CN204271883U - 变流柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变流柜，包括：柜体，容纳于柜体内的协调器容纳腔，以及与协调器容纳腔间隔开设置的第一逆变器容纳腔。根据本实用新型提出的变流柜，能够防止协调器受到逆变器的干扰，从而防止协调器产生错误的协调信号，使变流柜具有在高性能下的高可靠性和经济性，从而实现大功率机车交流传动的优化设计和研制。

Description

变流柜

技术领域

本实用新型涉及一种能量转换装置，特别是一种变流柜。

背景技术

电力机车经历上百年的发展后，正朝着高集成高输出的方向发展。变流柜作为电力机车的核心部件承担着将电网能量进行一系列转换后用以驱动牵引电机的重大任务。因而，变流柜也在朝着高度集成的方向发展。

在现有技术中，为了使变流柜高度集成，通常将变流柜内的逆变器与协调器设置在一起。这种设置极易引起逆变器工作时产生的电磁干扰对协调器产生影响，从而使得协调器容易产生错误的协调信号，进而会导致通过该协调器进行协调的执行装置无法正常运行。这种协调错误不仅会导致电力机车无法正常运行，还会严重危害到使用者的人身安全，造成严重的人员伤亡。

因此，需要一种能防止协调器受到逆变器的干扰的变流柜。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种变流柜。通过使用这种变流柜能够防止协调器受到逆变器的干扰。

根据本实用新型，提出了一种变流柜，包括：柜体，容纳于柜体内的协调器容纳腔，以及与协调器容纳腔间隔开设置的第一逆变器容纳腔。

根据本实用新型提出的变流柜，在协调器容纳腔内设置协调器，在第一逆变器容纳腔内设置用于对电流进行转换的逆变器，从而能将协调器与逆变器间隔开，进而能保证协调器不受逆变器的影响，保证协调器产生的协调信号准确、正常。与现有技术相比，这种变流柜不仅能够将协调器与逆变器高度集成在变流柜内，还能保证变流柜内的协调器不受到逆变器工作过程中产生的电磁干扰的影响，从而保证了设置有这种变流柜的电力机车能正常运行，并极大地保证了使用者的人身安全。

在一个实施例中，在协调器容纳腔和第一逆变器容纳腔之间设置有第一隔板。通过第一隔板的设置，有效将协调器设置在相对封闭的空间内，从而将协调器进一步与第一逆变器容纳腔内的逆变器相分隔，起到阻断逆变器的电磁干扰的作用，因而能进一步保证协调器不受到第一逆变器容纳腔内的逆变器的干扰。

在一个实施例中，变流柜还包括与逆变器容纳腔间隔开设置的第二逆变器容纳腔。在第二逆变器容纳腔内设置用于对电流进行转换的逆变器，从而能将协调器与逆变器间隔开，进而能保证协调器不受逆变器的影响，保证协调器产生的协调信号准确、正常。这能保证变流柜内的协调器不受到设置在第二逆变器容纳腔内的逆变器工作过程中产生的电磁干扰的影响，从而保证了设置有这种变流柜的电力机车能正常运行，并极大地保证了使用者的人身安全。

在一个实施例中，在协调器容纳腔和第二逆变器容纳腔之间设置有从第一隔板背向第一逆变器容纳腔延伸的第二隔板。第二隔板的设置能与第一隔板一起有效将协调器设置在相对封闭的空间内，从而将协调器进一步与第二逆变器容纳腔内的逆变器相分隔，防止第二逆变器容纳腔内的逆变器对协调器产生电磁干扰。

在一个实施例中，在柜体内还设置有从第一隔板背向第一逆变器容纳腔延伸的第三隔板，第二逆变器容纳腔设置在第三隔板背向第二隔板的一侧，在第二隔板和第三隔板之间设置有第二稳流室。第三隔板的设置进一步将第二逆变器容纳腔与协调器容纳腔分隔开，从而进一步防止了第二逆变器容纳腔内的逆变器对协调器容纳腔内的协调器产生电磁干扰的影响。在第二稳流室内设置有支撑电容，其能够使输入到第二逆变器容纳腔内的逆变器的电流更加稳定。这种逆变器和支撑电容分离式设置的方式能够有效减小逆变器的重量和体积，方便使用者对逆变器进行更换和维护。

在一个实施例中，在柜体内还设置有与第一隔板平行的第四隔板，第一逆变器容纳腔设置在第四隔板背向第一隔板的一侧。这种设置能够进一步分隔开第一逆变器容纳腔和协调器容纳腔，从而能够进一步防止逆变器对协调器产生电磁干扰。

在一个实施例中，在第一逆变器容纳腔内设置有从第四隔板背向第一隔板延伸的第五隔板和第六隔板，在第五隔板背向第六隔板的一侧设置有第一牵引室，在第六隔板背向第五隔板的一侧设置有第二牵引室，在第五隔板和第六隔板之间设置有第一稳流室。在第一牵引室和第二牵引室内分别设置有一个用于向电动机车的牵引电机供电的牵引逆变器。将两个牵引逆变器分开设置能够防止两个牵引逆变器之间产生相互的电磁干扰，从而保证了两个牵引逆变器的正常工作，进而保证了电动机车能正常、安全地运行。第一稳流室内设置有支撑电容，其能够使输入到第一牵引室和第二牵引室内的逆变器的电流更加稳定。这种逆变器和支撑电容分离式设置的方式能够有效减小逆变器的重量和体积，方便使用者对逆变器进行更换和维护。

在一个实施例中，在柜体设置第一稳流室和第二稳流室的顶壁上设置有进气口。进气口的这种设置有助于第一稳流室和第二稳流室内的支撑电容的散热，从而能保证支撑电容保持在正常的温度范围内，进而保持了变流柜内的温度保持在正常的温度范围内，保证了变流柜的工作稳定。

在一个实施例中，在第一隔板和第四隔板之间设置有风机容纳腔，在柜体设置有风机容纳腔的侧壁上设置有出气口。在风机容纳腔内设置有风机，风机能在进气口和出气口之间形成气道，以保证柜体内的空气得以进一步流通，进而保证了变流柜工作时，柜体内的温度保持在正常的范围内。

在一个实施例中，在第一稳流室内设置有第一散热器，在第二稳流室内设置有第二散热器。第一散热器能为在第一逆变器容纳腔内(即在第一牵引室和第二牵引室内)的逆变器散热，第二散热器能为在第二逆变器容纳腔内的逆变器散热。这使得逆变器工作时产生的热量能够通过第一散热器和第二散热器传递到第一稳流室和第二稳流室内，并通过在第一稳流室和第二稳流室内的气流而被带到柜体之外。

这里应理解地是，腔体的间隔开设置即意味着两个腔之间有一定距离，而不能相邻设置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：(1)在协调器容纳腔内设置协调器，在第一逆变器容纳腔内设置用于对电流进行转换的逆变器，从而能将协调器与逆变器间隔开，进而能保证协调器不受逆变器的影响，保证协调器产生的协调信号准确、正常。(2)这种变流柜不仅能够将协调器与逆变器高度集成在变流柜内，还能保证变流柜内的协调器不受到逆变器工作过程中产生的电磁干扰的影响，从而保证了设置有这种变流柜的电力机车能正常运行，并极大地保证了使用者的人身安全。(3)通过改善元件间相互的电磁干扰，使变流柜具有在高性能下的高可靠性和经济性，从而实现大功率机车交流传动的优化设计和研制。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是根据本实用新型的变流柜的内部结构示意图。

图2是根据本实用新型的变流柜的顶部示意图。

图3是根据本实用新型的变流柜的前侧示意图。

图4是根据本实用新型的变流柜的左侧示意图。

图5是根据本实用新型的变流柜的后侧示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1示意性地显示了本实用新型的变流柜1的内部结构。变流柜1包括有柜体，柜体一般为截面为矩形的结构，以方便加工和内部电子元件的设置。因而图1为取下柜体的顶壁后从变流柜1的顶部看的内部结构示意图。变流柜1还包括设置于柜体内的协调器容纳腔130和与协调器容纳腔130相间隔开设置的第一逆变器容纳腔101和第二逆变器容纳腔102。在协调器容纳腔130内设置有一个协调器，在第一逆变器容纳腔101和第二逆变器容纳腔102内分别设置有用于转换电流的逆变器。这样的设置能够将协调器与逆变器间隔开，从而使逆变器在工作时产生于其周围的磁场不会对协调器产生电磁干扰，还防止了柜体外的电器元件对协调器的电磁干扰，从而保证了协调器能够正常工作，对通过其进行协调的电子元器件进行及时、准确的协调，进而保证了变流柜1的正常工作，并保证了设置有变流柜1的电动机车正常运行，极大地保证了使用者的人身安全。

还能在协调器容纳腔130和第一逆变器容纳腔101之间设置第一隔板11，在协调器容纳腔130和第二逆变器容纳腔102之间设置第二隔板12。第二隔板12可设置为从第一隔板11背向第一逆变器容纳腔101延伸，第二隔板12与第一隔板11相互垂直。第一隔板11和第二隔板12有效将协调器容纳腔130封闭，从而将协调器容纳腔130进一步与第一逆变器容纳腔101和第二逆变器容纳腔102相分隔，进而将协调器与逆变器进一步相分隔。隔板能起到阻断逆变器的电磁干扰的作用，因而能进一步保证协调器不受到第一逆变器容纳腔和第二逆变器容纳腔内的逆变器的干扰。在第二逆变器容纳腔102内容纳有一个逆变器。

变流柜1内还设置有从第一隔板11背向第一逆变器容纳腔101延伸的第三隔板13，第二逆变器容纳腔102设置在第三隔板13背向第二隔板12的一侧，第二隔板12与第三隔板13相间隔。第三隔板13与第二隔板12平行，而与第一隔板11相互垂直。第三隔板13的设置进一步将第二逆变器容纳腔102与协调器容纳腔130分隔开，从而进一步防止了第二逆变器容纳腔102内的逆变器对协调器容纳腔130内的协调器产生电磁干扰的影响。

在第二隔板12和第三隔板13之间设置有第二稳流室122，在第二稳流室122内设置有支撑电容。第二稳流室122内的支撑电容能使输入到第二逆变器容纳腔102内的逆变器的电流更加稳定。由于逆变器经常需要取出柜体以进行维护、更换或检查，这种逆变器和支撑电容分离式设置的方式能够有效减小逆变器的重量和体积，方便使用者对逆变器进行维护、更换或检查。

还能在柜体内设置与第一隔板11平行的第四隔板14，第一隔板11与第四隔板14相间隔。第一逆变器容纳腔101设置在第四隔板14背向第一隔板11的一侧，进一步分隔开了第一逆变器容纳腔101和协调器容纳腔130，从而进一步防止了第一逆变器容纳腔101内的逆变器对协调器容纳腔130内的协调器产生电磁干扰。

在第一逆变器容纳腔101内还设置有相间隔的第五隔板15和第六隔板16。第五隔板15和第六隔板16从第四隔板14背向第一隔板11延伸，将第一逆变器容纳腔101分为如图1中所示的第一牵引室111，第一稳流室121，和第二牵引室112。第五隔板15与第六隔板16相互平行，而均与第四隔板14垂直。在第一牵引室111和第二牵引室112内分别设置有一个用于向电动机车的牵引电机供电的牵引逆变器。第一牵引室111和第二牵引室112被第一稳流室121和两个隔板(第五隔板15和第六隔板16)分开，能够防止两个牵引逆变器之间产生相互的电磁干扰，从而保证了两个牵引逆变器的正常工作，进而保证了电动机车能正常、安全地运行。

第一稳流室121内设置有支撑电容，该支撑电容能使输入到第一牵引室111和第二牵引室112内的逆变器的电流更加稳定。这种逆变器和支撑电容分离式设置的方式能够有效减小逆变器的重量和体积，方便使用者对逆变器进行更换和维护。另外，两个逆变器共用一个支撑电容，从而减少了变流柜1内的电器元件，进而减小了变流柜1的体积和重量。

柜体及柜体外的结构如图2到图5所示。

柜体在设置第一稳流室121的顶壁上设置有进气口18a，在设置第二稳流室122的顶壁上设置有进气口18b。如图2所示的那样，进气口18a设置在柜体在第一稳流室121处的整个顶壁上，进气口18b设置在柜体在第二稳流室122处的整个顶壁上。由于在变流柜1工作时，第一稳流室121和第二稳流室122内的支撑电容产生的热量最高，因此进气口的这种设置有助于支撑电容的散热，从而能保证支撑电容保持在正常的温度范围内，进而保持了变流柜1内的温度保持在正常的温度范围内，保证了变流柜的工作稳定。这里应理解地是，第一稳流室121上方的进气口18a和第二稳流室122上方的进气口18b能连通以形成气道，从而能使空气在流动过程中将变流柜内的，尤其是将支撑电容产生的热量带出。变流柜1及其内部元件的正常的温度范围是本领域技术人员所熟知的内容。

还能在第一隔板11和第四隔板14之间设置风机容纳腔140，在风机容纳腔140内容纳有风机。在柜体设置有风机容纳腔140的侧壁上设置有出气口19，出气口19可设置在柜体在风机容纳腔140处的整个侧壁上，或如图5中所示的那样设置。风机工作时能在进气口和出气口之间形成气道，以保证柜体内的空气得以进一步流通，进而保证了变流柜工作时，柜体内的温度保持在正常的范围内。

这里应理解地是，可以在隔板上设置气孔，以保证需要通过空气流通将热量带出的腔、室内的空气能够具有预期的流动性。

如图1所示，在第一稳流室121内还设置有第一散热器20a和20b。第一散热器20a可设置在第五隔板15处，以与第一牵引室111内的牵引逆变器相连，使该牵引逆变器产生的热量能够通过第一散热器20a传到第一稳流室121内，并通过风机工作产生的气流使热量散出。第一散热器20b可设置在第六隔板16处，以与第二牵引室112内的牵引逆变器相连，使该牵引逆变器产生的热量能够通过第一散热器20b传到第一稳流室121内，并通过在第一稳流室和第二稳流室内的气流使热量散出。这里的气流可以是由风机工作产生的，也可是自然气流等其他方式产生的。

如图1所示，在第二稳流室122内设置有第二散热器21。第二散热器21可设置在第三隔板13处，以与第二逆变器容纳腔102内的辅助逆变器相连，使辅助逆变器产生的热量能够通过第二散热器21传到第二稳流室122内，并通过风机工作产生的气流使热量散出。辅助逆变器能向电力机车上的空调设备等辅助设备提供所需的电源。

在第一隔板11和第四隔板14之间还能设置有高压电器容纳腔150，在高压电器容纳腔150内设置有协调器、逆变器、支撑电容之间连接的其他改善电流状态的电器元件，例如短接接触器、阻尼电阻等。高压电器容纳腔150可通过第七隔板17与风机容纳腔140相分隔。

这里还应该理解地是，协调器容纳腔130内的协调器本身具有排热机构，因此其能够不通过上述降温方式进行降温。高压电器容纳腔150内的电器元件因产热量不大，也可不通过上述降温方式进行降温。

柜体内的电器元件均可通过母排，尤其是低感母排来连接，在隔板上可设置相应的母排安装孔。采用母排链接减少了连接线路之间的涡流损耗和电磁干扰。另外，通过低感母排连接减少了电路中的杂散分布电容和分布电感，对开通和关断电路的瞬间容易引起的高电流变化率和高电压变化率有很好的抑制作用，进一步降低了柜体内的电器元件以及柜体内外的电器元件之间的电磁干扰。此外，通过母排链接能够降低柜体内的发热问题，有助于将变流柜1在工作时的温度保持在正常温度范围内。

在柜体外，还能设置有如图3到图5所示的门。其中，图3显示了在变流柜1的前侧分别设置有门41，42和43，分别对应柜体内的协调器容纳腔130，高压电器容纳腔150和第一牵引室111。图5显示了在变流柜1的后侧分别设置有门51，52和53，分别对应柜体内的第二牵引室112，风机容纳腔140和第二逆变器容纳腔102。图4显示了在变流柜1左侧的门61，门61对应柜体内的第二稳流室122。这里应理解地是，在变流柜1的右侧也可设置有与第一稳流室121相对应的门。门的设置方便了使用者对对应的腔、室内的电器元件进行维护，从而方便了使用者的使用。另外，这里的门是可密封的，从而起到了对柜体内的电器元件的防尘作用。

如图3到图5所示，柜体的外表面上还设置有相应的接线区。如图3所示，在门42和43之间设置有第一接线区31，其可供高压电器容纳腔150与第一牵引室111内的电器元件与外界相连。如图4所示，在门61靠近变流柜1的前侧处设置有第四接线区34，其可供协调器容纳腔130内的电器元件与外界相连。如图5所示，在门51和52之间设置有第二接线区32，其可供第二牵引室112与风机容纳腔140内的电器元件与外界相连；在门52和53之间设置有第三接线区33，其可供风机容纳腔140与第二逆变器容纳腔102内的电器元件与外界相连。接线区均可采用防护等级为IP67的快速接头或其他能实现这种功能的插头，使整个柜体的防护等级达到IP54(形成风道处除外)，使整个变流柜1具有防雪、防水、防尘及防沙的能力。

另外，变流柜1能为水平设置的，协调器容纳腔130、高压电器容纳腔150和第一牵引室111在柜体内部的前侧，第二逆变器容纳腔102、风机容纳腔140和第二牵引室112在柜体内部的后侧，而第一稳流室121在第一牵引室111和第二牵引室112之间，第二稳流室122在协调器容纳腔130和第二逆变器容纳腔102之间，这种布局方式使得变流柜1的设置更加稳定，防止变流柜1在电动机车运行时受到颠簸、干扰，从而保证了变流柜1的工作状态更加稳定。

通过使用上述的变流柜1，能够防止逆变器在工作时对协调器产生电磁干扰，从而保证了变流柜1的可靠性和安全性。变流柜1的这种布局采用前后对称的功能分区式设计，能够满足电力机车的工作环境，方便安装和维护。另外，变流柜1在保证协调器的工作不受干扰的前提下结构强度高，内部结构紧凑，节省成本。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种变流柜，其特征在于，包括：

柜体，容纳于所述柜体内的协调器容纳腔，以及与所述协调器容纳腔间隔开设置的第一逆变器容纳腔。

2.根据权利要求1所述的变流柜，其特征在于，在所述协调器容纳腔和所述第一逆变器容纳腔之间设置有第一隔板。

3.根据权利要求2所述的变流柜，其特征在于，还包括与所述逆变器容纳腔间隔开设置的第二逆变器容纳腔。

4.根据权利要求3所述的变流柜，其特征在于，在所述协调器容纳腔和所述第二逆变器容纳腔之间设置有从所述第一隔板背向所述第一逆变器容纳腔延伸的第二隔板。

5.根据权利要求4所述的变流柜，其特征在于，在所述柜体内还设置有从所述第一隔板背向所述第一逆变器容纳腔延伸的第三隔板，

所述第二逆变器容纳腔设置在所述第三隔板背向所述第二隔板的一侧，

在所述第二隔板和所述第三隔板之间设置有第二稳流室。

6.根据权利要求5所述的变流柜，其特征在于，在所述柜体内还设置有与所述第一隔板平行的第四隔板，

所述第一逆变器容纳腔设置在所述第四隔板背向所述第一隔板的一侧。

7.根据权利要求6所述的变流柜，其特征在于，在所述第一逆变器容纳腔内设置有从所述第四隔板背向所述第一隔板延伸的第五隔板和第六隔板，

在所述第五隔板背向所述第六隔板的一侧设置有第一牵引室，

在所述第六隔板背向所述第五隔板的一侧设置有第二牵引室，

在所述第五隔板和第六隔板之间设置有第一稳流室。

8.根据权利要求7所述的变流柜，其特征在于，在所述柜体设置第一稳流室和第二稳流室的顶壁上设置有进气口。

9.根据权利要求8所述的变流柜，其特征在于，在所述第一稳流室内设置有第一散热器，在所述第二稳流室内设置有第二散热器。

10.根据权利要求6到9中任一项所述的变流柜，其特征在于，在所述第一隔板和第四隔板之间设置有风机容纳腔，在所述柜体设置有风机容纳腔的侧壁上设置有出气口。