本實(shí)用新型屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于風(fēng)機(jī)，泵類負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一種用于級聯(lián)式高壓大功率變流器的結(jié)構(gòu)裝置。

背景技術(shù)：

目前，高壓大功率變頻器經(jīng)過了多年的發(fā)展，從技術(shù)和市場來看都趨于成熟。近年來，由于眾多廠家的加入，導(dǎo)致目前的市場競爭更加激烈。高壓變頻器將向著高性能、高可靠性、低價(jià)格的方向發(fā)展。但是在小容量產(chǎn)品上，唯有推出性價(jià)比更高的產(chǎn)品，才能為未來的產(chǎn)品推廣應(yīng)用帶來更加廣闊的前景，國內(nèi)裝機(jī)的總臺數(shù)會因?yàn)榭傮w價(jià)格的下降而激增。現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)和性能特點(diǎn)都未在眾多的變頻器廠家中脫穎而出，單從設(shè)備結(jié)構(gòu)來說，現(xiàn)有產(chǎn)品是控制柜，單元逆變柜，移相變壓器柜和旁通柜各個(gè)柜體單獨(dú)裝配，最終拼柜在一起。在現(xiàn)有嚴(yán)峻的市場形勢下，開發(fā)更高性能，成本更低的產(chǎn)品勢在必行，那么在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行整合便是個(gè)很好的途徑，這些柜體中，只有變壓器和功率單元需要通風(fēng)散熱，而控制柜和旁通柜不需要通風(fēng)散熱，旁通柜也是可以根據(jù)用戶需求來選配的，結(jié)合這些考慮，若除開旁通柜，把剩余3個(gè)柜體全部整合在一起，變成一個(gè)柜體，那就可以節(jié)省更多的空間，還可以共享散熱風(fēng)機(jī)資源，對于低成本和高可靠性上跨了一大步。那么整合三個(gè)柜體有什么難度呢，首先一個(gè)就是散熱問題，由于變壓器和功率單元都需要散熱，但所需要的散熱功率是不同的，如何分配風(fēng)量來進(jìn)行散熱就是一個(gè)難點(diǎn)，需要調(diào)整變壓器的風(fēng)隔板來找到最佳分配位置；第二，結(jié)構(gòu)上的緊湊使得裝配工藝難度增加，裝配的先后順序等也提出了更高的要求，設(shè)備在裝配完成后就不能直接觀察到變壓器二次側(cè)接線情況，對于檢修維護(hù)來說難度較大。第三，功率單元，移相變壓器，控制柜整合在一個(gè)柜體里面，這三者質(zhì)量差異大，匹配不同質(zhì)量的變壓器，設(shè)備整體重心點(diǎn)也會產(chǎn)生變化，排布上又不對稱時(shí)，怎么保持整體吊裝的平衡又是一個(gè)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

參照我公司已成功研發(fā)的歷代變流器，以及使用高壓變頻器多年積累的技術(shù)基礎(chǔ)，為解決背景技術(shù)中存在的問題，我們研發(fā)出新一代的用于級聯(lián)式高壓大功率變流器的結(jié)構(gòu)裝置。

本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：

一種用于級聯(lián)式高壓大功率變流器的結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于：所述裝置包括功率單元、移相變壓器、風(fēng)機(jī)及控制柜，并集成安裝在一個(gè)柜體內(nèi)，所述柜體分為前、后室，所述前、后室采用風(fēng)隔板隔開，前室安裝有若干功率單元，后室左右分為變壓器腔室和控制柜腔室，所述移相變壓器、控制柜分別內(nèi)置于變壓器腔室和控制柜腔室，所述柜體頂部設(shè)置有風(fēng)機(jī)。

進(jìn)一步的，所述變壓器腔室內(nèi)預(yù)留有與功率單元共享的整體風(fēng)道，功率單元的風(fēng)道通過散熱器、風(fēng)隔板開孔通向整體風(fēng)道。

進(jìn)一步的，所述控制柜腔室為獨(dú)立腔室，并與整體風(fēng)道隔離。

進(jìn)一步的，所述功率單元與移相變壓器通過電纜連接，所述電纜一端與移相變壓器的二次側(cè)出線端焊接，另一端與功率單元的進(jìn)線銅排采用螺釘連接；所述電纜連接后放置于整體風(fēng)道中。

進(jìn)一步的，所述柜體底部布置有若干可伸縮吊裝點(diǎn)。

進(jìn)一步的，移相變壓器外部線圈高度的2/3處設(shè)置有圍繞移相變壓器外部線圈的橫向隔板，所述橫向隔板與移相變壓器外部線圈之間形成狹縫。

進(jìn)一步的，移相變壓器外部線圈高度的1/3處設(shè)置有圍繞移相變壓器外部線圈的橫向隔板，所述橫向隔板與移相變壓器外部線圈之間形成狹縫。

進(jìn)一步的，所述狹縫的寬度為2cm至3cm。橫向隔板與變壓器外部線圈之間的狹縫在2cm至3cm時(shí)，外部線圈表面風(fēng)速比沒有橫向隔板時(shí)風(fēng)速可提高2至3倍。

進(jìn)一步的，所述柜體前后都開有進(jìn)風(fēng)口，并在進(jìn)風(fēng)口位置設(shè)置百葉窗，所述百葉窗設(shè)置有濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)含有阻燃聚氨酯海綿；前門百葉窗面積遠(yuǎn)大于每一功率單元對應(yīng)的前門板上設(shè)置的進(jìn)風(fēng)口面積；后門進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在靠近變壓器腔室底部的后門板上，百葉窗面積遠(yuǎn)大于移相變壓器內(nèi)部線圈進(jìn)風(fēng)口面積。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

現(xiàn)有技術(shù)，功率單元一個(gè)柜體，移相變壓器一個(gè)柜體，控制柜一個(gè)柜體，最后三個(gè)柜體拼柜成為一個(gè)設(shè)備，本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為功率單元、移相變壓器以及控制柜全部合成為一個(gè)柜體，比起現(xiàn)有技術(shù)，設(shè)備的空間利用率極高，設(shè)備占地面積小，成本顯著降低。

在大型電力電子設(shè)備中，電子元器件隨著溫度的升高，壽命會降低，失效率會增大，前部腔室的冷風(fēng)從前門的百葉窗流經(jīng)功率單元散熱器后，將功率器件的熱損耗功率帶出來變?yōu)闊犸L(fēng)匯總到后部整體風(fēng)道中，后部腔室的冷風(fēng)從后門的變壓器底部進(jìn)入流經(jīng)內(nèi)部線圈直至出風(fēng)口，還有一部分流經(jīng)變壓器外表面并與功率器件帶出來的熱風(fēng)匯集到后部整體風(fēng)道中，由頂部風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)帶出柜體外部排入大氣中，該結(jié)構(gòu)裝置中功率單元與變壓器共用整體風(fēng)道的設(shè)計(jì)使得所有熱源散熱方式為并聯(lián)散熱，有效提高了風(fēng)機(jī)的利用率。

在變壓器二次側(cè)與功率單元連接部分，現(xiàn)有情況是電纜兩端都采用螺釘連接，維護(hù)檢修量較大，本實(shí)用新型中變壓器二次側(cè)出線端與電纜一端采用焊接形式，電纜另一端與功率單元進(jìn)線銅排采用螺釘連接，維護(hù)檢修量減少一半，可靠性提高一倍，并且直接對變壓器線圈與電纜連接處采用焊接形式，設(shè)備整體裝配好之后，不用在檢查連接處是否松動。

在設(shè)備整體吊裝方面，現(xiàn)有技術(shù)為三個(gè)柜體，需要分別吊裝三次，才能完成包裝發(fā)運(yùn)，設(shè)備到現(xiàn)場也同樣需要分別吊裝三次才能完成，設(shè)備就位后，還需要進(jìn)行多柜的拼裝及跨柜走線，完成后要需要二次檢查線路是否連接正確；本實(shí)用新型僅僅需要吊裝一次就能包裝發(fā)運(yùn)，內(nèi)部連線在廠內(nèi)已經(jīng)完成，到現(xiàn)場無需再次連接內(nèi)部線纜，提高了廠內(nèi)及現(xiàn)場的工作效率及可靠性；同時(shí)三合一柜體采用整體設(shè)備包裝發(fā)貨安裝，在底部設(shè)置若干伸縮吊點(diǎn)可以調(diào)節(jié)應(yīng)對重心偏心程度。

移相變壓器在自然冷卻的時(shí)候，外部線圈溫度最高點(diǎn)出現(xiàn)在線圈的2/3處，在變壓器線圈高度的2/3處設(shè)置橫向隔板，狹縫效應(yīng)使得變壓器外部線圈表面風(fēng)速提高，在變壓器線圈1/3的高度處設(shè)置橫向隔板，使用風(fēng)道導(dǎo)流讓更多移相變壓器入風(fēng)口冷風(fēng)進(jìn)入移相變壓器內(nèi)部線圈，進(jìn)而提高內(nèi)部線圈風(fēng)速，從而提高散熱能力。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的正視圖。

圖2為本實(shí)用新型的背視圖。

圖3為本實(shí)用新型去前門板圖。

圖4為本實(shí)用新型去后門板圖。

圖5為本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本實(shí)用新型俯視橫截面圖。

其中，圖中標(biāo)記：1為移相變壓器，2為控制柜，3為風(fēng)機(jī)，4為百葉窗，5為吊裝點(diǎn)，6為人機(jī)界面，7為串聯(lián)銅排，8為絕緣杠，9為功率單元，10為風(fēng)隔板，11為散熱器，12為電纜，13為移相變壓器的二次側(cè)，14為橫向隔板，15為進(jìn)風(fēng)口。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步對本實(shí)用新型涉及的一種用于級聯(lián)式高壓大功率變流器的結(jié)構(gòu)裝置進(jìn)行描述。在裝配此設(shè)備時(shí)，裝配工藝尤為重要，需將柜體底座就位后，首先將移相變壓器和控制柜單獨(dú)吊裝到底座上安裝，然后將柜體框架從上部吊裝套入移相變壓器和控制柜，在用螺釘將框架與底座連接，并依次在框架內(nèi)部從前到后，從上到下搭接絕緣杠，風(fēng)隔板，然后將功率單元推入絕緣杠上，最后在柜頂安裝風(fēng)機(jī)。

如圖1所示，本實(shí)用新型的變流器單元設(shè)備放置在柜體內(nèi)，設(shè)備的通風(fēng)方式為水平通風(fēng)，冷風(fēng)從前門上的百葉窗4進(jìn)入柜內(nèi)，并行經(jīng)過多個(gè)功率單元的散熱器葉片，匯集到柜體后部風(fēng)道內(nèi)，在由頂部風(fēng)機(jī)3抽出。

如圖2所示，移相變壓器從后門上的百葉窗4進(jìn)入變壓器線圈內(nèi)部及外部，外部線圈的風(fēng)與經(jīng)過功率單元散熱器的風(fēng)匯合后由柜體頂部風(fēng)機(jī)3將熱風(fēng)抽出，內(nèi)部線圈的風(fēng)直接從線圈頂部抽出。柜體后部左邊為控制室，控制室是獨(dú)立腔室，與移相變壓器及功率單元的風(fēng)道隔開，設(shè)備的人機(jī)界面6窗口設(shè)置在控制室門面板上，柜體后部右邊為變壓器室的進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口面積遠(yuǎn)大于變壓器內(nèi)部線圈進(jìn)風(fēng)面積。

如圖3所示，柜內(nèi)前部有若干層絕緣杠8，每層并列排布若干個(gè)功率單元9，每個(gè)功率單元9之間用串聯(lián)銅排7連接，與后部使用風(fēng)隔板10隔開，只有單元上的散熱器11葉片可以通向后部風(fēng)道，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)向外抽風(fēng)，使得柜體內(nèi)風(fēng)道形成負(fù)壓，將電子器件的熱量由散熱器11的散熱片表面冷風(fēng)帶出，達(dá)到風(fēng)冷的效果。

如圖4所示，柜內(nèi)后部分為左右腔室，左邊是控制柜2腔室，右邊是移相變壓器1腔室，并在移相變壓器1周圍設(shè)置風(fēng)隔板10，使得風(fēng)隔板10與變壓器外部線圈之間形成狹縫效應(yīng)來提高變壓器底部線圈入風(fēng)口風(fēng)速和線圈外部表面風(fēng)速，更加高效率的將變壓器熱量帶出。

如圖5所示，柜體前后百葉窗位置為進(jìn)風(fēng)口15，前面入口的冷風(fēng)流經(jīng)各個(gè)功率單元9的散熱器11匯集到后部，與移相變壓器1靠近功率單元9一側(cè)的外部線圈的風(fēng)混合向頂部出風(fēng)，后面入口的冷風(fēng)流經(jīng)移相變壓器1內(nèi)部線圈和遠(yuǎn)離功率單元9一側(cè)的外部線圈向頂部出風(fēng)，前后形成并聯(lián)風(fēng)路。

如圖6所示，此圖為設(shè)備整體俯視圖，功率單元9，控制柜2，移相變壓器1分別分布在底座上，底座上前后各有5個(gè)吊裝點(diǎn)5，根據(jù)放置不同重量的變壓器，可以調(diào)節(jié)起吊點(diǎn)以保證重心平穩(wěn)起吊。

對于具體實(shí)施方式的理解的描述僅僅是為幫助理解本實(shí)用新型，而不是用來限制本實(shí)用新型的。本領(lǐng)域技術(shù)人員均可以利用本實(shí)用新型的思想進(jìn)行一些改動和變化，只要其技術(shù)手段有脫離本實(shí)用新型的思想和要點(diǎn)，仍然在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。