CN201904714U - 一种密闭防尘变频控制柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种密闭防尘变频控制柜，包括柜体、柜门、变频器及其控制系统器件，该柜体内部被整体式金属隔板分隔为器件室和散热室，散热室后柜门上设有进风口和出风口，出风口处装有冷却风扇，变频器穿装于金属隔板的器件室一侧，变频器上于散热室一侧设有与所述冷却风扇相对应的变频器散热器板，所述进风口、出风口处均安装有过滤网罩，同时根据电磁兼容EMC分区设计的原则，将器件室分为主器件区、控制器件区和面板仪表区，并对各区进行屏蔽。本实用新型利用金属隔板对柜体进行分室全封闭，利用散热室的冷却风扇进行散热，结构简单，且效果好并易于实现，同时兼顾了电磁兼容性的设计。

Description

一种密闭防尘变频控制柜

技术领域

本实用新型涉及一种变频调速器的控制柜，尤其涉及一种密闭防尘变频控制柜。

背景技术

以通用变频调速器为主而集成的电力传动控制设备简称变频控制柜，是近二十年来应用越来越广泛的交流调速控制设备。变频控制柜通常的做法是将变频器、低压电器及自动控制器件组装于一个柜体中，安装在被控设备的电动机现场附近。而通用变频器因需通风冷却，器件都是半开放式的，而变频器的一些主要器件尤其控制板对粉尘、腐蚀气体等比较敏感，因此在环境恶劣的工作现场使用非常容易发生故障，因而需要频繁地维护。据统计，变频器发生的故障90%以上是由于以下粉尘问题而造成：①各类粉尘粘着在散热器片表面长时间积累而堵塞风道，造成冷却降温效果差温升高，而引起的热保护停机甚至模块损坏；②导电粉尘进入裸线密集处（如模块端子间、控制板上）积累后连电短路造成的。为此，不少单位将变频器或变频控制柜安装在环境相对较好的控制机房内，以大大降低变频系统的故障率，但有时该方案难于实现，如对车间吊车、起重机设备等，一般不便于远距离安装；有的负载，远距离安装需要较长的动力电缆和控制电缆，不仅成本提高，而且变频输出侧的泵升电压对电机绝缘危害很大。

另一方面，随着国家、企业对电机系统节能的日益重视，尤其冶金、煤炭、化工、矿山、陶瓷、水泥、纺织、起重、建材等行业对密闭防尘变频控制柜的需求越来越大，而传统变频控制柜运行过程中，主器件变频器有大约2～5%的功率损失基本转化为热的形式散失，因此对于密闭防尘变频控制柜的设计，还必须考虑散热问题，传统变频控制柜由于需要防尘密闭而与解决散热问题相互矛盾。

中国专利号ZL200720018889.1名称为“分隔封闭式防雨防尘易维护变频调速器及其控制一体化柜”公开了一种新型变频调速器及其控制一体化柜，利用分隔式设计解决了散热与防尘相矛盾的问题，但该方案是利用防尘隔板、可拆卸器件安装过渡板进行全封闭，变频器为分体式，该设计结构较复杂且密闭效果不易实现；另外其器件室采用独立的散热系统，包括依次相连接的吸气口法兰、热空气导管、器件室散热器和回气口，结构复杂；其散热室冷却风扇安装于散热室顶部的主冷却风扇安装板上，不易更换维护。

电磁兼容性是设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力，变频控制柜的电磁兼容性问题解决的好坏很大程度决定了交流变频调速传动系统的可靠性，因此电磁兼容性越来越成为需要迫切关切和解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单的密闭防尘变频控制柜。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 一种密闭防尘变频控制柜，包括柜体、柜门、变频器及其控制系统器件，该柜体内部被隔板分隔为器件室和散热室，散热室设有进风口和出风口，出风口处装有冷却风扇，所述隔板为整体式隔板，所述器件室通过整体式隔板进行全封闭，变频器穿装于金属隔板的器件室一侧，变频器上于散热室一侧设有与所述冷却风扇相对应的变频器散热器。

所述整体式隔板是导电的金属隔板。

所述柜门包括与所述器件室和散热室分别对应设置的前柜门和后柜门，后柜门上部设有出风口，后柜门下部设有进风口，所述进风口、出风口处均安装有过滤网罩。

所述变频器散热器采用带沟槽的散热器板。

所述变频器及变频器散热器采用整体呈“凸”字型的阶梯状结构，变频器处于“凸”字型阶梯状结构的小端。

所述器件室分为主器件区、控制器件区和面板仪表区，所述控制器件区内安装有电源及控制系统器件，所述面板仪表区安装显示、仪表器件，所述控制器件区的电源与主器件区间采用隔离变压器电气隔离，所述变频器安装于主器件区中。

所述主器件区用于进出该控制柜的主电缆穿铁氧体磁环；所述控制器区设有输出二次控制电缆和信号电缆，所述输出二次控制电缆和信号电缆均采用穿有铁氧体磁环的滤波屏蔽电缆。

所述控制器件区采用屏蔽罩隔离，面板仪表区采用屏蔽仓盒隔离。

所述变频器散热器上安装有测温热电阻。

本实用新型采用利用金属隔板一体式分隔封闭的办法，将对汽雾、粉尘敏感的器件置于全封闭的器件室，冷却风扇置于散热室内，利用对变频器散热器进行大风量强制冷却，器件室内空气循环自冷却的散热方式，结构简单，且解决了防尘和散热难以兼顾的问题。

出风口及冷却风扇安装于后柜门上部，进风口、出风口处均安装有过滤网罩，由于冷却风扇属易损件，将其安装于后柜门上便于用户更换维护，并且可定期清理冷却风扇和过滤网罩附着的灰尘和絮状杂物。

所述变频器散热器采用带沟槽的散热器板，变频器及变频器散热器整体采用“凸”字型阶梯状设计，使本实用新型结构更加简单、更易实现且实施效果也好。

另外根据电磁兼容EMC分区设计的原则，将器件室划分为主器件区、控制器件区、面板仪表区三个独立区域，控制器件区和面板仪表区分别利用屏蔽罩和屏蔽仓盒隔离；所有进出变频控制柜的控制电缆、信号电缆均采用屏蔽电缆，并穿铁氧体磁环进行屏蔽。

变频器散热器上安装测温热电阻，便于对变频器散热器的温度进行监控。

附图说明

图1是本实用新型的侧视剖面图；

图2是本实用新型器件室元件布置图；

图3是本实用新型的正视图；

图4是本实用新型的后视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明。

如图1～图4所示为本实用新型密闭防尘变频控制柜的结构示意图，柜体的内部被金属隔板5分隔为器件室1和散热室2，金属隔板5采用整体式结构，器件室1的前侧和散热室2的后侧分别对应设有前柜门3和后柜门4，两柜门均采用屏蔽胶条密封，防止电磁辐射。前柜门3上安装显示、仪表器件。金属隔板上开有预留长方孔，用于安装变频器单元，变频器单元采用“凸”字外形的阶梯状特殊设计，它由变频器8和带沟槽的铝型材变频器散热器板9组成，从散热室将变频模块安装固定在金属隔板5的预留长方孔内，变频器8位于密闭的器件室1内，变频器散热器9位于散热室2内，变频器散热器9与金属隔板5之间采用铜箔垫密封。整体式金属隔板5的结构简单，器件室的密闭效果易于实现，且金属隔板可直接作为器件室的安装板使用，并可用作连续的共地基板。

散热室2的后柜门下部设有进风口7，上部设有出风口（即风扇安装孔）28，根据变频器的额定功率，出风口处安装有1～2个冷却风扇6，进风口7和出风口28处均安装有出风口过滤网罩27和进风口过滤网罩33，由于后柜门4方便开启，冷却风扇6又属易损件，该设计便于用户更换维护，并且可定期清理冷却风扇6和过滤网罩27附着的灰尘和絮状杂物。

本实用新型根据电磁兼容性EMC分区设计，将器件室划分为主回路区、控制回路区和面板仪表区三个相对独立的区域。主器件区设置输入电抗器15、输出电抗器18、输入滤波器16、输出滤波器17，抑制高次谐波，改善功率因数。控制器件区内安装有可编程控制器21、继电器22、隔离器23、传感器24、接线端子排等器件，控制器件区的电源与主器件区间设置有隔离变压器25，进出变频控制柜的主电缆穿铁氧体磁环19并连接于重型电缆连接器20，控制器件区进出变频控制柜的二次控制电缆、信号电缆等均采用穿铁氧体磁环19的滤波屏蔽电缆，并连接于信号滤波连接器26。面板仪表区安装控制按钮29、电量仪表30、测控仪表31、指示灯32、人机界面等器件。控制器件区采用屏蔽罩13隔离，面板仪表区采用屏蔽仓盒10进行隔离。

除此之外，前柜门上还设有前门锁11，后柜门上设有后门锁12，便于用户使用。

本实用新型散热采用散热室的冷却风扇冷却、器件室室内空气循环自冷却的散热方式，因为在散热室通过对变频器散热器的强制冷却，器件室的发热量相对很小，而器件室空间相对较大，通过自冷却的散热方式能够保证器件室温升在一般电气元件允许工作温度（如低于40℃～50℃）。另外，变频器散热器上安装有Pt100测温热电阻，信号送测控仪表31监控。

另外，本实用新型的变频器为45KW以上的大功率变频器时，变频器的滤波电容器组采用一体化外置式组件安装于变频器散热器下侧，固定在金属隔板上；所述变频器为45KW以下的小功率变频器时，变频器的滤波电容器组采用内置式组件直接安装于变频器内。

Claims (9)

1.一种密闭防尘变频控制柜，包括柜体、柜门、变频器及其控制系统器件，该柜体内部被隔板分隔为器件室和散热室，散热室设有进风口和出风口，出风口处装有冷却风扇，其特征在于：所述隔板为整体式隔板，所述器件室通过整体式隔板进行全封闭，变频器穿装于金属隔板的器件室一侧，变频器上于散热室一侧设有与所述冷却风扇相对应的变频器散热器。

2.根据权利要求1所述的密闭防尘变频控制柜，其特征在于：所述整体式隔板是导电的金属隔板。

3.根据权利要求1所述的密闭防尘变频控制柜，其特征在于：所述柜门包括与所述器件室和散热室分别对应设置的前柜门和后柜门，后柜门上部设有出风口，后柜门下部设有进风口，所述进风口、出风口处均安装有过滤网罩。

4.根据权利要求1所述的密闭防尘变频控制柜，其特征在于：所述变频器散热器采用带沟槽的散热器板。

5.根据权利要求3所述的密闭防尘变频控制柜，其特征在于：所述变频器及变频器散热器采用整体呈“凸”字型的阶梯状结构，变频器处于“凸”字型阶梯状结构的小端。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的密闭防尘变频控制柜，其特征在于：所述器件室分为主器件区、控制器件区和面板仪表区，所述控制器件区内安装有电源及控制系统器件，所述面板仪表区安装显示、仪表器件，所述控制器件区的电源与主器件区间设置有隔离变压器，所述变频器安装于主器件区中。

7.根据权利要求6所述的密闭防尘变频控制柜，其特征在于：所述主器件区用于进出该控制柜的主电缆穿铁氧体磁环；所述控制器区设有输出二次控制电缆和信号电缆，所述输出二次控制电缆和信号电缆均采用穿有铁氧体磁环的滤波屏蔽电缆。

8.根据权利要求7所述的密闭防尘变频控制柜，其特征在于：所述控制器件区采用屏蔽罩隔离，面板仪表区采用屏蔽仓盒隔离。

9.根据权利要求8所述的密闭防尘变频控制柜，其特征在于：所述变频器散热器上安装有测温热电阻。

Images