一种逆变器模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电力技术，尤其涉及一种逆变器模块。
【背景技术】
[0002]目前的电气化铁路系统采用接触网技术或者第三轨供电技术向机车提供直流电源，机车上安装的逆变器可以将直流电源提供的直流电转换成机车上其他设备所需的交流电。由于使用和发展时间不长，现有的IGBT逆变器(IGBT为绝缘栅双极型晶体管的英文缩写)的模块化、通用化程度不高，布局不紧凑导致其结构庞大，布局不合理导致其散热效率低和元器件的性能受影响。尤其是，高功率的IGBT元件的发热量大，现有的IGBT逆变器模块缺乏对自身的温度实时采集的装置，导致不能获得精确的温度信息来调整IGBT逆变器模块的功率使得IGBT逆变器模块中的各个元器件保持在一个合理的温度环境内，从而延长各个元器件的寿命。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的IGBT逆变器模块中的结构不紧凑导致的结构庞大的问题、现有技术中的IGBT逆变器模块布局不合理的问题、现有技术中的IGBT逆变器模块不能采集自身温度信息的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供了一种逆变器模块，其包括:散热器，包括基板；IGBT组件，包括均匀布置在基板上的2n个IGBT元件，η为大于I的整数；复合母排，其覆盖在IGBT组件上，将每两个IGBT元件连接成一个桥臂，并将各个桥臂连接起来构成η相的桥式逆变电路；驱动板组件，其设置在复合母排背离IGBT组件的一侧，并电连接于各个IGBT元件；控制盒，其设置在驱动板组件背离复合母排的一侧，并通过光缆和电缆连接驱动板组件；温度传感器，其设置在基板上，用于实时检测基板的温度数据；其中，控制盒通过电缆向驱动板组件提供工作电源，控制盒还通过光缆向驱动板组件发送驱动信号，驱动板组件根据该驱动信号驱动桥式逆变电路进行斩波逆变。
[0005]在一个具体的实施例中，IGBT组件包括6个IGBT元件，6个IGBT元件呈两行三列排布。
[0006]在一个具体的实施例中，温度传感器分布在相邻的两个IGBT元件之间。
[0007]在一个具体的实施例中，温度传感器分布在位于中部的两个IGBT元件之间。
[0008]在一个具体的实施例中，复合母排包括覆盖在IGBT组件上的直流输入层，叠在直流输入层上的交流输出层，以及穿过直流输入层将IGBT元件的引脚与交流输出层相连的若干螺栓。
[0009]在一个具体的实施例中，交流输出层包括分别将每两个IGBT元件中的一个IGBT元件的集电极与另一个IGBT的发射极相连构成一个桥臂的第一交流母排、第二交流母排和第三交流母排，
[0010]直流输入层包括将各个桥臂的正极输入端相连的正极输入母排，以及将各个桥臂的负极输入端相连的负极输入母排。
[0011]在一个具体的实施例中，基板为矩形板，逆变器模块还包括垂直于基板的且分别分布在基板的四个角上的四根支柱，
[0012]驱动板组件包括抵接于每相邻两根支柱的三块安装板，以及设置在每一块安装板上的两个驱动单元，各个驱动单元连接与其相应的IGBT元件。
[0013]在一个具体的实施例中，安装板为矩形波浪结构，安装板包括波谷平台部、分别设置在波谷平台部的相对两侧的两个波峰平台部、分别设置在各个波峰平台部的相对两侧的腰部、以及由波谷平台部和波峰平台部的两端弯折而成弯折部，其中，驱动单元设置在波谷平台部上。
[0014]在一个具体的实施例中，逆变器模块还包括分别套装在第一交流母排和第三交流母排上的两个电流传感器。
[0015]与现有技术相比，本申请的实施例具有的优点为:
[0016](I)本实用新型的逆变器模块布局合理，可以充分发挥各个元器件的性能且散热能力好；
[0017](2)本实用新型的逆变器模块拆装方便，可替换程度高，通用程度高，便于安装、维修和维护；
[0018](3)本实用新型的逆变器模块上设置了温度传感器，可以实时采集基板上的温度信息，便于控制单元实时监控逆变器模块的温度并对逆变器模块进行相应的控制；
[0019](4)本实用新型的逆变器模块上设置了电流传感器，可以实时采集输出电流的信息，便于控制单元实时监测逆变器模块的输出电流以进行相应的动作，例如为逆变器模块提供过载保护，或者判断出两相不均流时进行相应的保护；
[0020](5)安装板的特殊结构极大地增加了安装板的机械强度，提高了安装板的抗振性能。由此，可以避免由于安装板的振动导致连接到驱动板上的光缆和电缆从驱动单元的接头中脱洛；
[0021](6)本实用新型采用在三块安装板上安装六个驱动单元、且在每块安装板上安装两个驱动单元的设计，相对于现有的逆变器模块在四块驱动板上安装八个驱动单元的设计而言，减少了一块驱动板和两个驱动单元，从而降低逆变器模块的成本。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的一种实施方式的逆变器模块的总装配主视示意图；
[0023]图2为本实用新型的一种实施方式的逆变器模块的总装配右视示意图；
[0024]图3为本实用新型的一种实施方式的逆变器模块的总装配仰视示意图；
[0025]图4为本实用新型的一种实施方式的IGBT组件、电流传感器以及温度传感器的安装示意图；
[0026]图5为本实用新型的一种实施方式的复合母排的安装示意图；
[0027]图6为本实用新型的一种实施方式的安装板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式。
[0029]图1至图6，示意性地表示出了本实用新型的一种实施方式的逆变器模块的结构。如图3所示，逆变器模块包括散热器10，安装在散热器10上的IGBT组件20，复合母排40、50，支柱组件90，驱动板组件60，控制盒70以及把手80。逆变器模块安装在与之相配的安装柜体内。安装柜体设置有若干个逆变器模块箱，本逆变器模块可以抽屉式地安装到逆变器模块箱内。安装柜体上设置有控制单元。
[0030]在本实施例中，逆变器模块包括散热器10。散热器10包括基板12以及均设置在基板12上的若干散热片11。散热片11分别在基板12的同一侧并垂直于基板12。散热片11可以增大散热器10与空气的接触面积，使得基板12上的热量迅速发散。逆变器模块安装到安装柜体内后，散热器10的散热片11露出安装柜体，基板12两侧进行风道隔离。在逆变器模块工作时，对散热片11进行强迫风冷。
[0031]如图4所示，本实施例中的逆变器模块构造为三相的逆变器模块。IGBT组件20包括六个设置在基板上的IGBT元件。六个IGBT元件呈两行三列的矩阵排列，均匀地分布在基板12背离散热片11的一个板面上。IGBT元件与基板12之间设置硅脂。硅脂填充了IGBT元件与基板12之间的间隙，增大导热效率。每个IGBT元件设置有若干引脚。引脚可以构造为设置有内螺纹的管件。
[0032]如图5所示，复合母排40、50覆盖在IGBT组件20上。复合母排包括覆盖在IGBT组件20上的直流输入层40，叠在直流输入层40上的交流输出层50，以及用于连接IGBT元件与交流输出层50的若干螺栓。直流输入层40设置有供螺栓通过的通孔。直流输入层40覆盖在IGBT元件上时，可以与IGBT元件的引脚形成电连接。螺栓能够与IGBT元件的引脚相配合，将直流输入层40和交流输出层50固定到IGBT元件上。交流输出层50通过螺栓与IGBT元件的引脚形成电连接。复合母排通过螺栓固定在IGBT组件20上。
[0033]交流输出层50包括第一交流母排51、第二交流母排52和第三交流母排53。第一交流母排51通过螺栓分别连接第一个IGBT元件的发射极引脚和第二个IGBT元件的集电极引脚。第二交流母排52通过螺栓分别连接第三个IGBT元件的发射极引脚和第四个IGBT元件的集电极引脚。第三交流母排53通过螺栓分别连接第五个IGBT元件的发射极引脚和第六个IGBT元件的集电极引脚。
[0034]这样，第一交流母排51、第二交流母排52、第三交流母排53将六个IGBT元件连接成桥式逆变电路的三个桥臂。第一个IGBT元件、第三个IGBT元件和第五个IGBT元件的集电极分别构成这三个桥臂的正极输入端。第二个IGBT元件、第四个IGBT元件和第六个IGBT元件的发射极分别构成这三个桥臂的负极输入端。
[0035]直流输入层40包括正极输入母排和负极输入母排。正极输入母排分别连接各个桥臂的正极输入端。负极输入母排分别连接各个桥臂的负极输入端。这样连接后，IGBT组件20和复合母排组成了一个三相逆变电路。正极输入母排构成该逆变电路的直流输入正极，负极输入母排构成该逆变电路的直流输入负极。第一交流母排51、第二交流母排52、第三交流母排53分别构成该逆变电路的三个交流输出端。
[0036]第一交流母排51、第二交流母排52、第三交流母排53的外接线端向同一个方向延伸到复合母排的边缘，正极输入母排和负极输入母排的外接线端向相反的方向延伸到复合母排的另一边缘。
[0037]直流输入层40还包括环绕通孔向交流输出层50方向凸出的环形圆台。该环形圆台由绝缘材料制成。环形圆台的顶端抵接于交流输出层50，使得直流输入层40和交流输出层50的其他部位分隔开来。这样直流输入层40与交流输出层50之间有很好的绝缘性能。
[0038]支柱组件90包括分别固定在基板12的四个角附近的四根支柱。四根支柱垂直于基板12。逆变器模块包括分别跨接在每两根相邻的支柱的端部上的两个把手80。把手80方便工作人员将逆变器模块从逆变器模块箱内抽出或推入。
[0039]如图1所示，驱动板组件60包括均位于复合母排背离基板12 —侧的三个安装板61、62、63以及设置在安装板61、62、63内的六个驱动单元65。安装板大致垂直于基板12。每块安装板上设置有两个驱动单元65。相对于现有的三相逆变器模块在四块驱动板上安装八个驱动单元的设计而言，减少了一块驱动板和两个驱动单元，从而降低逆变器模块的成本，这里的驱动板相对于安装板。
[0040]每个驱动单元65对应一个IGBT元件。驱动单元65通过电缆分别连接于与之对应的IGBT元件的各个引脚。驱动单元65可以驱动所对应的IGBT元件导通或截止从而使三相逆变电路进