一种可拓展式全防护功率平台的制作方法

本实用新型涉及一种可拓展式全防护功率平台。

背景技术：

随着科技技术的不断发展和人们要求的不断提高，电力电子技术的应用越来越广泛，例如电力系统，电气节能，新能源以及一般工业等领域。近些年，户外电力电子设备安装需求日趋增多，运营商对于户外电力电子设备的要求也越来越高，其中包括设备成本，运行可靠性，设备防护等等。通常户外设备会有防尘防水防盐雾等要求，尤其是需要工作在恶劣环境的户外电力电子设备，如沙漠，沿海，海上等恶劣的环境。由于柜体内部装有发热设备，传统的户外电力电子设备通常采用的是工业空调，水冷或散热风机来解决散热问题。工业空调存在的问题是耗能大，安装复杂，需定期维护。水冷换热存在的问题是体积庞大，水路复杂且易泄露，存在严重的安全隐患。风机冷却无法实现柜体的全封闭，水，尘及盐雾极易进入柜体内，所以大大降低了设备的防护性。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种可拓展式全防护功率平台，散热效果好，实现柜体的全封闭散热，提高功率平台的防护等级。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种可拓展式全防护功率平台，包括柜体、电气功率单元、热交换器、引风机、循环风机、风道、风腔，电气功率单元设置在柜体中部，循环风机设置在柜体顶部的风道端口，循环风机出口设置在柜体前侧顶部；热交换器设置在柜体后侧壁上，风腔与热交换器相连通，风腔底部连接有引风机。

所述的热交换器为矩阵式气气热交换器，包括封盖、限位支柱、换热片，限位支柱两端与封盖连接；若干换热片层叠在封盖之间，并通过限位支柱限位；换热片上设有向换热片两侧突起的若干凸台；换热片相对的两边向换热片一侧弯折形成片状插舌，换热片的另一对相对的两边向换热片另一侧弯折形成滑槽，换热片的插舌插入相邻另一个换热片的滑槽内；若干换热片相互插接，形成相互交错的冷热风道；相邻的换热片通过凸台相互支撑固定。

全封闭散热结构为可扩展结构，所述的电气功率单元为两组以上设置在柜体内，每组电气功率单元均与一个以上引风机、一个以上循环风机、一个风道、一个风腔、一组热交换器配套使用，在柜体内形成两个以上循环风路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过风道、循环风机在柜内形成内循环散热，利用热交换器、风腔和引风机形成对外换热系统，进而实现全封闭散热，同时采用矩阵式气气热交换器使柜体内外完全隔离，提高了功率平台的防护等级，能够适应任何恶劣环境，确保功率平台能够正常工作。本实用新型的另一特点是全防护功率平台的多功能和可拓展性，其功率平台可方便的连接成整流、可控整流、逆变、整流和逆变单元的并联和串联，即功率和电压的扩展，其全封闭散热性能也隨之扩展。本实用新型的功率平台可方便的用于整流器，即大功率整流装置、SVG、SVC、变频器和四相线变频器等装置，即是全防护可扩展的功率平台。

附图说明

图1是可拓展式全防护功率平台的主视图。

图2是可拓展式全防护功率平台的侧视图。

图3是可拓展式全防护功率平台的立体图。

图4是可拓展式全防护功率平台拓展后的主视图。

图5是热交换器的结构示意图。

图6是热交换器的爆炸图。

图7是图6沿A-A线的剖视图。

图8是两个换热片的示意图。

图9是换热片的主视图。

图10是换热片的左视图。

图11是换热片的俯视图。

图12是图10的I部放大图。

图13是换热片组成的风道示意图。

图14是二极管三相整流逆变功率单元。

图15是三相整流逆变功率电流扩展单元。

图16是三相整流逆变功率电压扩展单元。

图17是三极管三相可控整流逆变功率单元。

图18是三相可控整流逆变电流扩展功率单元。

图19是三相可控整流逆变电压扩展功率单元。

图20是三相整流逆变功率单元扩展应用电路。

图21是高压变频器功率单元原理电路图。

图22是3kV高压变频器功率单元应用图。

图23是6kV高压变频器功率单元应用图。

图24是10kV高压变频器功率单元应用图。

图25是SVG功率单元原理图。

图26是三相功率单元串联电路。

图27是静止同步补偿器功率单元原理图。

图中：1-柜体 2-电气功率单元 3-热交换器 4-引风机 5-风腔 6-循环风机 7-风道 301-封盖 302-限位支柱 303-密封条 304-换热片 305-螺栓 306-螺钉 307-滑槽 308-凸台 309-插舌。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图3，一种可拓展式全防护功率平台，包括柜体1、电气功率单元2、热交换器3、引风机4、循环风机6、风道7、风腔5，电气功率单元2设置在柜体1中部，循环风机6设置在柜体1顶部的风道7端口，循环风机6出口设置在柜体1前侧顶部；热交换器3设置在柜体1后侧壁上，风腔5与热交换器3相连通，风腔5底部连接有引风机4，引风机4将外部冷空气引入到风腔5作为冷风源，热交换器3利用冷风源冷却柜体1内的热风，冷却后的风通过循环风机6引入到风道7内，再由循环风机6送到柜体1前侧为电气功率单元2降温散热，为电气功率单元2散热后形成的热风，经过柜体1后侧的风腔5进入热交换器3进行进一步冷却。

见图2，风道7的一端直接与热交换器3相对应，热交换器3可设置在柜门上，热交换器3的出口与风道7的一端相对，当柜门关闭时，热交换器3的出口与风道7的一端相互连接密封，确保冷风进入风道7，然后再由循环风机6将冷风从风道7的另一端引出，为电气功率单元1散热。风腔5与引风机4、热交换器2密封连接，可防止柜内外空气对流，确保柜内密封，保护电气功率单元。

见图4，电气功率单元2为两组以上设置在柜体1内，每组电气功率单元2均与一个引风机4、一个循环风机6、一个风道7、一个风腔5、一组热交换器3配套使用，在柜体1内形成两个以上循环风路。每组电气功率单元2之间可以设置隔板，见图4，也可不设，设置隔板可对单组电气功率单元2进行散热，或者几组电气功率单元2放置一起散热；不设隔板可同时对所有的电气功率单元2进行散热。为了提高换热效率，可增加引风机4和循环风机6，增加引风机4可提高外循环速度，提高冷风运转速度；增加循环风机6，如在风道7两端各设置一个循环风机6，见图2，左侧的循环风机6的作用为吸风，右侧的循环风机6的作用为吹风，用以提高柜体1内的循环效率。

见图5-图8，热交换器3为矩阵式气气热交换器3，包括封盖301、限位支柱302，限位支柱302两端与封盖301连接；若干换热片304层叠在封盖301之间，并通过限位支柱302限位；换热片304上设有向换热片304两侧突起的若干凸台308；换热片304相对的两边向换热片304一侧弯折形成片状插舌309，换热片304的另一对相对的两边向换热片304另一侧弯折形成滑槽307，换热片304的插舌309插入相邻另一个换热片304的滑槽307内；若干换热片304相互插接，形成相互交错的冷热风道；相邻的换热片304通过凸台308相互支撑固定，同时起到稳流作用。具体插接时，将结构相同的换热片304与其相邻换热片304旋转90度，使其插舌309能够与相邻的换热片304滑槽307插接。

见图6、图13，每个换热片304两侧形成的风道均通过该换热片304隔离，且相邻两个风道风向相互垂直，即经过气气热交换器3的相互垂直的两个方向的风道的风在气气热交换器3内无接触，同时实现相邻两个风道内的气体换热，见图5。

见图6，封盖301通过螺栓305限定端部的换热片304位置，防止端部的换热片304发生窜动。封盖301与限位支柱302通过螺钉306连接固定。见图7，限位支柱302与换热片304之间设有密封条303，用以封住二者之间的缝隙，确保相邻风道完全隔离。见图6，该热交换器3为可扩展结构，通过增加换热片304实现热交换器3的X轴扩展，通过封盖301之间的连接固定实现交换器的Y轴Z轴的扩展。封盖301四周可设置安装孔，相邻的封盖301通过螺钉306扩展连接，实现本交换器Y轴和Z轴方向的扩展；该热交换器3沿Y轴和Z轴扩展后，相邻两个热交换器3的限位支柱302通过连接件连接。

见图9-图12，换热片304为正方形结构，四角边缘结构与限位支柱302相匹配，以减小缝隙确保风道密闭。凸台308为圆台结构。凸台308成排设置，相邻两排的凸台308凸起方向相反，用以支撑相邻的换热片304，使换热片304平整，确保风道无变形。

其中，限位支柱302可由铝合金制作，换热片304采用耐腐蚀钢板制作，封盖301采用非金属材料制作，如树脂、塑料。

电气功率单元2的电气原理及其拓展电气原理见图14-图27。

本实用新型通过风道7、循环风机6在柜内形成内循环散热，利用热交换器3、风腔5和引风机4形成对外换热系统，进而实现全封闭散热，同时采用矩阵式气气热交换器3使柜体1内外完全隔离，提高了功率平台的防护等级，能够适应任何恶劣环境，确保功率平台能够正常工作。