AT521041A4 - Power module with bulkhead - Google Patents

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AT521041A4 ATA50428/2018A AT504282018A AT521041A4 AT 521041 A4 AT521041 A4 AT 521041A4 AT 504282018 A AT504282018 A AT 504282018A AT 521041 A4 AT521041 A4 AT 521041A4
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leistungsbaugruppe (1) für einen Mittel- oder Hoch- spannungsumrichter (2), vorzugsweise einen Modularen Multilevel Umrichter, um- fassend, zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe (5), zumindest eine Ener- giespeicherbaugruppe (4), zumindest eine Kühlvorrichtung (3), zumindest eine Hilfsbaugruppe (6), welche zumindest eine Signalaufbereitungsbaugruppe (8) auf- weist, wobei die zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe (5) und die zumin- dest eine Hilfsbaugruppe (6) in Vertikalrichtung (14) an jeweils einer Ober- (10) o- der Unterseite (11) der im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Kühlvorrichtung (3) angeordnet sind, und die zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe (5) in einer Leistungshalbleitersektion (15) und die zumindest eine Hilfsbaugruppe (6) in einer Nebensektion (16) innerhalb eines mit der Kühlvorrichtung (3) verbundenen, bevorzugt einteilig ausgebildeten, Schutzgehäuses (21) angeordnet sind, - wobei zum Explosionsschutz zumindest eine, bevorzugt zumindest in Vertikal- richtung (14) aus mehreren Schottwandelementen (17) zusammengesetzte, Schottwand (7) zwischen der Kühlvorrichtung (3) und dem Schutzgehäuse (21) ausgebildet ist, und die zumindest eine Schottwand (7) zumindest eine zu etwai- gen Stromschienen (18) und/oder Steuerleitungen (19) und/oder Messleitungen (20) formkomplementäre Durchgangsöffnung (23) aufweist.The invention relates to a power module (1) for a medium or high voltage converter (2), preferably a modular multilevel converter, comprising at least one power semiconductor module (5), at least one energy storage module (4), at least one cooling device ( 3), at least one auxiliary subassembly (6), which has at least one signal conditioning subassembly (8), wherein the at least one power semiconductor subassembly (5) and the at least one auxiliary subassembly (6) in the vertical direction (14) are respectively connected to an upper ( 10) o- the underside (11) of the substantially horizontally oriented cooling device (3) are arranged, and the at least one power semiconductor assembly (5) in a power semiconductor section (15) and the at least one auxiliary subassembly (6) in a subsection (16) within one with the cooling device (3) connected, preferably integrally formed, protective housing (21) are arranged, - for explosion protection at least a, preferably at least in the vertical direction (14) composed of a plurality of bulkhead elements (17), bulkhead (7) between the cooling device (3) and the protective housing (21) is formed, and the at least one bulkhead (7) at least one Any busbars (18) and / or control lines (19) and / or measuring lines (20) form complementary passage opening (23).

Description

Die Erfindung betrifft eine Leistungsbaugruppe für einen Mittel- oder Hochspannungsumrichter, vorzugsweise einen Modularen Multilevel Umrichter, mit verbessertem Explosionsschutz.The invention relates to a power module for a medium or high voltage converter, preferably a modular multilevel converter, with improved explosion protection.

Bei der Mittel- oder Hochspannungsgleichstromübertragung erfolgt die Umwandlung von Drehstrom in Gleichstrom bzw. umgekehrt. Dabei kommen häufig Wechselrichter (oder Modular Multilevel Converter-MMC) zum Einsatz. Derartige modulare Multilevel-Umrichter bestehen in der Regel aus einer Vielzahl in Reihe geschalteten Leistungsbaugruppen welche auch als Submodule bezeichnet werden können. Jede Leistungsbaugruppe kann dabei unabhängig von den anderen Leistungsbaugruppen geschaltet werden.In the medium or high voltage direct current transmission, the conversion of three-phase current into direct current or vice versa takes place. Inverters (or Modular Multilevel Converter-MMC) are often used. Such modular multilevel inverters generally consist of a large number of power modules connected in series, which can also be referred to as submodules. Each power module can be switched independently of the other power modules.

Die mit Mittel- oder Hochspannung beaufschlagten Leistungsbaugruppen umfassen in der Regel zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe, zumindest eine Energiespeicherbaugruppe, zumindest eine Kühlvorrichtung, sowie zumindest eine Hilfsbaugruppe, welche zumindest eine Signalaufbereitungsbaugruppe aufweist. Oftmals sind mehrere Leistungsbaugruppen in einem Gestell bzw. Rack, übereinander und/oder nebeneinander angeordnet wobei geringes Bauvolumen sowie Minimierung der Kosten und die Gewährleistung der Isolationsanforderungen vom Fachmann beachtet werden müssen.The power modules subjected to medium or high voltage usually comprise at least one power semiconductor module, at least one energy storage module, at least one cooling device, and at least one auxiliary module, which has at least one signal conditioning module. Often several power assemblies are arranged in a rack or rack, one above the other and / or next to each other where low volume and minimization of costs and ensuring the insulation requirements by the expert must be considered.

Im Betrieb eines Mittel- oder Hochspannungsumrichters kann das Versagen eines Bauteils, wie etwa eines Leistungshalbeiters, aufgrund der kurzzeitig auftretenden sehr hohen elektrischen Ströme und/oder Leistungen zur Explosion des Bauteils führen. Dabei kann es zur Ausbildung eines atmosphärischen und/oder metallischen Plasmas, sowie Splitterbildung und Staubentwicklung kommen. AußerdemDuring operation of a medium or high voltage converter, the failure of a component, such as a power semiconductor, may cause the component to explode due to the momentarily high electrical currents and / or power levels that occur. This can lead to the formation of an atmospheric and / or metallic plasma, as well as splintering and dust. Furthermore

N2018/09400-AT-00 / 34 wird ein sehr hoher Gasdruck bei der Explosion frei. Dies kann zur Beschädigung der Komponenten der beschädigten Leistungsbaugruppe führen oder auch benachbart bzw. umliegend angeordnete Leistungsbaugruppen beschädigen. Im schlimmsten Fall wird durch eine derartige Explosion die Sicherheit der Umgebung, insbesondere eines eventuell vorhandenen Anlagenbedieners, gefährdet.N2018 / 09400-AT-00/34 releases a very high gas pressure during the explosion. This may result in damage to the components of the damaged power assembly or damage nearby adjacent power assemblies. In the worst case, such an explosion endangers the safety of the environment, in particular of any plant operator present.

Dem Fachmann sind eine Reihe von Schutzmaßnahmen an Submodulen bzw. Leistungsbaugruppen bekannt um die Sicherheit für Anlagen und Bediener zu erhöhen.A number of protective measures on submodules or power modules are known to the person skilled in the art in order to increase the safety for systems and operators.

Beispielhaft sei die WO2017108104A1 angeführt, welche ein Dichtelement zwischen zwei aufeinander liegenden Gehäuseteilen aufweist. Das Dichtelement soll im Explosionsfall das Entweichen des Gasdrucks zwischen den auseinandergedrückten Gehäuseteilen verhindern.For example, WO2017108104A1 is cited, which has a sealing element between two superimposed housing parts. The sealing element should prevent the escape of the gas pressure between the pressed-apart housing parts in the event of an explosion.

In der WO2016165843A1 wird eine stehende Anordnung einer Mehrzahl von Halbleiter-Chips vorgestellt, welche zwischen zwei Kühlvorrichtungen in ein Isolatormaterial eingebettet sind und diese Module auf einer Kondensatoreinheit angeordnet sind. Die Räume zwischen den Kühlvorrichtungen können dabei mit einem explosionsschützenden Material gefüllt sein kann.In WO2016165843A1 a standing arrangement of a plurality of semiconductor chips is presented, which are embedded between two cooling devices in an insulator material and these modules are arranged on a capacitor unit. The spaces between the cooling devices can be filled with an explosion-proof material.

Auf bekannte Weise kann somit zwar die Ausbreitung des Gasdrucks gegenüber der Umgebung des Submoduls verbessert werden, jedoch ist mit einer vollständigen Zerstörung der innenliegend angeordneten Komponenten zu rechnen. Überdies sind die bekannten Maßnahmen zum Explosionsschutz sehr aufwändig und dadurch teuer in der Umsetzung.In a known manner, thus, although the spread of the gas pressure relative to the environment of the sub-module can be improved, but is to be expected with a complete destruction of the internally arranged components. Moreover, the known measures for explosion protection are very complex and therefore expensive to implement.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Leistungsbaugruppe zur Verfügung zu stellen, welche einen relativ einfachen, sicheren und effizienten Explosionsschutz der Umgebung, sowie empfindlicher elektronischer Komponenten innerhalb der betroffenen Leistungsbaugruppe zu erzielen.The object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a power assembly which achieves a relatively simple, safe and efficient explosion protection of the environment, as well as sensitive electronic components within the affected power assembly.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.This object is achieved by an apparatus and a method according to the claims.

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Die erfindungsgemäße Leistungsbaugruppe für einen Mittel- oder Hochspannungsumrichter, vorzugsweise einen Modularen Multilevel Umrichter, umfasst, zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe, zumindest eine Energiespeicherbaugruppe, zumindest eine Kühlvorrichtung, zumindest eine Hilfsbaugruppe, welche zumindest eine Signalaufbereitungsbaugruppe aufweist. Die zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe und die zumindest eine Hilfsbaugruppe sind dabei in Vertikalrichtung an jeweils einer Ober- oder Unterseite der im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Kühlvorrichtung angeordnet, und die zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe in einer Leistungshalbleitersektion und die zumindest eine Hilfsbaugruppe in einer Nebensektion innerhalb eines mit der Kühlvorrichtung verbundenen, bevorzugt einteilig ausgebildeten, Schutzgehäuses angeordnet. Dabei ist zum Explosionsschutz zumindest eine, bevorzugt zumindest in Vertikalrichtung aus mehreren Schottwandelementen zusammengesetzte, Schottwand zwischen der Kühlvorrichtung und dem Schutzgehäuse ausgebildet, und die zumindest eine Schottwand weist zumindest eine zu etwaigen Stromschienen und/oder Steuerleitungen und/oder Messleitungen formkomplementäre Durchgangsöffnung auf.The power module according to the invention for a medium or high voltage converter, preferably a modular multilevel converter, comprises, at least one power semiconductor module, at least one energy storage module, at least one cooling device, at least one auxiliary module having at least one signal conditioning module. The at least one power semiconductor module and the at least one auxiliary subassembly are arranged in the vertical direction on each upper or lower side of the substantially horizontally oriented cooling device, and the at least one power semiconductor subassembly in a power semiconductor section and the at least one subassembly within a subsection connected to the cooling device , preferably integrally formed, protective housing arranged. In this case, at least one, preferably at least in the vertical direction composed of several bulkhead elements, bulkhead between the cooling device and the protective housing is designed for explosion protection, and the at least one bulkhead has at least one to any busbars and / or control lines and / or measuring lines form complementary through hole.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Explosionsschutz der Schutz vor den Auswirkungen einer Explosion in der Leistungshalbleitersektion verstanden und kein direkter Schutz bzw. präventive Maßnahme gegen eine etwaige Explosion selber.In the context of the present invention, explosion protection means the protection against the effects of an explosion in the power semiconductor section and no direct protection or preventive measure against any possible explosion itself.

Die Hilfsbauguppe kann dabei mehrere Komponenten umfassen, wie etwa eine Signalaufbereitungsbaugruppe, einen Überspannungsschutz, etwaige Überbrückungsschaltungen bzw. Bypass-Schaltungen mit einer separaten Steuervorrichtung, oder auch mehrere Netzteile.The subassembly may comprise a plurality of components, such as a signal conditioning module, overvoltage protection, any bypass circuits with a separate control device, or even multiple power supplies.

Die Signalaufbereitungsbaugruppe kann dabei als besonders „sensibler“ und somit schützenswerter Bereich der Hilfsbaugruppe verstanden werden, da es eine Art „elektronisches Gehirn“ der Leistungsbaugruppe darstellt. Die Signalaufbereitungsbaugruppe kann neben lichtwellengesteuerten Elementen z.B. eine Kurzschlusslogikbaugruppe zur Plausibilisierung der Ansteuersignale an die Leistungsbaugruppe auch etwaige nachgeschaltete Gatetreiber umfassen.The signal conditioning module can be understood as a particularly "sensitive" and thus worth protecting area of the auxiliary module, since it represents a kind of "electronic brain" of the power module. The signal conditioning assembly may be used in addition to lightwave controlled elements e.g. a short-circuit logic module for plausibility of the drive signals to the power module also include any downstream gate driver.

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Durch die „liegende“ Anordnung der Leistungshalbleiterbaugruppe und der Hilfsbaugruppe an der einen Seite, sowie der Energiespeicherbaugruppe an der gegenüberliegenden Seite der Kühlvorrichtung kann eine sehr platzsparende Anordnung erreicht werden. Die Kühlvorrichtung ist dabei bevorzugt flüssigkeitsdurchflossen ausgebildet. Die Gesamtbauhöhe der Leistungsbaugruppe ist somit in Vertikalrichtung relativ niedrig im Vergleich zu bekannten, „stehend“ also in Vertikalrichtung übereinander oder hintereinander angeordneten Leistungshalbleiterbaugruppen und Energiespeicherbaugruppen. Somit können auf einfache Weise eine Mehrzahl Leistungsbaugruppen mit „liegend“ angeordneten Komponenten in einem Rack übereinander und/oder nebeneinander angeordnet werden und zudem eine vergleichsweise stabile Lagerung erzielt werden. Als weiterer Vorteil dieser Anordnung kann die Kühlvorrichtung in Vertikalrichtung eine Schutzfunktion der einzelnen Komponenten untereinander entfalten. Ferner bietet die liegende Anordnung der Leistungsbaugruppe eine gute Zugänglichkeit für einen Bediener von der Frontseite des Mittel- oder Hochspannungsumrichters, insbesondere wenn die Anschlüsse für Kühlmittel, Strom, Ansteuerung und dergleichen an der Frontseite ausgebildet sind.Due to the "horizontal" arrangement of the power semiconductor module and the auxiliary module on one side, as well as the energy storage module on the opposite side of the cooling device, a very space-saving arrangement can be achieved. The cooling device is preferably designed to flow through liquid. The overall height of the power module is thus relatively low in the vertical direction in comparison to known, "standing" so in the vertical direction one above the other or successively arranged power semiconductor modules and energy storage modules. Thus, a plurality of power assemblies with "horizontally" arranged components can be arranged in a rack above one another and / or next to one another in a simple manner and, in addition, a comparatively stable bearing can be achieved. As a further advantage of this arrangement, the cooling device in the vertical direction can develop a protective function of the individual components with each other. Further, the horizontal arrangement of the power assembly provides good accessibility for an operator from the front of the medium or high voltage converter, especially when the connections for coolant, power, control and the like are formed on the front side.

Zum Schutz der Hilfsbaugruppe im Explosionsfall zumindest eines Leistungshalbleiters oder der Leistungshalbleiterbaugruppe, ist das zumindest eine, bevorzugt einteilige, Schutzgehäuse und/oder das Energiespeichergehäuse als einseitig, in Richtung der Kühlvorrichtung, offener Hohlkörper ausgebildet. Darüber und/oder seitlich dazu angeordnete Leistungsbaugruppen können durch das zumindest eine Schutzgehäuse effizient geschützt werden.To protect the auxiliary subassembly in the event of an explosion of at least one power semiconductor or power semiconductor module, the at least one, preferably one-piece, protective housing and / or the energy storage housing is formed as one side, in the direction of the cooling device, open hollow body. Over and / or laterally arranged power assemblies can be efficiently protected by the at least one protective housing.

Durch die Trennung der Leistungshalbleitersektion und der Nebensektion durch die Ausbildung der Schottwand kann ein Gaseintritt in die Nebensektion effizient verringert oder sogar ganz vermieden werden. Die zumindest eine Durchgangsöffnung kann durch die formkomplementäre Ausbildung für etwaige Stromschienen und dergleichen einen effizienten Schutz der Hilfsbaugruppe gegen bei der Explosion auftretenden umherfliegende Teile und/oder überhöhten Gasdruck bieten. Überdies wird durch eine derartige Schottwand in Richtung Frontseite eine Erhöhung der Umgebungssicherheit, insbesondere der Bedienersicherheit, erreicht.By separating the power semiconductor section and the minor section by forming the bulkhead, gas entry into the bypass section can be efficiently reduced or even avoided altogether. The at least one through-hole may provide efficient protection of the subassembly from explosion propagating flying parts and / or superatmospheric gas pressure through the complementary shape of any busbars and the like. Moreover, an increase in environmental safety, in particular operator safety, is achieved by such a bulkhead in the direction of the front side.

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Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn die zumindest eine Energiespeicherbaugruppe an der, der zumindest einen Leistungshalbleiterbaugruppe gegenüberliegenden Ober- oder Unterseite der Kühlvorrichtung, vorzugsweise innerhalb eines Energiespeichergehäuses, angeordnet ist. Die Kühlvorrichtung ist dabei als lastabtragende Kühlplatte ausgebildet.Furthermore, it may be expedient if the at least one energy storage module is arranged on the upper or lower side of the cooling device opposite the at least one power semiconductor module, preferably within an energy storage housing. The cooling device is designed as a load-bearing cooling plate.

Je nach Aufbau und Typ des Mittel- oder Hochspannungsumrichters kann es dabei von Vorteil sein, zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe an einer Seite, wie etwa der Oberseite, der Kühlplatte anzuordnen und die zumindest eine Energiespeicherbaugruppe an der gegenüberliegenden Seite, wie etwa der Unterseite, der Kühlplatte anzuordnen. Weitere Anordnungen, mit jeweils zumindest teilweise an der Ober- und Unterseite der Kühlplatte angeordneten Komponenten liegen im Gestaltungsfreiraum des Konstrukteurs und können ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Plattformanordnung an der Kühlplatte realisiert werden. Es ist in jedem Fall von großem Vorteil, dass die Kühlplatte zentral derart angeordnet ist, dass die abgegebene Wärme zumindest der Energiespeicher- und Leistungshalbleiterbaugruppe effizient abgeführt werden kann.Depending on the design and type of medium or high voltage converter, it may be advantageous to arrange at least one power semiconductor module on one side, such as the top, the cooling plate and the at least one energy storage assembly on the opposite side, such as the bottom, to arrange the cooling plate , Further arrangements, each with at least partially arranged on the top and bottom of the cooling plate components are in the design freedom of the designer and can also be realized with the platform assembly according to the invention on the cooling plate. It is in any case of great advantage that the cooling plate is arranged centrally in such a way that the heat emitted can be dissipated efficiently at least the energy storage and power semiconductor module.

Leistungsbaugruppen von Mittel- und Hochspannungsumrichtern weisen in der Regel ein sehr hohes Eigengewicht von mehr als 200 kg auf. Den Großteil des Gesamtgewichts macht hierbei die Energiespeicherbaugruppe aus. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Energiespeicherbaugruppe an der Unterseite wird ein sehr niedriger Schwerpunkt der Leistungsbaugruppe erreicht. Dies vermeidet im Vergleich zu bekannten Anordnungen ein unerwünschtes Kippmoment und erhöht auf diese Weise die Benutzersicherheit.Power modules of medium and high voltage converters generally have a very high dead weight of more than 200 kg. The majority of the total weight is the energy storage module. This advantageous arrangement of the energy storage module at the bottom of a very low center of gravity of the power assembly is achieved. This avoids an undesirable tilting moment compared to known arrangements and thus increases user safety.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schottwand zumindest zwei in Vertikalrichtung übereinander und/oder in Querrichtung nebeneinander angeordnete, elektrisch nicht leitende, Schottwandelemente umfasst.Furthermore, it can be provided that the bulkhead comprises at least two vertically above one another and / or in the transverse direction juxtaposed, electrically non-conductive, bulkhead elements.

Ein derartiger Aufbau der Schottwand kann die Adaption an unterschiedliche Schutzgehäuse- und/oder Komponentenanordnungen zur Optimierung der Schutzfunktion erleichtern. Die Schottwandelemente können somit blockartig und somit stehend und/oder bevorzugt lagenförmig und somit liegend ausgebildet seinSuch a structure of the bulkhead can facilitate the adaptation to different protective housing and / or component arrangements to optimize the protective function. The bulkhead elements can thus be block-shaped and thus standing and / or preferably layer-shaped and thus lying

N2018/09400-AT-00 / 34 und ihre jeweils vorgebbare Form zur Ausbildung der zumindest einen formkomplementären Durchgangsöffnung der Schottwand miteinander zusammenwirkend ausgebildet sein.N2018 / 09400-AT-00/34 and their respective predeterminable shape for forming the at least one complementary shape passage opening of the bulkhead to be cooperating with each other.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei der Schottwandelemente zumindest teilweise in Querrichtung und/oder Längsrichtung und/oder Vertikalrichtung formkomplementäre Ausnehmungen für die zumindest teilweise Aufnahme der Stromschienen und/oder etwaiger Steuerleitungen und/oder Messleitungen aufweisen.In addition, it can be provided that at least two of the bulkhead elements at least partially in the transverse direction and / or longitudinal direction and / or vertical direction complementary complementary recesses for at least partially receiving the busbars and / or any control lines and / or measuring lines.

Diese Maßnahme erleichtert die Durchführung von Verbindungselementen durch die Schottwand und stellt somit eine einfache Möglichkeit zur Bildung der Durchgangsöffnungen dar. Die Ausnehmungen müssen nicht zwingend die einzelnen Schottwandelemente gerade in eine Raumrichtung durchdringend ausgebildet sein, sondern können bevorzugt in Quer-, Vertikal- und/oder Längsrichtung gewinkelt oder auch gestuft ausgebildet sein. Hierdurch werden etwaig durchzuführende Stromschienen und/oder etwaiger Steuerleitungen und/oder Messleitungen zumindest teilweise von der jeweiligen Ausnehmung aufgenommen und innerhalb der Schottwand im Explosionsfall verkeilt. Dies kann die Sicherheit gegen Gasaustritt und/oder Herausdrücken der jeweiligen Verbindungselemente deutlich erhöhen.This measure facilitates the implementation of fasteners through the bulkhead and thus provides a simple way to form the through holes. The recesses need not necessarily the individual bulkhead elements are formed penetrating straight in a spatial direction, but may preferably in transverse, vertical and / or Longitudinally angled or stepped. As a result, any bus bars to be performed and / or any control lines and / or measuring lines are at least partially taken up by the respective recess and wedged within the bulkhead in the event of an explosion. This can significantly increase the security against gas leakage and / or pushing out of the respective connecting elements.

Es ist dabei auch vorstellbar, dass z.B. die Stromschienen einen integralen Bestandteil der Schottwand ausmachen, da sie von den Ausnehmungen zumindest teilweise ummantelnd aufgenommen werden.It is also conceivable that e.g. the busbars make up an integral part of the bulkhead, since they are taken up by the recesses at least partially ummantelnd.

Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass zumindest ein Stützelement, bevorzugt mehrere Stützelemente, am Schutzgehäuse in Querrichtung und/oder Vertikalrichtung, bevorzugt umlaufend, zur Abstützung der zumindest einen Schottwand und/oder zumindest eines Schottwandelements in Längsrichtung von der Leistungshalbleitersektion wegweisend bei Belastung durch Gasdruck im Explosionsfall, ausgebildet ist.Also advantageous is an embodiment, according to which it can be provided that at least one support element, preferably a plurality of support elements, on the protective housing in the transverse direction and / or vertical direction, preferably circumferentially, for supporting the at least one bulkhead and / or at least one bulkhead element in the longitudinal direction of the power semiconductor section pioneering under load by gas pressure in the event of an explosion, is formed.

Derartige Stützelemente können als z.B. als Winkel, oder leistenförmiger Anschlag an der Innenseite des Schutzgehäuses angeordnet sein und die Schottwand zumindest teilweise in Querrichtung und/oder Vertikalrichtung abstützen. BevorzugtSuch support elements may be used as e.g. be arranged as an angle, or strip-shaped stop on the inside of the protective housing and support the bulkhead at least partially in the transverse direction and / or vertical direction. Prefers

N2018/09400-AT-00 / 34 wird die Schottwand in Längsrichtung beidseitig von Stützelementen abgestützt, wodurch die Stabilität bzw. Steifigkeit der Schottwand nochmals erhöht werden kann. Ein derartiges Stützelement dient somit der Erhöhung der Sicherheit im Explosionsfall und kann ein unerwünschtes Austreten von Heißgasen in die Nebensektion verhindern. Diese kostengünstige Maßnahme kann somit eine Beschädigung der Hilfsbaugruppe vermeiden.N2018 / 09400-AT-00/34 the bulkhead is supported on both sides in the longitudinal direction by support elements, whereby the stability or rigidity of the bulkhead can be further increased. Such a support element thus serves to increase safety in the event of an explosion and can prevent undesired escape of hot gases into the secondary section. This cost-effective measure can thus avoid damage to the auxiliary subassembly.

Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die zumindest eine Schottwand und/oder zumindest ein Schottwandelement mit dem Schutzgehäuse in Querrichtung und/oder Vertikalrichtung zumindest an einer Verbindungsstelle, bevorzugt umlaufend, verbunden ist.According to a development, it is possible that the at least one bulkhead and / or at least one bulkhead element is connected to the protective housing in the transverse direction and / or vertical direction at least at one connection point, preferably circumferentially.

Diese kostengünstige Maßnahme kann dazu dienen, dass ein Auseinanderpressen und/oder Abheben des Schutzgehäuses von der Schottwand vermieden werden kann. Freie Gase und/oder Splitter können somit nicht um die Schottwand herum in die Nebensektion gelangen. Es hat sich als besonders effizient erwiesen, wenn derartige Verbindungsstellen von der Kühlvorrichtung im Wesentlichen durchgehend entlang der Seitenflächen in Vertikalrichtung, sowie an der Oberseite der Schottwand in Querrichtung, verlaufend ausgebildet sind.This cost-effective measure can serve to prevent a squeezing and / or lifting of the protective housing from the bulkhead wall can be avoided. Free gases and / or splinters can thus not get around the bulkhead around in the sub-section. It has proven to be particularly efficient when such joints are formed by the cooling device substantially continuously along the side surfaces in the vertical direction, as well as at the top of the bulkhead in the transverse direction, running.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die zumindest eine Verbindungsstelle als Schraubverbindung und/oder mittels einem, bevorzugt als Einhak-, Steck-, oder Rastverbindung ausgeführtem, Verbindungsmittel derart ausgebildet ist, dass im Falle einer Explosion eine kraftübertragende Abstützung der Schottwand und/oder der Schottwandelemente in Längsrichtung und/oder Querrichtung und/oder Vertikalrichtung von der Leistungshalbleitersektion wegweisend am Schutzgehäuse erfolgt.Furthermore, it may be expedient if the at least one connection point is designed as a screw connection and / or by means of a connection means, preferably designed as a hooking, plug-in or latching connection, such that in the event of an explosion a force-transmitting support of the bulkhead and / or the Schottwandelemente longitudinal direction and / or transverse direction and / or vertical direction of the power semiconductor section pioneering the protective housing.

Eine kraft- und formschlüssige Verbindungstelle kann auf einfache Weise durch die Ausbildung als Schraubverbindung realisiert werden. In Kombination oder auch selbständig, kann eine derartige, bevorzugt umlaufend ausgebildete Verbindungstelle jedoch auch als eine simple Einhakverbindung oder dergleichen ausgebildet sein, deren „Steckrichtung“ derart gewählt ist, dass im Belastungsfall dieA non-positive and positive connection point can be realized in a simple manner by training as a screw connection. In combination or independently, such, preferably circumferentially formed connection point, however, can also be designed as a simple hooking connection or the like, whose "plugging direction" is selected such that in the load case the

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Schottwand gegen das Schutzgehäuse gedrückt wird und die Verhakung einen Gas- und/oder Splitteraustritt verhindert.Bulkhead is pressed against the protective housing and the entanglement prevents gas and / or splinter leakage.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Schottwandelemente und/oder das Schutzgehäuse in Vertikalrichtung an der Kühlvorrichtung, bevorzugt mittels zumindest einer Schraubverbindung, befestigt sind.In addition, it can be provided that the bulkhead elements and / or the protective housing are fastened in the vertical direction to the cooling device, preferably by means of at least one screw connection.

Diese Maßnahme wird durch die „liegende“ Anordnung der Leistungsbaugruppe um die zentral ausgebildete Kühlvorrichtung bzw. Kühlplatte ermöglicht und kann eine sehr stabile und kostengünstige Sicherung und/oder Verspannung des zumindest einen Schutzgehäuses an der Kühlvorrichtung gewährleisten. Die Schottwandelemente bzw. die Schottwand können dabei von den Befestigungsmitteln, wie etwa einer Schraube, durchdrungen werden, wodurch neben einer Verspannung in Vertikalrichtung auch eine zusätzliche Versteifung in Längsrichtung ausgebildet wird.This measure is made possible by the "horizontal" arrangement of the power assembly to the centrally formed cooling device or cooling plate and can ensure a very stable and cost-effective backup and / or bracing of at least one protective housing to the cooling device. The bulkhead elements or the bulkhead can be penetrated by the fastening means, such as a screw, which in addition to a tension in the vertical direction and an additional reinforcement in the longitudinal direction is formed.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Frontschottwand zwischen Kühlvorrichtung und Schutzgehäuse, bevorzugt über eine gesamte Schutzgehäusehöhe und/oder Schutzgehäusebreite, an der Frontseite des Schutzgehäuses ausgebildet ist, welche zumindest zwei Anschlussöffnungen für Stromschienen und/oder Steuerleitungen und/oder Messleitungen aufweist.Furthermore, it can be provided that an additional front bulkhead wall between the cooling device and the protective housing, preferably over an entire protective housing height and / or protective housing width, is formed on the front side of the protective housing, which has at least two connection openings for busbars and / or control lines and / or measuring lines.

Eine derartige Frontschottwand kann somit den frontseitigen Abschluss des Schutzgehäuses bilden und eine zusätzliche Schutzfunktion in Richtung Umgebung, oder eines vor dem Mittel- oder Hochspannungsumrichters positionierten Bediener, ausüben. Überdies kann diese eine stabile Lagerung an zumindest zwei Punkten für die Stromschienen und/oder Steuerleitungen und/oder Messleitungen durch das Zusammenwirken einer derartigen Frontschottwand mit der Schottwand ausbilden. Auf diese Weise kann eine mechanische Belastung und/oder Verspannung der Leistungshalbleiter und/oder deren Leistungshalbleitermodulanschlüssen effizient vermieden werden, wodurch die Lebensdauer dieser Komponenten gesteigert werden kann. Ferner wird das Schutzgehäuse in Vertikal- und/oder Längsrichtung abgestützt, wodurch im Explosionsfall eine erhöhte Stabilität der Leistungsbaugruppe gewährleistet werden kann.Such a front bulkhead wall can thus form the front end of the protective housing and exert an additional protective function towards the environment, or an operator positioned in front of the medium or high-voltage converter. Moreover, this can form a stable bearing at at least two points for the busbars and / or control lines and / or measuring lines by the interaction of such a front bulkhead with the bulkhead. In this way, mechanical stress and / or stress of the power semiconductors and / or their power semiconductor module connections can be efficiently avoided, whereby the service life of these components can be increased. Furthermore, the protective housing is supported in the vertical and / or longitudinal direction, whereby an increased stability of the power assembly can be ensured in the event of an explosion.

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Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass die Schottwand und/oder die Schottwandelemente und/oder die Frontschottwand aus einem elektrisch nicht leitenden, flammhemmenden Material, bevorzugt einem faserverstärkten Kunststoff, wie etwa ein Material der Klasse FR4, besonders bevorzugt ein Verbundwerkstoff umfassend Epoxidharz und Glasfasergewebe, ausgebildet ist.According to a particular embodiment, it is possible that the bulkhead and / or the bulkhead elements and / or the front bulkhead of an electrically non-conductive, flame retardant material, preferably a fiber reinforced plastic, such as a material of class FR4, more preferably a composite material comprising epoxy resin and Fiberglass fabric, is formed.

Die flammhemmende Wirkung eines derartigen Materials erhöht die Sicherheit im Schadensfall. Überdies ist die Verwendung von Verbundwerkstoffen durch eine besonders hohe mechanische Festigkeit und/oder sehr hohen elektrischen Durchschlagfestigkeit besonders bevorzugt. Darüber hinaus können derartige Materialien als zusätzliche Dicht- und/oder Stützmaßnahme besonders gut miteinander verklebt werden.The flame-retardant effect of such a material increases safety in the event of damage. Moreover, the use of composites by a particularly high mechanical strength and / or very high dielectric strength is particularly preferred. In addition, such materials can be glued together particularly well as additional sealing and / or support measure.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Schutzgehäuse mit der Kühlvorrichtung an zumindest zwei Befestigungsstellen, bevorzugt umlaufend entlang der Schutzgehäusebreite und/oder einer Schutzgehäuselänge, mittels Schraubverbindungen, verbunden ist.According to an advantageous development, it can be provided that the protective housing is connected to the cooling device at at least two fastening points, preferably circumferentially along the protective housing width and / or a protective housing length, by means of screw connections.

Diese Maßnahme stellt eine zusätzliche Sicherung gegen Auseinanderpressen und/oder Abheben des Schutzgehäuses von der Schottwand und der Kühlvorrichtung dar. Zudem sind im Servicefall lösbare Befestigungsstellen mittels Schraubverbindungen bevorzugt.This measure provides an additional safeguard against pressing apart and / or lifting the protective housing from the bulkhead and the cooling device. In addition, in the case of service detachable fastening points are preferred by means of screw.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Kühlvorrichtung zumindest teilweise, bevorzugt umlaufend, in Querrichtung und/oder Längsrichtung eine Aufnahmenut zur Aufnahme von Teilen des Schutzgehäuses oder einer Abdeckleiste aufweist.In particular, it may be advantageous if the cooling device has at least partially, preferably encircling, in the transverse direction and / or longitudinal direction a receiving groove for receiving parts of the protective housing or a cover strip.

Eine solche Aufnahmenut kann in Umfangsrichtung, also in Quer- und/oder Längsrichtung, in mehrere Segmente unterteilt sein, oder bevorzugt durchgehend ausgebildet sein. Durch die teilweise Aufnahme der in Vertikalrichtung angrenzenden Bereiche des Schutzgehäuses und/oder einer Abdeckleiste kann im Explosionsfall eine Behinderung des Austritts von Gasen bewirkt werden, wodurch der Gasaustritt in die Umgebung vermieden werden kann. Diese relativ einfache MaßnahmeSuch a receiving groove may be divided into several segments in the circumferential direction, that is to say in the transverse and / or longitudinal direction, or may be designed to be continuous. By partially receiving the vertically adjacent areas of the protective housing and / or a cover strip in the event of an explosion obstruction of the escape of gases can be effected, whereby the gas leakage into the environment can be avoided. This relatively simple measure

N2018/09400-AT-00 / 34 ist besonders geeignet um umliegend angeordnete Leistungsbaugruppen zu schützen.N2018 / 09400-AT-00/34 is particularly suitable for protecting surrounding power assemblies.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Schutzgehäuse zur Vermeidung von Gasaustritt im Explosionsfall mittels zumindest einer Abdeckleiste zumindest teilweise, bevorzugt umlaufend, in Querrichtung und/oder Längsrichtung entlang der Schutzgehäusebreite und/oder Schutzgehäuselänge an der Kühlvorrichtung befestigt ist.Furthermore, it can be provided that the protective housing is at least partially, preferably circumferentially, in the transverse direction and / or longitudinal direction along the protective housing width and / or protective housing length attached to the cooling device to avoid gas leakage in the event of an explosion.

Eine derartige Abdeckleiste kann eigenständig oder auch in Kombination mit einer Aufnahmenut dazu genutzt werden, die mechanische Anbindung des Schutzgehäuses an der Kühlvorrichtung zu verbessern und einen Gasaustritt zu vermeiden.Such a cover strip can be used independently or in combination with a receiving groove to improve the mechanical connection of the protective housing to the cooling device and to avoid gas leakage.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung zumindest eine Schottelementnut zur jeweiligen Aufnahme zumindest eines Teils eines Schottwandelements und/oder zumindest eines Teils der Frontschottwand in Vertikalrichtung aufweist.In addition, it can be provided that the cooling device has at least one bulkhead element groove for respectively receiving at least part of a bulkhead wall element and / or at least part of the bulkhead wall in the vertical direction.

Eine Schottelementnut kann mit einer Aufnahmenut gemeinsam ausgebildet sein, dient jedoch vordergründig zur Abstützung der Schottwand bzw. eines Schottwandelements. Diese Maßnahme erhöht die Sicherheit gegen Gas- und/oder Splittereintritt zwischen der Schottwand und der Kühlvorrichtung. Die Breite der Schottelementnut kann im Grenzfall die Breite der Schottwand bzw. eines Schottwandelements aufweisen.A bulkhead element groove may be formed together with a receiving groove, but superficially serves to support the bulkhead wall or a bulkhead wall element. This measure increases safety against gas and / or splinter entry between the bulkhead and the cooling device. In the limiting case, the width of the bulkhead element groove can have the width of the bulkhead wall or of a bulkhead wall element.

Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass das Schutzgehäuse zur Kompensation des Gasdrucks mittels plastischer Verformung im Explosionsfall eine Mehrzahl von, bevorzugt sickenartig ausgebildeten, Gehäusestrukturen aufweist.Also advantageous is an expression, according to which it can be provided that the protective housing has a plurality of, preferably bead-like, housing structures for compensating the gas pressure by means of plastic deformation in the event of an explosion.

Diese Gehäusestrukturen können einerseits die mechanische Stabilität des Schutzgehäuses gegen Druck/Zug sowohl von außen als auch von innen erhöhen. Andererseits kann ein Ausbauchen dieser Gehäusestrukturen im Explosionsfall zur Kompensation des Gasdrucks genutzt werden, da hierfür ein beträchtlicher Anteil der Explosionsenergie aufgewendet werden muss. Durch eine geeigneteOn the one hand, these housing structures can increase the mechanical stability of the protective housing against pressure / tension, both from the outside and from the inside. On the other hand, a bulging of these housing structures can be exploited in the event of an explosion to compensate for the gas pressure, as this, a considerable proportion of the explosion energy must be expended. By a suitable

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Ausbildung der Gehäusestrukturen an den Seitenwänden an der Oberseite und/oder des Schutzgehäuses als dreidimensionale Strukturen, kann ein Zerreißen des Schutzgehäuses vermieden werden, wodurch die Sicherheit deutlich erhöht wird.Forming the housing structures on the side walls at the top and / or the protective housing as three-dimensional structures, a tearing of the protective housing can be avoided, whereby the security is significantly increased.

Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Stromschienen und/oder Steuerleitungen und/oder Messleitungen zur Vermeidung deren ungehemmter Bewegung und/oder Gasaustritt durch die Schottwand und/oder zumindest eines Schottwandelements zumindest eine Kröpfung in Längsrichtung und/oder Querrichtung und/oder Vertikalrichtung aufweisen.According to a development, it is possible for the busbars and / or control lines and / or measuring lines to have at least one offset in the longitudinal direction and / or transverse direction and / or vertical direction to avoid unrestrained movement and / or gas leakage through the bulkhead and / or at least one bulkhead element ,

Da die genannten Verbindungselemente die Schottwand und/oder die Frontschottwand durchdringen, könnte im Explosionsfall ein Herausdrücken in Längsrichtung erfolgen. Eine derartige ungehemmte und somit unkontrollierte Bewegung der Verbindungselemente ist unerwünscht. Um dies zu vermeiden können die Verbindungselemente gekröpft ausgebildet sein, wodurch eine mechanische Abstützung an der Schottwand bei Belastung aus der Leistungshalbleitersektion im Explosionsfall erreicht werden kann. Diese Kröpfung der Stromschienen und/oder Steuerleitungen und/oder Messleitungen oder auch etwaiger weiterer Anschlüsse oder Hilfsleitungen, kann eine effiziente Abdichtung im Schadensfall zwischen Leistungshalbleiterbaugruppe und Hilfsbaugruppe bewirken.Since the said connecting elements penetrate the bulkhead and / or the front bulkhead, could be carried out in the explosion in the longitudinal direction. Such an unrestrained and thus uncontrolled movement of the connecting elements is undesirable. In order to avoid this, the connecting elements may be formed cranked, whereby a mechanical support on the bulkhead can be achieved in case of load from the power semiconductor section in the event of an explosion. This offset of the busbars and / or control lines and / or measuring lines or any further connections or auxiliary lines, can effect an efficient seal in case of damage between the power semiconductor module and auxiliary subassembly.

Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass das Schutzgehäuse aus Metall, vorzugsweise einem Metall mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 20 W/m*K, besonders bevorzugt mehr als 45 W/m*K, gebildet ist.According to a particular embodiment, it is possible that the protective housing made of metal, preferably a metal having a thermal conductivity of more than 20 W / m * K, more preferably more than 45 W / m * K, is formed.

Durch die Ausbildung eines metallischen Schutzgehäuses, kann neben einer hohen mechanischen Stabiliät zusätzlich eine gute Wärmeabfuhr an die Umgebung und/oder in die Kühlvorrichtung erfolgen. Dies kann von Vorteil sein, da die freiwerdende Wärme im Explosionsfall gut vom Schutzgehäuse absorbiert und kontrolliert wieder abgeleitet werden kann. Auf diese Weise kann eine Art „Löschung“ eines Plasmas erfolgen, wodurch die Explosion lokal begrenzt und somit die Sicherheit erhöht werden kann. Eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 20 W/m*K hat sich bei z.B. austenitischen bzw. rostfreien Stählen als vorteilhaft erwiesen, wobei jedoch auch günstigere Stähle, wie etwa verzinkte StahlblecheDue to the formation of a metallic protective housing, in addition to a high mechanical stability, good heat removal to the environment and / or into the cooling device can additionally take place. This can be advantageous because the heat released in the event of an explosion well absorbed by the protective housing and controlled again can be derived. In this way, a kind of "deletion" of a plasma can take place, whereby the explosion can be limited locally and thus the safety can be increased. A thermal conductivity of more than 20 W / m * K has evolved at e.g. Austenitic or stainless steels proved to be advantageous, but also cheaper steels, such as galvanized steel sheets

N2018/09400-AT-00 / 34 mit höherer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 45 W/m*K bevorzugt zum Einsatz kommen können. Bei ausreichender mechanischer Festigkeit ist auch der Einsatz von Nichteisenlegierungen, wie etwa Aluminium- oder Kupferbasislegierungen mit deutlicher höherer Wärmeleitfähigkeit vorstellbar.N2018 / 09400-AT-00/34 with higher thermal conductivity of more than 45 W / m * K may be preferred. With sufficient mechanical strength and the use of non-ferrous alloys, such as aluminum or copper-based alloys with significantly higher thermal conductivity is conceivable.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn das Schutzgehäuse zum separaten Schutz der Leistungshalbleitersektion sowie der Nebensektion aus zumindest zwei, bevorzugt miteinander verbundenen, Teilschutzgehäusen ausgebildet istFurthermore, it may be expedient if the protective housing for the separate protection of the power semiconductor section and the secondary section from at least two, preferably interconnected, partial protective housings is formed

In dieser besonderen Ausführungsform können die lokalen geometrischen Erfordernisse eines Mittel- oder Hochspannungsumrichters berücksichtigt werden, in dem beispielsweise unterschiedliche Teilschutzgehäusehöhen der Leistungshalbleitersektion und der Nebensektion erforderlich sind. Sinngemäß kann diese Maßnahme auch für den Zusammenbau und Service der Leistungsbaugruppe gewisse Vorteile bieten. Die zumindest zwei Teilschutzgehäuse sind bevorzugt an der Schottwand und besonders bevorzugt zusätzlich zueinander befestigt und bilden somit ein im Wesentlichen einteiliges Schutzgehäuse mit den zuvor genannten Vorteilen aus.In this particular embodiment, the local geometric requirements of a medium or high voltage converter may be taken into account, for example, by requiring different partial protective enclosure heights of the power semiconductor section and the minor section. Correspondingly, this measure can also offer certain advantages for the assembly and service of the power module. The at least two partial protection housings are preferably fastened to the bulkhead wall and particularly preferably in addition to one another and thus form a substantially one-part protective housing with the aforementioned advantages.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:In each case, in a highly simplified, schematic representation:

Fig. 1 schematische Schrägansicht eines Teils eines Mittel- oder Hochspannungsumrichters mit drei übereinander angeordneten Leistungsbaugruppen;Fig. 1 is a schematic oblique view of a portion of a medium or high voltage converter with three superimposed power modules;

Fig. 2 schematische Explosionsdarstellung in Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels einer Leistungsbaugruppe mit lastabtragender Kühlplatte ausgebildeter Kühlvorrichtung;FIG. 2 is a schematic exploded view in an oblique view of an embodiment of a power module with a cooling device designed for load-carrying cooling plate; FIG.

Fig. 3 schematische Explosionsdarstellung in Schrägansicht einer möglichen Ausbildung einer Schottwand aus mehreren Schottwandelementen;Fig. 3 is a schematic exploded view in an oblique view of a possible formation of a bulkhead of several bulkhead elements;

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Fig. 4 schematische Schnittdarstellung von Ausführungsbeispielen von Stützelementen (a) bzw. Verbindungsstellen (b,c) zwischen einer Schottwand und dem Schutzgehäuse;4 shows a schematic sectional illustration of exemplary embodiments of support elements (a) and connecting points (b, c) between a bulkhead wall and the protective housing;

Fig. 5 schematische Schnittdarstellung von Ausführungsbeispielen zur Befestigung des Schutzgehäuses an der Kühlvorrichtung (a-c);5 shows a schematic sectional illustration of exemplary embodiments for fastening the protective housing to the cooling device (a-c);

Fig. 6 schematische Schnittdarstellung eines Schutzgehäuses mit Gehäusestrukturen zur Absorption der Explosionsenergie in unverformtem Zustand (a) und im Explosionsfall (b);6 is a schematic sectional view of a protective housing with housing structures for absorption of the explosion energy in the undeformed state (a) and in the explosion case (b);

Fig. 7 schematische Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels einer Leistungsbaugruppe mit zwei Teilschutzgehäusen.Fig. 7 is a schematic oblique view of an embodiment of a power assembly with two partial protection housings.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and these position information in a change in position mutatis mutandis to transfer to the new location.

In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Teils eines Mittel- oder Hochspannungsumrichters 2 dargestellt. In der beispielhaften Darstellung weist das Gestell mehrere übereinander angeordnete Aufnahmeräume auf. Diese dienen zur Aufnahme von jeweils einer Leistungsbaugruppe 1, welches sich an Abstützflächen 45 auf den Tragelementen 38 abstützen. Das Gestell 39 kann zumindest zwei Paar Vertikalstehelemente 37 aufweisen. Diese sind in die Längsrichtung 12 in der Auflageebene durch Tragelemente 38 verbunden. Aus dieser Darstellung kann sehr gut die besonders platzsparende Anordnung der Leistungsbaugruppen 1 in den jeweiligen Aufnahmeräumen des Gestells 39 des Mittel- oder Hochspannungsumrichters 2 ersehen werden.In Fig. 1 is a schematic representation of a portion of a medium or high voltage converter 2 is shown. In the exemplary illustration, the frame has a plurality of receiving spaces arranged one above the other. These serve to receive in each case a power module 1, which are supported on support surfaces 45 on the support elements 38. The frame 39 may have at least two pairs of vertical standing elements 37. These are connected in the longitudinal direction 12 in the support plane by support members 38. From this illustration, the particularly space-saving arrangement of the power modules 1 in the respective receiving spaces of the frame 39 of the medium or high voltage converter 2 can be seen very well.

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Aus Fig. 1 in Zusammenschau mit Fig. 2 ist weiters ersichtlich, dass jede Leistungsbaugruppe 1 eine Mehrzahl von Anschlussöffnungen 31, wie etwa für Stromschienen 18, Steuerleitungen 19, Messleitungen 20 oder dergleichen aufweist. Ferner sind Kühlmittelanschlüsse 48 der Kühlvorrichtung 3 an der Frontseite 35 ersichtlich. Die Stromschienen 18 liegen vorteilhafterweise in Vertikalrichtung 14 fluchtend zueinander ausgerichtet. Durch die Anordnung der Anschlüsse an der Frontseite 35 ist eine gute Zugänglichkeit für einen Bediener möglich. In der gewählten Darstellung kann ferner ersehen werden, dass die der Leistungsbaugruppen 1 ihre größte Längserstreckung in Längsrichtung 12 aufweisen, welche in diesem Beispiel die Längserstreckung in Querrichtung 13 sowie in Vertikalrichtung 14 deutlich überragt. Auf diese Weise wird eine im Wesentlichen liegende Anordnung der Leistungsbaugruppe 1 auf den Tragelementen 38 gewährleistet.From FIG. 1 in conjunction with FIG. 2, it can further be seen that each power module 1 has a plurality of connection openings 31, such as for busbars 18, control lines 19, measuring lines 20 or the like. Furthermore, coolant connections 48 of the cooling device 3 on the front side 35 can be seen. The busbars 18 are advantageously aligned in the vertical direction 14 in alignment with each other. The arrangement of the connections on the front side 35 good accessibility for an operator is possible. In the selected representation, it can further be seen that those of the power modules 1 have their greatest longitudinal extent in the longitudinal direction 12, which in this example clearly projects beyond the longitudinal extent in the transverse direction 13 and in the vertical direction 14. In this way, a substantially horizontal arrangement of the power module 1 on the support elements 38 is ensured.

Ferner kann aus Fig. 1 ersehen werden, dass die Kühlplatte 9 als lastabtragendes Element der Leistungsbaugruppe 1 ausgebildet sein kann. Durch die Anordnung der zumindest einen Energiespeicherbaugruppe 4 an der, der zumindest einen Leistungshalbleiterbaugruppe 5 gegenüberliegenden Ober- 10 oder Unterseite 11 der Kühlplatte 9 wird eine sehr stabile Lage der Leistungsbaugruppe 1 im Gestell 39 mit einem sehr niedrigen Schwerpunkt erreicht.Furthermore, it can be seen from Fig. 1, that the cooling plate 9 may be formed as a load-bearing element of the power assembly 1. By arranging the at least one energy storage module 4 on the, at least one power semiconductor module 5 opposite top or bottom 11 of the cooling plate 9 is achieved a very stable position of the power assembly 1 in the frame 39 with a very low center of gravity.

In Fig. 2 ist eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Leistungsbaugruppe 1 schematisch gezeigt. Die zentral angeordnete Kühlvorrichtung 3 ist als kühlmittel- bzw. flüssigkeitsdurchflossene Kühlplatte 9 ausgebildet. Die Leistungshalbleiterbaugruppe 5 sowie die Hilfsbaugruppe 6 in Vertikalrichtung 14 an der Oberseite 10 der Kühlvorrichtung 3 angeordnet. In der gewählten Darstellung ist die Energiespeicherbaugruppe 4 an der Unterseite 11 der Kühlvorrichtung 3 ausgebildet. Die elektrischen Leiter der Energiespeicherbaugruppe 4 können beispielsweise mittels einem schematisch dargestellten Anschlussterminal 46 zusammengefasst werden. Die Kühlvorrichtung 3 bzw. die Kühlplatte 9 weist eine Terminalöffnung 47 zur Durchführung und elektrischen Verbindung der Energiespeicherbaugruppe 4 mit der Leistungshalbleiterbaugruppe 5 auf. Die Anordnung der einzelnen Leistungshalbleiter innerhalb der Leistungshalbleitersektion 15 istIn Fig. 2 is an exploded view of an embodiment of a power assembly 1 is shown schematically. The centrally arranged cooling device 3 is designed as a coolant or liquid-carrying cooling plate 9. The power semiconductor module 5 and the auxiliary module 6 are arranged in the vertical direction 14 on the upper side 10 of the cooling device 3. In the selected representation, the energy storage module 4 is formed on the underside 11 of the cooling device 3. The electrical conductors of the energy storage module 4 can be combined, for example, by means of a connection terminal 46 shown schematically. The cooling device 3 or the cooling plate 9 has a terminal opening 47 for the passage and electrical connection of the energy storage module 4 to the power semiconductor module 5. The arrangement of the individual power semiconductors within the power semiconductor section 15 is

N2018/09400-AT-00 / 34 nur schematisch angedeutet und kann vom Fachmann den jeweiligen Anforderungen entsprechend variiert und optimiert werden. Analog dazu sind lediglich einige Kondensatoren 49 als Teil der Energiespeicherbaugruppe 4 angedeutet, welche von einem Energiespeichergehäuse 22 gegenüber der Umgebung abgeschirmt sind.N2018 / 09400-AT-00/34 indicated only schematically and can be varied and optimized by the skilled person according to the respective requirements. Similarly, only a few capacitors 49 are indicated as part of the energy storage module 4, which are shielded from an energy storage housing 22 from the environment.

Aus Fig. 2 ist weiters sehr gut ersichtlich, dass die Hilfsbaugruppe 6 zumindest eine Signalaufbereitungsbaugruppe 8 umfasst. Diese Signalaufbereitungsbaugruppe 8 stellt im Wesentlichen die Steuerzentrale der jeweiligen Leistungsbaugruppe 1 dar und führt unter anderem eine Plausibilitätsprüfung der eingehenden Steuersignale durch. Die Hilfsbaugruppe 6 ist als Nebensektion 16 räumlich von der Leistungshalbleiterbaugruppe 5 durch eine Schottwand 7 getrennt. Die Schottwand 7 verbindet das Schutzgehäuse 21 mit der Kühlvorrichtung 3 und stellt somit eine Art Dichtung zwischen Hilfsbaugruppe 6 und Leistungshalbleiterbaugruppe 5 dar. Die Schottwand 7 und/oder die an der Frontseite 35 ersichtliche Frontschottwand 30 kann somit im Wesentlichen über die gesamte Schutzgehäusebreite 33 und/oder Schutzgehäusehöhe 34 ausgebildet sein. Zudem weisen die Schottwand 7 und/oder die Frontschottwand 30 eine Ausdehnung in Längsrichtung 12 auf, welche einen Teil der Schutzgehäuselänge 32 ausmacht. Aus Fig. 2 wird ebenfalls klar, dass die Kühlvorrichtung 3, insbesondere in der Ausbildung als Kühlplatte 9, einen wirksamen Schutz im Explosionsfall nach unten bietet. Außerdem kann eine derartige Kühlplatte 9 als Aufbauplattform dazu genutzt werden die Gesamtlast der Leistungsbaugruppe in das Gestell 39 abzutragen.From Fig. 2 is further very well seen that the auxiliary assembly 6 includes at least one signal conditioning assembly 8. This signal conditioning module 8 essentially represents the control center of the respective power module 1 and performs, inter alia, a plausibility check of the incoming control signals. The auxiliary subassembly 6 is spatially separated from the power semiconductor subassembly 5 by a bulkhead 7. The bulkhead 7 connects the protective housing 21 to the cooling device 3 and thus represents a type of seal between the auxiliary subassembly 6 and the power semiconductor subassembly 5. The bulkhead 7 and / or the front bulkhead 30 visible on the front side 35 can thus essentially extend over the entire protective housing width 33 and / or or protective housing height 34 may be formed. In addition, the bulkhead 7 and / or the front bulkhead 30 have an extension in the longitudinal direction 12, which forms part of the protective housing length 32. From Fig. 2 it is also clear that the cooling device 3, especially in training as a cooling plate 9, provides effective protection in the event of an explosion down. In addition, such a cooling plate 9 can be used as a construction platform to remove the total load of the power assembly in the frame 39.

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt weist die Schottwand 7 zumindest eine, zu etwaigen Stromschienen 18 und/oder Steuerleitungen 19 und/oder Messleitungen 20 formkomplementäre, Durchgangsöffnung 23 auf. Einige dieser Verbindungselemente können zusätzlich durch dafür vorgesehene Anschlussöffnungen 31 durch eine Frontschottwand 30 geführt sein. Aus Fig. 2 wird die gute Abstützung der Stromschienen 18 und/oder Steuerleitungen 19 und/oder Messleitungen 20 aufgrund der relativ breiten Auflageflächen in Längs- 12 und Querrichtung 13 ersichtlich.As schematically illustrated in FIG. 2, the bulkhead 7 has at least one passage opening 23 that is complementary in shape to any busbars 18 and / or control lines 19 and / or measuring lines 20. Some of these connecting elements may additionally be guided through connection openings 31 provided through a front bulkhead 30. From Fig. 2, the good support of the busbars 18 and / or control lines 19 and / or measuring lines 20 due to the relatively wide bearing surfaces in the longitudinal 12 and transverse direction 13 can be seen.

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In Fig. 3 ist eine schematische Explosionsdarstellung eines möglichen Aufbaus einer Schottwand 7 aus mehreren Schottwandelementen 17 gezeigt. Die Schottwandelemente 17 können dabei Ausnehmungen 24 zur Ausbildung der zumindest einen Durchgangsöffnung 23 aufweisen. Beispielhaft sind zwei Messleitungen 20 dargestellt, welche in dafür vorgesehenen formkomplementären Ausnehmungen 24 eines Schottwandelements 17 angeordnet sind. Des Weiteren kann aus Fig. 3 ersehen werden, dass die Stromschienen 18 ebenso in dafür vorgesehenen Ausnehmungen 24 der Schottwandelemente 17 zumindest teilweise aufgenommen werden. Die Schottwandelemente 17 können wie in der dargestellten Weise „lagenförmig“ übereinander angeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass die Schottwandelemente 17 „blockförmig“ zur Anordnung nebeneinander und/oder übereinander ausgebildet sind.In Fig. 3 is a schematic exploded view of a possible construction of a bulkhead 7 of a plurality of bulkhead elements 17 is shown. The bulkhead elements 17 may have recesses 24 for forming the at least one through opening 23. By way of example, two measuring lines 20 are shown, which are arranged in form-complementary recesses 24 of a bulkhead wall element 17 provided for this purpose. Furthermore, it can be seen from FIG. 3 that the busbars 18 are at least partially accommodated in recesses 24 of the bulkhead elements 17 provided therefor. The bulkhead elements 17 can be arranged one above the other "in the form of a layer" as in the manner illustrated. However, it is also conceivable that the bulkhead elements 17 are "block-shaped" to be arranged side by side and / or one above the other.

Eine weitere besondere Ausführungsform ist sehr gut aus Fig. 3 ersichtlich, in welcher eine Kröpfung 50 von elektrischen Verbindungselementen, wie etwa der Stromschienen 18 und/oder Messleitungen 20, ausgebildet ist. Durch die formkomplementär ausgebildeten Durchgangsöffnungen 23 und/oder die Ausnehmungen 24 der Schottwandelemente 7 kann mittels derartig gekröpften Verbindungselementen eine zusätzliche Sicherung gegen Bewegung in Richtung Hilfsbaugruppe 6 vermieden werden. Die Kröpfung 50 der entsprechenden Elemente kann in Vertikalrichtung 14 und/oder Querrichtung 13 und/oder Längsrichtung 12 ausgebildet sein.A further particular embodiment can be seen very clearly from FIG. 3, in which a crank 50 of electrical connecting elements, such as the busbars 18 and / or measuring lines 20, is formed. By virtue of the complementary shape through openings 23 and / or the recesses 24 of the bulkhead elements 7, an additional safeguard against movement in the direction of the auxiliary subassembly 6 can be avoided by means of such cranked connecting elements. The crank 50 of the corresponding elements may be formed in the vertical direction 14 and / or transverse direction 13 and / or longitudinal direction 12.

In Fig. 3 sind ferner eine Mehrzahl von Befestigungsstellen 41 angedeutet, welche zur lösbaren Befestigung des Schutzgehäuses 21 und/oder der Schottwand 7 bzw. der Schottwandelemente 17 mit der Kühlvorrichtung 3 mittels Schraubverbindungen 28 vorgesehen sind. Die Schottwandelemente 17 sowie die Stromschienen 18 weisen daher in der beispielhaften Ausführung jeweils geeignete Öffnungen zur Aufnahme der Schraubverbindungen auf, wobei eine elektrische Verbindung der einzelnen Elemente durch die Schraubverbindung vermieden wird. Allfällige Isolationselemente sind dem Fachmann bekannt und daher nicht näher erläutert.In Fig. 3, a plurality of attachment points 41 are further indicated, which are provided for releasably securing the protective housing 21 and / or the bulkhead 7 and the bulkhead elements 17 to the cooling device 3 by means of screw 28. The bulkhead elements 17 and the bus bars 18 therefore each have suitable openings for receiving the screw connections in the exemplary embodiment, an electrical connection of the individual elements being avoided by the screw connection. Any isolation elements are known in the art and therefore not explained in detail.

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Des Weiteren kann in Fig. 3 die Ausbildung einer Aufnahmenut 43 in Querrichtung 13 und Längsrichtung 12 zur Aufnahme von Teilen des Schutzgehäuses 21 oder einer Abdeckleiste 44 an der Kühlplatte 9 ersehen werden. Diese Aufnahmenut 43 kann bevorzugt umlaufend in Umfangsrichtung ausgebildet sein und dient der Abstützung der korrespondierenden Teile des Schutzgehäuses 21 wie aus der Zusammenschau mit Fig. 5 zu entnehmen ist. An der Kühlvorrichtung 3 sind weiters zwei Schottwandnuten 51 derart ausgebildet, dass nicht näher dargestellte Teile der Schottwand 7 oder direkt an der Kühlvorrichtung 3 angeordneter Schottwandelemente 17 zumindest teilweise aufgenommen werden können.Furthermore, in Fig. 3, the formation of a receiving groove 43 in the transverse direction 13 and longitudinal direction 12 for receiving parts of the protective housing 21 or a cover strip 44 on the cooling plate 9 can be seen. This receiving groove 43 may preferably be circumferentially formed in the circumferential direction and serves to support the corresponding parts of the protective housing 21 as can be seen from the synopsis with Fig. 5. Two bulkhead grooves 51 are further formed on the cooling device 3 in such a way that parts of the bulkhead wall 7, not shown in more detail, or bulkhead elements 17 arranged directly on the cooling device 3 can at least partially be accommodated.

Die Fig. 4 umfasst mehrere Schnittdarstellungen durch Ausführungsbeispiele möglicher Stützelemente 25 und/oder Verbindungsstellen 27, welche das Schutzgehäuse 21 mit der Schottwand 7 bzw. einem zuoberst angeordneten Schottwandelement 17 verbinden. Die Schnittdarstellungen sind in Querrichtung 13 entlang der in Fig. 3 strichliert dargestellten Verbindungslinie IV-IV gezeigt. In Fig. 4a ist die Ausbildung zweier Stützelemente 25 angedeutet, welche im Explosionsfall die Schottwand 7 in Richtung der Nebensektion 16 abstützen. Der Gasdruck 26 kann dabei nicht an der Schottwand 7 vorbei von der Leistungshalbleitersektion 15 in die Nebensektion 16 gelangen.4 includes a plurality of sectional views through embodiments of possible support elements 25 and / or connection points 27, which connect the protective housing 21 to the bulkhead 7 or a bulkhead element 17 arranged at the top. The sectional views are shown in the transverse direction 13 along the dashed line shown in Fig. 3 IV-IV. In Fig. 4a, the formation of two support elements 25 is indicated, which support the bulkhead 7 in the direction of the secondary section 16 in the explosion case. The gas pressure 26 can not reach the bulkhead 7 past the power semiconductor section 15 into the secondary section 16.

Eine weitere, gegebenenfalls für sich eigenständige, Ausführungsform ist in Fig. 4b gezeigt. Hierbei ist die Schottwand 7 gegenüber dem Schutzgehäuse 21 mittels einer Verbindungsstelle 27 abgestützt, wobei das Verbindungsmittel 29 als Einhakverbindung ausgebildet ist. Ein Abheben oder Auseinanderpressen der Schottwand 7 und des Schutzgehäuses 21 kann damit vermieden werden und der Gasdruck 26 wirksam in der Leistungshalbleitersektion 15 gehalten werden.Another, possibly independent, embodiment is shown in FIG. 4b. Here, the bulkhead 7 is supported relative to the protective housing 21 by means of a connection point 27, wherein the connecting means 29 is formed as a hooking connection. Lifting or pushing apart the bulkhead 7 and the protective housing 21 can thus be avoided and the gas pressure 26 can be effectively maintained in the power semiconductor section 15.

In Fig. 4c ist eine andere, gegebenenfalls eigenständige, oder auch mit den anderen Ausführungsbeispielen kombinierbare Ausführungsform gezeigt. Die Befestigung des Schutzgehäuses 21 an der Schottwand 7 ist dabei in Form einer Schraubverbindung 28 ausgebildet, wodurch analog zur Beschreibung von Fig. 4b ein Verlust des Gasdrucks 26 in Richtung Nebensektion 16 vermieden werden kann.In Fig. 4c is another, possibly independent, or even combinable with the other embodiments embodiment shown. The attachment of the protective housing 21 to the bulkhead 7 is in the form of a screw 28, whereby a loss of the gas pressure 26 in the direction of the secondary section 16 can be avoided analogous to the description of Fig. 4b.

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In Fig. 5 sind einige mögliche Ausführungsbeispiele für die Befestigung des Schutzgehäuses 21 an der Kühlvorrichtung 3 dargestellt. In den Fig. 5a und Fig. 5b werden jeweils zumindest ein Teil des Schutzgehäuses 21 in der dafür vorgesehenen Aufnahmenut 43 aufgenommen und auf diese Weise in Querrichtung 13 und Vertikalrichtung 14 abgestützt.In Fig. 5, some possible embodiments for the attachment of the protective housing 21 to the cooling device 3 are shown. In FIGS. 5a and 5b, at least part of the protective housing 21 is received in the receiving groove 43 provided for this purpose and supported in this way in the transverse direction 13 and vertical direction 14.

In Fig. 5a ist zusätzlich eine Abdeckleiste 44 vorgesehen, welche das Schutzgehäuse 21 mit der Kühlvorrichtung 3 verbindet und durch Schraubverbindungen 28 gesichert ist. Derartig ausgebildete Befestigungsstellen 41 können entlang der Längsrichtung 12 und/oder Querrichtung 13 analog ausgeführt sein. Die Abdeckleiste 44 kann dabei bevorzugt umlaufend ausgebildet sein.In Fig. 5a, a cover strip 44 is additionally provided, which connects the protective housing 21 with the cooling device 3 and is secured by screw 28. Such trained attachment points 41 may be carried out along the longitudinal direction 12 and / or transverse direction 13 analog. The cover strip 44 may preferably be formed circumferentially.

In Fig. 5b ist eine ähnliche Ausführungsform schematisch dargestellt, wobei die Funktion der Abdeckleiste 44 aus Fig. 5a durch einen entsprechend umgeformten Endabschnitt des Schutzgehäuses 21 übernommen wird.In Fig. 5b, a similar embodiment is shown schematically, wherein the function of the cover strip 44 of FIG. 5a is taken over by a correspondingly shaped end portion of the protective housing 21.

In Fig. 5c ist ein weiteres, für sich eigenständiges, Ausführungsbeispiel gezeigt, worin die Aufnahmenut 43 einen Teil der Abdeckleiste 44 aufnimmt und eine gemeinsame Befestigungsstelle 41 durch eine Schraubverbindung 28 ausgebildet ist.In Fig. 5c, another, self-contained, embodiment is shown, wherein the receiving groove 43 receives a portion of the cover strip 44 and a common attachment point 41 is formed by a screw 28.

Den Ausführungsbeispielen von Fig. 5 ist gemein, dass der Gasdruck 26 nicht zwischen dem Schutzgehäuse 21 und der Kühlvorrichtung 3 entweichen kann, da ein Heißgas durch die von der Aufnahmenut 43 aufgenommenen Elemente abgelenkt wird.The exemplary embodiments of FIG. 5 have in common that the gas pressure 26 can not escape between the protective housing 21 and the cooling device 3, since a hot gas is deflected by the elements received by the receiving groove 43.

In der Fig. 6 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform einer Leistungsbaugruppe 1 mit einem Schutzgehäuse 21 schematisch dargestellt. Das Schutzgehäuse 21 ist wiederum an mehreren Befestigungsstellen 41 mit der Kühlvorrichtung 3 verbunden, welche auch analog zu der vorangegangen Beschreibung der Fig. 5 ausgebildet sein können. Das Schutzgehäuse 21 in Fig. 6a weist beispielhaft drei Gehäusestrukturen 40 auf, welche als dreidimensionale Strukturen in den Innenraum der Leistungshalbleitersektion 15 ragen. Wie inFIG. 6 diagrammatically shows a further embodiment of a power module 1, which may be independent of itself, having a protective housing 21. The protective housing 21 is in turn connected to a plurality of attachment points 41 with the cooling device 3, which may also be formed analogous to the preceding description of FIG. The protective housing 21 in FIG. 6a has, by way of example, three housing structures 40, which protrude into the interior of the power semiconductor section 15 as three-dimensional structures. As in

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Fig. 6b angedeutet, kann das Schutzgehäuse 21 im Explosionsfall plastisch deformiert werden. Die Gehäusestrukturen 40 aus Fig. 6a können dabei als zusätzliche Energieabsorber dienen und durch den Gasdruck 26 nach außen gedrückt werden, wobei ein großer Teil der Explosionsenergie aufgenommen werden kann.6b, the protective housing 21 can be plastically deformed in the event of an explosion. The housing structures 40 of FIG. 6a can serve as additional energy absorbers and be pressed by the gas pressure 26 to the outside, wherein a large part of the explosion energy can be absorbed.

In der Fig. 7 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform einer Leistungsbaugruppe 1 mit einem Schutzgehäuse 21 schematisch dargestellt. Für gleiche Teile werden wiederum gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 6 verwendet. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren verwiesen. Die schematisch dargestellte Leistungsbaugruppe 1 weist dabei ein Schutzgehäuse 21 aus zwei Teilschutzgehäusen 52 auf. Die beidenFIG. 7 diagrammatically shows another embodiment of a power module 1 with a protective housing 21, which may be independent of itself. For the same parts again the same reference numerals as in the preceding Figs. 1 to 6 are used. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding figures. The power module 1 shown schematically has a protective housing 21 made of two partial protective housings 52. The two

Teilschutzgehäuse 52 sind an nicht dargestellten Befestigungsstellen 41 mit dem Schutzgehäuse verbunden. Vorzugsweise sind die Teilschutzgehäuse 52 auch miteinander und/oder mit der innenliegend angeordneten und strichliert dargestellten Schottwand 7 z.B. Schraubverbindungen 28 und/oder eine Abdeckleiste 44, analog zur Verbindung des Schutzgehäuses 21 mit der Kühlvorrichtung 3, verbunden. Es kann aus Fig. 7 ersehen werden, dass auf diese Weise unterschiedliche Teilschutzgehäusehöhen 53 relativ einfach realisiert werden können.Part protection housing 52 are connected to attachment points 41, not shown, with the protective housing. Preferably, the partial protection housings 52 are also connected to one another and / or to the bulkhead 7, which is arranged on the inside and is shown in dashed lines, e.g. Screw 28 and / or a cover strip 44, analogous to the connection of the protective housing 21 to the cooling device 3, respectively. It can be seen from Fig. 7 that in this way different partial protective housing heights 53 can be relatively easily realized.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.The embodiments show possible embodiments, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual embodiments are mutually possible and this variation possibility due to the teaching of technical action by representational invention in Can the expert working in this technical field.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenenThe scope of protection is determined by the claims. However, the description and drawings are to be considered to interpret the claims. Individual features or combinations of features from those shown and described

N2018/09400-AT-00 / 34 unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.N2018 / 09400-AT-00/34 different embodiments may represent for themselves inventive solutions. The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.All statements of value ranges in the present description should be understood to include any and all sub-ranges thereof, e.g. is the statement 1 to 10 to be understood that all sub-areas, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 are included, ie. all sub-areas begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that for a better understanding of the construction, elements have been shown partially unevenly and / or enlarged and / or reduced in size.

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BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Leistungsbaugruppel Leistungsbaugruppel 29 29 Verbindungsmittel connecting means Mittel- oder Hochspannungs- Medium or high voltage 30 30 Frontschottwand Front bulkhead umrichter converters 31 31 Anschlussöffnung port opening Kühlvorrichtung cooler 32 32 Schutzgehäuselänge Housing length Energiespeicherbaugruppe Energy storage module 33 33 Schutzgehäusebreite Housing width Leistungshalbleiterbaugruppe Power semiconductor device 34 34 Schutzgehäusehöhe Housing height Hilfsbaugruppe auxiliary assembly 35 35 Frontseite front Schottwand bulkhead 36 36 Rückseite back Signalaufbereitungsbau- Signalaufbereitungsbau- 37 37 Vertikalstehelement Vertical standing element gruppe group 38 38 Tragelement supporting member Kühlplatte cooling plate 39 39 Gestell frame Oberseite top 40 40 Gehäusestruktur housing structure Unterseite bottom 41 41 Befestigungsstelle fastening point Längsrichtung longitudinal direction 42 42 Endabschnitt end Querrichtung transversely 43 43 Aufnahmenut receiving groove Vertikalrichtung vertical direction 44 44 Abdeckleiste cover strip Leistungshalbleitersektion Power semiconductor section 45 45 Abstützfläche supporting Nebensektion next section 46 46 Anschlussterminal connection terminal Schottwandelement Bulkhead element 47 47 Terminalöffnung terminal opening Stromschiene conductor rail 48 48 Kühlmittelanschluss Coolant connection Steuerleitung control line 49 49 Kondensator capacitor Messleitung Measurement line 50 50 Kröpfung cranking Schutzgehäuse housing 51 51 Schottwandnut Schottwandnut Energiespeichergehäuse Energy storage enclosure 52 52 Teilschutzgehäuse Part protective housing Durchgangsöffnung Through opening 53 53 Teilschutzgehäusehöhe Partial protection Thinness

Ausnehmungrecess

Stützelementsupport element

Gasdruckgas pressure

Verbindungsstellejunction

Schraubverbindungscrew

Claims (18)

Patentansprücheclaims 1. Leistungsbaugruppe (1) für einen Mittel- oder Hochspannungsumrichter (2), vorzugsweise einen Modularen Multilevel Umrichter, umfassend,Power module (1) for a medium or high voltage converter (2), preferably a modular multilevel converter comprising - zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe (5),at least one power semiconductor module (5), - zumindest eine Energiespeicherbaugruppe (4),at least one energy storage module (4), - zumindest eine Kühlvorrichtung (3),at least one cooling device (3), - zumindest eine Hilfsbaugruppe (6), welche zumindest eine Signalaufbereitungsbaugruppe (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dassat least one auxiliary subassembly (6), which has at least one signal conditioning subassembly (8), characterized in that - die zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe (5) und die zumindest eine Hilfsbaugruppe (6) in Vertikalrichtung (14) an jeweils einer Ober- (10) oder Unterseite (11) der im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Kühlvorrichtung (3) angeordnet sind,- The at least one power semiconductor module (5) and the at least one auxiliary subassembly (6) in the vertical direction (14) on each upper (10) or underside (11) of the substantially horizontally oriented cooling device (3) are arranged - und die zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe (5) in einer Leistungshalbleitersektion (15) und die zumindest eine Hilfsbaugruppe (6) in einer Nebensektion (16) innerhalb eines mit der Kühlvorrichtung (3) verbundenen, bevorzugt einteilig ausgebildeten, Schutzgehäuses (21) angeordnet sind,- and the at least one power semiconductor module (5) in a power semiconductor section (15) and the at least one auxiliary module (6) in a secondary section (16) within a with the cooling device (3) connected, preferably integrally formed, protective housing (21) are arranged - wobei zum Explosionsschutz zumindest eine, bevorzugt zumindest in Vertikalrichtung (14) aus mehreren Schottwandelementen (17) zusammengesetzte, Schottwand (7) zwischen der Kühlvorrichtung (3) und dem Schutzgehäuse (21) ausgebildet ist, und- Wherein explosion protection at least one, preferably at least in the vertical direction (14) composed of a plurality of bulkhead elements (17), bulkhead (7) between the cooling device (3) and the protective housing (21) is formed, and - die zumindest eine Schottwand (7) zumindest eine zu etwaigen Stromschienen (18) und/oder Steuerleitungen (19) und/oder Messleitungen (20) formkomplementäre Durchgangsöffnung (23) aufweist.- The at least one bulkhead (7) at least one of any busbars (18) and / or control lines (19) and / or measuring lines (20) form complementary through hole (23). 2. Leistungsbaugruppe (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Energiespeicherbaugruppe (4) an der, der zumindest einen Leistungshalbleiterbaugruppe (5) gegenüberliegenden Ober- (10) oder Unterseite (11) der Kühlvorrichtung (3), vorzugsweise innerhalb eines Energiespeichergehäuses (22), angeordnet ist und wobei die Kühlvorrichtung (3) als lastabtragende Kühlplatte (9) ausgebildet ist.2. Power module (1) according to claim 1, characterized in that the at least one power semiconductor module (5) opposite upper (10) or lower side (11) of the cooling device (3), preferably within a at least one energy storage assembly (4) Energy storage housing (22) is arranged, and wherein the cooling device (3) is designed as a load-bearing cooling plate (9). N2018/09400-AT-00N2018 / 09400 AT-00 23 / 3423/34 3. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schottwand (7) zumindest zwei in Vertikalrichtung (14) übereinander und/oder in Querrichtung (13) nebeneinander angeordnete, elektrisch nicht leitende, Schottwandelemente (17) umfasst.3. Power module (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bulkhead (7) at least two in the vertical direction (14) one above the other and / or in the transverse direction (13) juxtaposed, electrically non-conductive, bulkhead elements (17) , 4. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Schottwandelemente (17) zumindest teilweise in Querrichtung (13) und/oder Längsrichtung (12) und/oder Vertikalrichtung (14) formkomplementäre Ausnehmungen (24) für die zumindest teilweise Aufnahme der Stromschienen (18) und/oder etwaiger Steuerleitungen (19) und/oder Messleitungen (20) aufweisen.4. power assembly (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least two of the bulkhead elements (17) at least partially in the transverse direction (13) and / or longitudinal direction (12) and / or vertical direction (14) form complementary recesses (24) for at least partially receiving the busbars (18) and / or any control lines (19) and / or measuring lines (20). 5. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Stützelement (25), bevorzugt mehrere Stützelemente (25), am Schutzgehäuse (21) in Querrichtung (13) und/oder Vertikalrichtung (14), bevorzugt umlaufend, zur Abstützung der zumindest einen Schottwand (7) und/oder zumindest eines Schottwandelements (17) in Längsrichtung (12) von der Leistungshalbleitersektion (15) wegweisend bei Belastung durch Gasdruck (26) im Explosionsfall, ausgebildet ist.5. power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one support element (25), preferably a plurality of support elements (25) on the protective housing (21) in the transverse direction (13) and / or vertical direction (14), preferably circumferentially, for supporting the at least one bulkhead (7) and / or at least one bulkhead element (17) in the longitudinal direction (12) of the power semiconductor section (15) pioneering under load by gas pressure (26) in the event of an explosion, is formed. 6. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schottwand (7) und/oder zumindest ein Schottwandelement (17) mit dem Schutzgehäuse (21) in Querrichtung (13) und/oder Vertikalrichtung (14) zumindest an einer Verbindungsstelle (27), bevorzugt umlaufend, verbunden ist.6. Power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one bulkhead (7) and / or at least one bulkhead element (17) with the protective housing (21) in the transverse direction (13) and / or vertical direction (14) at least at a connection point (27), preferably circumferentially connected. 7. Leistungsbaugruppe (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verbindungsstelle (27) als Schraubverbindung (28) und/oder mittels einem, bevorzugt als Einhak-, Steck-, oder Rastverbindung ausgeführtem, Verbindungsmittel (29) derart ausgebildet ist, dass im Falle einer Explosion eine kraftübertragende Abstützung der Schottwand (7) und/oder der7. power assembly (1) according to claim 6, characterized in that the at least one connection point (27) as a screw connection (28) and / or by means of one, preferably designed as a hooking, plug-in or latching connection, connecting means (29) is designed in that in the case of an explosion a force-transmitting support of the bulkhead (7) and / or the N2018/09400-AT-00N2018 / 09400 AT-00 24 / 3424/34 Schottwandelemente (17) von der Leistungshalbleitersektion (15) wegweisend am Schutzgehäuse (21) erfolgt.Schottwandelemente (17) from the power semiconductor section (15) pioneering the protective housing (21). 8. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schottwandelemente (17) und/oder das Schutzgehäuse (21) in Vertikalrichtung (14) an der Kühlvorrichtung (3), bevorzugt mittels zumindest einer Schraubverbindung (28), befestigt sind.8. Power assembly (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the bulkhead elements (17) and / or the protective housing (21) in the vertical direction (14) on the cooling device (3), preferably by means of at least one screw (28) attached are. 9. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Frontschottwand (30) zwischen Kühlvorrichtung (3) und Schutzgehäuse (21), bevorzugt über eine gesamte Schutzgehäusehöhe (34) und/oder Schutzgehäusebreite (33), an der Frontseite (35) des Schutzgehäuses (21) ausgebildet ist, welche zumindest zwei Anschlussöffnungen (31) für Stromschienen (18) und/oder Steuerleitungen (19) und/oder Messleitungen (20) aufweist.9. power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an additional front bulkhead wall (30) between the cooling device (3) and protective housing (21), preferably over an entire protective housing height (34) and / or protective housing width (33) on the Front side (35) of the protective housing (21) is formed, which has at least two connection openings (31) for busbars (18) and / or control lines (19) and / or measuring lines (20). 10. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schottwand (7) und/oder die Schottwandelemente (17) und/oder die Frontschottwand (30) aus einem elektrisch nicht leitenden, flammhemmenden Material, bevorzugt einem faserverstärkten Kunststoff, wie etwa ein Material der Klasse FR4, besonders bevorzugt ein Verbundwerkstoff umfassend Epoxidharz und Glasfasergewebe, ausgebildet ist.10. Power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the bulkhead (7) and / or the bulkhead elements (17) and / or the front bulkhead (30) made of an electrically non-conductive, flame-retardant material, preferably a fiber-reinforced plastic, such as a material of class FR4, more preferably a composite material comprising epoxy resin and glass fiber fabric, is formed. 11. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (21) mit der Kühlvorrichtung (3) an zumindest zwei Befestigungsstellen (41), bevorzugt umlaufend entlang der Schutzgehäusebreite (33) und/oder einer Schutzgehäuselänge (32), mittels Schraubverbindungen (28), verbunden ist.11. Power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective housing (21) with the cooling device (3) at least two attachment points (41), preferably circumferentially along the protective housing width (33) and / or a protective housing length (32) , by means of screw (28) is connected. 12. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (3) zumindest teilweise,12. power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling device (3) at least partially, N2018/09400-AT-00N2018 / 09400 AT-00 25 / 34 bevorzugt umlaufend, in Querrichtung (13) und/oder Längsrichtung (12) eine Aufnahmenut (43) zur Aufnahme von Teilen des Schutzgehäuses (21) oder einer Abdeckleiste (44) aufweist.25/34 preferably circumferentially, in the transverse direction (13) and / or longitudinal direction (12) has a receiving groove (43) for receiving parts of the protective housing (21) or a cover strip (44). 13. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (21) zur Vermeidung von Gasaustritt im Explosionsfall mittels zumindest einer Abdeckleiste (44) zumindest teilweise, bevorzugt umlaufend, in Querrichtung (13) und/oder Längsrichtung (12) entlang der Schutzgehäusebreite (33) und/oder Schutzgehäuselänge (32) an der Kühlvorrichtung (3) befestigt ist.13. Power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective housing (21) to avoid gas leakage in the event of explosion by at least one cover strip (44) at least partially, preferably circumferentially, in the transverse direction (13) and / or longitudinal direction (12 ) is secured to the cooling device (3) along the protective housing width (33) and / or protective housing length (32). 14. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (3) zumindest eine Schottwandnut (51) zur jeweiligen Aufnahme zumindest eines Teils eines Schottwandelements (7) und/oder zumindest eines Teils der Frontschottwand (30) in Vertikalrichtung aufweist.14. Power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling device (3) at least one Schottwandnut (51) for receiving at least a portion of a bulkhead element (7) and / or at least a portion of the front bulkhead (30) in the vertical direction having. 15. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (21) zur Kompensation des Gasdrucks (26) mittels plastischer Verformung im Explosionsfall eine Mehrzahl von, bevorzugt sickenartig ausgebildeten, Gehäusestrukturen (40) aufweist.15. Power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective housing (21) for compensating the gas pressure (26) by means of plastic deformation in the explosion case, a plurality of, preferably bead-like, housing structures (40). 16. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschienen (18) und/oder Steuerleitungen (19) und/oder Messleitungen (20) zur Vermeidung deren ungehemmter Bewegung und/oder Gasaustritt durch die Schottwand (7) und/oder zumindest eines Schottwandelements (17) zumindest eine Kröpfung (50) in Längsrichtung (12) und/oder Querrichtung (13) und/oder Vertikalrichtung (14) aufweisen.16. Power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the busbars (18) and / or control lines (19) and / or measuring lines (20) to prevent their unrestrained movement and / or gas outlet through the bulkhead (7) and / or at least one bulkhead element (17) at least one crank (50) in the longitudinal direction (12) and / or transverse direction (13) and / or vertical direction (14). 17. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (21) aus Metall, vorzugsweise17. Power assembly (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective housing (21) made of metal, preferably N2018/09400-AT-00N2018 / 09400 AT-00 26 / 34 einem Metall mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 20 W/m*K, besonders bevorzugt mehr als 45 W/m*K, gebildet ist.26/34 a metal with a thermal conductivity of more than 20 W / m * K, more preferably more than 45 W / m * K, is formed. 18. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (21) aus zumindest zwei, bevorzugt miteinander verbundenen, Teilschutzgehäusen (52) ausgebildet ist.18. Power module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective housing (21) is formed from at least two, preferably interconnected, partial protective housings (52).
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT524241A1 (en) * 2020-09-24 2022-04-15 Miba Energy Holding Gmbh Power assembly for a medium or high voltage converter or for a power electronic converter of an electric vehicle
US12089358B2 (en) * 2020-11-13 2024-09-10 Tmeic Corporation Power conversion device
CN114449879A (en) * 2021-12-30 2022-05-06 无锡康鼎科技有限公司 An easy-to-install conditioning board with good heat dissipation effect

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020064028A1 (en) * 2000-11-24 2002-05-30 Danfoss Drives A/S Cooling apparatus for power semiconductors
US20030133257A1 (en) * 2002-01-16 2003-07-17 Beihoff Bruce C. Modular power converter having fluid cooled support
US20050265002A1 (en) * 2004-05-27 2005-12-01 John Armstrong Integrated power modules with a cooling passageway and methods for forming the same
EP2254228A1 (en) * 2009-05-20 2010-11-24 ABB Schweiz AG Electronic switching module and system with such switching modules
DE102009053583B3 (en) * 2009-11-17 2011-03-31 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Modular converter arrangement
EP2562922A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Modular frequency converter assembly

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3482868B2 (en) * 1998-04-15 2004-01-06 松下電工株式会社 Power supply
DE29813254U1 (en) * 1998-07-24 1998-10-01 Siemens AG, 80333 München Multi-phase three-point converter
DE10153748A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-22 Siemens Ag Converter unit in modular design
CN101202528B (en) * 2006-12-11 2012-10-10 丹佛斯传动有限公司 Electronic device and electric motor frequency converter
ES2705170T3 (en) * 2007-11-13 2019-03-22 Siemens Ag Power semiconductor module
JP2011004497A (en) * 2009-06-17 2011-01-06 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Power component attached to enclosure of power device
US9178410B2 (en) * 2012-01-06 2015-11-03 General Electric Company Adaptive power conversion system
JP6007723B2 (en) * 2012-10-19 2016-10-12 オムロン株式会社 Equipment with heat sink
JP6129326B2 (en) * 2013-09-18 2017-05-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter
GB2555241B (en) 2015-04-13 2020-05-13 Abb Schweiz Ag Power electronics module
WO2017108104A1 (en) 2015-12-22 2017-06-29 Siemens Aktiengesellschaft Electrical module having an electrical component
US10470329B2 (en) * 2016-01-29 2019-11-05 Eaton Intelligent Power Limited Multi-compartment arc-generating electrical equipment using compressible intercompartment cable seals
DE102016202600A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 Siemens Aktiengesellschaft Electric module with electrical component

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020064028A1 (en) * 2000-11-24 2002-05-30 Danfoss Drives A/S Cooling apparatus for power semiconductors
US20030133257A1 (en) * 2002-01-16 2003-07-17 Beihoff Bruce C. Modular power converter having fluid cooled support
US20050265002A1 (en) * 2004-05-27 2005-12-01 John Armstrong Integrated power modules with a cooling passageway and methods for forming the same
EP2254228A1 (en) * 2009-05-20 2010-11-24 ABB Schweiz AG Electronic switching module and system with such switching modules
DE102009053583B3 (en) * 2009-11-17 2011-03-31 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Modular converter arrangement
EP2562922A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Modular frequency converter assembly

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