一种基于热管散热技术的大功率交、直流传动整流柜制造技术

一种基于热管散热技术的大功率交、直流传动整流柜，属于电力电子技术领域。包括柜体、热管功率模块、支撑板、交、直流母排、支撑架、冷却风机、绝缘隔板、分流器、交流母排固定架、电流互感器、快熔、电阻、电容、电容绝缘板、电阻绝缘板。柜体的两侧均安装支撑梁，起支撑和固定作用；柜体内部分为前后两部分：前部分是整流模块工作区，后上部风机抽风冷却区域、后中下部是交、直流母排区域。优点在于，柜内布局合理，结构紧凑，功率密度高，设备简单，易于更换维护，由于使用热管散热器以及构建合理风道，所以散热能力强，装置输出能力大，能够满足交、直流传动负荷大、电压高的实际要求。

A high power AC and DC transmission rectifying cabinet based on heat pipe heat dissipation technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于热管散热技术的大功率交、直流传动整流柜
本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种基于热管技术的大功率交、直流传动整流柜，广泛用于交、直流电机的电气传动系统中。
技术介绍
大型直流电机定子绕组需要一套晶闸管三相全桥可逆整流电路供电，交流同步电机的定子绕组，则需要三套晶闸管三相全桥可逆或不可逆整流电路供电。目前，大型直流传动系统和交交变频传动系统的整流柜多采用风冷方式，散热器为铜或铝材质，散热效果不理想，影响晶闸管的使用寿命，单柜输出能力有限。采用水冷方式效果最好，但是水冷系统会增加成本及维护工作量。所以基于热管散热技术的功率柜是性价比很好的选择，热管散热器热阻小，导热性好且均匀，热管功率柜具有出力大、散热效果好、结构简单、使用寿命长、免维护、可靠性高等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于热管技术的大功率交、直流传动整流柜,用以满足实际工程中，对整流柜单柜输出能力大、结构简单、免维护以及可靠性高等要求。本专利技术包括包括柜体1、热管功率模块、支撑板4、交、直流母排、支撑架6、冷却风机7、绝缘隔板8、分流器9、交流母排固定架10、电流互感器11、快熔13、电阻14、电容15、电容绝缘板17、电阻绝缘板18。柜体1的两侧均安装支撑梁6，起支撑和固定作用；柜体1内部分为前后两部分：前部分是整流模块工作区，后上部风机抽风冷却区域、后中下部是交、直流母排区域；前部整流模块工作区域包括：共有六套热管功率模块，上层的三套和下层的三套分别安装在支撑板4上，每套热管功率模块由热管散热器2和晶闸管3组成，每套热管功率模块由绝缘隔板8相互隔开，每套热管散热器2伸出的三块小母排(两侧为小直流母排，中间是小交流母排)压接两只晶闸管3，构成反并联的一组桥臂。六组反并联桥臂组成三相六脉波可逆整流回路，冷却风机7在六套热管功率模块的后上方，由于采用热管散热器技术，比用铝或铜散热器对晶闸管散热效果好，温升低，使整流模块工作稳定可靠。后上部为冷却风机7从上面抽风，带走风道热量。冷却风机7下方是电阻14和电容15其发出的热量被上面风机带走；六个电阻14安装在两个电阻绝缘条18上，傍边的电容绝缘板17上安装有六只电容15；六个电阻14和六只电容15分别并联接在六组反并联晶闸管的两端；电阻14和电容15的作用是吸收晶闸管3在换相时产生的过电压尖峰，有效防止晶闸管过压故障。柜体1的内部后中部是快熔13、电流互感器11、分流器9及交流母排12和直流母排5。在三相交流母排12的U相和W相上分别套装两个电流互感器11，用以检测交流侧电流信号。交流母排12固定在交流母排固定架10上，每相分别串联一只快熔13后，与六组热管功率模块的小交流母排连接，经过晶闸管3整流后形成正、负直流母排5，正直流母排连接一个分流器9，用以检测直流侧电流。六个快熔13，分为等间距设置的上下两组，分别连接交流母排12和热管功率模块的小交流母排，这六个快熔用于过流保护。柜体下后部是三相交流母排及直流母排，交流母排连接外部三相交流电源，直流母排连接负载设备。本专利技术的优点在于：(1)由于使用热管技术，比通常的铝或铜散热器散热效果好，温升低，装置输出能力，使整流柜的稳定性和可靠性提高。(2)柜内布局合理，结构紧凑，节省空间和成本，功率密度高，设备简单，安装维护方便。(3)前门进风，冷却空气通过散热器到柜后部，再由后上部的柜顶风机把热风抽走，风道里的熔断器，电流互感器，分流器以、阻容吸收等发热元器件以及交直流母排，均可以的到冷却。附图说明图1为本专利技术的结构正视图。图2为本专利技术的结构后视图。图3为本专利技术的电路原理图。图中，柜体1、热管散热器2、晶闸管3、支撑板4、直流母排5、支撑架6、冷却风机7、绝缘隔板8、分流器9、交流母排固定架10、电流互感器11、交流母排12、快熔13、电阻14、电容15、电容绝缘板17、电阻绝缘板18、正组晶闸管V11-V16、反组晶闸管V21-V26、快熔FF1-FF6，电阻R1-R6、电容C1-C6、分流器RS，U相和W相电流互感器T51和T53。具体实施方式本专利技术包括包括柜体1、热管功率模块、支撑板4、交、直流母排、支撑架6、冷却风机7、绝缘隔板8、分流器9、交流母排固定架10、电流互感器11、快熔13、电阻14、电容15、电容绝缘板17、电阻绝缘板18。下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。一种基于热管散热技术的大功率交、直流传动整流柜，通过将三相交流电通过晶闸管器件整流输出直流电，为大型交、直流电机提供电源，该热管散热技术的大功率交、直流传动整流柜输出能力为1200V/4000A，可广泛应用于冶金、电力、矿井提升等交、直流电气传动领域。一种基于热管技术的大功率交、直流传动整流柜，如图1，图2和图3所示，整体外型尺寸，高*宽*深为2200mm*800mm*1200mm；该装置整体外部包括柜体1，柜体的两侧均安装支撑梁6，起支撑和固定作用；柜体内部分为前后两部分：前部分是整流模块工作区，后上部风机抽风冷却区域、后中下部是交、直流母排区域；前部整流模块工作区域包括：共有六套由热管散热器和晶闸管组成的热管功率模块2，每套散热器功率模块伸出的三块母排压接两只晶闸管3，构成反并联的一组桥臂，这三块母排做为两只晶闸管引出的阴阳两级，六套组成三相六脉波可逆整流回路，上部的三个热管功率模块组成正组桥臂，安装在支撑板4上，下部的三个热管功率模块组成反组桥臂，安装在支撑板4上，冷却风机7在热管散热器功率模块2的后上方，由于采用热管散热器技术，比用铝或铜散热器对晶闸管散热效果好，温升低，使整流模块工作稳定可靠。后上部为冷却风机7从上面抽风，带走风道热量。冷却风机7下方是阻容吸收安装在绝缘梁上，其发出的热量被上面风机带走；阻容吸收的六个电阻14安装在两个绝缘条上，傍边的绝缘板上安装有六只电容15；六个电阻和六只电容，分别并联接在六组反并联晶闸管的两端；阻容吸收的作用是吸收晶闸管在换相时产生的过电压尖峰，有效防止晶闸管过压故障。柜体的内部后中部是快熔13、电流互感器11、分流器9及交流母排12和直流母排8。在三相交流母排12的A相和C相上分别套装两个电流互感器11，用以检测交流侧电流信号。交流母排12固定在交流母排固定架10上，与六组热管功率模块2的阳极连接，经过晶闸管整流后形成正、负直流与快熔区域实现电气连接。六个快熔，分为等间距设置的上下两组，分别连接直流正、负母排，直流正母排连接一个分流器，用以检测直流侧电流。三组交流母排12经过热管功率模块2整流后，形成6个桥臂，每个桥臂直流侧串联一个快熔13，共六个快熔，用于过流保护，形成正、负直流母排，正母排连接分流器用以检测直流侧电流。柜体下后部是三相交流母排12及直流母排8，交流母排连接外部三相交流电源，直流母排连接负载设备。如图3所示，具体连接如下：三相全桥六脉波可逆整流柜即交、直流传动整流柜由六个桥臂构成，与正母排L+连接的是正桥臂，与负母排L-连接的是负桥臂，每个桥臂由反并联晶闸管、快熔、阻容吸收组成。具体为：电阻R1串联电容C1后并联在反并联晶闸管V11、V24上，再串联快熔FF1，组成桥臂A+；电阻R2串联电容C2后并联在反并联晶闸管V12、V25上，再串联快熔FF2，组成桥臂C-；电阻R3串联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于热管散热技术的大功率交、直流传动整流柜，其特征在于，包括柜体(1)、热管功率模块、支撑板(4)、交、直流母排、支撑架(6)、冷却风机(7)、绝缘隔板(8)、分流器(9)、交流母排固定架(10)、电流互感器(11)、快熔(13)、电阻(14)、电容(15)、电容绝缘板(17)、电阻绝缘板(18)；柜体(1)的两侧均安装支撑梁(6)，起支撑和固定作用；柜体(1)内部分为前后两部分：前部分是整流模块工作区，后上部风机抽风冷却区域、后中下部是交、直流母排区域；前部整流模块工作区域包括：六套热管功率模块，上层的三套和下层的三套分别安装在支撑板(4)上，每套热管功率模块由热管散热器(2)和晶闸管(3)组成，每套热管功率模块由绝缘隔板(8)相互隔开，每套热管散热器(2)伸出的三块小母排，两侧为小直流母排，中间是小交流母排；压接两只晶闸管(3)，构成反并联的一组桥臂；六组反并联桥臂组成三相六脉波可逆整流回路，冷却风机7在六套热管功率模块的后上方；后上部为冷却风机(7)从上面抽风，带走风道热量；冷却风机(7)下方是电阻(14)和电容(15)，其发出的热量被上面冷却风机(7)带走；六个电阻(14)安装在两个电阻绝缘条(18)上，傍边的电容绝缘板(17)上安装有六只电容(15)；六个电阻(14)和六只电容(15)分别并联接在六组反并联晶闸管的两端；电阻和电容的作用是吸收晶闸管(3)在换相时产生的过电压尖峰，有效防止晶闸管过压故障；柜体(1)的内部后中部是快熔(13)、电流互感器(11)、分流器(9)及交流母排(12)和直流母排(5)；在三相交流母排(12)的U相和W相上分别套装两个电流互感器(11)，用以检测交流侧电流信号；交流母排(12)固定在交流母排固定架(10)上，每相分别串联一只快熔(13)后，与六组热管功率模块的小交流母排连接，经过晶闸管(3)整流后形成正、负直流母排(5)，正直流母排连接一个分流器(9)，用以检测直流侧电流；六个快熔(13)，分为等间距设置的上下两组，分别连接交流母排(12)和热管功率模块的小交流母排，这六个快熔用于过流保护；柜体(1)下后部是三相交流母排及直流母排，交流母排连接外部三相交流电源，直流母排连接负载设备。...

【技术特征摘要】
1.一种基于热管散热技术的大功率交、直流传动整流柜，其特征在于，包括柜体(1)、热管功率模块、支撑板(4)、交、直流母排、支撑架(6)、冷却风机(7)、绝缘隔板(8)、分流器(9)、交流母排固定架(10)、电流互感器(11)、快熔(13)、电阻(14)、电容(15)、电容绝缘板(17)、电阻绝缘板(18)；柜体(1)的两侧均安装支撑梁(6)，起支撑和固定作用；柜体(1)内部分为前后两部分：前部分是整流模块工作区，后上部风机抽风冷却区域、后中下部是交、直流母排区域；前部整流模块工作区域包括：六套热管功率模块，上层的三套和下层的三套分别安装在支撑板(4)上，每套热管功率模块由热管散热器(2)和晶闸管(3)组成，每套热管功率模块由绝缘隔板(8)相互隔开，每套热管散热器(2)伸出的三块小母排，两侧为小直流母排，中间是小交流母排；压接两只晶闸管(3)，构成反并联的一组桥臂；六组反并联桥臂组成三相六脉波可逆整流回路，冷却风机7在六套热管功率模块的后上方；后上部为冷却风机(7)从上面抽风，带走风道热量；冷却风机(7)下方是电阻(14)...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海涛，赵悦，杨艳秋，王盼，孙立扬，薄强，苑莉，康健，王卫军，
申请(专利权)人：北京金自天正智能控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11