CN217427997U - 三电平模组、三电平模组组件及变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三电平模组、三电平模组组件及变流器，三电平模组包括：支撑板和与所述支撑板固定连接的电容单元，所述支撑板开设有进风孔；与所述支撑板固定连接的散热器，所述散热器的两端分别为进风侧和出风侧，所述支撑板的进风孔与所述散热器的进风侧和出风侧之间的部位相对；外管和内管，所述外管和内管均固定于所述散热器。该三电平模组的结构设计可以有效地提高内管的散热效果，进而提高三电平模组的稳定性和带载能力。

Description

三电平模组、三电平模组组件及变流器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种三电平模组、三电平模组组件及变流器。

背景技术

“碳达峰，碳中和”已经是我国既定的目标，而风能作为绿色能源的主要方式之一，如何进一步降低成本是风电人迫切需要解决的问题。随着近几年风电成本下降越来越快，三电平技术所具有的优势，广泛被行业认可，并且在快速发展，三电平模组在大功率风冷变流器中的应用也成爆发式的增长。

三电平模组的寿命和稳定性主要在于其内管02和外管01，而内管02和外管01的稳定性和寿命主要在于能否快速散热。内管和外管均包括多个IGBT (Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。如图1所示，现有技术中的三电平模组包括散热器、内管02和外管01，内管02和外管01均固定在散热器上，且散热气流从散热器的一端吹向另一端，散热气流先流经散热器与外管01相对的位置，再流经散热器与内管相对的位置。然而，内管02的热耗大于外管01的热耗，散热气流从进风位置向出风位置流动的过程中，温度逐渐增高，导致内管02的散热效果不佳，从而降低了三电平模组的带载能力。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种三电平模组，该三电平模组的结构设计可以有效地提高内管的散热效果，进而提高三电平模组的稳定性。本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述三电平模组的三电平模组组件和变流器。

为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三电平模组，包括：

支撑板和与所述支撑板固定连接的电容单元，所述支撑板开设有进风孔；

与所述支撑板固定连接的散热器，所述散热器的两端分别为进风侧和出风侧，所述支撑板的进风孔与所述散热器的进风侧和出风侧之间的部位相对；

外管和内管，所述外管和内管均固定于所述散热器。

优选地，上述三电平模组中，所述外管和内管沿着由所述散热器的进风侧至出风侧的方向依次排布。

优选地，上述三电平模组中，所述外管和内管之间的位置与所述支撑板的进风孔相对。

优选地，上述三电平模组中，所述电容单元与所述散热器的进风侧相对，且所述散热器的进风侧与所述电容单元之间具有进风间隙。

优选地，上述三电平模组中，所述支撑板的进风孔包括多个平行设置的条形孔。

优选地，上述三电平模组中，所述散热器还设置有凸出的限位板。

优选地，上述三电平模组中，所述外管包括多个依次排布的第一IGBT，所述内管包括多个依次排布的第二IGBT，所述第二IGBT与相邻的两个第一 IGBT之间的间隙相对。

一种三电平模组组件，包括风腔、风机和多个如上述中任一项所述的三电平模组，所述风腔的进风口与多个所述三电平模组的散热器的出风侧均连通，所述风腔的出风口与风机连通。

优选地，上述三电平模组组件中，多个所述三电平模组沿着所述风腔的长度方向依次排布；

所述风机的数量为多个，且多个所述风机沿着风腔的长度方向依次排布。

一种变流器，包括如上述中任一项所述的三电平模组组件。

应用上述实施例提供的三电平模组时，一股散热气流从散热器的进风侧进入散热器，气流流经散热器后从出风侧排出；此外，另一股气流从支撑板的进风孔进入散热器进风侧和出风侧之间的部位，以减小散热器进风侧和出风侧之间的气流的温度差，提高散热器进风侧和出风侧之间的部位的散热效果，进而提高内管和三电平模组整体的散热效果，提高三电平模组的稳定性和带载能力。

为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种三电平模组组件及变流器，该三电平模组组件及变流器包括上述任一种三电平模组。由于上述的三电平模组具有上述技术效果，具有该三电平模组的三电平模组组件及变流器也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为现有技术中的三电平模组的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的三电平模组的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的三电平模组另一角度的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的三电平模组组件的结构示意图。

在图1中：

01-外管、02-内管；

在图2-图4中：

1-外管、2-内管、3-交流输入铜排、4-限位板、5-散热器、6-支撑板、6a- 进风孔、7-直流侧母线、8-电容单元；

A-三电平模组、B-风腔、C-风机。

具体实施方式

本实用新型的第一个目的在于提供一种三电平模组，该三电平模组的结构设计可以有效地提高内管的散热效果，进而提高三电平模组的稳定性和带载能力。本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述三电平模组的三电平模组组件和变流器。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，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。

请参阅图2-图3，本申请提供的三电平模组A包括支撑板6、电容单元8、散热器5、外管1和内管2。

其中，支撑板6开设有进风孔6a。散热气流可以通过支撑板6的进风孔6a。电容单元8与支撑板6固定连接。具体地，电容单元8与支撑板6可以通过螺钉等部件固定连接。

散热器5也与支撑板6固定连接，散热器5与支撑板6之间可以通过螺钉固定连接或者焊接，在此不作限定。散热器5的两端分别为进风侧和出风侧，散热气流从散热器5的进风侧进入，流经散热器5后从散热器5的出风侧排出，以带走散热器5的热量。

需要说明的是，散热器5和电容单元8位于支撑板6的同一侧。电容单元8 的结构与现有技术中结构相同，在此不再赘述。

支撑板6的进风孔6a与散热器5的进风侧和出风侧之间的部位相对。具体地，支撑板6的进风孔6a与散热器5的进风侧和出风侧均不相对，从支撑板6的进风孔6a进入的气流直接流动至散热器5的进风侧和出风侧之间的部位，最终再从散热器5的出风侧排出。

外管1和内管2均固定于散热器5，具体地，外管1和内管2均与散热器5固定连接。外管1和内管2产生的热量散发至散热器5，进而气流经过散热器5以带走散热器5的热量，实现外管1和内管2的散热。

应用上述实施例提供的三电平模组A时，一股散热气流从散热器5的进风侧进入散热器5，气流流经散热器5后从出风侧排出；此外，另一股气流从支撑板6的进风孔6a进入散热器5进风侧和出风侧之间的部位，以减小散热器5进风侧和出风侧之间的气流的温度差，提高散热器5进风侧和出风侧之间的部位的散热效果，进而提高内管2和三电平模组A整体的散热效果，提高三电平模组的稳定性和带载能力。

在一具体实施例中，外管1和内管2沿着由散热器5的进风侧至出风侧的方向依次排布。具体地，从散热器5的进风侧进入的气流依次经过散热器5与外管1相对的位置和散热器5与内管2相对的位置，即从散热器5的进风侧进入的气流依次对外管1和内管2进行散热。如此，从支撑板6的进风孔6a进入的气流可以提高内管2的散热效果。

当然，外管1和内管2的排布方向也可以沿着垂直于由散热器5的进风侧至出风侧的方向，在此不作限定。

为了进一步提高内管2的散热效果，外管1和内管2之间的位置与支撑板6 的进风孔6a相对。具体地，从支撑板6的进风孔6a进入的气流仅仅经过散热器5 与内管2相对的位置后，从散热器5的出风侧排出，即从支撑板6的进风孔6a进入的气流主要对内管2进行散热。

当然，支撑板6的进风孔6a也可以与内管2或外管1相对，在此不作限定。

另一具体实施例中，电容单元8与散热器5的进风侧相对。具体地，电容单元8与散热器5的进风侧之间具有进风间隙。经过电容单元8的气流可以从散热器5的进风侧进入散热器5，另外，气流还可以从进风间隙从散热器 5的进风侧进入散热器5。当然，电容单元8也可以设置在其它位置，在此不作限定。

为了防止异物进入，支撑板6的进风孔6a包括多个平行设置的条形孔。多个平行设置的条形孔沿着进风孔6a的长度方向排布。

当然，支撑板6的进风孔6a也可以为方孔或圆孔，支撑板6的进风孔6a处可以设置过滤网。

散热器5可以为翅片散热器，气流可以经过翅片与翅片之间的间隙。当然，散热器5还可以为其它类型的散热，在此不作限定。

该三电平模组A还包括与外管连接的直流侧母线7和与内管连接的交流输入铜排3，直流侧母线7和交流输入铜排3的结构与现有技术中的结构相同，在此不再赘述。

如图2所示，散热器5还设置有凸出的限位板4。该限位板4可以对交流输入铜排3进行限位，以防止交流输入铜排3错位，影响整机安装。

另一具体实施例中，外管1包括多个依次排布的第一IGBT，内管2包括多个依次排布的第二IGBT，第二IGBT与相邻的两个第一IGBT之间的间隙相对。具体地，多个第一IGBT的排布方向与多个第二IGBT的排布方向平行。第一IGBT的数量为6个，第二IGBT的数量为3个，每个第二IGBT与相邻的两个第一IGBT之间的间隙相对，以使相邻的两个第一IGBT和一个第二 IGBT按照品字型分布。

当然，第一IGBT和第二IGBT还可以按照其它方式分布，在此不作限定。

基于上述实施例中提供的三电平模组A，本实用新型还提供了一种三电平模组组件，该三电平模组组件包括风腔B、风机C和上述实施例中任意一种三电平模组A。风腔B的进风口与多个三电平模组A的散热器5的出风侧均连通，风腔B的出风口与风机C连通。如此，利用风机C的负压作用，使从散热器5的出风侧排出的气流快速进入风腔B内，从而加快气流的流动，提供散热效果。由于该三电平模组组件采用了上述实施例中的三电平模组A，所以该三电平模组组件的有益效果请参考上述实施例。

风腔B可以为方体状、圆柱状或其它形状，在此不作限定。

进一步地，多个三电平模组A沿着风腔B的长度方向依次排布，如此多个三电平模组A的散热器5排出的热气流可以均匀的进入风腔B内部。

为了进一步提高气流流动，风机C的数量可以为多个，且多个风机C沿着风腔B的长度方向依次排布。

本实用新型还提供了一种变流器，该变流器包括上述实施例中任意一种三电平模组组件，因此该变流器的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (10)

1.一种三电平模组，其特征在于，包括：

支撑板(6)和与所述支撑板(6)固定连接的电容单元(8)，所述支撑板(6)开设有进风孔(6a)；

与所述支撑板(6)固定连接的散热器(5)，所述散热器(5)的两端分别为进风侧和出风侧，所述支撑板(6)的进风孔(6a)与所述散热器(5)的进风侧和出风侧之间的部位相对；

外管(1)和内管(2)，所述外管(1)和内管(2)均固定于所述散热器(5)。

2.根据权利要求1所述的三电平模组，其特征在于，所述外管(1)和内管(2)沿着由所述散热器(5)的进风侧至出风侧的方向依次排布。

3.根据权利要求1所述的三电平模组，其特征在于，所述外管(1)和内管(2)之间的位置与所述支撑板(6)的进风孔(6a)相对。

4.根据权利要求1所述的三电平模组，其特征在于，所述电容单元(8)与所述散热器(5)的进风侧相对，且所述散热器(5)的进风侧与所述电容单元(8)之间具有进风间隙。

5.根据权利要求1所述的三电平模组，其特征在于，所述支撑板(6)的进风孔(6a)包括多个平行设置的条形孔。

6.根据权利要求1所述的三电平模组，其特征在于，所述散热器(5)还设置有凸出的限位板(4)。

7.根据权利要求1所述的三电平模组，其特征在于，所述外管(1)包括多个依次排布的第一IGBT，所述内管(2)包括多个依次排布的第二IGBT，所述第二IGBT与相邻的两个第一IGBT之间的间隙相对。

8.一种三电平模组组件，其特征在于，包括风腔(B)、风机(C)和多个如权利要求1-7中任一项所述的三电平模组，所述风腔(B)的进风口与多个所述三电平模组的散热器(5)的出风侧均连通，所述风腔(B)的出风口与风机(C)连通。

9.根据权利要求8所述的三电平模组组件，其特征在于，多个所述三电平模组沿着所述风腔(B)的长度方向依次排布；

所述风机(C)的数量为多个，且多个所述风机(C)沿着风腔(B)的长度方向依次排布。

10.一种变流器，其特征在于，包括如权利要求8-9中任一项所述的三电平模组组件。

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