CN204761298U - 一种变流器模块装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变流器模块装置，包括整流单元、逆变单元、门极驱动组件、控制电气盒、控制单元以及散热器，所述整流单元与所述逆变单元相连，所述整流单元以及逆变单元安装在所述散热器的台面上，所述门极驱动组件、控制电气盒以及控制单元从下至上依次安装在所述散热器上方。本实用新型的变流器模块装置具有集成度高、可靠性高以及电磁兼容性好等优点。

Description

一种变流器模块装置

技术领域

本实用新型主要涉及变流设备，特指一种变流器模块装置。

背景技术

在电力变换的应用中，电力变换的基本任务是实现AC-DC、DC-AC、DC-DC、AC-AC等电压转换，这种电力转换一般以变流器模块的形式实现。通用型变流器模块是变频器中逆变或整流功能的核心单元，通用型变流器模块的性能往往决定了变频器的性能。目前变流器模块的功能比较单一，一般只能实现一种电压转换功能，即AC-DC或DC-AC等功能，不同功能的变流器模块放置在变流器中会产生占用空间大，重量大、成本高等问题。随着技术的进步，轨道交通变流装置正朝着空间紧凑、模块集成度高，轻量化的方向发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种集成度高、可靠性高以及电磁兼容性好的变流器模块装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种变流器模块装置，包括整流单元、逆变单元、门极驱动组件、控制电气盒、控制单元以及散热器，所述整流单元与所述逆变单元相连，所述整流单元以及逆变单元安装在所述散热器的台面上，所述门极驱动组件、控制电气盒以及控制单元从下至上依次安装在所述散热器上方。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述整流单元包括多个整流二极管，所述逆变单元包括多个IGBT元件，多个整流二极管以及多个IGBT元件均平铺在所述散热器台面上。

所述控制电气盒包括盒体以及位于盒体内的脉冲分配板和电源单元，所述盒体通过一支撑组件安装在所述散热器上，所述脉冲分配板以及电源单元均水平安装在所述盒体内。

所述门极驱动组件包括安装架、安装盒以及门极驱动板，所述安装盒通过安装架安装在所述控制电气盒的下方，所述门极驱动板安装在所述安装盒内。

所述整流单元通过低感母排与所述逆变单元相连，所述逆变单元通过交流母排与用电设备相连。

还包括用于检测逆变单元输出电流的电流检测件，所述交流母排的一端设有检测孔，所述电流检测件穿过所述检测孔后紧固在所述支撑组件上。

所述整流单元和逆变单元与所述散热器的台面之间均安装有绝缘支撑块。

所述散热器的台面上安装有一个以上的用于检测散热器台面温度的温度检测件，所述温度检测件与所述控制单元相连。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的变流器模块装置，包括相互连接的整流单元以及逆变单元，能够实现AC-DC-AC的转换；将整流单元、逆变单元以及控制单元等整合在一起，大大的缩小了设备安装所需的空间，集成度高，同时也方便了设备的维修工作；另外通过将各部件集成在一起，缩短了各部件之间的连接长度，从而减少了线路的电磁干扰，提高了系统的可靠性。本发明将整流单元以及逆变单元通过低感母排连接，相比两者分开设置，减少了两者之间的连接电缆，从而减少了主电路中的杂散电感，更加有利于系统中的电压谐波控制，进一步提高了系统的可靠性。控制单元与脉冲分配板，两者集成在一起，缩短了两者之间的连线距离，从而减少了线路的电磁干扰。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中散热器台面上各元器件布置图。

图3为本实用新型中控制电气盒的结构示意图。

图4为本实用新型中门极驱动组件的结构示意图。

图5为本实用新型变流器系统的方框结构示意图。

图6为本实用新型整流单元以及逆变单元的电路原理图。

图中标号表示：1、散热器；11、绝缘支撑块；2、整流单元；21、低感母排；3、逆变单元；31、交流母排；32、电流检测件；4、门极驱动组件；41、安装架；42、安装盒；43、门极驱动板；5、控制电气盒；51、脉冲分配板；52、电源单元；521、电源板；522、15V电源模块；53、支撑组件；54、盒体；6、控制单元；7、温度检测件。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1至图6所示，本实施例的变流器模块装置，包括整流单元2、逆变单元3、门极驱动组件4、控制电气盒5、控制单元6以及散热器1，整流单元2与逆变单元3相连，其中门极驱动组件4用于驱动逆变单元3中的各个IGBT元件的开通及关断，控制电气盒5则为各电气元件提供电源以及给门极驱动组件4提供脉冲信号，控制单元6则用于实现信号采集、脉冲发送、电路保护等功能，其中整流单元2以及逆变单元3安装在散热器1的台面上，门极驱动组件4、控制电气盒5以及控制单元6从下至上依次安装在散热器1上方。本实用新型的变流器模块装置通过相互连接的整流单元2以及逆变单元3，实现AC-DC-AC的转换；将整流单元2、逆变单元3以及控制单元6等整合在一起，大大的缩小了设备安装所需的空间，集成度高，同时也方便了设备的维修工作；另外通过将各部件集成在一起，缩短了各部件之间的连接长度，从而减少了线路的电磁干扰，提高了系统的可靠性。

如图2所示，本实施例中，整流单元2包括两个整流二极管D1和D2，逆变单元3包括六个IGBT元件V1～V6，整流二极管以及IGBT元件均平铺在散热器1台面上；其中D1、D2组成单相不可控全波整流器，实现将交流输入电转换为中间直流电，V1～V6六个IGBT元件组成三相逆变器，实现将整流输出的直流电转换成三相交流电输出。整流单元2与逆变单元3之间通过低感母排21连接，低感母排21为平板型，水平安装在IGBT元件上面，并与整流二极管和IGBT元件导电连接，其中低感母排21的右侧开有安装孔，通过低感母排21与变流器柜内的高压支撑电容器连接，保障中间直流电压的平稳。另外逆变单元3通过交流母排31与用电设备相连，具体为交流母排31水平安装在低感母排21上方，一端与IGBT元件导电连接，另一端与变流器柜内的大电流设备连接。

如图3所示，本实施例中，控制电气盒5包括盒体54以及位于盒体54内的脉冲分配板51和电源单元52，盒体54通过一支撑组件53安装在散热器1上，脉冲分配板51以及电源单元52均水平安装在盒体54内。电源单元52包括电源板521和15V电源模块522，控制电气盒5通过螺栓固定在模块壳体上。其中脉冲分配板51用来给门极驱动板43提供脉冲信号，15V电源模块522给门极驱动板43提供电源，电源板521给控制单元6提供各种控制电源，即DC110V、±24V、±15V等。另外控制电气盒5的上方为控制单元6，实现信号采集、脉冲发送以及电路保护功能等。

如图4所示，本实施例中，门极驱动组件4包括安装架41、安装盒42以及门极驱动板43，安装盒42通过安装架41安装在控制电气盒5的下方，门极驱动板43安装在安装盒42内。具体为门极驱动组件4安装在交流母排31的上方，门极驱动组件4又分为三层，第一层为安装架41，用于固定组件用且有电磁屏蔽作用；第二层为驱动板安装盒42，用于安装门极驱动板43，驱动板安装盒42可加工性强，机械强度和绝缘性能较好，可以隔离交流母排31上的高压；第三层为驱动板，安装在驱动板安装盒42内，驱动板用来驱动IGBT元件，使IGBT元件能够正常开通及关断，驱动板上装有光纤接口及指示灯显，很容易就可以判断模块的工作工况。

如图1所示，本实施例中，还包括用于检测逆变单元3输出电流的电流检测件32，交流母排31的一端设有检测孔，电流检测件32穿过检测孔后紧固在支撑组件53上。

本实施例中，整流单元2和逆变单元3与散热器1的台面之间安装有绝缘支撑块11。

如图2所示，本实施例中，散热器1的台面上安装有一个以上的用于检测散热器1台面温度的温度检测件7，温度检测件7与控制单元6相连。如图2所示，温度检测件7包括J1、J2、J3三个温度继电器，在散热器1台面温度超过某一设计值时，控制单元6发出保护命令，停止脉冲发送，提高设备的可靠性。另外在散热器1台面的两侧分别安装了温度传感器UTinA和UTinB，用于实时监测散热器1台面，其中散热器1为风冷翅片散热器。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种变流器模块装置，包括整流单元（2）、逆变单元（3）、门极驱动组件（4）、控制电气盒（5）、控制单元（6）以及散热器（1），所述整流单元（2）与所述逆变单元（3）相连，其特征在于，所述整流单元（2）以及逆变单元（3）安装在所述散热器（1）的台面上，所述门极驱动组件（4）、控制电气盒（5）以及控制单元（6）从下至上依次安装在所述散热器（1）上方。

2.根据权利要求1所述的变流器模块装置，其特征在于，所述整流单元（2）包括多个整流二极管，所述逆变单元（3）包括多个IGBT元件，多个整流二极管以及多个IGBT元件均平铺在所述散热器（1）台面上。

3.根据权利要求1或2所述的变流器模块装置，其特征在于，所述控制电气盒（5）包括盒体（54）以及位于盒体（54）内的脉冲分配板（51）和电源单元（52），所述盒体（54）通过一支撑组件（53）安装在所述散热器（1）上，所述脉冲分配板（51）以及电源单元（52）均水平安装在所述盒体（54）内。

4.根据权利要求3所述的变流器模块装置，其特征在于，所述门极驱动组件（4）包括安装架（41）、安装盒（42）以及门极驱动板（43），所述安装盒（42）通过安装架（41）安装在所述控制电气盒（5）的下方，所述门极驱动板（43）安装在所述安装盒（42）内。

5.根据权利要求3所述的变流器模块装置，其特征在于，所述整流单元（2）通过低感母排（21）与所述逆变单元（3）相连，所述逆变单元（3）通过交流母排（31）与用电设备相连。

6.根据权利要求5所述的变流器模块装置，其特征在于，还包括用于检测逆变单元（3）输出电流的电流检测件（32），所述交流母排（31）的一端设有检测孔，所述电流检测件（32）穿过所述检测孔后紧固在所述支撑组件（53）上。

7.根据权利要求1或2所述的变流器模块装置，其特征在于，所述整流单元（2）和逆变单元（3）与所述散热器（1）的台面之间均安装有绝缘支撑块（11）。

8.根据权利要求1或2所述的变流器模块装置，其特征在于，所述散热器（1）的台面上安装有一个以上的用于检测散热器（1）台面温度的温度检测件（7），所述温度检测件（7）与所述控制单元（6）相连。