一種集成化水冷三電平裝置製造方法
2023-07-08 16:45:56 1
一種集成化水冷三電平裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種集成化水冷三電平裝置，屬於半導體開關【技術領域】，包括依次設置的進出線櫃、整流櫃、第一電容櫃、第二電容櫃和逆變櫃，所述整流櫃和逆變櫃均設置有3個相同的功率單元，所述第一、第二電容櫃均設置有低壓艙、電容和將電容、功率單元之間接通的電容層疊母排，所述進出線櫃、整流櫃、第一電容櫃、第二電容櫃和逆變櫃均設置為框架結構。本實用新型通過設置框架式組合外殼的功率單元，可輕鬆對功率單元進行維護，設置框架式的進出線櫃、整流櫃、第一電容櫃、第二電容櫃和逆變櫃，使結構緊湊，布局合理，且方便對整個裝置進行維護，同時設置多個相同的功率單元，利於更換，整體上提高維護效率和功率密度。
【專利說明】一種集成化水冷三電平裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體開關領域，具體提供一種變流裝置，尤其是一種適用於3300V/1700A的集成化水冷三電平裝置。
【背景技術】
[0002]目前市場上的交直交三電平裝置，電路拓撲結構主要採用二極體鉗位NPC方式，即將交流電整流為直流電，然後通過直流濾波電容分壓作用，得到三電平，後通過二極體鉗位逆變器，得到所需交流電輸出，用於控制電機。交直交三電平裝置的結構設計存在以下不足:1、各組件較為分散，集成度不高；2、功率單元外殼多為整體設計，導致維修不方便；3、功率單元一般只包含一個功率器件，導致功率單元結構不夠緊湊，效率不高；3、電平整體布局不合理，影響裝置的電氣性能，降低裝配效率，造成原材料浪費，而且導致後期加工維護不便，同時也影響整體的簡潔、美觀程度。
[0003]因此，有必要研究出一種三電平功率裝置，能夠輕易的進行維護，同時具有集成化程度高、結構簡潔的優點。
實用新型內容
[0004]有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種集成化水冷三電平裝置，立足於常規的整流電路拓撲結構，提供一種更簡單、優化、合理的三電平裝置的結構設計，在滿足電氣性能的前提下，便於裝配製作，節約原材料，降低裝置成本，提高加工維護效率，增強裝置的整體美觀程度。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種集成化水冷三電平裝置，包括依次設置的進出線櫃、整流櫃、第一電容櫃、第二電容櫃和逆變櫃，所述進出線櫃內設置有回水管，所述逆變櫃內設置有進水管，所述整流櫃和逆變櫃均設置有3個相同的功率單元，所述第一、第二電容櫃均設置有低壓艙、電容和將電容、功率單元之間接通的電容層疊母排，所述進出線櫃、整流櫃、第一電容櫃、第二電容櫃和逆變櫃均設置為框架結構。
[0007]進一步，所述功率單元包括外殼及設置在外殼內的散熱器和功率器件，所述功率器件設置在散熱器的兩端，所述兩端的功率器件上均設置有驅動電源和複合母排，所述外殼包括包裹在散熱器的兩端第一外殼、第二外殼和支承整個單兀的單兀底託，所述第一外殼和第二外殼均設置為框架結構。
[0008]進一步，所述進水管和回水管均設置在櫃體背面。
[0009]進一步，所述驅動電源上設置有電源保護罩，所述電源保護罩設置在驅動電源和複合母排之間。
[0010]進一步，所述散熱器為雙基板水冷散熱器。
[0011]進一步，所述複合母排均設置為壓合式層疊母排。
[0012]進一步，所述第一外殼和第二外殼上均設置有多個維修孔。
[0013]進一步，所述單元底託底部設置有多個萬向球。
[0014]進一步，還包括設置在低壓艙內的二次迴路元器件，所述第一、第二電容櫃內均設置有低壓艙滑道。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016]本實用新型通過設置框架式組合外殼的功率單元，可輕鬆對功率單元進行維護，並通過設置框架式的進出線櫃、整流櫃、第一電容櫃、第二電容櫃和逆變櫃，使結構緊湊，布局更合理，且方便對整個裝置進行維護，同時採用多個相同的功率單元，利於更換，整體上提高維護效率和工作效率。
[0017]本實用新型的其他優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中:
[0019]附圖1為本實用新型結構示意圖；
[0020]附圖2為本實用新型功率單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下將參照附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護範圍。
[0022]如圖1及圖2所示，本實用新型的一種集成化水冷三電平裝置，包括依次設置的進出線櫃1、整流櫃3、第一電容櫃4、第二電容櫃6和逆變櫃8，所述進出線櫃I內設置有回水管2，所述逆變櫃內設置有進水管9，所述進水管9和回水管2通過循環水對功率單元、逆變單元進行冷卻，所述整流櫃3和逆變櫃8均設置有3個相同的功率單元10，所述第一電容櫃4設置有低壓艙12,所述第二電容櫃6設置有低壓艙11，所述第一電容櫃4和第二電容櫃6均設置有電容和將電容、功率單元10之間接通的電容層疊母排7，所述進出線櫃1、整流櫃3、第一電容櫃4、第二電容櫃6和逆變櫃8均設置為框架結構，設置框架結構方便維護和組裝，所述功率單元10包括外殼1001及設置在外殼1001內的散熱器1002和功率器件1003，所述功率器件1003設置在散熱器1002的兩端，所述在散熱器一端的功率器件1003上設置有驅動電源1004和複合母排1005，所述在散熱器另一端的功率器件上也設置有驅動電源和複合母排1006,所述外殼1001包括包裹在散熱器1002兩端的第一外殼1007、第二外殼1008和支承整個單元的單元底託1009，所述第一外殼1007和第二外殼1008均設置為框架結構。
[0023]本實用新型通過設置框架式組合外殼的功率單元10，可輕鬆對功率單元10進行維護，並通過設置框架式的進出線櫃1、整流櫃3、第一電容櫃4、第二電容櫃6和逆變櫃8，使結構緊湊，布局更合理，且方便對整個裝置進行維護，同時採用多個相同的功率單元10，具有互換性利於更換，整體上提高維護效率、功率密度和美觀程度。
[0024]本實施例中，所述進水管9和回水管2均設置在櫃體背面。採用此結構，在櫃前看不到水管，使得整體的布置更加美觀，且不易受到損壞。
[0025]本實施例中，所述驅動電源1004上設置有電源保護罩1010，所述電源保護罩1010設置在驅動電源1004和複合母排1005之間，另一電源保護罩設置在另一驅動電源和複合母排1006之間，設置電源保護罩可以對電源進行保護，增強單元的安全性，將驅動電源和主迴路隔離開來，可進一步提高安全性能；同時，使得驅動電源接線柱朝外，方便用戶對其維護。
[0026]本實施例中，所述散熱器1002為雙基板水冷散熱器，採用此結構散熱器1002可同時對兩側元器件進行散熱，相比常規單基板散熱器，此散熱器的散熱功率增加一倍，本實施例中散熱器兩側的功率器件散熱水路採用獨立設計，分別對應一組進水口和出水口，分別進行散熱，散熱效果更好，可提高產品的使用壽命。
[0027]本實施例中，所述複合母排(1005、1006)均設置為壓合式層疊母排。採用此結構可有效的降低雜散電感和阻抗，提高裝置可靠性和安全性；且結構緊湊，可有效節省內部空間；同時，複合母排壓合在一起成為一個整體，可避免錯誤安裝，提高裝置維護性。
[0028]本實施例中，所述第一外殼1007和第二外殼1008上均設置有多個維修孔。設置維修孔可以在不拆開外殼的情況下即可完成對層疊母排和元器件的維護，提高了裝置的維護效率，同時這樣做還可以降低裝置的重量，提高美觀性。
[0029]本實施例中，所述單元底託底部設置有多個萬向球1011。本實施例優選為四個，方便功率單元移動，增強功率單元維修或組裝時的機動性。
[0030]本實施例中，還包括設置在低壓艙(11、12)內的二次迴路元器件，所述第一、第二電容櫃(4、6)內均設置有低壓艙滑道。將二次迴路元器件收納在低壓艙(11、12)內，使整個裝置更簡潔和美觀，同時，採用滑道可以將低壓艙輕鬆從電容櫃內滑出，省力，維修方便。
[0031]本實施例安裝過程:先將6個功率單元10上下依次裝入整流櫃3和逆變櫃8內並固定。然後將24臺電容器裝入第一和第二電容櫃內，電容分上下三層，每層4臺電容並排放置並固定。電容層疊母排7將上下三層的每一層對應的兩個功率單元10和8臺電容連接起來。第一低壓艙12放入第一電容櫃4的前端,鉸鏈固定在右側。第二低壓艙11放入第二電容櫃4的前端，鉸鏈固定在左側。控制迴路元器件放入第一和第二低壓艙內。第一和第二低壓艙可以整體拉出櫃外，不影響對電容櫃後面電容的維護操作。進水管固定在櫃體後側下方，回水管固定在櫃體後側上方。
[0032]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種集成化水冷三電平裝置，其特徵在於:包括依次設置的進出線櫃、整流櫃、第一電容櫃、第二電容櫃和逆變櫃，所述進出線櫃內設置有回水管，所述逆變櫃內設置有進水管，所述整流櫃和逆變櫃均設置有3個相同的功率單元，所述第一、第二電容櫃均設置有低壓艙、電容和將電容、功率單元之間接通的電容層疊母排，所述進出線櫃、整流櫃、第一電容櫃、第二電容櫃和逆變櫃均設置為框架結構。
2.根據權利要求1所述一種集成化水冷三電平裝置，所述功率單元包括外殼及設置在外殼內的散熱器和功率器件，所述功率器件設置在散熱器的兩端，所述兩端的功率器件上均設置有驅動電源和複合母排，所述外殼包括包裹在散熱器的兩端第一外殼、第二外殼和支承整個單元的單元底託，所述第一外殼和第二外殼均設置為框架結構。
3.根據權利要求1所述一種集成化水冷三電平裝置，其特徵在於:所述進水管和回水管均設置在櫃體背面。
4.根據權利要求2所述的一種集成化水冷三電平裝置，其特徵在於:所述驅動電源上設置有電源保護罩，所述電源保護罩設置在驅動電源和複合母排之間。
5.根據權利要求2所述的一種集成化水冷三電平裝置，其特徵在於:所述散熱器為雙基板水冷散熱器。
6.根據權利要求2所述的一種集成化水冷三電平裝置，其特徵在於:所述複合母排均設置為壓合式層疊母排。
7.根據權利要求2所述一種集成化水冷三電平裝置，其特徵在於:所述第一外殼和第二外殼上均設置有多個維修孔。
8.根據權利要求2所述一種集成化水冷三電平裝置，其特徵在於:所述單元底託底部設置有多個萬向球。
9.根據權利要求1-8任一所述的一種集成化水冷三電平裝置，其特徵在於:還包括設置在低壓艙內的二次迴路元器件，所述第一、第二電容櫃內均設置有低壓艙滑道。
【文檔編號】H02M5/44GK204156713SQ201420574065
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】楊建超 申請人:中冶賽迪電氣技術有限公司