CN203339972U - 一种滑轨式igbt水冷功率模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于：包括框架单元，单相桥臂功率单元；所述框架单元包括基本框架，用于将各单相桥臂功率单元的直流侧并联的直流母线铜排，至少一个定位滑轨，所述直流母线铜排和定位滑轨均设置在基本框架上；所述单相桥臂功率单元包括用于固定各零散器件的固定基板，水冷散热器，IGBT，直流支撑电容，直流层叠母排，所述的直流支撑电容一端与固定基板相连另一端与直流层叠母排相连，水冷散热器安装在固定基板上，所述的IGBT安装在水冷散热器上；单相桥臂功率单元的固定基板可沿着框架单元的定位滑轨滑动。采用水冷散热方式，实现高功率密度，操作方便，简化了各模块拆装时的复杂度、设备装配和维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种IGBT功率模块，尤其涉及一种滑轨式IGBT水冷功率模块。
背景技术
随着并网风力发电的快速发展，风电相关设备日趋成熟，对于各组件的要求也越来越高。风电变流器是风电***中重要的能量转换和控制设备，其中的功率单元是设备的核心部件，随着变流器容量增大，功率单元需要模块化设计。功率模块在风电变流器中属于热损耗最大的组件，特别是功率等级越高，散热损耗越大，在小功率应用中，风冷散热器可以满足功率模块的散热要求，随着功率增加，散热器的体积、重量也越来越大，给功率模块整体的结构安装和维护带来不便。此外，功率模块中集合了直流电容、IGBT、散热器、母线铜排等众多器件，对结构的复杂度、安装维护的便利性设计都提出很高的设计要求，目前的功率模块普遍存在体积、重量和安装上的瓶颈。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的是解决目前功率模块体积大、重量大、安装固定复杂的问题，提供一种高功率密度、低杂散电感、可快速安装、维护的IGBT水冷功率模块。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于：包括框架单元，单相桥臂功率单元；所述框架单元包括基本框架，用于将各单相桥臂功率单元的直流侧并联的直流母线铜排，至少一个定位滑轨，所述直流母线铜排和定位滑轨均设置在基本框架上；所述单相桥臂功率单元包括用于固定各零散器件的固定基板，水冷散热器，IGBT，直流支撑电容，直流层叠母排，所述的直流支撑电容一端与固定基板相连另一端与直流层叠母排相连，水冷散热器安装在固定基板上，所述的IGBT安装在水冷散热器上；单相桥臂功率单元的固定基板可沿着框架单元的定位滑轨滑动。
采用水冷散热方式，模块集成化设计，将IGBT和电容等组件有序安装为一个独立的单相桥臂功率单元，使功率模块体积较小，实现高功率密度，保证了其重量较小，操作方便；框架单元的整体设计又能够保证各相之间的紧密联系，保证设备性能；滑轨式设计，简化了各模块拆装时的复杂度，设备装配和维护的便利性大大提高。
进一步的，所述定位滑轨上下对称均匀分布在基本框架的底部和顶部，固定基板的上下侧边可沿着上下对称设置的定位滑轨滑动。上下对称设置的滑轨更方便单相桥臂功率单元的滑动且固定效果更好。优选定位滑轨中间设有一个供固定基板滑动的C型槽。
进一步的，基本框架的前后侧面还设置有阻止单相桥臂功率单元滑出的前挡板和后挡条。
进一步的，所述框架单元还包括设置在基本框架边沿的接地铜排，接地铜排上设有各单相桥臂功率单元的接地孔位，用于各单相桥臂功率单元接地使用。
进一步的，所述框架单元还包括绝缘子，绝缘子一端与顶部的定位滑轨相连，另一端与直流母线铜排相连，主要用于固定直流母线铜排。
进一步的，所述单相桥臂功率单元还包括吸收电容，所述吸收电容位于直流层叠母排和IGBT的端接处且与IGBT的正、负端子相连。消除由于直流层叠母排的杂散电感引起的尖峰电压，避免绝缘栅双极型晶体管的损坏。
进一步的，所述单相桥臂功率单元还包括与IGBT的交流端相连的交流T型铜排，所述的交流T型铜排可简化交流出线连接方式，并保持电流的均匀。
进一步的，直流母线铜排包括正、负直流母线铜排，所述的直流层叠母排包括直流正、负两层，直流层叠母排的一端与直流支撑电容的直流端子相连，另一端与IGBT的直流端子连接，直流层叠母排的出线端子与基本框架上的正、负直流母线铜排相对应。
本实用新型的有益效果是：模块集成化设计，将IGBT和电容等组件有序安装为一个独立的单相桥臂功率单元，使功率模块体积较小，实现高功率密度，保证了其重量较小，操作方便；框架单元的整体设计又能够保证各相之间的紧密联系，保证设备性能；滑轨式设计，简化了各模块拆装时的复杂度，设备装配和维护的便利性大大提高。
附图说明
图1是本实用新型一种滑轨式IGBT水冷功率模块的框架单元结构图；
图2是本实用新型一种滑轨式IGBT水冷功率模块的定位滑轨的放大图；
图3是本实用新型一种滑轨式IGBT水冷功率模块的单相桥臂功率单元结构图；
图4是本实用新型一种滑轨式IGBT水冷功率模块的组装结构图；
附图的标记含义如下：
1：基本框架；2：接地铜排；3：后挡条；4：定位滑轨；41：C型槽；5：绝缘子；6：直流母线铜排； 7：前挡板； 8：固定基板；9：直流支撑电容；10：直流层叠母排；101：直流层叠母排的出线端子；11：吸收电容；12：水冷散热器；121：水冷散热器的散热水冷板；13：IGBT；14：交流T型铜排。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1和3所示：本实施例选取三相框架结构，当然还可以适用于单相框架结构、五相框架结构等结构。
一种滑轨式IGBT水冷功率模块，包括框架单元，单相桥臂功率单元；
框架单元包括基本框架1，可以是由基础结构件铆接而成的长方体，用于将各单相桥臂功率单元的直流侧并联的直流母线铜排6，至少一个定位滑轨4，直流母线铜排6和定位滑轨4均设置在基本框架1上，为了更好的固定直流母线铜排6，优选绝缘子5一端设置在顶部定位滑轨4上，另一端与直流母线铜排6相连。其中为了更好的稳定效果，优选定位滑轨4成对设置且上下对称均匀分布在基本框架1的底部和顶部，用于引导和固定单相桥臂功率单元。定位滑轨4的数量可根据需要设置，比如三相模块优选设置上下三对定位滑轨4，五相模块优选设置上下五对定位滑轨4，
单相桥臂功率单元包括用于固定各零散器件的固定基板8，水冷散热器12，IGBT13，直流支撑电容9，直流层叠母排10，其中直流母线铜排6分为正、负直流母线铜排6，用于将各单相桥臂功率单元的直流侧并联，模块集成化设计，布局简洁，保证了设备的性能。每个单相桥臂功率单元安装六只直流支撑电容9，直流支撑电容9一端与固定基板8相连另一端与直流层叠母排10相连，直流层叠母排10共两层，分别为直流正、负两层。直流层叠母排10的一端与直流支撑电容9的直流端子相连，另一端与IGBT13的直流端子连接，直流层叠母排10的出线端子与基本框架1上的正、负直流母线铜排6相对应。水冷散热器12安装在固定基板8上，所述的IGBT13安装在水冷散热器的散热水冷板121上，采用水冷散热方式及时并快速散热。
固定基板8可沿着框架单元的一个定位滑轨4滑动或者固定基板8的上下侧边可沿着上下对称设置的定位滑轨4滑动，为了进一步减少滑动阻力和加强单相桥臂功率单元的稳固性，可在定位滑轨4中间设有一个供固定基板8滑动的C型槽41，如图2所示。为了阻止单相桥臂功率单元从定位滑轨4上滑出，在基本框架1的前后侧面还分别设置三个前挡板7和后挡条3，同时还可以对基本框架1形成支撑。在基本框架1边沿上设置有接地铜排2，接地铜排2上设有各单相桥臂功率单元的接地孔位，用于各单相桥臂功率单元接地使用。
单相桥臂功率单元还包括吸收电容11，所述吸收电容11位于直流层叠母排10和IGBT13的端接处且与IGBT13的正、负端子相连，消除由于直流层叠母排10的杂散电感引起的尖峰电压，避免绝缘栅双极型晶体管的损坏。IGBT13的交流端与交流T型铜排14相连，可简化交流出线连接方式，并保持电流的均匀。
滑轨式IGBT功率模块的组装结构图如图4所示，装配步骤为：首先，卸下基本框架1上的前挡板7，露出定位滑轨4，将单相桥臂功率单元的固定基板8竖直抬起，固定基板8对应到定位滑轨4的C型槽41中，然后轻推单相桥臂功率单元使模块整个划入到定位滑轨4中，直至固定基板8后边缘抵到后挡条3，此时单相桥臂功率单元上的直流层叠母排的出线端子101刚好与基本框架1上的正、负直流母线铜排6相对应，利用上面的预留孔加装螺丝紧固，最后安装前挡板7，对两个模块形成最终加固。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于：包括框架单元，单相桥臂功率单元；
所述框架单元包括基本框架，用于将各单相桥臂功率单元的直流侧并联的直流母线铜排，至少一个定位滑轨，所述直流母线铜排和定位滑轨均设置在基本框架上；
所述单相桥臂功率单元包括用于固定各零散器件的固定基板，水冷散热器，IGBT，直流支撑电容，直流层叠母排，所述的直流支撑电容一端与固定基板相连另一端与直流层叠母排相连，水冷散热器安装在固定基板上，所述的IGBT安装在水冷散热器上；
单相桥臂功率单元的固定基板可沿着框架单元的定位滑轨滑动。
2.根据权利要求1所述的一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于，所述定位滑轨上下对称均匀分布在基本框架的底部和顶部，固定基板的上下侧边可沿着上下对称设置的定位滑轨滑动。
3.根据权利要求2所述的一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于，定位滑轨中间设有一个供固定基板滑动的C型槽。
4.根据权利要求2所述的一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于，基本框架的前后侧面还设置有阻止单相桥臂功率单元滑出的前挡板和后挡条。
5.根据权利要求1所述的一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于，所述框架单元还包括设置在基本框架边沿的接地铜排，接地铜排上设有各单相桥臂功率单元的接地孔位。
6.根据权利要求1所述的一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于，所述框架单元还包括设置在顶部定位滑轨上的绝缘子，绝缘子下方与直流母线铜排相连。
7.根据权利要求1所述的一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于，所述单相桥臂功率单元还包括吸收电容，所述吸收电容位于直流层叠母排和IGBT的端接处且与IGBT的正、负端子相连。
8.根据权利要求1所述的一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于，所述单相桥臂功率单元还包括与IGBT的交流端相连的交流T型铜排。
9.根据权利要求1所述的一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于，直流母线铜排包括正、负直流母线铜排。
10.根据权利要求9所述的一种滑轨式IGBT水冷功率模块，其特征在于，所述的直流层叠母排包括直流正、负两层，直流层叠母排的一端与直流支撑电容的直流端子相连，另一端与IGBT的直流端子连接，直流层叠母排的出线端子与基本框架上的正、负直流母线铜排相对应。
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- 2013-07-10 CN CN2013204064060U patent/CN203339972U/zh not_active Expired - Lifetime
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