CN218771794U - 一种压接功率模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于柔性输电领域，公开了一种压接功率模块，包括模块罩壳、交流母排组件、旁路开关组件、监控模块、电源模块、驱动组件、换流阀组件、直流母排组件、水冷组件以及电容模块，模块罩壳内空间由罩壳前部空间、罩壳中部空间以及罩壳后部空间组成，交流母排组件、旁路开关组件、监控模块以及电源模块均位于罩壳前部空间，监控模块套设有监控屏蔽壳；驱动组件、换流阀组件、水冷组件以及直流母排组件均位于罩壳中部空间，驱动组件包括对电源模块和换流阀组件形成电磁隔离的电源隔离板，电容模块位于直流母排组件的近旁，电容模块通过直流母排组件与换流阀组件电连接。

Description

一种压接功率模块

技术领域

本实用新型属于柔性输电领域，具体涉及一种压接功率模块。

背景技术

柔性直流输电系统采用全控型开关器件构成换流器，并采用脉冲宽度调制或者阶梯波调制技术进行直流配电，具有灵活、高效等特性。

大容量模组是柔性直流输电系统的基本构成。在大容量柔性直流输电系统中，大容量模组中的换流阀功率器件及其与其直接电连接的配套电气器件往往在系统中作为压接功率模块，该压接功率模块内具有复杂的电气连接，且产生多种大小不同的直流电压及交流电压。

而由于大小不同的直流电压和交流电压之间会产生明显的电磁干扰现象，因此压接功率模块的各部件的组合比较松散，导致其功率密度不高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种压接功率模块，通过设计其各组成部件的布设方式，能够使得压接功率模块的各部件组合的更紧凑，从而大幅提高其功率密度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案为：

一种压接功率模块，其特征在于，包括：模块罩壳；交流母排组件、旁路开关组件、监控模块、电源模块、驱动组件、换流阀组件、直流母排组件、水冷组件以及电容模块，均位于模块罩壳内，其中，模块罩壳呈矩形体，具有罩壳前面板和罩壳侧面板，将与罩壳前面板垂直的方向作为罩壳景深方向，模块罩壳内空间自罩壳前面板沿罩壳景深方向依次由罩壳前部空间、罩壳中部空间以及罩壳后部空间组成，交流母排组件、旁路开关组件、监控模块以及电源模块均位于罩壳前部空间，旁路开关组件包括与多个外部电气模块对应电连接的旁路继电器开关，监控模块和电源模块均位于交流母排组件的上方，电源模块用于提供直流电，监控模块套设有监控屏蔽壳；驱动组件、换流阀组件、水冷组件以及直流母排组件均位于罩壳中部空间，并且换流阀组件通过交流母排组件从外部引入交流电压，驱动组件包括电源隔离板，电源隔离板与罩壳前面板平行，电源隔离板对电源模块和换流阀组件形成电磁隔离，换流阀组件包括多个沿竖直方向分布的换流阀，换流阀包括串联二极管的IGBT，换流阀组件位于直流母排组件的近旁，水冷组件包括多个水冷板，水冷板贴设在IGBT的表面，电容模块位于罩壳后部空间，并且电容模块位于直流母排组件的近旁，电容模块通过直流母排组件与换流阀组件电连接。

优选地，驱动组件还包括PCB安装板，PCB安装板与罩壳侧面板平行，PCB 安装板上插设有与罩壳侧面板平行的IGBT驱动电路板。

优选地，直流母排组件通过水冷板与IGBT电连接，电源模块通过水冷板与直流母排组件电连接。

优选地，水冷组件还包括向水冷板引入冷却离子水的进水管和引导冷却离子水流出水冷板的出水管，并且进水管的出口和出水管的出口均位于换流阀组件的同一外侧，并且进水管和出水管均通过罩壳前面板穿出模块罩壳。

优选地，交流母排组件具有交流接线折板，交流接线折板穿设在罩壳前面板上，交流接线折板的一端位于模块罩壳的内部并与换流阀组件电连接，另一端位于模块罩壳的外部，交流接线折板具有竖直的接线板部，接线板部位于模块罩壳的外部，并且接线板部具有多个用于接线的接线螺孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.因为本实用新型的压接功率模块的模块罩壳内空间自罩壳前面板沿罩壳景深方向依次由罩壳前部空间、罩壳中部空间以及罩壳后部空间组成，交流母排组件、旁路开关组件、监控模块以及电源模块均位于罩壳前部空间，旁路开关组件包括与多个外部电气模块对应电连接的旁路继电器开关，监控模块和电源模块均位于交流母排组件的上方，电源模块用于提供直流电，监控模块套设有监控屏蔽壳；驱动组件、换流阀组件、水冷组件以及直流母排组件均位于罩壳中部空间，并且换流阀组件通过交流母排组件从外部引入交流电压，驱动组件包括电源隔离板，电源隔离板与罩壳前面板平行，电源隔离板对电源模块和换流阀组件形成电磁隔离，电容模块位于罩壳后部空间，并且电容模块位于直流母排组件的近旁，电容模块通过直流母排组件与换流阀组件电连接，因此，本实用新型通过将模块罩壳内部分成三个空间以对各组成部分进行水平或竖直的高紧凑布设、以及对部件间易产生电磁干扰的位置设置屏蔽壳和隔离板进行电磁隔离以使得部件间距离更近，并且对直接连线的部分采用近旁设置的原则，从而能够使得压接功率模块的各部件组合的更紧凑，从而大幅提高其功率密度。

2.因为本实用新型的PCB安装板上插设有与罩壳侧面板平行的IGBT驱动电路板，因此，本实用新型通过竖直插设IGBT驱动电路板，从而使得驱动组件与换流阀组件的布设能够充分地利用罩壳中部空间，进而使得压接功率模块的功率密度进一步地提高。

3.因为本实用新型的水冷组件还包括向水冷板引入冷却离子水的进水管和引导冷却离子水流出水冷板的出水管，并且进水管的出口和出水管的出口均位于换流阀组件的同一外侧，并且进水管和出水管均通过罩壳前面板穿出模块罩壳，在实际实施中，模块罩壳都是多个相互邻接放置，只有罩壳前面板暴露而方便操作，因此，本实用新型能过在罩壳前面板便利地进行水冷组件的管路接入操作。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的压接功率模块的立体示意图一；

图2为图1去除侧面板后的示意图；

图3为本实用新型的实施例的压接功率模块的立体示意图二；

图4为图3去除侧面板后的示意图。

图中：100、压接功率模块，10、模块罩壳，11、罩壳前面板，12、罩壳侧面板，A、罩壳景深方向，10a、罩壳前部空间，10b、罩壳中部空间，10c、罩壳后部空间，21、交流母排组件，211、交流接线折板，2111、接线板部， 2111a、接线螺孔、22、监控模块，23、电源模块，241、PCB安装板，B、IGBT 驱动电路板，25、换流阀组件，26a、进水管，26b、出水管，27、直流母排组件，28、电容模块。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的一种压接功率模块作具体阐述，需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

如图1至图4所示，本实施例中的一种压接功率模块100，包括模块罩壳 10、交流母排组件21、旁路开关组件(附图中未示出)、监控模块22、电源模块23、驱动组件、换流阀组件25、水冷组件、直流母排组件27以及电容模块 28。

模块罩壳10呈矩形体，具有罩壳前面板11和罩壳侧面板12，并且将与罩壳前面板10垂直指向模块罩壳10内部的方向作为罩壳景深方向A，具体地，模块罩壳10包括罩壳前面板11和一对罩壳侧面板12，并且罩壳前面板11和一对罩壳侧面板12形成同一直四棱柱的依次相邻的三个面，在本实施例中，一对罩壳侧面板12均为防爆板，具有在换流阀组件25发生意外爆炸时，相对于外部隔离爆炸，并且罩壳侧面板12上均具有多个散热鱼鳞孔，并且散热鱼鳞孔遮挡设置有隔虫不锈钢网。

模块罩壳10内空间自罩壳前面板11沿罩壳景深方向A依次由罩壳前部空间10a、罩壳中部空间10b以及罩壳后部空间10c组成。

交流母排组件21、旁路开关组件、监控模块22、电源模块23、驱动组件、换流阀组件25、直流母排组件27、水冷组件以及电容模块28均位于模块罩壳 10的内部。

交流母排组件21、旁路开关组件、监控模块22以及电源模块23均位于罩壳前部空间10a，旁路开关组件位于模块壳体的底部且位于一侧罩壳侧面板 12的近旁，监控模块22和电源模块23均位于交流母排组件21的上方，并且监控模块22套设有用作电磁隔离的监控屏蔽壳。

交流母排组件21用于与外部交流电连接；旁路开关组件用于与多个外部电气模块电连接，旁路开关组件包括与多个外部电气模块对应电连接的旁路继电器开关(附图中为示出)，在系统联合调试时，压接功率模块100通过开关旁路开关继电器能够便捷地在系统中加入或屏蔽其它电路模块；监控模块22 远程监控压接功率模块100的工作参数；电源模块23用于提供直流电，其经过直流母排组件27与电容模块28电连接，并且电容模块28与换流阀组件25 的直流接入连通，驱动组件用于驱动换流阀组件进行交直流转换、实现功率控制；水冷组件通过冷却工质对驱动换流阀组件进行实施散热。

具体地，交流母排组件21具有交流接线折板211，交流接线折板211穿设在罩壳前面板11上，交流接线折板211的一端位于模块罩壳10的内部并与换流阀组件25电连接，另一端位于模块罩壳10的外部，交流接线折板211具有竖直的接线板部2111，接线板部2111位于模块罩壳10的外部，并且接线板部2111具有多个用于外部交流电连接的接线螺孔2111a。

驱动组件、换流阀组件25、水冷组件以及直流母排组件27均位于罩壳中部空间10b，并且换流阀组件25通过交流母排组件21从外部引入交流电压，

换流阀组件25位于直流母排组件27的近旁，换流阀组件25包括多个沿竖直方向分布的换流阀(附图中未示出)，换流阀包括串联二极管的IGBT。

水冷组件包括多个水冷板(附图中未示出)与水冷板连通的进水管和出水管26b，

水冷板贴设在IGBT的表面，进水管26a向水冷板引入冷却离子水，并且对IGBT导热后的冷却离子水通过出水管26b的引导流出水冷板，并且进水管 26a的出口和出水管26b的出口均位于换流阀组件25的同一外侧，并且进水管26a和出水管26b均通过罩壳前面板11穿出模块罩壳10。

并且电源模块23通过水冷板与直流母排组件27电连接，即电源模块23 的出线和水冷板连接，并且水冷板和直流母排组件27导线连接。

驱动组件包括电源隔离板(附图中未示出)和PCB安装板241。

电源隔离板与罩壳前面板11平行，电源隔离板在电源模块23和换流阀组件25之间形成电磁隔离；PCB安装板241与罩壳侧面板12平行，PCB安装板 241上插设有与罩壳侧面板12平行的IGBT驱动电路板B，并且IGBT驱动电路板B与换流阀组件25中的IGBT驱动连接。

并且直流母排组件27通过水冷板与换流阀组件25中的IGBT电连接，即直流母排组件27的出线和水冷板连接，并且水冷板和换流阀组件25中的IGBT 导线连接。

电容模块28位于罩壳后部空间10c，并且电容模块28位于直流母排组件 27的近旁，电容模块28通过直流母排组件27与换流阀组件25电连接，在本实施例中，电容模块28与换流阀组件25通过隔板相隔。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种压接功率模块，其特征在于，包括：

模块罩壳；

交流母排组件、旁路开关组件、监控模块、电源模块、驱动组件、换流阀组件、直流母排组件、水冷组件以及电容模块，均位于所述模块罩壳内，

其中，所述模块罩壳呈矩形体，具有罩壳前面板和罩壳侧面板，将与所述罩壳前面板垂直的方向作为罩壳景深方向，

所述模块罩壳内空间自所述罩壳前面板沿所述罩壳景深方向依次由罩壳前部空间、罩壳中部空间以及罩壳后部空间组成，

所述交流母排组件、所述旁路开关组件、所述监控模块以及所述电源模块均位于所述罩壳前部空间，所述旁路开关组件包括与多个外部电气模块对应电连接的旁路继电器开关，所述监控模块和所述电源模块均位于所述交流母排组件的上方，所述电源模块用于提供直流电，所述监控模块套设有监控屏蔽壳；

所述驱动组件、所述换流阀组件、所述水冷组件以及所述直流母排组件均位于所述罩壳中部空间，并且所述换流阀组件通过所述交流母排组件从外部引入交流电压，

所述驱动组件包括电源隔离板，该电源隔离板与所述罩壳前面板平行，所述电源隔离板对所述电源模块和所述换流阀组件形成电磁隔离，

所述换流阀组件包括多个沿竖直方向分布的换流阀，该换流阀包括串联二极管的IGBT，

所述换流阀组件位于所述直流母排组件的近旁，所述水冷组件包括多个水冷板，所述水冷板贴设在IGBT的表面，

所述电容模块位于所述罩壳后部空间，并且所述电容模块位于所述直流母排组件的近旁，所述电容模块通过所述直流母排组件与所述换流阀组件电连接。

2.根据权利要求1所述的压接功率模块，其特征在于：

其中，所述驱动组件还包括PCB安装板，该PCB安装板与所述罩壳侧面板平行，所述PCB安装板上插设有与所述罩壳侧面板平行的IGBT驱动电路板。

3.根据权利要求1所述的压接功率模块，其特征在于：

其中，所述直流母排组件通过所述水冷板与IGBT电连接，

所述电源模块通过所述水冷板与所述直流母排组件电连接。

4.根据权利要求1所述的压接功率模块，其特征在于：

其中，所述水冷组件还包括向所述水冷板引入冷却离子水的进水管和引导该冷却离子水流出所述水冷板的出水管，并且所述进水管的出口和所述出水管的出口均位于所述换流阀组件的同一外侧，并且所述进水管和所述出水管均通过所述罩壳前面板穿出所述模块罩壳。

5.根据权利要求1所述的压接功率模块，其特征在于：

其中，所述交流母排组件具有交流接线折板，该交流接线折板穿设在所述罩壳前面板上，

所述交流接线折板的一端位于所述模块罩壳的内部并与所述换流阀组件电连接，另一端位于所述模块罩壳的外部，

所述交流接线折板具有竖直的接线板部，该接线板部位于所述模块罩壳的外部，并且所述接线板部具有多个用于接线的接线螺孔。

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