一体化结构紧凑型高压变频器制造技术

本申请提供了一种一体化结构紧凑型高压变频器。包括：底部基座、变频柜体、控制箱体及风机结构配件，该装置集高压进出柜、变压器柜、功率模块柜、控制柜以及散热冷却装置为一体，本申请解决了相关技术中高压变频器组装操作繁琐的技术问题，具有占地小、结构紧凑的优点，现场安装调试方便、后期维护方便、运行可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一体化结构紧凑型高压变频器
本申请涉及级联型高压变频器的结构设计领域，具体而言，涉及一种一体化结构紧凑型高压变频器。
技术介绍
变频器是利用电力半导体器件的开通关断作用，将工频电变换化成频率可调的电能逆变器。随着社会生产力的发展，作为一种新型的节能产品，高压变频器被广泛地用于火力发电厂、石油、化工、自来水、水泥厂、矿山及冶金等众多行业内高压电机调速、节能、软启动及智能化控制。高压变频器属于大型电力电子传动设备，其主要安装在室内，对安装环境的温度、湿度、粉尘含量等均有严格的要求。高压变频器的功率转换是有损耗的，其效率高达96％以上，其余4％主要以热量形式散发，因此高压变频器在运行的过程中对环境产生持续加热作用。如果不能将高压变频器产生的热量及时带走，就会形成热量积累效应，导致高压变频器所处的环境温度逐步升高，最终会导致高压变频器某些部件自身过热而保护跳系统主开关断路器，将严重危及设备及生产安装。目前，高压变频器是由旁路柜、变压器柜、功率单元模块柜及控制柜四部分组成，高压变频器通常采用道强迫风冷的方式进行散热、强迫风冷是一种最安全最直接的散热方式。其中，旁路柜主要是方便用户接进出高压铠状电缆，内部安装满足用户要求的高压隔离开关、高压真空接触器。当变频器退出运行时，通过旁路柜将电机投入工频电源运行，以保证生产连续运行。变压器柜内安装高隔离移相变压器，副边有多绕组输出，为功率单元模块提供独立的移相电源，能够大大改善网侧电流波形，降低设备对电网谐波干扰。功率单元模块柜内安装有模块化、可以互换的功率单元模块，便于生产及维护；其中功率单元的数量取决于输出电压的等级。通常，3KV级联系统的功率单元模块柜由9个功率单元组成，每3个功率单元串联成一相，三相Y接；6KV级联系统的功率单元模块柜由15个功率单元组成，每5个功率单元串联成一相，三相Y接；10KV级联系统的功率单元模块柜由24个功率单元组成，每8个功率单元串联成一相，三相Y接。控制柜内安装有二次控制器件及系统控制器，用于实现空间矢量控制和与功率单元之间光纤通讯，需要与高压器件完全隔离控制。另外，控制柜内安装对外控制及通讯接口，以满足不同现场运用要求。通常组成高压级联变频器的柜体都比较多，而且每一部分都相互对立，在厂调试后需要拆卸各个柜之间的连接线，在现场又重新接各个柜之间的连接线及重复做各个柜之间检验测试，因此占地面积大：例如小容量常规级联变频进线柜长700mm、变压器柜长1900mm、功率单元模块柜长1700mm、控制柜柜长500mm、柜子深度为1280mm、柜子高度为2650mm。针对相关技术中高压变频器组装操作繁琐的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种一体化结构紧凑型高压变频器，以至少解决相关技术中高压变频器组装操作繁琐的技术问题。根据本申请实施例的一个方面，提供了一种一体化结构紧凑型高压变频器，包括：包括底部基座、变频柜体、控制箱体以及散热冷却装置，其中，所述变频柜体与所述控制箱体在结构上相互独立，所述控制箱体采用嵌入安装的方式安装在所述变频柜体内，所述散热冷却装置安装在所述变频柜体的顶部和所述变频柜体的内部，所述变频柜体安装在所述底部基座上。可选地，所述变频柜体内安装高压进出线绝缘子，变压器固定在柜体底部基座上，柜内安装有二次进出线接线盒。可选地，所述变压器采用多层风道隔板与柜体四周进行密封、确保变压器线圈散热。其中，风道隔板的层数可根据变压器发热量不同而采用不同的设计方案，一层、两层及三层等。可选地，所述后柜体内部安装绝缘骨架，绝缘骨架分上、下两层，每层采用“L”形结构安装功率单元模块、即正面布置一相功率单元木块而后面布置两相功率单元模块。可选地，所述散热冷却装置包括变压器及功率单元通风风道、变压器与功率模块之间的密封隔板、及散热风机等，变压器被抽的热风不会通过功率单元模块，即功率单元体模块不会被循环加热、都有自己独立冷风风源。从以上技术方案可知，本技术将高压进出线室、变压器室、功率单元模块室、控制室以及散热冷却装置组合为一体的高压变频器，其中高压进出线绝缘子、变压器以及二次进出线盒安装在柜体下半部，而功率单元模块及控制系统安装在柜体上半部，散热冷却装置集成了风机固定件、散热风机、集热风道、变压器及功率单元模块隔板分别安装在柜体顶部及柜体中间，冷风从柜体前后两侧进入、分别经过变压器高低压线圈表面及功率单元模块的散热器后到集热风道内，然后进过柜顶风机排到柜体外部，该冷却装置能够确保变频器系统安全可靠运行。与现有技术相比，本技术具有如下优点及有益效果：1、变压器、控制系统与功率单元模块安装在一起，集高压进出柜、变压器室、功率单元模块室、控制柜以及散热冷却装置为一体，在厂内将所有的内部高压一次电缆及二次控制电缆安装就序，不需要在现场重新接线、检查，在现场仅需接上进出的一次电缆、二次电缆即可使用。该系统结构紧凑、占地面积小、成本低、运输方便、现场调接线简单、调试方便、维护简单。2、采用功率单元模块与变压器共用独特散热冷却装置，变压器及功率单元模块共用散热风机充分提高了风机的利用率、但变压器和功率模块散热又相互独立，同时能够大大提高变频器的可靠性。3、变频器生产安装、搬运十分方便：将变频柜体从基座上拆除、变压器安装就位后再将柜体从上往下套在固定好变压器的基座上；控制箱内的控制系统可以在操作平台上安装好后再固定在柜体上。为了方便系统内部接线，变压器的外形结构十分独特——高压输入端子、二次出线端子、高压分接头以及第三线圈所提供的二次电源接头均均分布在靠近柜门侧，变压器采用多层风道隔板与柜体四周进行密封，确保冷风在柜顶风机抽风的情况下从变压器高低压线圈表面流过，风道隔板的内直径根据系统容量发热量而定。成套后的变频一体柜能够满足叉车底部托运、吊绳柜体底部下起吊、吊绳柜体顶部起吊。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本技术实施案例中的整体结构示意图；图2为本技术实施案例中的正面内结构示意图；图3为本技术实施案例中的背面内结构示意图；图4为本技术实施案例中系统散热原理示意图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。如图1所示，本技术一体化结构紧凑型高压变频器，包括底部基座1(可简称基座)、变频柜体2(可简称柜体)、控制箱体3以及风机固定件4，变频柜体2包括下半部的第一部分柜体2A(这部分柜体形成的内室即第一室)和上半部的第二部分柜体2B(这部分柜体形成的内室即第二室)，这两个部分可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化结构紧凑型高压变频器，其特征在于，包括底部基座、变频柜体、控制箱体以及散热冷却装置，所述变频柜体具有采用螺丝固定连接的第一部分柜体和第二部分柜体，其中，所述变频柜体与所述控制箱体在结构上相互独立，所述控制箱体采用嵌入安装的方式安装在所述第二部分柜体内，所述散热冷却装置安装在所述变频柜体的顶部和所述第二部分柜体内部，所第一部分柜体安装在所述底部基座上。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体化结构紧凑型高压变频器，其特征在于，包括底部基座、变频柜体、控制箱体以及散热冷却装置，所述变频柜体具有采用螺丝固定连接的第一部分柜体和第二部分柜体，其中，所述变频柜体与所述控制箱体在结构上相互独立，所述控制箱体采用嵌入安装的方式安装在所述第二部分柜体内，所述散热冷却装置安装在所述变频柜体的顶部和所述第二部分柜体内部，所第一部分柜体安装在所述底部基座上。


2.根据权利要求1所述的高压变频器，其特征在于，所述第一部分柜体内安装有高压进出线绝缘子，所述底部基座用于安装并固定变压器，在所述第一部分柜体安装在所述底部基座上的情况下所述变压器位于所述第一部分柜体内，所述第二部分柜体内安装有功率单元模块和控制系统。


3.根据权利要求2所述的高压变频器，其特征在于，所述变压器与所述第一部分柜体之间的间隙设置有多层风道隔板，所述多层风道隔板用于阻止从所述第一部分柜体外流入的气体从所述间隙流动至所述第二部分柜体，所述变压器所在的第一室与所述功率单元模块和所述控制系统所在的第二室在结构上相互隔离且独立。


4.根据权利要求3所述的高压变频器，其特征在于，所述第二部分柜体内安装有绝缘骨架，所述绝缘骨架分为上、下两层，每层成L形布置，每层可最多安装12个所述功率单元模块。


5.根据权利要求4所述的高压变频器，其特征在于，所述散热冷却装置包...

【专利技术属性】
技术研发人员：石本星，郭永松，曹强，陈健枫，许贤昶，
申请(专利权)人：广州智光电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44