CN206442116U - 风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，使无功补偿功率单元寿命长，维修方便快捷，性能好，成本低。一种风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，包括机壳，位于机壳内的两个IGBT、支撑电容，机壳内设有热管散热器和散热器风道，散热器风道固定在机壳上包覆在热管散热器外，散热器风道为左右方向贯通、开口向前的槽状，左右方向长度与机壳等长，IGBT的后侧面在散热器风道前侧的开口处与热管散热器形成可拆卸连接结构；设有的热管散热器，使风冷代替水冷结构，减少功率单元的故障发生，提高产品的稳定性，降低产品的成本，能够很好地解决大功率无功补偿功率单元的散热问题，降低设备的故障率及维护成本。

Description

风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构

技术领域

本实用新型涉及一种无功补偿功率单元结构，特别是一种无功补偿功率单元的散热结构。

背景技术

无功补偿的静止无功发生器SVG(Static Var Generator)在电子供电系统中起到提高电网功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的作用，所以无功功率补偿装置(装置，单元)在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置，由于大功率的无功补偿功率单元的主要元器件绝缘栅双极型晶体管IGBT发热非常大，故散热问题是关乎整个无功补偿功率单元的性能可行及寿命长短的关键所在，现有技术对于13Mvar以上的大功率的无功补偿功率单元的冷却方式多为水冷方式，散热效果较好，但后期故障率较高，容易发生漏水的故障，不仅装置成本高，后期维护成本也较高；另外直流支撑采用电解电容，电解电容的寿命短、单元体积大、重量较重，安装及维护困难。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，要解决的技术问题是使无功补偿功率单元寿命长，维修方便快捷，性能好，成本低。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，包括机壳，位于机壳内的两个IGBT、支撑电容，所述机壳内设有热管散热器和散热器风道，所述散热器风道固定在机壳上包覆在热管散热器外，所述散热器风道为左右方向贯通、开口向前的槽状，左右方向长度与机壳等长，IGBT的后侧面在散热器风道前侧的开口处与热管散热器形成可拆卸连接结构；所述热管散热器包括基板、弯型铜管、散热片和风扇，弯型铜管内装有水或乙醇，基板与IGBT的背面可拆卸连接，散热片放置在基板的背面为前后并列的至少一个，弯型铜管前后穿插连接在散热片中部并与基板连接，风扇位于机壳上，正对散热器风道。

本实用新型所述风扇采用离心抽风的形式，风向自机壳内向外吹。

本实用新型所述机壳内设有整体为一体结构、呈倒T形的正负母排，正负母排的“|”上部位于两个IGBT之间的前侧并与IGBT连接，正负母排的“—”下部与支撑电容连接。

本实用新型所述正负母排包括呈倒T形板状的位于前侧的正母排板、位于后侧的负母排板、以及正母排板和负母排板之间夹着的母线隔板，正母排板的“|”上部左右两侧各设有两个带有固定孔的凸起与左右两个IGBT前侧面上的左右各两个IGBT正端子连接，负母排板的“|”上部左右两侧各设有两个带有固定孔的凸起与左右两个IGBT前侧面上的左右各两个IGBT负端子连接。

本实用新型所述支撑电容为薄膜电容。

本实用新型所述支撑电容为四个，结构为前后方向延伸的圆柱形，位于散热器风道下方，所述四个支撑电容沿左右方向呈一条直线排列，前端嵌入在正负母排的下部“—”内，所述支撑电容的后端嵌入在电容安装板内，所述电容安装板位于散热器风道下方与机壳连接。

本实用新型所述支撑电容的底部垫有支撑着四个支撑电容的、与机壳螺接的电容垫板，电容垫板上部具有与支撑电容形状位置对应的弧形槽。

本实用新型所述IGBT上连接有与IGBT形成软连接结构的输出排。

本实用新型所述IGBT竖直设置在机壳内中部，IGBT前表面上部通过焊接引脚的方式嵌入有IGBT驱动板，所述IGBT驱动板为扁平的板状，IGBT驱动板的下部为向下开口的“U”形，IGBT输出端子位于IGBT前侧面上、IGBT驱动板的“U”形开口内；所述输出排为条状，输出排的一端与一个IGBT输出端子连接，另一端由与机壳连接的铜排支架固定设置在机壳左侧壁板外部。

本实用新型所述IGBT上连接有吸收电容，所述吸收电容为四个，两两分别位于正负母排上部的左右两侧，每个吸收电容连接在IGBT的前侧面的下部、透过正母排板和负母排板上的固定孔与IGBT正端子和IGBT负端子连接。

本实用新型与现有技术相比，风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构设有热管散热器，由风冷代替水冷结构，减少功率单元的故障发生，提高产品的稳定性，降低产品的成本，能够很好地解决大功率无功补偿功率单元的散热问题，降低设备的故障率及维护成本，支撑电容采用薄膜电容代替电解电容能提高产品的使用寿命。

附图说明

图1为所述风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构的结构示意图。

图2为所述风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构去掉机壳前侧板的结构示意图。

图3为所述风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构去掉机壳和放电电阻的结构示意图。

图4为IGBT、IGBT驱动板、热管散热器和散热器风道连接结构示意图。

图5正负母排结构示意图。

图6为支撑电容、电容安装板和电容垫板连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1～图6所示，本实用新型的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，设有长方体形状的机壳1，在机壳1内设有IGBT2、IGBT驱动板21、热管散热器3、散热器风道31、吸收电容4、正负母排5、支撑电容6、放电电阻7和控制板8。机壳1左侧壁板外设有两个输出排9。

如图2～图4所示，IGBT2和IGBT驱动板21位于机壳1内，为无功补偿功率单元的主要元器件，发热量大，IGBT2为两个前后扁平的长条形结构，竖直设置在机壳1内中部，IGBT驱动板21为扁平的板状，IGBT驱动板21的下部为向下开口的“U”形，IGBT输出端子位于IGBT2前侧面上、IGBT驱动板21的“U”形开口内，IGBT驱动板21的下部的后表面通过焊接引脚的方式直接嵌入在IGBT2上部的前表面。

如图3和图4所示，热管散热器3外形为长方体结构，设置在两个IGBT2的后侧，热管散热器3的前侧面与IGBT2的后侧面形成可拆卸连接结构。热管散热器3外包覆有固定在机壳1上的散热器风道31，所述散热器风道31为左右方向贯通、开口向前的槽状，左右方向长度与机壳1等长，IGBT2的后侧面在散热器风道31前侧的开口处与热管散热器3连接。

热管散热器3包括基板、弯型铜管、散热片和风扇，弯型铜管内装有水或乙醇，基板与IGBT2的背面可拆卸连接，散热片放置在基板的背面为前后并列的至少一个，弯型铜管前后穿插连接在散热片中部并与基板连接，风扇位于机壳1上，正对散热器风道31，采用离心风机抽风的形式，风向为自机壳1内向外吹，制造散热器风道31的铝采用6063。冷却的方式采用热管散热器3的风冷冷却代替水冷冷却，设备成本低、故障率低，维护成本低，维护方便。

热管散热器3将IGBT2工作时产生的高热量散发出去，保证IGBT2能处在正常的环境温度下工作，提高IGBT2的性能和使用寿命。

如3和图5所示，正负母排5包括呈倒T形板状的正母排板51、负母排板52、以及正母排板51和负母排板52之间夹着的母线隔板53，正母排板51位于前侧，负母排板52位于后侧，母线隔板53位于正母排板51和负母排板52之间，正负母排5“|”上部与IGBT2连接，“—”下部与支撑电容6连接，正负母排5整体为一体结构设计，避免分别设计两个不同结构的正负母排板，节约了铜排材料并且维修方便。采用一体结构的正负母排5将支撑电容6直接电连接到IGBT2上，减少了杂散电感的产生，具有高性能的同时降低了材料成本。正负母排5的“|”上部位于两个IGBT2之间的前侧，正母排板51的“|”上部左右两侧各设有两个带有固定孔的凸起与左右两个IGBT2前侧面上的左右各两个IGBT正端子连接，负母排板52的“|”上部左右两侧各设有两个带有固定孔的凸起与左右两个IGBT2前侧面上的左右各两个IGBT负端子连接。

如图6所示，支撑电容6为四个，为前后方向延伸的圆柱形，位于散热器风道31下方，四个支撑电容6沿左右方向呈一条直线排列后前端嵌入在正负母排5的下部“—”内，支撑电容6的后端嵌入在电容安装板61内，所述电容安装板61位于散热器风道31下方与机壳1连接，支撑电容6的底部垫有支撑着四个支撑电容6的电容垫板62，电容垫板62上具有与支撑电容6形状位置对应的弧形槽，并与机壳1螺接，电容垫板62使支撑电容6安装的更稳固。支撑电容6为薄膜电容，耐热性好，具有自愈性和无感特性，寿命长，很少需要维护。

如图2和图3所示，吸收电容4为四个，两两分别位于正负母排5上部的左右两侧，每个吸收电容4连接在IGBT2的前侧面的下部、通过正母排板51和负母排板52上的固定孔与IGBT正端子和IGBT负端子连接，起滤波作用。

如图2所示，放电电阻7为四方体结构位于机壳1右侧壁板前端的底部。

如图3所示，散热器风道31的上方设有主板安装板81，控制板8设在主板安装板81上。

如图2和图3所示，两个IGBT2前侧面上、IGBT驱动板21U形凹口处，分别连接一个输出排9，两个输出排9的另一端由与机壳1连接的铜排支架91固定设置在机壳1左侧壁板外部，输出排9为条状，与IGBT输出端子形成软连接结构，安装容易，能避免IGBT受到应力损伤，在输出排9中部、两个输出排9之间设有绝缘子92，能避免两个输出排9接触而形成电连接。

整个功率单元的供电采用线性电源给控制板8和IGBT驱动板21供电，使IGBT驱动板21的性能更好。

Claims (10)

1.一种风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，包括机壳(1)，位于机壳(1)内的两个IGBT(2)、支撑电容(6)，其特征在于：所述机壳(1)内设有热管散热器(3)和散热器风道(31)，所述散热器风道(31)固定在机壳(1)上包覆在热管散热器(3)外，所述散热器风道(31)为左右方向贯通、开口向前的槽状，左右方向长度与机壳(1)等长，IGBT(2)的后侧面在散热器风道(31)前侧的开口处与热管散热器(3)形成可拆卸连接结构；所述热管散热器(3)包括基板、弯型铜管、散热片和风扇，弯型铜管内装有水或乙醇，基板与IGBT(2)的背面可拆卸连接，散热片放置在基板的背面为前后并列的至少一个，弯型铜管前后穿插连接在散热片中部并与基板连接，风扇位于机壳(1)上，正对散热器风道(31)。

2.根据权利要求1所述的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，其特征在于：所述风扇采用离心抽风的形式，风向自机壳(1)内向外吹。

3.根据权利要求1所述的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，其特征在于：所述机壳(1)内设有整体为一体结构、呈倒T形的正负母排(5)，正负母排(5)的“|”上部位于两个IGBT(2)之间的前侧并与IGBT(2)连接，正负母排(5)的“—”下部与支撑电容(6)连接。

4.根据权利要求3所述的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，其特征在于：所述正负母排(5)包括呈倒T形板状的位于前侧的正母排板(51)、位于后侧的负母排板(52)、以及正母排板(51)和负母排板(52)之间夹着的母线隔板(53)，正母排板(51)的“|”上部左右两侧各设有两个带有固定孔的凸起与左右两个IGBT(2)前侧面上的左右各两个IGBT正端子连接，负母排板(52)的“|”上部左右两侧各设有两个带有固定孔的凸起与左右两个IGBT(2)前侧面上的左右各两个IGBT负端子连接。

5.根据权利要求3所述的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，其特征在于：所述支撑电容(6)为薄膜电容。

6.根据权利要求5所述的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，其特征在于：所述支撑电容(6)为四个，结构为前后方向延伸的圆柱形，位于散热器风道(31)下方，所述四个支撑电容(6)沿左右方向呈一条直线排列，前端嵌入在正负母排(5)的下部“—”内，所述支撑电容(6)的后端嵌入在电容安装板(61)内，所述电容安装板(61)位于散热器风道(31)下方与机壳(1)连接。

7.根据权利要求6所述的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，其特征在于：所述支撑电容(6)的底部垫有支撑着四个支撑电容(6)的、与机壳(1)螺接的电容垫板(62)，电容垫板(62)上部具有与支撑电容(6)形状位置对应的弧形槽。

8.根据权利要求1所述的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，其特征在于：所述IGBT(2)上连接有与IGBT(2)形成软连接结构的输出排(9)。

9.根据权利要求8所述的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，其特征在于：所述IGBT(2)竖直设置在机壳(1)内中部，IGBT(2)前表面上部通过焊接引脚的方式嵌入有IGBT驱动板(21)，所述IGBT驱动板(21)为扁平的板状，IGBT驱动板(21)的下部为向下开口的“U”形，IGBT输出端子位于IGBT(2)前侧面上、IGBT驱动板(21)的“U”形开口内；所述输出排(9)为条状，输出排(9)的一端与一个IGBT输出端子连接，另一端由与机壳(1)连接的铜排支架(91)固定设置在机壳(1)左侧壁板外部。

10.根据权利要求4所述的风冷型大功率无功补偿功率单元散热结构，其特征在于：所述IGBT(2)上连接有吸收电容(4)，所述吸收电容(4)为四个，两两分别位于正负母排(5)上部的左右两侧，每个吸收电容(4)连接在IGBT(2)的前侧面的下部、透过正母排板(51)和负母排板(52)上的固定孔与IGBT正端子和IGBT负端子连接。