变频器功率模块组件、支撑组件以及变频器机柜的制作方法

本实用新型主要涉及一种变频器功率模块组件，具体地，还涉及该变频模块的支撑组件以及变频器机柜，属于变频器设备设计领域。

背景技术：

功率模块是实现变频器整流、逆变功能的组合装置，安装在变频器中的机柜中。在传统的变频器功率模块中，由于其结构特点(如采用SCR、IGBT和电解电容的组合形式)，从而使得其体积大，重量偏重。所以，在变频器内部结构布局时，考虑到功率模块的安装稳定性，大多只能将功率模块放置于变频器机柜底部，不利于变频器的整机结构布局；同时，传统的功率模块在安装定位时，采用功率模块L形安装脚上的孔与功率模块支撑钣金上的压铆螺母孔配合安装的方法，存在孔、孔配合定位困难的问题。

随着技术和商业的发展，需要功率模块结构更加紧凑，质量更轻。为了满足技术和商业的发展的需要，要求新功率模块脱离变频器机柜底部的局限，优化变频器内部结构布局，同时满足功率模块的安装定位方便快捷、稳定可靠的要求。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，根据本实用新型的第一方面，提供了一种变频器功率模块组件，其特征在于包括：

第一壳体，所述第一壳体用于容纳至少一个电容；

第二壳体，所述第二壳体用于容纳至少一个电容；

所述第一壳体和第二壳体被放置为两者之间具有间隔；

后端板，所述后端板安装在所述第一壳体和第二壳体的后端，所述后端板的底部具有向外侧延伸的弯折；

顶板，所述顶板安装在所述第一壳体和第二壳体的上部；

前端板，所述前端板安装在所述第一壳体和第二壳体的前端；所述后端板、前端板和顶板用于固定所述第一壳体和第二壳体，以保持所述间隔。

如上所述的变频器功率模块组件，其特征在于：

所述后端板开设有凹口。

所述凹口与所述间隔的相匹配对齐，并且所述凹口不小于所述间隔的宽度。

如上所述的变频器功率模块组件，其特征在于：

所述至少一个电容具有包括正电极和负电极的两个电极，所述电极从所述第一壳体与所述第二壳体上部伸出；

所述顶板具有与所述正电极与负电极相对应的螺栓通孔。

如上所述的变频器功率模块组件，其特征在于：

所述第一壳体与所述第二壳体外侧安装有电路板和电子元件。

为克服现有技术的不足，根据本实用新型的第二方面，提供了一种变频器功率模块组件的支撑组件，其特征在于包括：

底座，用于承载所述变频器功率模块组件；

导轨，所述导轨设置在所述底座的上表面上，用于引导定位所述变频器功率模块组件；

压板，所述压板设置在所述底座的上表面上远离所述导轨的一端，且所述导轨与所述压板垂直。

如上所述的支撑组件，所述压板远离所述导轨的一侧固定在所述底座的上表面上，所述压板在朝向所述导轨的一侧与所述底座的上表面之间设有空隙。

如上所述的支撑组件，所述变频器功率模块组件的底部具有凹部，所述变频器功率模块组件的后端板的底部具有向外延伸的弯折，其特征在于：

所述导轨与所述凹部相配合，用于限制所述变频器功率模块组件在垂直于所述导轨的方向上的移动；

所述弯折可以插入所述压板与所述底座上表面之间的空隙，用于限制变频器功率模块组件在竖直方向的移动和朝向压板方向的向后继续移动。

如上所述的支撑组件，其特征在于，所述支撑组件还包括：

限位板，所述限位板用于将所述变频器功率模块组件的前端固定在所述底座上，以限制变频器功率模块组件向前的移动。

为克服现有技术的不足，根据本实用新型的第三方面，提供一种变频器机柜，其特征在于包括：

箱体，所述箱体包括后壁，左壁、右壁；

至少一根横梁，所述横梁的两端分别安装在所述箱体的所述左壁和所述右壁上；

还包括以上所述的变频器功率模块组件，以及以上所述的变频器功率模块组件的所述支撑组件，所述变频器功率模块组件安装在所述支撑组件上；

并且，所述支撑组件的前端与所述横梁固定连接，所述变频器功率模块组件的支撑组件的后端与所述后壁固定连接。

如上所述的变频器机柜，其特征，所述支撑组件与所述横梁之间设置有绝缘板。

本实用新型提供的变频器功率模块组件可以稳固地安装在变频器机柜中，并且不局限于装在底部，可以优化变频器内部结构布局，并同时使安装的操作方便快捷。由于压板是预装到底座的上表面，因此压板解决了变频器功率模块组件定位完成后，操作人员还需要进入变频器机柜内部锁紧螺纹的问题。压板一方面通过滑动停止点，限制了变频器功率模块组件的前后移动，另一方面通过与后端板的下部弯折的配合，限制了变频器功率模块组件的上下移动，有助于变频器功率模块组件的方便、快捷的定位和可靠压紧；避免了依赖于L型安装脚和螺栓锁紧的安装定位方式。

附图说明

图1A是本实用新型变频器机柜的示意图；图1B是图1A中变频器机柜内部结构的侧面视图；图2A是本实用新型变频器功率模块组件的立体示意图；

图2B是本实用新型变频器功率模块组件的部分分解示意图；

图3是根据本实用新型的变频器机柜内部的部分分解图，其显示了支撑组件和横梁的具体结构；

图4是示出了变频器功率模块组件如如何安装在支撑组件上的示意图；

图5A是图1B中A部分的局部放大图；

图5B是图4中沿B-B线剖开后的局部剖面示意图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书的附图对本实用新型的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本实用新型中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、等方向或方位性的描述本实用新型的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为示例性说明而不应视作为限制。在以下的附图中，同样的零部件使用同样的附图号，相似的零部件使用相似的附图号，以避免重复描述。

参见图1A和图1B，图1A是根据本实用新型的变频器机柜的示意图，图1B是图1A中的变频器机柜的内部结构侧视图。为了显示机柜的内部结构，机柜门并未显示在图1A中。并且，图1A和图1B中仅显示了位于机柜内部的变频器功率模块组件和它定位安装组件，而并未显示机柜内的其它部件。

如图1A和图1B所示，在变频器机柜100包括箱体110，在箱体110内部装有变频器功率模块组件101，变频器功率模块组件101通过支撑组件装在箱体110的壁上。具体而言，箱体110包括后壁113，左壁111和右壁112。支撑组件包括底座102，底座102将变频器功率组件101支承在机柜100的箱体110内。支撑组件限制变频器功率组件101相对于箱体110在各个方向上的移动。支撑组件的具体部件和结构将在下面结合图3-5进行描述。根据本实用新型的一个实施例，支撑组件的底座102的一端固定在箱体110的后壁113上。变频器机柜100中还可以设有横梁103，这也将在下面结合图3-5详细介绍。

下面参见图2A及图2B，图2A是本实用新型变频器功率模块组件的立体示意图，图2B是本实用新型变频器功率模块组件的分解示意图。变频器功率模块组件包括第一壳体204、第二壳体205、顶板203、前端板201和后端板202。第一壳体204和第二壳体205的安装要保证它们两者之间存在一定的间隔219。顶板203固定在第一壳体204和第二壳体205的上方，前端板201和后端板202分别固定在第一壳体204和第二壳体205的前端和后端，顶板 203、前端板201和后端板202共同保持第一壳体204和第二壳体205之间的间隔219。由于间隔219的存在，变频器功率模块组件101的底部形成凹部208，凹部208用于和下述支撑组件配合以限制变频器功率模块组件101的移动。作为另外一个实施例，凹部208可以由功率模块组件的底部中间向内凹陷形成，而不是由两个壳体之间的间隔形成。

第一壳体204和第二壳体205中分别安装至少一个电容，每个电容均具有两个电极241.1和241.2，分别为负电极和正电极。这些电极从第一壳体204和第二壳体205的顶部伸出。在图2A和2B所示的实施例中，每个壳体中分别容纳有三个电容。因此，从图2B中可以看到，每个壳体的顶部上有六个电极。当然，每个壳体中所设置的电容数量并不限于图中所示的实施例。仍然如图2B所示，顶板203上设有相应的螺栓通孔215，用于将各个电极电气连接。顶板203将所有电极241电气连接，使得容纳在第一壳体204和第二壳体205的电容并联连接，以增加电容总容量。

在第一壳体204和第二壳体205的外侧安装有电路板和电子元件，并通过顶板203使其与电容的电极电气连接，共同实现变频器功率模块组件101整流、逆变的功能。

如图2A和图2B所示，后端板202的底部设有向外(即背离变频器功率模块组件101)延伸的弯折240。弯折240用于和下面将要描述的支撑组件配合，以限制变频器功率模块组件101的在竖直方向的移动。后端板202的底部中间还设有凹口210，凹口210的宽部不小于凹部208的宽度，并且凹口210的中部与凹部208的中部对齐。从而变频器功率模块组件101的底部凹部208和后端板202的底部的凹口210形成一个连续的容纳空间，以使得下面即将描述的支撑组件能够与变频器功率模块组件101的底部和后端板202的底部相配合，实现对变频器功率模块组件101的定位。

仍然如图2A和2B所示，前端板201的上部具有向外延伸的前端板上端部246，后端板202的上部具有向外延伸的后端板上端部245。前端板上端部246和后端板上端部245用于在安装定位变频器功率模块组件101时，通过手持前端板上端部246和后端板上端部245而提起及放下变频器功率模块组件101，从而便于操作，并且可以在前端板上端部246和后端板上端部245上设置吊装孔，以实现吊装搬运。在图2A和图2B所示的实施例中，安装在第一壳体204和第二壳体205中的两个或多个电容形成了DC-LINK电容结构。

下面参见图3。图3是根据本实用新型的变频器机柜内部的部分分解图，其显示了支撑组件和横梁的具体结构。如图3所示，支撑组件包括用于支承变频器功率模块组件101的底座102，以及设在底座102的上表面上的导轨302和压板303。支撑组件还包括安装在底座102前端的限位板401，这在图4中详细示出。

底座102具有前端313和后端314。根据本实用新型的一个实施例，底座102可以通过其后端314固定在变频器机柜的后壁113上。在该实施例中，为了更稳固地将底座102以及支承在底座102上的变频器功率模块组件101固定在变频器机柜后壁113上，将后端314的高度设置为大于前端313的高度，并从前端313到后端314形成呈三角形的过渡区域。当然，前端313和后端314之间的过渡区域可以为三角形之外的其它形状，只要使得底座102靠近后端102部分的高度较大即可。

导轨302大体上从底座102的前端313朝向后端314延伸。导轨302用于与变频器功率模块组件101的底部形成的凹部208配合，以限制所述变频器功率模块组件101在垂直于导轨302的延伸方向上的移动。此外，导轨302还用于在将变频器功率模块组件101安装到底座102上时，引导变频器功率模块组件101相对于底座102滑动，这将在下面结合图4详细介绍。导轨302的长度通常不大于变频器功率模块组件101的凹部的长度，但也不能过短，以便于引导变频器功率模块组件101相对于底座102的滑动。在本实用新型的支撑组件中，通过设置在中部的导轨302限制变频器功率模块组件101在底座宽度方向上的移动，不需要在变频器功率模块组件的宽度方向两侧设置限位结构，因此可以适应不同宽度的变频器功率模块组件101。

如图3所示，压板303位于导轨302的后端附近，并大体上垂直于导轨302。压板303具有第一侧307和第二侧308，第一侧307的下表面高于第二侧308的下表面，从而使得当第二侧308固定在底座102上时，第一侧307的下表面与底座102的上表面之间存在空隙501(如图5A中更详细地示出)。变频器功率模块组件101的后端板202的下部的弯折240可以插入空隙501中，用于限制变频器功率模块组件101在竖直方向上的移动，并且在变频器功率模块组件101到位后，用于阻止变频器功率模块组件101继续向底座102的后端314移动。从而压板303的位置决定了变频器功率模块组件101在底座102上的位置。根据本实用新型的一个实施例，压板303的位置设置为使得当变频器功率模块组件101的移动被压板303阻挡后，变频器功率模块组件101的前端板201正好与底座102的前端313的端面对齐，以便于能够通过限位板401将变频器功率模块组件101的前端板201正好与底座102的前端313的端面相连接。

导轨302和压板303可以通过螺栓或铆钉等紧固件固定在底座102的上表面，也可以与底座102一体成型。

为了进一步稳固底座102对变频器功率模块组件的支撑，可以通过增设横梁103来支撑底座102的前端313底部，横梁103的两端311和312分别固定在变频器机柜的左壁111和 右壁112上。如图3所示，横梁103的两端311和312分别设有翅形支撑315和316，以便于横梁103与变频器机柜的左壁111和右壁112之间的固定安装。横梁103的中部设有沿水平方向向横梁103两侧延伸的横梁折脚340，底座102的前端313的底部设有沿水平方向向底座两侧延伸的底座折脚320，通过将横梁折脚340与底座折脚320连接，可以将底座102的前端313底部固定在横梁103上。需要说明的是，如果底座102、横梁103以及变频器机柜的箱体110均由导电的材料制成，为避免三者之间形成导电回路，可以在底座102和横梁103的连接处设置由绝缘材料制成的绝缘板104，使底座102和横梁103之间电绝缘。

作为本实用新型的另外一种实施例，底座102的后端也可以由另一根连接在变频器机柜的左壁111和右壁112之间横梁支撑，从而底座102由两根横梁支撑，而不需将底座102的后端固定在后壁113上。

图4示出了变频器功率模块组件如如何安装在支撑组件上的。如图4所示，先将支撑组件固定安装在变频器机柜箱体上，当安装变频器功率模块组件101时，将变频器功率模块组件101的后端板凹口210以及靠近后端板部分的凹部208与导轨302的前端322对齐，使导轨302的前端322嵌入凹口210和凹部208中。然后朝压板303的方向推动变频器功率模块组件101，使得变频器功率模块组件101沿着导轨302滑动，直至变频器功率模块组件101的后端板202的下部的弯折240插入压板303的空隙501中。由于压板303的阻挡作用，变频器功率模块组件101不能进一步朝向底座102的后端314移动，此时变频器功率模块组件101已安装到位。随后，通过限位板401将变频器功率模块组件101的前端板201固定在底座102的前端313端面上，至此，变频器功率模块组件101在前后、上下和左右方向上均不能再移动，而是被稳固地固定在底座102上。

下面参考图5A。图5A是图1B中A部分的局部放大图。如图5A所示，在变频器功率组件101安装到位后，变频器功率模块组件101的后端板202的下部的弯折240插入压板303的第一侧307与底座102的上表面之间的空隙501中。第一侧307的边缘具有向上的折弯部502，从而对后端板202的下部的弯折240进行导向，使得弯折240更易于插入空隙501中。空隙501其余部分与底座102上表面之间的距离与位于其下部的弯折240的厚度相匹配，使下部的弯折240可稳固地保持在空隙501中。

图5B是图4中沿B-B线剖开后的局部剖面示意图，图5B示出变频器功率模块组件101中DC-LINK电容所形成的底部的凹部208与导轨302的配合状态。如图5B所示，导轨302插入变频器功率模块组件101的凹部208中，并且导轨302的宽度与凹部208的宽度相匹配， 从而限制变频器功率模块组件101在垂直于导轨302延伸方向(即导轨302的宽度方向)上的运动。

随着变频技术不断发展，变频器作为承载变频技术的载体，已成为发展方向。而功率模块101作为变频器的核心部件，其安装、定位直接影响变频器的内部布局及变频器的性能。因此，功率模块101的安装和支撑组件至关重要。

在本实用新型中，由于压板303是预装到底座102的上表面，因此压板303解决了变频器功率模块组件101定位完成后，操作人员还需要进入变频器机柜100内部锁紧螺纹的问题。压板303一方面通过滑动停止点，限制了变频器功率模块组件101的前后移动，另一方面通过与后端板202的下部的弯折240配合，限制了变频器功率模块组件101的在竖直方向上的移动。

所以，底座102上导轨302和压板303的结构设计，有助于变频器功率模块组件101的方便、快捷的定位和可靠压紧；避免了依赖于L型安装脚和螺栓锁紧的安装定位方式。

尽管本文中仅对本实用新型的一些特征进行了图示和描述，但是对本领域技术人员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解，所附的权利要求旨在覆盖所有落入本实用新型实质精神范围内的上述改进和变化。