一種高度集成變流器功率模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高度集成的變流器功率模塊，應用于風機變流器、光伏逆變器、礦用變頻器、高壓變頻器、通用變頻器等電力電子變流設備。
【背景技術】
[0002]變流器是一種復雜的電力電子設備，其技術涉及電力電子技術、電子技術、控制技術、結(jié)構(gòu)設計、電氣設計等多學科，是一種多學科交叉產(chǎn)品。
[0003]功率模塊是變流器的核心部件，主要起到交流變直流或是直流變交流的重要作用，主要部件有IGBT及其驅(qū)動器、母線電容、復合母排、散熱器、控制板組件、結(jié)構(gòu)件等器件。
[0004]傳統(tǒng)的功率模塊一般由三個或六個單個相功率模塊構(gòu)成，形成三相逆變單元，如圖1所示。
[0005]對于這種相分離式的功率模塊結(jié)構(gòu)，通常是將三個或六個相功率模塊的母線并聯(lián)連接，連接的母排稱為主母排，但主母排體積大、要求通電流量大，一般還需要在主母排上增加母線電容以增加提供直流電流的能力，減少單相功率模塊電容的發(fā)熱，如圖2所示。
[0006]從模塊硬件設計與變流器控制的角度來看，母線電容并不需要這么多，因為這樣會導致母線電容數(shù)量增加，模塊體積龐大，同時母線電容發(fā)熱量大，系統(tǒng)可靠性降低，成本升尚ο
[0007]現(xiàn)有技術中所遇到的問題如下:從理論上解釋其原因為，主母排有較大的PWM電流流經(jīng)導致需要增加單相模塊的母線電容與主母排的母線電容，同時主母排的載流量很大導致模塊體積龐大，成本較高，系統(tǒng)溫升較高，可靠性差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種高度集成變流器功率模塊，其可降低系統(tǒng)雜散電感，降低IGBT尖峰電壓，減少電容發(fā)熱，從而提高可靠性。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下:一種高度集成變流器功率模塊，包括僅一個直流復合母排、與所述直流復合母排電性連接的母排電容組、及分別與所述直流復合母排電性連接的機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器和斬波模塊。
[0010]進一步的，所述母排電容組固定在所述直流復合母排上，所述機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器相對設置在所述直流復合母排的兩側(cè)，所述斬波模塊安裝在所述網(wǎng)側(cè)三相逆變器同側(cè)。
[0011 ]進一步的，所述斬波模塊與直流復合母排直接連接，或者，所述斬波模塊與直流復合母排通過導線或銅排電性連接。
[0012]進一步的，所述高度集成的變流器功率模塊還包括斬波電阻，所述斬波電阻電性連接至所述直流復合母排。
[0013]進一步的，所述斬波電阻設置在所述直流復合母排的下方。
[0014]進一步的，所述高度集成的變流器功率模塊還包括控制板組件，所述控制板組件控制機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器和斬波模塊。
[0015]進一步的，所述控制板組件與直流復合母排相對設置在所述母排電容組的上下兩側(cè)。
[0016]進一步的，所述高度集成的變流器功率模塊還包括與網(wǎng)側(cè)三相逆變器連接的網(wǎng)側(cè)三相驅(qū)動板組件和與所述機側(cè)三相逆變器連接的機側(cè)三相驅(qū)動板組件。
[0017]進一步的，所述高度集成的變流器功率模塊還包括收納所述母排電容組、直流復合母排、機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器、斬波模塊、斬波電阻、機側(cè)三相驅(qū)動板組件和網(wǎng)側(cè)三相驅(qū)動板組件的殼體。
[0018]進一步的，所述殼體包括底板、垂直安裝在所述底板左右兩側(cè)的側(cè)板、以及頂板，所述控制板組件設置在所述頂板上，所述頂板上開設有透氣孔，所述的殼體左右兩側(cè)的側(cè)板設有提拉把手。
[0019]借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:本發(fā)明的高度集成的變流器功率模塊通過僅設置一個直流復合母排，并將機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器和斬波模塊與直流復合母排集成，從而減小了直流復合母排的載流量，進而可降低系統(tǒng)雜散電感，降低IGBT尖峰電壓，減少電容發(fā)熱，從而提高可靠性，同時也有助于減小整體體積。
[0020]上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術中變流器模塊的電氣拓撲圖；
[0022]圖2是現(xiàn)有技術中高度集成的變流器功率模塊內(nèi)部單體模塊的連接示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明高度集成的變流器功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是圖3的分解圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0026]參見圖3和圖4，本發(fā)明一較佳實施例所述的一種高度集成的變流器功率模塊包括僅一個直流復合母排3、母排電容組2、機側(cè)三相逆變器1、網(wǎng)側(cè)三相逆變器4、斬波模塊5、斬波電阻7、控制板組件8、網(wǎng)側(cè)三相驅(qū)動板組件6、機側(cè)三相驅(qū)動板組件(未圖示)及殼體9。所述母排電容組2與所述直流復合母排3電性連接，所述直流復合母排3與機側(cè)三相逆變器1、網(wǎng)側(cè)三相逆變器4和斬波模塊5電性連接，在具體使用時，所述斬波模塊5與直流復合母排3直接連接，或者，所述斬波模塊5與直流復合母排3通過導線或銅排電性連接。所述斬波電阻7電性連接至所述直流復合母排3。所述控制板組件8控制機側(cè)三相逆變器1、網(wǎng)側(cè)三相逆變器4和斬波模塊5。網(wǎng)側(cè)三相驅(qū)動板組件6與網(wǎng)側(cè)三相逆變器4電性連接，所述機側(cè)三相驅(qū)動板組件與機側(cè)三相逆變器1電性連接。
[0027]所述母排電容組2由多個母排電容組成。通過將機側(cè)三相逆變器1、網(wǎng)側(cè)三相逆變器4和斬波模塊5與直流復合母排3電性連接，以將機側(cè)三相逆變器1、網(wǎng)側(cè)三相逆變器4、斬波模塊5和直流復合母排3集成在一起，從而有助于減小整體體積，又由于僅用一塊直流復合母排3，可降低系統(tǒng)雜散電感，降低IGBT尖峰電壓，減少電容發(fā)熱；另外，由于又集成了母排電容組2、斬波電阻7、控制板組件8、機側(cè)三相驅(qū)動板組件和網(wǎng)側(cè)三相驅(qū)動板組件6，從而進一步減小了整體體積，進一步降低了系統(tǒng)雜散電感，降低了 IGBT尖峰電壓，減少了電容發(fā)熱。
[0028]在本實施例中，上述高度集成的變流器功率模塊的組裝結(jié)構(gòu)如下:所述母排電容組2固定在所述直流復合母排3上，所述機側(cè)三相逆變器1、網(wǎng)側(cè)三相逆變器4相對設置在所述直流復合母排3的兩側(cè)，所述斬波模塊5安裝在所述的網(wǎng)側(cè)三相逆變器4同側(cè)，所述斬波電阻7設置在所述直流復合母排3的下方，所述控制板組件8與直流復合母排3相對設置在所述母排電容組2的上下兩側(cè)。
[0029]在本實施例中，所述殼體9收納所述母排電容組2、直流復合母排3、機側(cè)三相逆變器1、網(wǎng)側(cè)三相逆變器4、斬波模塊5、斬波電阻7、網(wǎng)側(cè)三相驅(qū)動板組件6和機側(cè)三相驅(qū)動板組件。所述殼體9包括底板91、垂直安裝在所述底板91左右兩側(cè)的側(cè)板92、以及頂板94。所述底板91設置在所述斬波電阻7的下方，所述兩側(cè)板92分別設置在所述網(wǎng)側(cè)三相逆變器4和機側(cè)三相逆變器1的外側(cè)，所述控制板組件8設置在所述頂板94上，所述網(wǎng)側(cè)三相驅(qū)動板組件6夾持在所述網(wǎng)側(cè)三相逆變器4和側(cè)殼體9之間，所述機側(cè)三相驅(qū)動板組件夾持在所述網(wǎng)側(cè)三相逆變器4和側(cè)殼體9之間所述頂板94上開設有透氣孔95，所述的殼體9左右兩側(cè)的側(cè)板92設有提拉把手96。
[0030]綜上所述，上述高度集成的變流器功率模塊通過僅設置一個直流復合母排3，并將機側(cè)三相逆變器1、網(wǎng)側(cè)三相逆變器4和斬波模塊5與直流復合母排3集成，從而減小了直流復合母排3的載流量，進而可降低系統(tǒng)雜散電感，降低IGBT尖峰電壓，減少電容發(fā)熱，從而提高可靠性，同時也有助于減小整體體積。
[0031]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高度集成變流器功率模塊，其特征在于:包括僅一個直流復合母排、與所述直流復合母排電性連接的母排電容組、及分別與所述直流復合母排電性連接的機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器和斬波模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度集成變流器功率模塊，其特征在于:所述母排電容組固定在所述直流復合母排上，所述機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器相對設置在所述直流復合母排的兩側(cè)，所述斬波模塊安裝在所述網(wǎng)側(cè)三相逆變器同側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高度集成變流器功率模塊，其特征在于:所述斬波模塊與直流復合母排直接連接，或者，所述斬波模塊與直流復合母排通過導線或銅排電性連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高度集成變流器功率模塊，其特征在于:所述高度集成的變流器功率模塊還包括斬波電阻，所述斬波電阻電性連接至所述直流復合母排。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高度集成變流器功率模塊，其特征在于:所述斬波電阻設置在所述直流復合母排的下方。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高度集成變流器功率模塊，其特征在于:所述高度集成的變流器功率模塊還包括控制板組件，所述控制板組件控制機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器和斬波t吳塊。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高度集成變流器功率模塊，其特征在于:所述控制板組件與直流復合母排相對設置在所述母排電容組的上下兩側(cè)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高度集成變流器功率模塊，其特征在于:所述高度集成的變流器功率模塊還包括與網(wǎng)側(cè)三相逆變器連接的網(wǎng)側(cè)三相驅(qū)動板組件和與所述機側(cè)三相逆變器連接的機側(cè)三相驅(qū)動板組件。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高度集成變流器功率模塊，其特征在于:所述高度集成的變流器功率模塊還包括收納所述母排電容組、直流復合母排、機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器、斬波模塊、斬波電阻、機側(cè)三相驅(qū)動板組件和網(wǎng)側(cè)三相驅(qū)動板組件的殼體。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高度集成變流器功率模塊，其特征在于:所述殼體包括底板、垂直安裝在所述底板左右兩側(cè)的側(cè)板、以及頂板，所述控制板組件設置在所述頂板上，所述頂板上開設有透氣孔，所述的殼體左右兩側(cè)的側(cè)板設有提拉把手。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高度集成變流器功率模塊，應用于風機變流器、光伏逆變器、礦用變頻器、高壓變頻器、通用變頻器等電力電子變流設備，該高度集成的變流器功率模塊，包括僅一個直流復合母排、與所述直流復合母排電性連接的母排電容組、及分別與所述直流復合母排電性連接的機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器和斬波模塊，該高度集成的變流器功率模塊通過僅設置一個直流復合母排，并將機側(cè)三相逆變器、網(wǎng)側(cè)三相逆變器和斬波模塊與直流復合母排集成，從而減小了直流復合母排的載流量，進而可降低系統(tǒng)雜散電感，降低IGBT尖峰電壓，減少電容發(fā)熱，從而提高可靠性，同時也有助于減小整體體積。
【IPC分類】H02M1/00, H05K7/20
【公開號】CN105471225
【申請?zhí)枴緾N201510997010
【發(fā)明人】蒲延洲, 王利軍, 韓向明, 相學仁, 陳超
【申請人】大連尚能科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月25日