变流器控制器的制作方法

本实用新型涉及变流器技术领域，尤其涉及一种变流器控制器。

背景技术：

近年来国内外电力系统中风电装机比例快速增长，风力发电作为绿色能源大规模接入电力系统已成为趋势。风电变流器作为风力发电系统的核心部件之一，具有控制发电机满足风电负载适应性和电网接入适应性等重要作用。随着风电技术和市场的发展，风电变流器逐渐朝向大容量、高功率密度、高可靠性、方便维护的方向发展。

目前，变流器控制板系统通常由cpu控制核心板、模拟采样板、数字io(输入输出)板和通讯板等板组成。一般情况下，这些板以单层平铺的方式在电气柜中布局。然而，这种单层平铺的板布局方式存在很多缺点。例如，板布局占用电气柜空间大，且外部需要预留较大空间走线，电气柜内空间的使用率较低。而且，板间及对外接线多且复杂，故障点数多，影响可靠性。此外，强弱电信号线端子及走线不易分离，维护难度和安全风险高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种变流器控制器，能够节省占用空间。

本实用新型的一个方面提供一种变流器控制器。所述变流器控制器包括用于分别承担变流器控制器各功能的至少两个功能板。所述至少两个功能板以层叠的方式排布，并且，所述至少两个功能板之间通过板间接插件可插拔地通讯连接。

进一步地，所述至少两个功能板包括间隔设置的控制功能底板和通讯功能板，所述板间接插件包括第一板间接插件，所述控制功能底板与所述通讯功能板之间通过所述第一板间接插件可插拔地电连接。

进一步地，所述至少两个功能板还包括间隔设置于所述控制功能底板与所述通讯功能板之间的cpu核心板，所述板间接插件包括第二板间接插件，所述cpu核心板通过所述第二板间接插件与所述控制功能底板可插拔地电连接。

进一步地，所述变流器控制器还包括控制器壳体，所述至少两个功能板安装于所述控制器壳体内。

进一步地，所述控制器壳体包括安装在一起的壳体端盖和壳体底板，所述壳体端盖包括壳体盖板及分别从所述壳体盖板的相对两端延伸出的两个壳体侧板，所述壳体底板与所述两个壳体侧板连接，以在所述壳体端盖和所述壳体底板之间形成空腔，所述至少两个功能板收容在所述空腔中。

进一步地，所述壳体端盖呈“π”型，所述壳体底板呈“一”字型。

进一步地，所述控制功能底板通过多个第一安装定位柱安装到所述壳体底板上，所述通讯功能板通过多个第二安装定位柱安装到所述壳体盖板上。

进一步地，所述控制器壳体具有由所述壳体端盖和所述壳体底板围成的相对的第一端部开口和第二端部开口，所述第一端部开口、所述第二端部开口与所述空腔相连通。

进一步地，所述壳体端盖的所述壳体盖板通过多个第三安装定位柱安装到所述壳体底板，所述多个第三安装定位柱靠近所述第一端部开口和所述第二端部开口安装。

进一步地，所述控制功能底板具有相对的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边分别靠近所述第一端部开口和所述第二端部开口，在所述控制功能底板的所述第一侧边设置有弱电信号连接端口，在所述第二侧边设置有强电信号连接端口。

进一步地，在所述控制功能底板的所述第二侧边上设置的所述强电信号连接端口包括电网电压采样接口、定子电压采样接口、电容电压采样接口和直流母线电压采样接口中的一个或多个。

进一步地，在所述控制功能底板的所述第一侧边上设置的所述弱电信号连接端口包括rj45通讯接口、usb接口、电流采样接口和编码器接口中的一个或多个。

进一步地，所述两个壳体侧板和所述壳体盖板上分别设置有多个散热孔。

进一步地，在所述两个壳体侧板上分别设置有提手，所述壳体侧板上的所述多个散热孔分别设置在所述提手的四周及所述提手的中间位置。

进一步地，在所述第一端部开口、所述散热孔及所述第二端部开口之间形成散热风道。

进一步地，在所述通讯功能板上设置有弱电信号连接端口，并且，所述通讯功能板上设置的所述弱电信号连接端口延伸出所述壳体盖板的外表面以方便插接。

进一步地，在所述通讯功能板上设置的所述弱电信号连接端口包括di接口、do接口、canopen通讯接口、profibus通讯接口、pwm驱动接口、chopper驱动接口、crowbar驱动接口中的一个或多个。

本实用新型一个或多个的变流器控制器通过将功能板以层叠的方式布局和板间接插件能够减少变流器各种控制单板及外部走线占用电气柜空间，提升了电气柜空间利用率。而且，本实用新型的变流器控制器能够减少变流器控制器板间及对外接线数量，减少故障点，提升可靠性。并且，方便维护。

本实用新型一个或多个的变流器控制器将对外强弱电连接端子分开布局，方便强弱电连接端子插接和相应线缆走线，降低系统emc(electro-magneticcompatibility，电磁兼容性)干扰，降低人员维护难度和安全风险。

本实用新型一个或多个的变流器控制器具有良好的散热效果。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的变流器控制器的立体图；

图2为本实用新型一个实施例的变流器控制器单板系统的连接示意图；

图3为本实用新型一个实施例的控制器壳体的俯视示意图；

图4为图1所示的变流器控制器的上侧端子的示意图；

图5为图1所示的变流器控制器的下侧端子的示意图；

图6为本实用新型一个实施例的控制器壳体的正视示意图；

图7为本实用新型一个实施例的控制器壳体的左侧视示意图；

图8为本实用新型一个实施例的控制器壳体的散热风道的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本实用新型相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图1揭示了本实用新型一个实施例的变流器控制器100的立体图，图2揭示了本实用新型一个实施例的变流器控制器单板系统10的连接示意图。如图1和图2所示，本实用新型一个实施例的变流器控制器100可以应用于风力发电技术领域，其包括变流器控制器单板系统10，变流器控制器单板系统10包括用于分别承担变流器控制器100各功能的至少两个功能板，至少两个功能板以层叠的方式排布，并且，至少两个功能板之间通过板间接插件可插拔地通讯连接。

板间接插件例如可以是任何形式、任何端子(pin)数和任何个数的板级连接器，只要能够实现板与板之间通讯连接的任何可插拔连接的方式均涵盖在本实用新型的板间接插件的范围之内。板间接插件可以根据实际应用来合理选择和设计。

本实用新型的变流器控制器100通过将承担各功能的功能板以层叠的方式排布，因此，相较于现有的单层平铺的板布局方式，能够有效地节省单板的占用空间。而且，本实用新型的变流器控制器100通过将各功能板之间以板间接插件可插拔电连接的方式，能够有效减少变流器控制器单板间及对外的接线数量，从而可以减少故障点，降低故障发生率，提升可靠性。

继续参照图2所示，在一个实施例中，至少两个功能板可以包括间隔设置的控制功能底板11和通讯功能板12，板间接插件可以包括一个或多个第一板间接插件14。控制功能底板11与通讯功能板12之间可以通过一个或多个第一板间接插件14可插拔地电连接。在图2所示的实施例中，第一板间接插件14被示出为两个。

在另一个实施例中，至少两个功能板还可以包括间隔设置于控制功能底板11与通讯功能板12之间的cpu核心板13，板间接插件可以包括一个或多个第二板间接插件15。cpu核心板13可以通过一个或多个第二板间接插件15与控制功能底板11可插拔地电连接。在图2所示的实施例中，第二板间接插件15被示出为一个。

在一些实施例中，本实用新型的变流器控制器100还包括控制器壳体20，至少两个功能板安装于控制器壳体20内。图3揭示了本实用新型一个实施例的控制器壳体20的俯视示意图。如图3并配合参照图1所示，控制器壳体20包括安装在一起的壳体端盖21和壳体底板22。壳体端盖21包括壳体盖板23及分别从壳体盖板23的相对两端延伸出的两个壳体侧板24。例如，壳体侧板24可以从壳体盖板23的相对两端朝同一方向垂直延伸出。壳体底板22与两个壳体侧板24连接，从而，在壳体端盖21和壳体底板22之间形成空腔(未标号)，控制功能底板11、通讯功能板12及cpu核心板13等至少两个功能板收容在壳体端盖21和壳体底板22形成的空腔中。

如图1所示，控制器壳体20具有由壳体端盖21和壳体底板22围成的相对的第一端部开口201和第二端部开口202，第一端部开口201例如为下端开口，第二端部开口202例如为上端开口。第一端部开口201、第二端部开口202与空腔相连通。

在一个实施例中，壳体端盖21大体呈“π”型，壳体底板22大体呈“一”字型。壳体端盖21与壳体底板22围成一近似上下开口的长方盒体。

在一些实施例中，在壳体端盖21的两个壳体侧板24上分别设置有提手，例如左提手251和右提手252。左提手251和右提手252可以通过紧固件分别固定在两个壳体侧板24上。

在一些实施例中，控制功能底板11可以通过多个第一安装定位柱261安装到壳体底板22上，第一安装定位柱261可以对控制功能底板11起到结构支撑和安装固定的作用。通讯功能板12可以通过多个第二安装定位柱262安装到壳体盖板23上，第二安装定位柱262可以对通讯功能板12起到结构支撑和安装固定的作用。在一些实施例中，壳体端盖21的壳体盖板23通过多个第三安装定位柱263安装到壳体底板22。例如，多个第三安装定位柱263可以分别靠近第一端部开口201和第二端部开口202安装，从而，多个第三安装定位柱263无需穿过控制器壳体20内部的其他功能板，免去在其他功能板上设置定位孔，因此，可以节省功能板的占用面积，减小控制器壳体20的体积，并且，可以方便壳体底板22与壳体端盖21的壳体盖板23之间的安装。第一安装定位柱261、第二安装定位柱262和第三安装定位柱263的安装位置和具体数量可以依据功能板的具体布局情况而定。

图4揭示了本实用新型一个实施例的变流器控制器100的上侧端子的示意图，图5揭示了本实用新型一个实施例的变流器控制器100的下侧端子的示意图。如图4和图5所示，控制功能底板11具有相对的第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边分别靠近第一端部开口201和第二端部开口202。在一些实施例中，在控制功能底板11的第一侧边设置有弱电信号连接端口31，弱电信号连接端口31里设置有低压端子，在第二侧边设置有强电信号连接端口32，强电信号连接端口32里设置有高压端子。弱电信号连接端口31和强电信号连接端口32靠近第一端部开口201和第二端部开口202设置，从而方便插接。

在一些实施例中，在控制功能底板11上设置的强电信号连接端口32例如可以包括但不限于：电网电压采样接口、定子电压采样接口、电容电压采样接口、直流母线电压采样接口等。

在一些实施例中，在控制功能底板11上设置的弱电信号连接端口31例如可以包括但不限于：电流采样接口、usb接口、rj45通讯接口、编码器接口等。

当然，控制功能底板11的第一侧边设置的弱电信号连接端口31和第二侧边设置的强电信号连接端口32并不局限于此，其具体数量和具体类型可以根据实际应用需要来选择设计。

本实用新型的变流器控制器100通过将强电信号连接端口32设置在第二端部开口202，例如控制器壳体20的上端开口，弱电信号连接端口31设置在第一端部开口201，例如控制器壳体20的下端开口，从而使得对外的强电信号连接端口32和弱电信号连接端口31相分离。

图6揭示了本实用新型一个实施例的控制器壳体20的正视示意图。如图6并配合参照图1所示，在一些实施例中，在通讯功能板12上也可以设置有多个弱电信号连接端口33，并且，通讯功能板12上设置的多个弱电信号连接端口33延伸出壳体盖板23的外表面，从而方便插接。弱电信号连接端口33里设置有低压端子。

在一些实施例中，通讯功能板12上设置的弱电信号连接端口33例如可以包括但不限于：pwm驱动接口、di接口、do接口、canopen通讯接口、profibus通讯接口、chopper驱动接口、crowbar驱动接口等。当然，通讯功能板12上设置的弱电信号连接端口33的具体数量和具体类型也可以根据实际应用需要来选择设计。

此外，本实用新型的在控制功能底板11上设置的弱电信号连接端口31和在通讯功能板12上设置的弱电信号连接端口33并不局限于上面所述。在其他实施例中，在控制功能底板11上设置的弱电信号连接端口31和在通讯功能板12上设置的弱电信号连接端口33可以包括di接口、do接口、canopen通讯接口、profibus通讯接口、rj45通讯接口、usb接口、pwm驱动接口、chopper驱动接口、crowbar驱动接口、电流采样接口和编码器接口中的一个或多个。

在本实用新型中，将强电信号连接端口32设置在控制功能底板11上，而将部分弱电信号连接端口33设置在通讯功能板12上，通过将弱电信号连接端口33设置在与强电信号连接端子32不同的单板上，以及，将弱电信号连接端口31与强电信号连接端子32分别设置于控制器壳体20的不同侧面，从而将强弱电相分离，方便插接和走线。

本实用新型的变流器控制器100通过将走高压的强电端子和走低压的弱电端子分开布局，并且，将强电信号连接端口32集中分布在控制器壳体20的第二端部开口202，例如上端开口，从而有利于强弱电端子的插接和相应线缆走线，而且，这种端子布局设计不会存在插接弱电端子时误触碰到强电端子的安全隐患或造成的安全事故等，安全性更高，便于人员维护。

图7揭示了本实用新型一个实施例的控制器壳体20的左侧视示意图，控制器壳体20的右侧视图的布局与左侧视图的布局相同且成镜像关系。如图7并配合参照图1所示，在壳体端盖21的两个壳体侧板24设置有用于控制器壳体20内部的功能板上的发热器件散热的多个散热孔240。壳体侧板24上的多个散热孔240例如可以分别设置在左、右提手251、252的四周(例如提手的上、下、左、右方)及左、右提手251、252的中间位置。

图8揭示了本实用新型一个实施例的控制器壳体20的散热风道的示意图。如图8所示，在控制器壳体20的第一端部开口201、散热孔240及第二端部开口202之间形成散热风道，散热风道可以为置于控制器壳体20内的功能板提供散热。

冷风可以从控制器壳体20的第一端部开口201即下端开口处及左右两侧的壳体侧板24下端的散热孔240进入到控制器壳体20，然后，可以从控制器壳体20的第二端部开口202即上端开口处及左右两侧的壳体侧板24上端的散热孔240流出控制器壳体20。本实用新型的散热风道能够更加有利于控制器壳体20内部的功能板上发热元件的散热。

在另一个实施例中，如图1所示，在壳体盖板23上也可以设置用于控制器壳体20内部的功能板上的发热器件散热的多个散热孔230，从而进一步增加散热效果。

本实用新型的变流器控制器100的结构布局设计更加有利于控制器壳体20内部的功能板上的发热元件的散热。

本实用新型的变流器控制器100的结构布局设计可以适用于大容量、高功率密度、高可靠性的变流器。

本实用新型的变流器控制器100通过将功能板以层叠的方式布局和板间接插件能够减少变流器各种控制单板及外部走线占用电气柜空间，提升了电气柜空间利用率。而且，本实用新型的变流器控制器100能够减少变流器控制器板间及对外接线数量，减少故障点，提升可靠性。并且，方便维护。

本实用新型的变流器控制器100将对外强弱电连接端子分开布局，方便强弱电连接端子插接和相应线缆走线，降低系统emc(electro-magneticcompatibility，电磁兼容性)干扰，降低人员维护难度和安全风险。

本实用新型的变流器控制器100具有良好的散热效果。

以上对本实用新型所提供的变流器控制器进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的变流器控制器进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想，并不用以限制本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也均应落入本实用新型所附权利要求书的保护范围内。