本發(fā)明涉及一種機(jī)柜，更具體的說(shuō)，涉及一種變流器機(jī)柜。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的中壓大功率變流器機(jī)柜一般分為整流器柜組、逆變器柜組及直流濾波部分，其中：1.整流器柜組用于把交流電轉(zhuǎn)換為直流電；2.逆變器柜組用于把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡?.直流濾波部分用于對(duì)整流出來(lái)的直流電進(jìn)行濾波，從而得到比較平滑的直流電，提高供電質(zhì)量。直流濾波部分一般作為獨(dú)立的柜組，整流柜組和逆變柜組分別包含三相主功率部分，三個(gè)柜組通過(guò)直流母排連接；然而，此種布局方式由于各柜組間需要通過(guò)多個(gè)直流母排進(jìn)行裝配連接，不便于組裝和接線。且對(duì)于擴(kuò)容時(shí)，柜組也只能是平行排布，不方便進(jìn)行容量擴(kuò)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中變流器機(jī)柜的結(jié)構(gòu)不便于組裝和接線，人工裝配成本較高，且不方便進(jìn)行容量擴(kuò)展的技術(shù)問(wèn)題；提供一種易于組裝，在需要擴(kuò)大容量時(shí)可以方便進(jìn)行容量擴(kuò)展的變流器機(jī)柜。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種變流器機(jī)柜，其至少包括三個(gè)子柜，每個(gè)子柜包括柜體，所述柜體內(nèi)至少設(shè)置第一直流母線電容模塊、一整流功率模塊、第二直流母線電容模塊、以及一逆變功率模塊；所述第一直流母線電容模塊和第二直流母線電容模塊水平并列放置，并通過(guò)導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)電性連接；所述整流功率模塊位于第一直流母線電容模塊的下部，且由所述整流功率模塊下部進(jìn)線通過(guò)導(dǎo)體連接第一直流母線電容模塊；所述逆變功率模塊位于第二直流母線電容模塊的下部，且由所述逆變功率模塊下部進(jìn)線通過(guò)導(dǎo)體連接第二直流母線電容模塊；各子柜結(jié)構(gòu)相同且獨(dú)立構(gòu)成一相。第二直流母線電容模塊第二直流母線電容模塊。

進(jìn)一步的，所述子柜包括整流柜和逆變柜，所述第一直流母線電容模塊和整流功率模塊設(shè)置在所述整流柜，所述第二直流母線電容模塊和逆變功率模塊設(shè)置在所述逆變柜。

更進(jìn)一步的，該變流器機(jī)柜還包括用于冷卻的水管，水管連接水冷柜且位于所述子柜的最下部，水管包含主水管和分支子水管，主水管兩端采用可拆卸結(jié)構(gòu)，分支子水管連接到整流功率模塊或逆變功率模塊。

更進(jìn)一步的，所述分支子水管上設(shè)有控制分支子水管的閥門和用于泄放被散熱器件冷卻液的閥門。

更進(jìn)一步的，所述柜體的后部還安裝輸出電流檢測(cè)單元和電壓采樣單元，輸出電流檢測(cè)單元和電壓采樣單元分別固定在柜體結(jié)構(gòu)件相應(yīng)的安裝孔上。

更進(jìn)一步的，所述整流功率模塊和第一直流母線電容模塊之間還設(shè)有制動(dòng)功率模塊，制動(dòng)功率模塊上設(shè)有若干半導(dǎo)體器件和散熱器。

更進(jìn)一步的，該變流器機(jī)柜還包括控制柜，所述控制柜設(shè)置在所述子柜的一側(cè)。

更進(jìn)一步的，該變流器機(jī)柜還包括勵(lì)磁柜，所述勵(lì)磁柜臨近所述控制柜設(shè)置。

更進(jìn)一步的，該變流器機(jī)柜還包括水冷柜，所述水冷柜設(shè)置在所述子柜的另一側(cè)。

本發(fā)明同時(shí)還公開(kāi)一種變流器機(jī)柜組，包括至少兩套上述的變流器機(jī)柜，各相子柜串行排列，且同相的子柜相鄰設(shè)置；或者不同套變流器機(jī)柜的子柜并行排列，且同相的子柜背靠背并行排列。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

1、通過(guò)將變流器主功率部分各相分離，將整流部分、直流濾波部分以及逆變部分整合到一個(gè)子柜中，獨(dú)立成為一相，各相間母線獨(dú)立，所以各子柜間無(wú)需直流母排連接，便于機(jī)柜的組裝和布局。現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)的分組是將功能相同的模塊劃分至一個(gè)柜體內(nèi)，例如作為整流部分的多個(gè)整流功率模塊劃分至一個(gè)柜體，作為直流濾波部分的多個(gè)直流母線電容模塊劃分至一個(gè)柜體，作為逆變部分的多個(gè)逆變功率模塊劃分至一個(gè)柜體，這樣，整流功率模塊、直流母線電容模塊和逆變功率模塊相互電性連接時(shí)，需要通過(guò)母線跨柜進(jìn)行連接，這樣造成母線過(guò)長(zhǎng)，裝配復(fù)雜，且不易散熱，本發(fā)明通過(guò)將各相分離，每相需要連線的整流功率模塊、直流母線電容模塊和逆變功率模塊放置在同一子柜中，不僅裝配簡(jiǎn)單，且消除了母線跨柜連接的困擾，同時(shí)還緩解了散熱問(wèn)題；

2、同時(shí)，各子柜相互獨(dú)立，便于機(jī)柜的容量擴(kuò)展，使其具有更強(qiáng)的拓展性；

3、本發(fā)明的變流器機(jī)柜的水路采用分體設(shè)計(jì)，水管位于子柜的最下部，避免水管漏水對(duì)功率模塊造成損壞，極大的保證了機(jī)柜的可靠性與安全性。

綜上，本發(fā)明將變流器主功率部分設(shè)計(jì)為各相獨(dú)立的子柜，每個(gè)子柜包含整流部分、直流濾波部分及逆變部分。各相的子柜結(jié)構(gòu)相同，具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：子柜結(jié)構(gòu)相同，便于大功率變流器柜組的流水線組裝及生產(chǎn)；子柜組合靈活，可以非常方便的進(jìn)行擴(kuò)容；變流器機(jī)柜可以分體運(yùn)輸，解決了大功率變流器的運(yùn)輸難點(diǎn)；大功率變流器機(jī)柜組裝方便，多個(gè)子柜擴(kuò)容組合方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的變流器機(jī)柜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的變流器機(jī)柜的前側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的變流器機(jī)柜的后側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的變流器機(jī)柜的水層結(jié)構(gòu)圖；

圖5是現(xiàn)有技術(shù)中的兩套變流器機(jī)柜組合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的兩套變流器機(jī)柜組合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例的兩套變流器機(jī)柜組合的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

現(xiàn)結(jié)合圖1至圖4，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但不對(duì)權(quán)利要求作任何限定。在本發(fā)明一種變流器機(jī)柜的結(jié)構(gòu)中，包括水冷柜1、控制柜組5和設(shè)置在所述水冷柜1和所述控制柜組5之間的至少一個(gè)子柜，每個(gè)子柜包括柜體，所述柜體內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)第一直流母線電容模塊、至少一個(gè)整流功率模塊，至少一個(gè)第二直流母線電容模塊、至少一個(gè)逆變功率模塊。各子柜結(jié)構(gòu)相同且獨(dú)立構(gòu)成一相，其中，子柜的數(shù)量不做限定，數(shù)量為1則為單相，為2則為兩相，為3則為三相。如圖1所示，本實(shí)施例選用3個(gè)子柜為例（即第一子柜2、第二子柜3、第三子柜4），所述水冷柜1的一側(cè)設(shè)有第一子柜2、第二子柜3及第三子柜4；所述第一子柜2包括整流柜21和逆變柜22，第二子柜3包括整流柜31和逆變柜32，第三子柜4包含整流柜41和逆變柜42，三組子柜結(jié)構(gòu)完全相同且相互獨(dú)立，每個(gè)子柜即為一相。

各整流柜與逆變柜位于同一底座，柜體中設(shè)置有隔板，該隔板將柜體分隔為整流柜和逆變柜。本發(fā)明其他實(shí)施方式中，隔板可以由立柱替代，此外，該隔板也可以省略，即整流部分、逆變部分和直流濾波部分均設(shè)置在同一柜體中，獨(dú)立構(gòu)成一相。

在第三子柜4的一側(cè)設(shè)有控制柜組5；所述控制柜組5包括有勵(lì)磁柜51和控制柜52。

水冷柜1包含水冷機(jī)整體11和放置于側(cè)門板的散熱器接口12，水冷機(jī)整體11固定在柜體結(jié)構(gòu)件上。本發(fā)明其他實(shí)施方式中，水冷柜1、控制柜組5也可以省略。

第一子柜2、第二子柜3及第三子柜4的結(jié)構(gòu)相同，其中，第一子柜2的整流柜21共分為四層，從上到下依次為：第一層布置第一直流母線電容模塊211(第一直流母線電容模塊211的數(shù)量可為多個(gè))，背面通過(guò)母線銅排216與第二直流母線電容模塊221(第二直流母線電容模塊221的數(shù)量可為多個(gè))相連，直流母線電容模塊包括若干濾波電容，用于直流濾波；第二層布置制動(dòng)功率模塊212，用于電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)維持變流器并網(wǎng)輸出，空間后部為風(fēng)扇組件217和換熱器218，其中散熱器218固定在柜體的結(jié)構(gòu)件安裝孔上，風(fēng)扇組件217安裝在換熱器218上，三者水平深度方向從前到后依此布置，在實(shí)施中，第二層包含制動(dòng)功率模塊在內(nèi)的所有組件均為可選組件；第三層布置整流功率模塊213，通過(guò)導(dǎo)體與第一直流母線電容模塊211相連，后部可安裝輸出電流檢測(cè)單元7，固定在柜體結(jié)構(gòu)件安裝孔上，在實(shí)施中，輸出電流檢測(cè)單元7的安裝位置可選，每個(gè)整流柜均留有安裝孔，輸出電流檢測(cè)單元7用于檢測(cè)各相采樣點(diǎn)相應(yīng)電流；第四層布置整流輸入銅排214和接地開(kāi)關(guān)215，其中接地開(kāi)關(guān)215位于整流輸入銅排214后，在本層后部安裝有電壓采樣單元219，固定在柜體結(jié)構(gòu)件相應(yīng)安裝孔上，主水管62固定在機(jī)柜底部，即第四層，主水管62通過(guò)散熱器接口12與水冷柜1連接。其中，第一直流母線電容模塊211和第二直流母線電容模塊221水平并列放置，整流功率模塊213位于第一直流母線電容模塊211的下部，且由所述整流功率模塊213下部進(jìn)線連接第一直流母線電容模塊211。

第一子柜2的逆變柜22共分為六層，從上到下依次為：第一層布置第二直流母線電容模塊221，背面通過(guò)母線銅排216與第一直流母線電容模塊211相連；第二層布置逆變功率模塊222（逆變功率模塊222的數(shù)量可為多個(gè)），通過(guò)導(dǎo)體與第二母線電容模塊221相連，逆變功率模塊222包括若干半導(dǎo)體器件和散熱器，其輸出銅排224位于模塊后端，其中，逆變功率模塊222位于第二直流母線電容模塊221的下部，且由所述逆變功率模塊222下部進(jìn)線連接第二直流母線電容模塊221；第三層布置電感組件223，通過(guò)導(dǎo)體與逆變功率模塊222相連；第四層與第二層相同，布置逆變功率模塊222，其中性點(diǎn)銅排225位于模塊后端；第五層與第三層相同，布置電感組件223，同樣通過(guò)導(dǎo)體與逆變功率模塊222相連；第四層與第五層為可選組件，在本發(fā)明其他實(shí)施方式中，可以省略；第六層為水路放置層，布置機(jī)柜的分支子水管61以及主水管62給整個(gè)子柜提供冷卻水路接口和控制閥門。其中與主水管62連接的為分水管622，分水管上裝有分支子水管接口621，每個(gè)分支子水管上均安裝帶有閥門的快速接口611，用于泄放被散熱器件冷卻液，并裝有閥門612，用于控制分支子水管開(kāi)關(guān)。

整個(gè)水路放置在機(jī)柜的最下層，這樣可以避免水管漏水對(duì)功率模塊造成損壞，極大的保證了機(jī)柜的可靠性與安全性；子柜中的分支水管放置于逆變柜側(cè)，各水路預(yù)先安裝，在裝配時(shí)，僅需將各柜組的主水路進(jìn)行連接，方便裝配。

變流器各個(gè)子柜的組合包含但不限于如下方式進(jìn)行連接為整體：統(tǒng)一底座結(jié)構(gòu)、并柜螺釘結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)。變流器機(jī)柜和變流器機(jī)柜組合還包含水冷柜和控制柜，組成磁變流器系統(tǒng)，其中水冷柜位于變流器機(jī)柜或機(jī)柜組合的一端，控制柜位于另一端。控制柜附件設(shè)置有勵(lì)磁柜，構(gòu)成電勵(lì)磁變流器。每個(gè)變流器子柜疊加可組成單相變流器、兩相變流器或三相變流器。變流器機(jī)柜組組合包含一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)的整數(shù)倍數(shù)量的子柜，分別對(duì)組成的單相變流器、兩相變流器或三相變流器進(jìn)行容量擴(kuò)容。

各個(gè)整流柜和逆變柜均通過(guò)上層電容（即第一直流母線電容模塊211、第二直流母線電容模塊221）的直流母線銅排216相連，輸入電纜從機(jī)柜下部進(jìn)線，與整流柜輸入銅排214相連，逆變輸出由第二層逆變功率模塊輸出，輸出電纜與逆變柜輸出銅排224相連，各路逆變模組中性點(diǎn)銅排225由電纜連接，整個(gè)子柜的電氣通路為整流柜前部下方輸入銅排輸入，下部進(jìn)線，逆變柜逆變后部輸出銅排輸出，下部出線。子柜與子柜間水路通過(guò)橡膠軟管連接。

控制柜組5中的勵(lì)磁柜51布置勵(lì)磁模塊511、風(fēng)扇組件512、換熱器513和變壓器514，在實(shí)施中，勵(lì)磁柜51為可選機(jī)柜；其中勵(lì)磁模塊511固定在機(jī)柜前端結(jié)構(gòu)件上，下部接線；換熱器513固定在機(jī)柜下部結(jié)構(gòu)件，風(fēng)扇組件512安裝在換熱器513上，二者實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁柜51和控制柜52的熱交換；變壓器514通過(guò)支架固定在勵(lì)磁模塊511后部?？刂乒窠M5中的控制柜52包含所有控制電路板、配電部分及開(kāi)關(guān)。

水冷柜、各子柜和控制柜組間的連接方式包含但不限于如下三種：統(tǒng)一底座方式、并柜螺釘方式、焊接方式。其中統(tǒng)一底座方式為各機(jī)柜均在一個(gè)底座安裝，并柜螺釘方式為各機(jī)柜底座采用螺釘連接，焊接方式為各機(jī)柜焊接為一個(gè)整體。為方便運(yùn)輸與裝配，可采用并柜螺釘方式連接。

圖5是現(xiàn)有技術(shù)中的兩套變流器機(jī)柜組合的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，u、v、w為三相，現(xiàn)有技術(shù)中，兩套機(jī)柜串行排列如圖所示。圖6是采用本發(fā)明的方案，兩套變流器機(jī)柜組合的結(jié)構(gòu)示意圖，圖示中，兩套變流器機(jī)柜串行排列，且同相的子柜相鄰設(shè)置。圖7是本發(fā)明的兩套變流器機(jī)柜組合的另一種結(jié)構(gòu)示意圖，圖示中，兩套變流器機(jī)柜并行排列，且同相的子柜背靠背并行排列。圖6和圖7為兩套變流器機(jī)柜擴(kuò)容的情況，也可以是兩套以上的機(jī)柜擴(kuò)容組合，具體可根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定數(shù)量

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。