一种户内高压大功率水冷变频器功率单元制造技术

本发明专利技术公开一种户内高压大功率水冷变频器功率单元，采用水冷散热方式，包括单元壳体、整流逆变模块、薄膜电容、逆变叠层母排、单元控制模块、熔断器和扩展电容模块，整流逆变模块和薄膜电容均安装在单元壳体底座上，并且整流逆变模块上端面和薄膜电容上端面平齐；逆变叠层母排安装在整流逆变模块和薄膜电容上方；单元控制模块安装在单元壳体前端，扩展电容模块安装在功率单元后侧，逆变叠层母排与扩展电容模块中的扩展电容母排对接。本发明专利技术散热效率高，布局合理，能够减小杂散电感，降低电压尖峰。峰。峰。

【技术实现步骤摘要】
一种户内高压大功率水冷变频器功率单元


[0001]本专利技术涉及一种户内高压大功率水冷变频器
，特指采用纯水散热器的户内高压大功率水冷变频器功率单元。

技术介绍

[0002]近年来，随着大型负载不断增多，对高压大功率变频器的需求量也不断增多。目前高压变频器的散热方式主要是风冷散热和水冷散热。风冷散热由于经济型较好，是目前主流的散热方式。由于许多变频器现场环境恶，风沙、湿气、腐蚀性气体等是影响变频器故障率的主要因素之一，风冷散热会极大降低产品的可靠性。高压大功率器件发热量较大，普通风冷散热已经不能满足变频器的散热需求，需采用纯水冷却的散热方式。
[0003]大功率变频器功率单元要比小功率变频器功率单元故障率高，故障率主要集中在控制部分，结构设计需要重点考虑控制部分维护检修。目前最常用的设计方式是把控制部分安装在单元内侧，维护检修时需要将功率单元在整机上拆下来，由于大功率单元较重，拆卸极不方便。
[0004]大功率变频器电流较大、使用的器件较多，合理的结构布局，如何尽量减小杂散电感，降低电压尖峰是需要攻克的难题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术公开一种户内高压大功率水冷变频器功率单元，散热效率高，布局合理，能够减小杂散电感，降低电压尖峰。
[0006]为了解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种户内高压大功率水冷变频器功率单元，采用水冷散热方式，包括单元壳体、整流逆变模块、薄膜电容、逆变叠层母排、单元控制模块、熔断器和扩展电容模块，整流逆变模块和薄膜电容均安装在单元壳体底座上，并且整流逆变模块上端面和薄膜电容上端面平齐；逆变叠层母排安装在整流逆变模块和薄膜电容上方；单元控制模块安装在单元壳体前端，扩展电容模块安装在功率单元后侧，逆变叠层母排与扩展电容模块中的扩展电容母排对接。
[0007]进一步的，整流逆变模块包括水冷板、IGBT、上绝缘支架、整流连接排、下绝缘支架、整流桥和整流叠层母排，IGBT、上绝缘支架安装在水冷板正面，整流桥、整流叠层母排、下绝缘支架安装在水冷板背面，整流连接排安装在水冷板侧面，上绝缘支架用于固定整流连接排，并且上绝缘支架上开有定位孔，实现整流连接排与整流叠层母排的连接，整流连接排与逆变叠层母排相连。
[0008]进一步的，单元控制模块包括绝缘子、控制安装板、单元控制板和开关电源，控制安装板竖直安装在单元壳体前端，单元控制板和开关电源安装在控制安装板前端，绝缘子安装在控制安装板上端。
[0009]进一步的，单元控制模块安装在整流逆变模块前端，靠近IGBT并相对IGBT成90
°
放
置。
[0010]进一步的，控制安装板下部挖空，三相输入铜排和熔断器均安装在该挖空部并通过固定横梁固定，三相输入铜排与整流叠层母排相连，三相输出铜排位于整理逆变模块上方，三相输出铜排与逆变叠层母排相连。
[0011]进一步的，扩展电容模块包括扩展电容底座、薄膜电容、扩展叠层母排，扩展电容底座连接在单元壳体底座后侧，薄膜电容位于扩展电容底座上方，扩展叠层母排位于薄膜电容上方，扩展叠层母排与逆变叠层母排相连。
[0012]进一步的，单元壳体底座为Z字形，采用一张钢板弯折一次成型。
[0013]进一步的，三相输入铜排、三相输出铜排的接线端子全部朝向单元前方。
[0014]进一步的，快速水接头安装在水冷板前端。
[0015]本专利技术的有益效果：IGBT和整流桥分别安装在水冷板的上面和背面，可有效减小水冷板的体积，整体结构紧凑。整流逆变模块与薄膜电容之间要求的安装精度较高，整流逆变模块上端面与薄膜电容接线上端面平齐，叠层母排直接平铺在上面，并将IGBT与薄膜电容之间的距离设计到最小，可有效降低母线上的尖峰电压。单元壳体底座采用了Z字形设计，能有效保证壳体上下的加工精度，有效避免由于加工精度问题导致器件安装受力，造成器件的损坏。整流连接排在整流逆变模块与薄膜电容之间穿过，在底部与逆变叠层母排连接，有效缩短了与逆变叠层母排之间的距离，提升电气性能。单元控制模块安装在单元前面，上面为输出铜排，下面为输入铜排，并与IGBT成90度放置，驱动线设计成最短，提升单元运行可靠性。输入铜排、输出铜排、水嘴、单元控制板通讯接口全部设计在单元前端，方便接线及检修维护，方便器件更换。功率单元采用电容扩展的方式，防止单个功率单元过大、安装不方便。
附图说明
[0016]图1为功率单元外部结构示意图；图2为功率单元内部结构示意图；图3为功率单元内部另一种角度的结构示意图；图4为整流逆变模块正面的结构示意图；图5为整流逆变模块背面的结构示意图；图6为单元控制模块的结构示意图；图7为扩展电容模块的结构示意图；图中：1、水冷板，2、IGBT，3、上绝缘支架，4、整流连接排，5、下绝缘支架，6、整流桥，7、整流叠层母排，8、整流逆变模块，9、绝缘子，10、控制安装板，11、单元控制板，12、开关电源，13、单元控制模块，14、输出铜排，15、逆变叠层母排，16、薄膜电容，17、单元壳体底座，18、输入铜排，19、固定横梁，20、熔断器，21、扩展叠层母排，22、扩展电容底座，23、扩展电容模块，24、单元壳体前盖，25、单元壳体上盖，26、快速水接头。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0018]实施例1
本实施例公开一种户内高压大功率水冷变频器功率单元，本功率单元采用纯水冷散热方式，包括单元壳体、整流逆变模块8、薄膜电容16、逆变叠层母排15、单元控制模块13、熔断器20和扩展电容模块23。
[0019]如图1所示，单元壳体包括单元壳体底座17、单元前盖24和单元上盖25，单元壳体底座17位于功率单元的底部，用于承载功率单元的部件，单元壳体上盖24安装在单元壳体底座17上方，单元壳体上盖位于单元壳体底座17前方，功率单元的部件位于由单元壳体底座17、单元前盖24、单元上盖25围成的单元壳体空间内，单元壳体用于对内部器件进行防护并提升外观。快速水接头26安装在功率单元前端，用于通循环水，实现水冷散热。
[0020]如图2所示，整流逆变模块8和薄膜电容均16安装在单元壳体底座17上，整流逆变模块8与薄膜电容16之间要求的安装精度较高，整流逆变模块8上端面和薄膜电容16上端面平齐，逆变叠层母排15直接平铺在整流逆变模块8和薄膜电容16上方，并控制整流逆变模块8中的IGBT2与薄膜电容16之间的距离到最小，可有效降低母线上的尖峰电压。
[0021]单元控制模块13安装在单元壳体前端，也是整流逆变模块8的前端。扩展电容模块23安装在整流逆变模块8后侧，逆变叠层母排15与扩展电容模块中的扩展电容母排21对接。单元控制模块13安装在单元壳体正前方，接线较短，方便拆卸便于维护。扩展电容模块23安装在功率单元后侧，避免了单个单元过大安装不方便。
[0022]如图4、5所示，整流逆变模块8包括水冷板1、IGBT2、上绝缘支架3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种户内高压大功率水冷变频器功率单元，其特征在于：采用水冷散热方式，包括单元壳体、整流逆变模块（8）、薄膜电容（16）、逆变叠层母排（15）、单元控制模块（13）和扩展电容模块（23），整流逆变模块（8）和薄膜电容（16）均安装在单元壳体底座上，并且整流逆变模块（8）上端面和薄膜电容（16）上端面平齐；逆变叠层母排（15）平铺在整流逆变模块（8）和薄膜电容（16）上方；单元控制模块（13）安装在单元壳体前端，扩展电容模块（23）安装在功率单元后侧，逆变叠层母排（15）与扩展电容模块（23）中的扩展电容母排对接。2.根据权利要求1所述的户内高压大功率水冷变频器功率单元，其特征在于：整流逆变模块（8）包括水冷板（1）、IGBT（2）、上绝缘支架（3）、整流连接排（4）、下绝缘支架（5）、整流桥（6）和整流叠层母排（7），IGBT（2）、上绝缘支架（3）安装在水冷板（1）正面，整流桥（6）、整流叠层母排（7）、下绝缘支架（5）安装在水冷板（1）背面，整流连接排（4）安装在水冷板（1）侧面，上绝缘支架（3）用于固定整流连接排（4），并且上绝缘支架（3）上开有定位孔，实现整流连接排（4）与整流叠层母排（7）的连接，整流连接排（4）与逆变叠层母排（15）相连。3.根据权利要求1所述的户内高压大功率水冷变频器功率单元，其特征在于：单元控制模块（13）包括绝缘子（9）、控制安装板（10）、单元控制板（11）和开关电源（12），控制安装板（10）竖直安装在单元壳体前端，单元控制板（11）和开关电源（12）安装在控...

【专利技术属性】
技术研发人员：方汉学，姚海嘉，李志刚，高海星，荣凯，梁开来，王成，刘兴状，侯胜旺，
申请(专利权)人：新风光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：