[发明专利]一种功率单元

说明书

本发明公开了一种功率单元，承载板固定于柜体的骨架上，功率模块布置于承载板上。功率模块包括上下开口的盒体，盒体的底部与承载板的上部紧密贴合固定，并形成第一风道。下推入导轨、上推入导轨在垂向彼此平行地相对布置，成对的彼此平行并相对设置于承载板的底部。承载板上开设有风道口，风道口位于两对下推入导轨、上推入导轨之间。风机通过其顶部设置的风机导轨推入并固定于下推入导轨与上推入导轨之间。功率模块还包括功率元件及设置于盒体内的散热器，功率元件安装于散热器上，散热器埋设于由盒体围成的第一风道中。本发明能够解决现有功率模块散热风机拆除、维护和更换不便的技术问题。

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，尤其是涉及一种具备风冷功率模块的风机快速推入式的功率单元结构。

背景技术

目前，风能和太阳能是在我国得到较多应用的可再生能源。风电变流器和光伏逆变器中的功率模块通过控制功率元件的开通和关断，来改变输入电压的特性，起到整流和逆变的作用。功率模块由于其具有重量轻、拆解方便、易于维护等特点在变流器上得到了日益广泛的应用。其中，以IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管的简称)作为核心部件的功率模块通常集成散热器、直流支撑电容器、复合母排、相关驱动和控制模块等器件。IGBT器件在变流器中作为逆变器或斩波器的功率部件，具有很好的互换性，安装相对简捷，能较好地满足高功率、高性能和高可靠性的要求。

大功率功率模块通常要求有较高的可靠性，优良的散热性是其正常工作的重要保障。而IGBT作为其核心的功率部件，是主要的发热源。其中，强迫风冷散热结构因为其工作可靠、易于维修保养、成本相对较低等优点在功率模块散热领域得到了广泛的应用。在风冷散热的功率模块中通常采用离心风机等提供冷却风，此时风机的安装固定方式直接决定了功率模块后续的维护是否方便、快捷。

在现有技术中，与本发明申请最为接近的主要有如下技术方案：

由国家电网公司、中国电力科学研究院、国网安徽省电力公司于2013年06月21日申请，并于2013年11月20日公开，公开号为CN103401434A的中国发明申请《一种大功率变流器功率单元》。该发明申请公开了一种大功率变流器功率单元，包括功率单元整体框架和位于功率单元整体框架内部的叠层母排、功率元件IGBT及其驱动器、电容支撑板、支撑电容阵列、散热器固定板、散热器、风机安装板和散热风机。功率单元整体框架包括位于功率单元整体框架的后面的长方形安装板，支撑电容阵列通过电容支撑板安装在安装板上。散热风机通过风机安装板安装在安装板上。功率元件IGBT及其驱动器通过散热器固定板固定在安装板上。叠层母排平行于安装板，将主要元器件安装在一个安装板上，将所有器件整合封装成一个功率单元。该发明申请的功率模块集成了IGBT元件、直流支撑电容器、复合母排、驱动器、散热风机等器件，其散热风机集成安装在功率模块内部，并采用螺钉紧固件等与柜体骨架直接连接，其缺点是：在功率模块不完全拆解的情况下，很难将风机解除安装，这对于风机后期的维护、更换都极为不利。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种功率单元，以解决现有功率模块散热风机拆除、维护和更换不便的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种功率单元的技术实现方案，功率单元，布置于柜体的内部，包括：功率模块、承载板、风机、下推入导轨和上推入导轨。所述承载板固定于所述柜体的骨架上，所述功率模块布置于所述承载板上。所述功率模块包括上下开口的盒体，所述盒体的底部与承载板的上部紧密贴合固定，并形成第一风道。所述下推入导轨、上推入导轨在垂向彼此平行地相对布置，成对的彼此平行并相对设置于所述承载板的底部。所述承载板上开设有风道口，所述风道口位于两对下推入导轨、上推入导轨之间。所述风机通过其顶部设置的风机导轨推入并固定于所述下推入导轨与上推入导轨之间。所述功率模块还包括功率元件及设置于所述盒体内的散热器，所述功率元件安装于散热器上，所述散热器埋设于由所述盒体围成的第一风道中。冷却风从柜体的下部进入并经过所述风机后，通过所述风道口进入所述功率模块的第一风道，再从所述柜体的上部排出。