NÚCLEO DE POTENCIA MODULAR PARA VEHÍCULOS FERROVIARIOS

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con el área de los vehículos ferroviarios tratándose, más concretamente, de un núcleo de potencia para adecuar la energía eléctrica de entrada (incluyendo tan bien, como tal energía de entrada, a la proveniente de los equipos de almacenamiento de energía), a una magnitud susceptible de ser convertida en energía mecánica, para alimentar el sistema de tracción de dichos vehículos ferroviarios.

Estado de la técnica

Gracias al desarrollo tecnológico, los vehículos ferroviarios cuentan con una serie de sistemas electrónicos que proveen a dichos vehículos de diferentes funcionalidades. De entre todos estos sistemas, el sistema de tracción es uno de los más importantes, ya que se encarga de mover y detener el vehículo, para lo cual debe transformar la energía eléctrica de entrada en energía mecánica de salida.

Este sistema de tracción comprende una serie de cofres que alimentan a diversos motores eléctricos y otros elementos pasivos, como pueden ser resistencias e inductancias, y cuyas características varían según el tipo de vehículo en el que está integrado (tren, metro, tranvía, etc.).

Asimismo, y debido a la existencia de diferentes electrificaciones y formas de alimentar a los vehículos (sistema de acumulación, diésel, alterna o continua), se debe adecuar previamente la energía eléctrica de entrada para que pueda ser transformada en energía mecánica.

Por otro lado, en la actualidad se han desarrollado circuitos de alta potencia que aprovechan el exceso de energía generada tanto en la tracción como durante el frenado, normalmente, derivándola a uno o vahos acumuladores de energía, para una posterior situación de necesidad. Estos circuitos de alta potencia comprenden inversores, rectificadores, dc-dc y choppers, implementados en diferentes configuraciones y tipologías. Pero, fundamentalmente, dichos circuitos hacen uso de semiconductores IGBT de alta potencia, acompañados de elementos pasivos, tales como condensadores, inductancias y/o resistencias, y de un sistema de refrigeración eficiente, ya sea forzado, natural o líquido, que evacúe todo el calor generado en y por el sistema de tracción.

Hasta la fecha, los circuitos de potencia mencionados se desarrollan de manera personalizada, ya que es la mejor manera de obtener resultados óptimos en los diferentes proyectos. Sin embargo, esta personalización supone una serie de aspectos negativos, tales como son:

- un elevado número de horas de ingeniería para la realización del diseño y validación de cada solución;

- problemas de fiabilidad, ya que se trata de soluciones personalizadas;

- costes de materiales elevados, al no poder acceder a economías de escala por tratarse de diseños personalizados;

- elevado tiempo de espera para la recepción de los suministros customizados.

Un aspecto importante a tener en cuenta en el diseño de los circuitos de potencia es el diseño y solución de los núcleos de potencia, que suponen una gran parte del coste del sistema, exigiendo un gran esfuerzo de ingeniería, ya que son una de las partes más sensibles de dichos circuitos de potencia. Cada núcleo de potencia integra los siguientes elementos:

- semiconductores de potencia;

- drivers de los semiconductores de potencia;

- disipadores;

- sensores de diversas magnitudes (temperatura, tensión y/o corriente, etc.);

- busbars o barras de potencia para conexión;

- condensadores y/o condensadores de desacoplo.

Con todo ello y dado que las necesidades del mercado actual exigen soluciones personalizadas y compactas a costes moderados y con tiempos de entrega mínimos, surge el inconveniente de que tanto la forma de trabajo como los diseños actuales no son competitivos.

Objeto de la invención

Para solventar los inconvenientes anteriores, la presente invención propone una realización modular del núcleo de potencia, que supone una solución reutilizable sin que ello suponga perder la personalización que requiere cada caso, a la vez que no exige tan elevado número de horas de ingeniería para su diseño, lo que permite el acceso a economías de escala, gracias al uso de los mismos elementos, aportando también mayor fiabilidad, debido a la utilización de elementos comunes.

De acuerdo con la invención, el núcleo de potencia modular comprende, al menos, dos módulos de los siguientes módulos:

- Módulo de semiconductores de potencia, constituido por una serie de semiconductores de potencia, unas pletinas de conexión, un disipador y, si fuera necesario, unos sensores de temperatura y un conector para su visualization.

- Módulo de condensadores, que comprende unos condensadores del “DC-Link” y una estructura donde se coloca un driver para los semiconductores de potencia;

- Módulo busbar, encargado de conectar los semiconductores de potencia con los condensadores anteriores y permitir la conexión de entrada/salida de alta tensión;

- Módulo de control, que comprende toda la electrónica encargada de controlar los semiconductores de potencia.

Un núcleo de potencia, para que sea una vahante completamente modular, debería llevar un Módulo de semiconductores de potencia; un Módulo busbar; un Módulo de condensadores y un Módulo de Control. Pero según una vanante de realización práctica se podría diseñar un núcleo de potencia "híbrido" manteniendo el concepto modular y que esté compuesto por dos o tres Módulos de los anteriormente citados; mientras que el Módulo o Módulos restantes serían sustituidos por elementos convencionales.

Por ejemplo, se podría realizar un núcleo de potencia formado por un Módulo de semiconductores de potencia, pero sin el Módulo de condensadores como tal, ya que, aunque los condensadores sean modulares, no serían propiamente un Módulo de condensadores, porque no llevaría un bastidor de este último en el que se montan los condensadores. Llevaría también un Módulo de control y un Módulo busbar si bien este último debería estar especialmente diseñado para esta realización “híbrida”.

Por ello se dice que el núcleo de potencia modular se compone por al menos, dos de los siguientes Módulos: - un Módulo de semiconductores de potencia;

- un Módulo busbar;

- un Módulo de condensadores y

- un Módulo de control.

Siendo puramente modular cuando se compone de los cuatro Módulos que es la realización principal y más habitual, pero pudiendo constituirse por dos o tres de esos cuatro Módulos y el resto de los elementos ser convencionales.

Es importante tener en cuenta que un núcleo de potencia modular que se constituya por los cuatro Módulos solo llevará uno de cada uno de los cuatro Módulos. Es decir que un mismo núcleo de potencia no llevará dos o más Módulos de semiconductores de potencia, o dos o más Módulos busbar o dos o más Módulos de condensadores o dos o más Módulos de control.

Con esta realización modular del núcleo de potencia se consiguen diferentes funcionalidades para un núcleo de potencia y diferentes arquitecturas en la unión de vahos núcleos de potencia.

En cuanto a las diferentes funcionalidades, el diseño modular permite, mediante la simple utilización de diferentes vahantes de los precitados Módulos, generar núcleos de potencia con diferentes funcionalidades.

Por ejemplo, el núcleo de potencia puede tener la funcionalidad de inversor + chopper. Pues bien, modificando la vahante del Módulo de control y del Módulo de semiconductores de potencia, se puede obtener un núcleo de potencia, que tendría la funcionalidad de rectificador monofásico, como se verá más adelante.

Es más, lo único que es necesario vahar para obtener estas dos funcionalidades son las pletinas de conexión y salida del Módulo de semiconductores de potencia y el número de tarjetas en el Módulo de control, pero, sin embargo, la envolvente mecánica de todo el núcleo de potencia sigue siendo la misma, y los puntos de conexión eléctrica y mecánica también, por lo que se mantiene la esencia de la invención.

En efecto en la versión de inversor + chopper, hay cuatro pletinas de conexión y salida en el Módulo de semiconductores de potencia y para pasar a la funcionalidad de rectificador monofásico, solo es necesario paralelizar dos a dos esas cuatro pletinas de conexión y salida y, lógicamente, pasar de las cuatro tarjetas de control (drivers) del Módulo de control que requiere la realización de inversor + chopper, a solo dos tarjetas requeridas por la solución de rectificador monofásico.

Por otro lado, esta concepción modular del núcleo de potencia posibilita diferentes uniones entre dos o más núcleos de potencia lo que se traduce en la posibilidad de obtener diferentes arquitecturas.

En efecto, esta realización modular posibilita la unión a un núcleo de potencia, de otro núcleo de potencia en cualquiera de los lados, izquierdo o derecho, en serie, en paralelo o en un montaje mixto.

De esta manera, si se unen dos núcleos de potencia en paralelo se obtiene una arquitectura, si se unen en serie se consigue una arquitectura diferente y si se montan en mixto de nuevo la arquitectura es diferente, lo que se traduce en la posibilidad de montar dos o más núcleos de potencia en un montaje en serie, paralelo o mixto en un mismo cofre, obteniéndose así diferentes arquitecturas, como pueden ser un Rectificador más un Inversor, o un Inversor más un Chopper.

Una característica adicional que ofrece el diseño propuesto por la presente invención es que además de ser modular el núcleo de potencia, se puede cambiar el tipo de refrigeración, pasando de forzada a líquida, manteniendo todas las condiciones de flexibilidad y configurabilidad del diseño, sustituyendo simplemente el disipador de calor por una plancha fría o “coldplate”.

Otra característica que posee el diseño del núcleo de potencia modular objeto de la invención es que permite conectar diferentes núcleos de Potencia, ya sea en serie, ya sea en paralelo, e incluso ambas opciones combinadas, en un montaje mixto con el solo uso de un único ventilador externo, para su refrigeración.

Una ventaja que aporta el hecho de que el ventilador no forme parte del núcleo de potencia modular, es que el ventilador puede ser seleccionado según la necesidad de flujo de aire que requiera cada proyecto, de tal forma que se puede optimizar el diseño global del convertidor. La especial disposición de los elementos del núcleo de potencia modular objeto de la invención solventa el problema de espacio y coste que se plantea con las soluciones actuales, pudiendo realizar diseños competitivos y, por otro lado, reduce el camino de conmutación, presentando una inductancia parásita pequeña, lo que supone, a su vez, las ventajas de:

-evitar el uso de condensadores de desacoplo, reduciendo aún más el espacio y el coste;

-reducir las sobretensiones debidas a las conmutaciones, de tal modo que se puede eliminar la protección de sistemas de apriete “clamp” de los “drivers” del Módulo de control.

Otra ventaja que surge de la flexibilidad de diseño que ofrece la invención, por su condición de modular, es que se puede simplificar el diseño del Módulo busbar, reduciendo tanto su tamaño como su coste, lo que se traduce en la posibilidad de realizar diseños competitivos.

Por otro lado, con esta solución modular, se posibilita el disponer dos o más núcleos de Potencia modulares dentro de un mismo cofre, conectados entre sí en señe, paralelo o mixta, para conseguir diferentes arquitecturas, tales como puede ser Rectificador + Inversor, o un Inversor + Chopper.

Descripción de las figuras

Para facilitar la comprensión de la invención, se acompaña el presente documento de una señe de figuras cuyo carácter es meramente ilustrativo, pero no limitativo, describiéndose a continuación:

La figura 1 muestra una vista explosionada de los distintos Módulos señalados con las referencias numéricas (1 , 2, 3 y 4) que pueden integrar, según un ejemplo de realización práctica, el núcleo de potencia objeto de la invención.

Las figuras 2 y 3 representan dos ejemplos no limitativos de variantes de Módulos de condensadores (3) compatibles con un mismo núcleo de potencia, permitiendo el ajuste del valor capacitivo. Se puede observar que el Módulo de condensadores (3) de la figura 2 tiene cuatro condensadores (3.1) y el de la figura 3, dos condensadores (3.1).

La figura 4 muestra un ejemplo no limitativo de realización práctica de un bastidor (3.2) del Módulo de condensadores (3), en el que se realiza el montaje y amarre de una serie de condensadores (3.1).

La figura 5 muestra el bastidor (3.2) con cuatro grupos de puntos de amarre (3.2.4), para los condensadores (3.1).

Las figuras 6 y 7 muestran en detalle cómo se realiza el anclaje, según un ejemplo de realización práctica, de un condensador (3.1) al bastidor (3.2) del Módulo de condensadores (3).

La figura 8 muestra el montaje del Módulo busbar (2), según una realización práctica, en el Módulo de condensadores (3), mediante una placa base (2.1).

La figura 9 muestra en detalle dicha placa base (2.1), la cual se ve atravesada por unos tornillos (10) en diferentes puntos de esta.

La figura 10 representa una realización práctica de una disposición de un Módulo de semiconductores de potencia (1), un Módulo de condensadores (3) y de un Módulo busbar, (2), comprendidos en un núcleo de potencia.

La figura 11 es un detalle de la realización del amarre entre el Módulo busbar (2) y el Módulo de semiconductores de potencia (1), según una realización práctica.

Las figuras 12 y 13 muestran las distancias, identificadas como L1 y L2 respectivamente, entre las conexiones de los condensadores (3.1), en las pletinas de conexión y salida (1.2), y los semiconductores del Módulo (1) los cuales son en este caso unos IGBTs (1.1).

La figura 14 muestra la posición frontal del amarre de un Módulo de control (driver) (4) al bastidor (3.2) del Módulo de condensadores (3), en un núcleo de potencia que tiene la funcionalidad de inversor + chopper.

La figura 15 muestra el amarre lateral de un Módulo de control (driver) (4) al bastidor (3.2) del Módulo de condensadores (3).

Las figuras 16 y 17 muestran un ejemplo de realización práctica de un Módulo de control (4) en su fase de montaje, en vistas frontal y lateral respectivamente.

La figura 18 muestra un núcleo de potencia en el que el disipador del Módulo de semiconductores de potencia (1) ha sido sustituido por una plancha fría o “coldplate” (1.4), para realizar una refrigeración líquida.

La figura 19 muestra un montaje en paralelo de dos núcleos de potencia, cada uno de los cuales integra dos condensadores (3.1) en el Módulo de condensadores (3).

La figura 20 representa un montaje de dos núcleos de potencia, el primero con tres condensadores (3.1) y el segundo con dos, conectados entre sí en serie, según otra posible vahante de montaje.

La figura 21 representa, un montaje en disposición mixta, según el cual, se parte de dos pares de núcleos de potencia, en los que en cada par van montados en serie los dos núcleos de potencia, como se representa en la figura 20 y los dos pares van conectados en paralelo entre sí.

Las figuras 22 y 23 muestran sendas vistas en posición vertical y horizontal respectivamente de dos núcleos de potencia, según otras vahantes de posibles montajes, en las que se observa que las aletas de los disipadores de calor (1.3) quedan enfrentadas entre sí.

La figura 24 representa dos núcleos de potencia de diferente tamaño, observándose que los Módulos de control (4) o “drivers” ocupan una disposición frontal; mientras que los Módulos de semiconductores de potencia (1) se disponen en paralelo, estando ambos en sentido longitudinal, lo que permite un diseño del Módulo busbar (2) más sencillo y reducido.

En la figura 25 se ha suprimido el bastidor (3.2) del Módulo de condensadores (3), para permitir visualizar la disposición del Módulo busbar (2) respecto del Módulo de semiconductores de potencia (1).

La figura 26 representa una vahante de realización práctica en la que se prevé el montaje horizontal del Módulo de condensadores (3).

La figura 27 es una vista en perspectiva de una vahante de realización práctica de un núcleo de potencia según la cual este tendría la funcionalidad de rectificador monofásico, como alternativa de diferente funcionalidad a la de inversor + chopper mostrada en la figura 14.

Descripción detallada de la invención

El objeto de la presente invención es un núcleo de potencia para vehículos ferroviarios, tales como trenes, metros o tranvías que tiene la novedad de presentar una realización modular. El núcleo de potencia modular comprende, al menos, dos Módulos de los cuatro Módulos que se detallan seguidamente:

- Módulo de semiconductores de potencia (1), que a su vez integra vahos semiconductores (1.1), unas pletinas de conexión y salida (1.2), unos disipadores de calor (1.3), o una plancha fría (1.4) en caso de refrigeración líquida.

- Módulo busbar (2), que realiza la conexión entre los semiconductores (1.1) y unos condensadores (3.1) y que permite la conexión de la entrada/salida de Alta Tensión.

- Módulo de condensadores (3), en el que se montan los condensadores (3.1) a conectar con los semiconductores (1.1) y un bastidor (3.2), en donde se coloca un Módulo de control o “driver” (4) de los semiconductores (1.1)

- Módulo de control o “driver” (4), que contiene toda la electrónica de control de los semiconductores (1.1)

Un núcleo de potencia, para que sea una vahante completamente modular, deberá llevar un Módulo de semiconductores de potencia (1), un Módulo busbar (2), un Módulo de condensadores (3) y un Módulo de control (4). Pero según una vahante de realización práctica se podría diseñar un núcleo de potencia "híbrido", manteniendo el concepto modular objeto de esta invención, pero que esté compuesto por dos o tres de los cuatro Módulos anteriormente citados (1 , 2, 3 y 4), y, en tal caso esos dos o tres Módulos, se complementarían con elementos convencionales.

Por ejemplo, se podría realizar un núcleo de potencia formado por un Módulo de semiconductores de potencia (1), pero sin el Módulo de condensadores (3) como tal, ya que, aunque los condensadores (3.1) sean modulares, no serían propiamente un Módulo de condensadores (3) porque no llevaría el bastidor (3.2) de este último. Sí llevaría un Módulo de Control (4) y un Módulo busbar (2) especialmente diseñado para esta realización. Por ello se dice que el núcleo de potencia puramente modular, se compone por los cuatro Módulos (1 , 2, 3 y 4), pero que, manteniendo la esencia de la medularidad objeto de la presente invención, puede presentar un concepto “híbrido”, combinando la medularidad, con partes que sigan una realización convencional no modular. En este caso estaría formado por al menos, dos de los cuatro Módulos (1 , 2, 3 y 4), es decir, por dos o por tres de estos Módulos (1 , 2, 3 y 4).

Es importante tener en cuenta que un núcleo de potencia modular que se constituya por los cuatro Módulos (1 , 2, 3 y 4) solo llevará uno de cada uno de los cuatro Módulos (1 , 2, 3 y 4). Es decir que un mismo núcleo de potencia no puede llevar dos o más Módulos de semiconductores de potencia (1), o dos o más Módulos busbar (2) o dos o más Módulos de condensadores (3) o dos o más Módulos de control (4).

Tomando el ejemplo de montaje más sencillo, en el que sólo se necesita un núcleo de potencia y se conoce el valor capacitivo necesario, se realiza el ensamblaje de un Módulo de semiconductores de potencia (1), un Módulo busbar (2), un Módulo de condensadores (3) y un Módulo de control (4), fijándolos mecánicamente entre sí y con el conexionado eléctrico de sus respectivos componentes.

Para ello se toma un número de condensadores (3.1) suficiente para dicha realización práctica, ya que este número puede variar dependiendo del valor capacitivo que sea necesario, aspecto que se puede apreciar en las figuras 2 y 3, en las que aparece un Módulo de condensadores (3) con cuatro condensadores (3.1) y otro Módulo de condensadores (3) con dos condensadores (3.1) respectivamente.

Dichos condensadores (3.1), se montan en un bastidor (3.2) que, tal y como se puede ver en la figura 4, comprende unas estructuras laterales (3.2.1) unidas entre sí mediante una placa (3.2.2) y un larguero (3.2.3). Dicha placa (3.2.2) presenta, por un lado, unas perforaciones a modo de ventanas (5) para facilitar el acceso a los elementos y aligerar la estructura, que se rigidiza mediante unos perfiles (6) y, por otro lado, presenta unas perforaciones que dan lugar a cuatro grupos de puntos de amarre (3.2.4), mostrados en las figuras 4 y 5.

Para realizar dicho amarre entre los condensadores (3.1) y el bastidor (3.2) se utilizan tornillos (7) y arandelas (8), ver figuras 6 y 7, atravesando los primeros por unos orificios de unas orejetas (3.1.2) situadas en cada esquina de la carcasa exterior (3.1.1) de cada condensador (3.1). Acto seguido se rosca cada tornillo (7) en su correspondiente tuerca (9), la cual está integrada en la placa (3.2.2) del bastidor (3.2).

Es de tener en cuenta que, si el número necesario de condensadores (3.1) es par, estos condensadores (3.1) se montan en simetría.

Tras el montaje del Módulo de condensadores (3) y siguiendo el mismo ejemplo de realización práctica, el Módulo busbar (2) se monta en el Módulo de condensadores (3), mediante una placa base (2.1) en escuadra que forma parte del Módulo busbar (2), tal y como se puede apreciar en la figura 8. En la figura 10 se aprecia como la placa base en escuadra (2.1), define un ala mayor (2.1.1) y un ala menor (2.1.2)

La mencionada placa base (2.1) dispone de una serie de perforaciones (2.1.3) que, como muestra la figura 9, son atravesadas por unos tornillos (10), los cuales, junto con unas arandelas (11) y unas tuercas (12), dan lugar a los puntos de anclaje entre ambos Módulos (2 y 3). Como se aprecia en la figura 2 las tuercas (12) van integradas en unas pestañas vueltas de unas chapas que van dispuestas en los laterales de los condensadores (3.1), de manera que las tuercas (12) quedan dispuestas por detrás de la parte trasera de las carcasas (3.1.1) de los condensadores (3.1).

La placa base (2.1) del Módulo busbar (2) que está configurada, preferentemente, en escuadra, tal como se puede observar en las figuras 10 y 11 , queda así amarrada por su ala mayor (2.1.1) al Módulo de condensadores (3), mientras que por su ala menor (2.1.2) se fija al Módulo de semiconductores de potencia (1).

Tal y como se aprecia en la figura 8 la placa base (2.1) presenta unas pestañas laterales (2.2) que han sido diseñadas para facilitar la unión de otro núcleo de potencia en cualquiera de los lados, izquierdo o derecho, en serie o en paralelo.

Es más, estas pestañas laterales (2.2) tienen unos orificios (2.2.1) de diferentes dimensiones diametrales, en concreto y, al menos, de dos dimensiones; de manera que los de menor tamaño se utilizan para conexiones de baja corriente, como sensores de tensión, indicador luminoso, resistencias de descarga permanente, etc.; mientras que los de mayor tamaño, se utilizan para conexiones de alta corriente como pueden ser la tensión de bus, conexión a otro núcleo, etc. La fijación entre el Módulo de semiconductores de potencia (1) y el Módulo busbar (2) se lleva a cabo mediante una serie de tornillos (13) acompañados de unas arandelas (14), ver figura 11. Los tornillos (13) atraviesan las perforaciones (2.1.3) de la placa base (2.1) y se roscan en unas tuercas (15) integradas en el Módulo de semiconductores de potencia (1).

Los semiconductores de potencia (1 ,1) pueden ser IGBTs, que están basados en la tecnología de silicio (Si), pero ello no puede entenderse en sentido limitativo, porque puede conseguirse un mismo núcleo de potencia modular como el que constituye el objeto de esta invención cambiando de tecnología (Si) y utilizando por ejemplo semiconductores MOSFET basados en la tecnología de carburo de silicio (SiC) o cualquier otro componente convencional que exista ahora o pueda surgir en un futuro y cumpla las funciones de un semiconductor de potencia. Según el ejemplo de realización práctica no limitativo representado en las figuras adjuntas los semiconductores de potencia (1.1) son IGBTs.

También y según el ejemplo de realización práctica no limitativo representado en las figuras adjuntas los IGBTs (1.1) son de encapsulado de 100 x 140 que están pensados para poder ser paralelizados, permitiendo la escalabilidad de los núcleo s en sentido longitudinal. En caso de que se requiera un núcleo de mayores prestaciones, en vez de cambiar los IGBTs (1.1) y poner unos de mayores prestaciones, la solución pasa por poner vahos de esos IGBTs (1.1) en paralelo. Con eso se consigue reducir las referencias de IGBTs (1.1) pudiendo tener acceso a las economías de escala. Como la disponibilidad de los semiconductores en general en el mercado es muy escasa, el tener pocas referencias facilita el stock y en definitiva permite reducir el tiempo de respuesta

Es de destacar que, en cualquier caso, la distancia entre las conexiones de los condensadores (3.1) en las pletinas de conexión y salida (1.2) y los semiconductores (1.1) es la máxima posible. Esto se refleja en las figuras 12 y 13, en las que en la primera se señala esa distancia con la referencia L1 y en la segunda con la referencia L2.

Para llevar a cabo diversos montajes, en los que se utilizan Módulos de control (4) de distintas dimensiones y en diferentes posiciones, el Módulo de control (4), como se aprecia en las figuras 16 y 17, presenta múltiples orificios (4.2) en una placa de amarre (4.1), recíprocos con otros presentes en el bastidor (3.2), para poder realizar la fijación en los puntos más adecuados para cada realización práctica. La fijación del Módulo de control (4) en el bastidor (3.2) del Módulo de condensadores (3) se lleva a cabo a través de unos medios de fijación que atraviesan por los orificios (4.2) de la placa de amarre (4.1) del Módulo de control (4) y que se roscan en unas tuercas embebidas en el bastidor (3.2).

Según distintas realizaciones prácticas, el Módulo de control (4) puede montarse en posición frontal, como muestra la figura 14 o en posición lateral, como se observa en la figura 15.

Tal y como se aprecia en la figura 14, en el montaje frontal del Módulo de control (4) su placa de amarre (4.1) lleva montados una señe de elementos de amarre y fijación (16) alineados entre sí que van fijados en una señe de puntos. Por estos elementos de amarre y fijación (16) pasan unas bridas, no representadas, con las que se amarra el cableado del Módulo de control (4).

Para el montaje en posición lateral del Módulo de control (4), según se aprecia en la figura 15, el bastidor (3.2) dispone de cuatro líneas de elementos de amarre y fijación (16) ubicados a diferentes alturas.

En una variante de realización práctica, representada en la figura 18, se puede apreciar que se ha sustituido el disipador (1.3) del Módulo de semiconductores de potencia (1) por una plancha fría (1.4) o “coldplate”.

Según un posible montaje que se muestra en la figura 19, se aprecia como dos núcleos de potencia van montados en paralelo entre sí, mientras que en la figura 20 se representa, según otro posible montaje, a dos núcleos de potencia en señe entre sí.

Es más, según otra posibilidad de montaje, también se pueden conectar en paralelo dos pares de núcleos de potencia, en los que los dos núcleos de potencia de cada par van conectados entre sí en señe, dando lugar a una configuración mixta que se representa en la figura 21.

En otras realizaciones prácticas, el montaje de los núcleos de potencia puede dejar enfrentadas las aletas de los disipadores de calor (1.3) en disposición vertical u horizontal, tal y como muestra respectivamente en las figuras 22 y 23.

Otra característica que posee el diseño del núcleo de potencia modular objeto de la invención es que permite conectar diferentes núcleos de potencia, ya sea en serie, ya sea en paralelo, e incluso ambas opciones combinadas, con el solo uso de un único ventilador externo, no representado, para su refrigeración.

La figura 24 representa dos núcleos de potencia de diferente tamaño, observándose que los Módulos de control (4) o “drivers” ocupan una disposición frontal; mientras que los Módulos de semiconductores de potencia (1) se disponen en paralelo, estando ambos en sentido longitudinal, lo que permite un diseño del Módulo busbar (2) más sencillo y reducido.

En la figura 25 se ha suprimido el bastidor (3.2) del Módulo de condensadores (3), para permitir visualizar la disposición del Módulo busbar (2) respecto del Módulo de semiconductores (1).

En una variante de realización práctica, representada en la figura 26, se ha previsto el montaje del Módulo de condensadores (3) de manera horizontal, lo que únicamente requiere un cambio en el diseño de la placa base (2.1) del Módulo busbar (2), de modo que el bastidor (3.2) del Módulo de condensadores (3) se puede apoyar en posición horizontal.

El diseño del núcleo de potencia objeto de la presente invención está pensado para que, independientemente del número de condensadores (3.1) que integre, se asegure siempre una mínima inductancia parásita en el lazo de conmutación.

Con esta realización modular del núcleo de potencia se consiguen diferentes funcionalidades para un núcleo de potencia y diferentes arquitecturas en la unión de vahos núcleos de potencia.

En cuanto a las diferentes funcionalidades, el diseño modular permite, mediante la simple utilización de diferentes vahantes de Módulos (1 ,2,3 y/o 4), generar núcleos de potencia con diferentes funcionalidades.

En efecto, en la figura 14 el núcleo de potencia representado tiene la funcionalidad de inversor + chopper. Pues bien, modificando la vahante del Módulo de control (4) y del Módulo de semiconductores de potencia (1), podemos obtener un núcleo de potencia, que tendría la funcionalidad de rectificador monofásico, como se muestra en la figura 27. Como se puede apreciar a la vista de estas dos figuras 14 y 27, lo único que se ha cambiado son las pletinas de conexión y salida (1.2) del Módulo de semiconductores de potencia (1) y el número de tarjetas en el Módulo de control (4), pero, sin embargo, la envolvente mecánica sigue siendo la misma, y los puntos de conexión eléctrica y mecánica también, por lo que se mantiene la esencia de la invención.

Es decir que se ha cambiado la funcionalidad del núcleo de potencia , pasando de ser inversor + chopper (figura 14) a rectificador monofásico (figura 27), con tan solo cambiar las cuatro pletinas de conexión y salida (1.2) de los IGBTs de la figura 14, para pasar a dos pletinas de conexión y salida (1.2) de la figura 27, paralelizando dos a dos esas cuatro pletinas de conexión y salida (1 .2) y, lógicamente, pasando de las cuatro tarjetas de control (drivers) del Módulo de control (4) que requiere la realización de la figura 14, a solo dos tarjetas requeridas por la solución de la figura 27.

Por otro lado, esta concepción modular del núcleo de potencia posibilita diferentes uniones entre dos o más Núcleo s de Potencia lo que se traduce en la posibilidad de obtener diferentes arquitecturas.

En efecto, tal y como ya se ha indicado, las pestañas laterales (2.2) han sido diseñadas para facilitar la unión a un núcleo de potencia, de otro núcleo de potencia en cualquiera de los lados, izquierdo o derecho, en serie o en paralelo.

En la figura 19 se aprecia como se llevaría a cabo la unión de dos núcleos de potencia en paralelo, utilizando una pletina (17) que se une a las pestañas laterales (2.2) de los Módulos busbar (2) de ambos núcleos de potencia. Además, esta pletina (17) permite la conexión de cables de alta corriente.

La figura 20 muestra la unión de dos núcleos de potencia en serie, utilizando de nuevo las pestañas laterales (2.2) y unas pletinas (17) adaptadas en su configuración, para esta conexión en serie.

En la figura 21 se representa la conexión de cuatro núcleos de potencia en un montaje mixto, serie y paralelo.

De esta manera, si se unen dos núcleos de potencia en paralelo se obtiene una arquitectura, si se unen en serie se consigue una arquitectura diferente y si se montan en mixto de nuevo la arquitectura es diferente, lo que se traduce en la posibilidad de montar dos o más núcleos de potencia en un montaje en serie, paralelo o mixto en un mismo cofre, obteniéndose así diferentes arquitecturas, como pueden ser un Rectificador más un Inversor, o un Inversor más un Chopper.