模块式平稳启动器的制作方法

专利名称：模块式平稳启动器的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及电机，特别地，涉及电机的平稳启动器。总的来说，电机 驱动系统应用在中压电机驱动器和转换电功率以驱动电机或别的负载的其他装 置中。典型地，这些系统容纳于柜中，以保护系统元件免受灰尘或其他污染， 以及防止运行人员接触至账体内的高电压和大电流。在这样的考虑之下，中压 电机驱动器典型地包括变压器，接触器，开关和其他大功率电子装置，这些大 功率电子装置可包括带有数十或数百安培电流的外露端子，并且其对地电势为 数百甚至数千伏。故而，封闭柜的作用是防止运行人员或其他人员无意中接触
到电机驱动器的运转元件和正常系统运行中的其他功率转换系统。
平稳启动器有时被称为固态电机启动器，且其采用诸如可控硅整流器
(SCRs)、晶闸管或其他固态功率开关的开关装置，有选择地从电源向单独电机 导线供电，从而可操作地控制电机的启动和停止。平稳启动器可用于在启动和 停止期间 感应电机，而正常运行期间，电机被另外的电源、例如由一个变 速驱动器(VSD)驱动，平稳启动器则被设为旁路。 一般而言，如果电机被连 接至线路功率，从静止不动而被激励，将会产生大启动电流，平稳启动器则用 于减小该启动电流。随着电机,渐增，电机端电压被自动控制直至电机接近 全速，此时软启动可被旁路。
包括平稳启动器在内的各种电机驱动元件平稳启动器通常被置于一个工业 柜型的机架中。需要节约平稳启动器和其它驱动元件所占空间，以便在一特定 柜内留出空间或潜在地减小所需的柜体尺寸。此外，在很多可能存在的电机驱 动器装置中，不同的电机尺寸需采用不同额定电压的平稳启动器。因此，需要
对电机平稳启动器进行改进，多种不同的电机平稳启动器可被结构化，以对于 一个既定应用场合具有合适的额定电压和额定功率，并且该电压启动器可被置 于不同尺寸和配置的柜中，而不会占用过多的柜内空间。

发明内容
现在，简要说明本发明的各个方面，以便对于本发明有一基本理解，本概 要说明不是本发明整体观点的外延，其既不是要试图确定本发明的某一要素， 也不是想要描述本发明的范围。本概要说明的基本目的则在于，于更为详细的 在后描^t前，以一种简化形式来l^本发明的一些内容。
本发明涉及电机平稳启动器模块，该模块使电压源经由一接线端子连接电 机导线，以此来有选择地连接电源，从而可操作地向电机供电。该模块可为任
意M的动力等级，例如2400伏，其中为电机的每一相设置一个模块，如一个
三相感应电机设有三个模块。为满足较高的电机电压之需求，可为电机的每一 相串联连接多个模块，由此，允许使用单个模块设计或相对小量的模块设计来
构造大量不同的电机平稳启动器结构。另外，该模i央具有高鹏性的安装特性， 允许在一给定的柜内对每一个模块以多种不同方式定位，从而简化任何一种所 期望的电机驱动/平稳启动器系统的结构，同日t满足柜内空间最小化的需求。
单个模i央包括第一开关體，诸如SCR或其他开关型半导体装置，其具 有一个连接至模块负载端的第一端子(如正极)和一个连接至线路端的第二端 子(如负极)；以及第二开关装置，其具有一个电连接至线路端的第一端子和电 连接至负载端的第二端子。这些开关被一个驱动器装置操作，如一个或两个向 这些开关衝共通断控制信号的驱动器板。每个模块均包括一个机架，该机架是 由两个机架结构组成的，这两个机架彼此安装在一起，形成一个内部空腔，开 关置于该空腔之内，并允许从外部连接至负载端或线路端，其中这两个机架结 构或两个机架结构中的一个提供驱动器支撑结构以用于将驱动器装置安装在该 机架中。这些开关可置于具有中间散热片的钳位块中，该钳位i央装置被置于机 架的空腔中。
该机架还包括两个或更多的位于一个或两个机架结构上的模块安装结构， 其允许组装后的壳体通过模块的顶部、底部或是一个大体平行于一平坦构造的 边安装在该平坦构造上，该平坦构造为例如一个柜体墙、地板、天花板等。在
一个实施方式中，该模块安装结构包括位于一个或两个机架上的带 L和/或槽的 多组突缘，其允许采用螺钉或其他紧固件贯穿这些 L或槽来安装机架。如此， 模土央可被定位成大量不同的排列，以便于对模块之间进行互连，同时使在一给 定的柜体设计之内的空间禾,最优化。
该机架结构还可包括用于诸如缓冲电阻器和电容器以及电压分配电阻器之 类的其他组件的安装零件，其中，该安装零件包括锥形结构，以适应管状功率 电阻器等中的尺寸公差变动。可以在该锥形电阻器支撑件上开槽，以使得这些 支撑件弯曲以适应缓冲或分配电阻器的尺寸变动。另外，该机架结构可设置驱 动器支撑结构，使得以两种或更多定位形式将驱动器板安装于机架外部，由此 可在一给定的模块式平稳启动器结构中提高到模块的配线电缆中的柔(顿性。
这两个机架结构 地由绝缘模制材料制成，并在封闭平面内沿着绕该机 架的两个或多个边延伸的封闭线而连接。此外，所^J寸闭可包括沿着这两个机 架结构的封闭线使肋和槽相配合，以使得在一给定的柜体结构内提供模块和周 边组件之间的电压隔离。在一个实施例中，该机架结构包括带孔的封闭结构， 以便于使用贯穿这些孔的紧固件将机架结构安装在一起。在某些实施方式中，
这些机架封闭结构上的 LiS用于使用自带螺丝攻的螺钉，也可包括六角凹槽来
接受六角形螺母，用于通过贯穿孔的螺钉与六角螺母啮合，从而装酉她机架结 构。


以下描述和附图详细叙述了本发明的某些说明性实施方式，并简要说明了 贯彻本发明原理的若干示例方式。但是，这些说明性实施例并未穷举本发明的 多个可能执行的实施例。当结合附图考虑时，后述本发明的详细描述说明了本
发明的其他目的、优点和新颖性特征，其中
图1A是表示根据本发明公开的一个或多个方面的示例性平稳启动器模土央 的透视图，其中显示第一和第二支机架结构分开；
图1B是表示图1A中模块的第一或顶部机架结构的仰视图，其中示出了其 凹槽和肋的封闭密封零件；
图1C是表示图1A中模±央的第二^部机架结构的俯视图，其中示出了配 合槽和肋的密封部分；
图2A是表示组装后的平稳启动器模块的正视图，其中两个3te的门驱动
器电路板水平设置于模±央前侧的外面，每个第一或第二机架结构上有一个驱动
器板；
图2B是组装后的平稳启动器模块的侧视图； 图2C是组装后的平稳启动器模块的仰视图； 图2D是组装后的平稳启动器模块的后视图3A是组装后的平稳启动親莫块的另一实施例的前视图，其中两个^lz:
的门驱动器电路板穿过第一職二机架结构的前板侧垂直设置；
图3B是图3A中组装后的平稳启动器模块的立体图，示出了机架腔体内的
平稳启动器组件；
图4是示出了第一机架结构的内部的立体图5是第一机架结构的立体图，一 SCR/散热块结构从该机架结构上被拆下； 图6A是表示第一机架结构上面部分的立体图，示出了在机架内的锥形电 阻器支撑件；
图6B是表示第一机架结构的另一实施例的上面部分的立体图，示出了支 撑在机架内的带槽的锥形电阻器支撑件；
图7是表示第一机架结构上面部分的立体图，示出了两募驱动器板支撑结 构，采用支柱插入件将驱动器板安驗机架外侧；
图8是第一机架结构上面部分的后视立体图，示出了将一个支*封菌入{射薛 入驱动器支撑槽结构；
图9是说明示例性平稳启动器模块的电气组件的内部连接的示意图10是说明示例性平稳启动器模块的电气组件的内部连接的简化的示意
图11A是说明形成一三相平稳启动器的三个平稳启动:g^莫块的前视图IIB是示出平稳启动器模块阵歹啲前视图，其中对三相电机的每一相， 布置有串联的多个模块，以为阵列提供升高的额定电压；
图12A是示出示例性平稳启动器模块阵歹蹈构的立体图，其中模块后侧面 安装到平坦表面上，在那里门驱动器m第一和第二机架结构安装；
图12B是示出另一示例性平稳启动掛莫块阵列结构的立体图，其中模i鹏 部安装到平坦表面上，在那里门驱动器板单独安,机架结构上；
图12C是示出另一可能阵列结构的立体图，其中平稳启动器模块的后侧面
安装到平坦表面上，门驱动器板對虫安驗机架结构上；
图12D是示出示例性两级平稳启动器模块阵列结构的立体图，其中两排模 块背靠背、顶靠底地安装；和
图12E是示出另一示例性平稳启动激莫块阵列结构的立体图，其中三列平 稳启动器模块的背面安装到三个不同的平坦表面。
具体实施例方式
现在参考附图，以下将结合附图描述本发明的若干实施例或实施方式，其 中相同的参考数字始终表示相同的组件，并且其中各个零件不必按比例纟錄lj。 本发明平稳启动器通过提供可以不同的方式来安装和互联的平稳启动器模± 提供一接近于电机平稳启动器结构和组成的模i央。如此，通过选择平稳启动器 模块的合适数量，可实施一给定的具有一系列电压规范的电机启动器应用，通 过选择以不同方式配置的模块的多个不同的安装结构，可管理任一物理空间， 来节约空间和加强实用性。
一个示例性平稳启动器模块2在图1A中被显示为部分敞开，而在图2A-2D 中被显示为完全安装好，其中模±央2组成了一斜目平稳启动器，该模i央可与其 他同样的模块2相组合，形成一用于多相电机的平稳启动器，如以下结合图 11A-12E所做的进一步的描述及 ,。齡#^虫的模±央2包括所有必需的 电气、控制和热组件，以适^H相电机控制器的一个单独相，其中， 一个实施 例中所述的模块2可适应高达2400V的电机额定电压。在这样的情况中，可采 用三个这样的模±央2来为电压高达2400V的完整三相平稳启动器功率电路提供 一个平稳启动器。此外，模±央设计2允许有更高电压的平稳启动器结构，而在 这样情况下，对每一相以串联布置形式连接附加的模块2。在一个实施例中，三 相中的每一相串联有六个模块2，以为额定13.8KV电压的电机提供一电机控制 器。
最好如图1A所示，示例性模块2包括一机架10，机架10包括由绝缘材料 制成的第一或上部机架结构10a和第二或下部机架结构10b，其中机架结构10a， 10b,iM用热塑性塑料或其他绝缘材料模制而成。最好如图1A所示，机架 结构10a， 10b在关闭或结合时限定出一个内部腔体，各种平稳启动器电路组件
置于该腔体中，其中包括一个功率块，该功率块包括交叉配置在三个铝制或铜
制散热片HS1 、 HS2和HS3之间的两个冲压型SCR开关装置SCR1和SCR2， 其中散热片/SCR ±央这样连接，SCR1的正极通过散热片HS1连接至负it^ 12 (图5)， SCR1的负极通过HS2连接至线路端14。第二开关装置SCR2具有通 过第二散热片HS2连接至线路端14的正极，以及鹏HS3连接至负载端12的 负极，其中机架10 ilii通向负载端子12和线路端子14的相应遞各来分别提供 外部配线路径。此外，平稳启动器模块2包括内置的缓冲电阻器RS1、 RS2和 RS3， 一缓冲电容器CS，和两个分配电P且器RSH1和RSH2，其中缓冲电路组 件RS和分配电阻器RSH舰模制的零件被定位并保持于机架结构10a和10b 中，如下进一步说明和描述的。
模块2包括一个驱动器装置，在一个实施例中，该驱动器體例如为一对 ilil，配线(图1A中未示出)分别电连接至SCR1和SCR2的控制端的门驱 动器电路板GDI和GD2，其为SCRs提供开，制信号，以便使线路端子14 有选择地与负it^子12电连接从而运行电机(未示)。如下结合图2A和3A进 一步说明和描述的，模块2还以多种不同的定位方式提供门驱动器板GDI和 GD2的外部配置，包括垂直配置(图3A)和水平配置(图2A)。在所描述的这 些实施例中，机架结构10a和10b提供模制零件16，其适用于4顿键槽闭锁电 路板的支柱80，以便安装驱动器板GD1和GD2，在某些实施例中，模制驱动 器支撑结构16被削去底部或是端部开口设置以允许支柱80插入。
一旦被组装(如图2A-2D、 3A和3B)，采用紧固元件将两个模制结构10a 和10b机械连接，诸如用自带螺丝攻的螺钉94 (图1A)、螺母和插销，或其他 紧固装置。如图1A-1C所示，上部和下部机架结构10a和10b沿封闭线具有一 系列的肋60和槽62，在那里机架10a和10b被连接，它们相协作地彼此交错， 以提供模块2和周边元件之间的电压隔离。在一个实施例中，示例性槽62和肋 60沿t几架封闭线彼此交错，,了一累积的表面魁宗，并通过足够的空气间隔 ，受预期的具有高至并包括7.2KV标称额定电压的功率系统的过电压。从而 机架10提供一内部腔体以保护和隔离内部组件，包括SCR/散热i央，其中旨 机架部分10a、 10b将圆形零件90和可容纳机制圆形元件及钳位棒42c的槽91 一体化，以在SCR/散热片组件中劍共支撑和保持，并允许半导体钳位棒42c通 过，最好如图1A、 1B、 4禾n5所示。此外，机架10^f共至少一个腔体，以完
^M装相关联的半导体钳头42a、横杆42b以及与钳位棒42c (图5)上的螺纹 结合的钳位螺母42d，从而提供与周围元件的电压隔离。
如图1B和1C所示，机架结构10a和10b还,成一体的零件50、 52和 54，用以定位及保持分配和缓冲电阻器RSH、 RS和缓冲电容器CS，其中第一 和第二机架结构10a和10b的缓冲电容器CS固定结构52a和52b，分别包括双 道凹槽，以适应电容器CS的任一侧的端子直径变化。机架结构10a和10b的电 阻器支撑件50和54具有与管状电阻器的内径相配的尺寸，并且具有锥形结构 来提供一楔作用，该楔作用可防止电阻器的自由移动并适应电阻器元件RS和 RSH的尺寸变动，同时将电阻器RS、 RSH轴向限制于这两个机架单元10a和 10b各自的零件之间。如下面结合图6A和6B讨论的，由于结构50， 54中的柔 韧性，该锥形结构自身育鹏供尺寸公差变动的适应性，锥形结构50、 54还可被 开槽(图6B)，以进一步满足电阻器RS和RSH的尺寸公差变动。
另外，机架结构10 ^f^W莫块安装结构30、 32，用来以各种物理定位 来安装组合的模决2，从而在一给定的柜体设计中考虑最小化空间利用和可接近 性等时，有利于优化一组模块2的结构。最好如图1A和3B戶际，模块2外布 设有顶部20、底部22、第H则面(正面)24a、第二侧面24b、第三侧面(后面 或背面)24c和第四侧面24d。在戶诚实施例中，第一组模块安装结构32a被设 置在第一机架结构10a上，允许机架10安装于一平坦结构上，诸如柜体墙、地 板、天花板等(未示)，而顶部20大体上与该平坦结构平行。另外，第二机架 结构10b包括一组^[戈的模块安装结构32b，其允许将机架10安装于一平坦结 构上，而底面22大体上与该平坦结构平行。此外，M另一组置于两个机架结 构10a和10b上的模块安装结构30，该模±央10还可经由背面24c安装于一平坦 结构上。如以下参照图12A-12E进一步说明和描述的，这些可替换的模±央安装 结构30， 32有利于增强模块2对于多种不同安皿择的适应性。在这点上，模 块安装结构30和32还可用来将一个模块2安装于另一模块2上，例如，如下 面在图12D中所示的。
现在参考图4和5，图中示出了上部机架10a的内部和前表面，其中机架 结构10a的正面24a包括带有凹槽的第一驱动器支撑结构16a和上部的带槽的驱 动器支撑结构16b，以容纳键槽闭锁电路板支柱80，如下面在图7和8中进一 步示出的。此外，上部机架结构10a包括带突缘的模块安装结构30，其包括槽 状开口以允许螺纹紧固件伸入其中，以将模±央10安装在一平坦表面上。突缘32a 还被设置于上部机架结构10a的顶部，该突缘具有用于将机架10的顶部安装于 一平坦结构的孔。在上部机架结构10a的内部，设置有锥形电阻器支撑结构50a， 其从第一机架结构10a的顶部表面向内延伸，用来对准和保持缓冲电阻器 RS1-RS3，还设置有锥形分配电阻器支撑结构54a和缓冲电容器支撑结构52a。 如在图4和5中进一步说明的，上部结构10a包括一连串的向内延伸的肋60a 和至少一个槽62a，其中肋60a和槽62a沿着上部机架结构10a与下部机架结构 10b交界的封闭线延伸。本实施例中，肋60a和槽62a组成了第一密封结构，其 在三个侧面24b、 24c、 24d与机架壳体正面24a的一部分组成的封闭平面内延 伸。
进一步如图4和图5所示，上部机架结构10a包括带孔72a的机架封闭结 构70a，以允许使用贯穿孔72的紧固件来将第二机架结构10b安装于第一机架 结构10a上。在图1A所示的一个实施例中，使用自带螺丝攻的螺钉94皿接 两个机架结构10a和10b，其中孔72a适用于固定地接受自带螺丝攻的螺钉94。 在另一可能的实施方式中，第一机架结构10a的机架封闭结构70a (和/或第二 机架结构10b的机架封闭结构70b)具有接纳六角螺母(未示出)的六角形凹槽 74 (图2C)，以采用贯穿孔72的螺钉来啮合六角螺母，从而将第二机架结构10b 安装于第一机架结构10a上。
此外，最好如图5所示，利用机架结构10a内部的槽91和上部机架结构 10a的弓形零件90来将SCR/散热片组件40 ^A上部机架10a，槽91用于容纳 钳位棒42C，部件90为固定于外侧散热片HS1和HS3上的圆形钳位结构42E 提供一座表面。当将SCR/散热片组件40插入上部机架10a时，线路端子14延 伸穿过机架结构10a上部壁上的一个槽或其他开口，以允许外部配线的^A以 及线路端子14和其他平稳启动器电路元件之间的互联。类柳也，本实施例中的 负载端子12包括钳位于外侧散热片HS1和HS3上的导电金属结构，组装模土央 2时，舰一个位于下部机架结构10b底面上的开口为i缝属结构提f"卜部连 接。
现在参照6A和6B，进一步详细描述第一机架结构10a的上部，其包括上 述第一驱动器支撑结构16a和第二驱动器支撑结构16b。重要的是，图6A和6B 示出了分配电阻器支撑结构54a的两个不同实施例。特别地，图6A所示的分配 电阻器支撑结构54a为锥形模制中空结构，它向内延伸以允许管状分配电阻器 RSH的端部置于其中，其中结构54a的锥形形状可以保持和对准分配电阻器 RSm和RSH2，甚至是在电阻器RSH的尺寸公差存在变动时也是如此。Mil 将结构54a的锥形开，和中空锥,的厚度的组合与模制材料(如热塑性塑料 等)结^来，这些均会实现，至少可部分实现。
图6B示出了一个替代实施方式，其中锥形电阻器支撑结构54a包括至少 一个槽，所述槽至少部分地g锥形结构54a的轴向长度延伸。在另一可能的 实施例中，樹共两个这样的且彼此呈大约90度设置的槽。该槽状结构樹共了两 个或多个向内延伸的锥形部分，用来与管状电阻器RSH的内部啮合，其中带槽 结构有利于支撑件54a的弯曲，以适应分配电阻器RSH的尺寸变动。尽管图6A 和6B的实施例描述了用以安装分配电阻器RSH1和RSH2的具有锥形槽或无槽 的电阻器支撑结构54a，第一机架结构10a中的缓冲电阻器安装结构50a (和第 二机架结构10b中的电阻器安装结构5ba和54b)同样采用锥形形状，并可 地包括槽，其中所有这样的替换实施方式都被认为落入所附权利要求的保护范 围之内时。
参考图7和图8，第一机架结构10a的上部中示出了驱动器支撑结构16的 更多细节，其中，驱动器支撑结构l6类1班也位于第二机架结构l0b上。如图7 所示，第一组驱动器支撑结构16a可用于将门驱动器板GDl安装在机架结构10a 的一个上，在这样的情况下，电路板支柱80侧向插入到带槽结构16a中，以允 许接下来将电路板(未示)安^M支柱80上。在这种结构中， 一个门驱动器板 GD安装在上部和下部机架结构10a和10b的每一个上(参见图1A)。在另一可 能结构中，支柱80插入到第二组门驱动器支撑结构16b中，其中位于上部机架 10a上的两个结构16b将被用于支撑门驱动器板GDl的一端，而门驱动器板GD1 的另一端由设置在下部第二机架结构10b相应的第二驱动器支撑结构16b上的 支柱80来支撑。图8是上部机架结构10a的俯视立体图，其中上部壁未示出， 并且进一步描述了一示例性电路板支柱80在一个带槽的第一驱动器支撑结构 16a内部的配置。
现在参考图9和10，如图所示，^平稳启动器模块2的各个电气组件互 相连接，其中，开关装置SCR1和SCR2如lh爐接SCR1的阳tMl第一散热 片HS1连接至负i^瑞12， SCR1的阴tMl散热片HS2连接至线路端14。 SCR2
的阳极舰散热片HS2连接至线路端14， SCR2的阴,M31散热片HS3连接至 负载12。连接驱动器板GDI和GD2以分别控制装置SCR1和SCR2的开， 作，其中驱动器板GDI具有一个阴极输出和一个门输出，连接该输出以控制 SCR1的门端子。类柳也，驱动器板GD2具有连接至SCR2的控制门的一个门 端子和一个阴极端子。在图示的实施例中，三个串联的缓冲电阻器RS1、 RS2、 RS3与缓冲电容器CS串联连接在驱动器板GD1和GD2的驱动器板缓冲器端子 Sl和S2之间。电流分配电阻器RSH1和RSH2串联在驱动器板GDI和GD2 的端子Cl和C2之间，其中分配电阻器RSH中的每一个均具有一个分别连接 至相应的驱动器板GD1和GD2的过压端的分接头。
现在参考图11A和IIB，可采用三个图示的平稳启动器模块2来形成一个 三相平稳启动器阵列100，其中每相的线路功率连接至相应模块2的线路端14， 该相的电机导线连接至模块2的负载端12。图11A示出了具有三个这样的模块 2的低压模块式平稳启动器，其中每相模块2的额定电压为2400伏。因此，该 平稳启动器阵列100可为高至2400伏额定电压的电机提供一完整的三相平稳启 动器功率电路。图11B示出了另一可能的平稳启动器t募决100，其中在电机的 每相上彼此串联附加的彼此连接的模块以适应更高额定电压的电机。在该方式 中，每相的第一模块2使其自身的线路端子14连接至线路功率，且第一模块2 的负影瑞12连接至下一模i央2的线路端子14上，接下来的模块以这种方式相 串联，且最后的模±央2的负载端子12连接至电机导线。
图12A是一个这样的模块阵列的立体图，其中每相具有六个串联的模块2， 以为额定电压为13.8KV的电机掛共电*，制器。该实施例中，ffi31^ffi在第一 和第二机架结构10a和10b的背面上的第一组模块安装结构30，每个模±央2的 背面24C被安装到一个平坦表面上，诸如一个柜体墙，柜体地板，柜体天花板 等。此外，在该实施方式中，门驱动器板GDI和GD2安装在模决10的正面24a 上，其中，M置于第二驱动器支撑结构槽16b中的电路板支柱80，每个驱动 器板GD都安装在上部和下部机架结构10a和10b上。
图12B示出了另一可能的模i央配置100，其中三相电机的每相具有六个模 块2，并且M置于带槽的第一驱动器支撑结构16a中的电路板支柱80，将驱 动器板GDI和GD2分别安 机架结构10a和10b中相应的一个上。在这样 的构造中，M:使用下部机架结构10b的第二模i央安装结构32b，使得^^虫的模
块2的底部安M平坦表面上。
图12C示出了形成阵列结构100的平稳启动器模块2的另一可能构造。在 这个实施例中，门驱动器板GDI和GD2也是分别安装在机架结构10a和10b 中的一个上，并通过使用第一组模块安装结构30 (带槽凸缘)和适当的安装螺 钉，来将模±央安装成堆叠，且每个模块2的背面24C安装在平坦表面上(如一 个平面墙)。此外，在该构造中，可S31使用螺钉^他延伸穿过位于上部机架 结构10a带凸缘的第二安装结构32a的 L和下部机架结构飾的第二模块安装 结构32b的孑Lt间的紧固件，来使得每列中的模块2彼此紧固。
图12D示出了又一平稳启动器100，其中电机三相中的每相也配置六个模 块2。这种情况下，每相包括两个垂直堆叠，每个垂直堆叠又由三个模块2构成， 其中M使用下部机架结构10b的模块安装结构32b，从而使下部的两个模i央2 安装在一个平面的下部平坦表面上。此外，通过采用贯穿每个上部和下部机架 结构10a和10b的带槽凸缘模块安装结构30的紧固件，使得这两个由三个模块 2构成的堆叠可背靠背地安装。
图12E示出了构造100的又一实施例，其中三个由六个模块2构成的堆叠 被提供给相应的三相驱动系统。本实施例中，M使用在每个模块2的背面24C 上的带槽安装结构30，使得每相可被安装于一个不同的垂直表面上。
战实施方式仅仅是本发明各个方面的若干可能实施例的示例，其中在阅 读和理解本说明书和附图的基础上，本领域其它技术人员将对本发明进行等效 替换和/或修改。特别考虑到上述元j瞎配、装置、系统、电S縛执行的各种功 能，除非另外指出，试图使包括涉及至U用于描述这些元件的一个架置"的术语 去描述任何元件，例如硬件、软件、或其组合，从而表现出所述元件的特定功 能，即功能等效，甚至结构上不等效于本发明中所述实施例中体现此功能的公 开结构。此外，尽管已经公开关于若干实施例中仅仅一个的本发明的特定特征， 这样的特征可与其他实施方式中的更多其他特征相组合，以期待和有利于任一 给定或特定申请。另外，详细的说明书和/淑又禾腰求中采用了术衝'包括'、"包 含"、"具W"、"含有'、"有'、或是其变形，在这样的范围内，可试图以类似的 方OT术语"包括"来包 S^些术语。
权利要求
1.一种用于有选择地将供电线路端和电机负载端电气连接的平稳启动器模块，该模块包括第一开关装置，其具有电连接至一负载端的第一端子和电连接至一线路端的第二端子；第二开关装置，其具有电连接至一线路端的第一端子和电连接至一负载端的第二端子；驱动器装置，其向第一和第二开关装置提供开关控制信号，以有选择地电连接线路端和负载端；和具有顶面、底面和至少一个侧面的机架，该机架包括第一机架结构，安装于第一机架结构上的第二机架结构，第一和第二机架结构限定出一个腔体，第一和第二开关装置置于该空腔之内，并允许从外部至负载端和线路端的连接，第一和第二机架结构中的至少一个包括驱动器支撑结构，用于将驱动器装置安装在机架上，第一组模块安装结构，位于第一和第二机架结构中的至少一个上，并允许机架安装于一平坦结构上，其中顶面、底面和至少一个侧面中的第一面大体平行于该平坦结构；和第二组模块安装结构，位于第一和第二机架结构中的至少一个上，并允许机架安装于一平坦结构上，其中顶面、底面和至少一个侧面中的第二面大体平行于该平坦结构。
2. 如权利要求1所述的平稳启动器模块，其特征在于，驱动器装置包括 为第一开关装置提供开关控制信号的第一驱动器板，和为第二开关装置提供开 关控制信号的第二驱动器板；其中第一和第二机架结构分别包括用于安装驱 动器板之一的第一驱动器支撑结构，和用于将驱动器板安装在第一和第二机架 结构上的第二驱动器支撑结构。
3. 如权利要求2戶舰的平稳启动器模块，其特征在于，第一和第二机架结 构分别包括位于机架第一面上的驱动器支撑结构，用于将驱动器装置安装在机 架的第一面上，以及，第一和第二机架结构分别包括位于机架不同的第二面上 的第一模块安装结构，以允许将机架安装到一平坦结构上，该第二面大体平行 于该平坦结构。
4. 如权利要求1所述的平稳启动器模i央，其特征在于，第一和第二机架结 构分别包括位于机架第一面上的驱动器支撑结构，用于将驱动器装置安装在机 架的第一面上，以及，第一和第二机架结构分别包括位于机架不同的第二面上 的第一模块安装结构，以允许将机架安装到一平坦结构上，该第二面大体平行 于该平坦结构。
5. 如权利要求1所述的平稳启动器模块，其特征在于，模块安装结构包 括位于第一和第二机架结构的至少一个上的凸缘，以及，凸缘分别包括至少一 个孔^t曹，以允许M贯穿孔^f的紧固件将机架安装于平坦结构上。
6. 如权利要求1所述的平稳启动器模块，其特征在于，第一和第二机架 结构的每一个包括位于机架一面上的第一模块安装结构，以及，第一和第二机 架结构中的至少一1^括位于机架顶面或底面上的第二模块安装结构。
7. 如权利要求6所述的平稳启动器模块，其特征在于，模块安装结构包括凸缘，凸缘包括至少一个孔或槽，以允许通过贯穿孔或槽的紧固件将机架安 装于平坦结构上。
8. 如权利要求6卩腿的平稳启动器模块，其特征在于，第一机架结构包 括一组位于机架顶面上的第二模块安装结构，以允许机架安装到一平坦结构上， 且顶面大体平行于该平坦结构，以及，第二机架结构包括一组位于机架底面上 的第二模块安装结构，以允许机架安装到一平坦结构上，且底面大体平行于该 平坦结构，
9. 如权禾腰求8所述的平稳启动器模块，其特征在于，模块安装结构包 括凸缘，凸缘包括至少一个孔^t曹，以允许通过贯穿孔或槽的紧固糊每机架安 装于平坦结构上。
10. 如权利要求1所述的平稳启动器模块，其特征在于，还包括 第一散热片，其连接至第一开关装置的第一端和负载端； 第二散热片，其连接至第一开关装置的第二端、第二开关装置的第一端、以及线路端；第三散热片，其连接至第二开关装置的第二端和负载端；和 夹具，用以将第一散热片，第一开关装置，第二散热片，第二开关装置和 第三散热片钳位成安装在机架腔内的堆叠配置中。
11. 如权利要求1戶脱的平稳启动器模块，其特征在于，还包括至少一个 缓冲电阻器和至少一个缓冲电容器，它们可操作地与驱动器装置连接且置于机 架腔内。
12. 如权利要求11所述的平稳启动^莫块，其特征在于，至少一个缓冲电 阻器为在第一和第二机架结构之间的腔内轴向延伸的管状结构，且其中第一和 第二机架结构分别包括至少一个延伸至腔内的电阻器支撑件，以啮合于缓冲电 阻器一端的内部。
13. 如权利要求12所述的平稳启动器模块，其特征在于，第一和第二机架 结构的电阻器支撑件为锥形。
14. 如权利要求13所述的平稳启动器模块，其特征在于，第一和第二机 架结构的锥形电阻器支撑件具有槽，以允许支撑件弯曲5l6g应缓冲电阻器的尺 寸变动。
15. 如权利要求11所述的平稳启动器模块，其特征在于，所述至少一个 缓冲电容器为在第一和第二机架结构之间的腔内轴向延伸的圆柱结构，且其中 第一和第二机架结构分别包括至少一个延伸至腔内的电容器支撑件，以啮合于缓冲电容器的一端。
16. 如权利要求1所述的平稳启动器模块，其特征在于，还包括至少一个 分配电阻器，其连接于线路端和负载端之间靴于机架腔内。
17. 如权利要求16所述的平稳启动器模块，其特征在于，所述至少一个 分配电阻器为在第一和第二机架结构之间的腔内轴向延伸的管状结构，且其中 第一和第二机架结构分别包括至少一个延伸至腔内的电阻器支撑件，以啮合于分配电阻器一端的内部。
18. 如权禾腰求17戶脱的平稳启动器模块，其特征在于，第一和第二机架结构的电阻器支撑件为锥形。
19. 如权利要求18所述的平稳启动器模块，其特征在于，第一和第二机架 结构的锥形电阻器支撑件具有槽，以允许支撑件弯曲，应分配电阻器的尺寸 变动。
20. 如权利要求1所述的平稳启动^t莫块，其特征在于，第一和第二机架 结构在封闭平面内沿着该机架的若干边延伸的封闭线而结合，其中第一机架结 构包括第一密封结构，该密封结构具有至少两个肋和至少一个位于肋之间的槽， 这些肋和槽沿封闭线延伸，以及，第二机架结构包括第二密封结构，该密封结 构具有至少两个肋和至少一个位于肋之间的槽，这些肋和槽沿封闭线延伸，其 中当第一和第二机架结构沿封闭线结合时，第一密封结构的肋中的一个位于第 二密封结构的槽内，当第一和第二机架结构沿封闭线结合时，第二密封结构的 肋中的一个位于第一密封结构的槽内。
21. 如权利要求1所述的平稳启动器模块，其特征在于，第一和第二机架结构分别包括若千具有孔的机架封闭结构，从而用贯穿孔的紧固件将第二机架 结构安装到第一机架结构上。
22. 如权利要求21戶腿的平稳启动掛莫块，其特征在于，第一和第二机架 结构中的至少一个的机架封闭结构上的孑LJg用于固定接受自带螺丝攻的螺钉，从而将第二机架结构安装到第一机架结构上。
23. 如权禾腰求21戶腿的平稳启动器模块，其特征在于，第一和第二机架 结构中的至少一个的机架封闭结构包括六角凹槽，以接受六角形螺母，iiil将 螺钉伸入这些孔中与六角螺母啮合，从而将第二机架结构安装到第一机架结构 上。
全文摘要
本发明公开了一种模块式平稳启动器，该模块式平稳启动器包括多个具有成堆叠的SCR和散热片的平稳启动器模块，以适应三相电机的每一单独相，其中这些模块可串联，用来启动一较高电压的电机的每一相，以及这些模块可被以多种不同的定位方式安装在一柜体内，从而有利于柜体空间的优化利用。
文档编号H01L23/34GK101350585SQ20081008562
公开日2009年1月21日 申请日期2008年1月8日 优先权日2007年1月8日
发明者D·D·米勒, D·S·S·麦克莱南 申请人:洛克威尔自动控制技术股份有限公司