[实用新型]一种高压变频器的水冷型功率模块

说明书

本实用新型公开了一种高压变频器的水冷型功率模块，包括机壳、两个单元电路和水冷板，单元电路包括H桥逆变电路、整流电路、支撑电容、控制电路板、三相输入端子和单相输出端子，水冷板竖直地、沿机壳的中轴线安装在机壳中，两个单元电路的H桥逆变电路的功率器件和整流电路的功率器件分别安装在水冷板的两侧；H桥逆变电路的输入端和整流电路的输出端通过第一母线连接。本实用新型的水冷型功率模块结构紧凑、功率密度高，有利于高压变频器减小整机的体积。

[技术领域]

本实用新型涉及高压变频器，尤其涉及一种高压变频器的水冷型功率模块。

[背景技术]

随着矿井现代化水平提高、科学技术进步和产能扩大，井下主运皮带等适配电机的电压等级提升到了10kV，电机功率不断升高。这要求变频器也得适配10kV输入/0-10kV输出的高-高直接输出性防爆高压变频器，原先的3.3kV防爆变频器已无法满足现代矿井的需求。

10kV输入/0-10kV输出高-高直接输出型防爆高压变频器采用是功率模块级联的拓扑结构，利用叠加升压原理，将数个低压输出的功率模块串联起来，形成高压输出。功率模块是防爆高压变频器的核心。

申请号为CN201811282274.9的发明公开了一种基于SiC器件的高集成度双面水冷功率组件，包括整流单元，逆变单元和制动单元和平板水冷散热器；所述平板水冷散热器一侧布置所述整流单元；另一侧布置所述逆变单元和所述制动单元；所述平板水冷散热器一侧布置所述整流单元；另一侧布置所述逆变单元和所述制动单元；所述整流单元通过正负叠层母排实现与所述逆变单元和制动单元的连接；在所述整流单元的三相交流进线侧设置进水口，在所述逆变单元的三相交流出线侧设置出水口。

该发明公开的双面水冷功率组件输出电压低，功率组件的结构不够紧凑；级联输出高压所需要的功率模块数量多，一般为了达到三相10KV高压输出的共需要24个功率模块级联，且功率模块体积大，造成整机体积大且成本高，在矿井下有限空间内，此类防爆变频器安装和运输均比较困难。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、功率密度高的高压变频器的水冷型功率模块。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种高压变频器的水冷型功率模块，包括机壳、两个单元电路和水冷板，单元电路包括H桥逆变电路、整流电路、支撑电容、控制电路板、三相输入端子和单相输出端子，水冷板竖直地、沿机壳的中轴线安装在机壳中，两个单元电路的H桥逆变电路的功率器件和整流电路的功率器件分别安装在水冷板的两侧；H桥逆变电路的输入端和整流电路的输出端通过第一母线连接。

以上所述的水冷型功率模块，控制电路板布置在同一单元电路H桥逆变电路的功率器件和整流电路的功率器件的外侧；控制电路板与水冷板平行。

以上所述的水冷型功率模块，包括接线板，接线板布置在机壳的前面；两套三相输入端子，第一单元电路的第一单相输出端子和第二单元电路的第二单相输出端子布置在接线板上；第一单元电路的第二单相输出端子和第二单元电路的第一单相输出端子通过内部级联线连接。

以上所述的水冷型功率模块，内部级联线从水冷板的下方穿过，内部级联线与水冷板和机壳等电位连接。

以上所述的水冷型功率模块，机壳包括主元件箱和辅元件箱；主元件箱为U形，包括前框板、后框板和底框板，水冷板安装在主元件箱中，分别与前框板、后框板和底框板连接固定；水冷板的前端包括进水口和出水口，前框板包括进水孔和出水孔。

以上所述的水冷型功率模块，辅元件箱包括底板和后座，后座布置在底板的后部，包括顶板，顶板包括两列安装孔，两列安装孔沿辅元件箱的横轴方向分开布置；单元电路包括一组所述的支撑电容，两列安装孔各布置一组支撑电容；支撑电容固定在后座的顶板上，第二母线的一端接支撑电容通，另一端通过螺钉与第一母线连接。