专利名称：级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电压源型级联式高压大功率变频器，具体是指一种级联式高压大 功率变频器二次侧全铜排连接结构。
背景技术：
如图1所示的变频器整体布置示意图，电压源型级联式高压大功率变频器的功率 主回路，主要由图1中的功率单元与移相变压器通过二次侧电缆连接组合而成。如图2所示现有变频器的电缆连接整体布置结构图，功率单元与移相变压器分别 安装在逆变器柜和变压器柜之中，移相变压器二次侧与功率单元之间，根据输出电压不同， 使用45根 108根6KV或者IOKV的高压电缆进行连接；并且根据变频器的额定功率，所配 用的电缆选用不同规格的导线截面积。以上连接方法均已广泛运用于电压源型级联式高压 变频器领域。上述的连接方法存在以下几个问题(a)由于高压电缆数量多，每一个功率单元需要3根，而且要从变压器柜连接到逆 变器柜，很难布置，一般只能采取绑扎、堆放方法；(b)大容量的高压变频器电缆直径粗，弯曲半径大，需要占据高压变频器大量宝贵 的空间；(c)电缆的规格与变频器的规格不匹配，容易造成铜材浪费；(d)在一相内，两个相邻的功率单元之间的电压差是690V (交流有效值)见图1， 而当前的堆放方法，必须使用6KV或者IOKV的高压电缆进行连接，实际上存在着巨大的浪 费；(e)将变频器从制造场所转运到用户的变频器安装场所，需要反复拆装高压电缆， 除了造成人力物力的浪费之外，易使高压电缆在端子根部受伤，增加了不可靠的因素。综上分析，当前使用全高压电缆进行级联式高压变频器二次侧的连接方法，存在 着浪费现象，不符合当前的低碳经济的要求，也不可靠。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种降低制造成 本、符合低碳经济要求、性能可靠的级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构。本实用新型的目的通过下述技术方案实现级联式高压大功率变频器二次侧全铜 排连接结构，主要由逆变器柜、变压器柜、以及分别安装在逆变器柜和变压器柜内部的功率 单元和移相变压器构成，所述功率单元与移相变压器二次侧之间通过铜排相连。所述逆变器柜和变压器柜的内部均安装有绝缘支架，铜排固定在绝缘支架上，且 铜排优先采用绝缘夹具固定在绝缘支架上，但不局限于绝缘夹具，也可根据实际情况另行 选择，只要能满足将铜排固定在绝缘支架上即可。所述绝缘支架与逆变器柜或变压器柜的内壁相连，或与变压器夹件相连，即使得绝缘支架连接到变压器柜或逆变器柜的金属柜体上，从而保证绝缘支架与铁件到铜排满足 系统电压的绝缘距离和爬电距离。为了方便连接和维护，所述铜排主要由单元输入铜排、变压器输出铜排、以及用于 连接单元输入铜排和变压器输出铜排的连接铜排构成；所述单元输入铜排连接在功率单元 输入端，变压器输出铜排连接在移相变压器二次侧出线端，连接铜排位于单元输入铜排和 变压器输出铜排之间。上述连接铜排之间通过绝缘夹具组件进行分离并紧固。综上所述，本实用新型的有益效果是(a)本实用新型采用铜排连接，可以保证其电气性能，因铜排价格低于高压电缆的 价格，优化设计后降低了制造成本；(b)由于铜排是裸露的，其散热能力远远强于高压电缆，为优化截面积提供了很好 的基础；(c)高压变频器在拆运时，只需要将特殊位置的连接螺栓打开，即可方便地将变压 器柜与逆变器柜分离，有利于柜体的整体运输；(d)铜排的有序的排放，可以减小级联式高压变频器的体积。
图1为变频器整体布置示意图；图2为现有变频器的电缆连接整体布置结构图；图3为本实用新型的结构示意图；图4为本实用新型的三维结构示意图；图5为图4中B部位的局部放大示意图；图6为图4中C部位的局部放大示意图；图7为铜排的结构示意图；图8为单元布置图；图9为移相变压器二次侧出线端布置图；图10绝缘夹具与绝缘支架布置图。附图中标记及相应的零部件名称1一逆变器柜；2—变压器柜；3—功率单元；4一 移相变压器；5—铜排；6—绝缘支架；7—绝缘夹具；8—单元输入铜排；9一变压器输出铜 排；10—连接铜排；11 一绝缘夹具组件；12—电缆；13—三相交流电动机；14一工频输入电 源。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实 施方式不仅限于此。实施例如图1所示，电压源型级联式高压大功率变频器的功率主回路，主要由图1中的功 率单元3与移相变压器4通过二次侧电缆12连接组合而成，且功率单元3和移相变压器4 分别与三相交流电动机13和工频输入电源14相连。[0036]如图2所示，现有变频器的功率单元3与移相变压器4分别安装在逆变器柜1和变 压器柜2的内部，移相变压器4 二次侧与功率单元3之间，根据输出电压不同，使用45根 108根6KV或者IOKV的高压电缆12进行连接；并且根据变频器的额定功率，所配用的电缆 12选用不同规格的导线截面积。以上连接方法均已广泛运用于电压源型级联式高压变频器 领域。用于上述连接方法存在着浪费现象，不符合当前的低碳经济的要求，也不可靠，故 本实用新型提出了一种级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构，用于取代当前的 全高压电缆连接方法，其具体结构如下如图3所示，本实用新型主要由逆变器柜1、变压器柜2、以及分别安装在逆变器柜 1和变压器柜2内部的功率单元3和移相变压器4构成，所述功率单元3与移相变压器4 二 次侧之间通过铜排5相连；铜排5不仅可以保证其电气性能，且因铜排价格低于高压电缆的 价格，优化设计后降低了制造成本；由于铜排是裸露的，其散热能力远远强于高压电缆，为 优化截面积提供了很好的基础。上述结构中，根据相邻功率单元3的电压差」U=460V 690V (交流有效值)，所需 要的安全电气间隙、安全爬电距离，来布置功率单元3在逆变器柜1内的位置；根据相邻功 率单元3的电压差」U=460V 690V (交流有效值)，所需要的安全电气间隙、安全爬电距 离，来布置移相变压器4 二次侧出线端子位置；根据相邻功率单元3的电压差」U=460V 690V (交流有效值)，所需要的安全电气间隙、安全爬电距离，来布置铜排5在逆变器柜1和 变压器柜2内的位置；根据高压大功率变频器的实际额定功率，选取铜排5的截面积。如图4、5和6所示，所述逆变器柜1和变压器柜2的内部均安装有绝缘支架6，且 绝缘支架6连接到逆变器柜1或变压器柜2的金属柜体上，以保证绝缘支架与铁件到铜排 5满足系统电压的绝缘距离和爬电距离，铜排5固定在绝缘支架6上；所述铜排5通过绝缘 夹具7固定在绝缘支架6上，且位于逆变器柜1和变压器柜2之间的铜排5通过绝缘夹具 组件11进行分离并紧固。如图7所示，为了方便连接和维护，所述铜排5主要由单元输入铜排8、变压器输出 铜排9、以及用于连接单元输入铜排8和变压器输出铜排9的连接铜排10构成；所述单元 输入铜排8连接在功率单元3输入端，变压器输出铜排9连接在移相变压器4 二次侧出线 端，连接铜排10位于单元输入铜排8和变压器输出铜排9之间；连接铜排10之间通过绝缘 夹具组件11进行分离并紧固。如图8所示，本实用新型的功率单元3按照最小相邻电压布置，Al单元、A2单 元......A5单元，Bl单元、B2单元......B5单元和Cl单元、C2单元......C5单元。如图9所示，本实用新型的移相变压器4 二次侧出线端按照最小相邻电压布置，变 压器输出端 al、a2......a5，b U b2......b5 和 cl、c2......c5。如图10所示，绝缘夹具7与铜排5间按照所需要的安全电气间隙和安全爬电距离 设计；绝缘支架6与铜排5间按照所需要的安全电气间隙和安全爬电距离设计。如上所述，便可较好的实现本实用新型。
权利要求1.级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构，主要由逆变器柜(1)、变压器柜 (2)、以及分别安装在逆变器柜(1)和变压器柜(2)内部的功率单元(3)和移相变压器(4) 构成，其特征在于，所述功率单元(3)与移相变压器(4) 二次侧之间通过铜排(5)相连。
2.根据权利要求1所述的级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构，其特征在 于，所述逆变器柜(1)和变压器柜(2 )的内部均安装有绝缘支架(6 )，铜排(5 )固定在绝缘支 架(6)上。
3.根据权利要求2所述的级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构，其特征在 于，所述铜排(5 )通过绝缘夹具(7 )固定在绝缘支架(6 )上。
4.根据权利要求2所述的级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构，其特征在 于，所述绝缘支架(6 )与逆变器柜(1)或变压器柜(2 )的内壁相连。
5.根据权利要求1一 4中任一项所述的级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结 构，其特征在于，所述铜排(5)主要由单元输入铜排(8)、变压器输出铜排(9)、以及用于连 接单元输入铜排(8)和变压器输出铜排(9)的连接铜排(10)构成；所述单元输入铜排(8) 连接在功率单元(3)输入端，变压器输出铜排(9)连接在移相变压器(4) 二次侧出线端，连 接铜排(10 )位于单元输入铜排(8 )和变压器输出铜排(9 )之间。
6.根据权利要求5所述的级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构，其特征在 于，所述连接铜排(10)之间通过绝缘夹具组件(11)进行分离并紧固。
专利摘要本实用新型公开了一种级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构。该级联式高压大功率变频器二次侧全铜排连接结构主要由逆变器柜(1)、变压器柜(2)、以及分别安装在逆变器柜(1)和变压器柜(2)内部的功率单元(3)和移相变压器(4)构成，所述功率单元(3)与移相变压器(4)二次侧之间通过铜排(5)相连。本实用新型能降低制造成本、符合低碳经济要求、性能可靠。
文档编号H02M1/00GK201877994SQ201020567240
公开日2011年6月22日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者孙荣伟, 崔扬, 彭永, 李梁艳 申请人:东方日立(成都)电控设备有限公司