[實用新型]一種IGBT變流器模塊

有效

• 申請號: 201220528918.X
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN202931226U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 忻力;陳明翊;馬伯樂;陳玉其;楊光
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797;H05K7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本實用新型涉及電力電子設備技術領域，特別涉及一種IGBT變流器模塊。

背景技術

IGBT變流器模塊作為牽引變流器的核心部件，正在向模塊化、通用化、小型化的方向發展。IGBT變流器模塊設計和應用技術是變流器的核心技術之

現有的IGBT變流器模塊通常設計有一個支撐電容器，這會使得變流器模塊的設計尺寸和重量較大，IGBT變流器模塊顯得很笨重，安裝、拆卸和維護起來都很不方便。小型化和輕量化設計一直是IGBT變流器模塊設計中的一個難點問題。

目前的IGBT變流器模塊的結構設計不合理。組件之間分散度大，難以實現集中布線，布線冗長，增加信號傳輸的損耗和延時；零部件繁多，裝配關系復雜；結構笨重，體積和重量大。

并且，安裝和維護不便。目前許多變流器由于在設計時缺乏模塊化、通用性的考慮，給安裝和維護帶來很大不便。維修時需要專門的裝備和工具，常常為了要維修一個部件或器件而要拆卸很多其他零部件。這樣不僅工作量巨大，而且會給系統的可靠性及整體壽命帶來嚴重影響。每拆卸一次，相關零部件或器件的可靠性都會降低，如一般接插件的可靠插拔次數是有規定的，超過此數目后該接插件的連接性能將不再可靠。

元件布局不合理，影響電氣性能。由于IGBT變流器模塊集成度不高或者元器件布局不合理，如沒有采用低感母排設計或者器件布置過于分散，會造成線路分布和寄生電感太大，使整個變流器的電氣性能受到了影響。

綜上所述，如何提供一種結構設計合理、安裝維護方便，并且通用性高的IGBT變流器模塊是本領域技術人員需要解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種IGBT變流器模塊，結構設計合理、安裝維護方便，并且通用性高。

本實用新型提供一種IGBT變流器模塊，包括：水冷散熱器、IGBT元件、低感母排、交流母排、控制盒、電源盒、驅動安裝盒、脈沖分配單元、驅動電源和門極驅動器；各個部件層疊安裝于抽屜式結構中；

所述水冷散熱器位于該變流器模塊的底部；所述水冷散熱器使用快速接頭與水冷系統的水管連接，水冷散熱器底部裝配有拉桿；

所述IGBT元件均勻排布在所述散熱器的上表面；

所述低感母排安裝在所述IGBT元件的正上方，與所述IGBT元件電連接；

所述交流母排安裝在所述低感母排的正上方，與所述IGBT元件電連接；

所述控制盒、驅動盒和電源盒位于所述交流母排的上方；

所述控制盒內設置脈沖分配單元，所述脈沖分配單元將輸入的PWM控制信號進行處理和轉換后傳送給門極驅動器，并接收IGBT元件的開關狀態和故障信號反饋；

所述電源盒內設置驅動電源，驅動電源對輸入電源進行轉換后為門極驅動器供電；

所述驅動盒內設置所述門極驅動器，所述門極驅動器控制所述IGBT元件的開關狀態。

優選地，所述低感母排與變流器主電路的電氣連接處采用防脫螺栓緊固。

優選地，每兩組相鄰的所述IGBT元件之間設置一個溫度繼電器。

優選地，所述水冷散熱器上安裝有拉手。

優選地，所述控制盒、驅動盒和電源盒位于同一個平面上，所述控制盒、驅動盒和電源盒與交流母排之間設置有絕緣隔板，所述水冷散熱器上安裝有支柱，支柱上有螺孔，所述控制盒、驅動盒和電源盒通過螺釘與所述支柱連接。

優選地，所述脈沖分配單元與所述門極驅動器之間的信號采用光纖傳輸。

優選地，所述低感母排采用一體撓性復合母排。

優選地，所述每個門極驅動器驅動兩個所述IGBT元件。

優選地，所述IGBT元件的導熱面涂覆導熱材料并與所述水冷散熱器緊密接觸。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

本實用新型提供的IGBT變流器模塊，去掉了直流支撐電容，相比傳統的帶直流支撐電容的結構設計，體積減小了一半以上，并且可以減輕40%左右的重量。同時，水冷散熱器設計可以大大提高散熱效率，冷卻液在特定流速下，使散熱器熱阻達到理想值。散熱器水嘴采用快速接頭設計，可以在不排出散熱器內部冷卻液的情況下拔出水管接頭，而不泄漏冷卻液。脈沖分配單元、門極驅動器和驅動電源集中布局在模塊的上方，減小了變流器模塊體積，提高空間利用率，有利于集中布線和減小信號的傳輸損耗。并且該IGBT變流器模塊可以作為四象限脈沖整流器和三相逆變器通用模塊。通過以上分析，該IGBT變流器模塊結構設計合理、安裝維護方便，并且通用性高。

附圖說明