用于功率电子器件的支撑结构的制作方法_2

文档序号:9830260阅读:来源:国知局
何形状内设置在冷却剂管中的至少一个电极,其与支撑结构和/或支撑结构中的功率电子器件模块电传导地连接,使得电极处于支撑结构和/或功率电子器件模块的电位。
[0039]除了试图限制通过冷却剂的电解电流之外,可使用由相当耐腐蚀的材料(例如铂)构成的电极,并在特定的点插入到水回路中,并改变至功率电子器件模块的电位。电解电流只流过设定为所需电位的电极。
[0040]在转换器的操作期间,电极因此可处于与功率电子器件模块相关联的电位。如果冷却剂供给管和冷却剂排出管存在的话,相应的电极可在支撑结构的外部几何形状内设置在供给管和排出管中。
[0041]根据本发明的一个实施例,电极设置在成排支撑结构的第一支撑结构中,并且另一电极设置在这排的最末支撑结构中。因此,至少电解电流的由于连接至冷却剂管的功率电子器件模块的不同电位造成的分量可限于这排支撑结构。
[0042]尤其在模块化多级转换器的情况下,所述多级转换器的额定电压可随系统功率而变化。如果冷却的构件和热沉被设定为相对于地电位的某一电位,那么功率电子器件模块的电位可为标准系统中的1倍。
[0043]根据本发明的一个实施例,支撑结构布置还包括连接管和电极,连接管由绝缘材料组成,用于将冷却剂管连接到主系统管上,电极设置在连接管中,并且电连接至转换器的地电位。
[0044]在供给管和排出管的情况中,两个管均可通过供给连接管和排出连接管连接至主系统的相应管。大体上,主系统管由金属组成,即,具有导电设计。在电极处于连接管的地电位的情况下,主系统管和功率电子器件模块之间的电解电流实际上可被完全抑制。
[0045]根据本发明的一个实施例,支撑结构布置还包括这排中的第一组支撑结构和这排中与第一组相邻的第二组支撑结构,以及用于第二组支撑结构的另一冷却剂管,所述另一冷却剂管引导通过第一组支撑结构。具有插入电极的绝缘冷却剂管的设计可相对于系统电压升级,而无须额外考虑到转换器的外壳或其它构件。
[0046]作为示例,处于地电位的电极可设置在第一组支撑结构至主系统管的连接中,电极可设置在第一组的第一支撑结构中,并且电极可设置在冷却回路的对应区段中的第一组的最末支撑结构中,即,冷却剂管中。
[0047]此外,处于地电位的电极可设置在第二组至主系统管的连接中,电极可设置在第二组的第一支撑结构中,并且电极可设置在冷却剂管中的第二组的最末支撑结构中。
【附图说明】
[0048]下面将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。
[0049]图1显示了根据本发明的一个实施例的支撑结构的透视图。
[0050]图2显示了图1的支撑结构与两个功率电子器件模块一起的透视图。
[0051]图3显示了图1的支撑结构与两个插入的功率电子器件模块一起的透视图。
[0052]图4显示了穿过图1的支撑结构的细节的截面。
[0053]图5显示了穿过图1的支撑结构的进一步细节的截面。
[0054]图6显示了根据本发明的一个实施例的支撑结构布置的透视图。
[0055]图7显示了用于图6的支撑结构布置的冷却回路的透视图。
[0056]图8显示了穿过图6的支撑结构布置的细节的截面。
[0057]图9显示了穿过图6的支撑结构布置的冷却剂管的截面。
[0058]图10显示了根据本发明废热另一实施例的支撑结构布置的另一冷却剂回路的透视图。
[0059]附图中所用的参考标号和所述参考标号的含义在参考标号列表中概要地列出。原则上,相同或相似的部分设有相同的参考标号。
【具体实施方式】
[0060 ]图1显示了由支撑框架14构成的支撑结构1的透视图,支撑框架由金属管16组成,其具有悬置于所述金属管之间的侧面板或金属片面板18。
[0061]支撑框架14具有基本立方形的外部形状,并且包括两个矩形管环20,其通过四个其它管22彼此连接在一起,这些管相对于管环20的平面基本正交地而延伸。管22至管环20的连接点以相对于管环20的圆角24偏移的方式设置。
[0062]管16、20、22可彼此插入连接和/或焊接到彼此,从而产生管框架或支撑框架14。用于支撑结构10的所有圆角24和边缘26通过管16、20、22的外表面来提供。
[0063]支撑框架14可在一个或多个侧面(包括顶部和底部)设有侧面板18。侧面板18通过其它增强元件28固定至管16、20、22,增强元件相对于管16、20、22(略微地)向内偏移。这产生了外部几何形状30,其具有仅朝着外部圆化的转角24和边缘26。
[0064]可焊接至管16、20、22的增强元件28是矩形金属条,其设置在侧面板18内,并且/或者相对于管16、20、22向内偏移。
[0065]侧面板18是带有圆角32的矩形,并且可具有一个或多个例如用于冷却空气的开口
34。开口 34也具有圆角36。
[0066]支撑结构10包含具有基本立方形的内部容积的支架38,其被基本立方形的外部几何形状围绕。一个或多个功率电子器件模块可经由开口 40插入到支撑结构10中。
[0067]支撑结构10可相对于地电位或相对于其它支撑结构10设定至高电位。高度的电压隔离通过屏蔽来实现,其使功率电子器件模块周围的电场强度均匀化。这种屏蔽通过支撑结构10的圆形的边缘26和转角24、32、36来提供。支撑结构10的这种外部几何形状30增加了用于部分放电和闪络的起始电压。
[0068]特别而言,边缘26和转角24、32、36设计为使得它们的曲率半径全部大于已经对于支撑结构1限定的最小半径。
[0069]滑动轨道42可固定在支撑结构10中。基本W形的滑动轨道42例如通过增强元件28固定到支撑结构10的底座。
[0070]横向开口44位于滑动轨道42的滑动表面的下面,通过横向开口 44可将例如冷却剂管(看见进一步在下面)推送穿过支撑结构。出于这个原因,在左侧和右侧靠近支架38的侧面板18也不会延伸到与下面管16—样远,而是在底座上留出下区段。
[0071 ]绝缘体46,例如标准绝缘体可固定至支撑结构10。作为示例,在各种情况下,可将六个绝缘体46固定至上侧面板18和下侧面板18。固定还额外地通过增强元件28执行。
[0072]用于绝缘体46的固定点48(例如用于铆钉或螺钉的孔)可设置在侧面板18中的支撑结构10上,不仅在上侧面板和下侧面板18中,而且还在后部的左侧面板和右侧面板18中。
[0073]图2显示了来自图1的支撑结构10以及两个功率电子器件模块50(没有绝缘体46)。功率电子器件模块50仅仅示意性地示出为立方体,但可具有明显更复杂的外部形状。
[0074]功率电子器件模块50可安装在支撑结构10中,使得它们连续地插入到轨道42上的支架38中。
[0075]图3显示了支撑结构10与两个插入功率电子器件模块50。支架中的开口40然后可由盖板52封闭,其可如侧面板18—样为金属片面板。
[0076]图4显示了穿过绝缘体46的区域中的支撑结构1的截面。绝缘体46通过例如螺钉54从支撑结构1的内部固定。在这种情况下,螺钉54延伸穿过的开口 48延伸穿过轨道42的脚部、增强元件28和侧面板18。
[0077]图5显示了穿过轨道42的区域中的支撑结构10的截面。可使用凹入的紧固装置56(例如,凹入的螺钉或凹入的铆钉),以便避免紧固装置56向外所指的点处的高的场强。作为示例,侧面板18可利用凹入的紧固装置56固定至增强元件28,并且/或者轨道42可经由凹入的紧固装置56固定至增强元件28。
[0078]图6显示了支撑结构布置60,其由两排62支撑结构10a、10b、10c、1d构成,其相叠地设置并且通过绝缘体46彼此支撑。图中只显示了下排62中的功率电子器件模块50,所以冷却回路64的管在上排中可见。然而,其它布置(例如竖直的排)也是可能的。
[0079]支撑结构布置60与功率电子器件模块50—起可包括模块化多级转换器的功率电子器件,其中功率电子器件模块50电串联地连接(例如沿着排62)。支撑结构1a、1b、1c、1d或各个功率电子器件模块50的外壳相对于地电位于是处于电位Ui,U2...,Un。不同支撑结构10a、10b、10c、1d或功率电子器件模块50的电位可能不同。作为示例,相邻功率电子器件模块50之间的电压差可具有相同的数量级。
[0080]图7显示了用于图6的支撑结构布置60的冷却回路64。整个装置60经由主系统管66a、66b(主系统供给管66a和主系统排出管66b)供给有冷却剂,例如冷却水。两个主系统管66a、66b通常是金属管,并且处于地电位。
[0081 ] 主系统管66a、66b通过连接管68a、68b(供给连接管68a和排出连接管68b)连接至冷却剂管70a、70b (冷却剂供给管70a和冷却剂排出管70b)。下排62和上排62均具有两个或四个(见图6)冷却剂管70a、70b。连接管68a、68b
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