一种功率模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种功率模块，特别是一种用于风能变流器的功率模块。
【背景技术】
[0002]风能变流器是兆瓦级风力发电机的核心部件，低电压穿越模块(简称低穿模块)是风能变流器中保证系统能够从电网冲击中快速恢复的关键部件。低穿模块具有额定电流大、瞬时工作等特性，这些特性给低穿模块的设计带来一些困难:
[0003]1、低穿模块通常放在机柜顶部，由于额定容量大，器件数量多，当所有器件集成在一个模块中时，重量较重，给装配维修带来很大困难；
[0004]2、有些方案把低穿模块分成2个小模块分开安装，以克服装配困难、单一模块容量不足的问题。然而此法带来两个缺陷:
[0005](I)直流侧的导线要重复接2遍；
[0006](2)由于母线电压高，模块与系统之间需要留足绝缘距离，2个小模块比集成在一起的方案更占用宝贵的系统空间；
[0007]3、低穿模块对外接线有直流正负、交流、驱动信号、驱动电源等，输出端口多且高低压都有，要保持相互之间的距离不造成干扰较难。现有技术方案通常将模块的高压回路布在侧面，给接线带来困难；
[0008]4、低穿模块在系统中放在最上层，运输时振动最强烈。作为备件单独发货时，也容易受跌落冲击。现有技术的设计都难以对模块内的器件做很好的保护；
[0009]5、低穿模块工作特性是瞬时电流大，不连续工作，因此模块内部器件是自然冷却，但是需要很大的热容和开放的散热空间。此需求与对模块内部器件的保护相悖，两者难同时做好。
【实用新型内容】
[0010]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，提供一种适用于风能变流器的功率模块。
[0011 ]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种功率模块，其中，包括:
[0012]矩形框架；
[0013]第一模块，安装在所述矩形框架内，所述第一模块包括至少一功率器件；
[0014]第二模块，安装在所述矩形框架内，并与所述第一模块呈镜像对称设置，所述第二模块包括至少一功率器件；
[0015]直流汇流铜排，分别与所述第一模块和所述第二模块连接，包括分别与所述第一模块和所述第二模块各自的直流正极和直流负极连接的直流正极接线端子和直流负极接线端子，所述直流正极接线端子和直流负极接线端子设置于所述矩形框架的正面;以及
[0016]交流汇流铜排，包括与所述第一模块连接的第一交流接线端子和与所述第二模块连接的第二交流接线端子，所述第一交流接线端子和所述第二交流接线端子分别设置于所述矩形框架的正面，其中，所述直流正极接线端子和直流负极接线端子位于所述第一交流接线端子和所述第二交流接线端子之间。
[0017]上述的功率模块，其中，所述第一模块和第二模块背向相对垂直安装在所述矩形框架的底板上，所述第一模块和第二模块均为故障穿越模块，所述故障穿越模块的侧面还设置有驱动电路板。
[0018]上述的功率模块，其中，所述交流汇流铜排还包括竖直铜排和水平铜排，所述第一模块或所述第二模块的交流输出分别通过所述竖直铜排引至所述矩形框架的顶面，所述水平铜排与所述竖直铜排连接，所述水平铜排沿所述矩形框架的顶面水平延伸至所述矩形框架的正面，所述第一交流接线端子和所述第二交流接线端子分别位于所述水平铜排的末端。
[0019]上述的功率模块，其中，还包括辅助电容，所述辅助电容安装在所述矩形框架的底板上，并设置在所述第一模块与所述第二模块之间，所述辅助电容的顶部触点固定至所述直流汇流铜排。
[0020]上述的功率模块，其中，所述直流汇流铜排为叠层铜排。
[0021]上述的功率模块，其中，所述矩形框架包括两侧板、底板、前封板和后封板，所述两侧板、底板、前封板和所述后封板共同围合成矩形容置空间，所述两侧板、底板、前封板和后封板上分别设有安装孔。
[0022]上述的功率模块，其中，所述矩形框架还包括电容固定板，所述电容固定板安装在所述底板上。
[0023]上述的功率模块，其中，所述两侧板为镂空的矩形框，所述前封板的两侧分别设置有用于低压电源线走线的矩形开口。
[0024]上述的功率模块，其中，所述矩形框架为金属框架，所述前封板的顶端设置有绝缘板，所述直流正极接线端子、所述直流负极接线端子、所述第一交流接线端子和所述第二交流接线端子分别固定在所述绝缘板上。
[0025]上述的功率模块，其中，所述矩形框架上还设置有前置把手，所述前置把手对称设置在所述前封板的两侧，且所述前置把手的伸出长度大于所述直流正极接线端子、所述直流负极接线端子、所述第一交流接线端子和所述第二交流接线端子的伸出长度。
[0026]上述的功率模块，其中，所述第一模块的功率器件和所述第二模块的功率器件均为IGBT模块。
[0027]本实用新型的有益效果在于:
[0028]1、第一模块和第二模块放置特征为镜像对称设置、背靠背、垂直放置，使得空间利用率极高，且节省了左右绝缘距离所需空间，占用系统的空间减少30%以上；
[0029]2、将功率单元都固定到矩形框架上，所有易损部件都包在框架内，在模块的安装、运输、维护时，矩形框架对内部器件可以起到保护作用。例如，前置把手向前伸出长度大于触点的伸出长度，当模块正面跌落或受到磕碰时，前触点受到把手的保护不易损伤。在单独包装运输时，此结构形状规则，可以大大节约包装材料及运输费用；
[0030]3、第一模块和第二模块的高压触点由顶部的直流汇流铜排和两边的交流汇流铜排引到正面的顶部，由此该第一模块和第二模块所有的对外接线点都移到功率模块的正面，具有如下有益效果:
[0031](I)模块容易正面安装、维护；
[0032](2)第一模块与第二模块的正负极汇在一起，对外只需要接一次线，且交直流出线集中在正面顶部，节约系统内走线空间，容易理线；
[0033](3)高压与低压线缆上下分开，避免干扰；
[0034]4、在第一模块与第二模块中间可以加入2个辅助电容，增加模块的容量；
[0035]5、矩形外框的镂空设计方便内部器件散热，可以缩短投入运行时间间隔。
[0036]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】
[0037]图1为本实用新型一实施例的结构不意图；
[0038]图2为图1的爆炸图；
[0039]图3为本实用新型一实施例的矩形框架结构示意图；
[0040]图4为图3的爆炸图。
[0041]其中，附图标记
[0042]I 矩形框架
[0043]11 底板
[0044]12 侧板
[0045]13 前封板
[0046]131 矩形开口
[0047]14 后封板
[0048]15 电容固定板
[0049]16 前置把手
[0050]17 绝缘板[0051 ]2 第一模块
[0052]3 第二模块
[0053]4 直流汇流铜排
[0054]41 直流正极接线端子
[0055]42 直流负极接线端子
[0056]5 交流汇流铜排
[0057]51 第一交流接线端子
[0058]52 第二交流接线端子
[0059]53 竖直铜排
[0060]54 水平铜排[0061 ]6 辅助电容
[0062]7 驱动电路板
【具体实施方式】
[0063]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:
[0064]参见图1及图2，图1为本实用新型一实施例的结构示意图，图2为图1的爆炸图。本实用新型的功率模块，包括:
[0065]矩形框架I，例如，其材质可选择为金属框架；
[0066]第一模块2，安装在矩形框架I内，其包括至少一功率器件，该功率器件可以为IGBT模块(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT，绝缘棚.双极晶体管)；
[0067]第二模块3，安装在矩形框架I内，并与第一模块2呈镜像对称设置。第二模块3包括至少一功率器件，该功率器件可以为IGBT模块。其中，第一模块2和第二模块3背向相对(即背靠背地)垂直安装在矩形框架I的底板11上。第一模块2和第二模块3均