4.如权利要求1所述的IGBT功率单元，其特征在于，所述控制板模组(8)包括有控制板支架(80)和控制板(81)，所述控制板支架(80)的两端分别固定连接于箱体(1)的前侧板(102)和后侧板(103)，所述控制板(81)固定于控制板支架(80)上，并且该控制板(81)的输出端与IGBT模块(5)的控制端电性连接。

5.如权利要求1所述的IGBT功率单元，其特征在于，所述箱体(1)的后侧板(103)处设有箱体固定支架(12)，所述固定支架(12)包括有第一连接件(120)和第二连接件(121)，所述第一连接件(120)与箱体(1)固定连接，所述第二连接件(121)与IGBT散热器基座(10)固定连接，所述第一连接件(120)与第二连接件(121)之间固定有至少两个横梁(122)。

6.如权利要求5所述的IGBT功率单元，其特征在于，所述横梁(122)的数量是3个。

7.如权利要求5所述的IGBT功率单元，其特征在于，所述横梁(122)为空心管。