电加热器调功柜及其制作方法与流程

1.本发明属于调功柜技术领域，尤其涉及一种电加热器调功柜及其制作方法。


背景技术：

2.近年来，随着国内外特殊工业的不断发展，特别是航空发动机试验气源领域的加温系统，其电加热温度的自动控制系统大多数是靠整流元件，然后进行调功来实现。
3.目前，高温气源系统采用电加热器将压缩空气加热，调功柜用于电加热器的功率和输出温度调节。传统的调功柜均为固定柜形式，即igbt调功单元分组固定装设于调功柜内。调功柜产品制造安装完成后，如果需求变化，无法重新进行调整和布置，调功单元故障时必须全系统停运维修，维修影响较大，时间较长。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电加热器调功柜及其制作方法，以解决传统调功柜均采用固定柜形式，导致需求变化时无法重新进行柜内调整和布置，以及故障时须全系统停运维修，导致维修成本高、维修时间长。
5.本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种电加热器调功柜，包括进线柜以及至少一出线柜；在所述出线柜内可拆卸地设有不同排列组合的接触器模块和/或调功模块；
6.所述接触器模块的数量由仅需开关调节的电加热器的加热元件的数量来确定，所述接触器模块与仅需开关调节的加热元件一一对应，所述接触器模块的规格由对应的加热元件的规格来确定；
7.所述调功模块的数量由需功率调节的电加热器的加热元件的数量来确定，所述调功模块与需功率调节的加热元件一一对应，所述调功模块的规格由对应的加热元件的规格来确定；
8.所述进线柜的输入端接外部电源，进线柜的输出端分别接各加热元件，所述进线柜还接各所述出线柜；所述接触器模块和/或调功模块的输入端与所述出线柜连接，接触器模块和/或调功模块的输出端接对应的加热元件。
9.进一步地，每个所述接触器模块由熔断器和接触器触点串联构成，所述接触器触点的通断由控制模块来控制。
10.进一步地，每个所述调功模块由熔断器和调功元件串联构成，所述调功元件的通断由控制模块来控制。
11.进一步地，所述接触器模块、调功模块的电流规格包括100a、200a和400a。
12.进一步地，电流规格为100a的接触器模块或调功模块的长宽高分别为800mm、600mm、300mm。
13.进一步地，电流规格为200a的接触器模块或调功模块的长宽高分别为800mm、600mm、600mm。
14.进一步地，电流规格为400a的接触器模块或调功模块的长宽高分别为800mm、600mm、900mm。
15.基于同一发明构思，本发明还提供一种如上所述电加热器调功柜的制作方法，包括以下步骤：
16.确定所述电加热器仅需开关调节的加热元件和需功率调节的加热元件的数量，根据每个仅需开关调节的加热元件的规格选择对应规格的接触器模块，根据每个需功率调节的加热元件的规格选择对应规格的调功模块；
17.根据不同规格的所述接触器模块和调功模块的尺寸以及出线柜的尺寸，对所述接触器模块和/或调功模块进行排列组合，并将排列组合后的接触器模块和/或调功模块安装于所述出线柜内；
18.根据所有出线柜的总电流选择对应规格的进线柜；
19.将所述进线柜与各出线柜、加热元件进行连接，完成该电加热器的调功柜的制作。
20.进一步地，在接触器模块和/或调功模块排列组合过程中，接触器模块和/或调功模块的总高度不能高于出线柜的高度；当排列组合的接触器模块和/或调功模块的总高度小于出线柜高度时，对出线柜的剩余空间采用可拆卸盖板封闭。
21.进一步地，将排列组合后的接触器模块和/或调功模块安装于所述出线柜内的安装原则为：小尺寸的接触器模块和/或调功模块安装于出线柜柜体上部，大尺寸的接触器模块和/或调功模块安装于出线柜柜体下部。
22.有益效果
23.与现有技术相比，本发明的优点在于：
24.本发明所提供的一种电加热器调功柜及其制作方法，接触器模块和调功模块均采用模块化设计，当电加热器的加温元件和/或工艺流程调整时，可以灵活地调整接触器模块和/或调功模块的数量和规格，能够适应实际生产需求变化，提高了调功柜的应用适应性；当接触器模块和/或调功模块出现故障时，只需将故障的模块拆卸、取出，然后更换为备用模块即可，大大降低了维修成本和维修时间，在缺少故障模块的情况下，调功柜其余部分可以继续运行，无需整个调功柜停运维修。
25.本发明采用接触器模块与调功模块混用形式，接触器模块成本低，在实现工艺需求的前提下降低了调功柜造价。
26.本发明的调功柜采用国内标准抽屉式低压开关柜的外形尺寸和框架结构，接触器模块和/调功模块的尺寸与标准低压开关柜适配，直接使用现有柜体即可，无需重新制造其他外形尺寸和框架结构的柜体，便于利用现有柜体制造生产、加工和应用。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明实施例中成套布置的电加热器调功柜布置示意图；
29.图2是本发明实施例中接触器模块电气原理图；
30.图3是本发明实施例中调功模块电气原理图；
31.图4(a)是本发明实施例中100a接触器模块外形图；
32.图4(b)是本发明实施例中200a接触器模块外形图；
33.图4(c)是本发明实施例中400a接触器模块外形图；
34.图5(a)是本发明实施例中100a调功模块外形图；
35.图5(b)是本发明实施例中200a调功模块外形图；
36.图5(c)是本发明实施例中400a调功模块外形图；
37.图6是本发明实施例中不同组合形式的单台出线柜布置示意图。
38.其中，1-供电母线，2-熔断器，3-接触器触点，4-出线电缆，5-调功元件，6-100a熔断器，7-100a接触器，8-200a熔断器，9-200a接触器，10-400a熔断器，11-400a接触器，12-100a调功元件，13-200a调功元件，14-400a调功元件，15-母排室，16-底座。
具体实施方式
39.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
41.本发明实施例所提供的一种电加热器调功柜，包括进线柜以及三台出线柜；在所述出线柜内可拆卸地设有不同排列组合的接触器模块和/或调功模块；所述接触器模块的数量由仅需开关调节的电加热器的加热元件的数量来确定，所述接触器模块与仅需开关调节的加热元件一一对应，所述接触器模块的规格由对应的加热元件的规格来确定；所述调功模块的数量由需功率调节的电加热器的加热元件的数量来确定，所述调功模块与需功率调节的加热元件一一对应，所述调功模块的规格由对应的加热元件的规格来确定；所述进线柜的输入端接外部电源，进线柜的输出端分别接各加热元件，所述进线柜还接各所述出线柜；所述接触器模块和/或调功模块的输入端与所述出线柜连接，接触器模块和/或调功模块的输出端接对应的加热元件。
42.示例性的，如图1所示，某电加热器包括10个加热元件，其中仅需开关调节的加热元件的数量为5个，需功率调节的加热元件的数量为5个。5个仅需开关调节的加热元件中，有3个加热元件的所需电流为100a，则给这3个加热元件分别配置一100a接触器模块；有2个加热元件的所需电流为400a，则给这2个加热元件分别配置一400a接触器模块。5个需功率调节的加热元件中，有2个加热元件的所需电流为100a，则给这2个加热元件分别配置一100a调功模块；有2个加热元件的所需电流为200a，则给这2个加热元件分别配置一200a调功模块；有1个加热元件的所需电流为400a，则给这个加热元件配置一400a调功模块。加热元件与模块一一对应。
43.在本发明的一种具体实施方式中，每个所述接触器模块由熔断器2和接触器触点3串联构成，所述接触器触点3的通断由控制模块来控制，如图2所示。
44.在本发明的一种具体实施方式中，每个所述调功模块由熔断器2和调功元件5串联构成，所述调功元件5的通断由控制模块来控制，如图3所示。
45.在本发明的一种具体实施方式中，接触器模块、调功模块的电流规格包括100a、200a和400a。示例性的，100a接触器模块由100a熔断器6和100a接触器7触点串联构成，如图4(a)所示；200a接触器模块由200a熔断器8和200a接触器9触点串联构成，如图4(b)所示；400a接触器模块由400a熔断器10和400a接触器11触点串联构成，如图4(c)所示。示例性的，100a调功模块由100a熔断器6和100a调功元件12串联构成，如图5(a)所示；200a调功模块由200a熔断器8和200a调功元件13串联构成，如图5(b)所示；400a调功模块由400a熔断器10和400a调功元件14串联构成，如图5(c)所示。
46.接触器模块和调功模块均为抽出式标准尺寸，以匹配标准抽屉式低压开关柜，无需重新开发低压开关柜，便于利用现有柜体制造生产，同时可在柜体框架内灵活组合。本实施例中，电流规格为100a的接触器模块或调功模块的长宽高分别为800mm、600mm、300mm，如图4(a)和5(a)所示；电流规格为200a的接触器模块或调功模块的长宽高分别为800mm、600mm、600mm，如图4(b)和5(b)所示；电流规格为400a的接触器模块或调功模块的长宽高分别为800mm、600mm、900mm，如图4(c)和5(c)所示。
47.标准抽屉式低压开关柜包括母排室15、底座16和柜体，总高度为2200mm，柜体高度为1800mm，母排室15高度为300mm，底座16高度为100mm。在安装时，接触器模块和/或调功模块排列组合后的总高度不能超过柜体高度。如图1所示的某电加热器的调功柜，包括三台出线柜，即三台低压开关柜，该调功柜包括3个100a接触器模块、2个400a接触器模块、2个100a调功模块、2个200a调功模块和1个400a调功模块，根据接触器模块和调功模块的尺寸以及出线柜的尺寸对接触器模块和/或调功模块进行排列组合，第一组合为100a接触器模块+200a调功模块+400a接触器模块，其总高度为1800mm，未超过柜体高度；第二组合为400a接触器模块+400a调功模块，其总高度为1800mm，未超过柜体高度；第三组合为100a接触器模块+100a调功模块+100a接触器模块+100a调功模块+200a调功模块，其总高度为1800mm，未超过柜体高度。
48.接触器模块和调功模块为标准宽度、标准深度和模数化高度，在空间允许范围内模块可以自由组合；采用现有抽出式低压开关柜的抽屉结构和标准尺寸，可以免工具快速抽出，便于现场维护和更换。接触器模块和调功模块在出线柜内的安装原则为：小尺寸的接触器模块和/或调功模块安装于出线柜柜体上部，大尺寸的接触器模块和/或调功模块安装于出线柜柜体下部。
49.进线柜的输入端接外部电源，进线柜的输出端分别接电加热器的各加热元件，为各加热元件提供电源；进线柜还通过铜排接各出线柜，为各出线柜提供电源；在各出线柜的母排室15设有垂直母排；接触器模块和调功模块的输入端通过供电母线采用插接件插入对应出线柜的垂直母排，接触器模块和调功模块的输出端采用出线电缆引出。
50.基于同一发明构思，本发明还提供一种如上所述电加热器调功柜的制作方法，包括以下步骤：
51.步骤一：确定接触器模块和/或调功模块的数量和规格。
52.确定所述电加热器仅需开关调节的加热元件和需功率调节的加热元件的数量，根据每个仅需开关调节的加热元件的规格选择对应规格的接触器模块，根据每个需功率调节的加热元件的规格选择对应规格的调功模块。
53.只需开关调节或控制，不需要功率调节的加热元件，选择接触器模块；需要进行功
率调节的加热元件，选择调功模块。
54.示例性的，如图6所示，某电加热器包括10个加热元件(则需配置10个模块)，其中仅需开关调节的加热元件的数量为5个(则需配置5个接触器模块)，需功率调节的加热元件的数量为5个(则需配置5个调功模块)。5个仅需开关调节的加热元件中，有3个加热元件的所需电流为100a，则给这3个加热元件分别配置一100a接触器模块；有2个加热元件的所需电流为400a，则给这2个加热元件分别配置一400a接触器模块。5个需功率调节的加热元件中，有2个加热元件的所需电流为100a，则给这2个加热元件分别配置一100a调功模块；有2个加热元件的所需电流为200a，则给这2个加热元件分别配置一200a调功模块；有1个加热元件的所需电流为400a，则给这个加热元件配置一400a调功模块。
55.步骤二：接触器模块和/或调功模块在对应出线柜中的安装。
56.根据不同规格的所述接触器模块和调功模块的尺寸以及出线柜的尺寸，对所述接触器模块和/或调功模块进行排列组合，并将排列组合后的接触器模块和/或调功模块安装于所述出线柜内。
57.示例性的，如图1和6所示的某电加热器的调功柜，包括三台出线柜，由步骤一确定该调功柜包括3个100a接触器模块、2个400a接触器模块、2个100a调功模块、2个200a调功模块和1个400a调功模块。根据接触器模块和调功模块的尺寸以及出线柜的尺寸对接触器模块和/或调功模块进行排列组合，第一组合为100a接触器模块+200a调功模块+400a接触器模块，其总高度为1800mm，未超过柜体高度；第二组合为400a接触器模块+400a调功模块，其总高度为1800mm，未超过柜体高度；第一组合为100a接触器模块+100a调功模块+100a接触器模块+100a调功模块+200a调功模块，其总高度为1800mm，未超过柜体高度。
58.接触器模块和调功模块在出线柜内的安装原则为：小尺寸的接触器模块和/或调功模块安装于出线柜柜体上部，大尺寸的接触器模块和/或调功模块安装于出线柜柜体下部。
59.将第一组合安装于第一台出线柜，将第二组合安装于第二台出线柜，将第三组合安装于第三台出线柜，并将每个组合中的接触器模块和/或调功模块通过供电母线采用插接件插入对应出线柜的垂直母排，接触器模块和/或调功模块的输出端采用出线电缆引出，便于接对应的加热元件。
60.步骤三：进线柜的选择：根据所有出线柜的总电流选择对应规格的进线柜，进线柜与目前市场上应用的固定柜形式相同。
61.步骤四：接线
62.将所述进线柜与各出线柜、加热元件进行连接，完成该电加热器的调功柜的制作。
63.以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。