CN207706065U - 一种高功率水冷功率单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高功率水冷功率单元，包括散热器组件、电容组件、单元上封板、前挡板，散热器组件设置在电容组件的正前方，单元上封板通过螺栓固定于电容组件的正上方，前挡板通过螺栓固定于功率单元的前上方；所述散热器组件包括散热器安装框架、电路板组件、整流水冷板、逆变水冷板、分水器、连接水管，整流水冷板固定于散热器组件框架的下部；逆变水冷板立式固定于安装框架的后部，并靠近电容组件；整流水冷板或逆变水冷板的进出水端与分水器通过连接水管连接；电路板组件固定在安装框架的前部。优点是：结构紧凑、体积小、成本低；布局合理、维护方便；模块化设计、可扩展性强；水路布局简明、散热性能好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高功率水冷功率单元。
背景技术
高压变频器被广泛的应用于电力、化工、石油、冶金等行业。功率单元是高压变频器的核心部件。功率单元的设计直接影响着高压变频器的结构形式、尺寸大小和稳定运行等。
目前小功率功率单元的散热方式多以风冷冷却为主，而大功率功率单元的散热主要采用水冷冷却的方式。常见的水冷功率单元空间利用率不高且多为一体式设计，导致变频器笨重、材料及制造成本高、运输装配不便。当功率单元内某个器件发生故障时，需将整个功率单元从变频器中拆出，造成维护困难。
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种布局紧凑、模块化设计的高功率水冷功率单元，优化水冷功率单元的空间利用率，增强功率单元的可扩展性，并使功率单元的安装和维护更便捷。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种高功率水冷功率单元，包括散热器组件、电容组件、单元上封板、前挡板，散热器组件设置在电容组件的正前方，单元上封板通过螺栓固定于电容组件的正上方，前挡板通过螺栓固定于功率单元的前上方；
所述散热器组件包括散热器安装框架、电路板组件、整流水冷板、逆变水冷板、分水器、连接水管，整流水冷板固定于散热器组件框架的下部；逆变水冷板立式固定于安装框架的后部，并靠近电容组件；整流水冷板或逆变水冷板的进出水端与分水器通过连接水管连接；电路板组件固定在安装框架的前部。
所述的散热器组件还包括吊环、拉手，拉手固定在安装框架的前端，吊环固定在安装框架的顶部。
所述的单元上封板上开有若干散热孔。
所述的整流水冷板上固定连接有整流桥、电阻和绝缘固线弯角。
所述的逆变水冷板上固定连接有IGBT模块。
所述的分水器包括进水端分水器和出水端分水器，分别固定于安装框架的左上方和右上方。
所述的电容组件正前端设有电容安装框架，散热器组件通过螺栓固定于电容安装框架。
所述的电容组件由8个薄膜电容、2个电容叠层母排和电容组件框架组成；每4个薄膜电容为一组，通过电容叠层母排并联。
所述的电容叠层母排端部设有组件连接端，散热器组件和电容组件通过组件连接端连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)结构紧凑、体积小、成本低。
本实用新型将整流水冷板和逆变水冷板都固定于散热器组件内，提高了功率单元的空间利用率，缩短了各电气元件间的铜排连接距离，降低了产品材料和制造成本，也为后期高压变频器的设计提供了良好的基础。
2)布局合理、维护方便。
本实用新型将水冷功率单元分为散热器组件和电容组件两部分；因散热器组件内的电气元件故障率远高于电容，将散热器组件安装于电容组件的前端以方便功率单元的维护。
3)模块化设计、可扩展性强。
本实用新型包含散热器组件、电容组件。散热器组件中包含电路板组件。此种模块化设计的形式，通过修改其中任一模块，就可以实现很强的扩展性。
4)水路布局简明、散热性能好。
本实用新型左上方为进水端，右上方为出水端。水流通过进水端分水器和进水端水管分别流入整流水冷板和逆变水冷板。通过水冷板的内部管路和出水端水管后流出出水端分水器。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是散热器组件的立体图。
图3是散热器组件的侧视图。
图4是逆变水冷板布置示意图。
图5是整流水冷板布置示意图。
图6是电路板组件的结构示意图。
图7是电容组件的结构示意图。
图中：1-组件连接端 2-散热器组件 3-前挡板 4-输出端 5-输入端 6-单元上封板 7-电容组件 8-进水端水管 9-进水端分水器 10-电路板组件 11-叠层母排 12-出水端分水器 13-出水端水管 14-散热器组件框架 15-吊环 16-逆变水冷板 17-整流水冷板18-把手 19-IGBT模块 20-电阻 21-整流桥 22-绝缘固线弯角 23-电源模块 24-板卡安装板 25-电路板 26-绝缘子 27-电容叠层母排 28-薄膜电容 29-电容组件框架。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
见图1，为了使功率单元具有较强的一致性和可扩展性，高功率水冷功率单元采用了模块化设计，将功率单元分为散热器组件2和电容组件7，因在功率单元的运行时，散热器组件2内电气元件的故障率远超过电容组件7，故将散热器组件2摆放在电容组件7的正前方。前挡板3通过螺栓固定于功率单元的前上方，当功率单元发生故障时，拆下前挡板3、断开组件连接端1并拆卸散热器组件2周围的固定螺栓便可把其单独抽出维护。同样，为了方便单元的安装和拆卸，高功率水冷功率单元的输出端4和输入端5都位于功率单元的前端。单元上封板6通过螺栓固定于电容组件7的正上方，为了使电容也具有良好的散热性能，单元上封板6开设有很多散热孔。
见图2、图3，散热器组件2包括散热器安装框架、电路板组件10、整流水冷板17、逆变水冷板16、分水器、连接水管，整流水冷板17固定于散热器组件框架14的下部；逆变水冷板16立式固定于安装框架的后部，并靠近电容组件7；两个水冷板上固定的电气元件间通过叠层母排11进行电气连接。电路板组件10作为可整体拆卸模块安装于安装框架的前部。为了简化水路布局，分水器包括进水端分水器9和出水端分水器12，连接水管包括进水端水管8、出水端水管13；进水端分水器9固定于散热器组件框架14的左上方，通过进水端水管8分别与两个水冷板进水口连接，形成进水水路。出水端分水器12安装于散热器组件框架14的右上方，通过出水端水管13分别与两个水冷板出水口连接，形成出水水路。水流通过进水端分水器9和进水端水管8分别流入整流水冷板17和逆变水冷板16；通过水冷板的内部管路和出水端水管13后流出出水端分水器12。散热器组件2的前端两侧安装把手18，上端两侧安装吊环15，方便散热器组件2的安装和拆卸。散热器组件2采用上述结构可减小功率单元体积、提高空间利用率同时降低产品成本。
为了保证电气元件良好的散热，逆变水冷板16上固定连接有IGBT模块19。图4为将8个IGBT模块19固定于逆变水冷板16上的示意图。见图5，整流水冷板17上固定连接有整流桥21、电阻20和绝缘固线弯角22。将3个整流桥21、3个电阻20和3个绝缘固线弯角22固定于整流水冷板17上。
见图6，电路板组件10由电源模块23、板卡安装板24、电路板25、绝缘子26和三相输入端5铜排组成，安装于散热器组件2的前部。电源模块23安装在板卡安装板24内，电路板25安装在板卡安装板24内，板卡安装板24下部经绝缘子26安装三相输入端5铜排。
见图7，电容组件7正前端设有电容安装框架，散热器组件2通过螺栓固定于电容安装框架。电容组件7由8个薄膜电容28、2个电容叠层母排27和电容组件框架29组成；每4个薄膜电容28为一组，通过电容叠层母排27并联。电容叠层母排27端部设有组件连接端1，散热器组件2和电容组件7通过组件连接端1连接。也可在散热器组件2和电容组件7上均预设组件连接端1，并通过螺栓紧固的方式将两个组件进行电气连接。
Claims (9)
1.一种高功率水冷功率单元，其特征在于，包括散热器组件、电容组件、单元上封板、前挡板，散热器组件设置在电容组件的正前方，单元上封板通过螺栓固定于电容组件的正上方，前挡板通过螺栓固定于功率单元的前上方；
所述散热器组件包括散热器安装框架、电路板组件、整流水冷板、逆变水冷板、分水器、连接水管，整流水冷板固定于散热器组件框架的下部；逆变水冷板立式固定于安装框架的后部，并靠近电容组件；整流水冷板或逆变水冷板的进出水端与分水器通过连接水管连接；电路板组件固定在安装框架的前部。
2.根据权利要求1所述的一种高功率水冷功率单元，其特征在于，所述的散热器组件还包括吊环、拉手，拉手固定在安装框架的前端，吊环固定在安装框架的顶部。
3.根据权利要求1所述的一种高功率水冷功率单元，其特征在于，所述的单元上封板上开有若干散热孔。
4.根据权利要求1所述的一种高功率水冷功率单元，其特征在于，所述的整流水冷板上固定连接有整流桥、电阻和绝缘固线弯角。
5.根据权利要求1所述的一种高功率水冷功率单元，其特征在于，所述的逆变水冷板上固定连接有IGBT模块。
6.根据权利要求1所述的一种高功率水冷功率单元，其特征在于，所述的分水器包括进水端分水器和出水端分水器，分别固定于安装框架的左上方和右上方。
7.根据权利要求1所述的一种高功率水冷功率单元，其特征在于，所述的电容组件正前端设有电容安装框架，散热器组件通过螺栓固定于电容安装框架。
8.根据权利要求1所述的一种高功率水冷功率单元，其特征在于，所述的电容组件由8个薄膜电容、2个电容叠层母排和电容组件框架组成；每4个薄膜电容为一组，通过电容叠层母排并联。
9.根据权利要求8所述的一种高功率水冷功率单元，其特征在于，所述的电容叠层母排端部设有组件连接端，散热器组件和电容组件通过组件连接端连接。
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| CN111757650A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-09 | 石家庄盈博智能科技有限公司 | 一种云算力服务器的模块化结构 |
| CN113659850A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 逆变模块及具有其的高频辅助变流设备 |
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