專利名稱：熱管型高效風電變頻器功率模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風電變頻器，特別涉及風電變頻器的構成部件一功率模塊，具
體為一種熱管型高效風電變頻器功率模塊。
背景技術：
功率模塊作為風電變頻器的關鍵部件，承擔著電能由交流變直流、直流變交流的功能；通常的風電變頻器功率模塊多采用水冷或風冷結構，水冷結構由于其冷卻系統的復雜性適用于大功率變頻器模塊。空冷結構的功率模塊包括由前板、兩個側板和底板構成的外殼，在兩側板之間固定有基板，基板上固定有IGBT功率部件，基板后部固定有由散熱片構成的散熱器，散熱器下部固定有風機。工作時IGBT功率部件產生的熱量經基板傳導至散熱片構成的散熱器上，風機對散熱片進行風冷。由于現有空冷結構的功率模塊采用的是散熱片式的散熱器，冷卻效果較差，因此空冷結構在小功率變頻器功率模塊中具有優勢，而對于中等功率的變頻器功率模塊，這兩種冷卻結構在系統綜合性價比方面都有一定劣勢。目前中等功率的變頻器功率模塊多采用小功率空冷單元并聯的方式解決，但隨之帶來功率模塊并聯的技術難點，系統可靠性將受到影響。同時現有空冷結構的功率模塊中風機產生的風流是發散性的(即不能按照固定風路流向柜體外)，這樣，在風電變頻器中，功率模塊中的風機產生的熱風流會對風電變頻器中的其它電器部件產生不良影響。
實用新型內容本實用新型為了解決現有的水冷和空冷結構不適用于中等功率的變頻器功率模塊，特別是現有的空冷結構冷卻效果較差且產生的發散性風流會對風電變頻器中的其它電器部件產生不良影響的問題，提供一種熱管型高效風電變頻器功率模塊。
本實用新型是采用如下技術方案實現的熱管型高效風電變頻器功率模塊，包括
由前板、左側板、右側板和底板構成的外殼，在左側板與右側板之間固定有基板，基板前部
固定有IGBT功率部件，后部固定有散熱器，所述的散熱器為熱管散熱器，在熱管散熱器的
底部設置有吹風機，熱管散熱器的頂部設置有引風管道，引風管道內設置有抽風機。 本實用新型所述的熱管型高效風電變頻器功率模塊在運行過程中，功率器件發出
的熱量通過散熱基板傳導到熱管散熱器上，在熱管散熱器底部吹風機的作用下，熱量散發
到引風管道里，之后在引風管道內抽風機的作用下，熱量被迅速抽到變頻器柜體外部。 本實用新型所述的熱管型高效風電變頻器功率模塊，既具備了水冷的冷卻效果又
具有風冷的簡潔結構，同時避免了水冷結構的復雜系統和風冷結構因模塊并聯帶來的技術
難點，其提高了變頻器功率模塊的散熱效率，改善了大功率IGBT器件的運行環境，增強了
功率器件運行的可靠性，同時降低了系統的整體設計成本和設計風險，其綜合性價比較高。
圖1為熱管型高效風電變頻器功率模塊有外殼的主視圖；[0008] 圖2為熱管型高效風電變頻器功率模塊有左側板，無右側板、前板的立體示意圖； 圖3為熱管型高效風電變頻器功率模塊有左側板、抽風機，無右側板、前板、引風
管道的立體示意圖； 圖4為圖2的右視圖； 圖5為圖3的主視圖； 圖6為圖3的右視圖。 附圖中l-吊裝孔，2-前板，3-視窗口，4-滑輪，5-引風管道，6-熱管散熱器，7-吹風機，8-加熱器，9-左側板，10-基板，11-溫度傳感器，12-溫度開關PTC， 13-IGBT功率部；件，14-底板，15-電容復合母排，16-抽風機。
具體實施方式現結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明。 如圖l所示，熱管型高效風電變頻器功率模塊，包括由前板2、左側板9、右側板和底板14構成的外殼，如圖2、3所示，在左側板9與右側板之間固定有基板IO，基板10前部固定有IGBT功率部件13，后部固定有熱管散熱器6，在熱管散熱器6的底部設置有吹風機7，熱管散熱器6的頂部設置有引風管道5，引風管道5內設置有抽風機16。左側板9和右側板作為整個熱管型風電變頻器功率模塊的支撐組件，引風管道5、熱管散熱器6、吹風機7、基板10、 IGBT功率部件13、電容復合母排15、抽風機16均置于左側板9與右側板之間。[0016] 所述的熱管散器為現有公知產品，其由熱管和外殼構成。具體實施時，所述的熱管散熱器中的熱管按一定傾斜角度安裝在基板上，該熱管散熱器6設有配套的外殼，該外殼將所有的熱管罩住，外殼固定在基板10上。在熱管散熱器6外殼的底部設置有吹風機7，頂部外殼上設置有引風管道5，引風管道5內固定有抽風機16，如此結構正好使熱管型風電變頻器功率模塊內形成了獨立的散熱通道。 如圖2、5所示，熱管型高效風電變頻器功率模塊在運行過程中，IGBT功率部件13、電容復合母排15等功率部件發出的熱量通過基板10傳導到熱管散熱器6上，在熱管散熱器6底部吹風機7的作用下，熱量散發到引風管道5里，之后在引風管道5內抽風機16的作用下，熱量被迅速抽到變頻器柜體外部。因該散熱通道是獨立的散熱通道，熱管型風電變頻器功率模塊中吹風機7產生的散熱風流按照固定的風路，即散熱風流流經熱管散熱器6至引風管道5后，熱量被迅速抽到變頻器柜體外部。這樣，該散熱風流不會對熱管型風電變頻器功率模塊中的其它電器部件產生不良影響。 為完善熱管型高效風電變頻器功率模塊的功能，如圖1所示，在熱管型風電變頻器功率模塊的前板2中部設置視窗口 3，便于觀察功率單元驅動電路工作狀態，在前板2底部設置通風孔，作為功率模塊的進風通道；在電抗器室隔離板后側開孔，作為功率單元的進風通道。 為完善熱管型高效風電變頻器功率模塊的功能，在熱管型風電變頻器功率模塊頂部設置吊裝孔1 ，底板14上設置滑輪4，如圖1 、2、3所示。利用吊裝孔1 ，能夠方便完成功率模塊整體的現場組裝，滑輪4支撐整個功率模塊，且能夠將熱管型風電變頻器功率模塊整體推入標準柜體中，有助于變頻器大部件的組裝。 為完善熱管型高效風電變頻器功率模塊的功能，在熱管型高效風電變頻器功率模塊上設置保護裝置，如圖4、6所示。所述的保護裝置為設置在基板10上的溫度傳感器11和溫度開關PTC12以及設置在左側板9上的加熱器8。當熱管型風電變頻器功率模塊啟動時，根據基板10上的溫度傳感器11檢測的溫度信號進行控制，當熱管型高效風電變頻器功率模塊內溫度低于預先設定溫度時，溫度傳感器11輸出的溫度信號送入相應的控制電路，在相應控制電路的控制下，加熱器8開始工作，這樣便于熱管型風電變頻器功率模塊在低溫環境下起動；當基板10超過預定的溫度后，溫度開關PTC12自動斷開，功率模塊停止工作，進行冷卻，以防止IGBT功率部件13因溫度過高而損壞。
權利要求一種熱管型高效風電變頻器功率模塊，包括由前板(2)、左側板(9)、右側板和底板(14)構成的外殼，在左側板(9)與右側板之間固定有基板(10)，基板(10)前部固定有IGBT功率部件(13)，后部固定有散熱器，其特征為所述的散熱器為熱管散熱器(6)，在熱管散熱器(6)的底部設置有吹風機(7)，熱管散熱器(6)的頂部設置有引風管道(5)，引風管道(5)內設置有抽風機(16)。
2. 如權利要求l所述的熱管型高效風電變頻器功率模塊，其特征為所述前板(2)中 部設置視窗口 (3)，底部設置通風孔。
3. 如權利要求1所述的熱管型高效風電變頻器功率模塊，其特征為所述熱管型風電 變頻器功率模塊頂部設置吊裝孔(l)，底板(14)上設置滑輪(4)。
4. 如權利要求1或2或3所述的熱管型高效風電變頻器功率模塊，其特征為它還包 括保護裝置，所述的保護裝置為設置在基板(10)上的溫度傳感器(11)和溫度開關PTC(12) 以及設置在左側板(9)上的加熱器(8)。
專利摘要本實用新型所述的熱管型高效風電變頻器功率模塊，包括基板，基板后部固定有熱管散熱器，熱管散熱器的底部設置有吹風機，頂部設置有引風管道，引風管道內設置有抽風機。其在運行過程中，功率器件發出的熱量通過基板傳導到熱管散熱器上，在熱管散熱器底部吹風機的作用下，熱量散發到引風管道里，之后在引風管道內抽風機的作用下，熱量被迅速抽到變頻器柜體外部。該熱管型風電變頻器功率模塊既具備了水冷的冷卻效果又具有風冷的簡潔結構，同時避免了水冷結構的復雜系統和風冷結構因模塊并聯帶來的技術難點，其提高了變頻器功率模塊的散熱效率，增強了功率器件運行的可靠性，同時降低了系統的整體設計成本和設計風險，其綜合性價比較高。
文檔編號H02H5/04GK201466981SQ200920104468
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月28日 優先權日2009年8月28日
發明者司軍民, 孫建平, 岳文開, 張梅, 李康樂, 趙安定 申請人:永濟新時速電機電器有限責任公司