CN204290677U - 一种变流器模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变流器模块，其包括：具有第一安装孔和第一定位孔的散热组件；设置在所述散热组件的上表面的功率半导体组件；具有两个输出端且设置在所述功率半导体组件的上表面并与所述功率半导体组件电连接的交流母排组件；设置在所述交流母排组件的上表面且与所述功率半导体组件电连接的低感母排组件；具有输入端并设置在所述低感母排组件的上表面且与所述低感母排组件电连接的储能组件。所述变流器模块具有集成度高以及节约安装空间的优点。

Description

一种变流器模块

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种变流器模块。

背景技术

变流器模块作为牵引变流器的核心关键部件，正在向模块化以及系列化方向发展。随着交流传动技术的发展，变流器模块的应用也日益广泛。

目前的变流器模块包括安装在抽屉式结构中的变流单元、直流支撑电容单元以及门极驱动电路等。但组成该变流器模块的各部件之间的安装距离较大，由此，需要较大的安装面积和安装空间。

现有技术中的变流器模块中的各部件之间的分散度较大，使得现有技术中的变流器模块存在占用空间大的问题。

实用新型内容

针对上述问题，根据本实用新型提出了一种变流器模块，其包括：具有第一安装孔和第一定位孔的散热组件；设置在所述散热组件的上表面的功率半导体组件；具有两个输出端且设置在所述功率半导体组件的上表面并与所述功率半导体组件电连接的交流母排组件；设置在所述交流母排组件的上表面且与所述功率半导体组件电连接的低感母排组件；具有输入端并设置在所述低感母排组件的上表面且与所述低感母排组件电连接的储能组件。该交流母排组件具有两个输出端，分设在该功率半导体组件的两端的上端面。该两个输出端分别用来同时连接不同的机车电机，这样，就实现了一个变流器模块牵引两个机车电机，避免了原有的一个变流器模块只能牵引一个机车电机的弊端，大大地节省了安装空间，提高了安装的空间利用率。

较佳的，所述功率半导体组件包括多个功率半导体器件，多个所述功率半导体器件等间距设置在所述散热组件的上表面。该功率半导体组件等间距设置在散热组件的上表面，使得该散热组件具有更多的散热空间，便于该散热组件进行散热。

较佳的，所述低感母排组件包括第一电连接部和与所述第一电连接部相垂直的第二电连接部。

较佳的，所述第一电连接部上设置有第二安装孔，所述第二电连接部的底端面与所述交流母排组件的上表面相贴合。

较佳的，所述第二电连接部与所述交流母排组件之间为螺栓连接。该第一电连接部上并排设置有第二安装孔，第二连接部的底端面与交流母排组件的上表面相贴合，使得该第二连接部上的安装孔与功率半导体组件上的安装孔相配合后，再通过螺栓进行连接，从而使得该第二连接部牢固地固定在交流母排组件的上表面。由于该固定方式用螺栓连接，因此，便于该低感母排组件与交流母排组件之间的安装及拆卸。该低感母排组件与功率半导体组件之间为电连接。

较佳的，所述储能组件的所述输入端并排设置有电连接柱，所述电连接柱与所述第一电连接部为可拆卸式连接。该电连接柱的设置便于将该第一电连接部与储能组件进行固定，并且实现电连接。又由于电连接柱与储能组件之间为可拆卸式连接，因而方便安装及拆卸。

较佳的，所述变流器模块还包括等距设置在所述储能组件的两侧的门极驱动电路，各所述门极驱动电路分别驱动对应的所述功率半导体器件的导通及关断。

较佳的，两个所述输出端并排分设在所述功率半导体组件的两端的上端面。

较佳的，所述散热组件的两端的上表面并排分设有与各所述输出端对应连通的支撑架。这样，使得该输出端与其它部件之间的连接处位于该支撑架的内部，从而，该支撑架的设置，起到了支撑输出端与其它部件之间的连接部位的作用以及避免其它部件对该输出端造成破坏。

所述变流器模块具有散热效率高、集成度高以及节约安装空间的优点。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。在图中：

图1为本实用新型变流器模块的整体结构示意图。

图2为本实用新型变流器模块中的混合半导体功率器件的布局结构示意图。

图3为本实用新型变流器模块的俯视结构示意图。

图4为本实用新型变流器模块的侧面结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例描绘。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1、图2和图3，其分别为本实用新型变流器模块的整体结构示意图、本实用新型变流器模块中的混合半导体功率器件的布局结构示意图和本实用新型变流器模块的俯视结构示意图。如图1所示，该变流器模块包括散热组件1、功率半导体组件2、交流母排组件3、低感母排组件4以及储能组件5。

该散热组件1位于该变流器模块的最底部，构成该变流器模块的底座，为变流器模块中的其它部件之间的搭接起到支撑作用。该散热组件1上设有多个第一安装孔和多个第一定位孔。在本申请的实施例中，该散热组件1为铝型材散热器，在该铝型材散热器上安装有温度继电器。

当该铝型材散热器检测到该变流器模块中的各部件温度超过特定温度值(温度安全极限值)时，该温度继电器会产生断开动作，使得该变流器模块进行低功率运行或者停止运行，以便降低该变流器模块中的各部件的温度。当各部件温度恢复到正常温度值时，该温度继电器重新接通，从而恢复到正常的工作状态。这样，大大地降低了各部件的破损程度，降低了因温度过高而发生烧损的风险性，延长了各部件的使用寿命。

在本申请的实施例中，该铝型材散热器采用强迫风冷的散热方式，散热效果强于走行风冷散热，同时，该强迫风冷的散热系统相较于水冷散热系统较为简单、环保，另外，由于强迫风冷的制作工艺难度低，节约了经济成本。

在一个优选的实施例中，在该散热组件1的两端的上表面并排分设有与交流母排组件3的输出端对应连通的支撑架6，使得该输出端与其它部件之间的连接部位位于该支撑架6的内部。从而，该支撑架6的设置，起到了支撑输出端与其它部件之间的连接部位的作用，同时，也起到了避免其它部件对该输出端造成破坏的作用，增强了输出端与其它部件的连接部位的结构强度。

如图3所示，功率半导体组件2包括有多个功率半导体器件21，多个功率半导体器件21可以等间距设置在该散热组件1的上表面。在本申请的实施例中，该功率半导体组件2包括8个功率半导体器件21。这些功率半导体器件21分为两排，每排设置有四个功率半导体器件21。这样的设置很好地实现了功率半导体器件21的集成，节约了安装空间。各功率半导体器件21的上表面涂有导热材料，从而有利于将功率半导体组件2在工作过程中产生的热量，以及该功率半导体组件2接收到的其它部件的热量及时地传递给散热组件1，进而达到降低该功率半导体组件2的温度的作用。

在本申请的实施例中，该功率半导体组件2所包含的功率半导体器件21等间距设置在散热组件1的上表面，使得该散热组件1具有更多的散热空间，便于该散热组件1进行散热。由于本申请中的功率半导体器件21采用硅材料，而其中的二极管采用碳化硅材料，因而，能够大幅度的降低变流器模块的功率损耗，大大地提高了功率的利用率。

在本申请的实施例中，该交流母排组件3设置在功率半导体组件2的上表面，并通过螺栓连接的方式进行固定。由于交流母排组件3与功率半导体组件2之间采用螺栓连接的方式进行固定，因此，不仅使得定位牢固，并且也便于该交流母排组件3的安装及拆卸。该交流母排组件3具有两个输出端，分设在该功率半导体组件2的两端的上端面。该两个输出端分别用来同时连接不同的机车电机，这样，就实现了一个变流器模块牵引两个机车电机，避免了原有的一个变流器模块只能牵引一个机车电机的弊端，大大地节省了安装空间，提高了安装的空间利用率和工作效率。

该交流母排组件3与功率半导体组件2之间为电连接，从而，能够实现功率半导体组件2将直流信号转变为交流信号传递给交流母排组件3，从而使得该交流母排组件3能够将该交流信号传递给机车电机，驱动该机车电机进行工作。

在一个优选的实施例中，低感母排组件4包括第一电连接部41和第二电连接部42。其中，该第一电连接41与第二电连接42相垂直。该第一电连接部41上并排设置有第二安装孔，第二连接部42的底端面与交流母排组件3的上表面相贴合，使得该第二连接部42上的安装孔与功率半导体组件2上的安装孔相配合后，再通过螺栓进行连接，从而使得该第二连接部42牢固地固定在交流母排组件3的上表面。由于该固定方式用螺栓连接，因此，便于该低感母排组件4与交流母排组件3之间的安装及拆卸。

在本申请的实施例中，该低感母排组件4与功率半导体组件2之间为电连接。

该储能组件5位于低感母排组件4的上表面，该储能组件5的整体形状可根据具体的需求进行调整。在本申请的实施例中，该储能组件5的整体结构为长方体。

在一个优选的实施例中，该储能组件5的输入端上并排设置有电连接柱51，该电连接柱51与第一电连接部41之间为可拆卸式连接。在本申请的实施例中，该电连接柱51的个数可设置为四个。通过将该四个电连接柱51对应地穿过第一电连接部41上设置的第二安装孔后，再通过螺母进行拧紧，从而实现该第一电连接部41与储能组件5之间安装固定，以便该第一电连接部41与储能组件5之间实现较好的电连接。在本申请的实施例中，该储能组件5为电力电容器。

如图1和图2所示，在该储能组件5的上表面安装有控制盒组件7，该控制盒组件7中安装有门极驱动电源71和脉冲分配单元72。在本申请的实施中，将门极驱动电源71和脉冲分配单元72安装在该控制盒组件7中，提高了该变流器模块的空间利用率，节省了安装空间。在一个优选的实施例中，该储能组件5的两侧设置有门极驱动电路8，每一侧等间距设置有4个门极驱动电路8。八个门极驱动电路8一对一地驱动八个功率半导体器件21的导通及关断。这样，该门极驱动电路8等间距的设置，有利于该门极驱动电路8的安装及布线。通过该储能组件5将自身获得的直流电信号传递给低感母排组件4，然后低感母排组件4将直流电信号传递给功率半导体组件2，该功率半导体组件2将该直流电信号转换成交流信号传递给交流母排组件3，从而，通过该交流母排组件3两端的输出端将交流电信号传递给对应的牵引的机车电机，以便驱动该机车电机的工作。

在本申请的实施例中，在该散热组件1的上表面的四个拐角位置分别对应设置有一个支撑柱9。其中，每两个支撑柱9上安装有一个拉手10，当该拉手10的两端插入到与其端部相配合的支撑柱9中后，再沿着该拉手10的端部的径向通过拧紧螺栓，来实现该拉手10的安装固定。该拉手10的设置，不仅能够方便该变流器模块的搬运，同时，也能够适当的减小该操作人员的劳动强度。

请参阅图4，其为本实用新型变流器模块的侧面结构示意图。如图所示，在本申请的实施例中，该变流器模块还包括驱动盒组件7(见图1)，该驱动盒组件7设置在储能组件5(见图1)的上表面。该驱动盒组件7包括门极驱动电源71(见图1)和脉冲分配单元72(见图1)。该门极驱动电源71用来给门极驱动电路8进行供电，使得该门极驱动电路8(见图2)具有电信号。该驱动盒组件7的侧壁上设置有插座100，通过该插座100的设置能够实现该变流器模块与外部的电连接，从而能够获得电信号，并传递给脉冲分配单元72，使得该脉冲分配单元72具有电信号。这样，该脉冲分配单元72接收到电信号后，开始工作。该脉冲分配单元72将自身产生的门极驱动信号以光纤传输的方式传递给门极驱动电路8，该门极驱动电路8接收到门极驱动信号后，会驱动对应的功率半导体组件2(见图1)的导通及关断。

在本申请的实施例中，该变流器模块中的散热组件1(见图1)的上表面的周向设置有第一定位孔。在安装过程中，将该变流器模块垂直放入该变流器上，并使得该第一定位孔与该变流器上的安装孔相配合后，再通过拧紧螺栓进行安装固定，可以实现该变流器模块与变流器之间的抽屉式安装。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种变流器模块，其特征在于，其包括：

具有第一安装孔和第一定位孔的散热组件；

设置在所述散热组件的上表面的功率半导体组件；

具有两个输出端且设置在所述功率半导体组件的上表面并与所述功率半导体组件电连接的交流母排组件；

设置在所述交流母排组件的上表面且与所述功率半导体组件电连接的低感母排组件；

具有输入端并设置在所述低感母排组件的上表面且与所述低感母排组件电连接的储能组件。

2.根据权利要求1所述的变流器模块，其特征在于，所述功率半导体组件包括多个功率半导体器件，多个所述功率半导体器件等间距设置在所述散热组件的上表面。

3.根据权利要求1或2所述的变流器模块，其特征在于，所述低感母排组件包括第一电连接部和与所述第一电连接部相垂直的第二电连接部。

4.根据权利要求3所述的变流器模块，其特征在于，所述第一电连接部上设置有第二安装孔，所述第二电连接部的底端面与所述交流母排组件的上表面相贴合。

5.根据权利要求4所述的变流器模块，其特征在于，所述第二电连接部与所述交流母排组件之间为螺栓连接。

6.根据权利要求4所述的变流器模块，其特征在于，所述储能组件的所述输入端并排设置有电连接柱，所述电连接柱与所述第一电连接部为可拆卸式连接。

7.根据权利要求2所述的变流器模块，其特征在于，所述变流器模块还包括等距设置在所述储能组件的两侧的门极驱动电路，各所述门极驱动电路分别驱动对应的所述功率半导体器件的导通及关断。

8.根据权利要求7所述的变流器模块，其特征在于，两个所述输出端并排分设在所述功率半导体组件的两端的上端面。

9.根据权利要求8所述的变流器模块，其特征在于，所述散热组件的两端的上表面并排分设有与各所述输出端对应连通的支撑架。