專利名稱：一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的逆變?cè)O(shè)備，如一臺(tái)500kw的太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，一般包括兩個(gè)250kw的功率模塊，每個(gè)功率模塊都包含安裝有3個(gè)相位功率開(kāi)關(guān)器件的疊層母排和散熱器，由3個(gè)相位開(kāi)關(guān)損耗引起的熱量通過(guò)同一個(gè)散熱器和同一個(gè)風(fēng)冷風(fēng)道散熱，熱量的過(guò)于集中和風(fēng)道形成過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致每個(gè)功率模塊組的散熱效率低、效果差，為了使功率開(kāi)關(guān)器件能夠工作在較合理的溫度區(qū)間內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)往往采用大功率的散熱風(fēng)機(jī)來(lái)彌補(bǔ)由于散熱效率低下而帶來(lái)的工作溫度升高。 又如中國(guó)專利號(hào)為200710029765. 8的發(fā)明專利所公開(kāi)的風(fēng)冷大功率逆變器功率柜，包括柜體和安裝在柜體內(nèi)腔的功率單元，柜體的相對(duì)兩側(cè)設(shè)有進(jìn)風(fēng)門(mén)，柜體的頂部設(shè)有抽風(fēng)機(jī)；功率單元在柜體的內(nèi)腔呈點(diǎn)狀分布或條狀分布，使功率單元之間形成間隙，這些間隙及功率單元的散熱風(fēng)道在柜體的內(nèi)腔形成風(fēng)道，抽風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口正對(duì)風(fēng)道。又如中國(guó)專利號(hào)為200910075267. 6的發(fā)明專利所公開(kāi)的變頻器功率模塊，包括基板，基板后部固定有熱管散熱器，熱管散熱器的底部設(shè)置有吹風(fēng)機(jī)，頂部設(shè)置有引風(fēng)管道，引風(fēng)管道內(nèi)設(shè)置有抽風(fēng)機(jī)；其在運(yùn)行過(guò)程中，功率器件發(fā)出的熱量通過(guò)基板傳導(dǎo)到熱管散熱器上，在熱管散熱器底部吹風(fēng)機(jī)的作用下，熱量散發(fā)到引風(fēng)管道里，之后在引風(fēng)管道內(nèi)抽風(fēng)機(jī)的作用下，熱量被迅速抽到變頻器柜體外部。上述兩個(gè)專利所公開(kāi)的功率柜一般也是由多個(gè)功率模塊層疊構(gòu)成，每個(gè)功率模塊都實(shí)現(xiàn)A、B、C三個(gè)相位的變流，且包含用于實(shí)現(xiàn)3個(gè)相位變流的若干個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件、I塊疊層母排、I塊散熱器和若干電容，在這種系統(tǒng)中，ABC三個(gè)相位的變流將通過(guò)同一塊疊層母排輸出，變流產(chǎn)生的熱損耗將通過(guò)同一塊散熱器散發(fā)，因此，整個(gè)功率模塊采用同一個(gè)風(fēng)道和同一塊散熱器散熱，因此，此種風(fēng)冷形式風(fēng)程一般為縱向且較長(zhǎng)，且需采用功率較大的抽風(fēng)機(jī)，從而能耗較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，此種逆變器所需的散熱風(fēng)機(jī)功率較低，且具有較好的散熱效果。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，包括機(jī)箱、電氣柜、工作變壓器、正極銅排、負(fù)極銅排、與正極銅排連接的接觸器一、檢測(cè)接觸器一出線端電流的電流傳感器一、與接觸器一及負(fù)極銅排都連接的逆變模塊、與逆變模塊連接的電抗器、與電抗器并聯(lián)的三相電容、檢測(cè)電抗器與三相電容輸出端電流的電流傳感器二、與電抗器輸出端連接的濾波器、與濾波器連接的接觸器二、與接觸器二連接的斷路器，所述逆變模塊包括至少一組功率模塊組，所述功率模塊組包括每個(gè)都用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位變流的三個(gè)功率模塊，每個(gè)功率模塊都具有單獨(dú)的疊層母排。
此種三相并網(wǎng)逆變器的功率模塊組的三個(gè)功率模塊都具有獨(dú)立的疊層母排，因此，每個(gè)功率模塊都可以具有獨(dú)立的散熱器；現(xiàn)有技術(shù)中，由于三個(gè)相位的大功率開(kāi)關(guān)器件都集中于一個(gè)塊疊層母排上通過(guò)同一個(gè)散熱器散熱，熱量的過(guò)于集中和由于散熱器面積巨大而導(dǎo)致的風(fēng)道形成過(guò)長(zhǎng)使得每個(gè)功率模塊組的散熱效率低、效果差，因此，需要采用較高功率的散熱風(fēng)機(jī)；本發(fā)明由于三個(gè)功率模塊相互獨(dú)立設(shè)置，每個(gè)風(fēng)道的散熱功率和風(fēng)程都大大的減小，所以采用較小功率的風(fēng)機(jī)就能得到較好的散熱效果。作為本發(fā)明的優(yōu)選，每個(gè)功率模塊都包括位于對(duì)應(yīng)疊層母排上部的IGBT組件、位于疊層母排下部的電容組件。 在縱向位置上，現(xiàn)有技術(shù)中電容組件一般都設(shè)置于機(jī)箱上部，由于熱量都會(huì)向外輻射，特別是向上輻射，因此，特別是下方的IGBT組件也會(huì)對(duì)電容組件有較大的熱輻射影響，因此，現(xiàn)有技術(shù)中的電容組件散熱較差；本發(fā)明由于每個(gè)功率模塊都為獨(dú)立設(shè)置，因此不同相位的功率模塊之間的散熱影響較小，且由于電容組件與IGBT組件的上述分布形式，使得電容組件受IGBT組件熱輻射的影響更小。作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述每個(gè)功率模塊的IGBT組件與電容組件都位于對(duì)應(yīng)疊層母排的同一側(cè)。本發(fā)明的上述設(shè)置，則有利于使功率模塊組的體積更為緊湊，有利于減小功率模塊組的體積。作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述功率模塊橫向并排分布；每個(gè)功率模塊都還包括用于對(duì)IGBT組件散熱的散熱器；每個(gè)功率模塊組的其中一對(duì)相鄰功率模塊的散熱器相向分布。上述設(shè)置，使得散熱器相向分布的兩個(gè)相鄰功率模塊可以同時(shí)使用一組風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱，兩個(gè)相向的散熱器正好形成一個(gè)用于風(fēng)冷的風(fēng)道；在變流功率需要兩組功率模塊組的時(shí)候，雖然本發(fā)明需要三組風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱，而現(xiàn)有技術(shù)雖只需要兩組風(fēng)機(jī)，但由于現(xiàn)有技術(shù)中一組風(fēng)機(jī)同時(shí)需要對(duì)三個(gè)功率模塊同時(shí)散熱，所以其所需散熱總量約是本發(fā)明的150%，同時(shí)由于現(xiàn)有技術(shù)中所采用的疊層母排面積約是本發(fā)明的3倍，所以現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)冷的行程是本發(fā)明的2倍左右；因此，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有更高的散熱效率，同時(shí)所需的風(fēng)扇功率較小，散熱能耗更低，同時(shí)，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明更有利于降低IGBT組件的工作溫度；在現(xiàn)有技術(shù)中，功率模塊呈較扁的長(zhǎng)方體形狀，體積為本發(fā)明中使用模塊的3-4倍，所以在安裝時(shí)很難綜合考慮機(jī)箱內(nèi)部橫向、縱向和深度方向的空間利用率，本發(fā)明中的功率模塊因?yàn)轶w積較小，所以較為靈活，因此，本發(fā)明的空間利用率更高，設(shè)備體積和占地面積則更?。辉诂F(xiàn)有技術(shù)中，為了滿足散熱的需要，設(shè)備往往會(huì)采用較大功率的散熱風(fēng)機(jī)和較寬的風(fēng)道，而機(jī)箱內(nèi)部的空間又不是很寬裕，所以這些風(fēng)機(jī)往往被安裝于機(jī)箱外部，本發(fā)明中功率模塊的風(fēng)道和散熱風(fēng)機(jī)都可以安裝于機(jī)箱內(nèi)部，所以本發(fā)明中設(shè)備具有更規(guī)則的外形和更低的風(fēng)噪；其次，本發(fā)明這種小型模塊化的設(shè)計(jì)也使得本發(fā)明更便于拆裝及維修、維護(hù)。作為本發(fā)明的優(yōu)選，每個(gè)功率模塊都還包括與散熱器固定連接的模塊支架，所述IGBT組件固定于散熱器。上述設(shè)置，使得IGBT組件、散熱器的重量都由模塊支架承擔(dān)；IGBT組件的重量并不是由疊層母排承擔(dān)，從而減少疊層母排的負(fù)重，在長(zhǎng)期使用中，避免疊層母排的形變，從而提高疊層母排的使用壽命。
作為本發(fā)明的優(yōu)選，每個(gè)功率模塊都還包括固定于模塊支架下部的且用于固定連接電容組件的電容支架。上述設(shè)置，使得電容組件的重量通過(guò)電容支架轉(zhuǎn)嫁到模塊支架上，而不是由疊層母排承擔(dān)，從而進(jìn)一步減少疊層母排的負(fù)重，在長(zhǎng)期使用中，進(jìn)一步避免疊層母排的形變，從而提高疊層母排的使用壽命。作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述疊層母排的電極接觸都位于疊層母排的下端。本發(fā)明中，每個(gè)功率模塊都具有獨(dú)立的輸出端；現(xiàn)有技術(shù)中的功率模塊組由于只具有一個(gè)疊層母排，因此，出線相對(duì)集中，軟硬銅排的布線難度也更大；本發(fā)明疊層母排的電極接觸都位于疊層母排的下端，且疊層母排出線位置和電抗器進(jìn)線位置在縱深方向都位于同一平面，因此可以直接將相位輸出接入電抗器，從而在降低布線難度的同時(shí)減少了接線銅排的使用，節(jié)省了成本。
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明體積小、散熱效率較高并便于單面維修、維護(hù)及拆裝，空間利用率高，且具有良好的散熱效果；另外，由于散熱風(fēng)機(jī)功率小且可以安裝于機(jī)箱內(nèi)部，所以，本設(shè)備的噪音也較?。槐景l(fā)明具有較好的散熱效果，從而有利于降低IGBT組件的工作溫度，進(jìn)而有利于提高逆變效率。


圖I是實(shí)施例正視圖，為顯示內(nèi)部器件，機(jī)箱正面的箱門(mén)未示出；
圖2是實(shí)施例后視圖，為顯示內(nèi)部器件，機(jī)箱背面的箱門(mén)未示出；
圖3是實(shí)施例單個(gè)功率模塊結(jié)構(gòu)軸視 圖4是散熱器相向分布的兩個(gè)相鄰功率模塊的分布示意圖，為更清楚地示出此兩個(gè)相鄰功率模塊的結(jié)構(gòu)，圖中只示出功率模塊的內(nèi)部器件。圖中，101、機(jī)箱，5、逆變模塊，12、負(fù)極銅排，2、接觸器一，11、正極銅排，41、電流傳感器一，6、電抗器，3、三相電容，42、電流傳感器二，7、濾波器，8、接觸器二，9、斷路器，103、輸出銅排，1011、左室，1012、右室，1013、隔板，102、電氣柜，10、工作變壓器，51、模塊支架，514、散熱器，52、電容支架，512、IGBT組件，513、電容組件，511、疊層母排，515、蓋板，5111、電極接觸，1041、風(fēng)冷風(fēng)道，104、散熱風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。實(shí)施例一種變流功率為500kw的太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，如圖1-2所示，包括機(jī)箱101、設(shè)于機(jī)箱101內(nèi)的逆變模塊5 ;逆變模塊5包括兩個(gè)都可以實(shí)現(xiàn)三相逆變的功率模塊組，每個(gè)功率模塊組可以實(shí)現(xiàn)250kw的逆變功率；每個(gè)功率模塊組包括三個(gè)分別可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位逆變的功率模塊。兩個(gè)功率模塊組的負(fù)極輸入端直接連接有負(fù)極銅排12 ;兩個(gè)功率模塊組的正極輸入端都分別連接有接觸器一 2，兩個(gè)接觸器一 2分別連接有正極銅排11 ;且每個(gè)接觸器一2的輸出端還設(shè)有用于檢測(cè)該端電流的電流傳感器一 41 ;每個(gè)功率模塊組的三個(gè)相位輸出都連接至相應(yīng)的電抗器6，電抗器6還并聯(lián)有三相電容3，電抗器6與三相電容3的輸出端還設(shè)有用于檢測(cè)該端電流的電流傳感器二 42，電抗器6與三相電容3的輸出端連接有濾波器7，濾波器7連接有接觸器二 8，接觸器二 8連接有斷路器9，斷路器9連接輸出銅排103。機(jī)箱101在橫向分布上具有左室1011與右室1012 ;逆變模塊5位于左室1011上部，電抗器6位于左室1011下部，且左室1011在電抗器6的一側(cè)設(shè)有隔板1013，兩個(gè)接觸器一 2左右并排設(shè)置于隔板1013上,且三相電容3設(shè)于兩個(gè)接觸器一 2之間；右室1012的上部還設(shè)有電氣柜102，電氣柜102的下方為濾波器7及接觸器二 8，右室1012的下部還設(shè)工作變壓器10。如圖3所示，每個(gè)功率模塊都包括模塊支架51、固定于模塊支架51上的散熱器514、固定于模塊支架51下部的電容支架52、固定于散熱器514的IGBT組件512、固定于電容支架52的電容組件513、連接IGBT組件512與電容組件513的疊層母排51 1、固定于模塊支架51的蓋板515 ；IGBT組件512位于電容組件513上方，且IGBT組件512與電容組件513都位于對(duì)應(yīng)疊層母排511的同一側(cè)；散熱器514用于對(duì)IGBT組件512進(jìn)行散熱；疊層母排511的電極接觸5111都位于疊層母排511的下端，電極接觸5111為正負(fù)輸入接觸及相位輸出接觸。參見(jiàn)圖1、2和圖4,功率模塊橫向并排分布；其中具有三對(duì)散熱器514相向分布的相鄰功率模塊，每對(duì)相向分布的散熱器514之間形成風(fēng)冷風(fēng)道1041，針對(duì)每一個(gè)風(fēng)冷風(fēng)道1041設(shè)有一組位于該對(duì)散熱器514側(cè)邊的散熱風(fēng)機(jī)104。
權(quán)利要求
1.一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，包括機(jī)箱(101)、電氣柜(102)、工作變壓器(10)、正極銅排(11)、負(fù)極銅排(12)、與正極銅排(11)連接的接觸器一(2)、檢測(cè)接觸器一(2)出線端電流的電流傳感器一(41)、與接觸器一(2)及負(fù)極銅排(12)都連接的逆變模塊(5 )、與逆變模塊(5 )連接的電抗器(6 )、與電抗器(6 )并聯(lián)的三相電容(3 )、檢測(cè)電抗器(6 )與三相電容(3)輸出端電流的電流傳感器二(42)、與電抗器(6)輸出端連接的濾波器(7)、與濾波器(7)連接的接觸器二(8)、與接觸器二(8)連接的斷路器(9)，其特征在于，所述逆變模塊(5)包括至少一組功率模塊組，所述功率模塊組包括每個(gè)都用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位變流的三個(gè)功率模塊，每個(gè)功率模塊都具有單獨(dú)的疊層母排(511)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于，每個(gè)功率模塊都包括位于對(duì)應(yīng)疊層母排(511)上部的IGBT組件(512)、位于疊層母排(511)下部的電容組件(513)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述每個(gè)功率模塊的IGBT組件(512)與電容組件(513)都位于對(duì)應(yīng)疊層母排(511)的同一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述功率模塊橫向并排分布；每個(gè)功率模塊都還包括用于對(duì)IGBT組件散熱的散熱器(514)；每個(gè)功率模塊組的其中一對(duì)相鄰功率模塊的散熱器(514)相向分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于，每個(gè)功率模塊都還包括與散熱器(514)固定連接的模塊支架(51)，所述IGBT組件(512)固定于散熱器(514)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于，每個(gè)功率模塊都還包括固定于模塊支架(51)下部的且用于固定連接電容組件(513)的電容支架(52)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述疊層母排(511)的電極接觸(5111)都位于疊層母排(511)的下端。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的大功率太陽(yáng)能三相并網(wǎng)逆變器，包括機(jī)箱、電氣柜、工作變壓器、正極銅排、負(fù)極銅排、接觸器一、電流傳感器一、逆變模塊、電抗器、三相電容、電流傳感器二、濾波器、接觸器二、斷路器，所述逆變模塊包括至少一組功率模塊組，所述功率模塊組包括每個(gè)都用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位變流的三個(gè)功率模塊，每個(gè)功率模塊都具有單獨(dú)的疊層母排。此種逆變器所需的散熱風(fēng)機(jī)功率較低，且具有較好的散熱效果。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102723878SQ20121019803
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者葉寶春, 羅力, 趙軍 申請(qǐng)人:上方能源技術(shù)(杭州)有限公司