用于牵引变流器的变流器机柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及用于牵引变流器的变流器机柜，变流器机柜包括外部金属片机柜框架、第一内部金属片机柜框架、第二内部金属片机柜框架和第三内部金属片机柜框架，第一内部金属片机柜框架、第二内部金属片机柜框架和第三内部金属片机柜框架布置在外部金属片机柜框架的内部，并且并排布置，第一内部金属片机柜框架包含第一隔室，第二内部金属片机柜框架包含第二隔室，并且第三内部金属片机柜框架包含第三隔室，第一隔室至少包括第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室，第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室连续地布置在第一隔室内，第二子隔室布置在第一子隔室和第三子隔室之间，并且第三子隔室包括用于承载控制单元的控制摆动框架。
【专利说明】用于牵引变流器的变流器机柜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及功率电子器件的领域。另外，本实用新型涉及牵引变流器。
[0002]
【背景技术】
[0003]在许多工业应用中使用变流器机柜，例如在牵引应用中。现有技术中已知的典型变流器机柜包括外部金属片机柜框架和用于承载多个功率变流器的内部机柜框架。内部机柜框架布置在外部金属片机柜框架的内部。关于应用领域，存在许多不同类型的牵引变流器，其用于安装在顶部，安装在底板下，或者安装在发动机室的内部。取决于技术要求，变流器机柜结构可由钢或铝制成，并且可进行焊接或铆接。
[0004]另外，变流器机柜典型地包括:
[0005]重且密集的部件，诸如感应器和变压器；
[0006]布置在功率电子器件标准件中的半导体；
[0007]按照EMC设计准则安装在专用机柜中的控制部件，诸如电路板、继电器和其它装置；
[0008]额外的部件，它们大多数是无源构件和连接电缆。
[0009]本实用新型的目标是改进上面提到的变流器机柜，使得变流器机柜稳定可靠且能够抵抗振动和机械冲击，而且易于组装，维护时间短。
实用新型内容
[0010]根据本实用新型的变流器机柜包括外部金属片机柜框架、第一内部金属片机柜框架、第二内部金属片机柜框架和第三内部金属片机柜框架。第一内部金属片机柜框架、二内部金属片机柜框架和第三内部金属片机柜框架布置在外部金属片机柜框架的内部，并且并排布置。第一内部金属片机柜框架包含第一隔室，第二内部金属片机柜框架包含第二隔室，并且第三内部金属片机柜框架包含第三隔室。第一隔室至少包括第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室。第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室连续地布置在第一隔室内，其中，第二子隔室布置在第一子隔室和第三子隔室之间，以及其中，第三子隔室包括用于承载控制单元的控制摆动框架。
[0011]第二隔室至少包括第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室，其中，第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室连续地布置在第二隔室内，其中，第二子隔室布置在第一子隔室和第三子隔室之间，以及其中，第三子隔室包括用于承载控制单元的控制摆动框架。第三隔室至少包括子隔室，并且第一内部金属片机柜框架、第二内部金属片机柜框架和第三内部金属片机柜框架由折叠和铆接的金属片制成。
[0012]在从属权利要求中详细说明本实用新型的有利发展。
[0013]根据本实用新型的变流器机柜确保变流器的稳定可靠性和刚度。另外，变流器机柜非常能够抵抗振动和机械冲击，并且易于组装和保持，因为可在短时间里更换变流器机柜的电力构件。
[0014]特别地，由于电力构件布置在隔室和子隔室中，所以可对变流器建立模块化设置。优点是提高维护能力，因为使得能够简化和快速调换变流器构件，诸如功率变流器或电容器元件。
[0015]本实用新型的另一个优点是实现承载变流器控制单元的控制摆动框架。控制摆动框架允许容易地接近布置在控制摆动框架后面的电力构件，并且因而在调换电力构件时缩短维护时间。
[0016]由于通过水平地和/或竖向地布置电力构件而实现电力元件在变流器机柜的各个子隔室中的模块化设置，所以在维护工作期间快速且容易地调换构件是可行的，并且因而缩短变流器的维护时间和停机时间。
[0017]电力构件单独布置在彼此相邻地布置的不同隔室中具有这样的优点:可使在变流器的运行期间产生热的电力构件与需要保护不受所述热影响的电力构件隔开。因而，仅需要冷却热扩散电力构件，这是优选的，因为可减少通常安装在变流器机柜的内部的冷却装备。
[0018]在本实用新型的优选实施例中，控制摆动框架包括控制功率供应、主控制器和至少一个牵引输入/输出单兀。
[0019]在本实用新型的优选实施例中，第一隔室的第二子隔室包括至少一个DC链路电容器、至少一个功率变流器、至少一个风扇和至少一个水泵。
[0020]在本实用新型的优选实施例中，第二隔室的第二子隔室包括至少一个DC链路电容器、至少一个功率变流器、至少一个风扇和至少一个电流传感器。
[0021]在本实用新型的优选实施例中，第一隔室的第一子隔室和第二隔室的第一子隔室各自至少包括一个DC链路电容器。
[0022]在本实用新型的优选实施例中，功率变流器是布置在第一隔室的第二子隔室中的线路变流器。在本实用新型的另一个优选实施例中，功率变流器是布置在第二隔室的第二子隔室中的马达变流器。但是，线路变流器和马达变流器的相反布置也是可行的。
[0023]在本实用新型的优选实施例中，第三隔室的子隔室包括至少一个第二谐波电容器、至少一个DC链路接地开关、至少一个线路变流器电流传感器、至少一个第二谐波调谐传感器、至少一个DC链路充电电阻器、至少一个马达端子和至少一个变压器端子。
[0024]在本实用新型的优选实施例中，膨胀容器和电压限制单元(VLU)电阻器安装在变流器机柜的顶部上。
[0025]在本实用新型的优选实施例中，变流器机柜的内部由空气-水冷却系统冷却。
[0026]在本实用新型的优选实施例中，可通过门接近第一隔室的第三子隔室。
[0027]在本实用新型的优选实施例中，可通过门接近第二隔室的第三子隔室。
[0028]在本实用新型的优选实施例中，可通过门接近第三隔室的第三子隔室。
[0029]另外，根据本实用新型的变流器机柜具有以下额外的优点:
[0030]用于模块化变流器的空气和液体冷却式变流器机柜是成本有效的；
[0031]组装和维修快速且简单；
[0032]变流器机柜允许使用批量制造技术；
[0033]根据本实用新型的优选实施例的以下详细描述以及附图，本实用新型的这些和其它目标、优点和特征将变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]在图中:
[0035]图1显示根据本实用新型的、具有隔室和子隔室的变流器机柜的实施例的示意性俯视图；
[0036]图2显示图1的有门的实施例的正视图；
[0037]图3显示图1的实施例的没有门且没有控制摆动框架的正视图；
[0038]图4显示图1的实施例的没有门而有控制摆动框架的正视图；
[0039]图5显示图1的实施例的没有门而有DC链路电容器的正视图。
[0040]在参考符号列表中以概述形式列出了图中使用的参考符号和它们的含义。原则上，在图中对相同部件提供相同的参考符号。任何描述的实施例都表示本实用新型的主题的示例，而且没有任何约束作用。
[0041]部件列表
[0042]20外部金属片机柜框架
[0043]21第一内部金属片机柜框架
[0044]22第一隔室
[0045]23第二内部金属片机柜框架
[0046]24第二隔室
[0047]25第三内部金属片机柜框架
[0048]26第三隔室
[0049]30第一隔室的第一子隔室
[0050]31第一隔室的第二子隔室
[0051]32第一隔室的第三子隔室
[0052]40第二隔室的第一子隔室
[0053]41第二隔室的第二子隔室
[0054]42第二隔室的第三子隔室
[0055]43第三隔室的子隔室
[0056]44控制摆动框架
[0057]50水入口连接件
[0058]51水出口连接件
[0059]52用于填充和排水的龙头
[0060]53膨胀容器
[0061]54连接面板
[0062]55电压限制单元(VLU)电阻器
[0063]56第一隔室的门
[0064]57第二隔室的门
[0065]58第三隔室的门
[0066]59用于功率端子的门
[0067]61第二谐波电容器
[0068]62DC链路接地开关
[0069]63线路变流器电流传感器
[0070]64第二谐波调谐电容器
[0071]65DC链路充电电阻器
[0072]66线路断路器
[0073]67DC链路充电接触器
[0074]68第二谐波扼流端子
[0075]69马达端子
[0076]70变压器端子
[0077]7IDC链路电容器
[0078]72功率变流器(PEBB)
[0079]73 风扇
[0080]74 水泵
[0081]75电流传感器
[0082]80控制功率供应
[0083]81主控制器
[0084]82牵引输入/输出单元
[0085]85变流器机柜的顶部
[0086]86DC链路测量单元
[0087]100变流器机柜。
【具体实施方式】
[0088]图1示出用于牵引变流器的变流器机柜100，变流器机柜100包括外部金属片机柜框架20、第一内部金属片机柜框架21、第二内部金属片机柜框架23和第三内部金属片机柜框架25。第一内部金属片机柜框架21、第二内部金属片机柜框架23和第三内部金属片机柜框架25布置在外部金属片机柜框架20的内部,并且并排布置。第一内部金属片机柜框架21包含第一隔室22，第二内部金属片机柜框架23包含第二隔室24，并且第三内部金属片机柜框架25包含第三隔室26。如图1中显示的那样，第一隔室22包括第一子隔室30、第二子隔室31和第三子隔室32，其中，第一子隔室30、第二子隔室31和第三子隔室32连续地布置在第一隔室22内，其中，第二子隔室31布置在第一子隔室30和第三子隔室32之间，以及其中，第三子隔室32包括用于承载控制单元的控制摆动框架44。第一子隔室22中有额外的子隔室是可行的。如图1中显示的那样，第二隔室24包括第一子隔室40、第二子隔室41和第三子隔室42，其中，第一子隔室40、第二子隔室41和第三子隔室42连续地布置在第二隔室24内，其中，第二子隔室41布置在第一子隔室40和第三子隔室42之间，以及其中，第三子隔室42包括用于承载控制单元的控制摆动框架44。第二子隔室24中有额外的子隔室是可行的。第三隔室26包括子隔室43，但应当注意，第三隔室26可包含另外的子隔室。另外，第一内部金属片机柜框架21、第二内部金属片机柜框架23和第三内部金属片机柜框架25由折叠和铆接的金属片制成。
[0089]应当注意，第一隔室22的子隔室30、子隔室31和子隔室32以及第二隔室24的子隔室40，子隔室41和子隔室42与第三隔室26的子隔室43各自都包括可按某种方式布置的多个电力构件。
[0090]图2显示有门的变流器机柜100的正视图。可通过门56接近第一隔室22的第三子隔室32。可通过门57接近第二隔室24的第三子隔室42。可通过门58接近第三隔室26的第三子隔室43。备选地，可在变流器机柜100中实现额外的门，以接近变流器机柜100内部的电力构件。例如，为了接近第一隔室22的第一子隔室30，或者为了接近第二隔室24的第二子隔室40，可安装额外的门。作为另一个示例，图2显示安装在变流器机柜100处为了能够接近端子区段70 (未显示)的门59，端子区段70可包含在门59后面。变流器机柜100进一步包括水入口连接件50和水出口连接件51，以及用于填充和排水的龙头52。在变流器机柜100的顶部85上安装膨胀容器53、连接面板54和电压限制单元(VLU)电阻器55。
[0091]图3显示没有控制摆动框架和门的变流器机柜100的第一隔室22的第二子隔室31、第二隔室24的第二子隔室41和第三隔室26的子隔室43。第一隔室22的第二子隔室31包括多个DC链路电容器71和多个功率变流器(PEBB) 72。这种功率变流器72可为线路变流器或马达变流器。例如，第一隔室22的子隔室31的功率变流器72可实现为线路变流器，并且第二隔室24的子隔室41的功率变流器72可实现为马达变流器。但是，相反布置是可行的，这表示线路变流器可安装在第二隔室24的第二子隔室41中，以及马达变流器可安装在第一隔室22的第二子隔室31中。第一隔室22的第二子隔室31进一步包括风扇73和水泵74。风扇73移动空气，以在内部冷却变流器机柜100的电力构件。风扇73也可为用于空气-水热交换器系统的热交换器单元的一部分。第二隔室24的第二子隔室41包括多个DC链路电容器71、DC链路测量单元86、多个功率变流器(PEBB) 72、风扇73和电流传感器75。变流器机柜100的第三隔室26的子隔室43包括第二谐波电容器61、DC链路接地开关62、线路变流器电流传感器63、第二谐波调谐电容器64、DC链路充电电阻器65、线路断路器66、DC链路充电接触器67、第二谐波扼流端子68、马达端子69和变压器端子70。在变流器机柜100的顶部85上安装膨胀容器53、连接面板54和电压限制单元(VLU)电阻器55。
[0092]图4显示第一隔室22的第三子隔室32、第二隔室24的第三子隔室42和第三隔室26的第三子隔室43。第一隔室22的第三子隔室32包括用于承载控制单元或控制装备的控制摆动框架44。控制摆动框架44包括控制功率供应80、主控制器81和多个牵引输入/输出单元82。还在第二隔室24的第三子隔室42中安装用于承载控制单元(未显示)的另一个控制框架44。
[0093]图5显示第一隔室22的第一子隔室30、第二隔室24的第一子隔室40和第三隔室26的第三子隔室43。第一隔室22的第一子隔室30包括多个DC链路电容器71，并且第二隔室24的第一子隔室40包括多个DC链路电容器71。
【权利要求】
1.一种变流器机柜(100),包括外部金属片机柜框架(20)、第一内部金属片机柜框架(21)、第二内部金属片机柜框架(23)和第三内部金属片机柜框架(25),其中，所述第一内部金属片机柜框架(21)、所述第二内部金属片机柜框架(23)和所述第三内部金属片机柜框架(25)布置在所述外部金属片机柜框架(20)的内部，并且并排布置，其中，所述第一内部金属片机柜框架(21)包含第一隔室(22)，所述第二内部金属片机柜框架(23)包含第二隔室(24)，并且所述第三内部金属片机柜框架(25)包含第三隔室(26)， 其中，所述第一隔室(22)至少包括第一子隔室(30)、第二子隔室(31)和第三子隔室(32)，其中，该第一子隔室(30)、第二子隔室(31)和第三子隔室(32)连续地布置在所述第一隔室(22)内，其中，该第二子隔室(31)布置在该第一子隔室(30)和该第三子隔室(32)之间，以及其中，该第三子隔室(32)包括用于承载控制单元的控制摆动框架(44)， 其中，所述第二隔室(24)至少包括第一子隔室(40)、第二子隔室(41)和第三子隔室(42)，其中，该第一子隔室(40)、第二子隔室(41)和第三子隔室(42)连续地布置在所述第二隔室(24)内，其中，该第二子隔室(41)布置在该第一子隔室(40)和该第三子隔室(42)之间，以及其中，该第三子隔室(42)包括用于承载控制单元的控制摆动框架(44)，以及 其中，所述第三隔室(26)至少包括子隔室(43)， 以及其中，所述第一内部金属片机柜框架(21)、所述第二内部金属片机柜框架(23)和所述第三内部金属片机柜框架(25)由折叠和铆接的金属片制成。
2.根据权利要求1所述的变流器机柜(100)，其特征在于，所述控制摆动框架(44)包括控制功率供应(80)、主控制器(81)和至少一个牵引输入/输出单元(82)。
3.根据权利要求1所述的变流器机柜(100)，其特征在于，所述第一隔室(22)的第二子隔室(31)包括至少一个DC链路电容器(71)、至少一个功率变流器(72)、至少一个风扇(73)和至少一个水泵(74)。
4.根据权利要求1所述的变流器机柜(100)，其特征在于，所述第二隔室(24)的第二子隔室(41)包括至少一个DC链路电容器(71)、至少一个功率变流器(72)、至少一个风扇(73)和至少一个电流传感器(75)。
5.根据权利要求3所述的变流器机柜(100)，其特征在于，所述功率变流器(72)是布置在所述第一隔室(22)的第二子隔室(31)中的线路变流器。
6.根据权利要求4所述的变流器机柜(100)，其特征在于，所述功率变流器(72)是布置在所述第二隔室(24)的第二子隔室(41)中的马达变流器。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的变流器机柜(100)，其特征在于，所述第一隔室(22)的第一子隔室(30)和所述第二隔室(24)的第一子隔室(40)各自包括至少一个DC链路电容器(71)。
8.根据权利要求1-6中的任一项所述的变流器机柜(100)，其特征在于，所述第三隔室(26)的子隔室(43)包括至少一个第二谐波电容器(61)、至少一个DC链路接地开关(62)、至少一个线路变流器电流传感器(63)、至少一个第二谐波调谐传感器(64)、至少一个DC链路充电电阻器(65)、至少一个马达端子(69)和至少一个变压器端子(70)。
9.根据权利要求1-6中的任一项所述的变流器机柜(100)，其特征在于，膨胀容器(53)和电压限制单元电阻器(55)安装在所述变流器机柜(100)的顶部(85)上。
10.根据权利要求1-6中的任一项所述的变流器机柜(100)，其特征在于，所述变流器机柜的内部由空气-水冷却系统冷却。
11.根据权利要求1-6中的任一项所述的变流器机柜(100)，其特征在于，可通过门(56)接近所述第一隔室(22)的第三子隔室(32)。
12.根据权利要求1-6中的任一项所述的变流器机柜(100)，其特征在于，可通过门(57)接近所述第二隔室(24)的第三子隔室(42)。
13.根据权利要求1-6中的任一项所述的变流器机柜(100)，其特征在于，可通过门(58)接近所述第三隔室(26)的子隔室(43)。
【文档编号】H02M1/00GK203942435SQ201420029414
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】B.鲁斯塔姆 申请人:Abb 技术有限公司