矿用电动轮自卸车变流器的制作方法

1.本实用新型涉及变流器技术领域，尤其涉及一种矿用电动轮自卸车变流器。


背景技术：

2.近年来，随着矿用电动轮自卸车市场需求不断增加，矿车牵引系统正朝着大容量、高能效、新能源方向发展，在大型露天矿山中大吨位矿车被当作首选运输工具，并获得了较高的工作效率、安全性和经济效益。作为矿车核心的牵引变流器，对整车起到控制动力输出作用。大吨位矿车牵引变流器正朝着交流辅传、制动能量最大利用、绿色节能方向发展。大吨位矿车牵引变流器发热量较大，需要充分散热，否则容易造成器件失效。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种矿用电动轮自卸车变流器，其散热效果好，有利于提高变流器使用寿命。
4.本实用新型提供的一种矿用电动轮自卸车变流器，包括柜体和布置在所述柜体内的功率模块组件；所述柜体内设置有多条并联的沿水平延伸的风道，所述柜体侧面和/或背面分别设置有与所述风道连通的进风口和出风口；所述功率模块组件包括逆变斩波模块、整流模块、dc-dc功率模块和辅助逆变模块四种功率模块；逆变斩波模块用于驱动牵引电机工作，所述辅助逆变模块用于驱动辅助用电设备工作；每个功率模块上均设置有风冷散热器，所述风冷散热器设置在所述风道内。
5.优选地，所述dc-dc功率模块与所述逆变斩波模块通过共直流低感母排连接。
6.优选地，所述变斩波模块、所述dc-dc功率模块和辅助逆变模块均安装在所述柜体的正面，所述整流模块安装在所述柜体的背面。
7.优选地，所述柜体的正面设置有柜门，所述柜门通过铰链连接柜体。
8.优选地，所述柜体的背面设置有柜门，所述柜门通过挂钩安装在所述柜体上。
9.优选地，所述柜体与柜门之间通过密封条封闭。
10.优选地，所述风冷散热器与风道之间通过密封条密封。
11.优选地，所述进风口设置有过滤网。
12.优选地，所述柜体顶部后侧的顶板倾斜向下设置。
13.优选地，还包括控制单元，所述柜体内还设置有金属板件围合而成的控制腔，所述控制单元安装在所述控制腔内。
14.优选地，每个风道内设置的风冷散热器的数量不超过两个。
15.优选地，所述柜体的外部还设置有变压器和电抗器。
16.与现有技术相比，本实用新型的矿用电动轮自卸车变流器采用主辅一体技术，辅变系统通过dc-dc模块在低感母排上直流取电，行车制动时，辅变系统可最大利用主变模块上的制动能量对辅变用电设备供电，绿色节能，可为矿车业主减少极大的油耗从而增加经济效益。通过采用强迫风冷散热，从两侧进风背面出风，或从背面进风两侧出风，所有模块
散热器采用水平延伸的风道，减少上流散热器发热引起的风温叠加的影响，设置过滤网调节风阻和阻挡外部物质进入风道。将主要维护器件布置于柜体的正面以便于操作维护，不常维护器件布置在柜体的背面以便于生产安装及少量维护。骨架顶部后侧采用斜角设计，正面柜门采用铰链结构，背面柜门取消铰链设置挂钩，提高矿车平台狭小的安装空间的适应性，匹配同吨位不同业主不同车型的可装配性，提高了产品可维护性。柜体与柜门采用密封条封闭，散热器与风道采用密封条密封，实现变流器除风道外与外部环境全密封，以适应矿山严苛的粉尘雨雪环境。本实用新型的矿用电动轮自卸车变流器风阻低，散热效果好，结构简单，无需额外操作，成本低。
17.上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。
附图说明
18.在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
19.图1为本实用新型一实施例提供的矿用电动轮自卸车变流器正面的结构示意图；
20.图2为本实用新型一实施例提供的矿用电动轮自卸车变流器背面的结构示意图；
21.图3为本实用新型一实施例提供的矿用电动轮自卸车变流器正面的布局示意图(略去柜门)；
22.图4为本实用新型一实施例提供的矿用电动轮自卸车变流器背面的布局示意图(略去柜门)；
23.图5为本实用新型一实施例提供的矿用电动轮自卸车变流器右侧的结构示意图；
24.图6为图5中a处的放大图；
25.图7为本实用新型一实施例提供的矿用电动轮自卸车变流器左侧的结构示意图；
26.图8为本实用新型另一实施例提供的矿用电动轮自卸车变流器背面的布局示意图(略去柜门)。
27.附图标记说明：
28.1、柜体；2、柜门；3、逆变斩波模块；4、整流模块；5、dc-dc功率模块；6、辅助逆变模块；7、共直流低感母排；8、辅助及斩波接线腔；9、控制腔；10、变压器；11、电抗器；12、防护网；13、控制单元的接口；14、主变电路的输入输出电缆接口；15、辅助及斩波电缆接口；16、挂钩；17、控制单元；21、第一柜门；22、第二柜门；23、第三柜门；24、第四柜门；25、第五柜门；26、第六柜门；27、第七柜门；28、第八柜门；
29.b、进风口；b11、第一进风口；b12、第二进风口；b21、第三进风口；b22、第四进风口；b23、第五进风口；b31、第六进风口；b32、第七进风口；
30.c、出风口；c1、第一出风口；c2、第二出风口；c3、第三出风口。
具体实施方式
31.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本实用新型中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范
dc功率模块5和辅助逆变模块6均设有风冷散热器，散热器的翅片置于风道内。
38.变流器中风道的设置数量和分布根据功率模块组件中模块的种类、数量以及分布来确定。如图1至图7所示，以功率模块组件包括4个逆变斩波模块3、2个整流模块4、1个dc-dc功率模块5和2个辅助逆变模块6为例，将柜体1设置为上中下三层，在柜体1的正面设置七个柜门2，在柜体1的背面设置一个柜门2。
39.4个逆变斩波模块3布置在柜体1正面中层和下层，形成田字形结构，田字中间纵向设有共直流低感母排7将4个逆变斩波模块3连接起来；柜体1上4个逆变斩波模块3的安装位置对应设置有第一柜门21和第二柜门22，没个柜门用于安装和维护2个逆变斩波模块3。柜体1正面上层设有1个dc-dc功率模块5和2个辅助逆变模块6，其中dc-dc功率模块5设置在共直流低感母排7附近，dc-dc功率模块5与逆变斩波模块3通过共直流低感母排7连接，通过共直流低感母排7取电将主变电路电量通过变压器10变压传递给辅助逆变模块6，有利于降低支撑电容之间的杂散电感，柜体1上dc-dc功率模块5的安装位置对应设置有第六柜门26，第六柜门26用于安装和维护dc-dc功率模块5；柜体1上2个辅助逆变模块6的安装位置对应设置有第五柜门25和第四柜门24，第五柜门25和第四柜门24用于安装和维护2个辅助逆变模块6。2个整流模块4布置在柜体1背面左侧的中层，柜体1上2个整流模块4的安装位置对应设置有第八柜门28，第八柜门28用于安装和维护2个整流模块4。
40.柜体1内设置7条独立风道，每条风道优选设置有独立的进风口，进风口可设置在柜体1的侧面；柜体1的背面设置有与风道相连通的3个出风口。其中上层设置有第一风道和第二风道，第一风道连通第一进风口b11和第一出风口c1，第二风道连通第二进风口b12和第一出风口c1；中层设置有第三风道、第四风道和第五风道，第三风道连通第三进风口b21和第二出风口c2，第四风道连通第四进风口b22和第二出风口c2，第五风道连通第五进风口b23和第二出风口c2；下层设置有第六风道和第七风道，第六风道连通第六进风口b31和第三出风口c3，第七风道连通第七进风口b32和第三出风口c3。
41.1个dc-dc功率模块5单独使用一条风道，其上的散热翅片设置位于上层的第一风道内。2个辅助逆变模块6共用一条风道，其上的散热翅片都设置在位于上层的第二风道内。2个整流模块4共用一条风道，其上的散热翅片都设置在位于中层的第五风道内。每个逆变斩波模块3单独使用一条风道，位于中层的2个逆变斩波模块3的散热翅片分别设置在位于中层的第三风道和第四风道内；位于下层的2个逆变斩波模块3的散热翅片分别设置在位于下层的第六风道和第七风道内。
42.变流器左右侧进风，背面出风，3层7个独立风道并联，每一个单独的风道最多有两个散热器，大大减小变流器系统风阻，并减少上流散热器发热引起的风温叠加的影响，大大提高功率模块散热性能。风速按8m/s进风时，该变流器风阻约500pa；而若采用上部进风，底部或后部出风串联的结构的话，风阻至少增加到1200pa。同时进风口b处优选设置过滤网，阻止外部大型物质进入风道堵塞散热器，同时通过调节过滤网网孔数量与大小调节进风风量与风阻，以匹配不同风道的风阻。
43.除了从侧面进风，从背面出风的方式外，在其他实施方式中，也可将进风口b部分或全部设置在背面，出风口c设置在侧面，也可达到减小变流器系统风阻的效果(参见图8)。
44.柜体1的正面上层左侧凸出位置设置辅助及斩波接线腔8，辅助及斩波接线腔8上设置有独立的第七柜门27，辅助逆变模块6的电缆和逆变斩波模块3的电缆布置在辅助及斩
波接线腔8内，柜体1设置有辅助及斩波电缆接口15，用于连接制动电阻或辅助用电设备，布置靠近制动电阻，有利于柜内电缆布线简洁，也有利于整车走线设计。
45.进出线组件包括主变电路的输入输出电缆接口14，整流模块4通过电缆连接主变电路的输入电缆接口，逆变斩波模块3通过电缆连接主变电路的输出电缆接口。变流器通过主变电路的输入输出电缆接口14连接三相输入电缆(来自发电机)与输出电缆(输出至牵引电机)。这些电缆优选朝后连接，可在变流器柜体1背面的下部设置主电路接线腔，将主变电路的输入输出电缆接口14布置在主电路接线腔内。
46.柜体1正面右侧中层和下层设有控制腔9，控制腔9内安装有控制单元17，控制单元17与功率模块组件可采用光纤连接，控制单元17的安装以高度位置便于人员经常操作为宜。控制腔9上设置独立的第三柜门23，第三柜门23用于控制腔9内单元器件的安装、操作、调试和维护。控制腔9与柜体1内的其他腔体之间通过金属板件隔离实现强弱电分离。控制单元的接口13布置在柜体1左侧面上。
47.设置在柜体1正面的柜门优选通过铰链连接柜体1，方便柜门的开关。因后部维护空间有限，柜体1背面的柜门取消铰链，通过挂钩16安装在柜体1，上维护时需将整个柜门取走，为方便此门的装拆。
48.柜体1骨架采用框架梁焊接而成，功率模块组件、变压器10、电抗器11等重量较大的器件直接安装在柜体1焊接梁上，以适应矿车严苛的振动条件。柜体1与柜门2采用密封条封闭，模块散热器与风道采用密封条密封，实现变流器除风道外与外部环境全密封，以适应矿山严苛的粉尘雨雪环境。
49.柜体1骨架顶部后侧采用斜角设计，柜体1顶部后侧的顶板倾斜向下设置，以更好的适应安装在矿车平台上，特别是需要在变流器布置矿车牵引电机或者发电机的散热风道时，有利于节省矿车安装空间。
50.变流器的变压器10、电抗器11优选设置在柜体1外，与柜内器件完全隔离，消除了变压器10、电抗器11对变流器内器件的电磁干扰和散热影响。优选将变压器10设置在底部，将电抗器11设置在变压器10上方，这样有利于降低产品重心，提升稳定性。在其他实施方式中，也可以将变压器10与电抗器11的位置互换。为了防止较大颗粒或石块碰撞电压器和电抗器11，优选在电压器和电抗器11上罩设防护网12。
51.在其他实施方式中，可以把变流器的功能分成多个机构，或者只使用部分功能都属于本专利的保护范围，比如只用2个逆变斩波模块3、只有1个辅变逆变模块、只用1个整流模块4。
52.最后应说明的是：以上实施方式及实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式及实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式或实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式或实施例技术方案的精神和范围。