CN201066819Y - 级联式变频器逆变机柜装配结构 - Google Patents

级联式变频器逆变机柜装配结构 Download PDF

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崔杨
李梁艳
甘祥彬
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Abstract

本实用新型涉及变频器，特别涉及高压大功率变频器装配结构。本实用新型针对现有变频器逆变机柜装配结构不合理，散热条件差的缺点，公开了一种变频器逆变机柜装配结构。本实用新型的逆变机柜装配结构，包括功率单元、机箱和机柜，所述功率单元安装在机箱中，所述机柜中安装有多个机箱，所述机柜设置有进风口和出风口；所述机箱由围成矩形的；机箱在机柜中重叠配置；机箱左侧板、右侧板及前面板、后面板构成风道，所述功率单元置于所述风道中。本实用新型的有益效果是，逆变机柜结构紧凑，体积小，节约安装空间。大大改善了散热条件，提高了产品的可靠性。

Description

级联式变频器逆变机柜装配结构
技术领域
本实用新型涉及变频器，特别涉及高压大功率变频器装配结构。
背景技术
变频器在工业控制领域有着广泛的用途，高压大功率变频器，更是工业上对大功率电机进行控制、调速的重要设备。变频器一般由控制系统、驱动与保护电路以及功率单元等构成。功率单元包括整流模块、滤波电容、逆变电桥等。对于工作电压在3kV以上的高压大功率变频器，受器件耐压及功率限制，一般采用多个功率单元分相串联的结构形式，称为级联式变频器或者称为单元串联多电平式变频器。这种结构形式的变频器，每相串联的功率单元在3～12个(级)不等，视输出电压的高低决定，对于三相输出，变频器功率单元数量多达几十个。
现有技术一般将功率单元装配在机箱中，若干机箱叠放在机柜中构成逆变机柜(参见图1)。由于功率单元工作在高电压大电流状态下，元器件发热量大，整流模块和逆变电桥均装有散热器，逆变机柜也采用强制风冷进行散热。
现有技术的逆变机柜，一个机箱中仅安装一个功率单元，即功率单元成单体结构。在逆变机柜中，散热方式为进风口设置在变频器机柜面板上，出风口设置在变频器机柜顶部，功率单元上的气流方向为水平方向，如图1的中箭头所示。
现有技术的主要缺点是：逆变机柜结构松散，体积较大，功率单元个数多，母线结构复杂，逆变机柜的风道垂直部分体积大，气流要拐过一个90°的直角，风道曲折、风阻大(见图1中的的风道3)。功率单元上的元器件散热条件差，特别是电解电容器几乎没有强制气流散热。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有变频器逆变机柜装配结构不合理，散热条件差的缺点，提供一种变频器逆变机柜装配结构，以改进逆变机柜的散热条件。
本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，级联式变频器逆变机柜装配结构，包括功率单元、机箱和机柜，所述功率单元安装在机箱中，所述机柜中安装有多个机箱，所述机柜设置有进风口和出风口；其特征在于，所述机箱由围成矩形的左侧板、右侧板及前面板、后面板构成；机箱在机柜中重叠配置，机箱左侧板、右侧板及前面板、后面板构成风道；所述功率单元置于所述风道中。
进一步的，所述机柜中配置2列机箱，构成2个风道。
进一步的，所述机箱的左侧板、右侧板上均安装有功率单元，左侧板、右侧板上的功率单元之间有间隙。
进一步的，所述左侧板、右侧板上安装的功率单元对称配置。
进一步的，所述机箱的左侧板、右侧板上各安装一个功率单元。
具体的，所述功率单元包括散热器和电解电容器，所述散热器和电解电容器置于所述风道中。
进一步的，所述散热器散热翼片与所述风道中的气流方向平行。
进一步的，所述出风口安装有风机。
进一步的，所述进风口设置在所述机柜底部，所述出风口设置在机柜顶部。
本实用新型的有益效果是，变频器逆变机柜结构紧凑，体积大幅缩小，节约安装空间。每个机箱左、右侧板上的2个功率单元共用一个风道，风速在每个功率单元上是一致的，大大改善了散热条件，提高了产品的可靠性。每个机箱中2个功率单元结构上对称布置，左、右侧板可以互换，提高了生产装配效率。垂直配置的机柜风道，进一步提高了散热效果，并改善了功率单元上积灰的现象。
附图说明
图1是现有技术的逆变机柜结构示意图；
图2是实施例的机箱结构示意图；
图3是实施例的逆变机柜结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。
图1所示为目前高压变频器行业普遍采用的逆变机柜结构及通风散热方式示意图。图中，1为风机，2为机箱，3为风道的垂直部分，4为机柜，A、B、C为进风口，D为出风口，箭头所指方向为空气流动方向。
由图1可见，现有技术的变频器逆变机柜中，通风方式为机柜面板进风，机柜顶部出风。气流在机柜中是从机箱之间的缝隙通过的，对每个机箱来说，气流是水平流过功率单元的。在这种结构及功率单元水平通风方式下，容易积灰，而且功率单元上的电解电容基本上没有空气流动，造成电解电容的温度升高，使用寿命缩短。由于单元结构复杂，需要的装配工时也较长，造成劳动成本上升，生产效率较低。逆变机柜体积较大，所需要的安装位置面积也较大；风道垂直部分3体积大，内部风阻大；水平气流易造成功率单元散热器等部位上的积灰，进一步降低散热效果。
本实用新型就是针对上述缺点进行的改进。
实施例
本例的变频器逆变机柜装配结构如图2所示，图中，21为功率单元控制板件，22为功率单元输出端子，23为前面板，24为右侧板，25为逆变电桥，26为电解电容器，27为整流模块，28为后面板，29为左侧板，210为逆变电桥散热器，211为整流模块散热器。图中，左侧板29、右侧板24及前面板23、后面板28围成矩形，构成本例的机箱。机箱中的功率单元采用双体结构，即机箱的左侧板29和右侧板24各安装了1个功率单元。2个功率单元及其支撑的左侧板29和右侧板24形状、结构相同(图中为便于显示机箱内部结构，右侧板24剖开了一个缺口α-α)，并且对称配置。这样，左侧板29和右侧板24可以互换，大大方便了生产和装配。为了有利于散热，2个功率单元之间留有间隙。图中功率单元的散热器，包括逆变电桥散热器210和整流模块散热器211，以及电解电容器26，均位于左侧板29、右侧板24以及前面板23、后面板28所构成的风道之中，各散热器的翼片与气流方向平行，有利于减少风阻，增加散热效果。
若干个如图2所示的机箱，纵向重叠配置，从机柜底部重叠至机柜顶部，并在机柜底部和顶部的对应位置设置进风口和出风口，机箱的左侧板29、右侧板24以及前面板23、后面板28即构成机柜中的风道。本例逆变机柜结构如图3所示，机柜中竖直排列了2列机箱，每列重叠放置3层机箱，形成2个风道的散热结构。图3中箭头所指的气流方向，是从机柜底部进风口A、B进入机柜，由置于机柜顶部出风口D的风机1吸出。气流从每个机箱中流过，使处于风道3中的各个功率单元都能够得到强制气流的散热。图3中2为机箱，24为机箱右侧板，29为机箱左侧板，4为机柜。

Claims (9)

1.级联式变频器逆变机柜装配结构，包括功率单元、机箱和机柜，所述功率单元安装在机箱中，所述机柜中安装有多个机箱，所述机柜设置有进风口和出风口；其特征在于，所述机箱由围成矩形的左侧板、右侧板及前面板、后面板构成；机箱在机柜中重叠配置，机箱左侧板、右侧板及前面板、后面板构成风道；所述功率单元置于所述风道中。
2.根据权利要求1所述的级联式变频器逆变机柜装配结构，其特征在于，所述机柜中配置2列机箱，构成2个风道。
3.根据权利要求1所述的级联式变频器逆变机柜装配结构，其特征在于，所述机箱的左侧板、右侧板上均安装有功率单元，左侧板、右侧板上的功率单元之间有间隙。
4.根据权利要求3所述的级联式变频器逆变机柜装配结构，其特征在于，所述左侧板、右侧板上安装的功率单元对称配置。
5.根据权利要求3所述的级联式变频器逆变机柜装配结构，其特征在于，所述机箱的左侧板、右侧板上各安装一个功率单元。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的级联式变频器逆变机柜装配结构，其特征在于，所述功率单元包括散热器和电解电容器，所述散热器和电解电容器置于所述风道中。
7.根据权利要求6所述的级联式变频器逆变机柜装配结构，其特征在于，所述散热器散热翼片与所述风道中的气流方向平行。
8.根据权利要求1所述的级联式变频器逆变机柜装配结构，其特征在于，所述出风口安装有风机。
9.根据权利要求1所述的级联式变频器逆变机柜装配结构，其特征在于，所述进风口设置在所述机柜底部，所述出风口设置在机柜顶部。
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