專利名稱：用于放置變頻器的逆變器單元和電源單元的構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變頻器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
變頻器用在各種應(yīng)用中。這些應(yīng)用中所采用的功率可以在很大程度上不同。因此，如果變頻器的最大功率是可調(diào)節(jié)的(scalable)，則是有利的。例如，變頻器可以由多個(gè)電源單元和逆變器單元組成。通過并聯(lián)連接電源單元以及并聯(lián)連接逆變器單元，可以更改變頻器的功率范圍。變頻器單元通常布置在箱體中，使得并聯(lián)的逆變器單元是并排的或者并聯(lián)的逆變器單元的后部緊靠并聯(lián)的電源單元。圖la、lb和Ic示出了單元的典型放置構(gòu)造，其中，在 箱體中，電源單元10緊鄰逆變器單元11。圖Ib示出了構(gòu)造的正視圖。圖Ia和圖Ib中示出了不同的面。電源單元10的直流(DC)連接器和逆變器單元11的DC連接器通過由母線12形成的主電路連接。這些單元的DC連接器通過熔斷器13連接到主電路。電源單元10的交流(AC)連接器連接到具有與電源的接口點(diǎn)的母線14。逆變器單元11的AC輸出端連接到分離的接口點(diǎn)15。圖2a、2b和2c示出了如下構(gòu)造，其中，電源單元和逆變器單元以后部彼此面對(duì)的方式放置在箱體中。圖2a示出了構(gòu)造的后視圖。圖2b示出了構(gòu)造的側(cè)視圖，而圖2c示出了構(gòu)造的正視圖。電源單元20的DC連接器和逆變器單元21的DC連接器通過由母線22形成的主電路連接。母線從箱體的前面延伸到箱體的后面。單元的DC連接器通過熔斷器23連接到主電路。電源單元20的AC連接器連接到具有與電源的接口點(diǎn)的母線24。逆變器單元21的AC輸出端連接到分離的接口點(diǎn)25。接口點(diǎn)25放置到箱體的上部。在該構(gòu)造中，通過在電源單元與逆變器單元之間延伸的母線來實(shí)現(xiàn)逆變器單元21的AC輸出端與負(fù)載接口點(diǎn)25之間的連接。也可以將變頻器單元水平放置或者將放置到使單元的AC連接器面對(duì)天花板的位置。單元的AC連接器的這種放置使得能夠簡(jiǎn)化向上架設(shè)電纜。但是，在上述方案中，變頻器的電源單元與逆變器單元之間放置有長(zhǎng)的DC母線。此外，向上架設(shè)電纜可能要求長(zhǎng)的母線或其他特殊構(gòu)造。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型的目的是提供一種方法和實(shí)現(xiàn)該方法的裝置，以使得能夠解決上述問題。通過由獨(dú)立權(quán)利要求中公開的內(nèi)容所表征的方法和系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。從屬權(quán)利要求中公開了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。本實(shí)用新型基于以如下方式將變頻器的逆變器單元和電源單元彼此疊放，該方式使得逆變器單元的DC連接器面對(duì)電源單元的DC連接器。電源單元和逆變器單元的彼此面對(duì)的DC連接器彼此連接，從而形成主電路。主電路能夠通過可以包括熔斷器的平衡電路彼此連接。[0009]這種結(jié)構(gòu)使得能夠減小構(gòu)造的總長(zhǎng)度和表面積。同時(shí)，可以容易地實(shí)現(xiàn)向上和向下架設(shè)電纜，并且可以使用短的母線來向上和向下架設(shè)電纜。主電路的更改也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省，特別是節(jié)省連接DC連接器的母線。同樣地，可以減少所需的DC熔斷器的數(shù)量。主電路之間的連接是短的且細(xì)的。它可以是額定電流為標(biāo)稱電流的如大約10%的平衡母線系統(tǒng)。因此，也可以使用低壓DC熔斷器。上述結(jié)構(gòu)使得能夠縮短變頻器的冷卻管系統(tǒng)，這降低了壓力損失。此外，由于專用的鼓風(fēng)機(jī)不再是必須的單元，因此，可以減少鼓風(fēng)機(jī)的數(shù)量。每個(gè)單元可以設(shè)置有單獨(dú)的架設(shè)電纜，這節(jié)省了 AC母線的并聯(lián)連接母線中使用的銅，這是由于AC母線類似于DC平衡母線可以短且細(xì)。

下面，結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式并且參考附圖，更加詳細(xì)地描述本實(shí)用新型，其中圖la、lb和Ic示出了單元的典型放置構(gòu)造；圖2a、2b和2c示出了單元的第二典型放置構(gòu)造；圖3a、3b和3c示出了本實(shí)用新型的用于放置變頻器的電源單元和逆變器單元的構(gòu)造；以及圖4示出了本實(shí)用新型的主電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
具體實(shí)施方式
圖3示出了用于放置變頻器的電源單元30和逆變器單元31的構(gòu)造。圖3中，變頻器單元放置在箱體32中。逆變器單元31和電源單元30包括AC連接器和DC連接器。圖3中，AC連接器具有三相，DC連接器具有正極端子和負(fù)極端子。電源單元30具有公用電源接口點(diǎn)33，電源的AC連接器連接到該公用電源接口點(diǎn)33。逆變器單元31具有分離的負(fù)載接口點(diǎn)34，每個(gè)逆變器單元31的AC連接器連接到該負(fù)載接口點(diǎn)34。電源單元30并聯(lián)放置。逆變器單元31并聯(lián)地疊放在電源單元30上。圖3中，有四個(gè)電源單元和四個(gè)逆變器單元。但是，本實(shí)用新型的方案不限于這些數(shù)量的單元，更多或更少量的單元也是可能的。電源單元和逆變器單元的外部結(jié)構(gòu)可以類似。電源單元和逆變器單元的AC連接器和DC連接器以及冷卻電路可以在類似的位置。并聯(lián)的逆變器單元和電源單元以如下方式彼此疊放，該方式使得逆變器單元的DC連接器面對(duì)電源單元的DC連接器。圖3中，電源單元30以通常應(yīng)用的方式一即DC連接器向上一放置在箱體中。放置在電源單元30上的逆變器單元31相應(yīng)地以DC連接器向下的方式放置。換言之，DC連接器相對(duì)于常規(guī)構(gòu)造顛倒放置。該結(jié)構(gòu)使得能夠減小構(gòu)造的總長(zhǎng)度和表面積。這也意味著電源單元30的AC連接器在箱體32的下部中，并且逆變器單元31的AC連接器在箱體32的上部中。因此，例如，可以使用短的銅母線來進(jìn)行到電源接口點(diǎn)33和負(fù)載接口點(diǎn)34的電纜架設(shè)，從而架設(shè)電纜變得容易并且占據(jù)很小的空間。如果單元能夠顛倒，則公開的構(gòu)造是可能的。作為對(duì)單元進(jìn)行轉(zhuǎn)向的替換，變頻器單元可以具有DC連接器位于單元的兩端的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在這種情況下，不需要顛倒單元。[0021]通過將每個(gè)逆變器單元的DC連接器連接到電源單元的DC連接器，使逆變器單元和電源單元形成單元對(duì)，從而形成主電路35。主電路35彼此連接。在圖3的方案中，主電路35通過平衡電路彼此連接，該平衡電路布置成耐受平衡單元對(duì)的主電路所需的電流。該電流可以是標(biāo)稱電流的一部分。類似地，如圖3，平衡電路可以是主電路連接到其的銅母線對(duì)36。下面將參考圖4描述主電路的電路圖。描述的布置使得實(shí)現(xiàn)平衡電路所需的母線能夠比以前的短。如果布置成耐受標(biāo)稱電流的一部分，則母線也可以使用比以前更細(xì)的母線來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，可以減少DC熔斷器的數(shù)量。在圖3的方案中，主電路35與表示平衡電路的銅母線36之間的連接包括熔斷器37。如果將平衡電路標(biāo)定成耐受標(biāo)稱電流的一部分，則也可以將DC熔斷器改變?yōu)榈蛪喝蹟嗥?。此外，如圖3所示，電源接口點(diǎn)33與電源單元30之間的連接可以通過熔斷器43來提供。在一些實(shí)施方式中，如風(fēng)輪機(jī)應(yīng)用中，逆變器單元可以設(shè)置有來自一個(gè)發(fā)電機(jī)的直接連接。更早地，通常在單元之間建立昂貴的連接器母線系統(tǒng)，以使得能夠在單個(gè)位置處實(shí)現(xiàn)與發(fā)電機(jī)的連接。 在本實(shí)用新型的方案中，每個(gè)逆變器單元設(shè)置有接口，使得能夠去除昂貴的連接器母線系統(tǒng)。圖3中，逆變器單元的AC連接器通過電流平衡電路38彼此連接，該電流平衡電路38布置成耐受平衡逆變器單元的AC連接器處的電流所需的電流。本實(shí)用新型的方案使得能夠使用較短的冷卻管系統(tǒng)，這降低了壓力損失。此外，由于本實(shí)用新型的方案不再必須有單元專用的鼓風(fēng)機(jī)，因此，可以減少鼓風(fēng)機(jī)的數(shù)量。圖3中，鼓風(fēng)機(jī)39放置在電源單元30與逆變器單元31之間。圖3沒有示出箱體的門，但是，根據(jù)該構(gòu)造的結(jié)構(gòu)可能要求在前面和后面具有門，以使得能夠替換單元并且執(zhí)行電纜架設(shè)。圖4示出了圖3的主電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖4中，示出了三個(gè)電源單元30和三個(gè)逆變器單元31的連接。圖4中，逆變器單元31連接到發(fā)電機(jī)40，而電源單元30連接到電網(wǎng)41，電源單元30通過熔斷器43連接到電源濾波器42。電源濾波器42連接到電網(wǎng)41。每個(gè)電源單元30連接到逆變器單元31。該連接形成主電路35。主電路35通過熔斷器37連接到平衡母線36。逆變器單元的AC連接器連接到發(fā)電機(jī)40。AC連接器之間具有電流平衡電路38。對(duì)于本領(lǐng)技術(shù)人員而言清楚的是，可以以多種方式來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的基本思想。因此，本實(shí)用新型及其實(shí)施方式不限于以上示例，而是可以在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求1.一種用于放置變頻器的逆變器單元和電源單元的構(gòu)造，所述逆變器單元和所述電源單元包括交流連接器和直流連接器，其特征在于， 所述電源單元并聯(lián)放置； 所述逆變器單元并聯(lián)放置； 并聯(lián)的所述逆變器單元和并聯(lián)的所述電源單元以如下方式彼此疊放所述逆變器單元的所述直流連接器面對(duì)所述電源單元的所述直流連接器； 通過將每個(gè)逆變器單元的所述直流連接器連接到所述電源單元的所述直流連接器，使所述逆變器單元和所述電源單元形成單元對(duì)，從而形成主電路；以及 所述主電路彼此連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的構(gòu)造，其特征在于， 所述主電路通過平衡電路彼此連接，所述平衡電路布置成耐受平衡所述單元對(duì)的所述主電路所需的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的構(gòu)造，其特征在于， 所述主電路與所述平衡電路之間的連接包括熔斷器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的構(gòu)造，其特征在于， 所述逆變器單元包括分離的負(fù)載接口點(diǎn)，每個(gè)逆變器單元的所述交流連接器連接到所述負(fù)載接口點(diǎn)；以及 所述逆變器單元的所述交流連接器通過電流平衡電路彼此連接，所述電流平衡電路布置成耐受平衡所述逆變器單元的所述交流連接器的電流所需的電流。
專利摘要用于放置變頻器的逆變器單元和電源單元的構(gòu)造，其中，逆變器單元并排放置，并且，電源單元并排放置。物理上并聯(lián)的逆變器單元和物理上并聯(lián)的電源單元彼此疊放，使得逆變器單元的DC連接器面對(duì)電源單元的DC連接器。每個(gè)逆變器單元的DC連接器連接到電源單元的DC連接器，以在逆變器單元與電源單元之間形成單元對(duì)，從而形成主電路。主電路彼此連接。
文檔編號(hào)H05K7/20GK202602554SQ20122023116
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者拉伊莫·海涅, 泰穆·奧克薩寧, 安蒂·瓦爾蒂艾寧 申請(qǐng)人:Abb公司