CN103470520A - 大功率电力电子设备功率柜风量调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率电力电子设备功率柜风量调节装置，所述功率柜中设置有若干个风机，风机的电源端与交流电源连接，所述功率柜中还设置有用于控制风机动作的控制器，控制器的输出端连接通过控制器触发导通的接触器，所述每个风机的电源端至少串联连接一个接触器的常开触点，相邻风机的电源端串联连接一个接触器的常开触点。本发明应用在大功率电力电子设备中，在设备空载或者轻载运行的情况下，通过调整运转风机数量的方法来减小整个功率柜的功率损耗，并降低风机运行时产生的噪音污染，具有节能环保的良好效果。

Description

大功率电力电子设备功率柜风量调节装置

技术领域

本发明涉及电力系统中的大功率电力电子设备领域，特别是应用在配有多个风机的电力电子设备中的一种风量调节装置。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展，电力系统容量的不断增大，应用在电力系统中用于改善供电质量的大功率电力电子设备的应用也越来越广泛。大功率电力电子设备特别是SVG装置、变频器、光伏及风能逆变器、变流器等一般都配置有功率柜，功率柜内设置有多个串并联连接的功率模块，由于功率模块在工作过程中会散发大量的热量，因此通常需要在功率柜的顶部安装风机进行强制风冷。然而随着系统容量的不断增大，功率模块的容量也随之加大，为满足风冷要求，风机的数量也必须相应增加。一般容量的功率柜中至少会装有1～3台风机，甚至更多。

在大功率电力电子设备运行过程中，风机会进行工作对电力电子设备的散热器进行强制风冷。然而目前在大功率电力电子设备正常运行的情况下，无论设备是在满载、半载，还是在轻载，甚至空载的状态下运行，所有风机均以额定功率运行。这就导致设备在非满载状态下时，本来没必要额定运行的风机却都在额定工作，不仅造成能源的浪费，而且风机的额定运行也会加大对周围的噪音污染。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种应用在大功率电力电子设备功率柜中的多风机风量调节装置，以减少能源的浪费，降低风机噪声污染。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

大功率电力电子设备功率柜风量调节装置，所述功率柜中设置有若干个风机，风机的电源端与交流电源连接，所述功率柜中还设置有用于控制风机动作的控制器，控制器的输出端连接通过控制器触发导通的接触器，所述每个风机的电源端至少串联连接一个接触器的常开触点，相邻风机的电源端串联连接一个接触器的常开触点。

本发明控制电路的具体结构为：所述功率柜中设置有两个风机和三个接触器，第一风机FJ1和第二风机FJ2的电源端与交流电源连接；所述第一接触器常开触点KM1串联连接在第一风机FJ1与中性点端之间；第三接触器常开触点KM3串联连接在交流电源与第二风机FJ2之间；第二接触器常开触点KM2的一端连接在第一风机FJ1和第一接触器常开触点KM1之间，第二接触器常开触点KM2的另一端连接在第三接触器常开触点KM3与第二风机FJ2之间。

本发明控制电路的另一种具体结构为：所述功率柜中设置有三个风机和六个接触器，三个风机的电源端分别与交流电源和中性点端连接；

所述第一接触器常开触点KM1串联连接在第一风机FJ1与中性点端之间；第三接触器常开触点KM3串联连接在交流电源与第二风机FJ2之间，第四接触器常开触点KM4串联连接第二风机FJ2与中性点端之间；第六接触器常开触点KM6串联连接在交流电源与第三风机FJ3之间；

所述第二接触器常开触点KM2的一端连接在第一风机FJ1和第一接触器常开触点KM1之间，第二接触器常开触点KM2的另一端连接在第三接触器常开触点KM3与第二风机FJ2之间；第五接触器常开触点KM5的一端连接在第二风机FJ2和第四接触器常开触点KM4之间，第五接触器常开触点KM5的另一端连接在第六接触器常开触点KM6与第三风机FJ3之间。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明在应用在大功率电力电子设备中，在设备空载或者轻载运行的情况下，通过调整运转风机数量的方法来减小整个功率柜的功率损耗，并降低风机运行时产生的噪音污染，具有节能环保的良好效果。

附图说明

图1为实施例2中功率柜的结构示意图。

图2为图1的立体图。

图3为实施例1的电气控制原理图。

图4为实施例2的电气控制原理图。

其中：1.功率柜，2.风机，3.风道，4.功率模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

大功率电力电子设备功率柜风量调节装置，所述功率柜中设置有若干个（至少两个以上）风机，如图1和图2所示，功率柜的强制风冷风道位于功率柜后部，大功率电力电子设备在进行工作时会有不同的工况，有时满载有时半载或者轻载，设备运行状态不是固定值。

风机的电源端与交流电源连接，功率柜中还设置有用于控制风机动作的控制器，控制器的输出端连接通过控制器触发导通的接触器，所述每个风机的电源端至少串联连接一个接触器的常开触点，相邻风机的电源端串联连接一个接触器的常开触点。

当大功率电力电子设备输出为轻载时，控制器会发出指令，根据当前的功率情况来决定风机运转的数量。负载越重，运转的风机越多。当大功率电力电子设备输出为额定负载时，功率柜内的所有风机便全部运转，保证装置正常运行。当负载变轻时，控制器会根据情况适当减少运转的风机，或者通过接触器的组合配置使各风机之间处于不同的连接形式，在保证装置正常运行的情况下尽可能减少运转风机的数量，节能降噪。

由于风机的风量和功耗均与风机端电压的平方成正比，因此通过不同的风机组合实现输出不同的风量与功率。可见，功率柜中的风机越多，不同串并联的组合越多，输出的功率等级以及风量等级越多。

实施例1

本实施例的功率柜中设置有两个风机和三个接触器，第一风机FJ1和第二风机FJ2的电源端分别与交流电源连接；第一接触器常开触点KM1串联连接在第一风机FJ1与中性点端之间；第三接触器常开触点KM3串联连接在交流电源与第二风机FJ2之间；第二接触器常开触点KM2的一端连接在第一风机FJ1和第一接触器常开触点KM1之间，第二接触器常开触点KM2的另一端连接在第三接触器常开触点KM3与第二风机FJ2之间。本实施例的电气控制原理图如图3所示。

本实施例中的风机输出有三种组合方式：1/2台、1台和2台风机。具体如下所述：

组合1：控制器控制第二接触器导通，第二接触器常开触点KM2吸合，同时控制器控制第一接触器和第三接触器断开；在此情况下第一风机FJ1和第二风机FJ2构成串联回路连接在交流电源和中性点端之间，功率柜所有风机输出的风量与功耗为1台风机的1/4+1/4=1/2倍，即相当于1/2台风机在运转。

组合2：控制器控制第一接触器导通，第一接触器常开触点KM1吸合，同时控制器控制第二接触器和第三接触器断开；在此情况下，只有第一风机FJ1工作，风量与功耗为1台风机的1倍，即相当于1台风机在运转。

当然，此组合还可以是控制器单独控制第三接触器导通；此时，只有第二风机FJ2工作，风量与功耗也为1台风机的1倍。

组合3：控制器控制第一接触器和第三接触器导通，第一接触器常开触点KM1和第三接触器常开触点KM3吸合，同时控制器控制第二接触器断开，在此情况下，两台风机并联工作，风量与功耗约为1台风机的2倍，即相当于两台风机同时运转。

实施例2

本实施例的功率柜中设置有三个风机和六个接触器，三个风机的电源端分别与交流电源和中性点端连接；第一接触器常开触点KM1串联连接在第一风机FJ1与中性点端之间；第三接触器常开触点KM3串联连接在交流电源与第二风机FJ2之间，第四接触器常开触点KM4串联连接第二风机FJ2与中性点端之间；第六接触器常开触点KM6串联连接在交流电源与第三风机FJ3之间；第二接触器常开触点KM2的一端连接在第一风机FJ1和第一接触器常开触点KM1之间，第二接触器常开触点KM2的另一端连接在第三接触器常开触点KM3与第二风机FJ2之间；第五接触器常开触点KM5的一端连接在第二风机FJ2和第四接触器常开触点KM4之间，第五接触器常开触点KM5的另一端连接在第六接触器常开触点KM6与第三风机FJ3之间。本实施例的电气控制原理图如图4所示。

本实施例中的风机输出有六种组合方式：1/3台、1/2台、1台、3/2台、2台和3台，具体如下所述：

组合1：控制器控制第二接触器和第五接触器导通，第二接触器常开触点KM2和第五接触器常开触点KM5吸合，同时控制器控制第一接触器、第三接触器、第四接触器以及第六接触器断开；在此情况下三个风机串联连接在交流电源和中性点端之间，构成串联回路，功率柜所有风机输出的风量与功耗为1台风机的：1/9+1/9+1/9=1/3倍，即相当于1/3台风机在运转。

组合2：控制器控制第二接触器和第四接触器导通，第二接触器常开触点KM2、第四接触器常开触点KM4吸合，同时控制器控制第一接触器、第三接触器、第五接触器以及第六接触器断开；在此情况下，第一风机FJ1和第二风机FJ2串联连接在交流电源和中性点端之间，构成串联回路，功率柜所有风机输出的风量与功耗为1台风机的：1/4+1/4=1/2倍，即相当于1/2台风机在运转。

组合3：控制器控制第一接触器导通，第一接触器常开触点KM1吸合，同时控制器控制第二接触器、第三接触器、第四接触器、第五接触器和第六接触器断开；在此情况下，第一风机FJ1正常工作，即功率柜所有风机输出的风量与功耗为1台风机的输出的量。

当然，控制器还可以单独控制第六接触器导通，此时第三风机FJ3正常工作；控制器还可以同时控制第三接触器和第四接触器导通，其他接触器断开，此时第二风机FJ2正常工作。上述三种方式，功率柜所有风机输出的风量与功耗均为1台风机输出的量。

组合4：控制器控制第二接触器、第四接触器和第六接触器导通，第二接触器常开触点KM2、第四接触器常开触点KM4、第六接触器常开触点KM6吸合，同时控制器控制第一接触器、第三接触器和第五接触器断开；在此情况下，第一风机FJ1和第二风机FJ2串联连接在交流电源和中性点端之间，构成串联回路，第三风机FJ3正常工作，功率柜所有风机输出的风量与功耗为1台风机的：1/4+1/4+1=3/2倍，即相当于3/2台风机在运转。

当然，控制器还可以控制第一接触器、第三接触器、第五接触器导通，其他接触器断开，此时第一风机FJ1正常工作，第二风机FJ2和第三风机FJ3串联连接在交流电源和第三风机FJ3中性点端之间，构成串联回路。上述两种方式，功率柜所有风机输出的风量与功耗均为1台风机的：1/4+1/4+1=3/2倍，即相当于3/2台风机在运转。

组合5：控制器控制第一接触器、第三接触器和第四接触器导通，那么第一接触器常开触点KM1、第三接触器常开触点KM3以及第四接触器常开触点KM4吸合，同时控制器控制第二接触器、第五接触器以及第六接触器断开；在此情况下，第一风机FJ1和第二风机FJ2并联工作，第三风机FJ3不工作，功率柜所有风机输出的风量与功耗为1台风机的2倍，即相当于2台风机在运转。

当然，控制器还可以控制第一接触器和第六接触器导通，其他接触器断开，此时第一风机FJ1和第三风机FJ3正常工作，第二风机FJ2不工作；或者控制第三接触器、第四接触器和第六接触器导通，其他接触器断开，此时第二风机FJ2和第三风机FJ3正常工作，第一风机FJ1不工作。上述三种方式，功率柜所有风机输出的风量与功耗均为为1台风机的2倍，即相当于2台风机在运转。

组合6：控制器同时控制第一接触器、第三接触器、第四接触器以及第六接触器导通，那么第一接触器常开触点KM1、第三接触器常开触点KM3、第四接触器常开触点KM4以及第六接触器常开触点KM6吸合；同时控制器控制第二接触器和第五接触器断开；在此情况下，3台风机均正常运行，因此功率柜所有风机输出的总风量和功耗约为1台风机的3倍，即相当于3台风机在运转。

Claims (3)

1.大功率电力电子设备功率柜风量调节装置，所述功率柜中设置有若干个风机，风机的电源端与交流电源连接，其特征在于：所述功率柜中还设置有用于控制风机动作的控制器，控制器的输出端连接通过控制器触发导通的接触器，所述每个风机的电源端至少串联连接一个接触器的常开触点，相邻风机的电源端串联连接一个接触器的常开触点。

2.根据权利要求1所述的大功率电力电子设备功率柜风量调节装置，其特征在于：所述功率柜中设置有两个风机和三个接触器，第一风机FJ1和第二风机FJ2的电源端分别与交流电源和中性点端连接；所述第一接触器常开触点KM1串联连接在第一风机FJ1与中性点端之间；第三接触器常开触点KM3串联连接在交流电源与第二风机FJ2之间；第二接触器常开触点KM2的一端连接在第一风机FJ1和第一接触器常开触点KM1之间，第二接触器常开触点KM2的另一端连接在第三接触器常开触点KM3与第二风机FJ2之间。

3.根据权利要求1所述的大功率电力电子设备功率柜风量调节装置，其特征在于：所述功率柜中设置有三个风机和六个接触器，三个风机的电源端分别与交流电源和中性点端连接；

所述第一接触器常开触点KM1串联连接在第一风机FJ1与中性点端之间；第三接触器常开触点KM3串联连接在交流电源与第二风机FJ2之间，第四接触器常开触点KM4串联连接第二风机FJ2与中性点端之间；第六接触器常开触点KM6串联连接在交流电源与第三风机FJ3之间；

所述第二接触器常开触点KM2的一端连接在第一风机FJ1和第一接触器常开触点KM1之间，第二接触器常开触点KM2的另一端连接在第三接触器常开触点KM3与第二风机FJ2之间；第五接触器常开触点KM5的一端连接在第二风机FJ2和第四接触器常开触点KM4之间，第五接触器常开触点KM5的另一端连接在第六接触器常开触点KM6与第三风机FJ3之间。

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