[發明專利]一種功率模塊、變頻器及功率模塊制造方法

有效

• 申請號: 201710740127.0
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107370345B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 宋承林;劉錫安;張鴻波
• 申請（專利權）人: 青島中加特變頻電機有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 徐艷艷

本發明提出一種功率模塊，應用該功率模塊的變頻器，以及該功率模塊的制造方法，其中功率模塊包括功率單元，所述功率單元沿垂向設置，所述功率模塊還包括絕緣框架及絕緣板，所述絕緣框架沿垂向設置，所述絕緣板位于所述絕緣框架的底部，所述絕緣板與所述絕緣框架固定連接，所述絕緣板與所述絕緣框架之間形成腔室，所述功率單元固定設置于所述腔室內，所述腔室內填充有絕緣膠層，所述絕緣膠層繞所述功率單元外閉環設置，所述絕緣膠層的內表面與所述功率單元貼合，所述絕緣膠層的外表面與所述絕緣框架及所述絕緣板貼合。本發明絕緣等級高、整體導熱性好、結構簡單、占用空間小且成本低廉。

技術領域

本發明屬于電機控制設備技術領域，尤其涉及一種功率模塊，應用該功率模塊的變頻器，以及該功率模塊的制造方法。

背景技術

變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備，而功率單元是構成高壓變頻器主回路的主要部分。

現有的功率單元多用在低壓(例如6000V以下)變頻器中，其采用級聯結構，各級間電壓絕緣要求較小。通常，現有的功率單元若要滿足高壓(例如6000V以上)變頻器的需要，則需更換絕緣等級更高的功率元件以適應高壓的環境。

然而，由于絕緣等級更高的功率元件相對于原有的功率元件具有體積大且成本高昂的特點，因此采用更換絕緣等級更高的功率元件的方式會造成整個功率單元及變頻器結構復雜、占用空間大且造價昂貴；此外，若不采用更換絕緣等級更高的功率元件的方式，會使功率單元因級間電壓過高而受到嚴重損傷。因此，如何在不更換功率元件的前提下，提高功率單元在高壓環境下正常工作的能力，以適應高壓變頻器的需要，是目前急需解決的技術問題。

發明內容

本發明針對如何在不更換功率元件的前提下，提高功率單元在高壓環境下正常工作的能力的技術問題，提出一種絕緣等級高、結構簡單、占用空間小且成本低廉的功率模塊，應用該功率模塊的變頻器，以及該功率模塊的制造方法。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種功率模塊，包括功率單元，所述功率單元沿垂向設置，所述功率模塊還包括絕緣框架及絕緣板，所述絕緣框架沿垂向設置，所述絕緣板位于所述絕緣框架的底部，所述絕緣板與所述絕緣框架固定連接，所述絕緣板與所述絕緣框架之間形成腔室，所述功率單元固定設置于所述腔室內，所述腔室內填充有絕緣膠層，所述絕緣膠層繞所述功率單元外閉環設置，所述絕緣膠層的內表面與所述功率單元貼合，所述絕緣膠層的外表面與所述絕緣框架及所述絕緣板貼合。

作為優選，所述絕緣框架上沿垂向開設有溢出孔，所述溢出孔為通孔，所述溢出孔的底端與所述腔室連通。

作為優選，所述溢出孔的數量設置為多個，多個所述溢出孔繞所述功率單元外分布。

作為優選，所述絕緣框架的頂部開設有凹槽，所述凹槽沿所述絕緣框架的閉環方向閉環設置。

作為優選，所述絕緣框架的下方設置有冷卻件，所述冷卻件與所述絕緣框架固定連接，所述冷卻件的頂部與所述絕緣板的底部壓接。

作為優選，所述絕緣板的底部位于所述絕緣框架底部的下方。

一種變頻器，包括上述的功率模塊，所述功率模塊的數量設置為多個。

一種功率模塊制造方法，應用于上述功率模塊，包括以下步驟：

步驟S0：將所述功率單元固定于所述絕緣框架內；

步驟S1：將所述絕緣板固定安裝于所述絕緣框架的底部，以形成所述腔室；

步驟S2：將所述絕緣板與所述絕緣框架之間的縫隙于底部封堵；

步驟S3：向所述腔室內自上而下注入液態絕緣膠，以形成液態的所述絕緣膠層。