专利名称：一种用于变频器的功率装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于变频器内部器件布局领域。
背景技术：
如今的变频器正朝着提高功率密度，缩小变频器的体积的方向发展。因为体积更小的变频器就意味着能在相同的柜体内安放更多的变频器，或同等数量的变频器所用的地方更小，节省安置成本。但变频器是一种强电的电气设备，且在工作中会产生大量的热量，若一味地减小体积，会造成电气性能的下降和散热性能不良等问题。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于变频器的功率装置，该装置体积较小，散热效果好，电气性能优异。本实用新型所采用的技术方案是一种用于变频器的功率装置，从上至下依次包括滤波及电容装置、功率板和散热及冷却装置。所述的装置，滤波及电容装置包括互连的电容板和滤波板，电容板与功率板相连，滤波板还通过支架与功率板相连接。所述的装置，滤波板上设有共模电感，共模电感还与电容板上的母线电容紧密交错排布。所述的装置，功率板上设有功率器件，功率器件的散热面紧贴散热及冷却装置。所述的装置，散热及冷却装置依次包括风扇、散热器与直流电抗器，功率板与散热器相接触，风扇的出风方向与散热器的风道相对应，直流电抗器设置在散热器出风口旁。本实用新型的优点本实用新型体积较小，散热效果好，电气性能优异，连接布局信号简洁流畅，干扰较少。
图I是变频器内部功率器件布局图。图中，1 :功率板；2 :直流电抗器；3 :功率器件；4 :散热器；5 :风扇；6 :电容板；7 三相共模电感；8 :滤波板。
具体实施方式
本实用新型通过将变频器功率部分安装功能划分，合理放置各个功率部分，使电气信号路线简洁流畅，提高空间利用率，同时保证满足安规的电气要求和变频器的电气性能要求。本实用新型中变频器的功率部分由主功率部分、缓冲电容部分、EMC(电磁兼容)滤波部分、散热器、直流电抗器、风扇构成。功率板是变频器主功率部分的核心，功率半导体、输出电流采样电路、开关电源电路、变频器输出端子都在这块PCB (印刷电路板)板上。它的功能是将来自EMC滤波部分的工频交流输入变换为不同频率和幅值的交流输出，同时为控制板提供各种控制参数。缓冲电容部分的核心是电容板，上面有变频器的直流母线支撑电容及其上电缓冲电路。它的功能是为主功率部分和EMC滤波部分之间的能量交换提供一个能量的缓冲。滤波板是EMC滤波部分的核心。上面有变频器交流输入部分及其共模和差模滤波电路,主要由输入端子、差模滤波电容、共模滤波电感、共模滤波电容组成。它将来自电网的工频电压进行各种EMC滤波，然后送到主功率部分。散热器安装在机壳底座内部。风扇安装在机壳底座的一侧，其出风方向对着散热器的风道。直流电抗器也安装在机壳底座内部，在散热器风道的尾部。功率板放置在机壳底座的上方，其功率器件通过机壳底座上面孔位和其内部的散热器紧密贴合在一起。电容板和功率板成90°垂直放置，两块板通过板边的一排金属端子连接，这些金属端子不仅起到连接固定作用，同时也是功率板和电容板进行电气连接的端子。滤波板在功率板的上方，和功率板平行放置。滤波板上的器件除输入端子外，全朝向功率板，板子的四周固定在一个支架上，而支架的四角则固定在功率板的四角上。同时电容板和滤波板间也通过金属端子进行固定连接。滤波板上的共模电感和电容与电容板上母线电容紧密交错排布，共同填充了滤波板、功率板、电容板构成的矩形的内部空间。本变频器布局的特征在于将变频器内部电路按功能分为主功率部分、缓冲电容部分、EMC滤波部分。本变频器布局的特征在于三个功能部分构成功率部分。三个功能部分的三个板子之间通过相互锁定，构成一个稳固的矩形结构，同时也实现了各板间的电气联系。它们之间的电气信号路径清晰简洁，各个部分之间各板上的元器件充分地利用矩形内部的空间。本变频器布局的特征在于风扇、散热器、直流电抗器在机壳底座内部依次排列，直流电抗器在变频器出风口的尾部，它们构成冷却部分，并和上方的功率部分隔离。
以下结合附图进一步详述本实用新型。如图I所示，本变频器包括功率板I、直流电抗器2、散热器4、风扇5、电容板6、滤波板8。功率板I的主要功能是利用功率器件3进行功率变化，将来自滤波板8的输入工频电网电源变为不同幅值和频率的输出电源，提供给外部的负载设备。同时将各种检测到的信号量送到外部的控制板，而且它还为整个变频器提供工作电源，所以功率板是整个变频器的核心。功率器件3焊接在功率板上，其散热面紧贴散热器4。滤波板8的作用是提供交流输入，并通过三相共模电感7配合滤波电容对输入交流电中的高频干扰进行滤除。滤波完成后的三相交流电源被送到其下方的功率板I。电容板6的作用是利用上面的母线电容为功率板上的功率器件进行能量缓冲。变频器在运行中，功率器件3会产生大量的热量。这些热量通过散热器4进行扩散，同时风扇5将变频器外部的冷空气送入散热器4的风道中，对散热器进行冷却。正常工作时，直流电抗器2的温度是变频器内部各个器件中最高的，因此将其放置在散热器风道的尾部，这样它的热量就不会影响到散热器4对功率器件3的散热效果，通过散热器出来的风还能对直流电抗器2进行一定的冷却。[0030]风扇5、散热器4、直流电抗器2构成的冷却系统布置在变频器的底部，不会对上方的其它电子元器件造成影响。功率板I在冷却系统上方，电容板6与功率板I成90°垂直固定，滤波板8与功率板平行放置，分别与电 容板6和功率板I固定。
权利要求1.一种用于变频器的功率装置，其特征在于从上至下依次包括滤波及电容装置、功率板(I)和散热及冷却装置。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于滤波及电容装置包括互连的电容板(6)和滤波板(8)，电容板(6)与功率板(I)相连，滤波板(8)还通过支架与功率板(I)相连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于滤波板(8)上设有共模电感(7)，共模电感(7)还与电容板(6)上的母线电容紧密交错排布。
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于功率板(I)上设有功率器件(3)，功率器件(3)的散热面紧贴散热及冷却装置。
5.根据根据权利要求I所述的装置，其特征在于散热及冷却装置依次包括风扇(5)、散热器⑷与直流电抗器(2),功率板⑴与散热器⑷相接触，风扇(5)的出风方向与散热器(4)的风道相对应，直流电抗器(2)设置在散热器(4)出风口旁。
专利摘要本实用新型提供了一种用于变频器的功率装置，其从上至下依次包括滤波及电容装置、功率板(1)和散热及冷却装置，该装置体积较小，散热效果好，电气性能优异。
文档编号H05K7/20GK202364106SQ20112053648
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者余骏, 卢家斌, 李传涛, 李四川, 李海东, 王国强, 王胜勇, 纪守军 申请人:中冶南方(武汉)自动化有限公司