CN101719720B - 一种船用变频器的电力电子模块 - Google Patents

一种船用变频器的电力电子模块 Download PDF

Info

Publication number
CN101719720B
CN101719720B CN2009102732836A CN200910273283A CN101719720B CN 101719720 B CN101719720 B CN 101719720B CN 2009102732836 A CN2009102732836 A CN 2009102732836A CN 200910273283 A CN200910273283 A CN 200910273283A CN 101719720 B CN101719720 B CN 101719720B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
support
electronic module
power electronic
electric power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2009102732836A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101719720A (zh
Inventor
李明勇
宋飞
汪洋
刘璇
梁哲兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Changhai electric propulsion and chemical power supply Co., Ltd.
Original Assignee
712th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 712th Research Institute of CSIC filed Critical 712th Research Institute of CSIC
Priority to CN2009102732836A priority Critical patent/CN101719720B/zh
Publication of CN101719720A publication Critical patent/CN101719720A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101719720B publication Critical patent/CN101719720B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种船用变频器的电力电子模块，它包括两个对称安装在支架上的智能功率模块(IPM)；一组安装在支架中的支撑电容；功率母排与智能功率模块的直流输入端固定连接；高频吸收电容、支撑电容、功率母排固定连接；缓冲电阻固定在支架上的散热器上；电源滤波器安装在支架上。该电力电子模块具有功率密度高、体积小、直流母线电压尖峰小、可靠性高和可维修性好等优点，主要用于大功率、高功率密度船舶推进变频器。

Description

一种船用变频器的电力电子模块
技术领域
本发明涉及一种船用变频器的电力电子模块，具体是一种高功率密度的船用大功率变频器的电力电子模块，属于电力电子元器件技术领域。
背景技术
随着电力电子技术及***集成技术的飞速发展，船舶综合电力推进备受关注。综合电力推进有着传统推进方式所不可比拟的优点，在豪华游轮、破冰船甚至军用船舶中的应用越来越多。变频器是船舶综合电力推进的核心设备之一，在国外ABB、Alstom、西门子等大型厂商已研制出船用变频器的电力电子模块。现有的在船舶以外的其它应用领域的大功率变频器，其整流单元和逆变单元的直流连接及逆变单元间的直流连接大多采用常规铜排连接方式，占用结构空间范围大，功率密度比较小。船用变频器，尤其是特殊的、容间小的船舶用变频器，在保证可靠性和可维性的前提下，尽可能的减小变频器的体积和重量，提高变频器的功率密度。常规的大功率变频器在船舶应用领域受到很大限制。
发明内容
为了克服常规研制的大功率变频器在体积和功率密度等方面的不足，本发明提供一种在保证可靠性和可维修性的前提下，具有体积小、重量轻、功率密度高的船用变频器的电力电子模块。
本发明的技术方案是：
一种船用变频器的电力电子模块，它包括两个对称安装在支架上的智能功率模块(IPM)；一组安装在支架中的支撑电容；功率母排与智能功率模块的直流输入端固定连接；高频吸收电容、支撑电容、功率母排固定连接；缓冲电阻固定在支架上的散热器上；电源滤波器安装在支架上；智能功率模块的交流输出端通过软母线将输出端并连，并连接至电连接器；还有冷却散热***。
在上述技术方案的基础上更进一步的技术方案是：
所述的一种船用变频器的电力电子模块，其两个智能功率模块对称布置在支架的上层和下层；支撑电容安装在支架中间层；功率母排为U型迭层母排，与智能功率模块的直流输入端通过螺钉连接；高频吸收电容、支撑电容、功率母排通过螺钉连接；功率母排在支架正面前端布置；缓冲电阻通过螺钉安装在散热器上，散热器固定在支架的中间层的后部；电源滤波器固定在支架的左上部和右下部；智能功率模块的交流输出端通过软母线将输出端并连。
所述的一种船用变频器的电力电子模块，其冷却散热***包括冷却进、出水管，安装在支架的左下部和右上部；还至少有三个散热风机：其中一个是用于出风的散热风机，安装在散热器上，至少有两个散热风机是分别安装在支撑电容的左右两侧。
所述的一种船用变频器的电力电子模块，其支架上还安装一个插座，该插座为航空插座，安装在支架的左上侧。
所述的一种船用变频器的电力电子模块，其缓冲电阻的一端用2.5mm2、耐压1500V的高压线与缓冲电容的正极性端连接，缓冲电阻的另一端用高压线与缓冲电容的中间端子连接；滤波器输入端用1.5mm2的电缆与插座连接，输出端用1.5mm2的电缆与智能功率模块的电源+24V、0V连接。
所述的一种船用变频器的电力电子模块，其散热风机用1.5mm2的电缆与外部220V的工频交流电源连接；智能功率模块通过光纤与外部电路连接，同时状态信号通过光纤连接方式反馈给外部电路。
一种大功率船用多相组合变频器，它至少由两个如权利要求1所述的船用变频器的电力电子模块串联或并联组成。
进一步技术方案是：
所述的大功率船用多相组合变频器，它由3个船用变频器的电力电子模块并联组合成四象限变频器。
本发明的技术效果为：
1、结构紧凑，体积小，易于安装、方便维修；
2、直流母线电压尖峰小，发热量小；
3、功率密度高；
4、在变频器上运行，性能稳定，安全可靠。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
附图说明
图1是船用变频器的电力电子模块结构主视示意图；
图2是图1电子模块的左视图；
图3是图1电子模块的俯视图。
图4是船用变频器的电力电子模块电气原理图。
图中各附图标记名称为：1-支撑电容；2-高频吸收电容；3-功率母排；4-缓冲电容；5-智能功率模块(IPM)；6-母线；7-插座；8-电连接器；9-散热风机；10-冷却进、出水管；11-支架；12-电源滤波器；13-缓冲电阻；14-散热器。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，一种船用变频器的电力电子模块，它有两个对称安装在支架11上的智能功率模块(IPM)5；一组安装在支架11中的支撑电容1；功率母排3与智能功率模块5的直流输入端固定连接；高频吸收电容2、支撑电容1、功率母排3固定连接；缓冲电阻13固定在支架11上的散热器14上；电源滤波器12安装在支架11上；智能功率模块5的交流输出端通过软母线6将输出端并连，并连接至电连接器8；还有冷却散热***及插座7。所述的支架11在所设计的变频器中采用滑轨式安装方式，提高船用变频器的可维修性。支架11，由3mm厚的钢板折弯后焊接成型，共三层。所述两个智能功率模块5对称布置在支架11的上层和下层；支撑电容1安装在支架11中间层；功率母排3为U型迭层母排，与智能功率模块5的直流输入端通过螺钉连接；高频吸收电容2、支撑电容1、功率母排3通过螺钉连接；功率母排3在支架11正面前端布置；缓冲电阻13通过螺钉安装在散热器14上，散热器14固定在支架11的中间层的后部；电源滤波器12固定在支架11的左上部和右下部；智能功率模块5的交流输出端通过软母线6将输出端并连。所述冷却散热***包括冷却进、出水管10，安装在支架11的左下部和右上部；有三个散热风机9：其中一个是用于出风的散热风机9，安装在散热器14上，有两个散热风机9是分别安装在支撑电容1的左右两侧。所述支架11上还安装一个插座7，该插座7为航空插座，安装在支架11的左上侧。所述缓冲电阻13的一端用2.5mm2、耐压1500V的高压线与缓冲电容4的正极性端连接，缓冲电阻13的另一端用高压线与缓冲电容4的中间端子连接；滤波器12输入端用1.5mm2的电缆与插座7连接，输出端用1.5mm2的电缆与智能功率模块5的电源+24V、0V连接。所述散热风机9用1.5mm2的电缆与外部220V的工频交流电源连接；智能功率模块5通过光纤与外部电路连接。
一种大功率船用多相组合变频器，它至少由两个上述的船用变频器的电力电子模块串联或并联组成；本实施例由3个船用变频器的电力电子模块并联组合成四象限变频器。
结合附图对电路和冷却***及安装方式进一步说明如下：
所述的智能功率模块5(IPM)自带水冷板式散热器，其直流端共4组接线端子两个正、负极性接线端子为一组，交流输出端共4个接线端子。直流端的4组接线端子通过迭层功率母排并联在一起，交流输出端的接线端子与软母线连接，后再用铜排并联在一起，接至电连接器。IPM电源接线端子共3个，分别是0V、+15V、+24V，+15V、+24V两个接线端子只能选其一，IPM的控制线用光纤方式。所述的缓冲电路包括自带二极管的缓冲电容以及缓冲电阻，缓冲电阻的一端并联在二极管的正极性端，一端并联在二极管的负极性端。所述的一组风机包含3个风机，主要是考虑到流过支撑电容的电流比较大，需要散热，因此增加左右两个风机。两个缓冲电阻安装在散热器上，并借助风机进行散热，散热器固定在支架上。
进一步说明本发明效果和技术参数如下：
本发明船用变频器的电力电子模块的功率密度为：单个电力电子模块的输出功率为400kW，其体积为600*800*500mm3，单个电力电子模块的功率密度为：400kW/0.6*0.8*0.5m3＝1.7MW/m3。
本发明船用变频器的电力电子模块的直流母线电压额定值为1000V，电压尖峰在100V以内，所占百分比：100/1000*100％＝10％。
本发明船用变频器的电力电子模块通过多个组合，可以满足不同功率等级船用变频器的要求。

Claims (7)

1.一种船用变频器的电力电子模块，其特征在于，它包括两个对称安装在支架(11)的上层和下层的智能功率模块(IPM)(5)；一组安装在支架(11)中间层的支撑电容(1)；功率母排(3)为U型迭层母排，与智能功率模块(5)的直流输入端固定连接；高频吸收电容(2)、支撑电容(1)、功率母排(3)固定连接；功率母排(3)在支架(11)正面前端布置，高频吸收电容(2)安置在功率母排(3)外侧；缓冲电阻(13)通过螺钉安装在散热器(14)上，散热器(14)固定在支架(11)的中间层的后部；电源滤波器(12)固定在支架(11)的左上部和右下部；智能功率模块(5)的交流输出端通过软母线(6)将输出端并连，并连接至电连接器(8)；还有冷却散热***，包括冷却进、出水管(10)，安装在支架(11)的左下部和右上部；该冷却散热***还至少有三个散热风机(9)：其中一个是用于出风的散热风机(9)，安装在散热器(14)上，至少有两个散热风机(9)是分别安装在支撑电容(1)的左右两侧。
2.根据权利要求1所述的船用变频器的电力电子模块，其特征在于，所述功率母排(3)与智能功率模块(5)的直流输入端通过螺钉连接；高频吸收电容(2)、支撑电容(1)、功率母排(3)通过螺钉连接。
3.根据权利要求1所述的船用变频器的电力电子模块，其特征在于，所述支架(11)上还安装一个插座(7)，该插座(7)为航空插座。
4.根据权利要求1所述的船用变频器的电力电子模块，其特征在于，所述缓冲电阻(13)的一端用2.5mm2、耐压1500V的高压线与缓冲电容(4)的正极性端连接，缓冲电阻(13)的另一端用高压线与缓冲电容(4)的中间端子连接；电源滤波器(12)输入端用1.5mm2的电缆与插座(7)连接，输出端用1.5mm2的电缆与智能功率模块(5)的电源+24V、0V连接。
5.根据权利要求1所述的船用变频器的电力电子模块，其特征在于，所述散热风机(9)用1.5mm2的电缆与外部220V的工频交流电源连接；智能功率模块(5)通过光纤与外部电路连接。
6.一种大功率船用多相组合变频器，其特征在于，它至少由两个如权利要求1所述的船用变频器的电力电子模块串联或并联组成。
7.根据权利要求6所述的大功率船用多相组合变频器，其特征在于，它由3个船用变频器的电力电子模块并联组合成四象限变频器。
CN2009102732836A 2009-12-18 2009-12-18 一种船用变频器的电力电子模块 Active CN101719720B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009102732836A CN101719720B (zh) 2009-12-18 2009-12-18 一种船用变频器的电力电子模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009102732836A CN101719720B (zh) 2009-12-18 2009-12-18 一种船用变频器的电力电子模块

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101719720A CN101719720A (zh) 2010-06-02
CN101719720B true CN101719720B (zh) 2012-05-30

Family

ID=42434249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009102732836A Active CN101719720B (zh) 2009-12-18 2009-12-18 一种船用变频器的电力电子模块

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101719720B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102290242B (zh) * 2011-08-10 2014-09-24 联合汽车电子有限公司 薄膜电容器的散热结构及方法
CN102832827B (zh) * 2012-08-23 2015-12-09 徐州中矿大传动与自动化有限公司 一种大功率三电平防爆变频器
CN103066862B (zh) * 2012-12-26 2015-09-23 株洲南车时代电气股份有限公司 一种高压半桥igbt逆变模块
CN105141111B (zh) * 2015-09-29 2018-07-17 浙江硕仕电气科技有限公司 一种免维护变频器
CN107046791B (zh) * 2016-02-05 2019-04-09 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 一种船舶液冷多逆变器控制***
DE102017105472A1 (de) * 2017-03-15 2018-09-20 Sma Railway Technology Gmbh Verfahren zur Regelung einer Frequenz einer Ausgangsspannung einer Leistungsversorgungseinrichtung sowie Vorrichtung hierfür
CN107104579A (zh) * 2017-06-08 2017-08-29 安徽华腾电气有限公司 大容量的功率单元装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004312866A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Nichicon Corp インバータ装置
CN1767344A (zh) * 2005-09-26 2006-05-03 中国南车集团株洲电力机车研究所 一种直流－交流变换器控制模块
EP1956649A2 (en) * 2007-02-07 2008-08-13 Hitachi, Ltd. Power conversion apparatus
JP2009027901A (ja) * 2007-07-24 2009-02-05 Toyota Motor Corp 電力変換装置
CN201750329U (zh) * 2009-12-18 2011-02-16 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 船用变频器的电力电子模块

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004312866A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Nichicon Corp インバータ装置
CN1767344A (zh) * 2005-09-26 2006-05-03 中国南车集团株洲电力机车研究所 一种直流－交流变换器控制模块
EP1956649A2 (en) * 2007-02-07 2008-08-13 Hitachi, Ltd. Power conversion apparatus
JP2009027901A (ja) * 2007-07-24 2009-02-05 Toyota Motor Corp 電力変換装置
CN201750329U (zh) * 2009-12-18 2011-02-16 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 船用变频器的电力电子模块

Also Published As

Publication number Publication date
CN101719720A (zh) 2010-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101719720B (zh) 一种船用变频器的电力电子模块
CN201956887U (zh) 一种用于大功率变频器的功率模块
CN204030990U (zh) 叠层喷涂排与复合母排混合使用的新型功率变换单元
CN103427669A (zh) 车载变流器功率模块
CN104167933A (zh) 叠层喷涂排与复合母排混合使用的新型功率变换单元
CN104734467A (zh) 吊装式层叠结构功率模块
CN112787485A (zh) 高频dc-dc变流器模块及辅助变流器***
CN105048799A (zh) 新型制动斩波功率单元
CN201750329U (zh) 船用变频器的电力电子模块
CN110943599B (zh) 一种多功能的高效功率单元及其功率电路
CN104796009A (zh) 双侧对称的大容量整流功率单元
CN204068683U (zh) 一种高效低感的电容组及安装该电容组的功率单元
CN203387417U (zh) 车载变流器功率模块
CN205178847U (zh) 一种中压大功率变频器水冷功率模块
CN208806749U (zh) 一种变流器模块
CN110365086A (zh) 一种高集成充电机功率单元
CN110932565A (zh) 一种客货两用机车变流器
CN103715755B (zh) 通信用交流不间断电源
CN204145263U (zh) 基于igbt的水冷功率单元
CN202679258U (zh) 一种应用在并网光伏逆变器的功率单元
CN110957958A (zh) 一种双面散热的风冷型轴控牵引逆变功率单元
CN203632344U (zh) 通信用交流不间断电源
CN220629165U (zh) 一种集成控制功能的水冷辅助功率模块
CN217135351U (zh) 一种大功率模块的电源单元
CN202906777U (zh) 光伏逆变单元及三相光伏逆变装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20151012

Address after: 430064, Wuhan City, Hubei province Hongshan District Lion Hill Street South Lake (steam School Village)

Patentee after: Wuhan Changhai electric propulsion and chemical power supply Co., Ltd.

Address before: 430064 Hubei City, Hongshan District, lion street, steam school, a village

Patentee before: No.712 Inst., China Ship Heavy Industry Group Co.