[实用新型]一种用于大功率变频器的功率模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于大功率变频器的功率模块，它是大功率变频器中点箝位式三电平逆变器的一个桥臂，为中压大功率变频器水冷功率模块，属于电力推进技术领域，特别适于用作船舶大功率变频器的水冷功率模块。

背景技术

随着电力电子技术及系统集成技术的飞速发展，电力推进技术，特别是船舶综合电力推进技术备受关注。船舶综合电力推进有着传统推进方式所不可比拟的优点，在军民用船舶中的应用也越来越多，大功率推进变频器是船舶综合电力推进系统的核心设备之一，而目前，在现有技术中，虽然中压大功率变频器在工业生产中应用比较广泛，技术也日趋成熟，但常规的大功率变频器体积大，且不能满足象船舶这类环境下的正面维修及经济合理使用等要求，在例似船舶环境条件下的应用领域也受到很大限制。

发明内容

本实用新型的一个目的是：克服现有技术的中压大功率变频器在体积、功率密度及可维修性等方面的局限性，提供了一种在保证可靠性和可维修性的前提下，具有结构紧凑、功率密度大等特点的用于大功率变频器的功率模块。

本实用新型的另一个目的是：提供一种用功率模块组成用于大功率变频器的中点箝位式三电平逆变器。

本发明通过以下技术方案实现：

一种用于大功率变频器的功率模块，它包括一个框架及框架正面和框架反面内对应各安装的一套模块器件; 框架一端为后端，相对的一端为前端，在框架后端板上竖向安装有电流连接插件，在框架前端板内侧安装有高压隔离电源模块;所述的模块器件包括功率组件，还有在框架上板的绝缘板上固定的与电流连接插件及功率组件连接的限流电阻; 在框架下部的支架上安装的限流电感;该限流电感一侧引线通过软母排与电流连接插件连接，另一侧引线与固定在框架上板和框架下板之间的功率组件连接;所述功率组件输出引线与电流连接插件连接，箝位电容通过母排直接安装连接在功率组件上; 用于散热器冷却水进出的分水管直接固定在框架上; 框架下板或上板两外侧面上各固定一个用于安装框架的滑轨。

在上述方案的基础上进一步的技术方案是：

所述的用于大功率变频器的功率模块，其两套功率组件中每1套连接 2个箝位电容，3个电流连接插件，l个限流电感，3个限流电阻;两套功率组件共用l套为 IGCT提供电源的高压隔离电源模块和一套用于散热器冷却水进出的分水管。

所述的用于大功率变频器的功率模块，其电流连接插件有四套，每套由插头和插座组成，其中上面三套为电流输入端，最下面一套为电流输出端。

所述的用于大功率变频器的功率模块，其分水管有两根，直接固定在框架的前端上方，其中一根为进水管，另外一根为出水管；分水管的一端通过水嘴用细软管与功率组件的水冷散热器、限流电感、限流电阻连接，另外一端通过接头用带快插接头的软管与水冷系统的主水管相连。

所述的用于大功率变频器的功率模块，其限流电感与功率组件用母排连接，限流电阻与功率组件用16 mm²高压电缆连接，高压隔离电源模块输出端与功率组件中的IGCT用1 mm²高压电缆连接。

所述的用于大功率变频器的功率模块，其高压隔离电源模块输入端通过电缆与外部220V的工频交流电源连接，功率组件中的IGCT通过光纤与外部电路连接，同时状态信号通过光纤连接方式反馈给外部电路。

所述的用于大功率变频器的功率模块，其功率组件包括组件上底板和组件下底板，以及组件上底板与组件下底板之间安装的构件，包括：绝缘子，水冷散热器，IGCT，二级管; 连接与锁紧组件上底板与组件下底板的是支撑杆。

一种用上述的功率模块组装成用于大功率变频器的中点箝位式三电平逆变器，它是由三个用于大功率变频器的功率模块并联组成。

本实用新型优点是：具有功率密度大、结构紧凑、满足正面维护、可靠性高和可维修性好等优点，具体而言，有以下特点：

1、采用了stack压装技术，保证了每个功率组件结构紧凑；各功率器件接触面保持恒定、均匀的压力，增强功率组件工作稳定性。

2、通过精密高强度滑轨与柜体连接，能够快速的从柜体插入和抽出，便于安装及检修。另外，功率模块采用高压大电流连接器技术，使模块与直流侧及输出侧母排可以快速且可靠的结合及分离。

3、把水冷系统和结构设计巧妙的结合起来，实现了分支水管和功率组件的一体化设计，使模块结构变得更加紧凑。功率器件采用双面冷却，增强了器件的散热效果和工作稳定性。

附图说明

图1是本实用新型功率模块的主视示意图

图2是图1的右视图，即框架正面A的示意图；