[实用新型]级联式大功率高压变频功率单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于大功率、高压交流异步电动机变频调速的电力变换装置，具体说是一种模块化、紧凑结构、便于装配及维护的级联式大功率高压变频功率单元，属于高压变频技术领域。

背景技术

电动机节能工程是国家发改委启动的“十一五”国家十大重点节能工程之一，随着中国经济的快速发展，工业用大中型高压电机在生产中扮演着越来越多的角色，其消耗的能源占全部耗能总量的近三分之二，如果能将这部分高压电机能源效率提高，降低工业单产能耗，不但可节省大量宝贵的能源，也提高了企业的竞争力。随着电力电子技术的日益进步和成熟，级联式电压源型高压变频调速技术在国内外中低功率电机变频调速市场中已经有了长足的发展和广泛的应用，并逐步扩展到大功率电机的变频调速。而功率单元作为级联式高压变频器的重要组成部分，是整个变频调速系统的核心部件，它决定了高压变频器性能的优劣。因此，为了适应市场对大功率高压变频调速系统的需求，有必要提供一种适用大功率电机的高压变频功率单元。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种模块化、紧凑结构、便于装配及维护的级联式大功率高压变频功率单元。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：由上机壳组件和下机壳组件组成上下分体式结构，主要组成包括上机壳、下机壳、前散热器、后散热器、矩形电容阵列、输入输出插接件、电源板、控制板、驱动板、功率器件及连接铜排；

一种级联式大功率高压变频功率单元，包括机壳、输入输出插接件、设置于机壳内的散热器及电解电容组件，其特征在于：所述机壳包括上机壳和下机壳，由上机壳、散热器和输入输出插接件构成上机壳组件，所述散热器设置于上机壳内，输入输出插接件设置于上机壳的后部；由矩形电容阵列、底板、电容定位板与下机壳组合成下机壳组件，所述电解电容组件设置于由下机壳和电容定位板、底板构成的内部空间。上、下机壳组件组合成功率单元结构框架。

前述的级联式大功率高压变频功率单元，其特征在于：所述散热器包括沿垂直方向布置的相互平行的前散热器和后散热器，所述前散热器、后散热器通过设置于上下及前后的六块散热器支撑架连接，形成双面散热结构，散热器采用高效铝制插片式散热结构，整流桥、电源板和一半IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管，简称IGBT)布置在前散热器表面，旁通二极管、旁通可控硅、控制板、驱动板及另一半IGBT布置在后散热器表面，根据散热器各自表面安装的功率器件的数量及发热功率设计有不同的散热面积；由前散热器和后散热器各自背面的散热翅片共同组成了一个统一的上部散热通风道，用来对两边散热器基体传导过来的功率器件发热量进行散热降温。

前述的级联式大功率高压变频功率单元，其特征在于：下机壳前后分别开设有散热通风孔，形成下散热通风道，将电容阵列产生的热量强制排出，从而延长电解电容的使用寿命。功率单元采用后部进风，前部出风冷却方式。

前述的级联式大功率高压变频功率单元，其特征在于：所述电解电容组件为矩形阵列结构布置方式，通过电容底板及定位板将其排列固定在下机壳内部，并用串、并联铜排彼此电气连接。

前述的级联式大功率高压变频功率单元，其特征在于：所述输入输出插接件设置在上机壳后部，分列其左右两侧。功率单元采用后进线、后出线结构，三路输入，四路输出。

前述的级联式大功率高压变频功率单元，其特征在于：所述输入输出插接件为动触插接头，动触插接头通过卡板固定在上机壳后部。

前述的级联式大功率高压变频功率单元，其特征在于：为以最短路径连接至输出端子，在所述前散热器和后散热器表面设置有IGBT输出铜排穿行方孔，前散热器上IGBT输出铜排通过该方孔穿过前、后散热器连接至输出端，所述输出铜排通过绝缘卡套支撑并固定在前、后散热器基体上。

前述的级联式大功率高压变频功率单元，其特征在于：所述电解电容组件的矩形电容阵列正极、负极输出连接铜板为平行、层叠布置方式，正、负极之间设置绝缘板，有效减少了回路电感的产生。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型设计的结构方案同时考虑了机械上的紧凑性、可维护性和电气上功率器件易安装、可替换性两方面因素，具有结构紧凑、易于装配和维护、电气性能良好等特点。功率单元内部普遍采用功率母线铜排设计方式，在有效抑制IGBT开关尖峰产生的同时，也减少了寄生电感，提高了系统可靠性。

附图说明

图1是本实用新型大功率单元整体结构示意图；

图2是本实用新型前后双散热器结构示意图；

图3是本实用新型上机壳组件结构示意图；