一种变频器及其功率单元制造技术

本实用新型专利技术涉及电气工程领域，公开了一种变频器及其功率单元。本实用新型专利技术中，变频器的功率单元包括：电容组件、功率组件、板卡组件和电阻组件；电容组件包括电解电容、电容支架和电容母排，其中，电解电容安装于电容支架上，且该电解电容与该电容母排连接；该功率组件包括液冷板、功率模块和输入铜排，功率模块与输入铜排电连接，并且功率模块与该液冷板平行且贴合在该液冷板的第一表面上；板卡组件包括驱动板，该驱动板用于驱动功率模块的导通，其中，该板卡组件的驱动电能从该电容母排走线取电获取。本实施方式，增强了对功率单元的散热，同时，使得功率单元的功能区分明显，利于安装及维护。

A frequency converter and its power unit

The utility model relates to the field of electrical engineering, and discloses a frequency converter and a power unit. In the utility model, the power converter unit includes a capacitor module, power module, board components and resistance components; capacitance components include electrolytic capacitor, capacitor and capacitor support bus, the electrolytic capacitor mounted on the capacitor bracket, and the electrolytic capacitor and the capacitance of the power assembly includes a busbar connection; cooling plate, power module and the input module is connected with the input power of copper, copper, and the power module and the cooling plate in parallel and attached to the first surface of the cooling plate; the board assembly includes a drive plate, the driving board for driving the power module is conducted, which the system components of the driving power from the bus line to take away the capacitor electric acquisition. The implementation method enhances the heat dissipation of the power unit, at the same time, it makes the functional division of the power unit obvious, and is beneficial to the installation and maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种变频器及其功率单元
本技术涉及电气工程领域，特别涉及一种变频器及其功率单元。
技术介绍
随着电力电子技术的不断发展，对变频器的使用也越来广泛，在变频器中的功率单元是实现整流或逆变功能的核心组件，功率单元的性能直接影响变频器的性能。而散热是影响功率单元性能的一个重要因素，功率器件在工作时产生的热量，将导致器件的温度升高超过器件允许的最高温度，从而造成器件性能降低甚至损坏。因此，提升变频器中功率单元的散热性能是十分必要的。专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，目前在变频器中通常使用强迫风冷散热的方式对功率单元进行散热，但是强迫风冷的散热方式受散热器面积、环境温度、变频器使用环境、风扇和噪音多方面的限制，例如，风冷散热使用需要灰尘量很小，干净的环境；而风冷散热并不能满足大功率变频器的功率单元的散热要求，为解决环境对变频器散热的影响以及大功率变频器的功率单元的散热问题，目前出现了水冷散热的方式，但是，这种水冷散热器的水冷管组件安装于功率单元内，缠绕在高压支撑电容四周，存在因管道老化而造成泄露损害器件的风险，同时，水冷散热需要在功率单元下部安装散热交换器，而整体变频器需要配套冷却循环系统，使得散热器体积大，加工复杂，成本高。目前的功率单元通常采用层叠安装的方式，堆叠层数多，使得功能区分不明显，不利于安装和维护。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种变频器及其功率单元，使得增强了对功率单元的散热，同时，使得功率单元的功能区分明显，利于安装及维护。为解决上述技术问题，本技术的实施方式提供了一种变频器的功率单元，包括：电容组件、功率组件、板卡组件和电阻组件；该电容组件包括电解电容、电容支架和电容母排，其中，该电解电容安装于该电容支架上，且该电解电容与该电容母排连接；该功率组件包括液冷板、功率模块和输入铜排，该功率模块与该输入铜排电连接，并且该功率模块与该液冷板平行且贴合在该液冷板的第一表面上；该板卡组件包括驱动板，该驱动板用于驱动该功率模块的导通，其中，该板卡组件的驱动电能从该电容母排走线取电获取；该电阻组件安装于该液冷板的第二表面，该第二表面与该第一表面平行相对，其中，该电阻组件分别与该电容组件和该板卡组件电连接。本技术的实施方式还提供了一种变频器，包括以上功率单元。本技术实施方式相对于现有技术而言，通过将变频器功率单元分为电容组件、功率组件、板卡组件和电阻组件，使得变频器功率单元的功能区分明显，利于安装和维护。由于功能区分明显，更利于功率的扩展；电容组件中由于电解电容安装于电容支架上，且电解电容与电容母排连接，因此，通过更换电容支架即可实现对不同功率的功率单元的电解电容器件数量的灵活配置，增强了对不同功率需求的功率单元中的电解电容的灵活配置。功率组件中功率模块与液冷板平行且贴合在液冷板的第一表面上，电阻组件安装于该液冷板的第二表面上，由于电阻和功率模块在工作状态时产生热量高，通过与液冷板的贴合，使得器件与液冷板接触，加快器件的散热，同时，在液冷板的两个表面上安装功率模块和电阻组件，充分利用了液冷板的散热作用，节约了空间，减小了功率单元的体积。另外，还包括隔离板，用于隔离该电容组件与该功率组件，使该电容组件和该功率组件各自处于两个独立的风道中。通过使用隔离板，使得电容组件和功率组件各自处于两个独立的风道中，避免了电容组件与功率组件在工作状态产生热耦合，同时，电容组件和功率组件分别处于独立的风道，加强了电容组件和功率组件的散热。另外，隔离板为环氧板。环氧板有较好的耐热性能和介电性能，可以有效隔离发热的电容组件和功率组件。另外，液冷板包括：散热板和液冷管；该液冷管以多道U字型安装在散热板的正面，该散热板的正面为平整表面。以多道U字型在散热板上安装液冷管，使得散热板与液冷管之间的接触面积最大，加强散热板的散热能力，同时散热板的正面为平整表面，增强其他器件与散热板之间的接触面积，进一步增强液冷板的散热能力。另外，功率组件还包括功率组件外壳；该功率组件外壳包括背板、侧面板、顶部和底部；该背板与该液冷板反面连接，用于安装该板卡组件；该侧面板与该电容支架平行相对，并与该电容支架组合形成腔体；该功率组件还包括：第一轴流风机，该第一轴流风机安装在该功率组件外壳的顶部与该功率组件对应，用于该功率组件的散热；该电容组件中还包括：第二轴流风机，该第二轴流风机安装在该功率组件外壳的底部与该电容组件对应，用于该电容组件的散热。通过功率组件外壳，将板卡组件同其他组件分开，使得功能区分明显，同时在功率组件外壳的顶部和底部安装轴流风机，进一步增强了功率组件和电容组件的散热能力。另外，还包括：柜体；该柜体包括第一侧面板和第二侧面板，该第一侧面板与该电容组件、该功率组件平行相对，该第二侧面板与该电阻组件、板卡组件平行相对；该第一侧面板、电容支架、该功率组件外壳、第二侧面板依次组合。通过柜体，将功率单元中各组件包含在柜体内，减少灰尘对功率单元的影响。另外，液冷板还包括：铜制外螺丝旋转接头；该铜制外螺丝旋转接头焊接于该液冷管进出口位置，且该铜制外螺丝旋转接头延伸至该柜体外，该散热板和该液冷管位于柜体内。通过对液冷板增加铜制外螺丝旋转接头，使得液冷管与电器件完全分离，防止液冷管中冷却工质泄露对电器件的影响，同时，通过铜制外螺丝旋转接头可以快速与客户端连接而无需进行焊接，使得连接更加简单。另外，板卡组件还包括：电源板，用于提供该轴流风机所需的驱动电能。另外，输入铜排与该功率模块平行且放置方向一致。输入铜排与该功率模块平行且放置方向一致，保证了载流量高且更利于铜排的散热。另外，输入铜排采用三相输入，至少包含3根铜排。采用多根铜排输入，增强输入铜排的载流能力。另外，还包括底部支架；该底部支架至少有两个表面为空，用于该功率组件的进线和散热。底部支架至少两个表面为空，使得功率组件进线方便，同时增强功率单元的散热能力。另外，柜体的第一侧面板与该电解电容对应，且该第一侧面板设有第一通风孔；该柜体的第二侧面板与第一侧面板上的第一通风孔平行交错的位置设有第二通风孔。通过在柜体的第一侧面板和第二侧面板设置通风孔，增强功率单元的散热能力，同时第一通风孔与第二通风孔的位置平行交错，使得在扩展电容组件时，确保电解电容有对应的足够面积的通风孔，确保功率单元在扩展时也能有较强的散热能力。另外，柜体的第二侧面板通风孔处设置风道挡板。隔离电解电容和板卡组件，防止电解电容产生的热量对板卡的影响。另外，液冷管中的制冷剂为1，1，1，2-四氟乙烷。该制冷剂的换热系数高，散热效果好。另外，电容母排采用两层层叠结构。电容母排采用两层层叠结构，提高了电容母排的载流能力。另外，背板上设置环形孔，该环形孔包括第一环形孔和第二环形孔；第一环形孔用于从该电容母排走线取电；第二环形孔用于所述驱动板与所述功率模块连接走线。通过环形孔，利于各组件之间的连接。附图说明图1是根据本技术第一实施方式的一种变频器的功率单元中电容组件的结构示意图；图2是根据本技术第一实施方式的一种变频器的功率单元中电容母排的结构示意图；图3是根据本技术第一实施方式的一种变频器的功率单元的功率组件的结构示意图；图4是根据本技术第一实施方式的一种变频器的功率单元中功率组件与电容组件的结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频器的功率单元，其特征在于，包括：电容组件、功率组件、板卡组件和电阻组件；所述电容组件包括电解电容、电容支架和电容母排，其中，所述电解电容安装于所述电容支架上，且所述电解电容与所述电容母排连接；所述功率组件包括液冷板、功率模块和输入铜排，所述功率模块与所述输入铜排电连接，并且所述功率模块与所述液冷板平行且贴合在所述液冷板的第一表面上；所述板卡组件包括驱动板，所述驱动板用于驱动所述功率模块的导通，其中，所述板卡组件的驱动电能从所述电容母排走线取电获取；所述电阻组件安装于所述液冷板的第二表面，所述第二表面与所述第一表面平行相对，其中，所述电阻组件分别与所述电容组件和所述板卡组件电连接。

【技术特征摘要】
1.一种变频器的功率单元，其特征在于，包括：电容组件、功率组件、板卡组件和电阻组件；所述电容组件包括电解电容、电容支架和电容母排，其中，所述电解电容安装于所述电容支架上，且所述电解电容与所述电容母排连接；所述功率组件包括液冷板、功率模块和输入铜排，所述功率模块与所述输入铜排电连接，并且所述功率模块与所述液冷板平行且贴合在所述液冷板的第一表面上；所述板卡组件包括驱动板，所述驱动板用于驱动所述功率模块的导通，其中，所述板卡组件的驱动电能从所述电容母排走线取电获取；所述电阻组件安装于所述液冷板的第二表面，所述第二表面与所述第一表面平行相对，其中，所述电阻组件分别与所述电容组件和所述板卡组件电连接。2.根据权利要求1中所述的变频器的功率单元，其特征在于，还包括隔离板，用于隔离所述电容组件与所述功率组件，使所述电容组件和所述功率组件各自处于两个独立的风道中。3.根据权利要求2中所述的变频器的功率单元，其特征在于，所述隔离板为环氧板。4.根据权利要求1或2中所述的变频器的功率单元，其特征在于，所述液冷板包括：散热板和液冷管；所述液冷管以多道U字型安装在散热板的正面，所述散热板的正面为平整表面。5.根据权利要求4中所述的变频器的功率单元，其特征在于，所述功率组件还包括功率组件外壳；所述功率组件外壳包括背板、侧面板、顶部和底部；所述背板与所述液冷板反面连接，用于安装所述板卡组件；所述侧面板与所述电容支架平行相对，并与所述电容支架组合形成腔体；所述功率组件还包括：第一轴流风机，所述第一轴流风机安装在所述功率组件外壳的顶部与所述功率组件对应，用于所述功率组件的散热；所述电容组件中还包括：第二轴流风机，所述第二轴流风机安装在所述功率组件外壳的底部与所述电容组件对应，用于所述电容组件的散热。6.根据权利要求5中所述的变频器的功率单元，其特征在于，还包括：柜体；所述柜体包括第一侧面板和第二侧面板，所述第一侧面板与所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：许佩佩，曹叶楠，刘强，孔浩源，张浏骏，
申请(专利权)人：上海新时达电气股份有限公司，上海辛格林纳新时达电机有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31