变频器柜的制作方法

专利名称:变频器柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变频器柜，包括柜体框架(12)和两块竖直的柜体隔板(4)，柜体隔板用于将变频器柜在水平方向上依序分隔为进出线及控制柜(1)、滤波单元柜(2)和整流逆变单元柜(3)，进出线及控制柜包括位于进出线及控制柜前端的控制单元(36)和位于进出线及控制柜后端的进线端子(30)、出线端子(32)；滤波单元柜包括滤波电抗(22)、滤波电容(24)及附属元器件(23)；整流逆变单元柜包括中性点(NP)框架、安装于NP框架前端的逆变模块(20)、直流电容(17)及整流模块(16)，和安装于NP框架后端的吸收保护电路(42)及直流母线(40)。本实用新型提供的变频器柜布局合理紧凑，易于维护。
【专利说明】变频器柜

【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力产品【技术领域】，涉及一种变频器柜。

【背景技术】
[0002]随着中国经济和国家能源的快速发展，变频器、尤其是中压变频器被广泛应用于各个领域，而结构设计影响着变频器的稳定性和可靠性。
[0003]变频器通常包括进出线、控制、滤波和逆变等多个模块。例如，如图1所示的中点嵌位五电平变频器，其主要元器件包括整流单元、直流电容器、吸收保护电路、五电平逆变器、滤波器、输入输出端子和控制系统。如何将变频器的各个元器件合理地布局于变频器柜，以达到合理、紧凑、易于维护的目的，成为变频器机械结构设计的关键。
实用新型内容
[0004]本实用新型的发明目的在于提供一种紧凑型的变频器柜的结构设计。
[0005]本实用新型技术方案提供了一种变频器柜。所述变频器柜包括柜体框架和两块竖直的柜体隔板，所述柜体隔板用于将所述变频器柜在水平方向上依序分隔为进出线及控制柜、滤波单元柜和整流逆变单元柜，其中所述进出线及控制柜包括位于所述进出线及控制柜前端的控制单元和位于所述进出线及控制柜后端的进线端子、出线端子；所述滤波单元柜包括滤波电抗、滤波电容及附属元器件；所述整流逆变单元柜包括为变频器提供中性电位的中性点(NP)框架、安装于所述NP框架前端的整流逆变单元和安装于所述NP框架后端的直流母排吸收保护单元，所述整流逆变单元包括自上而下依序排布的逆变模块、直流电容和整流模块，所述直流母排吸收保护单元包括上部的吸收保护电路和中部的直流母线。
[0006]进一步地，所述变频器柜为五电平中压变频器柜，所述逆变模块为三个，所述整流模块为两个。
[0007]进一步地，所述滤波单元为正弦波滤波单元，所述滤波单元用于对所述逆变模块的输出进行滤波，从而向负载提供良好的电源波形；其中所述滤波电容、所述附属元器件及所述滤波电抗自上而下依序排布在所述滤波单元柜中。
[0008]进一步地，述滤波单元柜还包括设置在所述附属元器件后端的共模电抗。
[0009]进一步地，所述滤波单元为电磁兼容性(EMC)滤波单元，所述滤波单元用于对所述逆变模块的输出进行滤波，从而向负载提供良好的电源波形；其中所述滤波单元柜还包括设置在其上部的电阻电容柜，所述滤波电容位于所述电阻电容柜中，所述附属元器件设置在所述滤波单元柜中部的前端，所述滤波电抗设置在所述滤波单元柜中部的后端。
[0010]进一步地，所述滤波单元柜还包括设置在下部的共模电抗。
[0011 ] 进一步地，所述变频器柜还包括摇门，所述控制单元安装在所述摇门中，所述摇门后有一块金属隔板用于隔离所述进线端子、所述出线端子与所述控制单元。
[0012]进一步地，所述整流模块和/或所述逆变模块抽屉式安装于所述NP框架上。
[0013]进一步地，所述变频器柜还包括安装于所述进出线及控制柜和/或所述整流逆变单元柜上方的风机。
[0014]进一步地，所述风机的风机壳为渐开线设计。
[0015]进一步地，所述变频器柜进一步包括安装在其外侧的EMC密封条。
[0016]进一步地，所述变频器柜进一步包括机械电磁锁。
[0017]进一步地，所述变频器柜进一步包括底座。
[0018]由此，本实用新型提供的变频器柜，布局合理、紧凑，易于维护，尤其适用于五电平变频器，可有效地解决变频器柜的结构设计问题，保证变频器的稳定性和可靠性。
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。

【附图说明】

[0020]为了更好地描述本实用新型的实施例，绘制了以下附图。应当理解的是，附图仅是以示例的方式示出了本实用新型的优选实施例，而不应将附图解释为对本实用新型的限制，其中:
[0021]图1为五电平变频器的拓扑结构图；
[0022]图2为本实用新型提供的一实施例的变频器柜的带门正视图；
[0023]图3为本实用新型提供的一实施例的变频器柜的带门左视图；
[0024]图4为本实用新型提供的一实施例的变频器柜的不带门正视图；
[0025]图5为本实用新型提供的一实施例的变频器柜的不带门后视图；
[0026]图6为本实用新型提供的一实施例的整流逆变单元柜的不带门左视图；
[0027]图7为本实用新型提供的另一实施例的变频器柜的不带门正视图；
[0028]图8为本实用新型提供的另一实施例的变频器柜的不带门后视图；
[0029]图9为本实用新型提供的一实施例的变频器摇门打开示意图；
[0030]图10为本实用新型提供的一实施例的变频器柜的风机不意图；
[0031]图11为本实用新型提供的一实施例的变频器柜的风机壳。
[0032]附图标记对照表:
[0033]1-进出线及控制柜；2-滤波单元柜；3-整流逆变单元柜；
[0034]4-柜体隔板；12-柜体框架；14-摇门；
[0035]16-整流模块；17-直流电容；18-NP框架；
[0036]20-逆变模块；22-滤波电抗；23-附属元器件；
[0037]24-滤波电容；25-共模电抗；26-风机壳；
[0038]30-进线端子；32-出线端子；34-金属隔板；
[0039]36-控制单元；40-直流母线；42-吸收保护电路；
[0040]44-电阻电容柜。

【具体实施方式】
[0041]下面结合附图和实施例，对本实用新型进行具体描述。应当理解的是:在下文的描述中，“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等术语仅用于表示参照附图所指示的方向；而“第一”、“第二”、“第三”等术语用于描述多个组成部分，但是这些组成部分之间不存在先后顺序，这些术语仅仅是为了将一个组成部分与另一组成部分区分。
[0042]本实用新型提供的变频器柜，布局合理、紧凑，易于维护，可有效地解决变频器柜的结构设计问题，保证变频器的稳定性和可靠性。
[0043]图2-6示出了本实用新型提供的一实施例的变频器柜结构。
[0044]变频器柜可以为普通变频器柜，尤其可以根据五电平中压变频器柜的电路设计实现相应的内部结构。
[0045]图2为变频器柜的带门正视图，如图2所示，变频器柜包括柜体框架12和两块竖直的柜体隔板4，柜体隔板4将变频器柜在从左至右依序分隔为进出线及控制柜1、滤波单元柜2和整流逆变单元柜3。较佳地，变频器为底座安装，进出线及控制柜I和整流逆变单元柜3分别装有风机对其进行独立的冷却。根据需要，风机可以仅设置在进出线及控制柜I上方，或仅设置在整流逆变单元柜3上方，也可以在一个柜体上方设置多个风机，从而起到良好的散热效果。
[0046]图3为变频器柜的带门左视图，如图3所示，进出线及控制柜I后端包括进线端子30和出线端子32。
[0047]图4变频器柜的不带门正视图，正面安装的元器件可以通过此图看出。整流逆变单元柜3包括为变频器提供中性电位的中性点NP框架18和安装于NP框架18前端的整流逆变单元，整流逆变单元包括自上而下依序排布的逆变模块20、直流电容17和整流模块16。逆变模块20例如为3个，整流模块16例如为2个。
[0048]滤波单元例如是正弦波滤波单元，对逆变模块20的输出进行滤波，从而向负载提供良好的电源波形。滤波电容24、附属元器件23及滤波电抗22自上而下依序排布在滤波单元柜2中。
[0049]另外，整流模块16和逆变模块20可以为模块化设计，并抽屉式安装于NP框架18上，因此维护和更换模块较为容易。
[0050]图5变频器柜的不带门后视图，背面安装的元器件可以通过此图看出。从图5可以看出，NP框架18后端安装有直流母排吸收保护单元，直流母排吸收保护单元包括上部的吸收保护电路42和中部直流母线40。滤波单元柜2可选地设置有共模电抗25，共模电抗25设置在附属元器件23后端，因此附属元器件23在图5中不可见。
[0051]从图6中也可清楚地看出，逆变模块20、直流电容17和整流模块16安装在柜体正面，吸收保护电路42和直流母线40安装在柜体背面。
[0052]图7-8示出了本实用新型提供的另一实施例的变频器柜结构。
[0053]图7变频器柜的不带门正视图，正面安装的元器件可以通过此图看出。为节约篇幅，与第一实施例相同的结构在此不再赘述。整流逆变单元柜3包括为变频器提供中性电位的中性点NP框架18和安装于NP框架18前端的整流逆变单元，整流逆变单元包括自上而下依序排布的逆变模块20、直流电容17和整流模块16。逆变模块20例如为3个，整流模块16例如为2个。
[0054]滤波单元为EMC滤波单元，滤波单元用于对逆变模块20的输出进行滤波，从而向负载提供良好的电源波形。电阻电容柜44设置在滤波单元柜2的上部，电阻电容柜44中设置了滤波电容24，附属元器件23设置在滤波单元柜2的中部前端。
[0055]另外，整流模块16和逆变模块20可以为模块化设计，并抽屉式安装于NP框架18上，因此维护和更换模块较为容易。
[0056]图8变频器柜的不带门后视图，背面安装的元器件可以通过此图看出。从图8可以看出，滤波电抗22设置在滤波单元柜2中部的后端。
[0057]如图7-8所示，滤波单元柜2可选地设置有共模电抗25，共模电抗25设置在滤波单元柜2的下部。
[0058]较佳地，变频器柜还包括摇门14，图9示出了摇门打开示意图，控制单元36安装在摇门14中，摇门14后有一块金属隔板34用于隔离进线端子30、出线端子32与控制单元36，从而起到隔离高压电源的作用。
[0059]如图10所示，变频器柜还可以包括两个分别安装于进出线及控制柜I和整流逆变单元柜3上方的风机，可以起到良好的散热效果。风机可以仅设置在进出线及控制柜I上方，或仅设置在整流逆变单元柜3上方，也可以在某一柜体上方设置多个风机。
[0060]如图11所示，风机壳26可以为渐开线设计，从而起到保证风道通畅及良好散热的作用。
[0061]变频器柜还可以包括安装在其外侧的EMC密封条，以便从两侧均能够阻止电磁辐射的影响，从而起到屏蔽电磁辐射的作用。
[0062]变频器柜还可以包括机械电磁锁，以保证变频器操作安全。
[0063]根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
[0064]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。
【权利要求】
1.一种变频器柜，其特征在于，所述变频器柜包括柜体框架(12)和两块竖直的柜体隔板(4)，所述柜体隔板(4)用于将所述变频器柜在水平方向上依序分隔为进出线及控制柜(I)、滤波单元柜(2)和整流逆变单元柜(3)，其中 所述进出线及控制柜(I)包括位于所述进出线及控制柜(I)前端的控制单元(36)和位于所述进出线及控制柜(I)后端的进线端子(30)、出线端子(32); 所述滤波单元柜(2)包括滤波电抗(22)、滤波电容(24)及附属元器件(23); 所述整流逆变单元柜(3)包括为变频器提供中性电位的中性点框架(18)、安装于所述中性点框架(18)前端的整流逆变单元和安装于所述中性点框架(18)后端的直流母排吸收保护单元，所述整流逆变单元包括自上而下依序排布的逆变模块(20)、直流电容(17)和整流模块(16)，所述直流母排吸收保护单元包括上部的吸收保护电路(42)和中部的直流母线(40)ο2.根据权利要求1所述的变频器柜，其特征在于，所述变频器柜为五电平中压变频器柜，所述逆变模块(20)为三个，所述整流模块(16)为两个。3.根据权利要求1或2所述的变频器柜，其特征在于，所述滤波单元为正弦波滤波单元，所述滤波单元用于对所述逆变模块(20)的输出进行滤波，从而向负载提供良好的电源波形；其中 所述滤波电容(24)、所述附属元器件(23)及所述滤波电抗(22)自上而下依序排布在所述滤波单元柜(2)中。4.根据权利要求3所述的变频器柜，其特征在于，所述滤波单元柜(2)还包括设置在所述附属元器件(23)后端的共模电抗(25)。5.根据权利要求1或2所述的变频器柜，其特征在于，所述滤波单元为电磁兼容性滤波单元，所述滤波单元用于对所述逆变模块(20)的输出进行滤波，从而向负载提供良好的电源波形；其中 所述滤波单元柜(2)还包括设置在其上部的电阻电容柜(44)，所述滤波电容(24)位于所述电阻电容柜(44)中，所述附属元器件(23)设置在所述滤波单元柜(2)中部的前端，所述滤波电抗(22)设置在所述滤波单元柜(2)中部的后端。6.根据权利要求5所述的变频器柜，其特征在于，所述滤波单元柜(2)还包括设置在下部的共模电抗(25)。7.根据权利要求1或2所述的变频器柜，其特征在于，所述变频器柜还包括摇门(14)，所述控制单元(36)安装在所述摇门(14)中，所述摇门(14)后有一块金属隔板(34)用于隔离所述进线端子(30)、所述出线端子(32)与所述控制单元(36)。8.根据权利要求1或2所述的变频器柜，其特征在于，所述整流模块(16)和/或所述逆变模块(20)抽屉式安装于所述中性点框架(18)上。9.根据权利要求1或2所述的变频器柜，其特征在于，所述变频器柜还包括安装于所述进出线及控制柜(I)和/或所述整流逆变单元柜(3)上方的风机。10.根据权利要求9所述的变频器柜，其特征在于，所述风机的风机壳(26)为渐开线设i+o11.根据权利要求1或2所述的变频器柜，其特征在于，所述变频器柜进一步包括安装在其外侧的电磁兼容性密封条。12.根据权利要求1或2所述的变频器柜，其特征在于，所述变频器柜进一步包括机械电磁锁。13.根据权利要求1或2所述的变频器柜，其特征在于，所述变频器柜进一步包括底座。
【文档编号】H02M5-00GK204271921SQ201420606348
【发明者】袁强, 陈卫勇, 王晓楠, 李凯 [申请人]Abb技术有限公司