高功率密度的风冷型变流器箱体结构的制作方法

本实用新型涉及变流器领域，特别是指一种高功率密度的风冷型变流器箱体结构。

背景技术：

变流器为三相全桥IGBT变流系统，包括功率元件、电容器、叠层母排、控制主板、散热系统等。将这些元件组装在一个箱体内，需要尽可能地降低杂散电容及提高整机的功率密度。此箱体在构成变流系统时还需装入电控柜中，并配置附属的开关器件、滤波器件等。通常此类变流装置采用横列布置，即功率元件正面放置在散热器上，风道置于IGBT后侧，固定连接的风机使冷风由下至上流过散热器，以冷却功率元件。控制板位于功率层的前部。

现有技术存在以下问题：

柜体功率密度较低，由于正面横向布置，导致水平方向尺寸较大，如250KW设备，大致需要500mm以上空间，无法有效利用柜体的深度空间，即一个柜体只能装入最大250KW的变流器箱体。

维护性差，正面由后至前安装有散热器、功率元件、叠层母排、前盖板、控制板。若发生维修，需要更换IGBT时，需要把前面的所有器件拆除。

散热风机为转动部件，需要从下方拆除。箱体入柜后通常受下部其他器件阻挡，更换极为不便。

控制板与功率部分在一个封闭箱体中平行安装，易发生电磁干扰，影响变流器性能。

技术实现要素：

本实用新型提出一种高功率密度的风冷型变流器箱体结构，能够使箱体整体结构紧凑，安装方便，热交换效率较高。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种高功率密度的风冷型变流器箱体结构，包括框架和安装板，安装板上设有变流器的主控板、叠层母排和电容器，还设有对功率元件散热的散热器和对电容冷却的风机；所述安装板包括前安装板、左侧板、右侧板以及背板；所述框架主体结构由四块钣金件合围，包括前安装板、左侧板、右侧板以及背板，左侧板和右侧板的宽度小于前安装板和背板，且右侧板为形成冷却风道的主安装面，在其深度方向上布置元器件，叠层母排垂直于正面的前安装板。

作为优选，所述右侧板上为主安装面，其上部为元件板安装区，中上部设置叠层母排、交流电流传感器、电容器及IGBT，且叠层母排沿右侧板平铺设置并垂直于正面的前安装板，电容器设置在叠层母排下部，IGBT设置在叠层母排上部。

作为优选，所述左侧板的左侧上部为元件板安装区，右侧的中上部设有直流电流传感器；左侧板和右侧板的下部对称设有滑动的夹持轨道，并设有与夹持轨道匹配的风机盒，风机安装在风机盒中；前安装板的上部设置主控板，下部有DC输入和DC输出插孔。

作为优选，所述左右侧板均采用六折设计，其中右侧板中部向右侧折弯，形成电容放置空间。

作为优选，所述右侧板上部开有便于散热器安装面与功率元件连接的孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：提高柜体安装密度，在800mm柜体中保证两台250KW的能力；提高变流器产品后期维护拆装的便利性；提供快速更换风机的结构设计；从结构上考虑电磁兼容性，减少主回路对控制板的电磁干扰。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的左视图；

图3为本实用新型的右视图。

图中：1、框架；2、前安装板；3、左侧板；4、右侧板；5、背板；6、主控板；7、电容器；8、叠层母排；9、风机盒；10、散热器；11、交流电流传感器；12、直流电流传感器；13、IGBT；14、元件板安装区。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：参见图1、图2和图3，

一种高功率密度的风冷型变流器箱体结构，包括框架1和安装板，安装板上设有变流器的主控板6、叠层母排8和电容器7，还设有对功率元件散热的散热器10和对电容冷却的风机；所述安装板包括前安装板2、左侧板3、右侧板4以及背板2；所述框架1主体结构由四块钣金件合围，包括前安装板2、左侧板3、右侧板4以及背板2，左侧板3和右侧板4的宽度小于前安装板2和背板2，且右侧板4为形成冷却风道的主安装面，在其深度方向上布置元器件，叠层母排8垂直于正面的前安装板2。

作为优选，所述右侧板4上为主安装面，其上部为元件板安装区14，中上部设置叠层母排8、交流电流传感器11、电容器7及IGBT13(即绝缘栅双极型晶体管)，且叠层母排8沿右侧板4平铺设置并垂直于正面的前安装板2，电容器7设置在叠层母排8下部，IGBT13设置在叠层母排8上部。

作为优选，所述左侧板3的左侧上部为元件板安装区14，右侧的中上部设有直流电流传感器12；左侧板3和右侧板4的下部对称设有滑动的夹持轨道，并设有与夹持轨道匹配的风机盒9，风机安装在风机盒9中；前安装板2的上部设置主控板6，下部有DC输入和DC输出插孔。

作为优选，所述左右侧板4均采用六折设计，做成侧板加强折边，其中右侧板4中部向右侧折弯，形成电容放置空间。

作为优选，所述右侧板4上部开有便于散热器10安装面与功率元件连接的孔。

本发明为一种用于变流器系统的箱体结构，采用纵列式布局，即功率元件突破常规，在箱体深度方向布置，叠层母排8垂直于正面。其特点有：

主体结构由四块钣金件合围，右侧板4为主安装面，同时形成冷却风道。

散热器10置于左右侧板4形成的风道中，右侧板4上部开孔，便于散热器10安装面与功率元件连接。

左右侧板4均采用六折设计，右侧板4中部向右侧折弯，形成电容放置空间，同时增加结构强度。

风机安装在风机盒9中，风机盒9整体可沿电容器7下部夹持轨道插入，形成密闭风道。

冷风流在进入散热器10之前，先对电容器7进行了冷却。

左、右侧板4形成的风道形成了收缩段，对气流进行了压缩，增大冷却空气的流速，保证进入散热器10的气流均匀、稳定。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：提高柜体安装密度，在800mm柜体中保证两台250KW的能力；提高变流器产品后期维护拆装的便利性；提供快速更换风机的结构设计；从结构上考虑电磁兼容性，减少主回路对控制板的电磁干扰。

纵列式布局，可充分利用柜体深度空间，提高系统的功率密度。主结构件合围即形成风道，且折弯为喇叭形结构，显著提高风速、减少紊流。多次折弯的侧板，保证了整体结构的强度与刚度。主控板6安装在箱体正面，与主电路在不同腔体中，且与叠层母排8成90°夹角，极大减小了相互干扰。风机可正面抽出式设计，极大方便了后期的维护更换。功率元件安装面外侧无其他元件，后期拆装方便。从使用情况来看，整体结构紧凑，安装方便，热交换效率较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。