本發(fā)明涉及一種可拓展式全防護功率平臺。

背景技術(shù)：

隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展和人們要求的不斷提高，電力電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，例如電力系統(tǒng)，電氣節(jié)能，新能源以及一般工業(yè)等領(lǐng)域。近些年，戶外電力電子設(shè)備安裝需求日趨增多，運營商對于戶外電力電子設(shè)備的要求也越來越高，其中包括設(shè)備成本，運行可靠性，設(shè)備防護等等。通常戶外設(shè)備會有防塵防水防鹽霧等要求，尤其是需要工作在惡劣環(huán)境的戶外電力電子設(shè)備，如沙漠，沿海，海上等惡劣的環(huán)境。由于柜體內(nèi)部裝有發(fā)熱設(shè)備，傳統(tǒng)的戶外電力電子設(shè)備通常采用的是工業(yè)空調(diào)，水冷或散熱風(fēng)機來解決散熱問題。工業(yè)空調(diào)存在的問題是耗能大，安裝復(fù)雜，需定期維護。水冷換熱存在的問題是體積龐大，水路復(fù)雜且易泄露，存在嚴(yán)重的安全隱患。風(fēng)機冷卻無法實現(xiàn)柜體的全封閉，水，塵及鹽霧極易進入柜體內(nèi)，所以大大降低了設(shè)備的防護性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可拓展式全防護功率平臺，散熱效果好，實現(xiàn)柜體的全封閉散熱，提高功率平臺的防護等級。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種可拓展式全防護功率平臺，包括柜體、電氣功率單元、熱交換器、引風(fēng)機、循環(huán)風(fēng)機、風(fēng)道、風(fēng)腔，電氣功率單元設(shè)置在柜體中部，循環(huán)風(fēng)機設(shè)置在柜體頂部的風(fēng)道端口；熱交換器設(shè)置在柜體后側(cè)壁上，風(fēng)腔與熱交換器相連通，風(fēng)腔底部連接有引風(fēng)機，引風(fēng)機將外部冷空氣引入到風(fēng)腔作為冷風(fēng)源，熱交換器利用冷風(fēng)源冷卻柜體內(nèi)的熱風(fēng)，冷卻后的風(fēng)通過循環(huán)風(fēng)機引入到風(fēng)道內(nèi)，再由循環(huán)風(fēng)機送到柜體前側(cè)為電氣功率單元降溫散熱，為電氣功率單元散熱后形成的熱風(fēng)，經(jīng)過柜體后側(cè)的風(fēng)腔，進入熱交換器進行進一步冷卻。

所述的熱交換器為矩陣式氣氣熱交換器，是可擴展結(jié)構(gòu)，根據(jù)散熱量的大小，可X軸，Y軸，Z軸拓展熱交換器的大小，包括封蓋、限位支柱、換熱片，限位支柱兩端與封蓋連接；若干換熱片層疊在封蓋之間，并通過限位支柱限位；換熱片上設(shè)有向換熱片兩側(cè)突起的若干凸臺；換熱片相對的兩邊向換熱片一側(cè)彎折形成片狀插舌，換熱片的另一對相對的兩邊向換熱片另一側(cè)彎折形成滑槽，換熱片的插舌插入相鄰另一個換熱片的滑槽內(nèi)；若干換熱片相互插接，形成相互交錯的冷熱風(fēng)道；相鄰的換熱片通過凸臺相互支撐固定，同時起到穩(wěn)流作用。

所述的電氣功率單元為可拓展結(jié)構(gòu)，兩組以上電氣功率單元設(shè)置在柜體內(nèi)，根據(jù)設(shè)備容量的增大可增加電氣功率單元的數(shù)量，每組電氣功率單元均與一個以上引風(fēng)機、一個以上循環(huán)風(fēng)機、一個風(fēng)道、一個風(fēng)腔、一組熱交換器配套使用，在柜體內(nèi)形成兩個以上循環(huán)風(fēng)路，形成可擴展全防護型封閉散熱結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本功率平臺的散熱結(jié)構(gòu)是可擴展全防護型封閉散熱結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用在任何需散熱的封閉結(jié)構(gòu)中，如：通訊基站、高低壓變頻器，靜止無功發(fā)生器，風(fēng)電變流器，光伏逆變器，岸電，無功補償?shù)取Ｍㄟ^風(fēng)道、循環(huán)風(fēng)機在柜內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)散熱，利用熱交換器、風(fēng)腔和引風(fēng)機形成對外換熱系統(tǒng)，進而實現(xiàn)全封閉散熱，同時采用矩陣式氣氣熱交換器使柜體內(nèi)外完全隔離，提高了功率平臺的防護等級，能夠適應(yīng)任何惡劣環(huán)境，確保功率平臺能夠正常工作。本發(fā)明的另一特點是全防護功率平臺的多功能和可拓展性，其功率平臺可方便的連接成整流、可控整流、逆變、整流和逆變單元的并聯(lián)和串聯(lián)，即功率和電壓的擴展，其全封閉散熱性能也隨之?dāng)U展。本發(fā)明的功率平臺可方便的用于整流器，即大功率整流裝置、SVG、SVC、變頻器和四相線變頻器等裝置，即是全防護可擴展的功率平臺。

附圖說明

圖1是可拓展式全防護功率平臺的主視圖。

圖2是可拓展式全防護功率平臺的側(cè)視圖。

圖3是可拓展式全防護功率平臺的立體圖。

圖4是可拓展式全防護功率平臺拓展后的主視圖。

圖5是熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是熱交換器的爆炸圖。

圖7是圖6沿A-A線的剖視圖。

圖8是兩個換熱片的示意圖。

圖9是換熱片的主視圖。

圖10是換熱片的左視圖。

圖11是換熱片的俯視圖。

圖12是圖10的I部放大圖。

圖13是換熱片組成的風(fēng)道示意圖。

圖14是二極管三相整流逆變功率單元。

圖15是三相整流逆變功率電流擴展單元。

圖16是三相整流逆變功率電壓擴展單元。

圖17是三極管三相可控整流逆變功率單元。

圖18是三相可控整流逆變電流擴展功率單元。

圖19是三相可控整流逆變電壓擴展功率單元。

圖20是三相整流逆變功率單元擴展應(yīng)用電路。

圖21是高壓變頻器功率單元原理電路圖。

圖22是3kV高壓變頻器功率單元應(yīng)用圖。

圖23是6kV高壓變頻器功率單元應(yīng)用圖。

圖24是10kV高壓變頻器功率單元應(yīng)用圖。

圖25是SVG功率單元原理圖。

圖26是三相功率單元串聯(lián)電路。

圖27是靜止同步補償器功率單元原理圖。

圖中：1-柜體 2-電氣功率單元 3-熱交換器 4-引風(fēng)機 5-風(fēng)腔 6-循環(huán)風(fēng)機 7-風(fēng)道 301-封蓋 302-限位支柱 303-密封條 304-換熱片 305-螺栓 306-螺釘 307-滑槽308-凸臺 309-插舌。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。

見圖1-圖3，一種可拓展式全防護功率平臺，包括柜體1、電氣功率單元2、熱交換器3、引風(fēng)機4、循環(huán)風(fēng)機6、風(fēng)道7、風(fēng)腔5，電氣功率單元2設(shè)置在柜體1中部，循環(huán)風(fēng)機6設(shè)置在柜體1頂部的風(fēng)道7端口，循環(huán)風(fēng)機6出口設(shè)置在柜體1前側(cè)頂部；熱交換器3設(shè)置在柜體1后側(cè)壁上，風(fēng)腔5與熱交換器3相連通，風(fēng)腔5底部連接有引風(fēng)機4，引風(fēng)機4將外部冷空氣引入到風(fēng)腔5作為冷風(fēng)源，熱交換器3利用冷風(fēng)源冷卻柜體1內(nèi)的熱風(fēng)，冷卻后的風(fēng)通過循環(huán)風(fēng)機6引入到風(fēng)道7內(nèi)，再由循環(huán)風(fēng)機6送到柜體1前側(cè)為電氣功率單元2降溫散熱，為電氣功率單元2散熱后形成的熱風(fēng)，經(jīng)過柜體1后側(cè)的風(fēng)腔5，進入熱交換器3進行進一步冷卻。

見圖2，風(fēng)道7的一端直接與熱交換器3相對應(yīng)，熱交換器3可設(shè)置在柜門上，熱交換器3的出口與風(fēng)道7的一端相對，并在風(fēng)道7的一端設(shè)置一個循環(huán)風(fēng)機6，同時在風(fēng)道7的另一端設(shè)置另一個循環(huán)風(fēng)機6，分別用于吸風(fēng)和吹風(fēng)，見圖2。當(dāng)柜門關(guān)閉時，熱交換器3的出口與風(fēng)道7的一端相互連接密封，確保冷風(fēng)進入風(fēng)道7，然后再由循環(huán)風(fēng)機6將冷風(fēng)從風(fēng)道7的另一端引出，為電氣功率單元1散熱。風(fēng)腔5與引風(fēng)機4、熱交換器2密封連接，可防止柜內(nèi)外空氣對流，確保柜內(nèi)密封，保護電氣功率單元。

見圖4，電氣功率單元2可拓展，應(yīng)用在高低壓變頻器，靜止無功發(fā)生器，風(fēng)電變流器，光伏逆變器，岸電，無功補償領(lǐng)域。電氣功率單元2為兩組以上設(shè)置在柜體1內(nèi)，每組電氣功率單元2均與一個以上引風(fēng)機4(增加引風(fēng)機4數(shù)量可提高外部冷風(fēng)循環(huán)速度，提高換熱效率)、一個以上循環(huán)風(fēng)機6(圖2中為兩個循環(huán)風(fēng)機6同時使用的情況；圖3為使用一個循環(huán)風(fēng)機6的情況)、一個風(fēng)道7、一個風(fēng)腔5、一組熱交換器3配套使用，在柜體1內(nèi)形成兩個以上循環(huán)風(fēng)路，形成可擴展全防護型封閉散熱結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用在任何需要散熱的封閉空間。每組電氣功率單元2之間可以設(shè)置隔板，見圖4，也可不設(shè)，設(shè)置隔板可對單組電氣功率單元2進行散熱，或者幾組電氣功率單元2放置一起散熱；不設(shè)隔板可同時對所有的電氣功率單元2進行散熱。

見圖5-圖8，熱交換器3為矩陣式氣氣熱交換器3，包括封蓋301、限位支柱302，限位支柱302兩端與封蓋301連接；若干換熱片304層疊在封蓋301之間，并通過限位支柱302限位；換熱片304上設(shè)有向換熱片304兩側(cè)突起的若干凸臺308；換熱片304相對的兩邊向換熱片304一側(cè)彎折形成片狀插舌309，換熱片304的另一對相對的兩邊向換熱片304另一側(cè)彎折形成滑槽307，換熱片304的插舌309插入相鄰另一個換熱片304的滑槽307內(nèi)；若干換熱片304相互插接，形成相互交錯的冷熱風(fēng)道；相鄰的換熱片304通過凸臺308相互支撐固定，同時起到穩(wěn)流作用。具體插接時，將結(jié)構(gòu)相同的換熱片304與其相鄰換熱片304旋轉(zhuǎn)90度，使其插舌309能夠與相鄰的換熱片304滑槽307插接。

見圖6、圖13，每個換熱片304兩側(cè)形成的風(fēng)道均通過該換熱片304隔離，且相鄰兩個風(fēng)道風(fēng)向相互垂直，即經(jīng)過氣氣熱交換器3的相互垂直的兩個方向的風(fēng)道的風(fēng)在氣氣熱交換器3內(nèi)無接觸，同時實現(xiàn)相鄰兩個風(fēng)道內(nèi)的氣體換熱，見圖5。

見圖6，封蓋301通過螺栓305限定端部的換熱片304位置，防止端部的換熱片304發(fā)生竄動。封蓋301與限位支柱302通過螺釘306連接固定。見圖7，限位支柱302與換熱片304之間設(shè)有密封條303，用以封住二者之間的縫隙，確保相鄰風(fēng)道完全隔離。見圖6，該熱交換器3為可擴展結(jié)構(gòu)，通過增加換熱片304實現(xiàn)熱交換器3的X軸擴展，通過封蓋301之間的連接固定實現(xiàn)交換器的Y軸Z軸的擴展。封蓋301四周可設(shè)置安裝孔，相鄰的封蓋301通過螺釘306擴展連接，實現(xiàn)本交換器Y軸和Z軸方向的擴展；該熱交換器3沿Y軸和Z軸擴展后，相鄰兩個熱交換器3的限位支柱302通過連接件連接。

見圖9-圖12，換熱片304為正方形結(jié)構(gòu)，四角邊緣結(jié)構(gòu)與限位支柱302相匹配，以減小縫隙確保風(fēng)道密閉。凸臺308為圓臺結(jié)構(gòu)。凸臺308成排設(shè)置，相鄰兩排的凸臺308凸起方向相反，用以支撐相鄰的換熱片304，使換熱片304平整，確保風(fēng)道無變形。

其中，限位支柱302可由鋁合金制作，換熱片304采用耐腐蝕鋼板制作，封蓋301采用非金屬材料制作，如樹脂、塑料。

電氣功率單元2的電氣原理及其拓展電氣原理見圖14-圖27。

本發(fā)明通過風(fēng)道7、循環(huán)風(fēng)機6在柜內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)散熱，利用熱交換器3、風(fēng)腔5和引風(fēng)機4形成對外換熱系統(tǒng)，進而實現(xiàn)全封閉散熱，同時采用矩陣式氣氣熱交換器3使柜體1內(nèi)外完全隔離，提高了功率平臺的防護等級，能夠適應(yīng)任何惡劣環(huán)境，確保功率平臺能夠正常工作。