一種風(fēng)能變流器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)能變流器，包括具有多個(gè)電容模塊的直流母線單元、具有多個(gè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT的IGBT單元、以及系統(tǒng)控制單元，其中，IGBT單元安裝于直流母線單元上，系統(tǒng)控制單元安裝于IGBT單元背離直流母線單元的一側(cè)；IGBT單元中的IGBT與直流母線單元中的電容模塊通過(guò)直流母排連接。本實(shí)用新型提供的風(fēng)能交流器結(jié)構(gòu)緊湊，可有利于在相對(duì)較小的空間內(nèi)安裝使用，以提高風(fēng)能變流器的適用范圍。
【專利說(shuō)明】—種風(fēng)能變流器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及新能源發(fā)電設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種風(fēng)能變流器。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有風(fēng)能變流器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常采用將絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor,簡(jiǎn)稱IGBT)單元和系統(tǒng)控制單元分開、或者是將IGBT單元和直流母線單元分開的設(shè)計(jì)理念來(lái)進(jìn)行設(shè)置風(fēng)能變流器的各個(gè)單元。但是，在位置相對(duì)狹小的空間內(nèi)，將IGBT單元和系統(tǒng)控制單元分開安裝，或者是將IGBT單元和直流母線單元分開安裝時(shí)，所需要的空間相對(duì)較大，不便于風(fēng)能變流器整體的安裝。因此，現(xiàn)有的風(fēng)能變流器中，急需對(duì)IGBT單元、系統(tǒng)控制單元、以及直流母線單元等核心模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以減小風(fēng)能變流器所需的安裝空間，從而使風(fēng)能變流器可以在相對(duì)狹小的空間內(nèi)安裝使用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種風(fēng)能交流器，該風(fēng)能交流器結(jié)構(gòu)緊湊，可有利于在相對(duì)較小的空間內(nèi)安裝使用。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:
[0005]一種風(fēng)能變流器，包括具有多個(gè)電容模塊的直流母線單元、具有多個(gè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT的IGBT單元、以及系統(tǒng)控制單元，其中，所述IGBT單元安裝于所述直流母線單元上，所述系統(tǒng)控制單元安裝于所述IGBT單元背離所述直流母線單元的一側(cè)；所述IGBT單元中的IGBT與所述直流母線單元中的電容模塊通過(guò)直流母排連接。
[0006]本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器中，將直流母線單元、IGBT單元和系統(tǒng)控制單元三者層疊設(shè)置，并進(jìn)行固定連接，使得直流母線單元、IGBT單元和系統(tǒng)控制單元三者之間的連接變得緊湊，從而減小了直流母線單元、IGBT單元和系統(tǒng)控制單元三部分安裝時(shí)所需的空間，進(jìn)而有利于將整個(gè)風(fēng)能變流器的結(jié)構(gòu)設(shè)置的更為緊湊，減少整個(gè)風(fēng)能交流器在安裝時(shí)所需的空間，使風(fēng)能變流器可以在相對(duì)較小的空間內(nèi)安裝使用，提高風(fēng)能變流器的適用范圍。
[0007]因此，本實(shí)用新型提供的風(fēng)能交流器結(jié)構(gòu)緊湊，可有利于在相對(duì)較小的空間內(nèi)安裝使用，以提聞風(fēng)能變流器的適用范圍。
[0008]優(yōu)選的，所述IGBT單元的側(cè)壁與所述直流母線單元的接觸處設(shè)置有外沿，所述外沿與所述直流母線單元的外框固定連接、以實(shí)現(xiàn)所述IGBT單元在所述直流母線單元上的固定安裝。
[0009]優(yōu)選的，所述外沿與所述直流母線單元的外框固定連接，具體為:所述外沿與所述直流母線單元的外框通過(guò)螺栓固定連接。
[0010]優(yōu)選的，所述直流母線單元的外框設(shè)置有支撐所述IGBT單元的支撐架。從而可以將IGBT單元支撐在支撐架上進(jìn)行安裝，使得IGBT單元的安裝更為方便，同時(shí)也可以減少安裝時(shí)的工作強(qiáng)度。
[0011]優(yōu)選的，所述支撐架上設(shè)置有延伸方向與連接所述外沿和直流母線單元外框的所述螺栓的長(zhǎng)度方向相平行的滑軌，所述IGBT單元設(shè)置有與所述滑軌滑動(dòng)配合的滑槽。通過(guò)滑槽和滑軌的配合可以很輕松地將IBGT單元移動(dòng)、以使IGBT單元和直流母線單元貼合。
[0012]優(yōu)選的，所述控制單元通過(guò)掛接機(jī)構(gòu)掛接于所述IGBT單元。在需要對(duì)系統(tǒng)控制單元進(jìn)行檢修和維護(hù)時(shí)，可以較為方便地將系統(tǒng)控制單元從IGBT單元上拆卸下來(lái)。
[0013]優(yōu)選的，所述掛接機(jī)構(gòu)包括:設(shè)置于所述控制單元的卡鉤和設(shè)置于所述IGBT單元的卡扣；或者，
[0014]所述掛接機(jī)構(gòu)包括:設(shè)置于所述控制單元的卡扣和設(shè)置于所述IGBT單元的卡鉤。
[0015]優(yōu)選的，所述控制單元的外殼為銅、鐵或鎳制作而成的外殼。能夠較好地保護(hù)系統(tǒng)控制單元，防止系統(tǒng)控制單元受到直流母線單元中的電容模塊或IGBT單元中IGBT的干擾。
[0016]優(yōu)選的，所述IGBT單元的基板為水冷板，所述水冷板相對(duì)的兩面均布置有絕緣柵雙極型晶體管IGBT?？梢栽黾覫GBT的設(shè)置密度，進(jìn)而提高IGBT單元的功率密度。
[0017]優(yōu)選的，所述水冷板的進(jìn)水口和出水口與所述直流母排分別位于所述IGBT單元相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁。避免進(jìn)水口和出水口處漏水而造成正匯流排和負(fù)匯流排短路的問(wèn)題出現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器中直流母線單元和IGBT單元的安裝結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器中兩組層疊設(shè)置的直流母線單元、IGBT單元和系統(tǒng)控制單元并聯(lián)后進(jìn)水口和出水口一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器中兩組層疊設(shè)置的直流母線單元、IGBT單元和系統(tǒng)控制單元并聯(lián)后匯流排一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器中三組層疊設(shè)置的直流母線單元、IGBT單元和系統(tǒng)控制單元并聯(lián)后進(jìn)水口和出水口一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器中三組層疊設(shè)置的直流母線單元、IGBT單元和系統(tǒng)控制單元并聯(lián)后匯流排一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0025]請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器，包括具有多個(gè)電容模塊11的直流母線單元1、具有多個(gè)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT) 21的IGBT單元2、以及系統(tǒng)控制單元3，其中，IGBT單元2安裝于直流母線單元I上，系統(tǒng)控制單元3安裝于IGBT單元2背離直流母線單元I的一側(cè)，IGBT單元2中的IGBT 21與直流母線單元I中的電容模塊11通過(guò)直流母排4連接。
[0026]本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器中，將直流母線單元1、IGBT單元2和系統(tǒng)控制單元3三者層疊設(shè)置，并進(jìn)行固定連接，使得直流母線單元1、IGBT單元2和系統(tǒng)控制單元3三者之間的連接變得緊湊，從而減小了直流母線單元1、IGBT單元2和系統(tǒng)控制單元3三部分安裝時(shí)所需的空間，進(jìn)而有利于將整個(gè)風(fēng)能變流器的結(jié)構(gòu)設(shè)置的更為緊湊，減少整個(gè)風(fēng)能交流器在安裝時(shí)所需的空間，使風(fēng)能變流器可以在相對(duì)較小的空間內(nèi)安裝使用，提高風(fēng)能變流器的適用范圍。
[0027]因此，本實(shí)用新型提供的風(fēng)能交流器結(jié)構(gòu)緊湊，可有利于在相對(duì)較小的空間內(nèi)安裝使用，以提聞風(fēng)能變流器的適用范圍。
[0028]請(qǐng)參考圖1和圖2，一種優(yōu)選地實(shí)施方式中IGBT單元2的側(cè)壁與直流母線單元I的接觸處設(shè)置有外沿22，外沿22與直流母線單元I的外框12固定連接、以實(shí)現(xiàn)IGBT單元2在直流母線單元I上的固定安裝。由于外沿22設(shè)置于IGBT單元2的外側(cè)，所以在進(jìn)行外沿22與直流母線單元I外框12的連接時(shí)，不會(huì)受到IBGT單元2內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，從而方便了 IGBT單元2與直流母線單元I的安裝過(guò)程。
[0029]更具體地，外沿22與直流母線單元I的外框12通過(guò)螺栓5固定連接，具體為:在外沿22上間隔設(shè)置多個(gè)第一安裝孔，在直流母線單元I的外框12設(shè)置有與多個(gè)第一安裝孔一一對(duì)應(yīng)的第二安裝孔，將外沿22與外框12對(duì)齊后，在相對(duì)的第一安裝孔和第二安裝孔中穿設(shè)螺栓5并擰緊，從而將外沿22與外框12通過(guò)螺栓5固定連接。并且在IGBT單元2相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上還設(shè)置了兩個(gè)抓手位6，方便IGBT單元2拆裝過(guò)程中進(jìn)行搬運(yùn)。
[0030]通過(guò)螺栓5將外沿22和直流母線單元I固定連接，保證了 IGBT單元2安裝于直流母線單元I后連接強(qiáng)度。而且在拆卸IGBT單元2時(shí)，也只需要松開螺栓5，通過(guò)抓手位6將IGBT單元2從直流母線單元I上搬運(yùn)下來(lái)，便可以完成IGBT單元2的拆卸過(guò)程。
[0031]請(qǐng)參考圖2，一種優(yōu)選地實(shí)施方式中，直流母線單元I的外框12設(shè)置有支撐IGBT單元2的支撐架13。在進(jìn)行IGBT單元2的安裝時(shí)，可以先將IGBT單元2放置在支撐架13上，然后再通過(guò)螺栓5將IGBT單元2固定在直流母線單元I，這樣在安裝IGBT單元2時(shí)不需要人為穩(wěn)定IGBT單元2，使得IGBT單元2的安裝更為方便，同時(shí)也可以減少安裝時(shí)的工作強(qiáng)度。
[0032]請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，較佳地，支撐架13上設(shè)置有延伸方向與連接外沿22和外框12的螺栓5的長(zhǎng)度方向相平行的滑軌14，IGBT單元2設(shè)置有與滑軌14滑動(dòng)配合的滑槽。通過(guò)滑槽和滑軌14的配合可以很輕松地將IBGT單元2移動(dòng)、以使IGBT單元2和直流母線單元I貼合，從而通過(guò)螺栓5連接。
[0033]在一些可選地實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制單元3通過(guò)掛接機(jī)構(gòu)掛接于IGBT單元2，在需要對(duì)系統(tǒng)控制單元3進(jìn)行檢修和維護(hù)時(shí)，可以較為方便地將系統(tǒng)控制單元3從IGBT單元2上拆卸下來(lái)。當(dāng)然，為了保證系統(tǒng)控制單元3安裝后的穩(wěn)定性，也可以通過(guò)螺栓將系統(tǒng)控制單元3和IGBT單元2連接。
[0034]具體地，掛接機(jī)構(gòu)包括:設(shè)置于系統(tǒng)控制單元3的卡鉤和設(shè)置于IGBT單元2的卡扣；或者，掛接機(jī)構(gòu)包括:設(shè)置于系統(tǒng)控制單元3的卡扣和設(shè)置于IGBT單元2的卡鉤。當(dāng)然，卡扣和卡鉤的具體結(jié)構(gòu)以及設(shè)置位置，可以根據(jù)系統(tǒng)控制單元3和IGBT單元2的具體形狀和實(shí)際尺寸等因素來(lái)進(jìn)行設(shè)置，此處不贅一一贅述。
[0035]在上述各實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制單元3的外殼采用金屬材料制作而成的外殼，更優(yōu)地，所選用的金屬材料可以是銅、鐵、鎳等金屬材料，也可以采用銅鍍鎳或鐵鍍鎳等金屬材料制作而成，這些金屬材料的電磁屏蔽效果較好，能夠較好地保護(hù)系統(tǒng)控制單元3，防止系統(tǒng)控制單元3受到直流母線單元I中的電容模塊11或IGBT單元2中IGBT 21的干擾。
[0036]在上述各實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，一種優(yōu)選地實(shí)施方式中，IGBT單元2的基板為水冷板，水冷板上相對(duì)的兩面均布置有IGBT 21。水冷板具有良好的散熱效果，能夠滿足IGBT21的散熱要求，并且在水冷板的兩面均設(shè)置IGBT 21，也可以增加IGBT 21的設(shè)置密度，進(jìn)而提高IGBT單元2的功率密度。
[0037]為了滿足不同電流等級(jí)的要求，本實(shí)用新型提供的風(fēng)能變流器中，還可以將多組由母線單元UIGBT單元2和系統(tǒng)控制單元3三者層疊設(shè)置的組合單元并排設(shè)置，并通過(guò)匯流排7將多組該組合單元中的直流母排4連接，以將母線單元1、IGBT單元2和系統(tǒng)控制單元3三者層疊設(shè)置的組合單元進(jìn)行并聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)容，使風(fēng)能變流器可以滿足不同電流等級(jí)的需求。例如圖3和圖4所示，為兩組該組合單元相并聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖；或者如圖5和圖6所示，為三組該組合單元相并聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]更具體的，匯流排7中的正匯流排和負(fù)匯流排采用柔性設(shè)計(jì)，可以消除裝配中誤差或者在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)對(duì)器件連接端的影響。
[0039]進(jìn)一步地，為了提高IGBT單元2的系統(tǒng)可靠性，將水冷板的進(jìn)水口 81和出水口 82與直流母排4分別設(shè)于IGBT單元2相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁，如圖3和圖4所示，從而將電路和水路分開設(shè)計(jì)，以避免進(jìn)水口 81和出水口 82處漏水而造成正匯流排和負(fù)匯流排短路的問(wèn)題出現(xiàn)。
[0040]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)能變流器，包括具有多個(gè)電容模塊的直流母線單元、具有多個(gè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT的IGBT單元、以及系統(tǒng)控制單元，其特征在于，所述IGBT單元安裝于所述直流母線單元上，所述系統(tǒng)控制單元安裝于所述IGBT單元背離所述直流母線單元的一側(cè)；所述IGBT單元中的IGBT與所述直流母線單元中的電容模塊通過(guò)直流母排連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能變流器，其特征在于，所述IGBT單元的側(cè)壁與所述直流母線單元的接觸處設(shè)置有外沿，所述外沿與所述直流母線單元的外框固定連接、以實(shí)現(xiàn)所述IGBT單元在所述直流母線單元上的固定安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)能變流器，其特征在于，所述外沿與所述直流母線單元的外框固定連接，具體為:所述外沿與所述直流母線單元的外框通過(guò)螺栓固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)能變流器，其特征在于，所述直流母線單元的外框設(shè)置有支撐所述IGBT單元的支撐架。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)能變流器，其特征在于，所述支撐架上設(shè)置有延伸方向與連接所述外沿和直流母線單元外框的所述螺栓的長(zhǎng)度方向相平行的滑軌，所述IGBT單元設(shè)置有與所述滑軌滑動(dòng)配合的滑槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能變流器，其特征在于，所述控制單元通過(guò)掛接機(jī)構(gòu)掛接于所述IGBT單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)能變流器，其特征在于，所述掛接機(jī)構(gòu)包括:設(shè)置于所述控制單元的卡鉤和設(shè)置于所述IGBT單元的卡扣；或者， 所述掛接機(jī)構(gòu)包括:設(shè)置于所述控制單元的卡扣和設(shè)置于所述IGBT單元的卡鉤。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的風(fēng)能變流器，其特征在于，所述控制單元的外殼為銅、鐵或鎳制作而成的外殼。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的風(fēng)能變流器，其特征在于，所述IGBT單元的基板為水冷板，所述水冷板相對(duì)的兩面均布置有絕緣柵雙極型晶體管IGBT。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)能變流器，其特征在于，所述水冷板的進(jìn)水口和出水口與所述直流母排分別位于所述IGBT單元相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁。
【文檔編號(hào)】H02M1/00GK204089570SQ201420587058
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】劉軍, 丁世嘉 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司