CN210225231U - 一种电力电子变压器功率模块 - Google Patents

Abstract

一种电力电子变压器功率模块，包括功率模块机箱以及皆设置于功率模块机箱内且依次电气连接的高压侧组件、高频变压器、低压侧组件；功率模块机箱包括依次设置的高压室、变压器室、低压室，高压侧组件、高频变压器、低压侧组件依次设置于高压室、变压器室、低压室内；功率模块机箱内合理布局高压室、变压器室、低压室，并且高压侧组件内的高压侧单板和低压侧组件内的低压侧单板采用集成式设计，有效地解决了布局及连接复杂和拆装不便的问题，且有效地提高了系统可靠性和散热效果；采用了高低压进出口分面进出的方式，进一步提高了功率模块的可靠性；功率模块机箱各个面板均可独立拆卸；功率模块机箱前面板和后面板风口进行密封处理，进一步增强了散热效果。

Description

一种电力电子变压器功率模块

技术领域

本实用新型属于变压器领域，具体涉及一种电力电子变压器功率模块。

背景技术

随着智能电网、新型交直流配电网技术的快速发展，电力电子变压器作为新型电力变压器，其主要电气设备为高频变压器，其相比工频变压器所需铁芯材料更少，减少了变压器体积和重量，制造成本也随之降低。因其能够实现电压变换、电气隔离、功率调节和控制、可再生能源接入等多种功能得到了越来越广泛的关注。目前，变压器功率模块整体结构复杂，可维护性较差，运维成本高，且内部单板种类较多，布局及连接方式复杂，不便拆装，另外，还存在自身防护能力低，风冷散热效果较差等问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种结构简单的、方便维护的、可靠性高的、散热效果好的电力电子变压器功率模块。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电力电子变压器功率模块，包括功率模块机箱以及皆设置于所述功率模块机箱内且依次电气连接的高压侧组件、高频变压器、低压侧组件；

所述功率模块机箱包括依次设置的高压室、变压器室、低压室，所述高压侧组件、高频变压器、低压侧组件依次设置于所述高压室、变压器室、低压室内；

所述高压侧组件包括高压侧功率单元、控制单元、电源单元，所述功率单元、控制单元、电源单元集成于一块高压侧单板；

所述低压侧组件包括低压侧功率单元、控制单元、电源单元，所述功率单元、控制单元、电源单元集成于一块低压侧单板。

进一步，所述功率模块机箱还包括皆可独立拆卸的前面板、后面板、左侧面板、右侧面板、上面板、下面板。

优选的，所述前面板和所述后面板皆设置有散热器风口；所述左侧面板、右侧面板、上面板、下面板皆设置有通风孔。

进一步，所述高压侧组件包括高压MOSFET、高压侧风冷散热器；所述高压侧MOSFET设置于所述高压侧风冷散热器上；所述高压侧风冷散热器设置于所述高压侧单板上；所述高压侧单板与所述高频变压器电气连接。

进一步，所述低压侧组件包括低压侧MOSFET、低压侧风冷散热器；所述低压侧MOSFET设置于所述低压侧风冷散热器上；所述低压侧风冷散热器设置于所述低压侧单板上；所述低压侧单板与所述高频变压器电气连接。

优选的，所述高压侧组件和/或所述低压侧组件电气连接有外电源及检测接口和/或光纤接口；所述外电源及检测接口、所述光纤接口皆设置于所述功率模块机箱上。

进一步，还包括铜排；所述铜排包括皆设置于所述功率模块机箱内的所述高压侧铜排和低压侧铜排；所述高压侧铜排和低压侧铜排皆与所述高频变压器电气连接。

优选的，所述前面板和所述后面板皆采用绝缘板进行密封，用于保证通风时的密封性。

优选的，所述功率模块机箱上设置有安装把手。

本实用新型的有益效果：

首先，功率模块机箱内合理布局高压室、变压器室、低压室，并且高压侧单板和低压侧单板采用集成式设计，将传统的功率单板、控制板、电源板合并在一块单板上，有效地解决了布局及连接复杂和拆装不便的问题，且有效地提高了系统可靠性和散热效果；

其次，采用了高低压进出口分面进出的方式，进一步提高了整个功率模块及整机的可靠性；

此外，功率模块机箱各个面板均可独立拆卸，可以在不用拆卸整个模块的情况下实现功率模块内部元件的维护和更换；

最后，功率模块机箱前面板和后面板风口皆使用绝缘板进行密封，提升了模块自身防护和密封性能，进一步增强了风冷散热效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本实用新型的前轴测图；

图2是本实用新型去除上面板和左侧面板后的前轴测图；

图3是本实用新型去除上面板和右侧面板后的前轴测图；

图4是本实用新型的后轴测图；

图5是本实用新型去除上面板和左侧面板后的后轴测图；

图6是本实用新型去除上面板和右侧面板后的后轴测图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图对本实用新型进一步详细说明。

参见图1至图6，一种电力电子变压器功率模块，包括功率模块机箱100以及皆设置于功率模块机箱100内且依次电气连接的高压侧组件、高频变压器200、低压侧组件；

功率模块机箱100包括依次设置的高压室、变压器室、低压室，高压侧组件、高频变压器200、低压侧组件依次设置于高压室、变压器室、低压室内；

功率模块机箱100还包括皆可独立拆卸的前面板120、后面板、左侧面板、右侧面板130、上面板110、下面板；

前面板120和后面板皆设置有散热器风口；左侧面板、右侧面板130、上面板110、下面板皆设置有通风孔。

本实施例中，高频变压器200设置于功率模块机箱100中间，且立式安装于下面板上。

高压侧组件包括高压侧功率单元、控制单元、电源单元，高压侧功率单元、控制单元、电源单元集成于一块高压侧单板510；

参见图2和图3，高压侧组件还包括高压侧MOSFET310、高压侧风冷散热器410；高压侧MOSFET310设置于高压侧风冷散热器410上；高压侧风冷散热器410设置于高压侧单板510上；高压侧单板510与高频变压器200电气连接；

高压侧风冷散热器410和高压侧单板510为一体式设计，高压侧风冷散热器410延机箱深度方向布置，并固定在高压侧单板510上；本实施例中，固定方式可以采用螺栓、螺钉、焊接等等方式进行；

本实施例中，高压侧MOSFET310在高压侧风冷散热器410上同样沿深度方向布置。

低压侧组件包括低压侧功率单元、控制单元、电源单元，低压侧功率单元、控制单元、电源单元集成于一块低压侧单板520；

参见图5和图6，低压侧组件还包括低压侧MOSFET320、低压侧风冷散热器420；低压侧MOSFET320设置于低压侧风冷散热器420上；低压侧风冷散热器420设置于低压侧单板520上；低压侧单板520与高频变压器200电气连接；

低压侧风冷散热器420和低压侧单板520为一体式设计，低压侧风冷散热器420延机箱深度方向布置，并固定在低压侧单板520上；本实施例中，固定方式可以采用螺栓、螺钉、焊接等等方式进行；

本实施例中，低压侧MOSFET320在低压侧风冷散热器420上同样沿深度方向布置。

高压侧组件和/或低压侧组件还电气连接有外电源及检测接口和/或光纤接口；外电源及检测接口、光纤接口皆设置于功率模块机箱100上；

本实施例中，高压侧单板510和低压侧单板520为集成式设计，垂直安装在机箱内部的左侧面板或右侧面板上130上；

本实施例中，低压侧单板520连接有设置在前面板120上的对外电源及检测接口、光纤接口；高压侧单板510只连接有设置在后面板上的对外电源及检测接口。

一种电力电子变压器功率模块，还包括铜排600；铜排600包括皆设置于功率模块机箱100内的高压侧铜排610和低压侧铜排620；高压侧铜排610和低压侧铜排620皆与高频变压器200电气连接；

功率模块机箱100上还设置有安装把手700；本实施例中，安装把手700还可以设置在其他位置，安装把手700可以采用焊接、螺栓装配等方式进行安装；

本实施例中，安装把手700的设置可以更好的进行维护和检测。

本实施例中，前面板120和后面板的散热器风口等都采用绝缘板进行密封，用于保证通风时的密封性；功率模块机箱100前面板120和后面板皆采用金属板，左侧面板、右侧面板130、上面板110、下面板皆采用绝缘板材。

参见图2，本实施例中，通过对高压室、变压器室、低压室的合理布置，使功率模块机箱100内部形成了独立空间，并将其作为风冷风道，有效的提高散热效果，并提高产品的安全性和稳定性；

同时，通过对高压室、变压器室、低压室的合理布局，达到了功率模块的高低压进出口分面进出的效果，提高了安全性。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电力电子变压器功率模块，其特征在于：包括功率模块机箱(100)以及皆设置于所述功率模块机箱(100)内且依次电气连接的高压侧组件、高频变压器(200)、低压侧组件；

所述功率模块机箱(100)包括依次设置的高压室、变压器室、低压室，所述高压侧组件、高频变压器(200)、低压侧组件依次设置于所述高压室、变压器室、低压室内；

所述高压侧组件包括高压侧功率单元、控制单元、电源单元，所述功率单元、控制单元、电源单元集成于一块高压侧单板(510)；

所述低压侧组件包括低压侧功率单元、控制单元、电源单元，所述功率单元、控制单元、电源单元集成于一块低压侧单板(520)。

2.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器功率模块，其特征在于：所述功率模块机箱(100)还包括皆可独立拆卸的前面板(120)、后面板、左侧面板、右侧面板(130)、上面板(110)、下面板。

3.根据权利要求2所述的一种电力电子变压器功率模块，其特征在于：所述前面板(120)和所述后面板皆设置有散热器风口；所述左侧面板、右侧面板(130)、上面板(110)、下面板皆设置有通风孔。

4.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器功率模块，其特征在于：所述高压侧组件还包括高压侧MOSFET(310)、高压侧风冷散热器(410)；所述高压侧MOSFET(310)设置于所述高压侧风冷散热器(410)上；所述高压侧风冷散热器(410)设置于所述高压侧单板(510)上；所述高压侧单板(510)与所述高频变压器(200)电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器功率模块，其特征在于：所述低压侧组件包括低压侧MOSFET(320)、低压侧风冷散热器(420)；所述低压侧MOSFET(320)设置于所述低压侧风冷散热器(420)上；所述低压侧风冷散热器(420)设置于所述低压侧单板(520)上；所述低压侧单板(520)与所述高频变压器(200)电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器功率模块，其特征在于：所述高压侧组件和/或所述低压侧组件电气连接有外电源及检测接口和/或光纤接口；所述外电源及检测接口、所述光纤接口皆设置于所述功率模块机箱(100)上。

7.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器功率模块，其特征在于：还包括铜排(600)；所述铜排(600)包括皆设置于所述功率模块机箱(100)内的高压侧铜排(610)和低压侧铜排(620)；所述高压侧铜排(610)和低压侧铜排(620)皆与所述高频变压器(200)电气连接。

8.根据权利要求2所述的一种电力电子变压器功率模块，其特征在于：所述前面板(120)和所述后面板皆采用绝缘板进行密封，用于保证通风时的密封性。

9.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器功率模块，其特征在于：所述功率模块机箱(100)上设置有安装把手(700)。

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