[實(shí)用新型]一種風(fēng)能變流器及其功率模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201620082598.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205336092U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王政;呂飛;劉健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)達(dá)電子企業(yè)管理（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/00
• 分類號(hào): H02M1/00
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;尚群

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)能變流器及其功率模塊，特別是一種便于包裝運(yùn)輸?shù)目山? 低故障率的風(fēng)能變流器及其功率模塊。

背景技術(shù)

風(fēng)能變流器是兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心部件，而包含功率開(kāi)關(guān)模塊的功率模塊又 是風(fēng)能變流器中的核心部件。功率開(kāi)關(guān)模塊可以由IGBT(InsulatedGateBipolar Transistor,絕緣柵雙極晶體管)模塊實(shí)現(xiàn)。由于使用環(huán)境特殊，功率模塊作為整個(gè)風(fēng)力發(fā) 電系統(tǒng)的核心部件需要有集成度高、電流密度高、可靠性高、易于維護(hù)及易于單獨(dú)包裝運(yùn)輸 等特點(diǎn)。

一種現(xiàn)有功率模塊結(jié)構(gòu)，功率模塊中集成直流濾波電容。直流濾波電容通過(guò)直流 疊層母排與功率開(kāi)關(guān)模塊的直流側(cè)相連，且直流疊層母排設(shè)置于功率模塊背部。將多個(gè)功 率模塊裝入風(fēng)能變流器時(shí)，直流疊層母排在功率模塊背部，由于旁邊功率模塊的阻擋，在拆 卸螺栓時(shí)人手不能觸及螺栓，螺栓容易掉落，功率模塊底部均為高壓器件，非常容易造成系 統(tǒng)故障。多個(gè)功率模塊的匯流銅排也位于模塊的后部，由于安裝空間深度較深且狹窄，人手 不能直接觸及，需要使用加長(zhǎng)規(guī)格的套筒工具去固定。另外由于電容排布與電流方向不一 致，通過(guò)每個(gè)電容的電流不均，造成不同位置的電容發(fā)熱及壽命差異大，導(dǎo)致直流濾波電容 的故障率較高。

另一類現(xiàn)有功率模塊結(jié)構(gòu)，功率模塊中不集成直流濾波電容，而是外接電容。功率 開(kāi)關(guān)模塊與直流濾波電容之間通過(guò)銅排相連，一方面增加了維護(hù)難度，另一方面直流濾波 電容與功率開(kāi)關(guān)元件之間的雜散電感大，容易產(chǎn)生關(guān)斷過(guò)電壓，造成器件損壞。

由于薄膜電容相較于電解電容有可靠性高，失效時(shí)不泄漏液體的優(yōu)勢(shì)，目前多傾 向于使用薄膜電容作為功率模塊的直流濾波電容。但是薄膜電容相比于電解電容多了殼體 接地與尾部螺栓固定兩個(gè)要求，目前的結(jié)構(gòu)中，薄膜電容接地需要單獨(dú)設(shè)置引線或銅排；另 外尾部凸出一個(gè)螺栓頭，使得整個(gè)功率模塊形狀不規(guī)則，不方便包裝與運(yùn)輸保護(hù)。

現(xiàn)有技術(shù)的功率模塊安裝在風(fēng)能變流器中基本使用下滑軌、前門板及后風(fēng)道包夾 的形式固定。在風(fēng)能變流器進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，因?yàn)榈缆凡黄秸L(fēng)能變流器常受到顛簸，包夾的 方式不能完全固定功率模塊。而功率開(kāi)關(guān)模塊的交流端與風(fēng)能變流器的交流端是硬銅排相 連，因此在運(yùn)輸過(guò)程中IGBT交流側(cè)存在機(jī)械應(yīng)力，容易損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)能變流器及其功率模塊。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種功率模塊，包括安裝架、多個(gè)電容、至 少一個(gè)功率開(kāi)關(guān)模塊和散熱器，所述功率開(kāi)關(guān)模塊安裝在所述散熱器上，其中，所述安裝架 包括：

底板，所述底板的底部設(shè)置有凸緣；

電容架，固定在所述底板的上部且與所述底板的頂邊平齊設(shè)置，所述電容架包括 電容安裝部，所述電容安裝部設(shè)置有多個(gè)電容安裝孔，所述多個(gè)電容分別對(duì)應(yīng)安裝在所述 電容安裝孔內(nèi)并固定在所述底板上，所述散熱器固定在所述電容架與所述凸緣之間；

其中，所述功率開(kāi)關(guān)模塊的直流側(cè)與所述多個(gè)電容的正負(fù)極通過(guò)一直流疊層母排 相連，且所述直流疊層母排的直流端設(shè)置于所述功率模塊的頂部上方。

上述的功率模塊，其中，所述功率開(kāi)關(guān)模塊的交流側(cè)與一交流排相連，且所述交流 排為一軟銅排。

上述的功率模塊，其中，所述電容架還包括用于安裝固定所述功率模塊的輸出端 子與導(dǎo)線的導(dǎo)線安裝部，所述電容安裝部與所述導(dǎo)線安裝部相鄰設(shè)置，所述電容安裝部與 所述導(dǎo)線安裝部均為鏤空結(jié)構(gòu)。

上述的功率模塊，其中，所述散熱器的頂部與所述電容架的底部固定連接，所述散 熱器的底部與所述凸緣固定連接。

上述的功率模塊，其中，所述散熱器通過(guò)螺紋分別鎖附于所述電容架的底部及所 述凸緣，所述電容架通過(guò)螺紋鎖附于所述底板。

上述的功率模塊，其中，所述散熱器具有一前進(jìn)風(fēng)口和一后出風(fēng)口，且所述散熱器 的風(fēng)道走向與所述功率開(kāi)關(guān)模塊的安裝方向一致。

上述的功率模塊，其中，

所述功率模塊還包括一絕緣板，所述絕緣板與所述底板固定連接，并位于與所述 電容架及所述散熱器相對(duì)的一側(cè)；

所述多個(gè)電容為薄膜電容，所述薄膜電容具有尾部螺栓，所述底板及所述絕緣板 設(shè)置有對(duì)應(yīng)的安裝孔以安裝所述薄膜電容的尾部螺栓。