CN201435670Y - 紧凑型变频器功率柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种紧凑型变频器功率柜，其特征在于：在柜体内平行放置有至少两排功率单元支撑架；该功率单元支撑架分割形成若干方格空间，用以容放功率单元；所述相邻的功率单元支撑架之间留有空间形成进风风道；在柜体上与该进风风道相对应的位置上安装有通风防尘滤网；在该进风风道与功率单元支撑架之间设有一层隔风板；在该隔风板上与所述方格空间相对应的位置设有开孔，以使进风风道内的冷却风可以通过该开孔进入功率单元支撑架所在的空间；所述柜体在功率单元支撑架的顶部位置设有排风口；所述抽风机安装在该排风口外。该功率柜由于采用双层甚至多层结构设计，以缩短功率柜横向长度，使得该功率柜结构可以适应更多功率柜安置空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于装设变频器的功率柜，特别是一种柜体结构设计更为紧凑，适合于装设高压大功率变频器等大体积变频器的功率柜，属于电力电子设备技术领域。
背景技术
变频器是利用半导体功率器件的开通和关断作用将工频电源变换为频率可调的电能变换装置。该装置首先把经由变压器的电网工频动力交流电源变换为直流电DC，再把直流电DC变换为频率可变得交流电AC。随着微电子和电力电子技术的飞速发展，作为21世纪电力电子技术发展的产物，变频器在国民经济的许多领域(例如火力发电、石油、化工、矿山、冶金、供水等行业)得到了广泛的应用，并发挥着越来越重要的作用。
但现在大功率变频器随着电压等级功率等级的越来越大，有两个问题不容忽视，一是对绝缘空间和柜体体积的要求也随之变大，对设备安放空间有一定的要求。二是发热量也不断增加，给普通的风冷带来了一定难度，即使在变频器工作的房间安装制冷系统也不能良好的解决变频器的散热问题。
对于第一点，随着变频器的功率越做越大，柜体就需要随之变大才能满足绝缘问题。如图5所示，现有的变频器功率柜一般采用单层结构设计，即各个变频器横向放置在同一个平面内，冷却风由柜体正面穿过以达到降温的目的。这样结构的功率柜其主要的绝缘空间为横向功率模块间及功率模块距前后柜门的距离。因此，随着变频器功率的上升，其对应的功率柜的横向空间要求也就越大。相应的对设备的安放空间就有一定的要求。而且，前后柜门的空间就是风冷散热的风腔空间。所以风腔空间、绝缘空间和柜体体积之间的关系就变得非常重要了，也是设计中需要衡量的指标。
对于第二点，功率模块工作时发热量很大。众所周知，作为电子设备的变频器的故障率会随着温度的升高而呈指数上升，使用寿命则呈指数下降。数据显示：环境温度升高10度，变频器使用寿命减半。因此，变频器的正确使用必须认真考虑散热问题，对于变频器发热所产生的影响决不能轻视和怠慢。所以，现在变频器都安装有风机，以进行强制风冷，提高散热。然而，现在大多数的使用环境条件都差强人意，环境温度不能达到设备的使用要求，所以就需要加装制冷设备。
基于上述两点问题，本实用新型对现有的功率柜柜体结构进行了改造，以实现紧凑型的变频器功率柜结构设计。
发明内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种柜体结构设计更为紧凑，适合于装设高压大功率变频器等大体积变频器的功率柜。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：
紧凑型变频器功率柜，其特征在于：包括柜体、功率单元支撑架、抽风机、通风防尘滤网和隔风板；
在所述柜体内平行放置有至少两排功率单元支撑架；该功率单元支撑架分割形成若干方格空间，用以容放功率单元；所述相邻的功率单元支撑架之间留有空间形成进风风道；在柜体上与该进风风道相对应的位置上安装有通风防尘滤网；在该进风风道与功率单元支撑架之间设有一层隔风板；在该隔风板上与所述方格空间相对应的位置设有开孔，以使进风风道内的冷却风可以通过该开孔进入功率单元支撑架所在的空间；所述柜体在功率单元支撑架的顶部位置设有排风口；所述抽风机安装在该排风口外。
还设有制冷设备和内循环风罩；所述柜体侧面的通风防尘滤网换成挡板；所述柜体顶端的通风防尘滤网换成所述制冷设备；所述内循环风罩安装在柜体顶端，将所述制冷设备和抽风机罩在其内。
所述柜体是由多根横梁和立柱组成的框架结构，在柜体上安装有侧板和柜门；所述横梁、立柱、侧板和柜门由金属材料制成。
所述功率单元支撑架采用环氧树脂材料制成。
所述抽风机至少设置有两台。
本实用新型的有益效果是：
1、该功率柜采用双层甚至多层结构设计，以缩短功率柜横向长度，使得该功率柜结构可以适应更多功率柜安置空间。
2、通过增加制冷设备与内循环风罩，实现冷风在柜内循环，达到制冷效率高，不受环境温度影响的效果。
附图说明
图1为紧凑型变频器功率柜的第一实施例结构示意图；
图2为紧凑型变频器功率柜的第一实施例气流流向示意图；
图3为紧凑型变频器功率柜的第二实施例结构示意图；
图4为紧凑型变频器功率柜的第二实施例气流流向示意图；
图5为现有的变频器功率柜结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
如前所述，现有变频器功率柜通常如图5所示采用单层结构设计，即各个变频器横向放置在同一个平面内，冷却风由柜体正面穿过以达到为变频器降温的目的。然而，随着变频器功率的上升，其对应的功率柜的横向空间要求也就越大，这样通常的安置空间已经难以容下如此结构的功率柜。因此，本专利正是出于对上述问题的考虑，设计了一种全新结构的紧凑型变频器功率柜。
实施例一：常规型
图1为本实用新型所设计的紧凑型变频器功率柜的常规规格结构示意图。如图所示，该变频器功率柜包括：柜体1、功率单元支撑架2、抽风机4、通风防尘滤网5和隔风板8。
所述柜体1是由多根横梁和立柱组成的框架结构，在柜体1上安装有侧板11和柜门12，使得柜体1内形成一个密闭的容置空间。在柜体1内平行放置有至少两排功率单元支撑架2。该功率单元支撑架2由多根横梁和立柱分割形成若干方格空间，用以容放功率单元3。相邻的功率单元支撑架2之间留有空间形成进风风道。在柜体1上与进风风道相对应的位置上安装有通风防尘滤网5。柜体1外的冷却风即是通过该通风防尘滤网5进入柜体1内的进风风道的。在该进风风道与功率单元支撑架2之间设有一层隔风板8(参见图2)，起到阻隔进风风道与功率单元支撑2的作用。该隔风板8上在与所述功率单元支撑架2上用以容放功率单元3的方格空间相对应的位置设有开孔，以使进风风道内的冷却风可以通过该开孔进入功率单元支撑架2所在的空间内。所述柜体1在功率单元支撑架2的顶部位置设有排风口。所述抽风机4安装在该排风口外，用以抽出柜体1内已被加热的空气，使柜体1内形成定向的气流。
上述结构的功率柜由抽风机4的带动在柜体1内形成如图2所示的定向气流。冷却风首先由外界通过通风防尘滤网5进入进风风道。再由进风风道通过隔风板8上开设的开孔进入功率单元支撑架2所在的空间。冷却风在功率单元支撑架2所在的空间内对放置在其中的功率单元3进行冷却。已被加热的空气在抽风机4的带动下由排风口排出柜体1外。
有上述结构可知，本实用新型所设计的紧凑型变频器功率柜其关键在于将现有单层结构的功率柜改为双层甚至多层结构设计，以缩短功率柜横向长度。因此，该功率柜结构可以适应更多功率柜安置空间。另外，由于在各层功率单元支撑架2之间设置有进风风道以及缩短了功率柜的横向长度，因此放置在该功率柜内的各个功率单元3之间可以具有更好的绝缘条件。
除此之外，本实用新型还采用了金属材料制成柜体1的横梁、立柱、侧板11以及柜门12。这样一方面可以保证柜体1的稳定性，另一方面可以起到防止电磁干扰的作用。而所述功率单元支撑架2则可采用环氧树脂等绝缘材料制成，以进一步提高各个功率单元3之间的绝缘条件。
对于所述抽风机4最好至少设置有两台。这样可以保证柜体前后两端的功率单元有均匀的风量，以达到均衡的降温效果。
实施例二：密闭型
图3为紧凑型变频器功率柜的密闭规格结构示意图。该实施例在实施例一所述结构的基础上进一步增加了制冷设备6和内循环风罩7。如图3所示，该实施例将柜体1侧面的通风防尘滤网5换成挡板，使柜体1的侧面不进风。将柜体1顶端的通风防尘滤网5拆换成所述制冷设备6。所述内循环风罩7安装在柜体1顶端，将制冷设备6和抽风机4罩在其内。并且，该内循环风罩7与柜体1之间保持绝对密封，使得在内循环风罩7内形成一个密封环境。
图4为实施例二所示变频器功率柜内的气流流向示意图。该制冷设备6的入风口设在两侧，出风口向下。该制冷设备6由从两侧吸入热空气，并将制冷后的冷空气排入柜体1内。在柜体1内冷空气按照前述实施例一所述的流向流动，并最终在抽风机4的带动下将已被加热的空气由排风口排出柜体1进入内循环风罩7所罩的密封空间内。而制冷设备6再将该热空气吸入，从而形成一个气流的内循环环境。
本实施例二所述的变频器功率柜结构比较适合于在环境温度较高而功率柜安置空间又没有制冷条件的情况下使用。该功率柜由于增加了制冷设备6和内循环风罩7，实现冷风在柜内循环，达到制冷效率高，不受环境温度影响的效果。
综上所述，本实用新型所设计的紧凑型变频器功率柜其关键在于将现有单层结构的功率柜改为双层甚至多层结构设计，以缩短功率柜横向长度，使得该功率柜结构可以适应更多功率柜安置空间。因此，本领域一般技术人员在此设计思路下所做的任何不具有创造性的改变均应视为在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1、紧凑型变频器功率柜，其特征在于：包括柜体、功率单元支撑架、抽风机、通风防尘滤网和隔风板；
在所述柜体内平行放置有至少两排功率单元支撑架；该功率单元支撑架分割形成若干方格空间，用以容放功率单元；所述相邻的功率单元支撑架之间留有空间形成进风风道；在柜体上与该进风风道相对应的位置上安装有通风防尘滤网；在该进风风道与功率单元支撑架之间设有一层隔风板；在该隔风板上与所述方格空间相对应的位置设有开孔，以使进风风道内的冷却风可以通过该开孔进入功率单元支撑架所在的空间；所述柜体在功率单元支撑架的顶部位置设有排风口；所述抽风机安装在该排风口外。
2、如权利要求1所述的紧凑型变频器功率柜，其特征在于：还设有制冷设备和内循环风罩；所述柜体侧面的通风防尘滤网换成挡板；所述柜体顶端的通风防尘滤网换成所述制冷设备；所述内循环风罩安装在柜体顶端，将所述制冷设备和抽风机罩在其内。
3、如权利要求1或2所述的紧凑型变频器功率柜，其特征在于：所述柜体是由多根横梁和立柱组成的框架结构，在柜体上安装有侧板和柜门；所述横梁、立柱、侧板和柜门由金属材料制成。
4、如权利要求1或2所述的紧凑型变频器功率柜，其特征在于：所述功率单元支撑架采用环氧树脂材料制成。
5、如权利要求1或2所述的紧凑型变频器功率柜，其特征在于：所述抽风机至少设置有两台。
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2009
- 2009-04-30 CN CN2009201077823U patent/CN201435670Y/zh not_active Expired - Lifetime
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