[實用新型]一種大功率變流設備功率模塊組

有效

• 申請號: 201220282925.6
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN202652048U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 趙軍;羅力;朱潤華
• 申請（專利權）人: 上方能源技術（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 湖州金衛知識產權代理事務所(普通合伙) 33232
• 代理人: 趙衛康

技術領域

本實用新型涉及大型三相變流設備，特別是一種大功率變流設備功率模塊組。

背景技術

現有技術中的大功率逆變系統如中國專利號為200710029765.8的發明專利所公開的一種高散熱結構的風冷大功率逆變器功率柜，包括柜體和安裝在柜體內腔的功率單元，柜體的相對兩側設有進風門，柜體的頂部設有抽風機;功率單元在柜體的內腔呈點狀分布或條狀分布，使功率單元之間形成間隙，這些間隙及功率單元的散熱風道在柜體的內腔形成風道，抽風機的吸風口正對風道。

又如中國專利號為200910075267.6的發明專利所公開的熱管型高效風電變頻器功率模塊，包括基板，基板后部固定有熱管散熱器，熱管散熱器的底部設置有吹風機，頂部設置有引風管道，引風管道內設置有抽風機；其在運行過程中，功率器件發出的熱量通過基板傳導到熱管散熱器上，在熱管散熱器底部吹風機的作用下，熱量散發到引風管道里，之后在引風管道內抽風機的作用下，熱量被迅速抽到變頻器柜體外部。

上述兩種功率柜一般由多個功率模塊層疊構成，每個功率模塊都實現A、B、C三個相位的變流，且往往包含若干個IGBT、1塊疊層母排、1塊散熱器和若干電容，在這種系統中，ABC三個相位的變流將通過同一塊疊層母排輸出，變流產生的熱損耗將通過同一塊散熱器散發，因此，每個功率模塊采用同一個風道散熱，因此，此種風冷形式風程一般為縱向且較長，且需采用功率較大的抽風機，從而能耗較大。

還有一種功率模塊組，其三個功率模塊也是縱向設置于同一個疊層母排上，當功率要求需要兩組功率模塊組的時候，此兩組功率模塊組的IGBT組件相對設置，且兩者之間的側邊設有散熱風機，此風機同時對兩組功率模塊組進行散熱，此種散熱方式為橫向，風程較短，但由于是同時對兩組功率模塊進行散熱，因此，風機的功率要求較高，能耗更大。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種大功率變流設備功率模塊組，此種功率模塊組具有良好的散熱效果，且能耗較低。

本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種大功率變流設備功率模塊組，包括每個都用于實現一個相位變流的三個功率模塊，每個功率模塊都具有單獨的疊層母排。

現有技術中，由于三個功率模塊都集中于一個塊疊層母排上，三個功率模塊的熱量源距離較近,且通過同一個散熱器與風道進行冷卻，因此，需要較高功率的散熱風機；本實用新型由于三個功率模塊相互獨立設置，因此,實際散熱量約為現有技術總量的1/3以下，而且針對每個功率模塊都設置有風道與散熱風機，所以所采用散熱風機的總功率要比現有技術中的小很多。

作為本實用新型的優選，每個功率模塊都包括位于對應疊層母排上部的IGBT組件、位于疊層母排下部的電容組件。

在縱向位置上，現有技術中電容組件一般都設置于機箱上部，由于熱量都會向外輻射，特別是向上輻射，因此，特別是下方的IGBT組件也會對電容組件有較大的熱輻射影響，因此，現有技術中的電容組件散熱較差；本實用新型由于每個功率模塊都為獨立設置，因此不同相位的功率模塊之間的散熱影響較小，且由于電容組件與IGBT組件的上述分布形式，使得電容組件受IGBT組件熱輻射的影響更小。

作為本實用新型的優選，所述每個功率模塊的IGBT組件與電容組件都位于對應疊層母排的同一側。

本實用新型的上述設置，則有利于使功率模塊組的體積更為緊湊，有利于減小功率模塊組的體積。

作為本實用新型的優選，所述三個功率模塊橫向并排分布；每個功率模塊都還包括用于對IGBT組件散熱的散熱器；其中一對相鄰功率模塊的散熱器相向分布。

上述設置，使得散熱器相向分布的兩個相鄰功率模塊可以同時使用一組風機進行散熱，兩個相向的散熱器正好形成一個用于風冷的風道；在變流功率需要兩組功率模塊組的時候，雖然本實用新型需要三組風機進行散熱，而現有技術雖只需要兩組風機，但由于現有技術中一組風機同時需要對三個功率模塊同時散熱，所以其所需散熱總量約是本實用新型的150%，同時由于現有技術中所采用的疊層母排面積約是本實用新型的3倍，所以現有技術風冷的行程是本實用新型的2倍左右；因此，相比現有技術，本實用新型具有更高的散熱效率，同時所需的風扇功率較小，散熱能耗更低，同時，相比現有技術更有利于降低IGBT組件的工作溫度較低。

????作為本實用新型的優選，該種大功率變流設備功率模塊組還包括與散熱器固定連接的模塊支架,所述IGBT組件固定于散熱器。