專利名稱：一種超大功率高壓變頻軟起動功率單元的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電源技術領域，具體涉及一種超大功率高壓變頻軟起動功率單兀。
背景技術：
在高壓電機起動時，因對電網造成很大的電流沖擊，常常需要采用軟起動的方式 調節電機的運行頻率，改變電機的轉速，使電機逐步起動到額定轉速，從而有效地減小電機 起動電流對電網的沖擊，對電機和電網都起保護作用。高壓變頻軟起動系統的核心是功率 單元，它是實現高壓變頻調速的主要元器件，也是解決高壓變頻軟起動的特性、體積的重要 因素。因此，在高壓變頻軟起動功率單元結構設計中，不僅要考慮它的布局合理、結構緊湊， 還要考慮它的通風散熱、運行可靠等諸多因素。現有功率單元結構設計中，尤其是小功率單元，把功率器件、線路板、散熱器等集 合在一個獨立的箱子內，散熱器均采用平放的形式，功率器件安裝在散熱器的上部，翅片安 裝在散熱器的下部，位于器件與箱體底板之間，同一電路的各電纜或銅排是獨立分開的。這 種布置形式對小功率高壓變頻系統而言基本能滿足使用要求，但對大功率，尤其是超大功 率高壓變頻系統，已無法滿足散熱要求，容易造成功率器件損壞和超溫。而且這種電纜或銅 排的連接方式會形成很大的分布電感，母排的分布電感是影響超大功率高壓變頻軟起動系 統中半導體器件可靠運行的重要因素。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，而提供的一種結構布局合理、散熱效 率高、母排分布電感影響小的超大功率高壓變頻軟起動用功率單元。本實用新型目的是這樣實現的一種超大功率高壓變頻軟起動功率單元，包括箱 體、散熱器、單相整流橋、IGBT、電解電容組和銅排，其特征是箱體前端面板上設置有通風 孔、熔斷器、銅排進口和銅排出口 ；散熱器側立安裝在箱體的后端口，翅片縱向排列，單相整 流橋、IGBT均勻布局安裝在散熱器朝向箱體內的基板上，電解電容組安裝在箱體內底板上， 單相整流橋、IGBT和電解電容組之間通過銅排聯接。所述箱體端面板上部設置有至少一排通風孔，中部安裝有2-3個熔斷器，下部設 置有1-3個輸入銅排進口和1-2個輸出銅排出口。所述銅排為BUSBAR層壓母排。與現有技術相比，本實用新型的優點是1、散熱效率高。由于本實用新型的散熱器側立安裝在箱體的后端口，翅片縱向排 列，形成一個上下通道，這樣IGBT產生的熱量由散熱器基板傳到翅片后，根據熱風向上擴 散的原理，再配合箱體端面板上設置的通風孔，以及高壓變頻軟起動整體散熱系統，能有效 地把熱量帶走，保證功率單元安全工作。2、母排的分布電感影響小。由于本實用新型的整流電路、濾波電路和橋式逆變電
3路之間的連接全部采用BUSBAR層壓母排聯接，而BUSBAR層壓母排具有低電感系數，能很好 地減小母排分布電感的影響，同時，BUSBAR層壓母排還具有最小的阻抗、壓降，能減小電壓 尖峰對元器件的損害，延長和提高大功率器件的使用壽命。
圖1為本實用新型立體結構示意圖；圖2為圖1的A-A縱向截面結構示意圖；圖3為圖1的B-B縱向截面結構示意圖；圖4為圖1的C-C橫向截面結構示意圖；圖5為圖1的D-D橫向截面結構示意圖。圖中，箱體1、散熱器2、通風孔3、熔斷器4、銅排進口 5、銅排出口 6、輸入銅排7、輸 出銅排8、單相整流橋9、單相整流橋銅排10、IGBTlU IGBT銅排12、電解電容組13、電解電 容組銅排14、水泥電阻15、濾波電容16、繞線電阻17、螺栓18。
具體實施方式
以下實施例結合附圖對本實用新型作進一步的說明。本實用新型一種超大功率高壓變頻軟起動功率單元，其輸入采用三相全橋整流帶 濾波電路，輸出采用由IGBT組成的單相H型橋式逆變電路。三相全橋整流電路包括三只單 相整流橋9，濾波電路包括一個電解電容組13、十八只水泥電阻15和二只濾波電容16，單相 H型橋式逆變電路包括八只單管IGBTll和四個繞線電阻17。本實用新型的具體實施方式
是在箱體1的前端面板上部設置有6排通風孔3，在 A、B、C三相輸入的A、C 二相輸入各接入一個進線熔斷器4，下部開有一個長條形輸入銅排進 口 5和一個長條形輸出銅排出口 6 ；散熱器2側立安裝在箱體1的后端口，翅片縱向排列，形 成一個上下通道，三個單相整流橋9、八個IGBT11、二只濾波電容16和四個繞線電阻17分 別通過螺栓18均勻布局安裝在散熱器2朝向箱體1內的基板上；電解電容組13通過支架 固定安裝在箱體1內的底板上，十八個水泥電阻15通過支架固定安裝在電解電容組13的 上部。單相整流橋銅排10裝配在單相整流橋9上，IGBT銅排12裝配在IGBTll上，電解電 容組銅排14裝配在電解電容組13上，通過螺栓18將單相整流橋銅排10和IGBT銅排12與 電解電容組銅排14聯接。輸入銅排7、輸出銅排8、單相整流橋銅排10、IGBT銅排12和電 解電容組銅14排均采用具有低電感系數的BUSBAR層壓母排。A、B、C三相輸入銅排7通過 銅排進口 5進入箱體1與單相整流橋9的輸入連接，V、U單相輸出銅排8的一端與IGBTll 的輸出連接，另一端通過銅出口 6穿出箱體1。本實用新型箱體1、散熱器2、輸入銅排7、輸出銅排8、單相整流橋9、單相整流橋銅 排10、IGBT11、IGBT銅排12、電解電容組13、電解電容組銅排14、水泥電阻15、濾波電容16 和繞線電阻17均為獨立活動連接，以方便調試和維修。以上所述為本實用新型的具體實施方案及技術原理，任何與此等效的其它設計， 均在本實用新型保護范圍內。
權利要求一種超大功率高壓變頻軟起動功率單元，包括箱體(1)、散熱器(2)、單相整流橋(9)、IGBT(11)、電解電容組(13)和銅排(10、12、14)，其特征是在箱體(1)前端面板上設置有通風孔(3)、熔斷器(4)、銅排進口(5)和銅排出口(6)；散熱器(2)側立安裝在箱體(1)的后端口，翅片縱向排列；單相整流橋(9)、IGBT(11)均勻布局安裝在散熱器(2)朝向箱體(1)內的基板上，電解電容組(13)安裝在箱體(1)內底板上，單相整流橋(9)、IGBT(11)和電解電容組(13)之間通過銅排(10、12、14)聯接。
2.根據權利要求書1所述的超大功率高壓變頻軟起動功率單元，其特征是所說的箱體 (1)端面板上部設置有至少一排通風孔(3)，中部安裝有2-3個熔斷器(4)，下部設置有1-3 個輸入銅排進口 (5)和1-2個輸出銅排出口(6)。
3.根據權利要求書1所述的超大功率高壓變頻軟起動功率單元，其特征是所說的銅排 (10、12、14)為 BUSBAR 層壓母排。
專利摘要本實用新型公開了一種超大功率高壓變頻軟起動功率單元，包括箱體、散熱器、IGBT、單相整流橋、電解電容組和BUSBAR層壓母排。散熱器側立安裝在箱體的后端口，翅片縱向排列，單相整流橋、IGBT等功率器件均勻布局安裝在散熱器朝箱體內的基板上，單相整流橋、IGBT與電解電容之間采用BUSBAR層壓母排聯接。本實用新型針對超大功率高壓變頻軟起動裝置設計，最大可達20000kVA，能有效地將IGBT產生的熱量排到箱外，并能很好地減小母排分布電感的影響。
文檔編號H02M1/36GK201726308SQ20102025816
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者張新忠, 張昱科, 楊培新, 范文波 申請人:襄樊大力電工有限公司