CN207910672U - 高压变频器功率单元结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高压变频器功率单元结构，该功率单元包括钣金壳体、输入输出电缆铜件、整流逆变印制板、电容板和单元控制板。整流逆变印制板是整流、逆变器件主回路和吸收电容集合而成，电容板是组合滤波电容和贴片式均压电阻集合为一张印制板。电缆铜件连接整流逆变印制板和电容板，简化了元器件之间的母线连接，单元结构集成度高，拆卸维护方便，且成本更低。

Description

高压变频器功率单元结构

技术领域

本实用新型涉及一种电力电子设备中高压变频器的功率单元结构装置。

背景技术

功率单元是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件，并且为构成高压变频器主回路的核心部件，其体积和成本直接影响整套高压变频设备。

目前，现有技术中大部分功率单元整流、逆变、滤波主回路主要以铜排连接形式实现，母排走线复杂，同时滤波电容组体积偏大，质量重，导致装配程序复杂困难，维护拆卸费时费力。这种结构通常有以下方式：整流器件包括整流桥和逆变器件包括IGBT模块采用铜排电连接，铜排上安装吸收电容，形成整流、逆变主回路，并且为了保证电气间隙要求，导致铜排造型复杂，走线多，增加功率单元的生产成本。此外，滤波电容需采用电容托盘设定装配高度，并用电容箍固定在托盘上，各滤波电容之间用铜排连接，且在母排上安装均压电阻，装配好的电容组件再整体放入钣金壳体内部并用螺钉固定，最后滤波电容回路与整流逆变主回路之间采用铜排电连接。由于滤波电容体积大，多个电容组合后体积重量进一步增大，同时电容装配高度要求高，设定困难，导致电容装配和电容组件整体放入钣金壳体耗费大量人力和时间，并为功率单元的维护拆卸时带来极大的不便。

发明内容

针对以上需求和对现有技术的不足之处进行改进，本实用新型提供一种用于高压变频器的功率单元结构，装置布局紧凑，走线简洁，便于安装和拆卸维护且成本较低。

本实用新型功率单元结构的机箱钣金壳体由前端板、后端板和底座合围螺钉连接而成，器件主要由散热器、整流桥、IGBT模块、整流逆变印制板、电容板、单元控制板和电缆铜件组成。所述底座上设置有托盘将钣金壳体分割成二部分，单元控制板和电容板固定在托盘上并分列其中，单元控制板作为功率单元的主控制板与整流逆变印制板和电容板平行。所述散热器由散热片、基板和引风筒组成，固定于前端板、后端板且位于钣金壳体顶部，其中引风筒将热量从高压变频柜的风道引出。所述整流桥、IGBT模块安装在散热器基板上，所述整流逆变印制板与整流桥、IGBT模块螺钉紧固电连接；所述电容板与整流逆变印制板的铜件端子通过转接铜排电连接。

作为本实用新型的进一步改进，整流逆变印制板的整流逆变主回路通过金属铜箔导通整流器件、逆变器件和吸收电容，整流逆变主回路的铜件端子和至少一个或多个吸收电容集成在PCB一板上。电容板通过金属铜箔导通滤波电容和均压电阻实现电路连接，至少一个或多个滤波电容和贴片式均压电阻集成在PCB二板上。整流器件、逆变器件通过整流逆变印制板上的主回路导通，不仅简化了铜排连接，节约了成本，并且节省了空间，减小了功率单元尺寸。

作为本实用新型的另一种改进，电容板的PCB板二上安装支柱，且在前端板、后端板侧面安装电容压板，电容压板与支柱用紧固螺钉连接滤波电容，使得滤波电容安装稳定。

当对本实用新型再作进一步改进时，散热器基板装入带螺纹嵌件的绝缘支撑件,绝缘支撑件连接固定电缆铜件，使得排布紧凑平直，其中电缆铜件包括输出输入铜排与输出输入电极在钣金壳体外部的连接。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1是现有技术功率单元的结构立体图。

图2是图1所示功率单元整流逆变主回路的局部立体图。

图3是本实用新型功率单元的立体图。

图4是图3所示功率单元钣金壳体和电容板局部立体图。

图5是图3所示功率单元整流逆变主回路的局部立体图。

图6是图5所示功率单元整流逆变印制板的局部立体图。

具体实施方式

图1和图2所示为前面背景技术部分所提到的现有技术功率单元的结构立体图。图1中滤波电容立式安装在钣金机壳的底座上，水泥均压电阻与铜排经螺钉压接在滤波电容上。图2中两个整流桥各安装一对吸收电容，包括和IGBT模块以及输出输入回路全部用铜排连接。按照这样的元器件选用和排布方式，作为由若干个串联的功率单元组成的高压变频器逆变部分，体积和重量会直接增加。

在本实用新型中，输入电缆替代了铜排，PCB板一20、PCB板二5配合铜件端子16、转接铜排7的连接方式，减少了铜排连接的密度，如图3至图6所示，电容板组件和整流逆变印制板组件简化了功率单元电路结构，拆取维修方便。在本实施例中，托盘17将钣金壳体分隔成视图方向前后两块。还可以用托盘17将钣金壳体分隔成视图方向左右两块。

图3中只示意地画出了电容压板11稳定滤波电容10的方式，实际上可在电容压板11接触滤波电容10处粘结胶条，增加摩擦力。引风筒1用拉铆螺钉固定在散热器基板3侧面。

如图4和图5所示，装配顺序应先把底座6、前端板12和后端板4的框体搭建螺接，再将装好的组件电容板和单元控制板15分别通过盲孔压铆螺母柱固定于托盘17两面；装配的另一部分是散热器组件基板3上安装整流桥19、IGBT模块18以及整流逆变印制板，还包括相关的电缆铜件13，最后用螺钉经前端板12和后端板4固定在散热器组件基板3上，两部分合为一体。

图6示出了整流逆变印制板有整流逆变主回路和安装孔，整流器件、逆变器件通过PCB板一20上的主回路导通，整流器件为整流桥或二极管等，逆变器件为IGBT模块等。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (6)

1.一种高压变频器功率单元结构，包括：由前端板（12）、后端板（4）和底座（6）合围成的钣金壳体；器件主要由散热器、整流桥（19）、IGBT模块（18）、整流逆变印制板、电容板、单元控制板（15）和电缆铜件（13）组成；其特征在于：所述底座（6）上设置有托盘（17）将钣金壳体分割成二部分，单元控制板（15）和电容板固定在托盘（17）上并分列其中；所述散热器固定于前端板（12）、后端板（4）且位于钣金壳体顶部，所述整流桥（19）、IGBT模块（18）安装在散热器基板（3）上，所述整流逆变印制板与整流桥（19）、IGBT模块（18）螺钉紧固电连接；所述电容板与整流逆变印制板的铜件端子（16）通过转接铜排（7）电连接。

2.根据权利要求1所述高压变频器功率单元结构，其特征在于：所述散热器由散热片（2）、基板（3）和引风筒（1）组成。

3.根据权利要求1所述高压变频器功率单元结构，其特征在于：所述整流逆变印制板由PCB板一（20）、吸收电容和铜件端子（16）组成，至少一个或多个吸收电容安装在PCB板一（20）上。

4.根据权利要求1所述高压变频器功率单元结构，其特征在于：所述电容板由PCB板二（5）、滤波电容（10）和铜件端子（16）组成，至少一个或多个滤波电容（10）和贴片式均压电阻集成在PCB板二（5）上。

5.根据权利要求1或4所述高压变频器功率单元结构，其特征在于：所述电容板的PCB板二（5）上安装支柱（8），且在前端板（12）、后端板（4）侧面安装电容压板（11），电容压板（11）与支柱（8）用紧固螺钉（9）连接稳定滤波电容（10）。

6.根据权利要求1或2所述高压变频器功率单元结构，其特征在于：所述散热器基板（3）装入绝缘支撑件（14）,绝缘支撑件（14）连接固定电缆铜件（13）。