一種功率模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種功率模塊，特別是一種用于風能變流器的功率模塊。
【背景技術】
[0002]風能變流器是兆瓦級風力發電機的核心部件，低電壓穿越模塊(簡稱低穿模塊)是風能變流器中保證系統能夠從電網沖擊中快速恢復的關鍵部件。低穿模塊具有額定電流大、瞬時工作等特性，這些特性給低穿模塊的設計帶來一些困難:
[0003]1、低穿模塊通常放在機柜頂部，由于額定容量大，器件數量多，當所有器件集成在一個模塊中時，重量較重，給裝配維修帶來很大困難；
[0004]2、有些方案把低穿模塊分成2個小模塊分開安裝，以克服裝配困難、單一模塊容量不足的問題。然而此法帶來兩個缺陷:
[0005](I)直流側的導線要重復接2遍；
[0006](2)由于母線電壓高，模塊與系統之間需要留足絕緣距離，2個小模塊比集成在一起的方案更占用寶貴的系統空間；
[0007]3、低穿模塊對外接線有直流正負、交流、驅動信號、驅動電源等，輸出端口多且高低壓都有，要保持相互之間的距離不造成干擾較難。現有技術方案通常將模塊的高壓回路布在側面，給接線帶來困難；
[0008]4、低穿模塊在系統中放在最上層，運輸時振動最強烈。作為備件單獨發貨時，也容易受跌落沖擊。現有技術的設計都難以對模塊內的器件做很好的保護；
[0009]5、低穿模塊工作特性是瞬時電流大，不連續工作，因此模塊內部器件是自然冷卻，但是需要很大的熱容和開放的散熱空間。此需求與對模塊內部器件的保護相悖，兩者難同時做好。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的上述缺陷，提供一種適用于風能變流器的功率模塊。
[0011 ]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種功率模塊，其中，包括:
[0012]矩形框架；
[0013]第一模塊，安裝在所述矩形框架內，所述第一模塊包括至少一功率器件；
[0014]第二模塊，安裝在所述矩形框架內，并與所述第一模塊呈鏡像對稱設置，所述第二模塊包括至少一功率器件；
[0015]直流匯流銅排，分別與所述第一模塊和所述第二模塊連接，包括分別與所述第一模塊和所述第二模塊各自的直流正極和直流負極連接的直流正極接線端子和直流負極接線端子，所述直流正極接線端子和直流負極接線端子設置于所述矩形框架的正面;以及
[0016]交流匯流銅排，包括與所述第一模塊連接的第一交流接線端子和與所述第二模塊連接的第二交流接線端子，所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子分別設置于所述矩形框架的正面，其中，所述直流正極接線端子和直流負極接線端子位于所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子之間。
[0017]上述的功率模塊，其中，所述第一模塊和第二模塊背向相對垂直安裝在所述矩形框架的底板上，所述第一模塊和第二模塊均為故障穿越模塊，所述故障穿越模塊的側面還設置有驅動電路板。
[0018]上述的功率模塊，其中，所述交流匯流銅排還包括豎直銅排和水平銅排，所述第一模塊或所述第二模塊的交流輸出分別通過所述豎直銅排引至所述矩形框架的頂面，所述水平銅排與所述豎直銅排連接，所述水平銅排沿所述矩形框架的頂面水平延伸至所述矩形框架的正面，所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子分別位于所述水平銅排的末端。
[0019]上述的功率模塊，其中，還包括輔助電容，所述輔助電容安裝在所述矩形框架的底板上，并設置在所述第一模塊與所述第二模塊之間，所述輔助電容的頂部觸點固定至所述直流匯流銅排。
[0020]上述的功率模塊，其中，所述直流匯流銅排為疊層銅排。
[0021]上述的功率模塊，其中，所述矩形框架包括兩側板、底板、前封板和后封板，所述兩側板、底板、前封板和所述后封板共同圍合成矩形容置空間，所述兩側板、底板、前封板和后封板上分別設有安裝孔。
[0022]上述的功率模塊，其中，所述矩形框架還包括電容固定板，所述電容固定板安裝在所述底板上。
[0023]上述的功率模塊，其中，所述兩側板為鏤空的矩形框，所述前封板的兩側分別設置有用于低壓電源線走線的矩形開口。
[0024]上述的功率模塊，其中，所述矩形框架為金屬框架，所述前封板的頂端設置有絕緣板，所述直流正極接線端子、所述直流負極接線端子、所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子分別固定在所述絕緣板上。
[0025]上述的功率模塊，其中，所述矩形框架上還設置有前置把手，所述前置把手對稱設置在所述前封板的兩側，且所述前置把手的伸出長度大于所述直流正極接線端子、所述直流負極接線端子、所述第一交流接線端子和所述第二交流接線端子的伸出長度。
[0026]上述的功率模塊，其中，所述第一模塊的功率器件和所述第二模塊的功率器件均為IGBT模塊。
[0027]本實用新型的有益效果在于:
[0028]1、第一模塊和第二模塊放置特征為鏡像對稱設置、背靠背、垂直放置，使得空間利用率極高，且節省了左右絕緣距離所需空間，占用系統的空間減少30%以上；
[0029]2、將功率單元都固定到矩形框架上，所有易損部件都包在框架內，在模塊的安裝、運輸、維護時，矩形框架對內部器件可以起到保護作用。例如，前置把手向前伸出長度大于觸點的伸出長度，當模塊正面跌落或受到磕碰時，前觸點受到把手的保護不易損傷。在單獨包裝運輸時，此結構形狀規則，可以大大節約包裝材料及運輸費用；
[0030]3、第一模塊和第二模塊的高壓觸點由頂部的直流匯流銅排和兩邊的交流匯流銅排引到正面的頂部，由此該第一模塊和第二模塊所有的對外接線點都移到功率模塊的正面，具有如下有益效果:
[0031](I)模塊容易正面安裝、維護；
[0032](2)第一模塊與第二模塊的正負極匯在一起，對外只需要接一次線，且交直流出線集中在正面頂部，節約系統內走線空間，容易理線；
[0033](3)高壓與低壓線纜上下分開，避免干擾；
[0034]4、在第一模塊與第二模塊中間可以加入2個輔助電容，增加模塊的容量；
[0035]5、矩形外框的鏤空設計方便內部器件散熱，可以縮短投入運行時間間隔。
[0036]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
【附圖說明】
[0037]圖1為本實用新型一實施例的結構不意圖；
[0038]圖2為圖1的爆炸圖；
[0039]圖3為本實用新型一實施例的矩形框架結構示意圖；
[0040]圖4為圖3的爆炸圖。
[0041]其中，附圖標記
[0042]I 矩形框架
[0043]11 底板
[0044]12 側板
[0045]13 前封板
[0046]131 矩形開口
[0047]14 后封板
[0048]15 電容固定板
[0049]16 前置把手
[0050]17 絕緣板[0051 ]2 第一模塊
[0052]3 第二模塊
[0053]4 直流匯流銅排
[0054]41 直流正極接線端子
[0055]42 直流負極接線端子
[0056]5 交流匯流銅排
[0057]51 第一交流接線端子
[0058]52 第二交流接線端子
[0059]53 豎直銅排
[0060]54 水平銅排[0061 ]6 輔助電容
[0062]7 驅動電路板
【具體實施方式】
[0063]下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述:
[0064]參見圖1及圖2，圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖，圖2為圖1的爆炸圖。本實用新型的功率模塊，包括:
[0065]矩形框架I，例如，其材質可選擇為金屬框架；
[0066]第一模塊2，安裝在矩形框架I內，其包括至少一功率器件，該功率器件可以為IGBT模塊(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT，絕緣棚.雙極晶體管)；
[0067]第二模塊3，安裝在矩形框架I內，并與第一模塊2呈鏡像對稱設置。第二模塊3包括至少一功率器件，該功率器件可以為IGBT模塊。其中，第一模塊2和第二模塊3背向相對(即背靠背地)垂直安裝在矩形框架I的底板11上。第一模塊2和第二模塊3均