变频器机芯组件及变频器的制作方法

本实用新型涉及变频器制造技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种变频器机芯组件，以及涉及包括这种变频器机芯组件的变频器。

背景技术：

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，其由变频器柜(也称为防爆外壳)和布置在变频器柜中的变频器机芯组件构成，变频器机芯组件主要包括按照一定的布局方式布置的多个变频器单元，例如控制单元、逆变单元和热交换单元。

对于现有的变频器，一个变频器柜中布置有一个逆变单元和一个用于冷却该逆变单元的热交换单元。然而，在一些特定领域的应用中，对变频器柜的尺寸和数量有限制性要求。例如，对于采矿业应用，现有的变频器柜的尺寸通常过大，在需要使用多个变频器的情况下，由于实际空间的限制，难以同时放置多个变频器柜。因此现有的变频器在这些特定领域中难以满足实际需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的缺陷，提供了一种新型的变频器机芯组件以及包括这种变频器机芯组件的变频器，这种变频器机芯组件通过合理的布局集成了多个逆变单元，降低了经济成本，节省了空间，并且能够满足较高的散热需求。

为此，本实用新型的第一方面提供了一种变频器机芯组件，所述变频器机芯组件包括：多个逆变单元，所述逆变单元彼此隔开，并且分别配备有各自的控制单元；以及热交换单元，所述热交换单元与所述逆变单元彼此隔开，并且提供流经所述逆变单元及其控制单元的冷却回路。

根据本实用新型的优选实施方式，所述逆变单元包括：第一逆变单元，所述第一逆变单元配备有第一控制单元；以及第二逆变单元，所述第二逆变单元配备有第二控制单元，其中，所述热交换单元布置在所述第一逆变单元与所述第二逆变单元之间。

根据本实用新型的优选实施方式，每个逆变单元的控制单元均集成于共用控制单元中，并且所述热交换单元提供的冷却回路流经所述共用控制单元。

根据本实用新型的优选实施方式，所述热交换单元包括：至少一个风机，所述风机在所述变频器机芯组件中提供风冷回路；以及热交换器，所述热交换器沿所述风冷回路布置在所述逆变单元的下游。

根据本实用新型的优选实施方式，所述热交换器为空气/水热交换器。

根据本实用新型的优选实施方式，所述热交换器包括进水管路和出水管路，所述进水管路和所述出水管路的位置不与所述逆变单元的位置发生干涉。

根据本实用新型的优选实施方式，所述变频器机芯组件还包括：机芯外壳；以及多个隔板，所述隔板平行排布于所述机芯外壳中，使所述热交换单元、所述逆变单元及其控制单元并列间隔布置，并且限定了穿过所述逆变单元及其控制单元的多个子风道，其中，所述隔板和所述机芯外壳布置成使流出所述子风道的空气汇聚至所述热交换器。

根据本实用新型的优选实施方式，每个逆变单元均包括可抽出式逆变模块。

根据本实用新型的优选实施方式，每个逆变单元的控制单元均为可抽出式控制单元。

本实用新型的第二方面提供了一种变频器，所述变频器包括：变频器柜；以及根据本实用新型的第一方面的变频器机芯组件，所述变频器机芯组件布置在所述变频器柜中，并且与所述变频器柜共同限定出所述冷却回路的通道。

与现有技术相比，根据本实用新型的变频器机芯组件及变频器具有多个优点，尤其是：

1)这种变频器机芯组件包括多个逆变单元以及用于同时冷却这些逆变单元的热交换单元，因此能够将这些逆变单元以及该热交换单元布置在同一个变频器柜中，不仅降低了经济成本，还节省了空间，能够有效满足一些特定领域(例如采矿业)的需求；

2)可将分别控制这些逆变单元的各个控制单元集成于一共用控制单元中，因此能够进一步节省空间，优化布局；

3)通过热交换单元的设置以及变频器柜中的冷却回路的合理设计，能够良好地满足这种变频器机芯组件的较高散热需求，确保变频器工作更加稳定；

4)可将这些逆变单元的逆变模块和控制单元设计成“抽屉式”结构，以便能够获得足够的空间来维护各个中压和低压部件。

附图说明

本实用新型的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式被更好地理解，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。

图1是根据本实用新型一种实施方式的变频器机芯组件的主视示意图；

图2是图1中的变频器机芯组件的后视示意图；

图3是图1中的变频器机芯组件的俯视示意图；

图4是根据本实用新型一种实施方式的变频器的模块化示意图，该变频器包括图1中的变频器机芯组件，并且该模块化示意图示出了该变频器中的冷却回路。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅示范性地说明实施和使用本实用新型的特定方式，而非限制本实用新型的保护范围。

注意到，附图不仅用于本实用新型的解释和说明，必要时还有助于本实用新型的限定。

在本说明书中，“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“竖直”等方向性术语均参照以图1为主视示意图的方向来限定。

图1至图3示意性示出了根据本实用新型一种优选实施方式的变频器机芯组件。在所示出的这种实施方式中，本实用新型的变频器机芯组件包括从左至右并列间隔布置在机芯外壳6中的四个变频器单元，即共用控制单元3、第一逆变单元1、热交换单元4和第二逆变单元2，相邻的两个变频器单元通过平行排布于机芯外壳6中的隔板5彼此隔开，机芯外壳6部分环绕这四个变频器单元(参考图4，图1至图3中为了显示这四个变频器单元而没有示出机芯外壳6)。

事实上，布置在该变频器机芯组件最左侧并且通过隔板5与第一逆变单元1隔开的共用控制单元3集成了配备用于控制第一逆变单元1的第一控制单元31以及配备用于控制第二逆变单元2的第二控制单元32，因此该共用控制单元3仅包括低压部件，这种布置方式进一步节省了空间，优化了布局。优选地，第一控制单元31和第二控制单元32均为可抽出式控制单元，即第一控制单元31和第二控制单元32具有“抽屉式”结构，以能够在其中一个控制单元被抽出时便于共用控制单元3中的其它低压部件的维护。

当然，共用控制单元3的布置位置不是限制性的。为了便于使用者的操控，共用控制单元3也可布置在该变频器机芯组件最右侧并且通过隔板5与第二逆变单元2隔开，或者可在该变频器机芯组件最左侧和最右侧分别布置第一控制单元31和第二控制单元32，以分别控制第一逆变单元1和第二逆变单元2。

第一逆变单元1和第二逆变单元2包括多个中压部件并且具有类似的构造。以第一逆变单元1为例，如图1和图2所示，该第一逆变单元1包括逆变模块11、接地开关12、直流电容13、输入整流单元14、输出滤波单元15、撬棒电路16、充电变压器17和多个其它直流器件18。在所示出的实施方式中，逆变模块11为三相模块，每个相模块均包括散热部件111，冷却回路能够流经这些散热部件111从而带走逆变模块11中的热量。优选地，逆变模块11为可抽出式模块，即逆变模块11的每个相模块均具有“抽屉式”结构，以能够在其中一个相模块被抽出时便于第一逆变单元1中的其它中压部件的维护。由于与第一逆变单元1相类似，第二逆变单元2的构造此处不再赘述。

布置在第一逆变单元1与第二逆变单元2之间的热交换单元4作为共用的热交换单元，能够提供同时流经第一逆变单元1、第二逆变单元2和共用控制单元3的冷却回路(例如风冷回路)。因此，在需要使用两个逆变单元的情况下，相较于布置两个变频机柜的方案，本实用新型的变频器机芯组件的这种布局能够使将共用的热交换单元4与第一逆变单元1、第二逆变单元2和共用控制单元3布置在同一个变频器柜中，从而降低了经济成本，节省了空间。

当然，这种布置方式不是限制性的。事实上，本实用新型的变频器机芯组件的逆变单元的数量不限于两个，可根据实际需要以及变频机柜的尺寸来确定，并且共用的热交换单元4可布置在能够同时有效地冷却所有逆变单元及其控制单元的任何位置，即共用的热交换单元4的布置位置仅需确保该热交换单元4能够提供流经所有逆变单元及其控制单元的冷却回路。

在所示出的实施方式中，热交换单元4包括能够在该变频器机芯组件中提供风冷回路的至少一个风机41以及沿所述风冷回路布置在第一逆变单元1和第二逆变单元2下游的热交换器42。作为非限制性示例，图1中示出了沿竖直方向依次布置的两个风机41。事实上，风机41的种类和数量可根据实际散热需求来确定。

图4是包括图1至图3所示的变频器机芯组件的一种变频器的模块化示意图。如图4所示，所述变频器包括变频器柜7和布置在变频器柜7中的上述变频器机芯组件，该变频器机芯组件的机芯外壳6的前壁61并不封闭，该前壁61上开设有能够使该变频器机芯组件的各个变频器单元与变频器柜7的内壁流体连通的各个开口，即使共用控制单元3与变频器柜7的内壁流体连通的第一开口611、使第一逆变单元1与变频器柜7的内壁流体连通的第二开口612、使第二逆变单元2与变频器柜7的内壁流体连通的第三开口613和使热交换单元4与变频器柜7的内壁流体连通的第四开口614，这些开口能够使该变频器机芯组件与变频器柜7共同限定出风冷回路的通道。根据一种实施变型，机芯外壳6也可不包括前壁61。

三个隔板5沿与机芯外壳6的前壁61和后壁62垂直的方向延伸并且平行排布于机芯外壳6中，以使共用控制单元3、第一逆变单元1、热交换单元4和第二逆变单元2从左至由依次隔开，并且限定了三个子风道，即穿过共用控制单元3的第一子风道F1、穿过第一逆变单元1(即穿过逆变模块11的散热部件111)的第二子风道F2和穿过第二逆变单元2的第三子风道F3。这三个隔板5与机芯外壳6的后壁62隔有间隙，以能够使流出这三个子风道的空气沿机芯外壳6的后壁62汇聚。

图4中的实线箭头示出了该变频器中的风冷回路。当风机41启动之后，由风机41向前吹出的空气经由机芯外壳6的前壁61上的第四开口614从热交换单元4流出直至变频机柜7的前壁71，然后沿变频机柜7的前壁71朝向左右分流，再经由机芯外壳6的前壁61上的第一开口611、第二开口612和第三开口613分别进入第一子风道F1、第二子风道F2和第三子风道F3以分别冷却共用控制单元3、第一逆变单元1和第二逆变单元2，从这三个子风道分别流出的空气沿机芯外壳6的后壁62最终汇聚至热交换器42，以经由热交换器42与外部环境实现热交换。由于风冷回路通道的合理设计，热交换单元4实现了对共用控制单元3、第一逆变单元1和第二逆变单元2的同时冷却，满足了该变频器机芯组件的较高散热需求。

优选地，热交换器42为空气/水热交换器，以通过从外部进入的水带走风冷回路中的空气的热量。在所示出的实施方式中，进水管路421和出水管路422从热交换器42的本体向后延伸并且依次穿过机芯外壳6的后壁62和变频机柜7的后壁72，以使该热交换器42与该变频器的外部实现水流传输。

当然，热交换器42的进水管路421和出水管路422的布置位置不是限制的。根据一种实施变型，进水管路421和出水管路422从热交换器42的本体可向上延伸并且依次穿过机芯外壳6的上壁和变频机柜7的上壁。事实上，进水管路421和出水管路422可布置在不与第一逆变单元1和第二逆变单元2的位置发生干涉的其它任何位置。此处的“干涉”理解为由于存在第一逆变单元1和第二逆变单元2，进水管路421和出水管路422不能够延伸穿过第一逆变单元1或第二逆变单元2的布置位置。

以上已揭示本实用新型的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本实用新型的保护范围由权利要求所确定。