一种船舶变频器柜体结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种船舶变频器柜体结构，船舶变频器柜体由控制柜（1）、整流柜（2）、逆变柜（3）、水冷柜（4）四个独立的分柜依次排列连接组成；控制柜（1）内用于安放DCU及控制器件；所述的整流柜（2）内用于安放充电组件（6），整流模块（7），斩波模块（8），进线母排（9）；逆变柜（3）内用于安放逆变模块（15），出线母排（19）。整流柜（2）与逆变柜（3）相邻的柜壁上部开有通孔，便于直流母排（12）贯穿整流柜和逆变柜,柜内安装有风冷系统和水冷系统进行散热。具有方便吊运通道有限的特殊行业吊运，且适应振动和恶劣的散热环境。
【专利说明】
一种船舶变频器柜体结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及电气原件技术领域，特别涉及一种船舶变频器柜体结构。【背景技术】
[0002]随着变流技术的发展，市场需求的增加，传统的变频器柜体设计难以满足需求。因传统的变频器柜体设计风格各异，不同功率变频器需重新开发，导致同一系列变频器开发周期长。因柜体多采用整体结构布局，不利于多人协同设计，难以满足快速设计出变频器的市场需求;且整体不可拆分的柜体结构对船舶有限的吊装空间也是一个挑战。
[0003]对于船舶等特殊行业，设备吊运条件差，吊运通道有限，对设备的外形尺寸要求苛亥IJ;变频器运行于船舶舱室环境，伴随有振动和恶劣的散热环境，变频器运行过程中产生的热量很难借助于柜体和空气的接触散发出去。
[0004]有鉴于此，需要针对上述技术问题，设计出风格统一，利于多人协同设计，适应特殊吊运环境，散热良好，满足船舶应用环境的变频器柜体。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种可通用于船舶等通道有限的特殊吊运行业，能适应振动和恶劣的散热环境，利于多人协同、快速设计变频器的柜体结构。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供
[0007]—种船舶变频器柜体结构，其特征在于，船舶变频器柜体由控制柜、整流柜、逆变柜、水冷柜四个独立的分柜依次排列连接组成；
[0008]所述的控制柜内用于安放D⑶及控制器件；
[0009]所述的整流柜内用于安放充电组件，整流模块，斩波模块，进线母排；
[0010]所述的逆变柜内用于安放逆变模块，出线母排；整流柜与逆变柜相邻柜壁的上部开有通孔，用于直流母排贯穿整流柜和逆变柜。
[0011]所述的水冷柜与逆变柜邻接。
[0012]进一步地，
[0013]包括用于对柜内散热的风冷散热系统和用于对模块散热的水冷散热系统；
[0014]所述的风冷散热系统包括:安装在所述的控制柜以及水冷柜柜体内底部的风机和柜体内顶部的气水交换器;在所述的控制柜与整流柜相邻的柜壁上，以及所述的逆变柜与水冷柜相邻的柜壁上，分别开设有与风机和气水交换器相对应的用于空气循环的通孔；
[0015]所述的水冷散热系统包括一根用于进水的主水管和一根用于出水的主水管，两根主水管的接口一端伸入水冷柜内，另一端穿过逆变柜伸入整流柜，两根主水管通过软管与整流模块、逆变模块、斩波模块连通。进一步地，所述的船舶变频器柜体顶部设置有顶部吊梁，在顶部吊梁上设计有若干椭圆形的吊装孔和若干辅助柜体顶部安装的圆孔;柜体底部设置有底部支撑梁，且所述的船舶变频器柜体底部与所述底部支撑梁之间设置有减震垫块。
[0016]进一步地，所述的各个分柜之间通过使用螺栓螺母或焊接螺母和螺栓或采用夹紧的机构实现连接。
[0017]进一步地，各分柜柜体连接处设置有密封垫片，实现柜体拼接后的密封连接。
[0018]进一步地，所述的主水管的接口通过两端带有卡齿的接头与外部水管连接。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:首先，本实用新型船舶变频器柜体结构由若干个独立的分柜组合而成，替代一个整体的柜体，在有限的空间吊运可以先逐个分柜吊运上船后再组装成一个整体，非常利于船舶等吊运通道有限的特殊行业;若干独立的分柜利于多人协同设计，各个人设计各个对应分柜内的功能模块，而不用考虑各个模块空间制衡的问题，利于多人协同设计整个变频器，从而缩短变频器的开发周期；其次，采用风冷散热系统和水冷散热系统相结合，克服船舶上恶劣的散热环境;再次，柜体底部设置有减震垫块能适应振动环境。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021 ]图1为本实用新型船舶变频器柜体结构示意图。
[0022]图2为柜体拼接处连接形式示意图。
[0023]图3为主水管接头连接处剖视图。
[0024]图4为本实用新型船舶变频器功率扩展后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了清楚地公开本实用新型技术方案，下面结合附图做进一步的说明。
[0026]传统的变频器柜体采用整体结构，柜体不可拆分，对船舶等有限的吊装空间是一个挑战。
[0027]因此，本实用新型提供一种柜体由控制柜、整流柜、逆变柜、水冷柜体等各个独立的分柜依次排列连接组成的船舶变频器柜体结构。控制柜内用于安放DCU及控制器件;所述的整流柜内用于安放充电组件，整流模块，斩波模块，进线母排;所述的逆变柜内用于安放逆变模块，出线母排;所述的水冷柜主要用于安放水冷散热相关部件。
[0028]整流柜与逆变柜相邻柜壁的上部开有通孔，使得直流母排(也称正负直流母排)可以贯穿整流柜和逆变柜。
[0029]在装船吊运时可以逐个分柜吊运上船后再组装成一个整体，克服了船舶吊运空间有限不利于吊运整柜的弊端。
[0030]船舶上散热环境恶劣，变频器运行过程中产生的热量很难借助于柜体和空气的接触散发出去。为此，本实用新型船舶变频器柜体结构，还包括一个与逆变柜连接的水冷柜、用于对柜内散热的风冷散热系统和用于对模块散热的水冷散热系统。
[0031 ]风冷散热系统包括安装在所述的控制柜以及水冷柜柜体内底部的风机和柜体内顶部的气水交换器。在所述的控制柜与整流柜相邻的柜壁上，以及所述的逆变柜与水冷柜相邻的柜壁上，分别开设有与风机和气水交换器相对应的用于空气循环的通孔。控制柜内的风机通过对应的通孔向整流柜内吹风，风流经模块等发热部件，又经过气水交换器冷却后再进入控制柜，反复循环。同理，水冷柜内的风机通过对应的通孔向逆变柜内吹风，风流经模块等发热部件，又经过气水交换器冷却后再进入水冷柜，反复循环，实现对柜内的风冷散热。
[0032]变频器的主要热量通过水冷系统用水散发出去。包括一根用于进水的主水管和一根用于出水的主水管，两根主水管的接口一端伸入水冷柜内，另一端穿过逆变柜伸入整流柜，两根主水管通过软管与整流模块、逆变模块、斩波模块内的通管连通。从外部通冷水入用于进水的主水管的接口，冷水经软管流入整流模块、逆变模块的通管交换热能后再经过软管流入用于出水的主水管排出去，带走热量，实现降温。逆变柜和水冷柜之间的主水管通过两端带有卡齿的接头连接。作为一种改进方案，各模块内还可以有内循环散热系统，用于与上述的水冷散热系统构成内外散热系统，实现变频器各个模块的热量通过水带走。
[0033]为了便于吊装，变频器柜体顶部设置有顶部吊梁，在顶部吊梁上设计有若干椭圆形的吊装孔和若干辅助柜体顶部安装的圆孔;为了应对船舶上的振动环境，柜体底部设置有底部支撑梁，且所述的变频器柜体底部与所述底部支撑梁之间设置有减震垫块。
[0034]各个分柜之间通过使用螺栓螺母或焊接螺母和螺栓或采用夹紧的机构实现连接。各分柜柜体连接处设置有密封垫片，实现柜体拼接后的密封连接。
[0035]具体实施例1:
[0036]如图1所示，变频器柜体可分为4个独立的柜体，从左到右依次是控制柜I，整流柜2，逆变柜3，水冷柜4，四个柜体之间通过螺栓来实现连接，柜体拼接处装有密封条，实现柜体拼接后的密封连接，如图2所示。柜体顶部放置有顶部吊梁11，在顶部吊梁11上设计有椭圆形的吊装孔和辅助柜体顶部安装的圆孔，椭圆形孔和圆孔数量根据需要自行确定。柜体底部放置有减震垫块17，底部支撑梁18。
[0037]控制柜(I)内部主要放置DCU及控制器件，并在柜体底部放置风机10，顶部放置气水交换器5;整流柜2内部放置有充电组件6，整流模块7，斩波模块8，进线母排9，正负直流母排12;逆变柜3内放置有逆变模块15，出线母排19;水冷柜体顶部放置有气水交换器5，底部放置有风机I O。
[0038]正负直流母排12放置在整流柜2和逆变柜3的顶部，便于模块的正负极通过母排连接到顶部正负直流母排12上。
[0039]逆变柜3和水冷柜4中的主水管13通过接头14实现连接，连接处的结构如图3所示。主水管13.1和主水管13.2通过接头14连接起来，接头14两端带有卡齿，确保水管固定后不出现滑移，此接头能实现接头距离<5mm(若接头内部增加钢夹片误差可增大到1mm)的误差安装，便于拼柜后，实现水管的快速连接。主水管接口也通过接头14与外部水管连接。
[0040]控制柜I和水冷柜4中的气水交换器5(空气换热器是以水为介质，用于冷却流动空气的换热器)和风机10为主要的内部散热循环器件。变频器柜内的散热循环过程如图1中箭头所示方向，控制柜I和水冷柜4中的风机分别向整流柜2和逆变柜3内吹风，风向上流动，热空气经过顶部的气水交换器5，在气水交换器5内部，热空气和冷水进行热交换，将柜内的热量通过水带走，模块的发热主要通过主水管的水带到变频器柜外。
[0041]如图4所示，当变频器功率增加时，通过本设计方案设计的柜体结构只需在整流柜2和逆变柜3内分别增加整流模块和逆变模块的数量，顶部正负直流母排长度增加即可完成新的变频器柜体结构设计，大大缩短了变频器的设计周期。
[0042]以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，尽管为说明本实用新型的目的公开了本实用新型的较佳实施例和附图，但是熟悉本领域技术的人员，在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，可作各种替换、变化和润饰。因此在本实用新型原理的基础上，做出的若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种船舶变频器柜体结构，其特征在于，船舶变频器柜体由控制柜(1)、整流柜(2)、 逆变柜(3)、水冷柜(4)四个独立的分柜依次排列连接组成；所述的控制柜(1)内用于安放DCU及控制器件；所述的整流柜(2)内用于安放充电组件(6)，整流模块(7)，斩波模块(8)，进线母排(9);所述的逆变柜(3)内用于安放逆变模块(15)，出线母排(19);整流柜(2)与逆变柜(3) 相邻柜壁的上部开有通孔，用于直流母排(12)贯穿整流柜(2)和逆变柜(3);所述的水冷柜(4 )与逆变柜(3 )邻接。2.根据权利要求1所述的船舶变频器柜体结构，其特征在于，还包括用于对柜内散热的 风冷散热系统和用于对模块散热的水冷散热系统；所述的风冷散热系统包括安装在所述的控制柜(1)以及水冷柜(4)柜体内底部的风机 (10)和柜体内顶部的气水交换器(5);在所述的控制柜(1)与整流柜(2)相邻的柜壁上以及 所述的逆变柜(3)与水冷柜(4)相邻的柜壁上的分别开设有与风机(10)和气水交换器(5)相 对应的用于空气循环的通孔；所述的水冷散热系统包括一根用于进水的主水管和一根用于出水的主水管(13)，两根 主水管的接口一端伸入水冷柜(4)内，另一端穿过逆变柜(3)伸入整流柜(2)，两根主水管通 过软管(16 )与整流模块(7 )、逆变模块(15 )、斩波模块(8 )连通。3.根据权利要求1所述的船舶变频器柜体结构，其特征在于，所述的变频器柜体顶部设 置有顶部吊梁(11)，在顶部吊梁(11)上设计有若干椭圆形的吊装孔和若干辅助柜体顶部安 装的圆孔;柜体底部设置有底部支撑梁(18)，且所述的变频器柜体底部与所述底部支撑梁 (18)之间设置有减震垫块(17)。4.根据权利要求1所述的船舶变频器柜体结构，其特征在于，所述的各个分柜之间通过 使用螺栓螺母或焊接螺母和螺栓或采用夹紧的机构实现连接。5.根据权利要求1所述的船舶变频器柜体结构，其特征在于，各分柜柜体连接处设置有 密封垫片(22)。6.根据权利要求2所述的船舶变频器柜体结构，其特征在于，所述的主水管的接口通过 两端带有卡齿的接头(14)与外部水管连接。
【文档编号】H05K7/20GK205622484SQ201620157977
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月2日
【发明人】黄华坤, 胡家喜, 王婷, 孙保涛, 罗成, 李滔, 李宇, 俞鹏程
【申请人】中车株洲电力机车研究所有限公司