CN112492830B - 一种变频器主控框架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变频器主控框架，其形成有可将功能设备提前安装于主控框架再同主控框架整体装入变频器柜的预设安装单元。其中，电容组件安装单元，使电容组件沿着主控框架的前后方向插伸设置在主控框架的下部；大功率电气及散热组件安装单元，在主控框架的上部形成有支架结构，使大功率电气及散热组件沿着主控框架的左右方向平铺设置在主控框架的上部；电源组件安装单元，在主控框架的内部形成有抽拉结构，用于使电源组件沿着主控框架的左右方向可抽拉地设置在主控框架的内部。解决由于变频器内大功率电气元件的布局及安装设计尚未得到优化而造成的变频器整体体积大、内部空间利用率低，维护困难以及防震等级低的技术问题。

Description

一种变频器主控框架
技术领域
本发明涉及变频器领域，具体而言，涉及一种变频器主控框架。
背景技术
随着电子技术的不断进步和发展，变频器技术及其设备的发展也在逐渐完善，特别是二极管大功率变频器已经得到了广泛应用，例如：重工业、供水建设系统、空调设备、电梯运行等等。与其广泛应用相对应的，国内变频器的研制和发展尚未形成完整体系，且变频器结构设计也尚不成熟。
市场常见的大功率变频器由于主控框架结构设计不完善，内部电器元件安装布局有待进一步优化，造成装配后变频器整体体积大、内部维护难度高、防震等级低、故障率高等技术问题。同时，变频器内部电器元件如果与散热器的布局不合理，也会影响上述大功率电器元件的散热效率。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种变频器主控框架，已至少解决由于变频器内大功率电气元件的布局及安装设计尚未得到优化而造成的变频器整体体积大、内部空间利用率低，维护困难以及防震等级低的技术问题。
本发明的变频器主控框架，通过框架的结构设计、框架间连接方式设计、电气元件布局设计，综合优化变频器主控框架；进一步优化变频器内主要大功率电气元件以及散热器的布局；使不同功能的电气元件模块化、紧凑化，优化变频器安装。通过上述技术方案，实现将电器元件以更加紧凑的布局，模块化预先安装在主控框架内，再将带有电气元件的主控框架安装入变频器柜。组装完成的变频器体积减小、空间利用率提高、防震等级提高、模块化的电气元件便于维修及更换。
根据本发明提供的一种变频器主控框架，其形成有可将功能设备提前安装于主控框架再同主控框架整体装入变频器柜的预设安装单元，功能设备包括电容组件、电源组件、大功率电气及散热组件；预设安装单元包括：
电容组件安装单元，在主控框架的下部形成至少一个搁架结构，使电容组件沿着主控框架的前后方向插伸设置在主控框架的下部；
大功率电气及散热组件安装单元，在主控框架的上部形成有支架结构，使大功率电气及散热组件沿着主控框架的左右方向平铺设置在主控框架的上部；
电源组件安装单元，在主控框架的内部形成有抽拉结构，抽拉结构位于搁架结构的上方、大功率电气及散热组件安装单元的后方，用于使电源组件沿着主控框架的左右方向可抽拉地设置在主控框架的内部。
可选地，主控框架包括相对设置的第一竖板和第二竖板，第一竖板和第二竖板之间固定有至少一个横向设置的隔板，形成搁架结构，组成用于固定电容组件安装单元的固定结构，同时可起到稳定整体主控框架的作用。
进一步地，主控框架在前后延伸方向设置有第一紧固梁和第二紧固梁，分别与第一与第二竖板底部的前后延伸方向连接；第一与第二紧固梁上设置有孔位，用于与变频器柜对应位置通过螺栓连接，可将主控框架紧固在变频器柜内。
可选地，主控框架还包括连接在第一竖板和第二竖板顶部之间的第一横梁以及与第一横梁一端固定的第二竖梁；第一竖板其一侧向上延伸形成第一竖梁；第一横梁一端与第一竖梁固定在一起，另一端与第二竖梁连接；第一竖梁和第二竖梁的顶部之间连接有第二横梁；第二横梁的两端分别固定连接有沿主控框架前后方向延伸的第三横梁、第四横梁；第三横梁、第四横梁的后端固定连接有第五横梁。第二横梁、第五横梁、第一横梁形成一可从主控框架前侧折向后侧并可平铺大功率电气及散热组件的支架结构。
进一步地，大功率电气及散热器组件包括散热器、可控整流器件、不控整流器件；其中散热器固定于大功率电气及散热组件的支架结构前部框架上；可控整流器件和不控整流器件平铺固定在散热器上并与散热器直接接触换热。
进一步地，大功率电气及散热器组件还包括绝缘柱和铜排；其中绝缘柱安装在第二横梁沿着主控框架后方延伸的折弯边上的孔位内；铜排一端与可控整流器件、不控整流器件连接，经过弯折后与绝缘柱连接固定，之后其另一端延伸固定在第五横梁上；绝缘柱与铜排一一对应设置且数量相同。
进一步地，第一横梁与第二竖梁的连接处还连接有第六横梁；且第六横梁另一端连接有与第五横梁平行的第七横梁；第五、第七横梁两端均设有定位筋及安装孔位并通过螺栓连接与变频器柜装配紧固，进一步使主控框架稳固安装在变频器柜内，可减轻变频器在搬运及安装过程中的震动。
可选地，抽拉框架包括：固定支撑板、抽拉底板、抽拉背板和至少一个抽拉分层板；固定支撑板连接上部框架和下部框架；抽拉底板、抽拉背板和抽拉分层板围成多层箱体结构，分层固定多个电源；且多层箱体结构可在固定支撑板上抽拉滑动。
进一步地，抽拉框架和/或电源通过螺栓可拆卸的连接在第五横梁的固定孔位上；并通过在第三横梁上设置的卡槽固定，防止晃动；抽拉框架和/或电源可以从变频器主控框架中抽出后对电源进行维护及更换。
进一步地，抽拉框架下部设置有电源冗余板，电源冗余板将多个电源的输出电流整合输出。
可选地，主控框架还包括一折弯板，一端沿着水平方向从主控框架的左侧延伸到右侧，形成一带有挡沿的支撑结构，用于支撑抽拉框架，挡沿用于限定抽拉框架插入主控框架内的最大位移；折弯板另一端形成一折弯并沿着竖直方向向下延伸与主控框架下部连接固定。
可选地，在主控框架的后部，第一竖板和第二竖板之间还设置有第一加强筋和第二加强筋；其中，第一加强筋搭设在第一、第二竖板的上部；第二加强筋连接第一、第二竖板的下部。
进一步地，折弯板的下表面边缘与所述第一、第二竖板上部边缘以及第一加强筋、第一横梁焊接固定；折弯板在主控框架后方的边缘与第六横梁连接，固定第六横梁。
进一步地，第一竖板与第一横梁连接处设置有第三加强筋，加强第一竖梁与第一竖板以及第一横梁的连接强度。
本发明还提供一种变频器，使用上述的变频器主控框架将不同功能、不同布局需求的大功率电气元件分别整合形成相应模块，根据各模块设计其安装固定空间。变频器安装时，可在变频器柜外首先进行电气元件安装固定，之后再将带有电气元件的主控框架固定于变频器柜内，完成变频器安装。
对比现有技术多采用的各电气元件分散布置在变频器柜内的技术方案，本发明的主控框架为变频器安装提供了优化、紧凑的布局设计方案，通过主控框架的布局，最终可以减小变频器的整体体积，提高变频器柜内利用空间，为维修、保养、更换电气元件提供了充足的操作空间及更便利的操作方法。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1：根据本发明的一种变频器主控框架实施例的安装示意图；
图2：根据本发明的一种变频器主控框架实施例固定在变频器柜内的结构示意图；
图3：根据本发明的一种变频器主控框架实施例框架结构爆炸分解图；
图4：根据本发明的一种变频器主控框架实施例的抽拉框架结构示意图；
图5：根据本发明的一种变频器主控框架实施例框架装配示意图；
图6：框架装配主视图、俯视图、左视图和右视图；
图7：框架装配主视图中标记A对应的局部放大图；
图8：根据本发明的一种变频器主控框架实施例的绝缘柱结构示意图；
图中：
1-变频器主控框架；
101-第一竖板；102-第一竖梁；103-第二竖板;104-搁架结构;
105-第一紧固梁；106-第二紧固梁；
107-第一横梁；108-第二竖梁；109-第二横梁；110-第三横梁；111-第四横梁；112-第五横梁；113-第六横梁；114-第七横梁；
115-折弯板；
116-第一加强筋；117-第二加强筋；118-第三加强筋；
2-抽拉框架；
201-抽拉底板；202-抽拉背板；203-抽拉分层板；204-电源冗余板；
3-散热器；4-可控整流器件；5-不控整流器件；6-绝缘柱；7-铜排；8-电源；9-电力电容；10-变频器柜。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例提供的一种变频器主控框架，如图1、图2所示，其形成有可将功能设备提前安装于主控框架再同主控框架整体装入变频器柜的预设安装单元，功能设备包括电容组件、电源组件、大功率电气及散热组件；预设安装单元包括：
电容组件安装单元，在主控框架的下部形成至少一个搁架结构，使电容组件沿着主控框架的前后方向插伸设置在主控框架的下部；
大功率电气及散热组件安装单元，在主控框架的上部形成有支架结构，使大功率电气及散热组件沿着主控框架的左右方向平铺设置在主控框架的上部；
电源组件安装单元，在主控框架的内部形成有抽拉结构，抽拉结构位于搁架结构的上方、大功率电气及散热组件安装单元的后方，用于使电源组件沿着主控框架的左右方向可抽拉地设置在主控框架的内部。
优选地，如图3-7所示，主控框架1包括相对设置的第一竖板101和第二竖板103，第一竖板和第二竖板之间固定有至少一个横向设置的隔板，形成搁架结构104，组成用于固定电容组件安装单元9的固定结构，同时可起到稳定整体主控框架的作用。
进一步地，主控框架在前后延伸方向设置有第一紧固梁105和第二紧固梁106，分别与第一与第二竖板底部的前后延伸方向连接；第一与第二紧固梁上设置有孔位，用于与变频器柜10对应位置通过螺栓连接，可将主控框架紧固在变频器柜内。
优选地，主控框架还包括连接在第一竖板和第二竖板顶部之间的第一横梁107以及与第一横梁一端固定的第二竖梁108；第一竖板其一侧向上延伸形成第一竖梁102；第一横梁107一端与第一竖梁102固定在一起，另一端与第二竖梁108连接；第一竖梁102和第二竖梁108的顶部之间连接有第二横梁109；第二横梁的两端分别固定连接有沿主控框架前后方向延伸的第三横梁110、第四横梁111；第三横梁、第四横梁的后端固定连接有第五横梁112。第二横梁109、第五横梁112、第一横梁107形成一可从主控框架前侧折向后侧并可平铺大功率电气及散热组件的支架结构。
进一步地，大功率电气及散热器组件包括散热器3、可控整流器件4、不控整流器件5；其中散热器固定于大功率电气及散热组件的支架结构前部框架上；可控整流器件和不控整流器件平铺固定在散热器上并与散热器直接接触换热。
进一步地，大功率电气及散热器组件还包括绝缘柱6和铜排7；其中绝缘柱安装在第二横梁109沿着主控框架后方延伸的折弯边上的孔位内；铜排7一端与可控整流器件4、不控整流器件5连接，经过弯折后与绝缘柱6连接固定，之后其另一端延伸固定在第五横梁112上；绝缘柱6与铜排7一一对应设置且数量相同。
优选地，如图8所示，本实施例给出一种30MM绝缘柱（6），采用轴向对称结构，起到稳固铜排的作用，防止在搬运，装配及使用过程中由于震动造成的电气元件引脚断裂，铜排损坏，提高变频器防震等级。
进一步地，第一横梁107与第二竖梁108的连接处还连接有第六横梁113；且第六横梁另一端连接有与第五横梁平行的第七横梁114；第五、第七横梁两端均设有定位筋及安装孔位并通过螺栓连接与变频器柜10装配紧固，进一步使主控框架稳固安装在变频器柜内，可减轻变频器在搬运及安装过程中的震动。
可选地，抽拉框架2包括：抽拉底板201、抽拉背板202和至少一个抽拉分层板203；固抽拉底板、抽拉背板和抽拉分层板围成多层箱体结构，分层固定多个电源8；且多层箱体结构可抽拉滑动。
进一步地，抽拉框架2和/或电源8通过螺栓可拆卸的连接在第五横梁112的固定孔位上；并通过在第三横梁110上设置的卡槽固定，防止晃动；抽拉框架和/或电源可以从变频器主控框架中抽出后对电源进行维护及更换。
进一步地，抽拉框架下部设置有电源冗余板204，电源冗余板将多个电源的输出电流整合输出。
优选地，主控框架还包括一折弯板115，一端沿着水平方向从主控框架的左侧延伸到右侧，形成一带有挡沿的支撑结构，用于支撑抽拉框架，挡沿用于限定抽拉框架2插入主控框架1内的最大位移；折弯板115另一端形成一折弯并沿着竖直方向向下延伸与主控框架1下部连接固定。
优选地，在主控框架的后部，第一竖板101和第二竖板103之间还设置有第一加强筋116和第二加强筋117；其中，第一加强筋搭设在第一、第二竖板的上部；第二加强筋连接第一、第二竖板的下部。
进一步地，折弯板115的下表面边缘与所述第一、第二竖板上部边缘以及第一加强筋116、第一横梁107焊接固定；折弯板115在主控框架后方的边缘与第六横梁114连接，固定第六横梁。
进一步地，第一竖板101与第一横梁107连接处设置有第三加强筋118，本实施例中优选的如图7所示，使用三角形加强筋，加强第一竖梁102与第一竖板101以及第一横梁107的连接强度。
本发明还提供一种变频器，使用上述的变频器主控框架将不同功能、不同布局需求的大功率电气元件分别整合形成相应模块，根据各模块设计其安装固定空间。变频器安装时，可在变频器柜外首先进行电气元件安装固定，之后再将带有电气元件的主控框架固定于变频器柜内，完成变频器安装。
通过分别将电力电容模块、大功率电气元件及其散热器模块、电源模块依次安装固定于主控框架上，并使用绝缘柱连接大功率器件的铜排固定于主控框架对应位置；之后再将带有各电气元件的主控框架整体装入变频器柜内，完成模块化安装。
本发明的变频器主控框架，通过框架的结构设计、框架间连接方式设计、电气元件布局设计，综合优化变频器主控框架；进一步优化变频器内主要大功率电气元件以及散热器的布局；使不同功能的电气元件模块化、紧凑化，优化变频器安装。通过上述技术方案，实现将电器元件以更加紧凑的布局，模块化预先安装在主控框架内，再将带有电气元件的主控框架安装入变频器柜。组装完成的变频器体积减小、空间利用率提高、防震等级提高、模块化的电气元件便于维修及更换。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的结构实施例仅仅是示意性的，所显示或讨论的相互之间的组合关系也可以是其他形式的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种变频器主控框架，其特征在于：其形成有可将功能设备提前安装于所述主控框架再同所述主控框架整体装入变频器柜的预设安装单元，所述功能设备包括电容组件、电源组件、大功率电气及散热组件；所述预设安装单元包括：
电容组件安装单元，在所述主控框架的下部形成至少一个搁架结构，使所述电容组件沿着所述主控框架的前后方向插伸设置在所述主控框架的下部；
大功率电气及散热组件安装单元，在所述主控框架的上部形成有支架结构，使所述大功率电气及散热组件沿着所述主控框架的左右方向平铺设置在所述主控框架的上部；
电源组件安装单元，在所述主控框架的内部形成有抽拉结构，所述抽拉结构位于所述搁架结构的上方、所述大功率电气及散热组件安装单元的后方，用于使所述电源组件沿着所述主控框架的左右方向可抽拉地设置在所述主控框架的内部；
其中，所述主控框架包括相对设置的第一竖板和第二竖板，所述第一竖板和第二竖板之间固定有至少一个横向设置的隔板，所述隔板形成所述搁架结构，组成用于固定所述电容组件安装单元的固定结构。
2.如权利要求1所述的一种变频器主控框架，其特征在于：
所述主控框架在前后延伸方向设置有第一紧固梁和第二紧固梁，所述第一与第二紧固梁分别与所述第一与第二竖板底部的前后延伸方向连接；所述第一与第二紧固梁上设置有孔位，所述孔位与变频器柜对应位置通过螺栓连接，可将所述主控框架紧固在所述变频器柜内。
3.如权利要求2所述的变频器主控框架，其特征在于：
所述主控框架还包括连接在所述第一竖板和第二竖板顶部之间的第一横梁以及与所述第一横梁一端固定的第二竖梁；
所述第一竖板其一侧向上延伸形成第一竖梁；
所述第一横梁一端与所述第一竖梁固定在一起，另一端与第二竖梁连接；
在所述第一竖梁和第二竖梁的顶部之间连接有第二横梁；
在所述第二横梁的两端分别固定连接有沿所述主控框架前后方向延伸的第三横梁、第四横梁；
在所述第三横梁、第四横梁的后端固定连接有第五横梁；
所述第二横梁、第五横梁、第一横梁形成一可从所述主控框架前侧折向所述主控框架后侧并可平铺所述大功率电气及散热组件的支架结构。
4.如权利要求3所述的变频器主控框架，其特征在于：
所述大功率电气及散热器组件包括散热器（2）、可控整流器件（3）、不控整流器件（4）；其中所述散热器（2）固定于所述大功率电气及散热组件的支架结构前部框架上；所述可控整流器件（3）和不控整流器件（4）平铺固定在所述散热器（2）上与所述散热器（2）直接接触换热。
5.如权利要求4所述的变频器主控框架，其特征在于：
所述大功率电气及散热器组件还包括绝缘柱（5）和铜排（6）；其中绝缘柱（5）安装在所述第二横梁沿着所述主控框架后方延伸的折弯边上的孔位内；所述铜排（6）一端与所述可控整流器件（3）、不控整流器件（4）连接，经过弯折后与所述绝缘柱（5）连接固定，之后其另一端延伸固定在所述第五横梁上；绝缘柱（5）与铜排（6）一一对应设置且数量相同。
6.如权利要求5所述的变频器主控框架，其特征在于：
所述第一横梁与所述第二竖梁的连接处还连接有第六横梁；且所述第六横梁另一端连接有与第五横梁平行的第七横梁；所述第五、第七横梁两端均设有定位筋及安装孔位并通过螺栓连接与变频器柜装配紧固。
7.如权利要求6所述的变频器主控框架，其特征在于：
抽拉框架（13）和/或电源（7）通过螺栓可拆卸的连接在第五横梁的固定孔位上；并通过在第三横梁上设置的卡槽固定，防止晃动；所述抽拉框架和/或电源可以从所述变频器主控框架中抽出后对电源进行维护及更换。
8.如权利要求7所述的变频器主控框架，其特征在于：
所述抽拉框架（13）下部设置有电源冗余板（134），所述电源冗余板将多个电源的输出电流整合输出。
9.如权利要求1所述的变频器主控框架，其特征在于：
所述主控框架还包括一折弯板（130），所述折弯板一端沿着水平方向从所述主控框架的左侧延伸到右侧，形成一带有挡沿的支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述抽拉结构，所述挡沿用于限定所述抽拉结构插入所述主控框架内的最大位移；所述折弯板另一端形成一折弯并沿着竖直方向向下延伸与所述主控框架下部连接固定。
10.如权利要求1-9任一所述的变频器主控框架，其特征在于：
在所述主控框架的后部的所述第一竖板和第二竖板之间还设置有第一加强筋和第二加强筋；其中，第一加强筋搭设在所述第一、第二竖板的上部；第二加强筋连接所述第一、第二竖板的下部。
11.如权利要求10所述的变频器主控框架，其特征在于：
折弯板的下表面边缘与所述第一、第二竖板上部边缘以及第一加强筋、第一横梁焊接固定；所述折弯板在所述主控框架后方的边缘与第六横梁连接，固定所述第六横梁。
12.如权利要求11所述的变频器主控框架，其特征在于：
所述第一竖板与所述第一横梁连接处设置有第三加强筋（123），加强第一竖梁与第一竖板以及第一横梁的连接强度。
13.一种变频器，其特征在于：所述变频器具有如权利要求1-12任一所述的变频器主控框架。
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