专利名称：一种小型化高压变频器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压变频器技术领域，特别涉及一种小型化的高压变频器。
背景技术：
变频器是利用电力半导体器件的开关通断作用将工频电源转换为频率可调的电能逆变器。随着我国经济的飞速发展，随着国家对能源的重视，变频器作为一种新型的能源， 特别是高压变频器，其应用范围越来越宽广，在电力、油田、风力、矿山等等众多领域的应用越来越受重视。在目前现有的变频器结构技术中，无论是哪种结构设计，一般而言可划分为四个部分旁路柜(可选部分)、变压器柜、单元柜(也称为功率柜)、控制柜。有些厂家将各柜体功能独立设计，串联而成，这种就会导致整体尺寸占地过大，物料成本高。也有的厂商为了过分地压缩变频器整机体积，将变压器柜和功率柜合二为一，将变压器位于整柜的下层， 功率柜位于整柜的上层，这种紧凑型的设计，其优点是，能减少整机的占地面积，缺点是散热性能不好，而位于整柜上面的功率柜中摆放的是多个功率单元，功率单元由众多的电子元器件组成，大多对温度比较敏感，如果散热措施不好，不能及时散热，整机的工作效率和稳定性将会大大的受影响。单元柜大多同控制柜连在一起，有些厂家将控制柜单独设计，与单元柜串联，这种设计的好处是屏蔽效果好、工作稳定，但由此导致的成本偏高，占地面积偏大。也有些厂家将控制柜单元柜设计成一整体，对柜体采用上下层的结构设计方式，控制部分位于上层，单元部分位于下层，这种结构设计虽然在一定程度上缩小了柜体的体积。但因为功率单元为强电高压部分，其产生的磁场对弱电控制部分有较大的干扰，对整机工作的稳定性带来一定的影响；进一步地，这种结构设计的散热性能也不好。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种小型化高压变频器，以解决上述散热不好、整体占地体积大的问题。为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案一种小型化高压变频器，包括相互连接的控制功率一体柜和变压器开关一体柜； 所述控制功率一体柜自下而上设有四个柱形空间，其中三个柱形空间安装有功率柜的功率单元，另外一个柱形空间内安装有控制柜；四个柱形空间分为前后两排，两排柱形空间之间设有一个自下而上的风室，风室顶部设有第一冷却风机；所述变压器开关一体柜内安装有开关器、变压器和电压互感器，底部设有接线口。本实用新型更进一步的改进在于所述控制柜通过钢板密封。本实用新型更进一步的改进在于控制功率一体柜的前后两侧均为双开门。本实用新型更进一步的改进在于风室的壁上开设有与所述功率单元相对应的通风口。本实用新型更进一步的改进在于所述开关器为隔离刀闸或真空接触器或隔离刀闸与真空接触器的组合。本实用新型更进一步的改进在于变压器开关一体柜连接控制功率一体柜的侧面为双开门，与连接控制功率一体柜的侧面相对侧面为单开门。本实用新型更进一步的改进在于所述变压器开关一体柜的顶部装有第二冷却风机。本实用新型更进一步的改进在于变压器开关一体柜的前侧和后侧柜门上设有若干进风口。本实用新型更进一步的改进在于所述开关器、变压器和电压互感去依次连接。本实用新型更进一步的改进在于所述三个柱形空间内安装有15个功率单元，每个柱形空间内安装5个功率单元，每个柱形空间内的5个功率单元串联成一相。相对于现有技术，本实用新型具有以下优点本实用新型一种小型化高压变频器为一种一体化的结构布局，将功率柜和控制柜集成于控制功率一体柜；将开关柜、变压器柜集成于变压器开关一体柜；控制功率一体柜集成了控制柜和功率柜；控制功率一体柜采用自上而下的柱式结构，前、后各2柱，共4个柱体，其中功率柜部分共为3柱(用于装A、B、C三相功率单元)， 这种设计的好处是A、B、C三相划分清楚，并且保证三相的散热均勻，从而使得功率柜的电气性能尽量保持一致，达到整体优化变频器的性能的效果；控制柜部分为1柱，控制柜部分采用金属钢板独立密封设计，这种设计的好处是可以较大程度减弱高压侧强磁场对其产生的干扰；控制功率一体柜前，后双开门；进一步地，控制功率一体柜的散热装置位于一体柜的顶部；变压器开关一体柜集成了开关器、变压器、电压互感器；开关器部分位于变压器开关一体柜的左侧，用于实现电机的工作方式，开关器一般可为隔离刀闸(手动型)或真空接触器(自动型)或两者组合式；变压器位于变压器开关一体柜的中间，采用移相变压器；移相变压器的主要作用是给每个功率单元提供独立的电源，同时因为采用了移相结构，这样可以大大降低设备对电网的滤波干扰，提高变频器机柜的整体性能；电压互感器把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用；同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离；变频器开关一体柜左侧单开门、右侧双开门；控制功率一体柜的密封风室壁上有开孔，并且与功率单元散热部位相对应，从而达到了很好的散热效果；变压器开关一体柜前侧的进风口与变压器的散热部位想对应，从而达到很好的散热效果。
图1是本实用新型一种小型化高压变频器(撤去柜门)的主视图；图2是本实用新型一种小型化高压变频器内部结构的俯视图；[0029]图3是本实用新型一种小型化高压变频器内部结构的立体视图；图4是图3所示一种小型化高压变频器的另一角度的立体视图；图5是本实用新型一种小型化高压变频器的俯视图；图6是本实用新型一种小型化高压变频器的外观图。
具体实施方式
为清楚说明本实用新型中的技术方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明，以下实施例是对本实用新型的解说，而本实用新型并不局限于本实施例。请参阅图1至图6所示，图1是本实用新型高压变频器(撤去柜门)的主视图；本实用新型高压变频器包括变压器开关一体柜A和控制功率一体柜B。变压器开关一体柜A 集成了开关器1、变压器2和电压互感器3。开关器1主要用于实现电机的工作方式，开关器1 一般可为隔离刀闸(手动型)或真空接触器(自动型)或两者组合式，在本实用新型实施例中，优选为真空接触器(自动型)。变压器开关一体柜A与外界连接的进出线口设置在变压器开关一体柜A的底部，当变频器工作出现故障时，真空接触器1自动导通，将变频自动切换为工频，从而使得电机继续运行。在本实施案例中，变压器2优选为移相变压器，移相变压器2通过线缆与真空接触器1连接，移相变压器2主要的作用是将外部接入的电压转化成变频器需要的工作电压，并供给功率单元。电压互感器3把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用；进一步地，电压互感器3还用于测量接入的三相电压是否有缺相以及接入的三相电压是否平衡等，测量的结果自动传给控制柜5，由控制柜5进行测量数据分析并给出下一步操作指令。变压器开关一体柜A整柜由金属框架构成。变压器开关一体柜A左侧为单开门，右侧为双开门；进一步地，变压器开关一体柜A的柜门下侧设有冷风进风口 11、12、13，且流进来的风流经变压器2的铁芯通往变压器开关一体柜A顶部的冷却风机9，这样设计的好处下进上出，符合空气流动原则，变压器2的铁芯在工作时产生的热量被及时送出，散热性能良好。控制功率一体柜B集成了功率柜4和控制柜5。控制功率一体柜B整柜由金属框架构成，与变压器开关一体柜A通过线组连接。控制功率一体柜B自下而上被切割成四个柱体，前、后各二个，其中功率柜4占有三个柱体，功率柜4占有的三个柱体中分别装有功率模块40、6、7;功率模块40、6、7中各装有5个功率单元，共三相(A相、B相、C相)。移相变压器2将转换后的可用工作电压输给功率模块40、6、7，功率模块的功率单元经过一系列的整流、逆变后，变成用户所需的可控电源输出。为了很好地减弱高压侧强磁场对低压侧控制柜5的干扰影响，控制柜5采用金属钢板独立密封设计。控制功率一体柜B采用前后双开门设计，这种设计的好处是，便于用户维护、替换操作。由于控制功率一体柜B采用柱式结构设计，前后各两柱，在前后柱之间留有风室 8，风室8顶部装有冷却风机10，风室8壁上有多处开孔，且开孔处与功率单元散热部位相对应，功率模块40、6、7和控制柜5在工作时产生的热量通过风室8送往冷却风机10，这种设计的好处是，散热均勻，保证控制功率一体柜B的整体性能步骤一致，从而达到工作稳定的有益效果。进一步地，控制功率一体柜B的柜门上开有多处通风口 14、15、16、17，且以上通风口与功率柜4的散热部位相对应。优选地，为了整体优化变压器开关一体柜A的体积，对移相变压器2的尺寸做了优化，具体尺寸为高1540mm、宽1350mm、厚900mm ；变压器开关一体柜A的尺寸为高2200mm、 宽 2100mm、厚 1300mm。本实用新型所公开的小型化高压变频器结构，由于以上结构设计，可以兼容 6kV/625kVA以下和10kV/1000kVA以下规格的变频器，比同类变频器结构兼容范围要大。对于本实用新型各个实施例中所阐述的装置，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种小型化高压变频器，其特征在于，包括相互连接的控制功率一体柜和变压器开关一体柜；所述控制功率一体柜自下而上设有四个柱形空间，其中三个柱形空间安装有功率柜的功率单元，另外一个柱形空间内安装有控制柜；四个柱形空间分为前后两排，两排柱形空间之间设有一个自下而上的风室，风室顶部设有第一冷却风机；所述变压器开关一体柜内安装有开关器、变压器和电压互感器，底部设有接线口。
2.根据权利要求1所述的小型化高压变频器，其特征在于，所述控制柜通过钢板密封。
3.根据权利要求1所述的小型化高压变频器，其特征在于，控制功率一体柜的前后两侧均为双开门。
4.根据权利要求1所述的小型化高压变频器，其特征在于，风室的壁上开设有与所述功率单元相对应的通风口。
5.根据权利要求1所述的小型化高压变频器，其特征在于，所述开关器为隔离刀闸或真空接触器或隔离刀闸与真空接触器的组合。
6.根据权利要求1所述的小型化高压变频器，其特征在于，变压器开关一体柜连接控制功率一体柜的侧面为双开门，与连接控制功率一体柜的侧面相对侧面为单开门。
7.根据权利要求1所述的小型化高压变频器，其特征在于，所述变压器开关一体柜的顶部装有第二冷却风机。
8.根据权利要求1所述的小型化高压变频器，其特征在于，变压器开关一体柜的前侧和后侧柜门上设有若干进风口。
9.根据权利要求1所述的小型化高压变频器，其特征在于，所述开关器、变压器和电压互感器依次连接。
10.根据权利要求1所述的小型化高压变频器，其特征在于，所述三个柱形空间内安装有15个功率单元，每个柱形空间内安装5个功率单元，每个柱形空间内的5个功率单元串联成一相。
专利摘要本实用新型公开了一种小型化高压变频器，其特征在于，包括相互连接的控制功率一体柜和变压器开关一体柜；所述控制功率一体柜自下而上设有四个柱形空间，其中三个柱形空间安装有功率柜的功率单元，另外一个柱形空间内安装有控制柜；四个柱形空间分为前后两排，两排柱形空间之间设有一个自下而上的风室，风室顶部设有第一冷却风机；所述变压器开关一体柜内安装有开关器、变压器和电压互感器，底部设有接线口。本实用新型一种小型化高压变频器整柜的体积小、方便用户操作维护、散热性能良好、结构布局合理、工作稳定可靠，并且很大程度降低了高压侧对控制部分的信号干扰。
文档编号H02B1/32GK202135041SQ201120209409
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者刘学良, 卫三民, 周京华, 李侠, 苏位峰, 苟锐锋, 黄小光 申请人:中国西电电气股份有限公司