CN204497954U - 一种大功率水冷变流功率装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大功率水冷变流功率装置，由正、背面功率模块和辅助机构组成，所述正、背面功率模块结构相同，包括对称型水冷散热板、母线滤波电容、多个IGBT功率元件、所述水冷散热板采用正面、背面对称结构设计，IGBT功率元件采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板的正面和背面上，所述母线滤波电容底部安装固定在水冷散热板上，并且两组母线滤波电容采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板的正面和背面上。本实用新型将发热量大的母线滤波电容底部安装在水冷散热板上，解决了母线滤波电容的散热问题，延长了使用寿命，在设计上让母线滤波电容、多个并联的IGBT功率元件摆放均匀，减小了母线滤波电容和IGBT功率元件间的杂散电感，减低了IGBT的关断过电压，确保设备可靠运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变流功率装置，更具体地说，涉及一种大功率水冷变流功率装置。
背景技术
自风力发电新兴以来，其核心部件变流器的设计及应用，便得到了极大的关注，而变流器的核心功率模块的设计也被列为衡量产品性能的重要依据和指标。目前大功率的变流器产品是当今发展的主流，而大功率变流功率模块的设计又是重中之重，现有大功率变流功率模块具有如下缺点：一是：受到电力电子整机结构体积的限制，并联的IGBT元件数量有限，不能满足高功率等级和高功率密度的要求；二是：多个IGBT元件的并联应用，不利于滤波电容和IGBT元件间杂散电感的减小，容易引起各IGBT元件的电流不均衡，影响IGBT的使用寿命；三是：在满足IGBT功率模块结构紧凑的前提下，现有结构很难兼顾直流滤波电容的散热调节，导致直流母线滤波电容散热不良，使用寿命降低，从而影响整个IGBT功率模块的使用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型目的是提供一种大功率水冷变流功率装置。该变流功率装置可以解决结构紧凑增加功率密度和功率等级的同时，保证了各并联的IGBT元件载流均衡、并且有效的调节母线滤波电容的散热，延长了电容使用寿命，提高变流功率模块的整体性能。
为了实现上述发明目的，解决已有技术中所存在的问题，本实用新型采取的技术方案是：一种大功率水冷变流功率装置，由正面功率模块、背面功率模块和辅助机构组成，所述正、背面功率模块结构相同，包括对称型水冷散热板、母线滤波电容、多个IGBT功率元件、带有均流槽的交流连接排、母线滤波电容定位安装板、IGBT吸收电容、母线滤波电容安装紧固板、正极直流铜板、负极直流铜板、所述辅助机构包括安装固定水冷散热板的框架、提拉把手、作为导轨滑面的下部框架、安装起吊吊环的上部框架、正、背面功率模块正极铜板接线引出端和正、背面功率模块负极铜板接线引出端，所述水冷散热板采用正面、背面对称结构设计，IGBT功率元件采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板的正面和背面上，并且彼此安装间距一致，用于提高功率密度和功率等级；所述母线滤波电容底部安装固定在水冷散热板上，并且两组母线滤波电容采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板的正面和背面上，确保流经电容内部纹波电流的一致性。
所述正极直流铜板与滤波电容安装紧固板之间设置有第一片状绝缘纸。
所述正极直流铜板和负极直流铜板与IGBT功率元件及母线滤波电容相连，并以对称结构的形式分别固定在正、背面功率模块上。
所述正极直流铜板与负极直流铜板之间设直有第二片状绝缘纸。
所述正面功率模块及背面功率模块均设置有结构对称的器件防护罩。
所述母线滤波电容定位安装板和母线滤波电容安装紧固板以对称结构的形式分别固定在水冷散热板的正、背面上，用于母线滤波电容的准确定位安装。
所述带有均流槽的交流连接排采用均流结构设计，用于各个IGBT功率元件的载流均衡。
本实用新型有益效果是：一种大功率水冷变流功率装置，由正面功率模块、背面功率模块和辅助机构组成，所述正、背面功率模块结构相同，包括对称型水冷散热板、母线滤波电容、多个IGBT功率元件、带有均流槽的交流连接排、母线滤波电容定位安装板、IGBT吸收电容、母线滤波电容安装紧固板、正极直流铜板、负极直流铜板、所述辅助机构包括安装固定水冷散热板的框架、提拉把手、作为导轨滑面的下部框架、安装起吊吊环的上部框架、正、背面功率模块正极铜板接线引出端和正、背面功率模块负极铜板接线引出端，所述水冷散热板采用正面、背面对称结构设计，IGBT功率元件采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板的正面和背面上，并且彼此安装间距一致，用于提高功率密度和功率等级；所述母线滤波电容底部安装固定在水冷散热板上，并且两组母线滤波电容采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板的正面和背面上，确保流经电容内部纹波电流的一致性。与已有技术相比，本实用新型将发热量大的母线滤波电容底部安装在水冷散热板上，把热量带走，冷却效果明显，解决了母线滤波电容的散热问题，延长了使用寿命，提高了功率模块的稳定性；在设计上最大程度上让母线滤波电容、多个并联的IGBT功率元件摆放均匀，有效的减小了母线滤波电容和IGBT功率元件间的杂散电感，有效的减低了IGBT的关断过电压，保护了IGBT确保设备可靠运行。因多个并联IGBT载流的高度一致，可以使功率模块由低功率密度和低功率高度向更高的功率密度和功率高度扩展成为可能。
附图说明
图1是本实用新型中的对称型水冷散热板上的器件安装图。
图2是本实用新型中的正、背面功率模块组装完成爆炸图。
图3是本实用新型结构示意图。
图中：1、对称型水冷散热板，2、母线滤波电容，3、多个IGBT功率元件，4、带有均流槽的交流连接排，5、母线滤波电容定位安装板，6、IGBT吸收电容，7、母线滤波电容安装紧固板，8、第一片状绝缘纸，9、正极直流铜板，10、负极直流铜板，11、第二片状绝缘纸，12、后立面安装固定水冷散热板的框架，12a、前立面安装固定水冷散热板的框架，13、提拉把手，14、器件防护罩，15、作为导轨滑面的下部框架，16、安装起吊吊环的上部框架，17、正、背面功率模块正极铜板接线引出端，18、正、背面功率模块负极铜板接线引出端。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1、2、3所示，一种大功率水冷变流功率装置，由正面功率模块、背面功率模块和辅助机构组成，所述正、背面功率模块结构相同，包括对称型水冷散热板1、母线滤波电容2、多个IGBT功率元件3、带有均流槽的交流连接排4、母线滤波电容定位安装板5、IGBT吸收电容6、母线滤波电容安装紧固板7、正极直流铜板9、负极直流铜板10、所述辅助机构包括安装固定水冷散热板的框架12、提拉把手13、作为导轨滑面的下部框架15、安装起吊吊环的上部框架16、正、背面功率模块正极铜板接线引出端17和正、背面功率模块负极铜板接线引出端18，所述水冷散热板1采用正面、背面对称结构设计，IGBT功率元件3采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板1的正面和背面上，并且彼此安装间距一致，用于提高功率密度和功率等级；所述母线滤波电容2底部安装固定在水冷散热板1上，确保良好的散热性，并且两组母线滤波电容2采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板1的正面和背面上，确保流经电容内部纹波电流的一致性。所述正极直流铜板9与滤波电容安装紧固板7之间设置有第一片状绝缘纸8，用于确保在紧凑空间下的良好绝缘。所述正极直流铜板9和负极直流铜板10与IGBT功率元件3及母线滤波电容2相连，并以对称结构的形式分别固定在正、背面功率模块上，由于母线滤波电容的结构高度对称、杂散电感分布均匀，从而使IGBT电流均衡。所述正极直流铜板9与负极直流铜板10之间设直有第二片状绝缘纸11，起到绝缘作用。所述正面功率模块及背面功率模块均设置有结构对称的器件防护罩14，起到美观实用的作用。所述母线滤波电容定位安装板5和母线滤波电容安装紧固板7以对称结构的形式分别固定在水冷散热板1的正、背面上，用于母线滤波电容的准确定位安装。所述带有均流槽的交流连接排4采用均流结构设计，用于各个IGBT功率元件3的载流均衡。通过后立面、前立面安装固定水冷散热板的框架12、12a安装固定对称型水冷散热板1，通过提拉把手13、安装起吊吊环的上部框架16及作为导轨滑面的下部框架15对本实用新型进行方便安装和拆除。
本实用新型优点在于：一种大功率水冷变流功率装置，将发热量大的母线滤波电容底部安装在水冷散热板上，把热量带走，冷却效果明显，解决了母线滤波电容的散热问题，延长了使用寿命，提高了功率模块的稳定性；在设计上最大程度上让母线滤波电容、多个并联的IGBT功率元件摆放均匀，有效的减小了母线滤波电容和IGBT功率元件间的杂散电感，有效的减低了IGBT的关断过电压，保护了IGBT确保设备可靠运行。因多个并联IGBT载流的高度一致，可以使功率模块由低功率密度和低功率高度向更高的功率密度和功率高度扩展成为可能。
Claims (7)
1.一种大功率水冷变流功率装置，由正面功率模块、背面功率模块和辅助机构组成，所述正、背面功率模块结构相同，包括对称型水冷散热板(1)、母线滤波电容(2)、多个IGBT功率元件(3)、带有均流槽的交流连接排(4)、母线滤波电容定位安装板(5)、IGBT吸收电容(6)、母线滤波电容安装紧固板(7)、正极直流铜板(9)、负极直流铜板(10)、所述辅助机构包括安装固定水冷散热板的框架(12)、提拉把手(13)、作为导轨滑面的下部框架(15)、安装起吊吊环的上部框架(16)、正、背面功率模块正极铜板接线引出端(17)和正、背面功率模块负极铜板接线引出端(18)，其特征在于：所述水冷散热板(1)采用正面、背面对称结构设计，IGBT功率元件(3)采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板(1)的正面和背面上，并且彼此安装间距一致，用于提高功率密度和功率等级；所述母线滤波电容(2)底部安装固定在水冷散热板(1)上，并且两组母线滤波电容(2)采用并联连接方式，分别对称安装在水冷散热板(1)的正面和背面上，确保流经电容内部纹波电流的一致性。
2.根据权利要求1所述一种大功率水冷变流功率装置，其特征在于：所述正极直流铜板(9)与滤波电容安装紧固板(7)之间设置有第一片状绝缘纸(8)。
3.根据权利要求1所述一种大功率水冷变流功率装置，其特征在于：所述正极直流铜板(9)和负极直流铜板(10)与IGBT功率元件(3)及母线滤波电容(2)相连，并以对称结构的形式分别固定在正、背面功率模块上。
4.根据权利要求1所述一种大功率水冷变流功率装置，其特征在于：所述正极直流铜板(9)与负极直流铜板(10)之间设直有第二片状绝缘纸(11)。
5.根据权利要求1所述一种大功率水冷变流功率装置，其特征在于：所述正面功率模块及背面功率模块均设置有结构对称的器件防护罩(14)。
6.根据权利要求1所述一种大功率水冷变流功率装置，其特征在于：所述母线滤波电容定位安装板(5)和母线滤波电容安装紧固板(7)以对称结构的形式分别固定在水冷散热板(1)的正、背面上，用于母线滤波电容的准确定位安装。
7.根据权利要求1所述一种大功率水冷变流功率装置，其特征在于：所述带有均流槽的交流连接排(4)采用均流结构设计，用于各个IGBT功率元件(3)的载流均衡。
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