本實(shí)用新型涉及逆變器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種逆變器柜、光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)：

逆變器是將電力系統(tǒng)中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備。隨著光伏、風(fēng)電等領(lǐng)域內(nèi)大功率逆變器規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)逆變器的穩(wěn)定性和成本控制的要求越來(lái)越突出。同時(shí)，光伏電站內(nèi)或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在日趨惡劣的工作環(huán)境中工作，對(duì)逆變器自身的散熱性能、周邊環(huán)境的溫度及安裝房間的面積的要求也更為嚴(yán)苛。

逆變器設(shè)備的機(jī)柜中設(shè)有功率模塊、電抗器等高功率器件和一些低功率器件，它們對(duì)散熱性能的要求各有不同。為了提升逆變器內(nèi)部的散熱性能，確保高發(fā)熱量的電氣元件的使用壽命，降低設(shè)備的運(yùn)輸成本以及設(shè)備的安裝面積，需要對(duì)逆變器的設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于，提供一種逆變器柜、光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，以提高逆變器柜的散熱性能，并減小逆變器柜體的體積，降低逆變器柜的運(yùn)輸成本。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一方面，提供一種逆變器柜，逆變器柜的柜體被隔為上部腔體和下部腔體，所述上部腔體的前部和后部分別設(shè)有功率模塊和散熱風(fēng)道，所述下部腔體被隔為前部腔體和后部腔體，在所述后部腔體內(nèi)設(shè)有電抗器，在所述前部腔體內(nèi)設(shè)有低功率器件，所述功率模塊的后部與所述散熱風(fēng)道連通，所述后部腔體在頂端設(shè)有開口與所述散熱風(fēng)道連通。

可選地，所述功率模塊的輸出端與所述電抗器電連接。

可選地，所述前部腔體被隔為直流側(cè)子腔體和交流側(cè)子腔體，所述直流側(cè)子腔體內(nèi)設(shè)有直流側(cè)單元模塊，所述交流側(cè)子腔體內(nèi)設(shè)有交流側(cè)元器件，所述交流側(cè)元器件包括接線端子組件和交流斷路器。

可選地，所述后部腔體內(nèi)還設(shè)有交流接觸器，所述交流接觸器的輸入端與所述電抗器的輸出端連接，所述交流接觸器的輸出端和所述交流斷路器連接。

可選地，所述直流側(cè)子腔體內(nèi)還設(shè)有與所述直流側(cè)單元模塊連接的熔斷器，所述熔斷器與所述功率模塊的輸入端連接。

可選地，在所述柜體后部的上側(cè)設(shè)有散熱排風(fēng)口，所述逆變器柜還包括：設(shè)置在所述柜體內(nèi)側(cè)以及所述散熱排風(fēng)口處的風(fēng)機(jī)組件。

可選地，在所述上部腔體的前部以及所述功率模塊的上方還設(shè)有控制電路板。

可選地，所述直流側(cè)單元模塊包括直流電流傳感器和與所述直流電流傳感器連接的直流斷路器。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一方面，提供一種包括上述任一逆變器柜的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一方面，提供一種包括上述任一逆變器柜的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

本實(shí)用新型提供的逆變器柜分成上部腔體和下部腔體，在上部腔體內(nèi)設(shè)置功率模塊，在下部腔體內(nèi)設(shè)置電抗器，功率模塊和電抗器發(fā)出的熱量均通過(guò)兩者共用的、設(shè)置在上部腔體內(nèi)的散熱風(fēng)道排出逆變器柜，可有效地提高逆變器的散熱性能。在此基礎(chǔ)上，還將下部腔體分隔成前部腔體和后部腔體，在后部腔體內(nèi)設(shè)有電抗器，將發(fā)熱量小的逆變器元器件設(shè)置在逆變器柜前部腔體內(nèi)，將低功率器件與高功率器件分隔設(shè)置，使得低功率器件免受高功率器件釋放熱量的影響，有利于延長(zhǎng)元器件的使用壽命。此外，通過(guò)將柜體分隔成上部腔體、下部腔體、前部腔體和后部腔體用于放置逆變器元器件并且設(shè)置共用的散熱風(fēng)道，使得逆變器柜內(nèi)的布置合理，可有效地減少逆變器柜體的體積，節(jié)省其占用的空間，降低逆變器柜的成本。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本實(shí)用新型實(shí)施例的逆變器柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主視圖；

圖2是示出本實(shí)用新型實(shí)施例的逆變器柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的后視圖；

圖3是示出本實(shí)用新型實(shí)施例的逆變器柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的左視圖；

圖4是示出本實(shí)用新型實(shí)施例的逆變器柜內(nèi)的直流側(cè)單元模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

10、柜體；20、上部腔體；30、下部腔體；310、前部腔體；311、直流側(cè)子腔體；312、交流側(cè)子腔體；320、后部腔體；40、功率模塊；50、散熱風(fēng)道；60、電抗器；70、低功率器件；80、開口；90、直流側(cè)單元模塊；910、直流電流傳感器；920、直流斷路器；100、交流側(cè)元器件；1010、接線端子組件；1020、交流斷路器；110、交流接觸器；120、熔斷器；130、散熱排風(fēng)口；140、風(fēng)機(jī)組件；150、控制電路板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型實(shí)施例的示例性實(shí)施例。

如圖1～圖4所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種逆變器柜，逆變器柜的柜體10被隔為上部腔體20和下部腔體30。其中，上部腔體20的前部設(shè)有功率模塊40，其后部設(shè)有散熱風(fēng)道50，功率模塊40的后部與散熱風(fēng)道50連通，功率模塊40在運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量通過(guò)散熱風(fēng)道50排出柜體10。在本專利申請(qǐng)中，將設(shè)置有功率模塊40的一端稱為逆變器柜的前部，將設(shè)置有散熱風(fēng)道50的一端稱為逆變器柜的后部，便于操作人員從該前端對(duì)逆變器柜執(zhí)行操作和維護(hù)。

在此基礎(chǔ)上，下部腔體30被隔為前部腔體310和后部腔體320，在后部腔體320內(nèi)設(shè)有電抗器60，在前部腔體310內(nèi)設(shè)有低功率器件70，這些低功率元器件例如可以是，通信電路、銅排、直流側(cè)單元模塊、熔斷器、接線端子組件、交流斷路器等功耗較低的器件。將低功率器件70與高功率的功率模塊40和電抗器60分開放置。此外，后部腔體320在頂端設(shè)有開口80并與散熱風(fēng)道50連通，電抗器60產(chǎn)生的熱量也通過(guò)其連通的散熱風(fēng)道50排出逆變器柜體。

本實(shí)用新型提供的逆變器柜將柜體隔為上部腔體20和下部腔體30，將發(fā)熱量大的功率模塊40和電抗器60分開放置在上部腔體20和下部腔體30內(nèi)；再將下部腔體30分隔成前部腔體310和后部腔體320，分別用于放置前述發(fā)熱量大的電抗器60和低功率器件70，將低功率器件70與發(fā)熱量大的器件分開放置。此外，功率模塊40和電抗器60共用設(shè)置在上部腔體20后部的散熱風(fēng)道50來(lái)散熱，并且被分開放置的低功率器件70可獨(dú)立地進(jìn)行散熱。這種逆變器柜不僅布局合理、可減少其占用的空間，而且可改善逆變器柜的散熱性能。

由于前部腔體310內(nèi)設(shè)置的低功率器件70的發(fā)熱量比較小，因此在逆變器工作過(guò)程中可通過(guò)自然降溫的方式來(lái)進(jìn)行散熱。例如，可在前部腔體310側(cè)的柜體側(cè)壁上設(shè)置至少一個(gè)通風(fēng)口，通過(guò)這些通風(fēng)口將低功率器件70產(chǎn)生的熱量排出逆變器柜體。

在一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，功率模塊40采用三相熱管散熱器進(jìn)行散熱。與傳統(tǒng)的散熱器相比，三相熱管散熱器在同等散熱量的情況下體積更小，更有利于提高功率模塊40的散熱性能，減少功率模塊40的占用空間，從而降低機(jī)柜的柜體成本。

為了將功率模塊40和電抗器60產(chǎn)生的熱量有效地排出柜體，根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，該逆變器柜還設(shè)有風(fēng)機(jī)組件140。具體地，可在柜體后部的上側(cè)設(shè)有散熱排風(fēng)口130，在所述柜體10內(nèi)側(cè)、所述散熱排風(fēng)口130處設(shè)置有風(fēng)機(jī)組件140。

為了得到更為有效的散熱效果，風(fēng)機(jī)組件140可采用離心風(fēng)機(jī)將進(jìn)入散熱風(fēng)道50的熱空氣排出逆變器柜。此外，還可利用空氣熱脹冷縮的原理，散熱風(fēng)道50在逆變器柜內(nèi)豎直地設(shè)置，熱空氣沿散熱風(fēng)道50向上運(yùn)動(dòng)，利于熱空氣運(yùn)動(dòng)并被排出。相應(yīng)地，風(fēng)機(jī)組件140的離心風(fēng)機(jī)將吸入的熱空氣旋轉(zhuǎn)90°水平向散熱排風(fēng)口130運(yùn)動(dòng)并被排出，在此過(guò)程中不產(chǎn)生出風(fēng)風(fēng)量的明顯損耗。

以下將具體描述逆變器柜內(nèi)各器件的設(shè)置以及其連接關(guān)系。

設(shè)置在上部腔體20內(nèi)的功率模塊40的輸出端與后部腔體320內(nèi)的電抗器60電連接，例如，功率模塊40通過(guò)穿過(guò)散熱風(fēng)道50的電纜或銅排連接到電抗器60。

此外，可選地，在逆變器柜上部腔體20的前部、功率模塊40的上方還設(shè)有控制電路板150，以有效地利用上部腔體20的控件?？刂齐娐钒?50用來(lái)控制逆變器的正常工作。

為了更合理的布置逆變器的元器件，根據(jù)本實(shí)用新型的可選實(shí)施方式，將逆變器柜體的下部腔體30的前部腔體310隔為直流側(cè)子腔體311和交流側(cè)子腔體312，直流側(cè)子腔體311內(nèi)設(shè)有直流側(cè)單元模塊90，交流側(cè)子腔體312內(nèi)設(shè)有交流側(cè)元器件100，使得下部腔體30內(nèi)的器件設(shè)置更為有序，并且便于安裝和維護(hù)。

圖4示出直流側(cè)單元模塊90的一種示例性結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D4，直流側(cè)單元模塊90包括直流電流傳感器910和直流斷路器920，其中，直流斷路器920用于提供限流、短路保護(hù)等功能，直流電流傳感器910通過(guò)銅排與直流斷路器920連接，用于感測(cè)輸入到直流側(cè)單元模塊90的直流電流。此外，直流側(cè)子腔體311內(nèi)還設(shè)有與直流側(cè)單元模塊90連接的熔斷器120，用于直流側(cè)單元模塊90的過(guò)載保護(hù)。

另一方面，可選地，設(shè)置在交流側(cè)子腔體312內(nèi)的交流側(cè)元器件100可包括接線端子組件1010和用于交流電路的限流、短路保護(hù)的交流斷路器1020。用于對(duì)直流電流和交流電流進(jìn)行轉(zhuǎn)接供電的接線端子組件1010，可設(shè)置在交流斷路器1020的上方，但不限于此。

可選地，逆變器柜體的下部腔體30的后部腔體320內(nèi)還設(shè)有交流接觸器110，電抗器60的輸出端通過(guò)銅排或者電纜與交流接觸器110的輸入端連接，交流接觸器110的輸出端通過(guò)銅排或者電纜與交流側(cè)子腔體312內(nèi)的交流斷路器1020的輸入端連接，而交流斷路器1020的輸出端即為逆變器的交流輸出端。

外部電流通過(guò)直流側(cè)單元模塊90的輸入端進(jìn)入直流側(cè)子腔體311內(nèi)，然后流經(jīng)熔斷器120，最后通過(guò)功率模塊40的輸入端進(jìn)入功率模塊40并將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。經(jīng)功率模塊40轉(zhuǎn)換為交流電流后，依次經(jīng)過(guò)電抗器60、交流接觸器110和交流斷路1020，最后交流電從交流斷路器1020的輸出端輸出。

需要指出，前述下部腔體30內(nèi)的各個(gè)器件不限于設(shè)置在前述相應(yīng)的直流側(cè)子腔體311和交流側(cè)子腔體312內(nèi)。在不對(duì)下部腔體30進(jìn)行分割的情況下，在能夠滿足器件之間的連接關(guān)系的前提下，可以采用其他替代的布置/設(shè)置方式。

本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例還提供一種包括如前所述的逆變器柜的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例還提供一種包括如前所述的逆變器柜的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的逆變器柜具有如下有益效果：

本實(shí)用新型提供的逆變器柜分成上部腔體和下部腔體，在上部腔體內(nèi)設(shè)置功率模塊，在下部腔體內(nèi)設(shè)置電抗器，功率模塊和電抗器發(fā)出的熱量均通過(guò)兩者共用的、設(shè)置在上部腔體內(nèi)的散熱風(fēng)道排出逆變器柜，可有效地提高逆變器的散熱性能。在此基礎(chǔ)上，還將下部腔體分隔成前部腔體和后部腔體，在后部腔體內(nèi)設(shè)有電抗器，將發(fā)熱量小的逆變器元器件設(shè)置在逆變器柜前部腔體內(nèi)，將低功率器件與高功率器件分隔設(shè)置，使得低功率器件免受高功率器件釋放熱量的影響，有利于延長(zhǎng)元器件的使用壽命。此外，通過(guò)將柜體分隔成上部腔體、下部腔體、前部腔體和后部腔體用于放置逆變器元器件并且設(shè)置共用的散熱風(fēng)道，使得逆變器柜內(nèi)的布置合理，可有效地減少逆變器柜體的體積，節(jié)省其占用的空間，降低逆變器柜的成本。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光伏發(fā)電系統(tǒng)和/或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有前述逆變器柜的有益效果。

以上所述，僅為本實(shí)用新型實(shí)施例的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型實(shí)施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。