一种大容量功率柜制造技术

本发明专利技术公开了一种大容量功率柜，包括功率柜框架以及设置在功率柜框架内的多个功率单元，功率单元的左右两侧设置有输入输出长叠层母排，功率柜框架内底部前后并排设置有交流输入排和交流输出排，右侧输入输出长叠层母排与功率柜框架的右侧面之间设置有多根冷却水进水管，左侧输入输出长叠层母排与功率柜框架的左侧面之间设置有多根冷却水出水管；本发明专利技术公开的大容量功率柜容量大，单柜可以达到兆瓦级，体积小功率密度高，模块化设计程度高，结构紧凑，满足正面拆装，安装维护简单方便，柜体扩容能力强，整柜布置简介美观，适宜工程化应用。

A High Capacity Power Cabinet

【技术实现步骤摘要】
一种大容量功率柜
本专利技术属于电气设备
，具体涉及一种大容量功率柜，是指一种单柜容量兆瓦级、体积小功率密度大、模块化设计程度高、拆装容易维护方便的变频柜。
技术介绍
变频柜是电力电子领域广泛使用的一种柜体，因其良好的启动性能、调速性能和节能效果而成为当前推广的动力拖动方式。近年来，随着经济的快速发展，船舶领域对于近岸港口的环保要求越来越高，船只靠岸之后传统的供电方法是用船上发电机提供，但发电机在低速运行时，效率低、污染大，对近海水体和港口环境都造成严重威胁，违反国家对码头港口的环境要求。对此，港口为了解决污染问题，为船只提供清洁能源，普遍采用岸上供电技术。岸上供电技术就是船只靠岸之后将船上发电机切换为岸电电源供电。可有效的减少污染气体的排放，减少噪音。目前岸电供电技术正处在发展阶段，功率柜作为岸电供电系统最重要的组成部分，一直是研究的重点。为了给更多船型提供岸上电源，港口对功率柜要求比较高，一方面容量要大，另一方面柜体功率单元要拆装容易、维护方便，同时可扩容性好。对此，本专利技术提出了一种大容量功率柜，该功率柜容量大单柜容量兆瓦级、体积小功率密度大、模块化设计程度高、拆装容易维护方便，并且可以根据容量要求确定功率柜数量，扩容性能好。不仅在岸电领域，在其它对容量要求高的场合使用性能也很高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于根据现有技术的不足，设计一种大容量功率柜，目的在于解决船舶岸上供电系统中对功率柜要求容量大、柜体功率单元拆装容易维护方便、同时可扩容性好的问题。本专利技术主要用于岸电供电系统，但对于其它对功率要求高的场合也具有很好的通用性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大容量功率柜，包括功率柜框架以及从上到下依次设置在功率柜框架内的多个功率单元，所述的功率单元的左右两侧分别设置有位于功率柜框架内的输入输出长叠层母排，所述的功率柜框架内底部前后并排设置有多个分别与输入输出长叠层母排相连接的交流输入排和交流输出排，右侧所述的输入输出长叠层母排与功率柜框架的右侧面之间还设置有多根与功率单元相连通的冷却水进水管，左侧所述的输入输出长叠层母排与功率柜框架的左侧面之间还设置有多根与功率单元相连通的冷却水出水管；所述的功率单元由一个整流组合单元和一个逆变组合单元相向安装构成，所述的整流组合单元或逆变组合单元均由一个L形叠层母排、一个功率模块和一个支撑电容模块构成，所述的L形叠层母排与输入输出长叠层母排相连接；所述的支撑电容模块沿竖直方向设置在L形叠层母排的竖直向铜排内侧，所述的功率模块沿水平方向设置在L形叠层母排的水平向铜排与支撑电容模块之间。所述的功率模块包括功率模块水冷板以及设置在功率模块水冷板上的功率器件，所述的支撑电容模块包括支撑电容模块框架以及设置在支撑电容模块框架上的多个支撑电容，所述的支撑电容模块框架两端还设置有与功率模块配合使用的功率模块安装导轨。所述的功率模块水冷板上还分别设置有冷却水进水嘴和冷却水出水嘴，所述的冷却水进水嘴与冷却水进水管相连通，所述的冷却水出水嘴与冷却水出水管相连通。所述的L形叠层母排上分别设置有多个L形叠层母排直流接口和L形叠层母排交流接口；所述的输入输出长叠层母排上分别设置有多个长叠层母排交流输出接口、长叠层母排直流接口、长叠层母排交流输入接口、长叠层母排对外交流输出接口和长叠层母排对外交流输入接口；所述的L形叠层母排交流接口与长叠层母排交流输出接口或长叠层母排交流输入接口相连接，所述的L形叠层母排直流接口与长叠层母排直流接口相连接，所述的长叠层母排对外交流输出接口与交流输出排相连接，所述的长叠层母排对外交流输入接口与交流输入排相连接。所述的功率器件包括IGBT、钳位二极管和放电电阻。本专利技术的有益效果是：1，本专利技术公开的大容量功率柜容量大，单柜可以达到兆瓦级，覆盖功率范围广，同时体积小，柜体设计紧凑，功率密度大。2，本专利技术公开的大容量功率柜模块化设计程度高，里面六个支撑电容模块结构一致，六个功率模块布局也相同，通过调节控制方式来控制整流和逆变，整个柜体拆装容易维护方便。3，本专利技术公开的大容量功率柜柜体扩容性能好，可以单柜传输电能，也可以多柜一起传输电能。4，本专利技术公开的大容量功率柜整个柜体布置合理、结构美观，易于工程化推广。附图说明图1是本专利技术的主视图；图2是本专利技术的左视图；图3是本专利技术的俯视图；图4是本专利技术去掉柜体之后的主视图；图5是本专利技术去掉柜体之后的左视图；图6是本专利技术去掉柜体之后的俯视图；图7是本专利技术的内功率单元侧视图；图8是本专利技术的功率单元内部整流组合单元（或逆变组合单元）的侧视图；图9是本专利技术的功率单元内部整流组合单元（或逆变组合单元）的主视图；图10是本专利技术的L形叠层母排的主视图；图11是本专利技术的L形叠层母排的右视图；图12是本专利技术的功率模块的主视图；图13是本专利技术的功率模块的左视图；图14是本专利技术的支撑电容模块的主视图；图15是本专利技术的支撑电容模块的仰视图；图16是本专利技术的输入输出长叠层母排的主视图；图17是本专利技术的整体结构图。各附图标记为：1—功率柜框架，2—功率单元，3—交流输入排，4—输入输出长叠层母排，5—交流输出排，6—冷却水进水管，7—冷却水出水管，8—L形叠层母排，9—功率模块，10—支撑电容模块，11—L形叠层母排直流接口，12—L形叠层母排交流接口，13—功率模块水冷板，14—功率器件，151—冷却水进水嘴，152—冷却水出水嘴，16—支撑电容模块框架，17—支撑电容，18—功率模块安装导轨，19—长叠层母排交流输出接口，20—长叠层母排直流接口，21—长叠层母排交流输入接口，22—长叠层母排对外交流输出接口，23—长叠层母排对外交流输入接口。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术公开了一种大容量功率柜，参照图1至图3所示，包括功率柜框架1以及从上到下分上中下三层布置在功率柜框架1内的三个功率单元2，所述的功率单元2的左右两侧分别设置有位于功率柜框架1内的输入输出长叠层母排4，所述的功率柜框架1内前底部并排设置有六个分别与输入输出长叠层母排4相连接的交流输入排3，所述的功率柜框架1内后底部并排设置有六个分别与输入输出长叠层母排4相连接的交流输出排5，所述的功率柜框架1的右侧面内侧拐角处由下往上设置有两根分别与功率单元2相连通的冷却水进水管6，所述的功率柜框架1的左侧面内侧拐角处由下往上设置有两根分别与功率单元2相连通的冷却水出水管7。参照图4至图9所示，所述的功率单元2由一个整流组合单元和一个逆变组合单元相向安装构成，所述的整流组合单元或逆变组合单元均由一个L形叠层母排8、一个功率模块9和一个支撑电容模块10构成，所述的L形叠层母排8与输入输出长叠层母排4相连接；所述的支撑电容模块10沿竖直方向设置在L形叠层母排8的竖直向铜排内侧，所述的功率模块9沿水平方向设置在L形叠层母排8的水平向铜排与支撑电容模块10之间。整流组合单元的支撑电容模块10与逆变组合单元的支撑电容模块10背靠背布置，整流组合单元的功率模块9与逆变组合单元的功率模块9以两块支撑电容模块10组成的上下平面中心对称布置。参照图12、图13所示，所述的功率模块9包括功率模块水冷板13以及设置在功率模块水冷板13上的功率器件14，所述的功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大容量功率柜，其特征在于：包括功率柜框架（1）以及从上到下依次设置在功率柜框架（1）内的多个功率单元（2），所述的功率单元（2）的左右两侧分别设置有位于功率柜框架（1）内的输入输出长叠层母排（4），所述的功率柜框架（1）内底部前后并排设置有多个分别与输入输出长叠层母排（4）相连接的交流输入排（3）和交流输出排（5），右侧所述的输入输出长叠层母排（4）与功率柜框架（1）的右侧面之间还设置有多根与功率单元（2）相连通的冷却水进水管（6），左侧所述的输入输出长叠层母排（4）与功率柜框架（1）的左侧面之间还设置有多根与功率单元（2）相连通的冷却水出水管（7）；所述的功率单元（2）由一个整流组合单元和一个逆变组合单元相向安装构成，所述的整流组合单元或逆变组合单元均由一个L形叠层母排（8）、一个功率模块（9）和一个支撑电容模块（10）构成，所述的L形叠层母排（8）与输入输出长叠层母排（4）相连接；所述的支撑电容模块（10）沿竖直方向设置在L形叠层母排（8）的竖直向铜排内侧，所述的功率模块（9）沿水平方向设置在L形叠层母排（8）的水平向铜排与支撑电容模块（10）之间。

【技术特征摘要】
1.一种大容量功率柜，其特征在于：包括功率柜框架（1）以及从上到下依次设置在功率柜框架（1）内的多个功率单元（2），所述的功率单元（2）的左右两侧分别设置有位于功率柜框架（1）内的输入输出长叠层母排（4），所述的功率柜框架（1）内底部前后并排设置有多个分别与输入输出长叠层母排（4）相连接的交流输入排（3）和交流输出排（5），右侧所述的输入输出长叠层母排（4）与功率柜框架（1）的右侧面之间还设置有多根与功率单元（2）相连通的冷却水进水管（6），左侧所述的输入输出长叠层母排（4）与功率柜框架（1）的左侧面之间还设置有多根与功率单元（2）相连通的冷却水出水管（7）；所述的功率单元（2）由一个整流组合单元和一个逆变组合单元相向安装构成，所述的整流组合单元或逆变组合单元均由一个L形叠层母排（8）、一个功率模块（9）和一个支撑电容模块（10）构成，所述的L形叠层母排（8）与输入输出长叠层母排（4）相连接；所述的支撑电容模块（10）沿竖直方向设置在L形叠层母排（8）的竖直向铜排内侧，所述的功率模块（9）沿水平方向设置在L形叠层母排（8）的水平向铜排与支撑电容模块（10）之间。2.根据权利要求1所述的一种大容量功率柜，其特征在于，所述的功率模块（9）包括功率模块水冷板（13）以及设置在功率模块水冷板（13）上的功率器件（14），所述的支撑电容模块（10）包括支撑电容模块框架（16）以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：董梦龙，乔恒新，李强，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42