CN209545424U - 变频器的igbt结构 - Google Patents

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王宁
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Abstract

本实用新型提供了一种变频器的IGBT结构,涉及电气设备技术领域。该变频器的IGBT结构包括安装框架、散热模块和多个IGBT板;散热模块安装在安装框架,且散热模块具有用于固设IGBT板的安装面,以缓解现有技术中用于变频器IGBT的散热能力较低,容易导致IGBT运行故障等技术问题。

Description

变频器的IGBT结构
技术领域
本实用新型涉及电气设备技术领域,尤其涉及一种变频器的IGBT结构。
背景技术
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术以及微电子技术的迅猛发展,高压大功率变频调速技术也随之不断成熟。但是,无论是哪个阶段的变频器,其在实际使用时都会产生一定的热量耗散,从而影响电子设备的正常运行。特别是变频器使用的IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)模块,由于自身电压等级较高,故而工作时的发热功率也较大,如若不能及时的将产生的热量散除,则会使电力电子器件内部芯片有源区温度上升,且结温也升高,而电力电子器件的失效率与其结温成指数关系。因此,良好的散热效果对变频器的工作性能以及工作可靠性极为重要。
现有技术中常常通过增加金属密封箱体内的水道盘管,进而通过冷却水沿盘管的流动将金属密封箱体内的热量带走,但是此种方式维护困难,且需要更换大量冷却水。亦或是通过增加金属密封箱体的散热径,使用风冷风扇对金属密封箱体进行散热,但这种方式导致生产成本较高,且维护困难。另外,上述两种散热方式均不能确保在散热的同时还具有良好的绝缘性。
鉴于此,迫切需要一种变频器的IGBT结构,能够解决上述问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的第一目的在于提供一种变频器的IGBT结构,以缓解现有技术中用于变频器IGBT的散热能力较低,容易导致IGBT运行故障等技术问题。
为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
本实用新型提供的一种变频器的IGBT结构,包括安装框架、散热模块和多个IGBT板;
所述散热模块安装在所述安装框架,且所述散热模块具有用于固设所述IGBT板的安装面。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述散热模块的数量为多个;
所述安装框架具有多个沿第一方向排布的安装单元,所述安装单元用于安装所述散热模块,且多个所述散热模块沿第二方向间隔排布,所述安装面与所述第一方向和所述第二方向均平行;
所述第一方向为所述安装框架的高度方向,所述第二方向为所述安装框架的长度方向。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述安装框架包括隔板以及沿第三方向相对且间隔设置的第一侧板和第二侧板;
所述第一侧板和所述第二侧板之间形成安装空间,多个所述隔板沿所述第一方向间隔排布,且多个所述隔板将所述安装空间划分为多个所述安装单元;
所述第三方向为所述安装框架的宽度方向。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述第二侧板包括面板和卡接板;
所述隔板沿所述第二方向的两侧均设置有所述卡接板,且所述卡接板与所述隔板插接固定;所述面板固设于所述隔板的中部,所述面板将所述安装单元划分为两个安装区,且每个所述安装区安装一个所述散热模块。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述隔板沿第二方向的两侧分别设置有第一卡口,所述卡接板设置有与所述第一卡口插接配合的第二卡口。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述隔板设置有用于安装所述面板的安装缺口。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述安装框架还包括沿所述第一方向相对且间隔设置的顶板和底板;
所述第一侧板和所述第二侧板连接在所述顶板与所述底板之间。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述第一侧板和所述第二侧板均为环氧板;
所述顶板、所述底板以及所述隔板均为绝缘板。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述变频器的IGBT结构还包括连接板;
沿所述第一方向上任意相邻的所述IGBT板通过所述连接板固接。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述变频器的IGBT结构还包括设置在所述IGBT板上的电路板,且所述电路板与所述IGBT板电连接。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述变频器的IGBT结构还包括固设在所述安装框架上的光纤分配板。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述散热模块包括多个平行设置的散热孔,且任意相邻的所述散热孔之间设置有散热片。
本实用新型的有益效果为:
本实用新型提供的一种变频器的IGBT结构,包括安装框架、散热模块和多个IGBT板;散热模块安装在安装框架上,从而确保散热模块的安装稳定性。同时,散热模块具有安装面,IGBT板固定设置在安装面上,使得IGBT板能够与散热模块直接接触。
该变频器的IGBT结构将IGBT板直接固定在散热模块上,使得IGBT板工作时产生的热量能够直接传递至散热模块,无中间传递流程,进而通过散热模块将热量直接散发掉,提高散热速度,从而增强散热效果,以实现IGBT板的快速降温,确保IGBT板工作时的安全性,延长使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的变频器的IGBT结构的示意图;
图2为图1中A处的局部放大图;
图3为本实用新型实施例提供的变频器的IGBT结构的主视图;
图4为图3中B-B剖视图;
图5为本实用新型实施例提供的变频器的IGBT结构的侧视图;
图6为本实用新型实施例提供的变频器的IGBT结构中安装框架的示意图;
图7为本实用新型实施例提供的变频器的IGBT结构中隔板与卡接板的示意图;
图8为本实用新型实施例提供的变频器的IGBT结构中散热模块与IGBT板的示意图。
图标:10-安装框架;20-散热模块;30-IGBT板;40-电路板;50-连接板;60-光纤分配板;101-安装单元;102-隔板;103-第一侧板;104-面板;105-卡接板;106-顶板;107-底板;201-安装面;202-散热孔;203-散热片;601-光纤分配口;1021-第一卡口;1022-安装缺口;1051-第二卡口。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例
如图1-图5所示,本实施例提供的变频器的IGBT结构包括安装框架10、散热模块20和多个IGBT板30;散热模块20安装在安装框架10,且散热模块20具有用于固设IGBT板30的安装面201。
在实际使用时,散热模块20的数量为多个,安装框架10具有多个沿第一方向排布的安装单元,安装单元用于安装散热模块20,且多个散热模块20沿第二方向间隔排布,安装面201与第一方向和第二方向均平行;第一方向为安装框架10的高度方向,第二方向为安装框架10的长度方向。
其中,以第一方向为安装框架10的高度方向,即图1中箭头a指向的方向;以第二方向为安装框架10的长度方向,即图1中箭头c指向的方向;以第三方向为安装框架10的宽度方向,即图1中箭头b指向的方向;同时,以第二方向为气流方向。
具体的,安装框架10具有良好的稳定性,以便于安装散热模块20,确保散热模块20具有良好的稳定性。安装框架10具有多个安装单元101,且多个安装单元101沿安装框架10的高度方向间隔排布。每一个安装单元101内均可以安装至少一个散热模块20,且当一个安装单元101安装有多个散热模块20时,多个散热模块20沿安装框架10的长度方向间隔排布。散热模块20具有良好的散热性,IGBT板30固定安装在散热模块20的安装面201,安装面201为安装框架10的正面。IGBT板30直接与散热模块20接触,IGBT板30工作时产生的高温能够直接传递至散热模块20,通过散热模块20散发,进而降低IGBT板30工作时的温度,确保其工作安全性,降低运行故障的发生率。
其中,散热模块20还与散热风扇配合使用。散热风扇产生的气流沿散热模块20的长度方向穿过,散热模块20的长度方向即为安装框架10的长度方向。通过散热风扇加速气流,进一步增加散热模块20的散热效果,以快速实现IGBT板30的降温。
该变频器的IGBT结构将IGBT板30直接固定在散热模块20上,使得IGBT板30工作时产生的热量能够直接传递至散热模块20,无中间传递流程,进而通过散热模块20将热量直接散发掉,提高散热速度,从而增强散热效果,以实现IGBT板30的快速降温,确保IGBT板30工作时的安全性,延长使用寿命。
请继续参照图8,在实际使用时,散热模块20包括多个平行设置的散热孔202,且任意相邻的散热孔202之间设置有散热片203。
具体的,散热模块20具有多个散热孔202,且多个散热孔202沿安装框架10的高度方向间隔排布,并沿安装框架10的长度方向延伸贯穿散热模块20,以确保空气能够顺利流经散热模块20。而且多个散热孔202增加了空气流通的道路,进一步增加散热模块20的散热性。
其中,任意相邻的两个散热孔202之间为散热片203,增加散热模块20与IGBT板30的热量传递,即IGBT板30产生的热量能够分散至多个散热板上,并通过流经散热孔202的气流将散热板上的热量带走。
在本实施例可选的方案中,如图1所示,安装框架10包括隔板102以及沿第三方向相对且间隔设置的第一侧板103和第二侧板;第一侧板103与第二侧板之间形成安装空间,多个隔板102沿第一方向间隔排布,且多个隔板102将安装空间划分为多个安装单元101。
具体的,第一侧板103和第二侧板沿安装框架10的宽度方向相对间隔设置,使得第一侧板103与第二侧板之间的间隙作为容纳散热模块20的安装空间,且隔板102设置的安装空间内。隔板102沿安装框架10的宽度方向的一侧与第一侧板103固接,隔板102沿安装框架10的宽度方向的另一侧与第二侧板固接,且多个隔板102沿安装框架10的高度方向间隔排布,进而通过多个隔板102将安装空间划分成多个安装单元101,以便于安装多个散热模块20。
其中,以散热模块朝向第二侧板的侧面为安装面。
请继续参照图6,在实际使用时,安装框架10还包括沿第一方向相对且间隔设置的顶板106和底板107;第一侧板103和第二侧板连接在顶板106与底板107之间。
具体的,顶板106位于在第一侧板103和第二侧板的顶部,底板107位于第一侧板103和第二侧板的底部,进而通过顶板106、第一侧板103、底板107和第二侧板形成长方体状的安装框架10,以确保安装框架10具有良好的稳定性,以安装多个散热模块20。
请继续参照图6,优选的,第二侧板包括面板104和卡接板105;隔板102沿第二方向的两侧均设置有卡接板105,且卡接板105与隔板102插接固定;面板104固设于隔板102的中部,面板104将安装单元101划分为两个安装区,且每个安装区对应安装一个散热模块20。
具体的,第二侧板包括处于同一竖直平面内的面板104和卡接板105。其中,卡接板105的数量为两个,且两个卡接板105分别与隔板102沿安装框架10的长度方向的两侧,且与隔板102卡接固定。其中,面板104的数量为一个,且该面板104固设于隔板102的中部,即安装框架10的中部。而且,面板104与卡接板105不连接,进而使得面板104的两侧与分别位于面板104两侧的卡接板105之间形成开口,开口对应一个安装区,一个安装区对应安装一个散热模块20,且散热模块20的安装面201朝向开口处,以便于IGBT板30的安装。
请继续参照图7,在实际使用时,隔板102沿第二方向的两侧分别设置有第一卡口1021,卡接板105设置有与第一卡口1021插接配合的第二卡口1051。
具体的,在隔板102沿安装框架10的长度方向的两侧分别设置有第一卡口1021,且第一卡口1021位于隔板102远离第一侧板103的位置处。对应的,在卡接板105上设置有第二卡口1051,且第二卡口1051与第一卡口1021相适应卡接,进而实现卡接板105与隔板102的卡接固定。
其中,位于卡接板105上第二卡口1051的数量与隔板102的数量相同。
请继续参照图7,在实际使用时,隔板102设置有用于安装面板104的安装缺口1022。
具体的,在隔板102的中部设置有安装缺口1022,且安装缺口1022的长度沿隔板102的长度方向延伸,安装缺口1022的宽度沿隔板102的宽度方向延伸,进而通过安装缺口1022形成容纳面板104的安装部,以实现面板104与隔板102的安装。
需要补充的是,第一侧板103和第二侧板分别与顶板106固接、第一侧板103和第二侧板分别与底板107的固接以及第一侧板103和第二侧板分别与隔板102的固接均是通过三合一连接件固接。
再需要补充的是,第一侧板103、第二侧板、顶板106和底板107均通过绝缘螺栓与散热模块20固定,以确保散热模块20不与第一侧板103、第二侧板、顶板106和底板107发生电传导,具有良好的绝缘性能。
还需要补充的是,第一侧板103和第二侧板均采用环氧板。环氧板又称之为环氧玻璃纤维板,是一种三向网状结构的高聚物,在中温下机械性能稿,在高湿状态下电气性能稳定,进而起到良好的绝缘效果,以确保安装框架10具有良好的绝缘性能,提高使用安全性。
优选的,顶板106、底板107以及隔板102均为绝缘板。
具体的,绝缘板具有良好的电绝缘性能、机械性能、热稳定性以及耐化学腐蚀性,进而增加安装框架10的绝缘性,降低电传导以及漏电的概率,确保使用安全性。
在本实施例可选的方案中,如图1-图3所示,变频器的IGBT结构还包括设置在IGBT板30上的电路板40,且电路板40与IGBT板30电连接。通过电路板40与IGBT板30固定连接,且电连接,以便于电力的传递,确保IGBT板30能够正常工作。
请继续参照图1和图3,在实际使用时,变频器的IGBT结构还包括连接板50;沿所述第一方向上任意相邻的IGBT板30通过连接板50固接。
具体的,一个散热模块20可以上固设有两个IGBT板30,也可以设置一个IGBT板30。当散热模块20的安装面设置有两个IGBT板30时,两个IGBT板30沿散热模块20的高度方向间隔排布。当多个散热模块20安装在安装框架10上时,任意相邻的两个IGBT板30通过连接板50加固,且连接板50采用环氧板制成,确保连接板50具有良好的绝缘性。同时,沿安装框架10的高度方向相邻的两个散热模块20上的IGBT板30也通过连接板50加固。
其中,IGBT板30的两侧分别设置有延伸部,该延伸部用于与散热模块20通过绝缘螺栓固定,同时还能够与连接板50固接。
在本实施例可选的方案中,如图1-图3所示,变频器的IGBT结构还包括固设在安装框架10上的光纤分配板60。
具体的,光纤分配板60包括设置有光纤分配口601的第一板和与第一板固定的第二板,第一板和第二板均沿安装框架10的高度方向延伸,且第一板设置有多个光纤分配口601。第一板与第二板之间通过连接柱固接,且第一板和第二板分别设置有用于固定的折弯部,第一板与散热模块20的安装面201固接,第二板与卡接板105固接,进而实现光纤分配板60的安装。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种变频器的IGBT结构,其特征在于,包括安装框架(10)散热模块(20)和多个IGBT板(30);
所述散热模块(20)安装在所述安装框架(10),且所述散热模块(20)具有用于固设所述IGBT板(30)的安装面(201)。
2.根据权利要求1所述的变频器的IGBT结构,其特征在于,所述散热模块(20)的数量为多个;
所述安装框架(10)具有多个沿第一方向排布的安装单元,所述安装单元用于安装所述散热模块(20),且多个所述散热模块(20)沿第二方向间隔排布,所述安装面(201)与所述第一方向和所述第二方向均平行;
所述第一方向为所述安装框架(10)的高度方向,所述第二方向为所述安装框架(10)的长度方向。
3.根据权利要求2所述的变频器的IGBT结构,其特征在于,所述安装框架(10)包括隔板(102)以及沿第三方向相对且间隔设置的第一侧板(103)和第二侧板;
所述第一侧板(103)和所述第二侧板之间形成安装空间,多个所述隔板(102)沿所述第一方向间隔排布,且多个所述隔板(102)将所述安装空间划分为多个所述安装单元(101);
所述第三方向为所述安装框架(10)的宽度方向。
4.根据权利要求3所述的变频器的IGBT结构,其特征在于,所述第二侧板包括面板(104)和卡接板(105);
所述隔板(102)沿所述第二方向的两侧均设置有所述卡接板(105),且所述卡接板(105)与所述隔板(102)插接固定;所述面板(104)固设于所述隔板(102)的中部,所述面板(104)将所述安装单元(101)划分为两个安装区,且每个所述安装区安装一个所述散热模块(20)。
5.根据权利要求4所述的变频器的IGBT结构,其特征在于,所述隔板(102)沿第二方向的两侧分别设置有第一卡口(1021),所述卡接板(105)设置有与所述第一卡口(1021)插接配合的第二卡口(1051)。
6.根据权利要求4所述的变频器的IGBT结构,其特征在于,所述隔板(102)设置有用于安装所述面板(104)的安装缺口(1022)。
7.根据权利要求4所述的变频器的IGBT结构,其特征在于,所述安装框架(10)还包括沿第一方向相对且间隔设置的顶板(106)和底板(107);
所述第一侧板(103)和所述第二侧板连接在所述顶板(106)与所述底板(107)之间。
8.根据权利要求7所述的变频器的IGBT结构,其特征在于,所述第一侧板(103)和所述第二侧板均为环氧板;
所述顶板(106)、所述底板(107)以及所述隔板(102)均为绝缘板。
9.根据权利要求2-8任一项所述的变频器的IGBT结构,其特征在于,所述变频器的IGBT结构还包括连接板(50);
沿所述第一方向,任意相邻的所述IGBT板(30)通过所述连接板(50)固接。
10.根据权利要求9所述的变频器的IGBT结构,其特征在于,所述散热模块(20)包括多个平行设置的散热孔(202),且任意相邻的所述散热孔(202)之间设置有散热片(203)。
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