CN204030982U - 一种功率组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于变流设备的功率组件。电阻和电容固定在前挡风板内面，散热器II、散热器III通过连接排固定，交流侧引出排的一端与散热器I固定，直流侧引出排的一端与散热器III固定，后挡风板、散热器I、固定在一起的散热器II和散热器III、内风道板、前挡风板依次排列通过上下各一个导槽固定在一起，交流侧引出排的另一端伸出后挡风板外，直流侧引出排的另一端伸出前挡风板外，两个闸管分别压装在散热器I与散热器II及散热器III之间。在风道内部加装1个内风道，散热效果好。加大了散热器引出排的截面积，使得接通电流的容量也增加了。在内风道内安装晶闸管过压保护用的电阻和电容，使得功率组件的整体度大幅提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种功率组件，在冶金行业、起重行业及电力机车等领域应用广泛，主要用于变流设备的使用。
背景技术
目前国际国内传动产业中，晶闸管整流系统已是主流且大功率平板晶闸管的应用更是十分的广泛。平板晶闸管需压装在散热器上使用，散热方式分为自然风冷、强迫风冷、水冷，散热器材质分为铝散热器、铜散热器、热管散热器。散热形式上强迫风冷应用的最为广泛，而在材质上各有各的优缺点，铝质散热器造价低，使用寿命长，型材标准化程度高，但散热效果略差；铜质散热器散热效果较好，但成本高，加工难度大；热管散热器散热效果最好，但成本高，使用寿命短，易发生故障。目前国内使用铝散热器组件成套的厂家只能做到1500A电流一下的变流系统。
发明内容
鉴于现有技术的状况，本实用新型提供了一种功率组件，运用标准的铝型材散热器压装晶闸管，在原有风道内部加装1个内风道，在内风道内连接独立的电阻电容作为晶闸管过压吸收保护，使得功率组件的整体度大幅提高，可做整流系统的功率组件使用。
本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种功率组件，包括散热器I、散热器II、散热器III、前挡风板、后挡风板、导槽、连接排、交流侧引出排、直流侧引出排、晶闸管、电阻、电容，其特征在于：还包括内风道板，所述内风道板由设为一体的立板和上横板及下横板构成，在上横板及下横板上对称设有数个通风孔；所述电阻和电容分别固定在前挡风板的内面，所述散热器II置于散热器III上方通过连接排固定在一起，所述交流侧引出排的一端通过导电膏与散热器I固定在一起，所述直流侧引出排的一端通过导电膏与散热器III固定在一起，所述后挡风板、散热器I、固定在一起的散热器II和散热器III、内风道板、前挡风板依次排列在一起通过上下各一个导槽固定在一起，内风道板与前挡风板之间构成为内风道，交流侧引出排的另一端穿过后挡风板上的矩形孔伸出后挡风板外，直流侧引出排的另一端依次穿过内风道板和前挡风板上的矩形孔伸出前挡风板外，两个所述晶闸管分别压装在散热器I与散热器II及散热器III之间。
本实用新型有如下先进性：
1. 实用新型的结构是在原有风道内部加装1个内风道，对通过功率组件内部的风起到一个导向的作用，增加流过散热器表面的风量，从而提高了风的使用率，进而带走更多的热量。
2.加大了散热器引出排的截面积，从早期的60㎜×8㎜加大到80㎜×8㎜，母线排规格的增加使得接通电流的容量也增加了。
3.在内风道内安装晶闸管过压保护用的电阻和电容，使得功率组件的整体度大幅提高，阻容元件在强迫风冷的环境下运行，降低了工作温度延长了使用寿命。
4. 本实用新型采用标准的铝型材散热器和标准的风道组件，降低了采购成本，缩短了采购周期，减小了库存压力，从而节俭了公司的运用费用。
5. 总之，本实用新型能够在更大程度上发挥晶闸管通态电流的接通能力，远大于传统功率组件结构下的通态电流，而且将保护晶闸管的阻容吸收组件安装在风道内部，由自然散热改为强制风冷散热，在降低元件功率的同时还延长了元器件的使用寿命，完全避免了由于电器元件外置所导致误触电的发生，及元器件由于运行温度高引起老化的现象。
附图说明
图1为本实用新型的立体图；
图2为本实用新型的正视图；
图3为本实用新型的分解示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，一种功率组件，包括散热器I1、散热器II2、散热器III3、前挡风板4、后挡风板5、导槽6、连接排7、交流侧引出排8、直流侧引出排9、晶闸管10、电阻12、电容13，还包括内风道板11，内风道板11由设为一体的立板11-1和上横板11-2及下横板11-3构成.
导槽6为U形状，在导槽6的水平面上设有通槽6-1。
在上横板11-2及下横板11-3上对称设有数个通风孔11-23。
将电阻12和电容13分别固定在前挡风板4的内面，并用高压导线连接好以备后期使用。将散热器II2置于散热器III3的上方通过连接排7用螺钉固定在一起，将交流侧引出排8的一端通过两个M8螺栓固定在散热器I1上，将直流侧引出排9一端通过两个M8螺栓固定在散热器III3上，交流侧引出排8和直流侧引出排9与散热器I1和散热器III3的连接处上分别涂有一层导电膏，从而防止接触面的电化腐蚀，保证足够有效的接触面积，以减少温升及电能损耗。将后挡风板5、散热器I1、以固定在一起的散热器II2和散热器III3、内风道板11、前挡风板4依次排列在一起通过上下各一个导槽6用螺栓整体固定在一起，两个导槽6上设有的通槽6-1分别与前挡风板4上下端面上设有的槽4-1及后挡风板5上下端面上设有的槽5-1相通，内风道板11与前挡风板4之间构成了一个内风道11-4-1，内风道11-4-1的设计是为了使冷却风从散热器中通过，在内风道11-4-1中安装用于过电压吸收的电阻12和电容13，为了给电阻12、电容13散热，在内风道板11的上横板11-2及下横板11-3上对称开有数个通风孔11-23，通风孔11-23的大小、多少、形状的设计充分考虑到电阻12、电容13散热的需要，同时也兼顾风道导流的作用。交流侧引出排8的另一端穿过后挡风板5上的矩形孔伸出后挡风板5外，直流侧引出排9的另一端依次穿过内风道板11和前挡风板4上的矩形孔伸出前挡风板4外，在交流侧引出排8另一端上设有的对外连接用的两个连接孔，孔径与孔距符合相应国标；在直流侧引出排9另一端上设有的对外连接用的四个连接孔，孔径与孔距符合配套快速熔断器安装孔的要求。两个晶闸管10分别压装在散热器I1与散热器II2及散热器III3之间。
两个晶闸管10的触发线引出以备后期使用；交流侧引出排8、直流侧引出排9均选用80㎜×8㎜的铜母线排，长期接通电流达到1300A左右，短时过载能力更强。
散热器I1、散热器II2、散热器III3均采用铝型材散热器。
我公司对在长期的实践中反应出的问题，做了认真分析，找到问题关键是：风道内部结构设计不够合理，浪费了大量的散热面积，如何引导风的流向是整个功率组件的关键点，也是难点，只有解决好这一问题才能充分的发挥散热器的散热能力，进而提高晶闸管的能力。
我公司在散热方式和散热器材质选择方面进行比较和研究，最后决定采用铝型材散热器和强迫风冷的散热方式。强迫风冷的散热方式即比自然风冷散热效果好得多，又比水冷对技术的要求和成本低得多，铝型材散热器标准化程度高，且比铜散热器价格低，比热管散热器的寿命长。
我公司设计了能够实现导流和调节风量的内风道系统，提高了进入风道里风道使用率，增强了散热器的散热效果，同时在内风道里安装阻容吸收元件，即避免了元器件外露易误触电的危险又解决了电阻、电容工作时散热的问题。经过一系列结构改进后，再将功率组件组柜后，设计人员将设备导通电流加大到3500A，在经过8个小时的温升试验测试各个电器元件均能到达设计要求，在测试过程中我们还对设备进行了过载能力的测试，即每10分钟为1周期过载1分钟，过载电流达到4500A，各个电器元件运行温度均到达各自的要求。
本实用新型可以将变流器的功率提高到3000A，瞬时电流更能达到4500A，从而扩大了其应用范围。原有的组件只能配套中小型传动系统，如棒、线材的轧机。而现在新的组件可以配套大中型传动系统，如板材、带钢的轧机。
Claims (3)
1. 一种功率组件，包括散热器I（1）、散热器II（2）、散热器III（3）、前挡风板（4）、后挡风板（5）、导槽（6）、连接排（7）、交流侧引出排（8）、直流侧引出排（9）、晶闸管（10）、电阻（12）、电容（13），其特征在于：还包括内风道板（11），所述内风道板（11）由设为一体的立板（11-1）和上横板（11-2）及下横板（11-3）构成，在上横板（11-2）及下横板（11-3）上对称设有数个通风孔（11-23）；所述电阻（12）和电容（13）分别固定在前挡风板（4）的内面，所述散热器II（2）置于散热器III（3）上方通过连接排（7）固定在一起，所述交流侧引出排（8）的一端通过导电膏与散热器I（1）固定在一起，所述直流侧引出排（9）的一端通过导电膏与与散热器III（3）固定在一起，所述后挡风板（5）、散热器I（1）、固定在一起的散热器II（2）和散热器III（3）、内风道板（11）、前挡风板（4）依次排列在一起通过上下各一个导槽（6）固定在一起，内风道板（11）与前挡风板（4）之间构成为内风道（11-4-1），交流侧引出排（8）的另一端穿过后挡风板（5）上的矩形孔伸出后挡风板（5）外，直流侧引出排（9）的另一端依次穿过内风道板（11）和前挡风板（4）上的矩形孔伸出前挡风板（4）外，两个所述晶闸管（10）分别压装在散热器I（1）与散热器II（2）及散热器III（3）之间。
2.根据权利要求1所述的一种功率组件，其特征在于：所述导槽（6）为U形状，在导槽（6）的水平面上设有通槽（6-1）。
3.根据权利要求1所述的一种功率组件，其特征在于：所述交流侧引出排（8）、直流侧引出排（9）均选用80㎜×8㎜的铜母线排。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112701877A (zh) * | 2019-10-22 | 2021-04-23 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 变流器模块及变流器 |
| CN113809025A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-12-17 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 散热器、晶闸管组串模块及其压接方法 |
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