CN109546870A - 输出端子及变流器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种输出端子及变流器，所述输出端子包括背板、磁环以及多个接线柱，其中：所述多个接线柱分别穿过所述背板，并与所述背板固定连接；所述多个接线柱相互绝缘，且每一所述接线柱的第一端位于所述背板的第一侧、第二端位于所述背板的第二侧；所述磁环以环绕所述多个接线柱的方式固定连接在所述背板上，且所述磁环突出于所述背板的第二侧的尺寸小于所述接线柱的第二端突出于所述背板的第二侧的尺寸。本发明实施例通过将接线柱和磁环集成到背板上，无需格兰即可实现输出端子的防水防尘，无需拆开变流器箱体即可对接线点位进行检查，方便了输出端子的安装和维护，并且无需再进行单独的磁环安装，降低了对安装空间的要求。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子设备领域，更具体地说，涉及一种输出端子及变流器。
背景技术
作为电能变换器件，变流器已广泛应用在电力电子设备中。变流器最终的输出为交流电或直流电，且目前变流器通常使用转接铜排或直接使用压接有连接端子(例如OT端子)的线缆输出电能。
当需要两路或多路输出时，变流器通过在转接铜排开孔或者直接在母排本体上设置多个开孔的方式，并使用多根线缆输出电能。在该两路或多路输出结构中，母排本体或转接铜排通过绝缘件固定在箱体或其他结构件上，线缆则在箱体内部直接使用扎线带绑扎。
然而，在使用压接有连接端子的线缆直接连接到母排本体的结构时，一方面容易使母排本体承受线缆额外作用力：由于线缆一般线径较粗，在折弯半径较小的情况下，线缆自身的应力会传导到与母排本体连接部位，使母排本体承受应力较大，严重时可能会损坏与母排连接的功率器件。并且，该连接结构中，母排本体上的开孔如果处理不当，容易造成电流分布不均，局部发热严重，降低电能质量。
使用转接铜排线缆相结合的电能输出结构，虽然可在一定程度上缓解母排本体承受应力，但在安装时，由于通常要求线缆出线部位防水防尘(防护等级要达到IP54以上)，为了达到上述效果，通常需将线缆穿过格兰(即防水堵头)。具体地，线缆在机箱内部接好线后，需将格兰板安装到机箱，并拧紧格兰迫帽，从而实现防水功能。由于很多情况下需要对线缆出线部位进行频繁检查，上述连接方式在检查时就需要频繁拆卸格兰迫帽与格兰板，导致检查效率降低，格兰迫帽使用寿命降低。
此外，变流器输出还需使用磁环抑制共模干扰，通常做法是将线缆穿过圆形磁环，并使用扎线带将磁环绑在线缆上。由于线缆需要穿过同一颗磁环后分散穿出箱体，导致所需的安装操作空间较大。尤其对于牵引电机供电的变流器，一般需要在车体进行配线工作，繁琐的操作步骤增加了劳动强度，降低了操作效率，而且需要的操作空间较大，需要预留较大的操作及维护空间，不利于车体整体布局的优化。
发明内容
本发明实施例针对上述变流器中直接使用线缆输出时导致母排本体承受应力较大、容易造成电流分布不均，以及使用转接铜排与线缆结合方式输出时检查效率较低、操作繁琐的问题，提供一种输出端子及变流器。
本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种输出端子，包括背板、磁环以及多个接线柱，其中：所述多个接线柱分别穿过所述背板，并与所述背板固定连接；所述多个接线柱相互绝缘，且每一所述接线柱的第一端位于所述背板的第一侧、第二端位于所述背板的第二侧；所述磁环以环绕所述多个接线柱的方式固定连接在所述背板上，且所述磁环突出于所述背板的第二侧的尺寸小于所述接线柱的第二端突出于所述背板的第二侧的尺寸。
优选地，所述磁环的径向截面呈椭圆环形，并通过螺钉固定在所述背板的第二侧，且所述磁环的中心轴和所述接线柱的中心轴分别垂直于所述背板。
优选地，所述背板由绝缘材料制成，所述输出端子还包括塑封外壳，且所述塑封外壳套于磁环外，所述接线柱的第二端露出到所述塑封外壳外部。
优选地，所述背板、接线柱、磁环通过热熔胶封装为一体。
本发明实施例还提供一种变流器，包括机壳、输出铜排以及如权利要求1-4中任一项所述的输出端子；其中：所述输出铜排安装在所述机壳内；所述机壳上具有端子口，且所述端子口的形状和尺寸与所述输出端子的背板的形状和尺寸匹配；所述输出端子密封固定在所述机壳的端子口，且所述输出铜排通过导电连接件连接到所述输出端子的接线柱。
优选地，所述导电连接件包括转接铜排和分流母排，且所述转接铜排和分流母排分别安装于所述机壳内；所述分流母排以第二侧朝向输出端子的方式固定在所述输出端子上，且所述分流母排与所述接线柱导电连接；所述转接铜排的第一端固定连接在所述输出铜排上、第二端固定连接在所述分流母排的第一侧。
优选地，所述输出铜排包括多相输出开孔，所述分流母排包括通过绝缘材料相隔的多片铜板，且所述输出铜排的每一相输出开孔通过一个所述转接铜排与所述分流母排的一片铜板导电连接。
优选地，所述分流母排上具有由多个导电座构成的安装孔位组，且每一所述导电座与所述分流母排的一片铜板导电连接；每一所述导电座上具有安装孔，且每一所述转接铜排的第二端通过螺钉与一个所述导电座连接固定。
优选地，所述输出端子中的每一接线柱通过一个固定螺钉与一个所述导电座固定连接。
优选地，所述分流母排上包括多个所述安装孔位组，所述机壳上具有多个所述端子口，所述变流器包括多个所述输出端子；每一所述输出端子密封固定在一个所述端子口，且每一所述输出端子中的接线柱连接到所述分流母排的一个安装孔位组。
本发明实施例的输出端子及变流器，通过将接线柱和磁环集成到背板上，无需格兰即可实现输出端子的防水防尘，无需拆开变流器箱体即可对接线点位进行检查，方便了输出端子的安装和维护，并且无需再进行单独的磁环安装，降低了对安装空间的要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的输出端子的结构示意图；
图2是图1中输出端子沿A-A线的剖面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的变流器的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的变流器的侧向结构示意图；
图5是本发明实施例提供的变流器中的转接铜排的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的变流器中的分流母排的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-2所示，是本发明实施例提供的输出端子的结构示意图，该输出端子可应用于变流器等电力电子设备的电能输出。本实施例中的输出端子包括背板11、磁环12以及多个接线柱13(接线柱13的数量可根据输出端子的应用场景调整，例如当输出端子用于输出三相电能时，该输出端子可包括三个接线柱13)。上述多个接线柱13分别穿过背板11，并与背板11固定连接(为达到较高防护等级，背板11与接线柱13的连接处密封)；该多个接线柱13可实现一组电能输出(例如当用于三相电能输出时，输出端子包括三个接线柱13，且每一接线柱13用于连接一相输出)。在安装到背板11后，多个接线柱13之间相互绝缘(接线柱13之间的间距需大于安规距离，以满足绝缘和安规要求)，且每一接线柱13的第一端位于背板11的第一侧、第二端位于背板11的第二侧；磁环12以环绕多个接线柱13的方式固定连接在背板11上(即多个接线柱13穿过磁环12的中央通孔)，且磁环12突出于背板11的第二侧的尺寸小于接线柱13的第二端突出于背板11的第二侧的尺寸。
上述输出端子通过将接线柱13集成到背板11上，无需格兰即可实现输出端子的防水防尘，从而在对接线点位进行检查时只需将输出端子拆下即可，无需拆开变流器箱体，也不必经常拆卸格兰迫帽，方便了输出端子的安装和维护。并且由于背板11上集成了磁环12，可抑制输出交流电的共模干扰，满足电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)对干扰的要求，提高电能质量，无需再在变流器内部进行单独的磁环安装，降低了对安装空间的要求。
具体地，上述接线柱13的第一端可具有第一螺孔131，从而可实现变流器等内部输出铜排连接；该接线柱13的第二端可具有第二螺孔132，从而方便用电设备的接线。并且，在上述输出端子中，为较好地抑制每一相输出的共模干扰，上述磁环12的径向截面可呈椭圆环形，该结构还可节约输出端子的体积。由于磁环12本身重量较大，其通过螺钉固定在背板11的第二侧，以保证磁环12稳定固定。并且，可使磁环12的中心轴和接线柱13的中心轴分别垂直于背板11，从而方便外部接线。
为使输出端子具有较好的绝缘性能，上述背板11可由绝缘材料制成，且输出端子还包括塑封外壳14。塑封外壳14可套于磁环12外，且接线柱13的第二端露出到塑封外壳14外部。
此外，背板11、接线柱13、磁环12通过热熔胶封装为一体，从而大大提高了输出端子的整体性，便于提高安全等级。
如图3-4所示，是本发明实施例提供的变流器的示意图，该变流器可以为变频器、逆变器等，其可向用电设备输出交流电。本实施例的变流器包括机壳40、输出铜排43以及如所述的输出端子。其中，上述输出铜排安装在机壳40内，并连接到功率单元42的交流输出端。机壳40上具有端子口(例如机壳40的前面板、背板或侧板)，且该端子口的形状和尺寸于输出端子的背板11的形状和尺寸匹配；输出端子密封固定在机壳40的端子口(例如通过穿过背板11上的固定孔111的螺钉15将背板11固定到机壳40，且背板11与机壳40之间可设置密封垫圈)，输出铜排43通过导电连接件连接到输出端子的接线柱13的第一端。这样，外部用电设备可通过线缆(例如压接有OT端子的线缆)及螺钉16连接到接线柱13的第二端，实现变流器的供电输出。
为保护输出端子，上述机壳40的外侧可设置接线盒50，在进行接线操作时，只需打开接线盒50上的盖板即可。
上述变流器通过输出端子将功率单元42的交流输出引到机壳40外侧，同时通过磁环12抑制交流输出的共模干扰，即输出端子在实现密封接线的同时，可实现共模干扰抑制。
具体地，上述导电连接件可包括转接铜排31和分流母排20，且转接铜排31和分流母排20分别安装于机壳40内。上述分流母排20以第二侧朝向输出端子的方式固定在输出端子上，且分流母排20与输出端子的接线柱13导电连接。转接铜排31的第一端固定连接在输出铜排43上、第二端则固定连接在分流母排20的第一侧。
输出铜排43可包括多相输出开孔，每一相输出开孔用于连接一相输出。相应地，分流母排20包括通过绝缘材料相隔的多片铜板，且输出铜排43的每一相输出开孔通过一个转接铜排31与分流母排20的一片铜板导电连接。例如，当变流器输出U、V、W三相电能时，输出铜排43包括U相、V相、W相三相输出，导电连接结构包括三个转接铜排31，分流母排20包括三片铜板，且输出铜排43的U相、V相、W相中的每一相通过一个转接铜排31与分流母排20的一片铜板导电连接。
结合图5，转接铜排31整体可为L形结构，且在转接铜排31的第一端具有压铆螺母或焊接螺母312、第二端则可具有通孔311，在具体连接时，转接铜排31的第一端通过螺钉32(该螺钉32螺纹连接到压铆螺母或焊接螺母312)固定在输出铜排43的一相输出开孔上，且该转接铜排31的第二端则通过螺钉(该螺钉穿过通孔311)固定在分流母排20上。上述结构可避免在输出铜排43上产生应力，避免输出铜排43损坏。
结合图6，分流母排20上具有由多个导电座201构成的安装孔位组，且每一导电座201与分流母排20的一片铜板导电连接(同一安装孔位组中的多个导电座201与分流母排20中的铜板以一一对应方式导电连接)。每一导电座201上具有安装孔(可以为螺孔或通孔)，且每一转接铜排31的第二端通过螺钉与一个导电座201连接固定。
特别地，用于连接转接铜排31和分流母排20的固定螺钉22穿过转接铜排31第二端的通孔311和导电座201上的通孔后，螺纹连接到输出端子的接线柱13的第一端的第一螺孔131。从而在将转接铜排31机械固定到分流母排20的同时，也将分流母排20机械固定到了输出端子，并且也实现了转接铜排31与分流母排20中铜片的导电连接，以及分流母排20中的铜片与接线柱13的导电连接。为提高分流母排20的稳定性，上述输出端子中的每一接线柱13通过一个固定螺钉22与一个导电座201固定连接。
此外，上述分流母排20上可设置多个安装孔位组，每一个安装孔位组用于连接一个用电设备，例如当输出铜排43输出三相电能时，分流母排20的每一个安装孔位组包括三个导电座201。相应地，机壳40上具有多个端子口，变流器包括多个输出端子；每一输出端子密封固定在一个端子口，且每一输出端子中的接线柱13连接到分流母排20的一个安装孔位组。
上述分流母排20可将输出铜排43的输出转换为两路完全相同的电流输出，这样既可以保证通过转接铜排31与输出铜排43传输电流的均匀性，同时又可以利用分流母排20的散热能力降低整个系统的温升，提升系统对环境的适应性和可靠性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种输出端子，其特征在于，包括背板、磁环以及多个接线柱，其中：所述多个接线柱分别穿过所述背板，并与所述背板固定连接；所述多个接线柱相互绝缘，且每一所述接线柱的第一端位于所述背板的第一侧、第二端位于所述背板的第二侧；所述磁环以环绕所述多个接线柱的方式固定连接在所述背板上，且所述磁环突出于所述背板的第二侧的尺寸小于所述接线柱的第二端突出于所述背板的第二侧的尺寸。
2.根据权利要求1所述的输出端子，其特征在于，所述磁环的径向截面呈椭圆环形，并通过螺钉固定在所述背板的第二侧，且所述磁环的中心轴和所述接线柱的中心轴分别垂直于所述背板。
3.根据权利要求2所述的输出端子，其特征在于，所述背板由绝缘材料制成，所述输出端子还包括塑封外壳，且所述塑封外壳套于磁环外，所述接线柱的第二端露出到所述塑封外壳外部。
4.根据权利要求2所述的输出端子，其特征在于，所述背板、接线柱、磁环通过热熔胶封装为一体。
5.一种变流器，其特征在于，包括机壳、输出铜排以及如权利要求1-4中任一项所述的输出端子；其中：所述输出铜排安装在所述机壳内；所述机壳上具有端子口，且所述端子口的形状和尺寸与所述输出端子的背板的形状和尺寸匹配；所述输出端子密封固定在所述机壳的端子口，且所述输出铜排通过导电连接件连接到所述输出端子的接线柱。
6.根据权利要求5所述的变流器，其特征在于，所述导电连接件包括转接铜排和分流母排，且所述转接铜排和分流母排分别安装于所述机壳内；所述分流母排以第二侧朝向输出端子的方式固定在所述输出端子上，且所述分流母排与所述接线柱导电连接；所述转接铜排的第一端固定连接在所述输出铜排上、第二端固定连接在所述分流母排的第一侧。
7.根据权利要求6所述的变流器，其特征在于，所述输出铜排包括多相输出开孔，所述分流母排包括通过绝缘材料相隔的多片铜板，且所述输出铜排的每一相输出开孔通过一个所述转接铜排与所述分流母排的一片铜板导电连接。
8.根据权利要求7所述的变流器，其特征在于，所述分流母排上具有由多个导电座构成的安装孔位组，且每一所述导电座与所述分流母排的一片铜板导电连接；每一所述导电座上具有安装孔，且每一所述转接铜排的第二端通过螺钉与一个所述导电座连接固定。
9.根据权利要求8所述的变流器，其特征在于，所述输出端子中的每一接线柱通过一个固定螺钉与一个所述导电座固定连接。
10.根据权利要求9所述的变流器，其特征在于，所述分流母排上包括多个所述安装孔位组，所述机壳上具有多个所述端子口，所述变流器包括多个所述输出端子；每一所述输出端子密封固定在一个所述端子口，且每一所述输出端子中的接线柱连接到所述分流母排的一个安装孔位组。
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