大電流整流器的改良結構的製作方法
2023-08-01 18:36:26
大電流整流器的改良結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型是一種大電流整流器的改良結構，特別是指一種體積小且具冷卻系統的大電流整流器（6000A以上），而能節省空間，更能有效散熱以延長整流器的使用壽命。主要是由殼體、IGBT模塊、橋式(二極體)冷卻模塊、變壓器、輸出裝置及冷卻裝置等所組成，該殼體內部設有上下對應的變壓器，並利用銅板分別連接出正極與負極，位於上下二組變壓器是利用並聯而能產生大電流，並具有整流、分流及輸出功能，再與輸出裝置連接以輸出電流，位於輸出裝置的一側連接有IGBT模塊及橋式(二極體)冷卻模塊，可將電流放大同時能高耐壓及控制負載的電流，以穩定整流器的效能，再利用水冷式的冷卻裝置循環流通各銅排，可降低銅排的溫度，確實達到散熱的效能。
【專利說明】大電流整流器的改良結構
【技術領域】
[0001]本實用新型是有關於一種大電流整流器的改良結構，其是利用IGBT模塊、橋式(二極體)冷卻模塊、變壓器、輸出裝置及冷卻裝置等組成一高效能大電流整流器(6000A以上)，並利用冷卻裝置循環流通至各銅排，而能快速降低銅排溫度，確實達到散熱的效果。
【背景技術】
[0002]傳統的整流器構造，如圖1所示，是現有整流器的立體圖，主要具有一中空的本體1，位於本體I內部底端設有變壓器11,而在本體I頂端設有一散熱風扇12，位於本體I的前端形成有一槽口 10，並設有一控制板13，且控制板13後端設有散熱的鋁條130。至於該變壓器11是利用銅片分別連接出正、負極，正極處會導通至銅板111，且該銅板111通過螺絲螺合連接有一分流器14，並由分流器14再連結一輸出銅板140形成輸出端，而負極處則直接連接於一銅板112，並延伸一輸出端113，而能達到整流輸出供使用。
[0003]請仍然參閱圖1所示，該傳統整流器使用的變壓器11，是利用矽鋼片材料做為變壓器鐵芯，形成大電流低電壓的變壓器11，且配合導電金屬材料以一次側用銅線繞線方式及二次側用銅線繞線方式組成，且為了因應大電流低電壓的需要，該變壓器11的控制板13，是利用三相二極體(矽控整流器)控制相位角度大小，而來改變輸出的額定值，然因傳統方式的變壓器11，鐵損及銅損高且效率低，既耗能又耗電，且體積較龐大，又因大電流低電壓整流時會產生高溫，所以都必須有冷卻裝置，如散熱風扇12及鋁條130等。另外，該變壓器11的正、負極輸出，配合數組連結，除增加組裝的困擾且成本較高，尤其該正極輸出需連結一分流器14後，再連結一輸出銅板140，顯然較為複雜不便，最重要的是傳統的整流器，體積大、重量重且效率低。
[0004]當所使用的電流需求較大時，傳統大電流整流器的體積都相當龐大，不僅相當佔空間且相當笨重，且須設置較大的空間以供擺放，搬運上非常不便，而傳統整流器大多通過風扇散熱，因此散熱效果不佳，所以會降低其使用壽命，且容易過熱而影響使用效能，使用上甚為困擾。
[0005]創作人是專門從事於整流器的設計製造工作，深知傳統大電流整流器體積大、散熱效果差的缺失，並不能滿足所需，於是乃極力研發改革，終於在歷經數次的試驗改進後，首創出一種高效能大電流整流器。
【發明內容】
[0006]本實用新型是有關於一種大電流整流器的改良結構，特別是指一種體積小且具冷卻系統的大電流整流器，而能節省空間，更能有效散熱以延長整流器的使用壽命。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型提供一種大電流整流器的改良結構，其主要是由殼體、IGBT模塊、橋式冷卻模塊、變壓器、輸出裝置及冷卻裝置所組成，該殼體為一中空狀，位於內部設有上下對應的二組變壓器，其是以並聯相接，該變壓器具有環形鐵芯配合一次側繞線方式及二次側模塊方式所組成；而該輸出裝置則設置在變壓器間，其是由銅板本體與輸出銅板結合成一體，並形成有分流器，位於輸出銅板末端延伸一輸出端，再利用負極銅板延伸的銅片連接銅板本體與變壓器，且於負極銅板端邊形成有輸出端；位於殼體的一側設置有IGBT模塊、橋式冷卻模塊，該IGBT模塊的上下端邊連接有電容，而後端則與輸出裝置連接，位於側邊設有控制板及驅動板；橋式冷卻模塊則與IGBT模塊利用線路接通；而該冷卻裝置為水冷式，其是利用管路與IGBT模塊、橋式冷卻模塊、變壓器及輸出裝置的銅管接通。
[0008]其中，該二次側模塊是以並聯方式來連接多組變壓器，讓電流直接輸出為負端。
[0009]其中，該變壓器由銅板本體與輸出銅板至分流器，直接輸出為正端，且為模塊化一體成型。
[0010]其中，該殼體設有進水孔及出水孔，供設置冷卻裝置的管路。
[0011]其中，該整流器輸出的電流為6000A以上。
[0012]本實用新型確實達到散熱的效能，不僅無噪音、無汙染，更能延長整流器的使用壽命，且整體結構簡單、重量輕、體積小，且效率極高，顯已較傳統者具進步及實用功效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是現有整流器的立體圖。
[0014]圖2是本實用新型的立體圖。
[0015]圖3是本實用新型另一角度的示意圖。
[0016]圖4是本實用新型IGBT模塊的正面示意圖。
[0017]圖5是本實用新型冷卻裝置的示意圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]〔現有〕
[0020]1-本體；10_槽口 ；11_變壓器；111_銅板；112_銅板；113_輸出端；12_散熱風扇；13-控制板；130-鋁條；14-分流器；140-輸出銅板；
[0021]〔本實用新型〕
[0022]2-整流器；20_殼體；21_IGBT模塊；22_橋式(二極體)冷卻模塊；220_線路；23-變壓器；230_變壓器；24_輸出裝置；240_銅板本體；2401_定位銅片；2402_ 二極體；241-輸出銅板；2410_輸出端；242_分流器；243_負極銅板；2430_輸出端；244_銅片；25-冷卻裝置；250_管路；251_進水孔；252_出水孔；253_冷卻銅管；26_電容；27_控制板；270-驅動板；28_開關。
【具體實施方式】
[0023]首先，請參閱圖2所示，是本實用新型的立體圖，其是由殼體20、IGBT模塊21、橋式(二極體)冷卻模塊22、變壓器23、230輸出裝置24及冷卻裝置25等所組成，該殼體20為一中空狀，供設置組裝的零件，位於內部設有上下對應的二組變壓器23、230，其是通過銅錠並連接出正極與負極(圖中未顯示)，且利用環形鐵芯(鐵粉芯或納米晶或非矽晶等材料)配合一次側繞線方式及二次側模塊方式所組成，該二次側模塊是以並聯方式連接，讓電流更大達到需求並直接輸出為負端，而能產生大電流，再與輸出裝置24的負極銅板243連結(如第3圖所示);至於輸出裝置24則設置在變壓器23、230間，其是通過數條金屬管將銅板本體240與輸出銅板241結合成一體,且形成有分流器242,直接輸出為正端,並於輸出銅板241末端延伸一輸出端2410供將電流輸出，且該銅板本體240上設置有數個定位銅片2401及二極體2402，以作為整流之用，再利用負極銅板243延伸的銅片2431連接銅板本體240與變壓器23、230，且於負極銅板243端邊形成一輸出端2430，其為模塊化一體成型，能讓損失降至最低。
[0024]其次，請仍然參閱圖2並配合圖4所示，該殼體20的一側設置有IGBT模塊21、橋式(二極體)冷卻模塊22，該IGBT模塊21的上下端邊連接有電容26，能將直流電轉換成交流電，而後端則與輸出裝置24連接，以連通電路，使電流放大，且具高耐壓及低飽和降壓的作用，位於側邊設有控制板27及驅動板270，而能啟動控制整流器2 ;至於橋式(二極體)冷卻模塊22則與IGBT模塊21則利用線路220接通，其是能控制負載的電流量，以穩定電流，且於橋式(二極體)冷卻模塊22上方設置有開關28，以啟閉整流器2。
[0025]接著，請繼續參閱圖5所示，是本實用新型冷卻裝置的示意圖，該冷卻裝置25為水冷式，其設有一進水孔251及出水孔252以設置管路250 (如圖3所示)，再通過管路250循環流通整流器2的各銅排的銅管內，而能確實降低銅排的溫度。使用時，是利用幫浦將管路250由進水孔251連通至整流器2內，使水流先輸送至IGBT模塊21內的銅管，然後再流動到橋式(二極體)冷卻模塊22，接著流入變壓器230，再經過輸出裝置24流至變壓器23，最後從二極體冷卻銅管253流出，使各銅排皆能通過水的流動，將產生的高溫排出，達到降低銅排溫度的效果，使整流器2能有效散熱，不僅提高整流器2的穩定，更延長其使用壽命，且完全不會產生噪音及汙染。
[0026]因此，該整流器2通過IGBT模塊21將電流放大，且具高耐壓及低飽和降壓的作用，並配合橋式(二極體)冷卻模塊22控制負載的電流量，能穩定整流器2，並結合上、下二組變壓器23、230及輸出裝置24的銅排設計，且該二組變壓器23、230是以並聯相接，而能產生大電流(6000A以上)，再將輸出端2410、2430與欲整流的機器(負載)連接，確實達到高效率的整流效果，而該整流器2體積小、重量輕不佔空間，且整體結構簡單，加上組裝方便快速，可有效節省空間及成本。尤其該整流器2設有水冷式的冷卻裝置25，主要利用水在銅排間的流動循環，將銅排產生的高溫排出，而能加速整流器2的散熱，以延長整流器2使用壽命。
[0027]綜上所述，本實用新型利用IGBT模塊、橋式(二極體)冷卻模塊、上、下二組變壓器配合輸出裝置，而能以較小體積設置高效能大電流的整流器，並利用水冷式的冷卻裝置流經各銅排的銅管內，能確實將銅排散熱，以延長整流器的壽命，顯較為進步理想者，理已符合新型的專利要件，依法提出專利申請。
【權利要求】
1.一種大電流整流器的改良結構，其特徵在於，其主要是由殼體、IGBT模塊、橋式冷卻模塊、變壓器、輸出裝置及冷卻裝置所組成，該殼體為一中空狀，位於內部設有上下對應的二組變壓器，其是以並聯相接，該變壓器具有環形鐵芯配合一次側繞線方式及二次側模塊方式所組成；而該輸出裝置則設置在變壓器間，其是由銅板本體與輸出銅板結合成一體，並形成有分流器，位於輸出銅板末端延伸一輸出端，再利用負極銅板延伸的銅片連接銅板本體與變壓器，且於負極銅板端邊形成有輸出端；位於殼體的一側設置有IGBT模塊、橋式冷卻模塊，該IGBT模塊的上下端邊連接有電容，而後端則與輸出裝置連接，位於側邊設有控制板及驅動板；橋式冷卻模塊則與IGBT模塊利用線路接通；而該冷卻裝置為水冷式，其是利用管路與IGBT模塊、橋式冷卻模塊、變壓器及輸出裝置的銅管接通。
2.根據權利要求1所述的大電流整流器的改良結構，其特徵在於，該二次側模塊是以並聯方式來連接多組變壓器，讓電流直接輸出為負端。
3.根據權利要求1所述的大電流整流器的改良結構，其特徵在於，該變壓器由銅板本體與輸出銅板至分流器，直接輸出為正端，且為模塊化一體成型。
4.根據權利要求1所述的大電流整流器的改良結構，其特徵在於，該殼體設有進水孔及出水孔，供設置冷卻裝置的管路。
5.根據權利要求1所述的大電流整流器的改良結構，其特徵在於，該整流器輸出的電流為6000A以上。
【文檔編號】H02M7/00GK203377795SQ201320302559
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年5月29日 優先權日:2013年5月29日
【發明者】林訓毅 申請人:林訓毅