CN208739011U - 一种组串压接式功率单元模组及三相桥 - Google Patents
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Abstract
本实用新型专利公开了一种组串压接式功率单元模组，将n个压接封装的开关器件按照合适的次序与n+1个散热器交替摆放，组串压接成一个功率单元模组。调节开关器件摆放次序和铜排连接方式，一个模组可以作为一个三相整流桥、三相逆变桥或者串联应用场合中的一个或部分桥臂。该模组复用性强，单个模组即可组成三相功率桥；当电压/功率等级高或脉波数多时，通过相同模组的串并联即可很容易实现。同时散热器截面为规则矩形，利于风道的密闭，且模组各散热器风道并联分布，各开关器件之间温度均衡，避免由于“木桶效应”而限制整柜出力的情况。
Description
技术领域
本发明属于电气设备结构领域。
背景技术
目前压接式开关器件屏柜(如大型发电机励磁装置、大功率整流器)大多采用单只开关器件与二片梯形散热器连接成单元，各个单元之间分层布置，经铜排连接的方式。一个三相桥的设计需要考虑6个单元的布置与连接，不同功能的功率桥设计时复用性低，并且由于散热器形状不规则，很难形成密闭风道，风量有效利用率低。
故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
发明目的：设计一种复用性强、功率密度高的组串压接功率单元模组，通过模组间组合实现不同电压/功率等级的需要，根据需要简单的调整实现与外部接口的兼容。
技术方案：为达到上述目的，本实用新型可采用如下技术方案：
一种组串压接式功率单元模组，包括n个压接封装的开关器件、n+1个散热器，且每两个相邻散热器之间夹有一个开关器件，n个开关器件及n+1个散热器形成一列排列；所述n为大于0的整数。
进一步的，所述n个开关器件及n+1个散热器采用自下向上成列排列，顶部的散热器上方设置上夹件，底部的散热器下方设置下夹件，散热器的两侧设置拉杆，将拉杆的上方固定在上夹件上，拉杆的下方固定在下夹件上；底部的散热器和下夹件之间设置碟簧。
进一步的，所述相邻两个散热器的电气接口相背对设置
进一步的，同电位的散热器用母排短接，出线端从散热器上引出。
进一步的，该单元模组作为三相全控桥，n＝6。
本发明所提出的组串压接功率单元模组，具有以下明显优点：
复用性强，单个模组即可组成三相功率桥；当电压/功率等级高或脉波数多时，通过相同模组的串并联即可很容易实现。
散热效果好，散热器截面规则，利于封堵形成密闭风道，增大有效利用风量，且各散热器之间并行布置，各风道支路并联，散热效果相同，使得各器件温升均衡，避免由于“木桶效应”而限制整柜出力。
功率密度高，相对常用的一对散热器夹一直开关器件的模式，组串压接模组可以节省很大空间。
在上述组串压接式功率单元模组的基础上，本实用新型还提供了一种三相桥，可采用以下技术方案。
包括3个组串压接式功率单元模组，所述开关器件为单向晶闸管，且所有单向晶闸管的电流通过方向均相同，所述每个组串压接式功率单元模组的一端共同连接为直流正向引出排，所述每个组串压接式功率单元模组的另一端共同连接为直流负向引出排。
该三相桥即为3个组串压接式功率单元模组的组合应用，在高电压应用场合需要采用一个功率单元模组可以作为1个桥臂的方式，三组功率单元模组分别作为A相、B相、C相。
附图说明
图1组串压接功率单元模组(n＝6)
图2单个模组组成三相全控桥1示意图
图3单个模组组成三相全控桥2示意图
图4高压3管串联应用时器件方向示意图
图5高压3管串联时3个模组组成三相全控桥示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
以6个晶闸管组成三相全控桥为例进行说明。如图1所示：1为开关器件(本实施方式中为晶闸管)，2为碟簧，3为上夹件，4为拉杆，5为下夹件，6为下绝缘块，7为轴套，8为顶杆，9为散热器的电气接口，10为模组支架，11为散热器，12为上绝缘块，13为调节螺母。
将6个晶闸管和7个散热器在同一个轴线上交替排列成一串，在该串的顶部、底部设置上夹件3和下夹件5，二侧设置固定拉杆4，拉杆与上下夹件之间通过螺母连接，共同作为模组压接的框架，承载晶闸管与散热器的压接压力。上下夹件采用金属材料提高强度，散热器采用铝材，上夹件和顶部散热器之间采用上绝缘块12隔离，底部散热器和轴套7之间采用下绝缘块6隔离，绝缘块6和12上开槽增大爬电距离。晶闸管和散热器底部放置碟簧2，可以保证开关器件的压力不受震动等影响出现大波动。碟簧2通过顶杆8、轴套7与下夹件5、下绝缘块6固定，顶杆上的调节螺母13起到调节晶闸管压力的作用。
当作为三相全控桥运行时，晶闸管/散热器摆放方向和模组电气连接方式可以采用图2或图3方式，其中，中间2个单向晶闸管的电流通过方向与其他4个单向晶闸管的电流通过方向相反，图2和图3中的三相桥结构电气特性相同，但接口位置不同，可以兼容不同结构需求。改变晶闸管/散热器排列方向，可衍生出多种接口形式。
在高电压应用场合需要采用3管串联时，一个模组可以作为1个桥臂，单个模组器件摆放和连接示意图如图4所示，所有单向晶闸管的电流通过方向均相同。由三个相同模组组成一个三相桥的示意图如图5所示，所述每个组串压接式功率单元模组的一端共同连接为直流正向引出排，所述每个组串压接式功率单元模组的另一端共同连接为直流负向引出排。在多管串联时不需要引出排的散热器的电气接口可以任意布置。在2管、4管等其他数量串联时也可采用类似的方式。
另外，本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种组串压接式功率单元模组，其特征在于：包括n个压接封装的开关器件、n+1个散热器，且每两个相邻散热器之间夹有一个开关器件，n个开关器件及n+1个散热器形成一列排列；所述n为大于0的整数。
2.根据权利要求1所述的组串压接式功率单元模组，其特征在于：所述n个开关器件及n+1个散热器采用自下向上成列排列，顶部的散热器上方设置上夹件，底部的散热器下方设置下夹件，散热器的两侧设置拉杆，将拉杆的上方固定在上夹件上，拉杆的下方固定在下夹件上；底部的散热器和下夹件之间设置碟簧。
3.根据权利要求1所述的组串压接式功率单元模组，其特征在于：所述相邻两个散热器的电气接口相背对设置。
4.根据权利要求1所述的组串压接式功率单元模组，其特征在于：相同电位的散热器用母排短接，出线端从散热器上引出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组串压接式功率单元模组，其特征在于：所述开关器件为单向晶闸管；该单元模组作为三相全控桥，n＝6，且中间2个单向晶闸管的电流通过方向与其他4个单向晶闸管的电流通过方向相反。
6.一种包括权利要求1或2或3中任一项所述组串压接式功率单元模组的三相桥，其特征在于：包括3个组串压接式功率单元模组，所述开关器件为单向晶闸管，且所有单向晶闸管的电流通过方向均相同，所述每个组串压接式功率单元模组的一端共同连接为直流正向引出排，所述每个组串压接式功率单元模组的另一端共同连接为直流负向引出排。
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| CN201820799487.8U CN208739011U (zh) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | 一种组串压接式功率单元模组及三相桥 |
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| CN201820799487.8U Active CN208739011U (zh) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | 一种组串压接式功率单元模组及三相桥 |
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|---|---|
| CN (1) | CN208739011U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111555652A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-08-18 | 中国矿业大学 | 基于碳化硅mosfet模块的大功率高功率密度变流器及结构 |
| CN113809025A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-12-17 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 散热器、晶闸管组串模块及其压接方法 |
| CN113809025B (zh) * | 2021-08-13 | 2024-05-24 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 散热器、晶闸管组串模块及其压接方法 |
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2018
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