[实用新型]功率器件冷却模组及高压变频器

说明书

本实用新型提供一种功率器件冷却模组及高压变频器，涉及电气设备绝缘冷却领域；该功率器件冷却模组包括：冷却板和至少一组绝缘模块；绝缘模块包括绝缘主体和功率器件，绝缘主体具有容纳腔，功率器件设置于容纳腔内，绝缘主体的底端与冷却板的换热面抵接。上述结构中，利用冷却板换热功能进行对绝缘模块内的功率器件进行冷却；同时，功率器件设置于较封闭的绝缘主体的容纳腔中，无需使用大块厚重的绝缘板，保证了绝缘性能的同时，还提升了功率器件与冷却板之间的换热效率；由于功率器件位于容纳腔中，处于相对密封环境，与冷却水隔离，所以无需使用去离子水，直接使用普通水体在保证绝缘的同时，降低了冷却成本。

技术领域

本实用新型涉及电气设备绝缘冷却领域，具体涉及一种功率器件冷却模组及高压变频器。

背景技术

随着社会发展，科学的进步，硅晶闸管的问世标志着电力电子技术的诞生，其先后历经了整流器时代、逆变器世代和变频器时代。而其中的功率MOSFET(Metal－Oxide－SemiconductorField－Effect Transistor金属－氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated GateBipolarTransistor绝缘栅双极型晶体管)、IGCT(IntegratedGateCommutatedThyristors集成门极换流晶闸管)等为代表的集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件(简称功率器件) 的工程应用，促进了电力电子技术在家用、商用、工业、交通运输、电力系统、航空航天和通讯等诸多领域的应用；同时其广泛的应用前景又促进了电力电子技术日新月异的飞速发展。

现在市场上主流的6kV和10kV高压变频器均采用级联结构，一般采用1700V或3300V的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)级联后输出 6kV或10kV的形式。其中IGBT(绝缘栅双极型晶体管)在工作过程中有较大的损耗，产生大量的热量，使其温度升高，因此为保证其安全工作，需要对其进行冷却处理。

由于高压功率器件的电压较高，所以在安装排布散热设备时需要考虑功率器件与散热装置之间的电气间隙和爬电距离。现有技术中一般采用板厚较厚的绝缘板对功率器件进行承托，拉高功率器件与冷却装置之间的距离，来保证冷却设备与功率器件之间的绝缘满足要求；而大块厚重的绝缘板与冷却装置以及功率器件连接费时，操作繁琐，安装不方便；同时换热管道中的冷却水需要使用去离子水，来防止冷却设备泄漏导致短路危险。因此现有技术中存在因绝缘板厚度较大导致的传热效率较低，对功率组件冷却效果不佳的问题；大块绝缘板安装费时，操作繁琐，安装不方便；同时冷却水选用去离子水，导致的冷却成本较高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种功率器件冷却模组及高压变频器，以缓解现有技术中存在的使用厚大的绝缘板导致对功率组件冷却效果不佳；安装操作繁琐，不方便；以及选用去离子水进行冷却，导致的冷却成本较高的问题。

根据本实用新型，提供一种功率器件冷却模组，包括：冷却板和至少一组绝缘模块；

绝缘模块包括绝缘主体和功率器件，绝缘主体具有容纳腔，功率器件设置于容纳腔内，绝缘主体的底端与冷却板的换热面抵接。上述结构中，利用冷却板换热功能进行对绝缘模块内的功率器件进行冷却；同时，功率器件设置于较封闭的绝缘主体的容纳腔中，无需使用大块厚重的绝缘板，保证了绝缘性能的同时，还提升了功率器件与冷却板之间的换热效率；由于功率器件位于容纳腔中，处于相对密封环境，与冷却水隔离，所以无需使用去离子水，直接使用普通水体在保证绝缘的同时，降低了冷却成本。

进一步地，冷却板包括换热板体和换热管道；

换热管道嵌设于换热板体中。

上述结构中，换热管道嵌设于换热板体中，有助于换热管道与换热板体之间的传热，扩大冷却板与绝缘模块之间的换热面积，提高冷却效果。

进一步地，换热管道为迂回曲线型管道。