[发明专利]一种变流器功率模块主体装置及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变流器功率模块主体装置及其加工方法，特别是用于铁路机车、轻轨电车、地铁列车、磁悬浮列车、工业变频器的交-直变换、直-交变换、交-直-交变换的变流器功率模块主体装置及其加工方法。

背景技术

目前采用电力电子技术研制的变流器电源产品已经广泛应用于电力、军工、工业、商业、农业等各个领域，随着社会的发展和技术的进步，变流器正在迅速向着体积小、容量大的方向发展，而变流器电气与结构上的核心就是功率模块。现有功率模块的布线方法是在各个电器元件之间直接用电缆作为导线进行连接，但这种接线方式存在以下问题：

1、在体积小、结构紧凑的功率模块内采用电缆布线非常困难且难于折弯造型。

2、产生很大的杂散电感，使主电路电气性能变差。

3、产生过高的IGBT关断过压会使IGBT容易损坏，从而使系统工作可靠性与稳定性降低。

4、不方便安装与拆卸。

发明内容

为克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是要设计一种布线方便、电气性能优良、系统稳定可靠、结构紧凑、方便安装与拆卸的变流器功率模块主体装置及其加工方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是这样实现的：一种变流器功率模块主体装置，包括IGBT、中间支撑电容器、突波吸收电容器，还包括母排主体，所述的母排主体呈“”形，长边水平向右，短边垂直向下，所述的中间支撑电容器通过螺钉固定在母排主体的长边上方，突波吸收电容器通过螺钉固定在母排主体短边内侧，IGBT通过螺钉固定在母排主体短边外侧，所述的母排主体左边有2个用于与变流器的正负电压连接的接线孔，右边有3个用于与变流器的均压电阻连接的接线孔。

本发明所述的母排主体由正绝缘纸、正铜排、正负间绝缘纸、负铜排、负绝缘纸、中间铜排依次重叠而成。

本发明所述的母排主体上安装有多个中间支撑电容器、多个突波吸收电容器和多个IGBT。

本发明所述的多个中间支撑电容器在母排主体上排列成两列。

本发明所述的螺钉为M6的内六角圆柱头螺钉。

一种变流器功率模块主体装置的加工方法，包括以下步骤：

a、采用铜板将正铜排、负铜排、中间铜排加工成带凸台和孔的铜排，并根据器件接线和结构空间的需要在适当处将铜排折弯成“”形，最后将加工完的铜排表面做镀锡处理；

b、采用多层杜邦纸复合制成正绝缘纸、正负间绝缘纸、负绝缘纸，并在正绝缘纸、正负间绝缘纸、负绝缘纸与铜排凸台对应的位置开开孔；

c、将正绝缘纸、正铜排、正负间绝缘纸、负铜排、负绝缘纸、中间铜排通过层层叠压的方式依次叠压成母排主体；

d、将中间支撑电容器、IGBT、突波吸收电容器安装到母排主体上。

本发明所述的铜板厚度为1.5mm。

本发明在所述的正铜排对应中间支撑电容器、IGBT、突波吸收电容器接线的位置采用锡焊的方式焊接空心圆柱体铜凸台，在正铜排对应负铜排、中间铜排的中间支撑电容器、IGBT、突波吸收电容器接线的位置开孔，在左右两端对外接线处安装直流正接线端子。

本发明在所述的负铜排对应中间支撑电容器、IGBT、突波吸收电容器接线的位置采用锡焊的方式焊接空心圆柱体铜凸台，在负铜排对应正铜排、中间铜排的中间支撑电容器、IGBT、突波吸收电容器接线的位置开孔，在左右两端对外接线处安装直流负接线端子。

本发明在所述的中间铜排对应中间支撑电容器接线的位置采用锡焊的方式焊接空心圆柱体铜凸台，在中间铜排对应正铜排、负铜排的中间支撑电容器接线的位置开孔，在右端对外接线处安装直流M接线端子。

本发明所述的空心圆柱体铜凸台为同轴空心圆柱体铜凸台，外径为18mm、内径为7mm。

本发明所述的杜邦纸厚度为0.3mm，层数为3层。

本发明在所述的正绝缘纸、正负间绝缘纸、负绝缘纸上的开孔直径为20.5mm。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、由于本发明仅采用3个铜排就将多个中间支撑电容器、IGBT、突波吸收电容器连接到了一起，不必采用若干导线将每个器件上的各个接线端子连接，实现了布线方便，同时节省了布线空间。

2、由于本发明的结构是多个中间支撑电容器、IGBT、突波吸收电容器有规律且紧密的排列在一起，从而实现了结构紧凑，提高了空间利用率，在相同功率情况下有助于变流器体积变小。