CN203104303U - 一种大功率光伏逆变器 - Google Patents
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Abstract
一种大功率光伏逆变器，涉及一种逆变器。目前大功率光伏逆变器的三相全桥逆变单元常采用一体化结构，机柜空间利用率低，散热不均匀，设备工作环境要求严格，生产和安装维护麻烦。本实用新型特征在于：逆变器包括多组独立的逆变单元，每组逆变单元均包括固定机架和设置在固定机架上的散热器、离心风机、IGBT模块、滤波电容、叠层母排、均压电阻、驱动模块控制电路板、输出铜排、温度传感器、电流传感器、电压传感器；固定机架竖直设置，其包括底架和隔板，散热器安装在底架中部，离心风机位于底架下部；IGBT模块安装在散热器的顶面上；驱动模块控制电路板安装在隔板上。本技术方案散热效果，工作稳定，通用性好；空间利用率得到了提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种逆变器。
背景技术
“逆变单元”是大功率光伏逆变器的核心部分，是实现电能转换过程中的关键器件，也是决定光伏逆变器特性、体积等诸多因素的主要部件。因此，在逆变单元结构设计时，不仅要考虑它的通风散热，还要考虑它的结构紧凑、布置合理、安装维护方便等许多因素，从而使大功率光伏逆变器的性能指标最佳、体积最小。
目前应用在大功率光伏逆变器的三相全桥逆变单元常采用一体化设计，即所有功率器件、电容、散热器、母线排全部集总成一个整体模块，这样会造成单元体积大，导致机柜空间利用率低，散热不均匀，设备工作环境要求严格，同时由于模块整体较重，不利于生产和安装维护。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种大功率光伏逆变器，以达到散热效果好、系统稳定，结构布局紧凑、体积小巧、安装维护方便的目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。
一种大功率光伏逆变器，其特征在于：逆变器包括多组独立的逆变单元，每组逆变单元均包括固定机架和设置在固定机架上的散热器、离心风机、IGBT模块、滤波电容、叠层母排、均压电阻、驱动模块控制电路板、输出铜排、温度传感器、电流传感器、电压传感器；固定机架竖直设置，其包括底架和隔板，散热器安装在底架中部，离心风机位于底架下部，其通过隔板安装在散热器的进风口，底架与隔板相配形成独立风道； IGBT模块安装在散热器的顶面上；驱动模块控制电路板安装在隔板上。设于底架顶面的隔板，既能屏蔽电磁干扰和防尘，又起独立风道作用，提高散热效果，提高逆变器工作的稳定性。采用叠层母排设计降低了电感量，减少尖峰电压对电气元器件的损坏，降低系统电磁辐射。同时整体固定机架，有利于电磁屏蔽。逆变器可包括多个独立的逆变单元，每个逆变单元独立安装，方便安装生产维护，将从光伏阵列输入的直流电转变成三相交流电，分别从逆变单元的输出端输出，通过这种设计使其散热结构简单化，散热效果提升，生产安装和更换维护方便；同系列产品功率从500kW至750kW逆变器的逆变单元可以在不进行任何改动的情况下互换，通用性好；大功率光伏逆变器的空间利用率得到了提高，整体性能有所提升。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。
所述的底架包括台阶状底板、位于底板左右两侧的侧板、与底板及侧板下边相抵的下安装板，底板上端设上安装部，下安装板的底端设下安装部，上安装部与下安装部相平，上、下安装部上设安装孔以使固定机架通过连接件设于电气机柜内，侧板垂直于底板形成具有深腔和浅腔的“7”形空腔，深腔中容纳滤波电容，上侧浅腔中容纳散热器，下侧浅腔中容纳离心风机，两侧板顶部向内弯折形成隔板安装平台，隔板安装平台上设隔板；隔板的上边与散热器下边相抵以封闭腔体形成独立风道。
所述的叠层母排设于滤波电容和IGBT模块的顶面上。
驱动模块控制电路板上设有信号检测端和控制信号输出端，驱动模块控制电路板的控制信号输出端通过控制线与IGBT模块连接， IGBT模块的输出端与输出铜排相连。
所述的输出铜排通过绝缘支柱固定在隔板顶面，所述的电流传感器、电压传感器及接线端子固定在隔板上，其中电流传感器外套于输出铜排，电压传感器、接线端子分别位于输出铜排的左右两侧的隔板上。
所述的输出铜排包括设于IGBT模块上的铜排支架，一端与铜排支架相连，另一端通过绝缘支柱相连的两铜排输出架，所述的两铜排输出架下部叠置，形成Y形输出铜排。
所述的滤波电容与均压电阻、IGBT模块并联连接，滤波电容与叠层母排相连，叠层母排的正负极输出端与IGBT模块的输入端相连。
有益效果：设于底架顶面的隔板，既能屏蔽电磁干扰和防尘，又起独立风道作用，提高散热效果，提高逆变器工作的稳定性。逆变器包括多个独立的逆变单元，每个逆变单元独立安装，方便安装生产维护，将从光伏阵列输入的直流电转变成三相交流电，分别从逆变单元的输出端输出，通过这种设计使其散热结构简单化，散热效果提升，生产安装和更换维护非常方便；由于采用模块化设计结构，可使同系列产品功率从500kW至750kW逆变器的逆变单元可以在不进行任何改动的情况下互换，通用性好；模块化结构，使大功率光伏逆变器的空间利用率得到了提高，整体性能有所提升。
附图说明
图1为本实用新型的逆变单元组装结构示意图；
图2为本实用新型的逆变单元的爆炸图；
图3为本实用新型的逆变单元主电路结构图；
图4为本实用新型结构示意图。
图中，1-逆变单元，2-固定机架，201-底架，202-隔板，203下安装板，204-底板，205-侧板，3-散热器，4-离心风机，5-IGBT模块，6-滤波电容，7-叠层母排，8-均压电阻，9-驱动模块控制电路板，10-输出铜排，11-温度传感器，12-电流传感器，13-电压传感器，14-接线端子，15-绝缘支柱，16-电气机柜。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
如图1、2所示，逆变单元1包括固定机架2和设置在固定机架2上的散热器3、离心风机4、IGBT模块5、滤波电容6、叠层母排7、均压电阻8、驱动模块控制电路板9、输出铜排10、温度传感器11、电流传感器12、电压传感器13；固定机架2竖直设置，其包括底架201和隔板202，散热器3安装在底架201中部，离心风机4位于底架201下部，其通过隔板202安装在散热器3的进风口，底架201与隔板202相配形成独立风道； IGBT模块5安装在散热器3的顶面上；驱动模块控制电路板9安装在隔板202上。底架201包括台阶状底板204、位于底板204左右两侧的侧板205、与底板204及侧板205下边相抵的下安装板203，底板204上端设上安装部，下安装板203的底端设下安装部，上安装部与下安装部相平，上、下安装部上设安装孔以使固定机架2通过连接件设于电气机柜16内，侧板205垂直于底板204形成具有深腔和浅腔的“7”形空腔，深腔中容纳滤波电容6，滤波电容6通过自带的螺栓固定底架201上后，与叠层母排7的正面相连；上侧浅腔中容纳散热器3，下侧浅腔中容纳离心风机4，两侧板205部向内弯折形成隔板安装平台，螺钉穿过隔板202与隔板安装平台螺接使隔板202固定在侧板205上；隔板202的上边与散热器3下边相抵以封闭腔体形成独立风道。叠层母排7设于滤波电容6和IGBT模块5的顶面上。驱动模块控制电路板9上设有信号检测端和控制信号输出端，驱动模块控制电路板9的控制信号输出端通过控制线与IGBT模块5连接， IGBT模块5的输出端与输出铜排10相连。温度传感器1113安装在散热器33基板上，输出铜排10通过绝缘支柱15固定在隔板202顶面，电流传感器12、电压传感器13及接线端子14固定在隔板202上，其中电流传感器12外套于输出铜排10，电压传感器13、接线端子14分别位于输出铜排10的左右两侧的隔板202上。输出铜排10包括设于IGBT模块5上的铜排支架，一端与铜排支架相连，另一端通过绝缘支柱15相连的两铜排输出架，两铜排输出架下部叠置，形成Y形输出铜排10，IGBT模块5通过输出铜排10与外部负载连接。滤波电容6与均压电阻8、IGBT模块5并联连接，滤波电容6与叠层母排7相连，叠层母排7的正负极输出端与IGBT模块5的输入端相连。
上层隔板202固定在底架201上面既能屏蔽电磁干扰和防尘，又有独立风道作用。
如图3所示，IGBT模块5为逆变器核心元器件，通过驱动模块控制电路板99控制IGBT模块5的导通和关断，改变输出电压的极性，使直流电转变成交流电，通过UVW端输出正弦调制波，最终实现逆变功能。叠层母排7正面与滤波电容6相连，滤波电容6对逆变系统进行一个滤波储能的功能，均压电阻8与滤波电容6并联，均压电阻8使IGBT模块5正负极上所加的电压大小相同，使输出交流电正负极电压大小相同。
如图4所示，逆变单元1组装，在固定机架2上开有多个将用于逆变单元11安装在大功率电气机柜16中的安装孔，安装孔中穿设连接件从而将逆变单元1固定在电气机柜16中。
模块化的逆变单元1结构更便于流水线安装生产，并且各个逆变单元1独立设置散热器3，既能保证散热均匀，又能节省散热器3使用量，降低成本，安装和生产也方便很多。并且独立化散热器3、离心式风机、单独风道，散热效果更好，系统更稳定。
以上图1-4所示的一种大功率光伏逆变器是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种大功率光伏逆变器，其特征在于：逆变器包括多组独立的逆变单元（1），每组逆变单元（1）均包括固定机架（2）和设置在固定机架（2）上的散热器（3）、离心风机（4）、IGBT模块（5）、滤波电容（6）、叠层母排（7）、均压电阻（8）、驱动模块控制电路板（9）、输出铜排（10）、温度传感器（11）、电流传感器（12）、电压传感器（13）；固定机架（2）竖直设置，其包括底架（201）和隔板（202）；散热器（3）安装在底架（201）中部；离心风机（4）位于底架（201）下部，其通过隔板（202）安装在散热器（3）的进风口；底架（201）与隔板（202）相配形成独立风道； IGBT模块（5）安装在散热器（3）的顶面上；驱动模块控制电路板（9）安装在隔板（202）上。
2.根据权利要求1所述的一种大功率光伏逆变器，其特征在于：所述的底架（201）包括台阶状底板（204）、位于底板（204）左右两侧的侧板（205）、与底板（204）及侧板（205）下边相抵的下安装板（203），底板（204）上端设上安装部，下安装板（203）的底端设下安装部，上安装部与下安装部相平，上、下安装部上设安装孔以使固定机架（2）通过连接件设于电气机柜（16）内，侧板（205）垂直于底板（204）形成具有深腔和浅腔的“7”形空腔，深腔中容纳滤波电容（6），上侧浅腔中容纳散热器（3），下侧浅腔中容纳离心风机（4），两侧板（205）顶部向内弯折形成隔板安装平台，隔板安装平台上设隔板（202）；隔板（202）的上边与散热器（3）下边相抵以封闭腔体形成独立风道。
3.根据权利要求2所述的一种大功率光伏逆变器，其特征在于：所述的叠层母排（7）设于滤波电容（6）和IGBT模块（5）的顶面上。
4.根据权利要求3所述的一种大功率光伏逆变器，其特征在于：驱动模块控制电路板（9）上设有信号检测端和控制信号输出端，驱动模块控制电路板（9）的控制信号输出端通过控制线与IGBT模块（5）连接， IGBT模块（5）的输出端与输出铜排（10）相连。
5.根据权利要求4所述的一种大功率光伏逆变器，其特征在于：所述的输出铜排（10）通过绝缘支柱（15）固定在隔板（202）顶面，所述的电流传感器（12）、电压传感器（13）及接线端子（14）固定在隔板（202）上，其中电流传感器（12）外套于输出铜排（10），电压传感器（13）、接线端子（14）分别位于输出铜排（10）的左右两侧的隔板（202）上。
6.根据权利要求5所述的一种大功率光伏逆变器，其特征在于：所述的输出铜排（10）包括设于IGBT模块（5）上的铜排支架，一端与铜排支架相连，另一端通过绝缘支柱（15）相连的两铜排输出架，所述的两铜排输出架下部叠置，形成Y形输出铜排（10）。
7.根据权利要求5所述的一种大功率光伏逆变器，其特征在于：所述的滤波电容（6）与均压电阻（8）、IGBT模块（5）并联连接，滤波电容（6）与叠层母排（7）相连，叠层母排（7）的正负极输出端与IGBT模块（5）的输入端相连。
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