交流銅排的製作方法
2023-05-08 09:22:16
交流銅排的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種交流銅排，其一個端板上形成有一第一腰圓孔和兩個第二腰圓孔；第一腰圓孔的中心位於所述端板的中軸線上，直邊垂直於中軸線且到所述端板的邊緣為23.5毫米，第一腰圓孔的圓弧直徑為5至6毫米，第一腰圓孔的長度範圍為一第一長度到所述第一長度減去4毫米；兩個第二腰圓孔分別位於所述中軸線的兩側，第二腰圓孔的直邊到所述端板的邊緣為17毫米，第二腰圓孔的圓弧的直徑為5至6毫米，第二腰圓孔的長度為16.5至19.5毫米。本實用新型彌補了現有交流銅排並聯IGBT模塊交流輸出端的阻抗不一致的不足，通過在交流銅排上挖孔的方式重新分配電流路徑，解決了阻抗不一致帶來的不均流現象，滿足了工業需求。
【專利說明】交流銅排
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種交流銅排。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子技術的快速發展，變頻器正向大容量發展。目前常採用多個IGBT(絕緣柵雙極型電晶體)模塊直接並聯在交流銅排上以提高變頻器的功率等級。然而多個IGBT模塊並聯存在電流分配不均現象，嚴重製約大功率變頻器的發展。不均的原因一方面和IGBT模塊本身參數的不一致性有關，另一方面和驅動信號的不同步有關，再有就是和IGBT模塊直接並聯的交、直流銅排阻抗參數不一致有關。
[0003]對於現有的用於並聯三組IGBT模塊的交流銅排1，參見圖1和圖2，所述交流銅排為對稱結構，包括一第一端板11和一與所述第一端板11固定連接的第二端板12,所述第一端板11與所述第二端板12採用一體成型。所述第一端板11為圓角矩形，所述第一端板11的一側用於並聯三組IGBT模塊的交流端子，所述三組IGBT模塊的交流端子分別通過圓孔111和112、圓孔113和114、圓孔115和116設置在所述第一端板11上。圓孔111-116的中心在一條直線上，所述直線平行於所述第一端板11靠近圓孔111-116的一側的邊緣117。所述第二端板12以90度彎折的矩形，所述第二端板12的一側用於連接負載，所述負載通過圓孔121和122設置在所述第二端板12上，所述第二端板12的另一側與所述第一端板11固定連接。
[0004]當所述交流銅排I與負載、三組IGBT模塊連接而接入電力系統時，所述交流銅排I流過基波為50Hz且疊加紋波為2kHz至4kHz的交流電流。所述交流銅排I的寄生電感與基波電流分量的頻率有關，而頻率僅為50Hz時，所述寄生電感很小，可以忽略不計，所述交流銅排I的寄生電阻成為影響所述交流銅排I的均流的主要因素。由於每個IGBT模塊連通的電流路徑不同，從而導致阻抗不均衡度高，不能達到均流的效果。
[0005]現有的用於並聯四組IGBT模塊的交流銅排2，參見圖3，與用於並聯三組IGBT模塊的交流銅排I結構基本相同，不同之處在於，交流銅排2的第一端板21的一側用於並聯四組IGBT模塊的交流端子，所述四組IGBT模塊的交流端子分別通過圓孔211和212、圓孔213和214、圓孔215和216、圓孔217和218設置在所述第一端板21上。所述交流銅排2與負載、四組IGBT模塊連接後，同樣存在阻抗不均衡度高的問題，影響了變頻器的功率等級。
實用新型內容
[0006]本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有的交流銅排輸出阻抗不一致的缺陷，提供了一種輸出阻抗的不均衡度低、加工簡單的交流銅排。
[0007]本實用新型是通過下述技術方案解決上述技術問題的:
[0008]一種交流銅排，其一個端板的一側用於並聯三組IGBT模塊的交流端子，每組IGBT模塊的交流端子分別通過兩個圓孔設置在所述端板上，其特點是，所述端板上形成有一第一腰圓孔和兩個第二腰圓孔；所述第一腰圓孔的中心位於所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的中軸線上且所述第一腰圓孔的直邊垂直於所述中軸線，所述第一腰圓孔靠近所述圓孔的直邊到所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的距離為23.5毫米，所述第一腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的範圍為5至6毫米，所述第一腰圓孔的直邊的長度加上所述直徑的長度小於或等於一第一長度減去I毫米且大於或等於所述第一長度減去4毫米，所述第一長度為用於設置一組IGBT模塊的兩個圓孔的中心距與用於設置相鄰的兩組IGBT模塊的四個圓孔中相鄰的兩個圓孔的中心距之和；兩個所述第二腰圓孔分別位於所述中軸線的兩側，所述第二腰圓孔的直邊垂直於所述中軸線，所述第二腰圓孔靠近所述圓孔的直邊到所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的距離為17毫米，所述第二腰圓孔的垂直於所述直邊的中軸線與所述交流銅排的中軸線之間的垂直距離等於所述第一腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的長度與所述第一腰圓孔的直邊的長度之和的1/2再加上一預設常量，所述預設常量的範圍為13.75到15.25毫米，所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的範圍為5至6毫米，所述第二腰圓孔的直邊的長度加上所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的長度的範圍為16.5至19.5毫米。
[0009]所述交流銅排在設置了所述第一腰圓孔、第二腰圓孔後，形狀發生了變化，從而使得流過的電流的路徑也發生了變化，經檢測，所述交流銅排的阻抗不均衡度在4%以內，滿足了電力設備對交流銅排的阻抗不均衡度的要求。另外，需要說明的是，所述交流銅排的材質並不僅僅是銅，本領域技術人員都知道，用於設置IGBT模塊的交流銅排表面還需經過鍍錫、壓鉚等絕緣處理。
[0010]較佳的，所述第一腰圓孔的直邊的長度加上所述直徑的長度小於或等於所述第一長度減去I毫米且大於或等於所述第一長度減去3毫米。經檢測，本技術方案的交流銅排的阻抗不均衡度在3%以內。
[0011]較佳的，所述第一腰圓孔的直邊的長度加上所述直徑的長度小於或等於所述第一長度減去I毫米且大於或等於所述第一長度減去2毫米。經檢測，本技術方案的交流銅排的阻抗不均衡度在2%以內。
[0012]較佳的，所述第一腰圓孔的直邊的長度加上所述直徑的長度等於所述第一長度減去I毫米。經檢測，本技術方案的交流銅排的阻抗不均衡度更優於所述第一腰圓孔的直邊的長度加上所述直徑的長度小於或等於所述第一長度減去I毫米且大於或等於所述第一長度減去2毫米的技術方案。
[0013]較佳的，所述第二腰圓孔的直邊的長度加上所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的長度的範圍為18.5至19.5毫米。經檢測，本技術方案的交流銅排的阻抗不均衡度在3%以內。
[0014]較佳的，所述第二腰圓孔的直邊的長度加上所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的長度等於19.5毫米。經檢測，本技術方案的交流銅排的阻抗不均衡度在2%以內。
[0015]較佳的，所述第一腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑和所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑均為6毫米。本技術方案的交流銅排的阻抗不均衡度最低。
[0016]在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本實用新型各較佳實施例。
[0017]一種交流銅排，其一個端板的一側用於並聯四組IGBT模塊的交流端子，每組IGBT模塊的交流端子分別通過兩個圓孔設置在所述端板上，其特點是，所述端板上形成有一第三腰圓孔；所述第三腰圓孔的中心位於所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的中軸線上且所述第三腰圓孔的直邊垂直於所述中軸線，所述第三腰圓孔靠近所述圓孔的直邊到所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的距離為23.5毫米，所述第三腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的範圍為5至6毫米，所述第三腰圓孔的直邊的長度加上所述第三腰圓孔兩邊的圓弧直徑的長度等於用於設置一組IGBT模塊的兩個圓孔的中心距與用於設置相鄰的兩組IGBT模塊的四個圓孔中相鄰的兩個圓孔的中心距之和的2倍。
[0018]所述交流銅排在設置了所述第三腰圓孔後，形狀發生了變化，從而使得流過的電流的路徑也發生了變化。經檢測，所述交流銅排的阻抗不均衡度滿足了電力設備對交流銅排的阻抗不均衡度的要求。
[0019]較佳的，所述第三腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑為6毫米。此時的阻抗不均衡度最低。
[0020]本實用新型的積極進步效果在於:本實用新型通過在交流銅排的一個端板上挖孔的方式重新分配電流路徑，實現並聯三組或四組IGBT模塊交流輸出端的阻抗一致，從而解決了阻抗不一致帶來的不均流現象，滿足了工業需求。本實用新型的交流銅排還具有加工簡單、適合批量生產的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為現有的用於並聯三組IGBT模塊的交流銅排的立體圖。
[0022]圖2為現有的用於並聯三組IGBT模塊的交流銅排的主視圖。
[0023]圖3為現有的用於並聯四組IGBT模塊的交流銅排的主視圖。
[0024]圖4為本實用新型實施例1的用於並聯三組IGBT模塊的交流銅排的立體圖。
[0025]圖5為本實用新型實施例1的用於並聯三組IGBT模塊的交流銅排的主視圖。
[0026]圖6為本實用新型實施例1的仿真時交流銅排的結構示意圖。
[0027]圖7為本實用新型實施例2的用於並聯四組IGBT模塊的交流銅排的主視圖。
【具體實施方式】
[0028]實施例1
[0029]參見圖4和圖5，本實施例的交流銅排I』是在現有的交流銅排I的第一端板11上設置一第一腰圓孔和兩個第二腰圓孔後得到的，而現有的交流銅排I的形狀結構已經在【背景技術】中進行了說明，故不再贅述，在此只補充相關的具體參數(圖中的交流銅排I』與所述交流銅排I相同且在圖1和圖2中已經標註的部分沿用圖1和圖2中的附圖標記)。
[0030]所述第一端板11在垂直於所述交流銅排I』的中軸線方向上的長度為139毫米，在平行於所述中軸線方向上的長度為40毫米，厚度為5毫米。圓孔111-116的直徑均為6.5毫米，圓孔111和112、圓孔113和114、圓孔115和116的中心距均為22毫米，圓孔112和113、圓孔114和115的中心距為28毫米。所述第二端板12彎折後的平行於所述第一端板11的端面在平行於所述中軸線方向上的長度為80毫米，在垂直於所述中軸線方向上的長度寬度為40毫米，厚度為5毫米。圓孔121和122的直徑均為9毫米，兩者的中心距為22毫米，兩者的中心到所述第二端板12的匯流面123』的距離均為15毫米。[0031]下面說明一下所述交流銅排I』的所述第一腰圓孔118』和兩個所述第二腰圓孔119』的位置和尺寸。
[0032]參見圖4和圖5，所述第一腰圓孔118』的中心位於所述第一端板21靠近圓孔111-116的一側的邊緣117的中軸線上且所述第一腰圓孔118』的直邊垂直於所述中軸線。所述第一腰圓孔118』靠近圓孔111-116的直邊到所述邊緣117的距離為23.5毫米。所述第一腰圓孔118』的兩邊的圓弧的直徑D1為6毫米，所述第一腰圓孔118』的L1的長度等於一第一長度減去I毫米，其中,L1為所述第一腰圓孔118』的直邊的長度加上所述直徑D1，所述第一長度為用於設置一組IGBT模塊的兩個圓孔的中心距與用於設置相鄰的兩組IGBT模塊的四個圓孔中相鄰的兩個圓孔的中心距，針對本實施例，所述第一長度等於圓孔111與圓孔113的中心距等於50毫米，即所述第一腰圓孔118』的L1等於49毫米。
[0033]兩個所述第二腰圓孔119』分別位於所述中軸線的兩側，所述第二腰圓孔119』的直邊垂直於所述中軸線。所述第二腰圓孔119』靠近圓孔111-116的直邊到所述第一端板11的邊緣117的距離為17毫米。所述第二腰圓孔119』的垂直於所述直邊的中軸線與所述交流銅排I』的中軸線之間的垂直距離等於所述第一腰圓孔118』的兩邊的圓弧的直徑D1與所述第一腰圓孔118』的直邊的長度之和的1/2再加上一預設常量，其中所述預設常量的範圍為13.75到15.25毫米，本實施例的預設常量取值為13.75毫米，那麼，本實施例中所述第二腰圓孔119』的垂直於所述直邊的中軸線與所述交流銅排I』的中軸線之間的垂直距離等於38.25毫米。所述第二腰圓孔119』的兩邊的圓弧的直徑D2為6毫米，所述第二腰圓孔119』的L2為19.5毫米，L2為所述第二腰圓孔119』的直邊的長度加上所述第二腰圓孔119』的兩邊的圓弧的直徑D2。
[0034]本領域人員都知道，在現有技術中往往不是採用直接將其接入到電網或其它電力系統的方法來檢測交流銅排的阻抗不均衡度，這是因為這種方法成本高、難度大、容易影響其它設備的運行。通用的檢測交流銅排的阻抗不均衡的的方法是採用LCR電橋(一種使用微處理器技術的用於測量電感、電容、電阻、阻抗的方法)來進行測量，但鑑於對LCR表(一種用於測量電感、電容、電阻、阻抗的儀器)測量精度要求較高，一般很難測量準確。採用MAXWELL軟體(一種有限元分析軟體，常用於交流/直流磁場、靜電場以及瞬態電磁場等方面的分析)對交流銅排進行靜電場仿真。
[0035]具體的，本實施例的交流銅排I』的仿真方法為:在所述匯流面123』上施加300A的直流電流作為激勵源；通過在交流銅排I』上設置銅片的方式檢測流入圓孔111-116上設置的IGBT模塊的電流，例如，參見圖6，在圓孔111-116上分別貼一正方形的銅片111』 -116 』，每個所述銅片的中心均有一與所述圓孔111大小相同的圓孔，銅片111』 -116』分別與圓孔111-116的中心對齊，且銅片111』-116』互不接觸。這樣，所述激勵源模擬了實際應用中的負載，流過每個銅片 的電流即為流入各IGBT模塊的電流。通過測量流過銅片111'-116』的電流，計算交流銅排I』的阻抗不均衡度，得到以下結果:
[0036]表1
[0037]
【權利要求】
1.一種交流銅排，其一個端板的一側用於並聯三組IGBT模塊的交流端子，每組IGBT模塊的交流端子分別通過兩個圓孔設置在所述端板上，其特徵在於，所述端板上形成有一第一腰圓孔和兩個第二腰圓孔； 所述第一腰圓孔的中心位於所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的中軸線上且所述第一腰圓孔的直邊垂直於所述中軸線，所述第一腰圓孔靠近所述圓孔的直邊到所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的距離為23.5毫米，所述第一腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的範圍為5至6毫米，所述第一腰圓孔的直邊的長度加上所述直徑的長度小於或等於一第一長度減去I毫米且大於或等於所述第一長度減去4毫米，所述第一長度為用於設置一組IGBT模塊的兩個圓孔的中心距與用於設置相鄰的兩組IGBT模塊的四個圓孔中相鄰的兩個圓孔的中心距之和； 兩個所述第二腰圓孔分別位於所述中軸線的兩側，所述第二腰圓孔的直邊垂直於所述中軸線，所述第二腰圓孔靠近所述圓孔的直邊到所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的距離為17毫米，所述第二腰圓孔的垂直於所述直邊的中軸線與所述交流銅排的中軸線之間的垂直距離等於所述第一腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的長度與所述第一腰圓孔的直邊的長度之和的1/2再加上一預設常量，所述預設常量的範圍為13.75到15.25毫米，所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的範圍為5至6毫米，所述第二腰圓孔的直邊的長度加上所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的長度的範圍為16.5至19.5毫米。
2.如權利要求1所述的交流銅排，其特徵在於，所述第一腰圓孔的直邊的長度加上所述直徑的長度小於或等於所述第一長度減去I毫米且大於或等於所述第一長度減去3毫米。
3.如權利要求2所 述的交流銅排，其特徵在於，所述第一腰圓孔的直邊的長度加上所述直徑的長度小於或等於所述第一長度減去I毫米且大於或等於所述第一長度減去2毫米。
4.如權利要求3所述的交流銅排，其特徵在於，所述第一腰圓孔的直邊的長度加上所述直徑的長度等於所述第一長度減去I毫米。
5.如權利要求1所述的交流銅排，其特徵在於，所述第二腰圓孔的直邊的長度加上所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的長度的範圍為18.5至19.5毫米。
6.如權利要求5所述的交流銅排，其特徵在於，所述第二腰圓孔的直邊的長度加上所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的長度等於19.5毫米。
7.如權利要求1-6中任意一項所述的交流銅排，其特徵在於，所述第一腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑和所述第二腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑均為6毫米。
8.一種交流銅排，其一個端板的一側用於並聯四組IGBT模塊的交流端子，每組IGBT模塊的交流端子分別通過兩個圓孔設置在所述端板上，其特徵在於，所述端板上形成有一第三腰圓孔； 所述第三腰圓孔的中心位於所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的中軸線上且所述第三腰圓孔的直邊垂直於所述中軸線，所述第三腰圓孔靠近所述圓孔的直邊到所述端板靠近所述圓孔的一側的邊緣的距離為23.5毫米，所述第三腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑的範圍為5至6毫米，所述第三腰圓孔的直邊的長度加上所述第三腰圓孔兩邊的圓弧直徑的長度等於用於設置一組IGBT模塊的兩個圓孔的中心距與用於設置相鄰的兩組IGBT模塊的四個圓孔中相鄰的兩個圓孔的中心距之和的2倍。
9.如權利要求8所述的交流銅排，其特徵在於，所述第三腰圓孔的兩邊的圓弧的直徑為6毫 米。
【文檔編號】H01R25/16GK203734086SQ201420063596
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月12日 優先權日:2014年2月12日
【發明者】張盛, 段傑芳 申請人:上海新時達電氣股份有限公司, 上海辛格林納新時達電機有限公司