[實(shí)用新型]功率器件冷卻模組及高壓變頻器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920770160.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN209627219U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鴻波;劉錫安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島中加特變頻電機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/00
• 分類號(hào): H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉桐亞

本實(shí)用新型提供一種功率器件冷卻模組及高壓變頻器，涉及電氣設(shè)備絕緣冷卻領(lǐng)域；該功率器件冷卻模組包括：冷卻板和至少一組絕緣模塊；絕緣模塊包括絕緣主體和功率器件，絕緣主體具有容納腔，功率器件設(shè)置于容納腔內(nèi)，絕緣主體的底端與冷卻板的換熱面抵接。上述結(jié)構(gòu)中，利用冷卻板換熱功能進(jìn)行對(duì)絕緣模塊內(nèi)的功率器件進(jìn)行冷卻；同時(shí)，功率器件設(shè)置于較封閉的絕緣主體的容納腔中，無需使用大塊厚重的絕緣板，保證了絕緣性能的同時(shí)，還提升了功率器件與冷卻板之間的換熱效率；由于功率器件位于容納腔中，處于相對(duì)密封環(huán)境，與冷卻水隔離，所以無需使用去離子水，直接使用普通水體在保證絕緣的同時(shí)，降低了冷卻成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電氣設(shè)備絕緣冷卻領(lǐng)域，具體涉及一種功率器件冷卻模組及高壓變頻器。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，硅晶閘管的問世標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生，其先后歷經(jīng)了整流器時(shí)代、逆變器世代和變頻器時(shí)代。而其中的功率MOSFET(Metal－Oxide－SemiconductorField－Effect Transistor金屬－氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(Insulated GateBipolarTransistor絕緣柵雙極型晶體管)、IGCT(IntegratedGateCommutatedThyristors集成門極換流晶閘管)等為代表的集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件(簡稱功率器件) 的工程應(yīng)用，促進(jìn)了電力電子技術(shù)在家用、商用、工業(yè)、交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、航空航天和通訊等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用；同時(shí)其廣泛的應(yīng)用前景又促進(jìn)了電力電子技術(shù)日新月異的飛速發(fā)展。

現(xiàn)在市場(chǎng)上主流的6kV和10kV高壓變頻器均采用級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，一般采用1700V或3300V的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)級(jí)聯(lián)后輸出 6kV或10kV的形式。其中IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)在工作過程中有較大的損耗，產(chǎn)生大量的熱量，使其溫度升高，因此為保證其安全工作，需要對(duì)其進(jìn)行冷卻處理。

由于高壓功率器件的電壓較高，所以在安裝排布散熱設(shè)備時(shí)需要考慮功率器件與散熱裝置之間的電氣間隙和爬電距離。現(xiàn)有技術(shù)中一般采用板厚較厚的絕緣板對(duì)功率器件進(jìn)行承托，拉高功率器件與冷卻裝置之間的距離，來保證冷卻設(shè)備與功率器件之間的絕緣滿足要求；而大塊厚重的絕緣板與冷卻裝置以及功率器件連接費(fèi)時(shí)，操作繁瑣，安裝不方便；同時(shí)換熱管道中的冷卻水需要使用去離子水，來防止冷卻設(shè)備泄漏導(dǎo)致短路危險(xiǎn)。因此現(xiàn)有技術(shù)中存在因絕緣板厚度較大導(dǎo)致的傳熱效率較低，對(duì)功率組件冷卻效果不佳的問題；大塊絕緣板安裝費(fèi)時(shí)，操作繁瑣，安裝不方便；同時(shí)冷卻水選用去離子水，導(dǎo)致的冷卻成本較高的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種功率器件冷卻模組及高壓變頻器，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的使用厚大的絕緣板導(dǎo)致對(duì)功率組件冷卻效果不佳；安裝操作繁瑣，不方便；以及選用去離子水進(jìn)行冷卻，導(dǎo)致的冷卻成本較高的問題。

根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種功率器件冷卻模組，包括：冷卻板和至少一組絕緣模塊；

絕緣模塊包括絕緣主體和功率器件，絕緣主體具有容納腔，功率器件設(shè)置于容納腔內(nèi)，絕緣主體的底端與冷卻板的換熱面抵接。上述結(jié)構(gòu)中，利用冷卻板換熱功能進(jìn)行對(duì)絕緣模塊內(nèi)的功率器件進(jìn)行冷卻；同時(shí)，功率器件設(shè)置于較封閉的絕緣主體的容納腔中，無需使用大塊厚重的絕緣板，保證了絕緣性能的同時(shí)，還提升了功率器件與冷卻板之間的換熱效率；由于功率器件位于容納腔中，處于相對(duì)密封環(huán)境，與冷卻水隔離，所以無需使用去離子水，直接使用普通水體在保證絕緣的同時(shí)，降低了冷卻成本。

進(jìn)一步地，冷卻板包括換熱板體和換熱管道；

換熱管道嵌設(shè)于換熱板體中。

上述結(jié)構(gòu)中，換熱管道嵌設(shè)于換熱板體中，有助于換熱管道與換熱板體之間的傳熱，擴(kuò)大冷卻板與絕緣模塊之間的換熱面積，提高冷卻效果。

進(jìn)一步地，換熱管道為迂回曲線型管道。