[发明专利]一种水冷电力电子功率模块

说明书

本发明公开了一种水冷电力电子功率模块，包括背板、电流传感器支架、IGBT组件和支撑电容组件，IGBT组件上方固定设置有支撑托盘，IGBT组件包括水冷板和多个IGBT模块，IGBT模块的交流端连接有带电流传感器的交流端母排，IGBT模块的直流端与支撑电容组件的连接端之间固定连接有Z形叠层母排，Z形叠层母排上通过直流软母排前后对称连接有直流端铜排，背板右侧中部开设有导轨卡槽，导轨卡槽内固定设置有接地电容板和电压传感器；本发明提高了功率模块内部的空间利用率，使模块更紧凑、体积更小；本功率模块可以整体立式安装，滑动进入柜体，易于安装、方便维修；本功率模块的功率器件采用水冷散热方式，散热效果好。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种水冷电力电子功率模块，是一种采用了Z形叠层母排的大功率、高功率密度的两电平三相桥逆变器模块。

背景技术

随着电力的普及以及全控型半导体电力开关器件的飞速发展，电力电子技术及其系统集成技术备受关注。利用半导体电力开关器件组成电力开关电路，利用晶体管集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统，对电力开关电路进行实时、适式的控制，可以经济有效地实现开关模式的电力变换和电力控制。

在现代工业、交通、国防、生活等领域中，大量需要各种类型的电力电子变换装置和变换系统。目前，大功率变频器等电力电子设备在工业场合中应用比较广泛，技术也日趋成熟，但常规的大功率变频器体积大，且不能满足正面维修使用环境等要求。

大功率变频器等电力电子设备，尤其是应用于船舶电力推进等现代交通领域，在保证可靠性和可维修性的前提下，尽可能的减小电力电子设备的体积和重量，提高电力电子设备的功率密度。虽然在国外ABB、Alstom、西门子等大型厂商已研制出大功率、高功率密度等适用的电力电子模块，但由于供货周期、成本及技术限制等原因不能完全满足我国应用市场需求。

因此，开展对大功率、高功率密度的电力电子功率模块及设备自主技术开发和研制工作很有必要。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足，设计一种水冷电力电子功率模块，目的在于解决现有常规研制的大功率变频器等电力电子设备在体积和功率密度等方面的不足，提供一种在保证可靠性和可维修性的前提下，具有体积小、重量轻、立式安装、功率密度高的水冷电力电子功率模块。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水冷电力电子功率模块，包括背板以及从左到右依次固定设置在背板上端面上的电流传感器支架、IGBT组件和支撑电容组件，所述的IGBT组件上方固定设置有支撑托盘，所述的支撑托盘上固定设置有驱动电路板；所述的IGBT组件包括固定设置在背板上端面上的水冷板和前后并排设置在水冷板上端面上分别与驱动电路板相连接的的多个IGBT模块，每一个所述的IGBT模块左上端面上的交流端均固定连接有交流端母排，每一个所述的交流端母排上均套设有固定安装在电流传感器支架上的电流传感器；所述的IGBT模块右上端面上的直流端与支撑电容组件上端面上的连接端之间固定连接有Z形叠层母排，所述的Z形叠层母排位于支撑电容组件一侧的右端面上分别通过直流软母排前后对称连接有直流端铜排，所述的直流端铜排的内侧上下端分别设置有绝缘子，所述的Z形叠层母排位于支撑电容组件一端的右端面上还设置有与直流端铜排配合使用的第一绝缘板，所述的背板右侧中部开设有导轨卡槽，所述的导轨卡槽内固定设置有与撑电容组件相连接的接地电容板和电压传感器。

所述的支撑电容组件包括设置在背板上的电容紧固托盘和左右并排设置在电容紧固托盘上的多个支撑电容，每一个所述的支撑电容的连接端均与Z形叠层母排相连接。

所述的Z形叠层母排位于支撑电容组件一侧的上端面上固定设置有母排支撑件，所述的Z形叠层母排与母排支撑件之间设置有第二绝缘板。

所述的水冷板的进水口和出水口上分别设置有直角水管接头，所述的背板的左下部通过水管接头支撑板固定设置有两个转接水管接头，所述的水冷板进水口和出水口上的直角水管接头通过塑料软管分别与两个转接水管接头相连通。