一种适用于svg和hvf的新型功率单元装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，包括散热器，所述的散热器的横向长度小于纵向长度，散热器的纵向一侧位于机柜风道中，在散热器上沿散热器的纵向方向依次设置有若干散热风道，散热风道与散热器的横向方向平行，散热器上设置有功率器件，还包括设置在散热器远离机柜风道一侧的薄膜电容器，薄膜电容器与功率器件构成桥式电路。本实用新型相对于传统的功率单元装置显著改善了散热效果、提高了装置的输出容量，结构更紧凑，布局更合理，可适用于SVG和HVF，通用性强。
【专利说明】—种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及中大功率通用变流【技术领域】，具体涉及一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，适用于SVG和HVF功率单元的散热。
【背景技术】
[0002]众所周知,先进的SVG(Stetic Var Generator)是现代柔性交流输电系统的基础技术和关键设备，而HVF (High Voltage Frequency changer)则是提高大功率电机驱动系统电能利用效率的重要手段和重要设备，SVG和HVF设备都是由基本的功率单元按照一定规律串联或级联而构成的。功率单元设计的质量和可靠性决定了 SVG和HVF设备的质量和可靠性。传统功率单元的结构布局存在缺陷和不足:其散热器I与电容器组在功率单元中米用平行横向布局，散热器I的与散热风道垂直方向的尺寸小于与散热风道平行方向的尺寸，这种结构带来的问题是:a.给散热器I通风散热的风道截面积减小，功率单元的出风口小，风道长，风阻大，导致散热能力降低，b.功率器件2只能沿着散热器I的风道方向一字排开，使得功率器件2的散热效果沿风道方向逐次恶化。上述问题造成的后果是:功率单元和整个装置的散热不佳，工作可靠性降低，输出容量减小，显著影响装置的综合性能。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，显著改善装置的散热效果、提高装置的输出容量和工作可靠性，使结构更紧凑，布局更合理，并可同时适用于SVG和HVF，通用性强。
[0004]本实用新型的目的可通过下列技术方案实现:
[0005]一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，包括散热器，所述的散热器的横向长度小于纵向长度，散热器的纵向一侧联通机柜风道，在散热器上沿散热器的纵向方向依次设置若干散热片构成散热风道，散热风道与散热器的横向方向平行，散热器上设置有功率器件，还包括设置在散热器远离机柜风道一侧的薄膜电容器，薄膜电容器与功率器件构成桥式可控整流逆变电路。
[0006]如上所述的散热器的散热风道靠近机柜风道的一端构成功率单元的唯一出风口。
[0007]如上所述的功率器件为长方形，功率器件沿散热器的纵向方向分布，且功率器件的长度方向与散热风道方向一致。
[0008]如上所述的薄膜电容器为阵列分布，各个薄膜电容器之间留有空隙。
[0009]一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置还包括驱动功率器件的驱动控制板，驱动控制板设置在散热器的上方。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:
[0011]1、散热器的散热风道的横截面积显著增大，风道长度减小，风阻明显减小，大大提升了同等质量散热器的散热效果。
[0012]2、功率器件沿散热风道垂向一字布局，每个功率器件具有相同的散热效果，整体提升了功率器件和装置的工作可靠性，提升了装置的输出承载能力，降低了装置成本。
[0013]3、结构更加紧凑，布局更加合理，并可同时适用于SVG和HVF，大大增强了其通用性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为现有技术方案下的SVG功率单元立体图；
[0015]图2为现有技术方案下的SVG功率单元俯视图；
[0016]图3为本实用新型技术方案下的SVG功率单元立体图；
[0017]图4为本实用新型技术方案下的SVG功率单元俯视图；
[0018]图5为现有技术方案下的HVF功率单元立体图；
[0019]图6为现有技术方案下的HVF功率单元俯视图；
[0020]图7为本实用新型技术方案下的HVF功率单元立体图；
[0021]图8为本实用新型技术方案下的HVF功率单元俯视图；
[0022]图9为SVG功率单元的主电路拓扑图；
[0023]图10为SVG功率单元的主电路拓扑图。
[0024]图中:1-散热器，2-功率器件，3-输出汇流条，4-驱动控制板，5-薄膜电容器，6-叠成母线，7-功率器件汇流条，8-快速熔断器，9-整流器，10-整流器汇流条，11-整流器散热器，12-旁路断路器。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0026]图1、图2分别为现有技术方案下的SVG功率单元立体图和现有技术下的SVG功率单元俯视图，图5、图6分别为现有技术方案下的HVF功率单元立体图和现有技术下的HVF功率单元俯视图。显而易见，现有功率单元的结构布局存在明显的缺陷和不足:其散热器I与由薄膜电容器5构成的电容器组在功率单元中采用纵向布局，散热器I上设置有散热片，散热片之间构成横向的散热风道，散热风道的长度大于散热器的纵向长度，这种结构带来的问题是:a、给散热器I通风散热的气流截面积减小，功率单元的出风口小，风道长，风阻大，导致散热能力降低，b、功率器件2只能沿与散热风道的的方向一字排开，使得功率器件2的散热效果沿出风口方向逐次恶化。上述问题造成的后果是:功率单元和整个装置的散热不佳，工作可靠性降低，输出容量减小，显著影响装置的综合性能。
[0027]图3、图4分别为本实用新型技术方案下的SVG功率单元立体图和本实用新型技术下的SVG功率单元俯视图，图5、图6分别为本实用新型技术方案下的HVF功率单元立体图和本实用新型技术下的HVF功率单元俯视图，图9为SVG功率单元的主电路拓扑图，图9为SVG功率单元的主电路拓扑图。
[0028]一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，包括散热器1，所述的散热器I的横向长度小于纵向长度，散热器I的纵向一侧联通机柜风道，在散热器I上沿散热器I的纵向方向依次设置若干散热片构成散热风道，散热风道与散热器的横向方向平行，散热器I上设置有功率器件2，还包括设置在散热器I远离机柜风道一侧的薄膜电容器5，薄膜电容器5与功率器件2构成桥式可控整流逆变电路。[0029]散热器的散热风道靠近机柜风道的一端构成功率单元的唯一出风口。即，机柜风道通过散热器的散热风道靠近机柜风道的一端进行抽风，使得整个功率单元中的热量(主要为薄膜电容器5和功率器件2等)通过散热风道的该端排出功率单元。
[0030]功率器件2为长方形，功率器件2沿散热器I的纵向方向分布，且功率器件2的长度方向与散热风道方向一致。
[0031]薄膜电容器5为阵列分布，各个薄膜电容器5之间留有空隙。
[0032]一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，还包括驱动功率器件2的驱动控制板4，驱动控制板4设置在散热器I的上方。
[0033]散热风道的长度与功率单元的长度适配，散热风道靠近机柜风道的一侧构成唯一出风口，大大增加了散热气体的横截面积即出风口面积，减小了风道长度和风阻，整体提高了功率器件2和整个功率单元装置的散热能力和水平，提高了装置的工作可靠性和承载能力。
[0034]所述的功率器件2沿散热器I的纵向方向依次安装，均匀布局，使得各个功率器件2都具有相同良好的散热条件，可以减少功率器件2的选型余量。
[0035]所述电容器组采用多个薄膜电容器5组成，沿散热气流方向前后排开，各个薄膜电容器5之间留有气隙，薄膜电容器5与功率器件2之间采用叠层母线连接，减小了母线寄生电感。
[0036]驱动控制板4安装在散热器I上方，控制方便，布局合理。
[0037]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【权利要求】
1.一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，包括散热器(1)，其特征在于，所述的散热器(I)的横向长度小于纵向长度，散热器(I)的纵向一侧联通机柜风道，在散热器(I)上沿散热器(I)的纵向方向依次设置若干散热片构成散热风道，散热风道与散热器的横向方向平行，散热器(I)上设置有功率器件(2 )，还包括设置在散热器(I)远离机柜风道一侧的薄膜电容器(5 )，薄膜电容器(5 )与功率器件(2 )构成桥式可控整流逆变电路。
2.根据权利要求1所述的一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，其特征在于，所述的散热器的散热风道靠近机柜风道的一端构成功率单元的唯一出风口。
3.根据权利要求1所述的一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，其特征在于，所述的功率器件(2)为长方形，功率器件(2)沿散热器(I)的纵向方向分布，且功率器件(2)的长度方向与散热风道方向一致。
4.根据权利要求1所述的一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，其特征在于，所述的薄膜电容器(5)为阵列分布，各个薄膜电容器(5)之间留有空隙。
5.根据权利要求1所述的一种适用于SVG和HVF的新型功率单元装置，其特征在于，还包括驱动功率器件(2)的驱动控制板(4)，驱动控制板(4)设置在散热器(I)的上方。
【文档编号】H05K7/20GK203761277SQ201420147910
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】梅震, 陈相武, 王欣, 黎志, 张军, 何超, 罗运成 申请人:湖北三环发展股份有限公司