一種功率模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種功率模塊，特別是一種用于風(fēng)能變流器的功率模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能變流器是兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心部件，低電壓穿越模塊(簡(jiǎn)稱低穿模塊)是風(fēng)能變流器中保證系統(tǒng)能夠從電網(wǎng)沖擊中快速恢復(fù)的關(guān)鍵部件。低穿模塊具有額定電流大、瞬時(shí)工作等特性，這些特性給低穿模塊的設(shè)計(jì)帶來(lái)一些困難:
[0003]1、低穿模塊通常放在機(jī)柜頂部，由于額定容量大，器件數(shù)量多，當(dāng)所有器件集成在一個(gè)模塊中時(shí)，重量較重，給裝配維修帶來(lái)很大困難；
[0004]2、有些方案把低穿模塊分成2個(gè)小模塊分開安裝，以克服裝配困難、單一模塊容量不足的問(wèn)題。然而此法帶來(lái)兩個(gè)缺陷:
[0005](I)直流側(cè)的導(dǎo)線要重復(fù)接2遍；
[0006](2)由于母線電壓高，模塊與系統(tǒng)之間需要留足絕緣距離，2個(gè)小模塊比集成在一起的方案更占用寶貴的系統(tǒng)空間；
[0007]3、低穿模塊對(duì)外接線有直流正負(fù)、交流、驅(qū)動(dòng)信號(hào)、驅(qū)動(dòng)電源等，輸出端口多且高低壓都有，要保持相互之間的距離不造成干擾較難?，F(xiàn)有技術(shù)方案通常將模塊的高壓回路布在側(cè)面，給接線帶來(lái)困難；
[0008]4、低穿模塊在系統(tǒng)中放在最上層，運(yùn)輸時(shí)振動(dòng)最強(qiáng)烈。作為備件單獨(dú)發(fā)貨時(shí)，也容易受跌落沖擊?，F(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)都難以對(duì)模塊內(nèi)的器件做很好的保護(hù)；
[0009]5、低穿模塊工作特性是瞬時(shí)電流大，不連續(xù)工作，因此模塊內(nèi)部器件是自然冷卻，但是需要很大的熱容和開放的散熱空間。此需求與對(duì)模塊內(nèi)部器件的保護(hù)相悖，兩者難同時(shí)做好。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種適用于風(fēng)能變流器的功率模塊。
[0011 ]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種功率模塊，其中，包括:
[0012]矩形框架；
[0013]第一模塊，安裝在所述矩形框架內(nèi)，所述第一模塊包括至少一功率器件；
[0014]第二模塊，安裝在所述矩形框架內(nèi)，并與所述第一模塊呈鏡像對(duì)稱設(shè)置，所述第二模塊包括至少一功率器件；
[0015]直流匯流銅排，分別與所述第一模塊和所述第二模塊連接，包括分別與所述第一模塊和所述第二模塊各自的直流正極和直流負(fù)極連接的直流正極接線端子和直流負(fù)極接線端子，所述直流正極接線端子和直流負(fù)極接線端子設(shè)置于所述矩形框架的正面;以及
[0016]交流匯流銅排，包括與所述第一模塊連接的第一交流接線端子和與所述第二模塊連接的第二交流接線端子，所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子分別設(shè)置于所述矩形框架的正面，其中，所述直流正極接線端子和直流負(fù)極接線端子位于所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子之間。
[0017]上述的功率模塊，其中，所述第一模塊和第二模塊背向相對(duì)垂直安裝在所述矩形框架的底板上，所述第一模塊和第二模塊均為故障穿越模塊，所述故障穿越模塊的側(cè)面還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路板。
[0018]上述的功率模塊，其中，所述交流匯流銅排還包括豎直銅排和水平銅排，所述第一模塊或所述第二模塊的交流輸出分別通過(guò)所述豎直銅排引至所述矩形框架的頂面，所述水平銅排與所述豎直銅排連接，所述水平銅排沿所述矩形框架的頂面水平延伸至所述矩形框架的正面，所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子分別位于所述水平銅排的末端。
[0019]上述的功率模塊，其中，還包括輔助電容，所述輔助電容安裝在所述矩形框架的底板上，并設(shè)置在所述第一模塊與所述第二模塊之間，所述輔助電容的頂部觸點(diǎn)固定至所述直流匯流銅排。
[0020]上述的功率模塊，其中，所述直流匯流銅排為疊層銅排。
[0021]上述的功率模塊，其中，所述矩形框架包括兩側(cè)板、底板、前封板和后封板，所述兩側(cè)板、底板、前封板和所述后封板共同圍合成矩形容置空間，所述兩側(cè)板、底板、前封板和后封板上分別設(shè)有安裝孔。
[0022]上述的功率模塊，其中，所述矩形框架還包括電容固定板，所述電容固定板安裝在所述底板上。
[0023]上述的功率模塊，其中，所述兩側(cè)板為鏤空的矩形框，所述前封板的兩側(cè)分別設(shè)置有用于低壓電源線走線的矩形開口。
[0024]上述的功率模塊，其中，所述矩形框架為金屬框架，所述前封板的頂端設(shè)置有絕緣板，所述直流正極接線端子、所述直流負(fù)極接線端子、所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子分別固定在所述絕緣板上。
[0025]上述的功率模塊，其中，所述矩形框架上還設(shè)置有前置把手，所述前置把手對(duì)稱設(shè)置在所述前封板的兩側(cè)，且所述前置把手的伸出長(zhǎng)度大于所述直流正極接線端子、所述直流負(fù)極接線端子、所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子的伸出長(zhǎng)度。
[0026]上述的功率模塊，其中，所述第一模塊的功率器件和所述第二模塊的功率器件均為IGBT模塊。
[0027]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0028]1、第一模塊和第二模塊放置特征為鏡像對(duì)稱設(shè)置、背靠背、垂直放置，使得空間利用率極高，且節(jié)省了左右絕緣距離所需空間，占用系統(tǒng)的空間減少30%以上；
[0029]2、將功率單元都固定到矩形框架上，所有易損部件都包在框架內(nèi)，在模塊的安裝、運(yùn)輸、維護(hù)時(shí)，矩形框架對(duì)內(nèi)部器件可以起到保護(hù)作用。例如，前置把手向前伸出長(zhǎng)度大于觸點(diǎn)的伸出長(zhǎng)度，當(dāng)模塊正面跌落或受到磕碰時(shí)，前觸點(diǎn)受到把手的保護(hù)不易損傷。在單獨(dú)包裝運(yùn)輸時(shí)，此結(jié)構(gòu)形狀規(guī)則，可以大大節(jié)約包裝材料及運(yùn)輸費(fèi)用；
[0030]3、第一模塊和第二模塊的高壓觸點(diǎn)由頂部的直流匯流銅排和兩邊的交流匯流銅排引到正面的頂部，由此該第一模塊和第二模塊所有的對(duì)外接線點(diǎn)都移到功率模塊的正面，具有如下有益效果:
[0031](I)模塊容易正面安裝、維護(hù)；
[0032](2)第一模塊與第二模塊的正負(fù)極匯在一起，對(duì)外只需要接一次線，且交直流出線集中在正面頂部，節(jié)約系統(tǒng)內(nèi)走線空間，容易理線；
[0033](3)高壓與低壓線纜上下分開，避免干擾；
[0034]4、在第一模塊與第二模塊中間可以加入2個(gè)輔助電容，增加模塊的容量；
[0035]5、矩形外框的鏤空設(shè)計(jì)方便內(nèi)部器件散熱，可以縮短投入運(yùn)行時(shí)間間隔。
[0036]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0038]圖2為圖1的爆炸圖；
[0039]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的矩形框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4為圖3的爆炸圖。
[0041]其中，附圖標(biāo)記
[0042]I 矩形框架
[0043]11 底板
[0044]12 側(cè)板
[0045]13 前封板
[0046]131 矩形開口
[0047]14 后封板
[0048]15 電容固定板
[0049]16 前置把手
[0050]17 絕緣板[0051 ]2 第一模塊
[0052]3 第二模塊
[0053]4 直流匯流銅排
[0054]41 直流正極接線端子
[0055]42 直流負(fù)極接線端子
[0056]5 交流匯流銅排
[0057]51 第一交流接線端子
[0058]52 第二交流接線端子
[0059]53 豎直銅排
[0060]54 水平銅排[0061 ]6 輔助電容
[0062]7 驅(qū)動(dòng)電路板
【具體實(shí)施方式】
[0063]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0064]參見(jiàn)圖1及圖2，圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的爆炸圖。本實(shí)用新型的功率模塊，包括:
[0065]矩形框架I，例如，其材質(zhì)可選擇為金屬框架；
[0066]第一模塊2，安裝在矩形框架I內(nèi)，其包括至少一功率器件，該功率器件可以為IGBT模塊(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT，絕緣棚.雙極晶體管)；
[0067]第二模塊3，安裝在矩形框架I內(nèi)，并與第一模塊2呈鏡像對(duì)稱設(shè)置。第二模塊3包括至少一功率器件，該功率器件可以為IGBT模塊。其中，第一模塊2和第二模塊3背向相對(duì)(即背靠背地)垂直安裝在矩形框架I的底板11上。第一模塊2和第二模塊3均