集成门极换向晶闸管三电平功率模块的循环冷却管路制造技术

本发明专利技术公开了一种集成门极换向晶闸管三电平功率模块的循环冷却管路，通过毛细软管与供水母管、回水母管、方形水冷散热器组合连接而形成若干条散热器循环冷却管路；该毛细软管还与供水母管、回水母管、集成门极换向晶闸管三电平功率模块的水冷电抗器和水冷电阻连接也形成若干条阻抗循环冷却管路。本发明专利技术通过循环水流过功率模块单元中的方形水冷散热器、水冷电阻和水冷电抗器，为功率模块中的主功率发热电力电子器件降温，大大提高散热效率，从而对电力电子器件形成有效保护，保证系统的正常运行，还保证了水循环管路的结构简单、节省材料、易于替换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种循环冷却管路，特别涉及一种集成门极换向晶闸管三电平功率模块的循环冷却管路。
技术介绍
作为大功率变流器的主要工作组件，集成门极换向晶闸管三电平功率模块单元在运行时会产生大量的热量，使其内部电力电子器件的温度升高，如果散热系统不能满足散热要求，会导致系统性能下降，甚至导致电力电子器件的损坏，造成整个系统的瘫痪。目前， 在大功率变流器的冷却系统中主要采用风冷、油冷和水冷三种方式。风冷系统的结构简单， 体积小，但噪声大，不能将系统的温度降至室温以下，散热效能远不及水冷、油冷。油冷的散热系统效能较高，但其存在污染、易燃等问题。相比以上两种散热方式，水冷系统的散热效率最高，工作噪声小，并且水的比热容很高，散热效率高，热传导率为传统风冷方式的20倍以上，可解决几百至数千瓦的散热问题，但传统的水冷系统结构复杂，且不能够迅速带走电力电子器件工作时产生的热量，效率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供集成门极换向晶闸管三电平功率模块的循环冷却管路，通过循环水流过功率模块单元中的方形水冷散热器、水冷电阻和水冷电抗器，为功率模块中的主功率发热电力电子器件降温，大大提高散热效率，从而对电力电子器件形成有效保护，保证集成门极换向晶闸管三电平功率模块的正常运行，还保证了水循环管路的结构简单、节省材料、易于替换。为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的一种集成门极换向晶间管三电平功率模块的循环冷却管路，包含供水母管、回水母管、方形水冷散热器组合、多根毛细软管，所述的供水母管和回水母管设置在集成门极换向晶间管三电平功率模块的集成门极换向晶闸管的下方，并且与集成门极换向晶闸管三电平功率模块的功率串平行布置，并错落分布；所述的方形水冷散热器组合包含第一方形水冷散热器组、第二方形水冷散热器组、第三方形水冷散热器组；该三组方形水冷散热器组分别设置在集成门极换向晶间管三电平功率模块的三组功率串中；所述的多根毛细软管分布在集成门极换向晶闸管三电平功率模块的上方；该毛细软管与供水母管、回水母管、方形水冷散热器组合连接而形成若干条散热器循环冷却管路，与供水母管、回水母管、集成门极换向晶闸管三电平功率模块的水冷电抗器和水冷电阻连接形成若干条阻抗循环冷却管路。所述的供水母管的一端封闭，其另一端设置一个对焊球阀；所述的回水母管的一端封闭，其另一端设置一个对焊球阀。所述的第一方形水冷散热器组、第二方形水冷散热器组、第三方形水冷散热器组分别包含若干个依次排列的方形水冷散热器。所述的每个方形水冷散热器上各设置有一个供水接口和一个回水接口 ；通过该方形水冷散热器上的供水接口和回水接口，利用毛细软管实现分别在第二方形水冷散热器组和第三方形水冷散热器组上的相邻两两方形水冷散热器之间的水路串联；还利用毛细软管实现第一方形水冷散热器组上的相邻方形水冷散热器之间的水路串联。所述的方形水冷散热器之间的水路串联包含通过毛细软管把第三方形水冷散热器组的其中一个回水接口、第二方形水冷散热器组的其中一个供水接口相连形成的管路； 以及把第一方形水冷散热器组的一个方形水冷散热器的其中一个供水接口，同其相邻方形水冷散热器的其中一个回水接口相连形成的管路。所述的每条循环冷却管路包含通过把毛细软管安装在水冷电抗器上的一个供水接口上，同供水母管设置的其中一个供水接口，相连而形成一条阻抗循环冷却管路；和把毛细软管安装在水冷电抗器上的一个回水接口上，同水冷电阻上的其中一个供水接口，相连而形成一条阻抗循环冷却管路；把毛细软管安装在水冷电阻上的其中一个回水接口上，同回水母管设置的其中一个回水接口，相连而形成一条阻抗循环冷却管路。所述的每两个水冷电阻为一组，每个水冷电阻各设置有一个供水接口和一个回水接口 ；通过该水冷电阻上的供水接口和回水接口，利用毛细软管实现在两个水冷电阻之间的水路串联。所述的水冷电阻之间的水路串联，包含通过毛细软管把一个水冷电阻的其中一个回水接口，同相邻另一个水冷电阻的其中一个供水接口相连形成的管路。本专利技术集成门极换向晶闸管三电平功率模块的循环冷却管路与现有技术相比，具有以下优点本专利技术由于采用毛细软管作为循环管路，且布置在集成门极换向晶闸管三电平功率模块的上方，便于拆换和维护。本专利技术由于采用分别具有多个水接口的供水母管和回水母管，且其一端封闭另一端设置有对焊球阀，使得循环冷却管路易于控制，且结构简单。本专利技术由于通过毛细软管连接方形水冷散热器和供水母管、回水母管，形成多条散热器循环冷却管路，有效带走集成门极换向晶间管三电平功率模块工作时产生的大量热量；而且节省了大量毛细软管，且使水循环管路的结构简单，从而大大降低了成本，提高了散热效率，且安装方便。本专利技术由于通过毛细软管与水冷电抗器和水冷电阻及供水母管和回水母管相连形成阻尼循环冷却管路，从而能够有效地将热量带走，提高散热效率。而且节省了大量毛细软管，且使水循环管路的结构简单，从而大大降低了成本，提高了散热效率，且安装方便。附图说明图1为本专利技术集成门极换向晶闸管三电平功率模块的循环冷却管路的主视图； 图2为本专利技术集成门极换向晶闸管三电平功率模块的循环冷却管路的俯视图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步阐述。请参见图1和图2所示，供水母管1和回水母管2设置在集成门极换向晶闸管三电平功率模块5的集成门极换向晶闸管51的下方，并错落分布；供水母管1和回水母管2 与集成门极换向晶闸管三电平功率模块5的功率串52平行布置，使得循环管路结构紧凑， 有利于节省循环管路路径；供水母管1和回水母管2上各设置相同个数的水接口，供水母管1上设置十个供水接口 7，回水母管2上设置十个回水接口 8，该供水母管1和回水母管 2的一端分别封闭，其另一端各设置一个对焊球阀6，通过开启对焊球阀6，实现对集成门极换向晶闸管三电平功率模块5的循环冷却管路的循环水流控制；对焊球阀6采用聚丙烯 (PPH)管，供水母管1和回水母管2的材质均为聚偏二氟乙烯(PVDF)，聚丙烯(PPH)和聚偏二氟乙烯(PVDF)均能够承受循环水的高温和均衡水压。集成门极换向晶闸管三电平功率模块5中设置有三组功率串52，因此，方形水冷散热器组合3包含第一方形水冷散热器组31、第二方形水冷散热器组32、第三方形水冷散热器组33，分别设置在前述的三组功率串52中；其中，第二方形水冷散热器组32设置在中间一组功率串52中，第三方形水冷散热器组33设置在紧邻供水母管1的一组功率串52中， 第一方形水冷散热器组31设置在另一组功率串52中。第一方形水冷散热器组31、第二方形水冷散热器组32、第三方形水冷散热器组33分别包含若干个方形水冷散热器300，本实施例中，每个方形水冷散热器组上包含五个方形水冷散热器300，则三组方形水冷散热器组共包含十五个方形水冷散热器300，每个方形水冷散热器300上都设置有一个供水接口 7和一个回水接口 8。本实施例中，集成门极换向晶闸管三电平功率模块5中有两个水冷电抗器53和四个水冷电阻54 ；其中，以两个水冷电阻54为一组，该水冷电抗器53各设有一个供水接口 7 和一个回水接口 8，和水冷电阻54各设有二个供水接口 7和二个回水接口 8。上述的所有器件的供水接口 7和回水接口 8都带有螺纹，从而方便在其上安装水接头9，水接头9设有密本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种集成门极换向晶闸管三电平功率模块的循环冷却管路，包含：供水母管（１）、回水母管（２）、方形水冷散热器组合（３）、多根毛细软管（４），其特征在于，所述的供水母管（１）和回水母管（２）设置在集成门极换向晶闸管三电平功率模块（５）的集成门极换向晶闸管（５１）的下方，并且与集成门极换向晶闸管三电平功率模块（５）的功率串（５２）平行布置，并错落分布；所述的方形水冷散热器组合（３）包含第一方形水冷散热器组（３１）、第二方形水冷散热器组（３２）、第三方形水冷散热器组（３３）；该三组方形水冷散热器组分别设置在集成门极换向晶闸管三电平功率模块（５）的三组功率串（５２）中；所述的多根毛细软管（４）分布在集成门极换向晶闸管三电平功率模块（５）的上方；该毛细软管（４）与供水母管（１）、回水母管（２）、方形水冷散热器组合（３）连接而形成若干条散热器循环冷却管路，与供水母管（１）、回水母管（２）、集成门极换向晶闸管三电平功率模块（５）的水冷电抗器（５３）和水冷电阻（５４）连接形成若干条阻抗循环冷却管路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李英杰，李崇坚，李向欣，朱春毅，唐磊，王成胜，段巍，兰志明，杨琼涛，李凡，秦峰，史黎明，吴祥明，
申请(专利权)人：上海磁浮交通发展有限公司，上海磁浮交通工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：31