[实用新型]框架式水冷变流器功率单元模块

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体变流技术领域，涉及一种大功率变流器所用的框架式水冷变流器功率单元模块。

背景技术

目前，大功率的变流器普遍采用功率单元模块的方式，通过模块外部连接组合而成。这种模式的优点在于：配置灵活，通过组合可以配置为不同功率级别的变流器；模块式结构，安装方便，易于实现大批量生产。缺点在于：由于元器件较多，集中布置在功率模块后难以形成风道，元器件工作产生的热量不易散去，同时考虑到安全绝缘距离，功率单元模块体积普遍偏大，不适用于类似风电行业这样受空间限制的行业。

发明内容

本实用新型提供了一种解决上述问题的方案，本实用新型提供一种适用于兆瓦级大功率变流器高电压、大电流、功率大、散热良好、安全可靠性高、安装方便、结构紧凑的功率单元模块。

本实用新型的技术方案是提供一种框架式水冷变流器功率单元模块，其包括长方体形的模块外壳，其特征在于：所述模块外壳10内左侧设置有正直流母排3、与所述正直流母排3平行的负直流母排4，所述正直流母排3和负直流母排4组成的层叠母排与所述模块外壳10之间设置有若干个直流母线电容7，所述正直流母排3和负直流母排4组成的所述层叠母排与所述模块外壳10平行布置，形成所述直流母线电容7的散热风道；所述模块外壳内右侧设置有带水冷散热器的IGBT模块1。

优选的，所述正直流母排3、负直流母排4层叠布置，中间用高压绝缘纸9进行电气隔离。

优选的，所述正直流母排3、负直流母排4上多排并列设置有若干个圆形贯穿的电容安装孔，所述直流母线电容7穿过所述电容安装孔与所述正直流母排3、负直流母排4通过螺栓进行电气连接，所述直流母线电容7的一端固定在所述模块外壳10上。

优选的，所述正直流母排3和负直流母排4侧面各有多个连接头11与所述IGBT模块1连接，所述正直流母排3、负直流母排4与所述连接头11构成一个整体母排。

优选的，每个所述连接头11上设置有吸收无感电容8，所有所述吸收无感电容8相互并联。

优选的，其还包括两块层叠布置的交流母排2，所述交流母排2与所述IGBT模块1用软连接铜排5连接，所述交流母排2与所述模块外壳10之间采用环氧板固定。

优选的，所述正直流母排3和负直流母排4采用后出线方式，所述交流母排2采用后出线方式。

优选的，所述IGBT模块1的水循环通过水冷管6引至所述模块外壳10外部。

本实用新型的框架式水冷变流器功率单元模块具有如下优点：解决了功率单元模块器件内部由于器件多而略显杂乱的情况；功率器件通过水循环冷却，直流母线电容通过风冷，互不干涉；没有采用任何电缆电线连接，增加了可靠性；模块采用框架式结构，牢固可靠，有利于整体风道的形成，为母线电容的冷却提供条件。

附图说明

       图1是本实用新型的框架式水冷变流器功率单元模块的外观示意图；

   图2是本实用新型的左视图；

   图3是本实用新型的拆除正直流母排和负直流母排后的左视图；

   图4是本实用新型的正直流母排的示意图；

图5是本实用新型的负直流母排的示意图；

图6是本实用新型的正直流母排和负直流母排组合后的示意图；

   图7是本实用新型的交流母排示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1至图7所示，本实用新型的框架式水冷变流器功率单元模块采用模块式结构，所有器件均安装在长方体形的模块外壳10内部，以带水冷散热器的IGBT模块1为界线，功率单元模块左侧为直流部分器件，右侧为IGBT模块1、交流部分器件和水冷回路。

左侧直流部分包括吸收无感电容8、正直流母排3、负直流母排4、高压绝缘纸9、直流母线电容7。其中正直流母排3和负直流母排4根据直流母线电容7的数量和功率单元模块尺寸开孔，中间垫高压绝缘纸后压装成层叠母排。正直流母排3和负直流母排4左侧折叠开孔，用做几个功率单元模块并联时的连接；正直流母排3和负直流母排4右边折叠成90°直角，用于形成风道，并在风道内放置直流母线电容7，直流母线电容7正负极与正直流母排3、负直流母排4通过螺栓连接；正直流母排3和负直流母排4右侧上下各有4个连接头11，用于和带水冷散热器的IGBT模块1通过螺栓连接，在连接头11处同时并联吸收无感电容8。