一种风能变流器及其功率模块的固定装置的制造方法
【专利摘要】一种风能变流器及其功率模块的固定装置，该风能变流器，包括多个功率模块和固定装置，所述多个功率模块分别安装在所述固定装置内，该固定装置包括一柜体框架和安装在该柜体框架上的功率模块安装机构，该功率模块安装机构包括：底部安装部，水平设置并固定在所述柜体框架上，所述底部安装部设置有多个下导轨，所述多个下导轨互相平行设置，所述功率模块的底部设置有与所述下导轨适配的安装槽；顶部安装部，设置在所述底部安装部上方并固定在所述柜体框架上，所述顶部安装部对应于所述多个下导轨设置有多个滑槽，所述功率模块的顶部设置有与所述滑槽适配的凸出部；以及背部封板，固定在所述底部安装部上并靠近所述柜体框架的后面设置。
【专利说明】
一种风能变流器及其功率模块的固定装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种风能变流器，特别是一种风能变流器及其功率模块的固定装置。
【背景技术】
[0002]功率模块是风能变流器的核心功能单元，是实现电流变换的主要器件。功率模块上通常集成IGBT、驱动电路板、直流电容等器件，是系统中能量密度最大，最脆弱的器件。由于集成度高，功率模块的出线也复杂，有高、低压，交、直流及多面出线的特点。因此在现有技术中，功率模块本身的结构及与系统的配合由于多种限制，有如下缺点:
[0003]1、功率模块在系统上装配较复杂，装配时间长，有些结构还需要多面一起维护；
[0004]2、功率模块在系统中是刚性固定，在遇到复杂路况，颠簸的情况下，功率模块上的IGBT受到冲击大，容易损坏；
[0005]3、功率模块上电容与铜排的排布不合理，杂散电感大，增加了功率模块的故障率。【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种风能变流器及其功率模块的固定装置。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种功率模块的固定装置，包括一柜体框架和安装在该柜体框架上的功率模块安装机构，其中，该功率模块安装机构包括:
[0008]底部安装部，水平设置并固定在所述柜体框架上，所述底部安装部设置有多个下导轨，所述多个下导轨互相平行设置，所述功率模块的底部设置有与所述下导轨适配的安装槽；
[0009]顶部安装部，设置在所述底部安装部上方并固定在所述柜体框架上，所述顶部安装部对应于所述多个下导轨设置有多个滑槽，所述功率模块的顶部设置有与所述滑槽适配的凸出部；以及
[0010]背部封板，固定在所述底部安装部上并靠近所述柜体框架的后面设置。
[0011]上述的功率模块的固定装置，其中，所述柜体框架为包括左前立柱、右前立柱、左后立柱和右后立柱的矩形框架。
[0012]上述的功率模块的固定装置，其中，所述底部安装部还包括:
[0013]下纵梁，包括左下纵梁和右下纵梁，所述左下纵梁和右下纵梁对称设置在所述柜体框架的两侧，所述左下纵梁的两端分别固定在所述左前立柱和左后立柱上，所述右下纵梁的两端分别固定在所述右前立柱和右后立柱上；以及
[0014]横梁，包括前横梁和后横梁，所述前横梁的两端分别固定在所述左前立柱和右前立柱上，所述后横梁的两端分别固定在所述左后立柱和右后立柱上，所述前横梁、后横梁、左下纵梁和所述右下纵梁位于同一平面内。
[0015]上述的功率模块的固定装置，其中，所述背部封板固定在所述后横梁上，所述背部封板对应于所述多个下导轨分别设置有多个搭接槽，所述下导轨的一端固定在所述前横梁上，所述下导轨的另一端搭接在所述搭接槽上。
[0016]上述的功率模块的固定装置，其中，所述下导轨的一端通过螺栓固定于所述前横梁，所述安装槽与所述下导轨通过螺栓固定。
[0017]上述的功率模块的固定装置，其中，所述顶部安装部还包括:
[0018]上纵梁，包括左上纵梁和右上纵梁，所述左上纵梁和右上纵梁分别对应设置于所述左下纵梁和右下纵梁的上方，所述左上纵梁的两端分别固定在所述左前立柱和左后立柱上，所述右上纵梁的两端分别固定在所述右前立柱和右后立柱上；以及
[0019]上滑轨，包括前滑轨和后滑轨，所述前滑轨和所述后滑轨互相平行，所述前滑轨和所述后滑轨的两端分别固定在所述左上纵梁和所述右上纵梁上；
[0020]其中，所述滑槽对应于所述多个下导轨分别安装在所述前滑轨和后滑轨上。
[0021]上述的功率模块的固定装置，其中，所述滑槽的一侧还设置有用于固定所述功率模块的固定板，所述固定板与所述凸出部通过螺栓固定。
[0022]为了更好地实现上述目的，本实用新型还提供了一种风能变流器，包括多个功率模块和固定装置，所述多个功率模块分别安装在所述固定装置内，其中，所述固定装置为上述的功率模块的固定装置。
[0023]上述的风能变流器，其中，每个所述功率模块的正极和负极分别通过直流叠层铜排引导至所述功率模块的顶部，所述多个功率模块的正极分别通过一铜排并联，所述多个功率模块的负极分别通过另一铜排并联。
[0024]上述的风能变流器，其中，每个所述功率模块的交流输出铜排为能柔性连接的多层软铜排。
[0025]本实用新型的有益功效在于:
[0026]1、顶部滑轨使得功率模块的直流汇流排可以安装在模块顶部，安装操作面在模块顶部，更靠近机柜正面，不用特殊的加长工具就能分离直流汇流排与功率模块，而现有技术中，直流汇流排通常在功率模块背部，由于旁边功率模块的阻挡，在拆卸螺栓时人手不能触及螺栓，螺栓容易掉落，功率模块的底部均为高压器件，非常容易造成系统故障;本实用新型将操作面移到模块上部，固定螺栓时候可以用手直接接触螺栓，螺栓不容易掉落，减少了上述风险；
[0027]2、本实用新型功率模块直流侧通过顶部的直流汇流排相连，因此，功率模块中的直流电流依次从顶部汇流排流经中段9颗薄膜电容，再汇集到IGBT的直流侧，使得流过9颗电容的电流更均匀。由于单颗电容失效时会使整个系统停工，因此本实用新型对电容的均流排布，减小了单颗电容的最大电应力，提高了系统的平均无故障时间；
[0028]3、功率模块与系统的交流侧为软铜排形成的柔性连接，软铜排通过自身的形变首先抵消了系统的装配公差;其次在功率模块随系统运输时减少了系统对功率模块的应力，对IGBT起到有效保护作用。
[0029]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型一实施例的风能变流器结构示意图；
[0031 ]图2为图1的部分分解示意图；
[0032]图3为本实用新型一实施例的功率模块的固定装置结构示意图；
[0033]图4为本实用新型一实施例的上滑轨结构示意图。
[0034]其中，附图标记
[0035]I 功率模块
[0036]11直流叠层铜排
[0037]12交流输出铜排
[0038]13凸出部
[0039]14安装架
[0040]15 电容
[0041]16功率开关模块
[0042]17散热器
[0043]18绝缘板
[0044]2固定装置
[0045]21柜体框架
[0046]211 左前立柱
[0047]212右前立柱
[0048]213左后立柱
[0049]214右后立柱
[0050]22功率模块安装机构[0051 ]221底部安装部
[0052]2211 下导轨
[0053]2212 下纵梁
[0054]2213 横梁
[0055]222顶部安装部
[0056]2221 滑槽
[0057]22211 第一面
[0058]22212 第二面
[0059]22213 第三面
[0060]22214 安装孔
[0061]22215 卡槽
[0062]22216 固定板
[0063]2222 上纵梁
[0064]2223 上滑轨
[0065]223背部封板
[0066]2231 搭接槽
[0067]3 铜排
【具体实施方式】
[0068]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0069]参见图1及图2，图1为本实用新型一实施例的风能变流器结构示意图，图2为图1的部分分解示意图。本实用新型的风能变流器，包括多个功率模块I和固定装置2，所述多个功率模块I分别安装在所述固定装置2内，本实用新型的功率模块I，包括安装架14、多个电容15、至少一个功率开关模块16和散热器17，所述功率开关模块16安装在所述散热器17上，优选每个所述功率模块I的正极和负极分别通过直流叠层铜排11引导至所述功率模块I的顶部，所述多个功率模块I的正极分别通过一铜排3并联，所述多个功率模块I的负极分别通过另一铜排3并联。每个所述功率模块I的交流输出铜排12优选为能柔性连接的多层软铜排。值得注意的是该功率模块I还包括其他部分的结构、组成、功能、及其相互位置关系及连接关系，因与本实用新型的技术方案关系不大，故在此不做赘述，下面仅对本实用新型的功率模块的固定装置予以详细说明。
[0070]参见图3，图3为本实用新型一实施例的功率模块的固定装置结构示意图。结合图1及图3，本实用新型的功率模块的固定装置2，包括一柜体框架21和安装在该柜体框架21上的功率模块安装机构22，该功率模块安装机构22包括:底部安装部221，水平设置并固定在所述柜体框架21上，所述底部安装部221设置有多个下导轨2211，所述多个下导轨2211互相平行设置，所述功率模块I的底部设置有与所述下导轨2211适配的安装槽(图未示)；顶部安装部222，设置在所述底部安装部221上方并固定在所述柜体框架21上，所述顶部安装部222对应于所述多个下导轨2211设置有多个滑槽2221，所述功率模块I的顶部设置有与所述滑槽2221适配的凸出部13;以及背部封板223，固定在所述底部安装部221上并靠近所述柜体框架21的后面设置。
[0071]本实施例中，所述柜体框架21为包括左前立柱211、右前立柱212、左后立柱213和右后立柱214的矩形框架，所有部件通过螺栓固定在柜体框架21内部。所述底部安装部221还包括:下纵梁2212，包括左下纵梁和右下纵梁，所述左下纵梁和右下纵梁对称设置在所述柜体框架21的两侧，所述左下纵梁的两端分别固定在所述左前立柱211和左后立柱213上，所述右下纵梁的两端分别固定在所述右前立柱212和右后立柱214上；以及横梁2213，包括前横梁和后横梁，所述前横梁的两端分别固定在所述左前立柱211和右前立柱212上，所述后横梁的两端分别固定在所述左后立柱213和右后立柱214上，所述前横梁、后横梁、左下纵梁和所述右下纵梁位于同一平面内。其中，所述背部封板223固定在所述后横梁上，所述背部封板223对应于所述多个下导轨2211分别设置有多个搭接槽2231，所述下导轨2211的一端固定在所述前横梁上，所述下导轨2211的另一端搭接在所述搭接槽2231上。所述下导轨2211的一端优选通过螺栓固定于所述前横梁，所述安装槽与所述下导轨2211优选通过螺栓固定。
[0072]本实施例中，所述顶部安装部222还包括:上纵梁2222，包括左上纵梁和右上纵梁，所述左上纵梁和右上纵梁分别对应设置于所述左下纵梁和右下纵梁的上方，所述左上纵梁的两端分别固定在所述左前立柱211和左后立柱213上，所述右上纵梁的两端分别固定在所述右前立柱212和右后立柱214上；以及上滑轨2223，包括前滑轨和后滑轨，所述前滑轨和所述后滑轨互相平行，所述前滑轨和所述后滑轨的两端分别固定在所述左上纵梁和所述右上纵梁上；其中，所述滑槽2221对应于所述多个下导轨2211分别安装在所述前滑轨和后滑轨上。现有方案中，前滑轨和后滑轨从前向后对应设置一个滑槽，滑槽长度较长，占用较大空间。本实施例中，前滑轨设置一个滑槽2221，后滑轨对应设置一个滑槽2221，节省了前、后滑轨之间的空间，以设置2根铜排3。
[0073]参见图4，图4为本实用新型一实施例的上滑轨结构示意图。本实施例中，所述滑槽2221包括顺序连接的第一面22211、第二面22212和第三面22213，所述第一面22211和第三面22213的端部分别设置有用于与所述上滑轨2223连接的安装孔22214，所述滑槽2221上设置有贯穿于所述第一面22211、第二面22212和所述第三面22213的卡槽22215，所述卡槽22215垂直于所述上滑轨2223。所述卡槽22215的一侧还设置有用于固定所述功率模块I的固定板22216，所述固定板22216与所述凸出部13通过螺栓固定。
[0074]本实施例中，功率模块I沿下导轨2211从前向后推入固定装置2，功率模块I右侧绝缘板18的上缘作为凸出部13卡入滑槽2221中的卡槽22215，且绝缘板18的上缘开有通孔与滑槽2221的固定板22216做螺栓固定。功率模块I的安装架14下部的下翻边与绝缘板18形成的U型导槽作为安装槽卡入下导轨2211中，安装架14下部的安装板的正面翻边带有开孔，当功率模块I推到位时可以将安装架14下部的下翻边与下导轨2211做螺栓固定。
[0075]本实用新型的多个功率模块I之间的直流输出在顶部通过铜排3汇流。功率模块I的直流叠层铜排11在模块顶端伸出2个舌片分别作为正负极输出，当多个功率模块I推入时，在上滑轨2223的前、后滑轨中间放置2根铜排3分别连接所有功率模块I的正极和负极，将所有功率模块I的正负极并联起来。功率模块I的交流输出铜排12优选采用多层软铜排，当功率模块I装入系统中时，模块交流侧与系统的交流侧之间是柔性连接。
[0076]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种功率模块的固定装置，包括一柜体框架和安装在该柜体框架上的功率模块安装机构，其特征在于，该功率模块安装机构包括:底部安装部，水平设置并固定在所述柜体框架上，所述底部安装部设置有多个下导轨，所述多个下导轨互相平行设置，所述功率模块的底部设置有与所述下导轨适配的安装槽；顶部安装部，设置在所述底部安装部上方并固定在所述柜体框架上，所述顶部安装部对应于所述多个下导轨设置有多个滑槽，所述功率模块的顶部设置有与所述滑槽适配的凸出部；以及 背部封板，固定在所述底部安装部上并靠近所述柜体框架的后面设置。2.如权利要求1所述的功率模块的固定装置，其特征在于，所述柜体框架为包括左前立柱、右前立柱、左后立柱和右后立柱的矩形框架。3.如权利要求2所述的功率模块的固定装置，其特征在于，所述底部安装部还包括: 下纵梁，包括左下纵梁和右下纵梁，所述左下纵梁和右下纵梁对称设置在所述柜体框架的两侧，所述左下纵梁的两端分别固定在所述左前立柱和左后立柱上，所述右下纵梁的两端分别固定在所述右前立柱和右后立柱上；以及 横梁，包括前横梁和后横梁，所述前横梁的两端分别固定在所述左前立柱和右前立柱上，所述后横梁的两端分别固定在所述左后立柱和右后立柱上，所述前横梁、后横梁、左下纵梁和所述右下纵梁位于同一平面内。4.如权利要求3所述的功率模块的固定装置，其特征在于，所述背部封板固定在所述后横梁上，所述背部封板对应于所述多个下导轨分别设置有多个搭接槽，所述下导轨的一端固定在所述前横梁上，所述下导轨的另一端搭接在所述搭接槽上。5.如权利要求4所述的功率模块的固定装置，其特征在于，所述下导轨的一端通过螺栓固定于所述前横梁，所述安装槽与所述下导轨通过螺栓固定。6.如权利要求3所述的功率模块的固定装置，其特征在于，所述顶部安装部还包括: 上纵梁，包括左上纵梁和右上纵梁，所述左上纵梁和右上纵梁分别对应设置于所述左下纵梁和右下纵梁的上方，所述左上纵梁的两端分别固定在所述左前立柱和左后立柱上，所述右上纵梁的两端分别固定在所述右前立柱和右后立柱上；以及 上滑轨，包括前滑轨和后滑轨，所述前滑轨和所述后滑轨互相平行，所述前滑轨和所述后滑轨的两端分别固定在所述左上纵梁和所述右上纵梁上； 其中，所述滑槽对应于所述多个下导轨分别安装在所述前滑轨和后滑轨上。7.如权利要求6所述的功率模块的固定装置，其特征在于，所述滑槽的一侧还设置有用于固定所述功率模块的固定板，所述固定板与所述凸出部通过螺栓固定。8.—种风能变流器，包括多个功率模块和固定装置，所述多个功率模块分别安装在所述固定装置内，其特征在于，所述固定装置为上述权利要求1-7任意一项所述的功率模块的固定装置。9.如权利要求8所述的风能变流器，其特征在于，每个所述功率模块的正极和负极分别通过直流叠层铜排引导至所述功率模块的顶部，所述多个功率模块的正极分别通过一铜排并联，所述多个功率模块的负极分别通过另一铜排并联。10.如权利要求8所述的风能变流器，其特征在于，每个所述功率模块的交流输出铜排为能柔性连接的多层软铜排。
【文档编号】H02M1/00GK205544891SQ201620082612
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】王政, 吕飞, 刘健, 何亮
【申请人】台达电子企业管理（上海）有限公司, 国电龙源电气有限公司