[實用新型]一種用于大功率變頻器的功率模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120022406.1
• 申請日: 2011-01-24
• 公開（公告）號: CN201956887U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊濤;李國棟;尹傳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M7/48;H05K7/20
• 代理公司: 武漢凌達(dá)知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 宋國榮

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于大功率變頻器的功率模塊，它是大功率變頻器中點箝位式三電平逆變器的一個橋臂，為中壓大功率變頻器水冷功率模塊，屬于電力推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，特別適于用作船舶大功率變頻器的水冷功率模塊。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)及系統(tǒng)集成技術(shù)的飛速發(fā)展，電力推進(jìn)技術(shù)，特別是船舶綜合電力推進(jìn)技術(shù)備受關(guān)注。船舶綜合電力推進(jìn)有著傳統(tǒng)推進(jìn)方式所不可比擬的優(yōu)點，在軍民用船舶中的應(yīng)用也越來越多，大功率推進(jìn)變頻器是船舶綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，而目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，雖然中壓大功率變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛，技術(shù)也日趨成熟，但常規(guī)的大功率變頻器體積大，且不能滿足象船舶這類環(huán)境下的正面維修及經(jīng)濟(jì)合理使用等要求，在例似船舶環(huán)境條件下的應(yīng)用領(lǐng)域也受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的一個目的是：克服現(xiàn)有技術(shù)的中壓大功率變頻器在體積、功率密度及可維修性等方面的局限性，提供了一種在保證可靠性和可維修性的前提下，具有結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度大等特點的用于大功率變頻器的功率模塊。

本實用新型的另一個目的是：提供一種用功率模塊組成用于大功率變頻器的中點箝位式三電平逆變器。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種用于大功率變頻器的功率模塊，它包括一個框架及框架正面和框架反面內(nèi)對應(yīng)各安裝的一套模塊器件;?框架一端為后端，相對的一端為前端，在框架后端板上豎向安裝有電流連接插件，在框架前端板內(nèi)側(cè)安裝有高壓隔離電源模塊;所述的模塊器件包括功率組件，還有在框架上板的絕緣板上固定的與電流連接插件及功率組件連接的限流電阻;?在框架下部的支架上安裝的限流電感;該限流電感一側(cè)引線通過軟母排與電流連接插件連接，另一側(cè)引線與固定在框架上板和框架下板之間的功率組件連接;所述功率組件輸出引線與電流連接插件連接，箝位電容通過母排直接安裝連接在功率組件上;?用于散熱器冷卻水進(jìn)出的分水管直接固定在框架上;?框架下板或上板兩外側(cè)面上各固定一個用于安裝框架的滑軌。

在上述方案的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的技術(shù)方案是：

所述的用于大功率變頻器的功率模塊，其兩套功率組件中每1套連接?2個箝位電容，3個電流連接插件，l個限流電感，3個限流電阻;兩套功率組件共用l套為?IGCT提供電源的高壓隔離電源模塊和一套用于散熱器冷卻水進(jìn)出的分水管。

所述的用于大功率變頻器的功率模塊，其電流連接插件有四套，每套由插頭和插座組成，其中上面三套為電流輸入端，最下面一套為電流輸出端。

所述的用于大功率變頻器的功率模塊，其分水管有兩根，直接固定在框架的前端上方，其中一根為進(jìn)水管，另外一根為出水管；分水管的一端通過水嘴用細(xì)軟管與功率組件的水冷散熱器、限流電感、限流電阻連接，另外一端通過接頭用帶快插接頭的軟管與水冷系統(tǒng)的主水管相連。

所述的用于大功率變頻器的功率模塊，其限流電感與功率組件用母排連接，限流電阻與功率組件用16?mm²高壓電纜連接，高壓隔離電源模塊輸出端與功率組件中的IGCT用1?mm²高壓電纜連接。

所述的用于大功率變頻器的功率模塊，其高壓隔離電源模塊輸入端通過電纜與外部220V的工頻交流電源連接，功率組件中的IGCT通過光纖與外部電路連接，同時狀態(tài)信號通過光纖連接方式反饋給外部電路。

所述的用于大功率變頻器的功率模塊，其功率組件包括組件上底板和組件下底板，以及組件上底板與組件下底板之間安裝的構(gòu)件，包括：絕緣子，水冷散熱器，IGCT，二級管;?連接與鎖緊組件上底板與組件下底板的是支撐桿。

一種用上述的功率模塊組裝成用于大功率變頻器的中點箝位式三電平逆變器，它是由三個用于大功率變頻器的功率模塊并聯(lián)組成。

本實用新型優(yōu)點是：具有功率密度大、結(jié)構(gòu)緊湊、滿足正面維護(hù)、可靠性高和可維修性好等優(yōu)點，具體而言，有以下特點：

1、采用了stack壓裝技術(shù)，保證了每個功率組件結(jié)構(gòu)緊湊；各功率器件接觸面保持恒定、均勻的壓力，增強(qiáng)功率組件工作穩(wěn)定性。

2、通過精密高強(qiáng)度滑軌與柜體連接，能夠快速的從柜體插入和抽出，便于安裝及檢修。另外，功率模塊采用高壓大電流連接器技術(shù)，使模塊與直流側(cè)及輸出側(cè)母排可以快速且可靠的結(jié)合及分離。

3、把水冷系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙的結(jié)合起來，實現(xiàn)了分支水管和功率組件的一體化設(shè)計，使模塊結(jié)構(gòu)變得更加緊湊。功率器件采用雙面冷卻，增強(qiáng)了器件的散熱效果和工作穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本實用新型功率模塊的主視示意圖

圖2是圖1的右視圖，即框架正面A的示意圖；