高压功率变换器及其机柜制造技术

本实用新型专利技术提供一种高压功率变换器及其机柜。高压功率变换器机柜包括用于容纳整流模块的第一柜体、用于容纳逆变模块的第二柜体、用于容纳输出滤波模块的第三柜体和用于容纳冷却模块和控制模块的第四柜体。其中，第一柜体、第二柜体、第三柜体和第四柜体依此被布置成一排。通过采用上述结构，可满足矿井环境对高压功率变换器的高度有要求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及功率变换器及其机柜，更具体地说，涉及应用于矿山行业的高压功率变换器及其机柜。
技术介绍
电力驱动系统通常包括如电动机一样的用电设备和对输入交流电压进行功率变换的功率变换器；例如，将电网的交流电变换为电动机可用的交流电。功率变换器通常包括相变换器单元，其为每相产生可变交流电压。例如，相变换器单元包括将交流电压变换为直流电压的整流模块、与整流模块连接的直流环节、以及将直流环节的直流电压逆变为交流电压的相模块或逆变模块。通常，交流输出电压包括三相，依此功率变换器通常包括三相整流模块、三相相模块和直流环节。整流模块、直流环节、逆变模块等包括以下一些部件或其中的某些部件重量大、密度大的器件，如电抗器、变压器；半导体器件，或者组合成的模块；控制器件，如电路板、继电器等，考虑EMC因素安装在特定柜体；其他器件，如电缆等无源器件；某些特殊应用下的水冷系统。电压源型高压功率变换器，电压范围3300V到4160V，功率范围2000kW到5000kW。考虑到实际应用，现有的矿井用高压功率变换器至少存在如下技术问题中的一项功率变换器需要根据客户订制，比如满足矿井标准、环境条件，应用，运输，安装和维修；恶劣矿井环境下的可靠性较差；电压等级高，部件的体积较大；因为工艺高质量、重复性高，整机质量高的要求，组装比较复杂；无模块化设计；和冷却性和易维护性能有待改进。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术提供一种高压功率变换器机柜，包括用于容纳整流模块的第一柜体、用于容纳逆变模块的第二柜体、用于容纳输出滤波模块的第三柜体和用于容纳冷却模块和控制模块的第四柜体。其中，第一柜体、第二柜体、第三柜体和第四柜体依此被布置成一排。通过采用图IA和图IB所示的高压功率变换器机柜的结构，可满足矿井环境对高压功率变换器的高度有要求。比如，将高压功率变换器高度限制为不超过1400mmo此外，高压功率变换器在矿井环境也会有其他特殊安装要求；比如对于不同的高压功率变换器外形，高压功率变换器柜体之间距离有所不同；比如，柜体间为等距500mm的高压功率变换器；高压功率变换器的最大高度为1400mm，最大深度为1200mm，使得高压功率变换器柜可以安放于矿井中。根据本技术的另一方面，提供一种采用上述功率变换器柜的高压功率变换器。包括进线电源单元，包括容纳整流模块的第一柜体；逆变单元，包括容纳逆变模块的第二柜体；输出滤波单元，包括容纳输出滤波模块的第三柜体；和冷却和控制单元，包括容纳冷却模块和控制模块的第四柜体；其中沿功率变换流向，进线电源单元、逆变单元和输出滤波单元依此电气连接；沿控制信号流向，冷却和控制单元的控制模块与进线电源单元、逆变单元和输出滤波单元中的每一个信号连接；在冷却和控制单元、进线电源单元、逆变单元和输出滤波单元中形成冷却液通道的冷却液管。通过采用上述模块化结构，高压功率变换器可由几个独立柜体组成，由此可按照多种方式组装。这使得高压功率变换器可以在不同的生产线装配，为高压功率变换器的生产提供方便。附图说明图IA和IB示出根据本技术一个实施例的高压功率变换器机柜的透视图；图2示出根据图IA或IB的高压功率变换器柜的柜体框架；图3A、3B、3C和3D分别示出图2所示机柜框架的型材的放大图； 图4示出3A、3B、3C和3D的型材的连接图；图5A和5B分别示出采用根据图IA和IB所示的高压功率变换器柜的高压功率变换器；图5C示出根据图5A或5B的高压功率变换器的模块图；图6为根据本技术一个实施例的进线电源单元的侧视图；图7A为根据本技术一个实施例的逆变单元的主视图；图7B为根据本技术一个实施例的逆变单元的侧视图；图8示出根据本技术一个实施例的输出滤波单元的侧视图；和图9示出根据本技术一个实施例的冷却和控制单元的侧视图。具体实施方式图IA和IB示出根据本技术一个实施例的高压功率变换器机柜的透视图。图中虚线表示透视部分。如图IA和IB所示，高压功率变换器机柜I包括第一柜体10、第二柜体11、第三柜体12和第四柜体13，并且第一柜体10、第二柜体11、第三柜体12和第四柜体13依此被布置成一排。第一柜体10用于容纳整流模块,第二柜体11用于容纳逆变模块，第三柜体12用于容纳输出滤波模块,第四柜体13用于容纳冷却模块和控制模块。第一柜体10、第二柜体11、第三柜体12和第四柜体13分别包括前板100、110、120、130，底板101、111、121、131，顶板 102、112、122、132，侧板 103、113、123、133 和后板 104、114、124、134。图IA所示的高压功率变换器机柜I中相邻的两个柜体通过侧板连接，比如第一柜体10和第二柜体11、第二柜体11和第三柜体12、以及第三柜体12和第四柜体13通过侧板113、123、133连接；图2A所示的高压功率变换器机柜I中相邻的两个柜体相距存在IOOmm至500mm的距离，比如第一柜体10和第二柜体11、第二柜体11和第三柜体12、以及第三柜体12和第四柜体13之间的距离范围为IOOmm至500mm。通过采用图IA和图IB所示的高压功率变换器机柜的结构，可满足矿井环境对高压功率变换器的高度有要求。比如，将高压功率变换器高度限制为不超过1400mm。此外，高压功率变换器在矿井环境也会有其他特殊安装要求；比如对于不同的高压功率变换器外形，高压功率变换器柜体之间距离有所不同；比如，柜体间为等距500mm的高压功率变换器；高压功率变换器的最大高度为1400mm，最大深度为1200mm，使得高压功率变换器柜可以安放于矿井中。图2示出根据图IA或IB的高压功率变换器柜的柜体框架。如图2所示，高压功率变换器的柜体包括柜体框架2。比如,第一柜体10包括第一柜体框架,第二柜体11包括第二柜体框架，第三柜体12包括第三柜体框架，第四柜体13包括第四柜体框架。如图2所示,每个柜体框架2包括多个彼此连接并限定一室20的型材21。图3A、3B、3C和3D分别示出图2所示机柜框架的型材的放大图。例如，图2中a区域中的型材为图3A所示的C-形型材，图2中b区域中的型材为图3B所示的方-形型材。图2中c区域为两个型材的连接区域，其放大图如图3C所示C-形型材21的连接端固定连接有连接-型材31，其固定连接到C-形型材21的型材体30。通过连接-型材31将C-形型材21和与其相邻的型材固定，以便组成相应的柜体框架。图2中d区域为两个型材的连接区域，其放大图如图3D所示方形-形型材21的连接端固定连接有连接-型材33，其固定连接到方形-形型材21的型材体32。通过连接-型材33将方形-形型材21和与其相邻的型材固定，以便组成相应的柜体框架。·图4示出3A、3B、3C和3D的型材的连接图。如图4所示，C-形(或方-形)型材21固定连接有连接-型材31 (或33)。延每个型材开有多个孔40，并且连接-型材33上也开有多个孔41。多个紧固件41 (比如螺钉或铆钉)通过连接区域的孔40，41将C-形(或方-形)型材21固定连接。最好，孔40，41之间的距离是相同的。通过采用图2至图4所示的机柜框架，机柜的强度得到提高。此外，对于特殊的应用领域，比如矿井(变频器面临频繁的震本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压功率变换器机柜，包括 用于容纳整流模块的第一柜体； 用于容纳逆变模块的第二柜体； 用于容纳输出滤波模块的第三柜体；和 用于容纳冷却模块和控制模块的第四柜体； 其中 第一柜体、第二柜体、第三柜体和第四柜体依此被布置成一排。2.如权利要求I所述的高压功率变换器机柜，其中 每个柜体包括柜体框架，该柜体框架包括多个彼此连接并限定一室的型材。3.如权利要求2所述的高压功率变换器机柜，其中相邻的两个柜体通过侧板连接。4.如权利要求2所述的高压功率变换器机柜，其中相邻的两个柜体之间存在100_至500臟的距离。5.如权利要求2所述的高压功率变换器机柜，其中 彼此连接的两个型材之一包括位于其连接端的连接-型材，通过该连接-型材将所述两个型材固定。6.如权利要求2所述的高压功率变换器机柜，其中型材为C-形型材或方形型材。7.如权利要求2所述的高压功率变换器机柜，还包括 多个紧固件； 其中 延每个型材开有多个孔； 连接-型材上开有多个孔；并且 紧固件通过连接区域的孔将所连接的型材固定。8.一种包括如权利要求I至7之一所述的高压功率变换器柜的高压功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丁丁，埃里克·苏特尔，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：