CN203352419U - 一体化高压变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一体化高压变频器，包括立体卷铁芯变压器、功率单元、控制系统、进线端部分和出线端部分，一体化高压变频器还包括柜体，立体卷铁芯变压器、功率单元、控制系统、进线端部分和出线端部分位于柜体中，其中，立体卷铁芯变压器位于柜体下部，功率单元位于柜体上部且同时位于立体卷铁芯变压器的上方。本实用新型的一体化高压变频器能够减小变频器的体积并减少变压器和功率单元之间的电缆长度。

Description

一体化高压变频器

技术领域

本实用新型涉及一种高压变频器，具体涉及将立体卷铁芯变压器、功率单元、控制系统、进线端部分和出线端部分安装在一个柜体中的一体化高压变频器。

背景技术

高压变频器现在被广泛地应用于冶金、矿山、电力、石化、水泥、给排水以及中央集中空调等众多领域中的高压电极变频调速，成为企业采用电机系统节能方式的首选设备。

高压变频器一般由单独的变压器柜、功率单元柜、控制系统柜和输入输出柜四个部分拼柜组成。目前市场上许多高压变频器组成柜体多，占地面积大，在包装、运输过程中需要拆线分柜，到现场安装时再拼柜接线，增加了拆卸和安装的工作量。

中国实用新型专利公开说明书CN200994042Y中公开了一种一体化高压变频器，包括底座、金属框架与柜门组成的柜体，在柜体内分为多层放置的三相功率单元，由侧板、盖板、柜体后侧密封板与底座挡板围成的密封腔，以及设置在密封腔顶层的风机，变频器柜体由中间隔板分为上下两层，下层设有水平放置的变压器，上层空间分为多层的前后两部分，用于放置功率单元，且其中安装功率单元少的柜体所腾空、富余的空间被用作放置控制系统的控制室和输出接线端子的高压室，上层空间中前后放置的功率单元的后侧密封板与柜体两侧的侧板、顶端盖板、与中间隔板围成一个密封腔，该密封腔顶端安装有冷却风机。该专利的功率单元放置在柜体上层空间的前后两部分，即功率单元设置成相对的两排结构，为了方便功率单元接线，功率单元的输出端位于变频器柜体的前后侧，从而使得功率单元中的电容靠近密封板，由于冷却风机位于密封腔的上方，在冷却过程中，冷却风从变频器柜体的外侧流进密封腔，通过密封腔被上方的冷却风机抽出去，当冷却风带走大量的热量时，密封腔中的冷却风已经比大气环境温度高，靠近密封板的电容长期工作在高温下，会显著造成电容使用寿命的降低，而功率单元中电容的使用寿命决定了整个功率单元的使用寿命，从而造成功率单元寿命的下降。因此一体化的高压变频器对减小变频器的尺寸、节约成本并提高性能有着非常重要作用。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种改进的一体化高压变频器。

为了实现上述目的，本实用新型的一个实施例提出了一种一体化高压变频器，包括立体卷铁芯变压器、功率单元、控制系统、进线端部分和出线端部分，所述一体化高压变频器还包括柜体，所述立体卷铁芯变压器、功率单元、控制系统、进线端部分和出线端部分位于所述柜体中；其中，所述立体卷铁芯变压器位于所述柜体下部，所述功率单元位于所述柜体上部且同时位于所述立体卷铁芯变压器的上方。

本实用新型采用功率单元和立体卷铁芯变压器上下布局方式，并将立体卷铁芯变压器、功率单元、控制系统、进线端部分和出线端部分布置在同一个柜体中，能够减小变频器的体积和占地面积，解决了分离机柜复杂的组装布线问题。

优选的，所述立体卷铁芯变压器具有三个卷铁芯，所述三个卷铁芯的轴线垂直于水平方向。立体卷铁芯变压器的磁路中无空气细缝，三个磁路相等并且都最短，铁芯心柱的横截面更接近圆形，能够节省材料、提高性能、降低损耗、降低噪声。其中三个卷铁芯与功率单元之间的电缆长度都相等，可以减小立体卷铁芯变压器和功率单元之间总电缆长度。

优选的，所述控制系统、进线端部分和出线端部分同时位于所述立体卷铁芯变压器的左侧或右侧。

优选的，所述出线端部分位于所述进线端部分的上方。位于柜体上部的功率单元的输出端和出线端部分连接，同时位于柜体下部的立体卷铁芯变压器和进线端部分连接，从而可以减小电缆的长度。

优选的，所述控制系统位于所述出线端部分和所述进线端部分的前方，其中所述功率单元的输出端位于所述柜体的后侧。控制系统的操作面板位于柜体的前侧方便操作。

优选的，柜体包括底座、金属框架、柜门、柜顶和侧板。

优选的，一体化高压变频器还包括冷却风机，所述冷却风机位于所述柜顶的上方，所述柜顶具有安装所述冷却风机的通孔。

优选的，所述立体卷铁芯变压器和所述功率单元之间具有支撑隔板，所述支撑隔板上开有通风孔。在支撑隔板上开有通风孔，可以采用一个风机，即可实现冷却风从变压器流进功率单元，最后从柜顶上的通孔出去，因此节约了风机成本。

优选的，在所述立体卷铁芯变压器和所述功率单元的前侧的柜门上开有通风窗。通风窗、通风孔和通孔组成了冷却风机的风道。

本实用新型所提供的一体化高压变频器能够用于减小变频器的体积和占地面积，同时节约成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，

图1是本实用新型较佳实施例的一体化高压变频器的正视图。

图2是本实用新型较佳实施例的一体化高压变频器的示意性的俯视图。

图3是本实用新型较佳实施例的一体化高压变频器的示意性的右视图。

图4是图1所示的一体化高压变频器沿A-A线的纵向剖面示意图。

主要装置符号说明

11  立体卷铁芯变压器

12  功率单元

13  控制系统

14  柜体

15  底座

16  金属框架

17  柜门

18  柜顶

19  冷却风机

20  支撑隔板

21  出线端部分

22  进线端部分

23  支撑板

24  侧板

25  通风孔

26  通风窗

27  通孔

28  通风孔

29  柜门

30  通风窗

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

图1是本实用新型较佳实施例的一体化高压变频器的正视图。如图1所示，高压变频器包括柜体14、立体卷铁芯变压器11、功率单元12、控制系统13，还包括进线端部分22和出线端部分21（参加图3所示），其中，立体卷铁芯变压器11、功率单元12、控制系统13、进线端部分22和出线端部分21都位于柜体14中。立体卷铁芯变压器11位于柜体14的下部，功率单元12位于柜体14的上部并且位于立体卷铁芯变压器11的上方，立体卷铁芯变压器11和功率单元12之间具有支撑隔板20，用于将立体卷铁芯变压器11和功率单元12分隔开来，功率单元12位于支撑隔板20的上方。图1中仅仅示出了9个功率单元12，分成3层排列，每层上具有3个功率单元12，相邻的两层之间具有支撑板23。在其他的实施例中，可以根据所需要的输出功率的大小调节功率单元12的数量。控制系统13、进线端部分22和出线端部分21同时位于立体卷铁芯变压器11和功率单元12的右侧，控制系统13位于进线端部分22和出线端部分21的前方，因此在图1所示的正视图中未示出进线端部分22和出线端部分21。在其他的实施例中，控制系统13、进线端部分22和出线端部分21同时位于立体卷铁芯变压器11和功率单元12的左侧。

柜体14包括底座15、金属框架16、柜门17、柜顶18和侧板24。立体卷铁芯变压器11、控制系统13、进线端部分22和出线端部分21都位于底座15的上方，底座15用于对整个高压变频器起到支撑的作用，并且使得叉车能够方便地移动高压变频器。金属框架16位于底座15上并呈长方体状，在金属框架16的左右两个侧面和后侧面具有侧板24，在金属框架16的最上面具有柜顶18，柜顶18的上面具有冷却风机19。控制系统13的前侧具有柜门17，功率单元12的前侧同样具有柜门29（参见图4所示）。底座15、侧板24、柜门17、柜门29和柜顶18形成一个封闭空间。

图2是本实用新型较佳实施例的一体化高压变频器的示意性的俯视图。为了示出一体化高压变频器的布局结构，图2并未示出柜顶18，并且在俯视图中仅采用长方形或正方形表示柜体14、功率单元12、控制系统13、出线端部分21和冷却风机19。如图2所示，其中功率单元12的输出端所在的一侧即为柜体14的后侧，控制系统13位于出线端部分21和进线端部分22（参见图3所示）的前方，控制系统13、出线端部分21和进线端部分22同时位于功率单元12的右侧，即控制系统13、出线端部分21和进线端部分22也同时位于立体卷铁芯变压器11的右侧。冷却风机19位于柜顶18的后侧，即靠近功率单元12的输出端所在的一侧。

图3是本实用新型较佳实施例的一体化高压变频器的示意性的右视图。控制系统13、出线端部分21和进线端部分22位于底座15上，进线端部分22位于柜体的下部，出线端部分21位于柜体的下部并且位于进线端部分22的上方，其中进线端部分22的一端和电网连接，另一端和立体卷铁芯变压器11的初级侧连接，出线端部分21的一端和功率单元12的输出端连接，另一个端和用电设备连接。因此位于柜体14下部的立体卷铁芯变压器11和进线端部分22连接可以减少电缆长度，另外位于柜体14上部的功率单元12和出线端部分21电连接也可以减少电缆长度。

图4是图1所示的一体化高压变频器沿A-A线的纵向剖面示意图。如图4所示，立体卷铁芯变压器11位于柜体14的下部，功率单元12位于柜体14的上部，同时功率单元位于立体卷铁芯变压器11的上方，立体卷铁芯变压器11和功率单元12之间设置有支撑隔板20，支撑隔板20上具有通风孔25。立体卷铁芯变压器11具有三个卷铁芯，立体卷铁芯变压器11的三个卷铁芯的轴线垂直于水平方向，从而使得三个卷铁芯同时靠近支撑隔板20并且与功率单元12之间连接的电缆线的长度相等。在本实施例中，通过增加变压器卷铁芯的横截面增加变压器卷铁芯的体积，这样有利于变压器卷铁芯的散热，同时变压器的各绕组可以稀松的缠绕在三个卷铁芯上，降低绕组的散热。在保持变压器输出电压不变的情况下，此时可以减小三个卷铁芯的纵向长度，使得三个卷铁芯上的绕组和功率单元12之间的距离减小，从而缩短了绕组和功率单元12之间的电缆长度，节约了电缆成本。功率单元12分成三层排列，相邻的两层之间具有支撑板23，支撑板23上具有通风孔28，便于冷却风的流通和给功率单元12散热。在柜体14的前侧具有柜门29，柜门29用于将立体卷铁芯变压器11和功率单元12与外界隔开，其中在柜门29的下部且与立体卷铁芯变压器11相对应的水平位置具有通风窗26，在柜门29的上部且与功率单元12相对应的水平位置具有通风窗30，本领域的技术人员应该了解，通风窗26和通风窗30的数量、大小和形状可以是任意可选方案的数量、大小和形状，另外，通风窗26和通风窗30上还可以带有滤网。柜顶18上具有通孔27，通孔27靠近柜体14后侧，通孔27为一个圆形的孔，用于冷却风机19的安装。当冷却风机19工作时，外面的冷空气分别通过多个通风窗26和通风窗30进入柜体14中，其中一部分冷空气从柜门29下部的通风窗26进入柜体14的下部并对立体卷铁芯变压器11进行散热，之后从通风孔25进入柜体14的上部对功率单元12进行散热。其中另一部分冷空气从柜门29上部的通风窗30进入柜体14的上部并对功率单元12进行散热，最后外界冷空气对立体卷铁芯变压器11和功率单元12进行散热后变成热空气后通过柜顶18的通孔27被冷却风机19排出去。此时通风窗26、通风窗30、通风孔25、通风孔28和通孔27构成了冷却风机19的风道。冷却风的流向如图4中空心箭头方向所示。在其他的实施例中，当功率单元12呈一层排列且柜体14中不具有支撑板23以及通风孔28时，通风窗26、通风孔25和通孔27构成了冷却风机19的风道。因此在本实施例中，通过一个冷却风机19即可实现立体卷铁芯变压器11和功率单元12的散热，从而节省了冷却风机的数量。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种一体化高压变频器，包括立体卷铁芯变压器（11）、功率单元（12）、控制系统（13）、进线端部分（22）和出线端部分（21），其特征在于，

所述一体化高压变频器还包括柜体（14），所述立体卷铁芯变压器（11）、功率单元（12）、控制系统（13）、进线端部分（22）和出线端部分（21）位于所述柜体（14）中；

其中，所述立体卷铁芯变压器（11）位于所述柜体（14）的下部，所述功率单元（12）位于所述柜体（14）的上部且同时位于所述立体卷铁芯变压器（11）的上方。

2.根据权利要求1所述的一体化高压变频器，其特征在于，所述立体卷铁芯变压器（11）具有三个卷铁芯，所述三个卷铁芯的轴线垂直于水平方向。

3.根据权利要求1所述的一体化高压变频器，其特征在于，所述控制系统（13）、进线端部分（22）和出线端部分（21）同时位于所述立体卷铁芯变压器（11）的左侧或右侧。

4.根据权利要求3所述的一体化高压变频器，其特征在于，所述出线端部分（21）位于所述进线端部分（22）的上方。

5.根据权利要求4所述的一体化高压变频器，其特征在于，所述控制系统（13）位于所述出线端部分（21）和所述进线端部分（22）的前方，其中所述功率单元（12）的输出端位于所述柜体（14）的后侧。

6.根据权利要求5所述的一体化高压变频器，其特征在于，所述柜体（14）包括底座（15）、金属框架（16）、柜门（17；29）、柜顶（18）和侧板（24）。

7.根据权利要求6所述的一体化高压变频器，其特征在于，所述一体化高压变频器还包括冷却风机（19），所述冷却风机（19）位于所述柜顶（18）的上方，所述柜顶（18）具有安装所述冷却风机（19）的通孔（27）。

8.根据权利要求7所述的一体化高压变频器，其特征在于，所述立体卷铁芯变压器（11）和所述功率单元（12）之间具有支撑隔板（20），所述支撑隔板（20）上开有通风孔（25）。

9.根据权利要求8所述的一体化高压变频器，其特征在于，在所述立体卷铁芯变压器（11）和所述功率单元（12）的前侧的柜门（29）上开有通风窗（26；30）。

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