功率单元及具有其的风电变流系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种功率单元及具有其的风电变流系统，该功率单元包括功率模组和集风腔部，所述功率模组设有两个以上；所述功率模组包括IGBT模块、蒸发部、冷凝部和导风腔部，所述蒸发部和所述冷凝部的内腔连通且填充有相变介质，所述蒸发部用于与所述IGBT模块热交换，所述冷凝部位于所述蒸发部的上方，所述冷凝部位于所述导风腔部内或形成所述导风腔部的一个壁部，所述蒸发部位于所述导风腔部外；各所述导风腔部均与所述集风腔部连通，以形成用于冷却各所述冷凝部的散热风道。该功率单元对风道结构进行了改进，使得风道路径短，风阻小，提升了散热效率。提升了散热效率。提升了散热效率。

【技术实现步骤摘要】
功率单元及具有其的风电变流系统


[0001]本技术涉及变流器散热
，特别是涉及一种功率单元及具有其的风电变流系统。

技术介绍

[0002]近年来风力发电的技术迭代不断加快，风力发电机的单机功率越来越大。风电变流器作为风力发电机的核心电能转换设备，直接影响着并网发电的可靠性和效率。
[0003]风电变流器的核心单元为功率单元，功率单元包括功率模组、风扇和风腔，其中，功率模组主要包括IGBT模块、散热器和电容等器件。工作时，IGBT模块为核心发热元件，散热器的目的是带走IGBT 模块产生的热量，散热器与风腔连接，风扇转动后形成负压，带动空气流动，以带走散热器的热量，如此循环，达到给IGBT模块散热的效果。
[0004]为实现较好的散热效果，散热器多采用相变散热的形式，即通过相变介质在蒸发部和冷凝部之间流动来实现散热，对于相变形式的散热器来说，其冷凝端需要设置独立的风道，以依靠强迫风冷带走热量，风道的设计将直接影响散热器的散热效率，也直接决定风电变流器的效率。
[0005]目前的风电变流器的功率单元，其风道结构复杂，路径长。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种功率单元及具有其的风电变流系统，该功率单元对风道结构进行了改进，使得风道路径短，风阻小，提升了散热效率。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供一种功率单元，其特征在于，包括功率模组和集风腔部，所述功率模组设有两个以上；
[0008]所述功率模组包括IGBT模块、蒸发部、冷凝部和导风腔部，所述蒸发部和所述冷凝部的内腔连通且填充有相变介质，所述蒸发部用于与所述IGBT模块热交换，所述冷凝部位于所述蒸发部的上方，所述冷凝部位于所述导风腔部内或形成所述导风腔部的一个壁部，所述蒸发部位于所述导风腔部外；
[0009]各所述导风腔部均与所述集风腔部连通，以形成用于冷却各所述冷凝部的散热风道。
[0010]本技术提供的功率单元在工作时，功率模组的IGBT模块产生的热量传导至蒸发部，蒸发部内的相变介质吸收热量后蒸发，由液相转变为气相，流入冷凝部，冷凝部可经过流入导风腔部的冷却风进行冷却，冷却后，冷凝部内的气相介质再转变为液相流入蒸发部，与冷凝部换热后的冷却风可流入集风腔部后排出，如此循环，可不断带走IGBT模块产生的热量；该功率单元将功率模组的冷凝部用导风腔部包裹，可有效提高对冷凝部的散热效果，各功率模组的导风腔部均与集风腔部连通，各导风腔部和集风腔部形成的功率单元的散热风道，该散热风道的集成度高，冷却风流经的路径短，能有效提高功率单元的散热效果，同时，该散热风道的结构简单，方便组装。
[0011]如上所述的功率单元，所述集风腔部位于所述导风腔部的上方，所述导风腔部的进风口位于其侧面，所述集风腔部的出风口位于其侧面或顶面。
[0012]如上所述的功率单元，所述集风腔部位于所述导风腔部的侧部，所述导风腔部的进风口位于其侧面或顶面，所述集风腔部的出风口位于其侧面或顶面。
[0013]如上所述的功率单元，还包括风扇，所述风扇靠近所述集风腔部的出风口设置。
[0014]如上所述的功率单元，所述功率模组设有多个，多个所述功率模组的多个导风腔部成排布置。
[0015]如上所述的功率单元，所述风扇设于所述集风腔部的顶面或者侧面，和/或，所述风扇设有多个。
[0016]如上所述的功率单元，所述集风腔部内设有若干导流板，以将所述集风腔部分为两个以上的分腔。
[0017]如上所述的功率单元，还包括电容池，所述功率模组与所述电容池电连接。
[0018]如上所述的功率单元，所述电容池包括托盘和安装在所述托盘上的多个电容；所述功率模组与所述电容电连接；所述托盘位于所述功率模组的侧部。
[0019]如上所述的功率单元，所述冷凝部包括两个以上的冷凝模块，各所述冷凝模块沿水平方向排布。
[0020]如上所述的功率单元，所述蒸发部包括两个相对的侧面部，两个所述侧面部中至少一者固定有所述IGBT模块，所述IGBT模块与所述蒸发部面接触。
[0021]本技术还提供一种风电变流系统，包括外壳和设于所述外壳内的功率单元，所述功率单元为上述任一项所述的功率单元。
[0022]由于上述功率单元具有上述技术效果，所以包括该功率单元的风电变流系统也具有相应的技术效果此处不再重复论述。
附图说明
[0023]图1为本技术所提供风电变流系统的一种实施方式的内部结构图；
[0024]图2为图1所示风电变流系统的侧视图；
[0025]图3为图1中功率单元的结构示意图；
[0026]图4为本技术所提供风电变流系统的另一种实施方式的内部结构图；
[0027]图5为本技术所提供功率单元的另一种实施方式的内部结构图；
[0028]图6为图5的侧视图。
[0029]附图标记说明：
[0030]功率单元100，
[0031]功率模组110，IGBT模块111，蒸发部112，冷凝部113，冷凝模块1131，导风腔部114，出风口1141，模组母线115；
[0032]集风腔部120，导流板121；
[0033]风扇130；
[0034]托盘141，电容142，电容池母线143；
[0035]外壳200。
具体实施方式
[0036]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
[0037]为便于理解和方便描述，下文结合功率单元及具有该功率单元的风电变流系统一并说明，有益效果部分不再重复论述。
[0038]请参考图1至图3，图1为本技术所提供风电变流系统的一种实施方式的内部结构图；图2为图1所示风电变流系统的侧视图；
[0039]图3为图1中功率单元的结构示意图。
[0040]本实施方式中，风电变流系统包括功率单元100和外壳200，功率单元100安装在外壳200内部；风电变流系统的其他结构组成可参考已有技术实现，不作为本文的专利技术核心，此处不做详细描述。
[0041]本实施方式中，功率单元100包括功率模组110和集风腔部120，其中，功率模组110设有两个以上。图1和图3中示例性地示出了功率单元100设有六个功率模组110的结构，实际应用中，功率模组110 的个数可以根据需求来设置。
[0042]功率模组110包括IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块111、散热器和导风腔部114；其中，散热器包括蒸发部112和冷凝部113，蒸发部112和冷凝部113的内腔连通且填充有相变介质，该相变介质可在气相和液相之间转换；蒸发部112 用于与IGBT模块111热交换，换言之，IGBT模块111在工作中产生的热量可传导至蒸发部112。
[0043]具体的，冷凝部11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.功率单元，其特征在于，包括功率模组和集风腔部，所述功率模组设有两个以上；所述功率模组包括IGBT模块、蒸发部、冷凝部和导风腔部，所述蒸发部和所述冷凝部的内腔连通且填充有相变介质，所述蒸发部用于与所述IGBT模块热交换，所述冷凝部位于所述蒸发部的上方，所述冷凝部位于所述导风腔部内或形成所述导风腔部的一个壁部，所述蒸发部位于所述导风腔部外；各所述导风腔部均与所述集风腔部连通，以形成用于冷却各所述冷凝部的散热风道。2.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于，所述集风腔部位于所述导风腔部的上方，所述导风腔部的进风口位于其侧面，所述集风腔部的出风口位于其侧面或顶面。3.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于，所述集风腔部位于所述导风腔部的侧部，所述导风腔部的进风口位于其侧面或顶面，所述集风腔部的出风口位于其侧面或顶面。4.根据权利要求1
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3任一项所述的功率单元，其特征在于，还包括风扇，所述风扇靠近所述集风腔部的出风口设置。5.根据权利要求4所述的功率单元，其特征在于，所述功率模组设有多个，多个所述功率模组的多个导风腔部成排布置。6.根据权利要求4所述的功率单元，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振升，金传山，黄彭发，陈小刚，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：