CN217904269U - 一种用于变流器的功率模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于变流器的功率模块，包括绝缘外壳以及多功能单元控制板件，下绝缘外壳的内壁上安装有等距排列的三组散热器，上绝缘外壳的内壁上安装有等距排列的三组电容模块，每组散热器上均安装有一组换流H桥模块，多功能单元控制板件均分别通过绝缘板可拆卸连接在电容模块上方，本装置区别于传统的控制方式，而是采用三合一单元控制板件，且为可拆卸安装，用更少的通讯通道驱动更多的开关器件，可根据使用需要实时更改控制方式，大大提高控制系统利用率，同时降低成本，扩大使用范围。

Description

一种用于变流器的功率模块

技术领域

本实用新型涉及一种用于变流器的功率模块。

背景技术

随着SVG、储能变流器、变频器等产品的发展与迭代，市场对其功率密度、功率范围和占地面积提出了更高的要求。目前国内常规变流器设备多采用单模块设计，每个模块均有独立的散热器、外壳、母排、控制电路，每个相邻模块均需要保留一定的绝缘距离，因此单个功率模块的体积较大，降低了整体的空间利用率。

传统的功率模块具有以下缺点：

1、传统变流器内的三路H桥模块都为单独控制，当控制线路发生损坏时，对应的三路H桥模块就无法继续正常使用，无法通过其他方式进行H桥模块的控制，这就智能化效果差；

2、容易造成极大的不便和安全隐患，不仅在安装过程中需要花费大量的光纤，还具有安全性不高，容易发生危险的缺点；

3、同时由于三路H桥模块均通过单独的控制线路实现控制，所以控制线路的排布成本大大提高，导致变流器系统整体体积增大，整体的空间利用率低，制造价格降高，大大缩小了使用范围。针对上述缺点，一种用于变流器的功率模块应运而生。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种用于变流器的功率模块。

一种用于变流器的功率模块，包括绝缘外壳以及多功能单元控制板件，所述绝缘外壳包括上绝缘外壳和下绝缘外壳，上绝缘外壳的两端均通过金属外壳与下绝缘外壳的两端相连，所述下绝缘外壳的内壁上安装有等距排列的三组散热器，上绝缘外壳的内壁上安装有等距排列的三组电容模块，每组散热器上均安装有一组换流H桥模块，三组换流H桥模块之间依次串联，每个换流H桥模块的输出端均通过直流母排分别与对应的电容模块的两端相连，下绝缘外壳的两端均贯穿设有用于连接两侧换流H桥模块输出端上交流母排的第一铜排，中间的换流H桥模块与两侧的换流H桥模块通过第二铜排相连通，相邻散热器和相邻电容模块之间均通过绝缘连接件固定相连，所述多功能单元控制板件均分别通过绝缘板可拆卸连接在电容模块上方。

作为进一步改进，所述多功能单元控制板件为三合一单元控制板件，所述三合一单元控制板件具有六路IGBT驱动通道，在三合一单元控制板件基础上，无需其他任何硬件改动，可直接在三合一单元控制板件安装三个常规单元控制板，就可以使三组换流H桥模块控制电路完全独立。

作为进一步改进，所述上绝缘外壳、下绝缘外壳和金属外壳的表面均开设有若干个散热孔，散热器与下绝缘外壳之间形成散热风道，在大容量场合风冷散热器可替换成液冷散热器，使得整个变流器的散热能力有效提高，根据环境不同更换不同散热效果的散热器，扩大了变流器的使用范围，可拆卸设计操作方便，结构简单，可重复使用。

作为进一步改进，所述三组散热器与下绝缘外壳的内壁均为可拆卸连接。

作为进一步改进，所述散热器为风冷散热器或液冷散热器。

有益效果：

本装置三组换流H桥模块均安装在同一模块内，合理的布局内部配件，在保证绝缘的前提下使的结构更紧凑，同时满足散热需要，三合一单元控制板件相比以前的三个单个模块，体积大大减小，提高了整体的空间利用率，使得变流器系统整体体积变小，制造价格降低。

本装置区别于传统的控制采用三合一单元控制板件，且为可拆卸安装，用更少的通讯通道驱动更多的开关器件，同时可在三合一单元控制板件基础上，无需其他任何硬件改动，可直接在三合一单元控制板件安装三个常规单元控制板，就可以使三组换流H桥模块控制电路完全独立，更加智能化，同时可根据使用需要实时更改控制方式，大大提高控制系统利用率，降低成本，扩大使用范围。

本装置采用三合一单元控制板件，在仅跟主控有一路通讯的情况下，可同时驱动三路H桥模块工作，不仅节省了通讯光纤的数量，还大大节省了主控的通讯通道，使相同的主控通讯通道可以驱动更多的模块，提升系统整体的利用率，且有效降低、控制成本。

本装置中三组三路H桥模块均可以通过一组三合一单元控制板件控制，当一组三合一单元控制板件发生损坏时可以通过其他三合一单元控制板件进行控制，当需要实现三路H桥模块的电路独立时，可以在三合一单元控制板件上安装常规单元控制板，无需改变整体的结构和线路，操作方便，安装简单，降低由于控制线路损坏造成三路H桥模块无法正常工作而带来的不便和安全隐患。

附图说明

图1是变流器的功率模块的立体示意图；

图2是变流器的功率模块的电气原理图；

图3是变流器的功率模块的正视示意图；

1.换流H桥模块2.散热器3.电容模块4.绝缘外壳5.金属外壳6.直流母排7.交流母排8.多功能单元控制板件9.绝缘连接件。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

如图1～3所示作为本实用新型的一种具体实施方式，一种用于变流器的功率模块，包括换流H桥模块1、散热器2、电容模块3、绝缘外壳4、金属外壳5、直流母排6、交流母排7、多功能单元控制板件8、绝缘连接件9。

一种用于变流器的功率模块，包括绝缘外壳4以及多功能单元控制板件8，所述绝缘外壳4包括上绝缘外壳和下绝缘外壳，上绝缘外壳的两端均通过金属外壳5与下绝缘外壳的两端相连，所述下绝缘外壳的内壁上安装有等距排列的三组散热器2，上绝缘外壳的内壁上安装有等距排列的三组电容模块3，每组散热器2上均安装有一组换流H桥模块1，三组换流H桥模块1之间依次串联，每个换流H桥模块1的输出端均通过直流母排6分别与对应的电容模块3的两端相连，下绝缘外壳的两端均贯穿设有用于连接两侧换流H桥模块1输出端上交流母排7的第一铜排，中间的换流H桥模块与两侧的换流H桥模块通过第二铜排相连通，相邻散热器2和相邻电容模块3之间均通过绝缘连接件9固定相连，所述多功能单元控制板件8均分别通过绝缘板可拆卸连接在电容模块3上方。

多功能单元控制板件8包括三合一单元控制板件或常规电源控制板，所述三合一单元控制板件具有六路IGBT驱动通道，在三合一单元控制板件基础上，无需其他任何硬件改动，可直接在三合一单元控制板件安装三个常规单元控制板，就可以使三组换流H桥模块控制电路完全独立。

上绝缘外壳、下绝缘外壳和金属外壳5的表面均开设有若干个散热孔，散热器2与下绝缘外壳之间形成散热风道，在大容量场合风冷散热器可替换成液冷散热器2，使得整个变流器的散热能力有效提高，根据环境不同更换不同散热效果的散热器2，扩大了变流器的使用范围，可拆卸设计操作方便，结构简单，可重复使用。

散热器2为风冷散热器或液冷散热器，三组散热器2与下绝缘外壳的内壁均为可拆卸连接。

使用时，将三组H桥功率模块、三组散热器、三组电容模块、单元控制板安装在有绝缘外壳、金属外壳、绝缘连接件等结构件组合成一个模块内，在保证绝缘间距的情况下合理压缩了模块体积，使得单个模块与传统的三个模块相比体积减小，更节省空间,合理的布局内部配件，结构更紧凑。

其中三合一单元控制板，具有同时驱动三组换流H桥模块的能力，使三路换流H桥模块可共用一块控制板件。单个三合一控制板接受一路控制信号就可以驱动三组换流H桥模块工作，相比单独的模块控制系统所需控制通道减少，因此使用三合一模块时相同的主控控制通道数量可以驱动更多的模块，使得变流器系统整体体积变小，制造价格降低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于变流器的功率模块，其特征在于，包括绝缘外壳以及多功能单元控制板件，所述绝缘外壳包括上绝缘外壳和下绝缘外壳，上绝缘外壳的两端均通过金属外壳与下绝缘外壳的两端相连，所述下绝缘外壳的内壁上安装有等距排列的三组散热器，上绝缘外壳的内壁上安装有等距排列的三组电容模块，每组散热器上均安装有一组换流H桥模块，三组换流H桥模块之间依次串联，每个换流H桥模块的输出端均通过直流母排分别与对应的电容模块的两端相连，下绝缘外壳的两端均贯穿设有用于连接两侧换流H桥模块输出端上交流母排的第一铜排，中间的换流H桥模块与两侧的换流H桥模块通过第二铜排相连通，相邻散热器和相邻电容模块之间均通过绝缘连接件固定相连，所述多功能单元控制板件均分别通过绝缘板可拆卸连接在电容模块上方。

2.根据权利要求1所述的一种用于变流器的功率模块，其特征在于，所述多功能单元控制板件为三合一单元控制板件，所述三合一单元控制板件具有六路IGBT驱动通道。

3.根据权利要求1所述的一种用于变流器的功率模块，其特征在于，所述上绝缘外壳、下绝缘外壳和金属外壳的表面均开设有若干个散热孔。

4.根据权利要求1所述的一种用于变流器的功率模块，其特征在于，所述三组散热器与下绝缘外壳的内壁均为可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于变流器的功率模块，其特征在于，所述散热器为风冷散热器或液冷散热器。

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