CN205105111U - 水冷变频调速控制设备 - Google Patents

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黄寒松
文熙凯
周泽平
刘易
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Shenzhen Hopewind Electric Co Ltd
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Shenzhen Hopewind Electric Co Ltd
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Abstract

本实用新型实施例公开了一种水冷变频调速控制设备,包括一整流柜及与所述整流柜组装为一体的至少一个逆变柜;所述整流柜中固设有用于输入交流电的输入模块和用于将输入的交流电整流为直流电的整流模块;所述逆变柜中固设有用于将所述直流电转换为变频输出交流电的逆变模块和用于将所述变频输出交流电输出至用电设备的输出模块;所述整流柜中还固设有用于控制所述整流模块和所述逆变模块的控制模块;所述整流柜和逆变柜中还固设有用于以水冷方式对所述整流模块和逆变模块进行冷却的水冷模块。本实用新型实施例通过设置水冷模块,从而使设备散热更高效;此外,整流柜和逆变柜的结构布局,使设备具有高功率密度、高可靠性及高防护等级的效果。

Description

水冷变频调速控制设备
技术领域
本实用新型涉及变频器领域,尤其涉及一种水冷变频调速控制设备。
背景技术
应用于油田钻井的变频器,随着井深的增加,变频器的功率也随之增大,而当变频器功率增大时对整机散热的要求也进一步提高。而目前油田钻井行业所用变频器采用风冷散热方式,机器尺寸大,功率密度低。钻井设备属于移动作业设备,为降低运输安装成本,要求钻井设备体积尽可能小,因此对提高变频器功率密度、减小变频器尺寸有着十分强烈的诉求。
现有油田钻井应用的变频器采用风冷方式散热存在如下缺陷:
1、风冷整机散热效果比较差,尤其对于大功率整机更显得力不从心。
2、风冷整机因风机数量较多且功率较大,振动和噪音很大,而且受风机寿命局限,稳定及可靠性比较差。
3、风冷散热需要直接与外部空气进行换热,很难将整机防护等级做到很高。
4、整机体积大,不利于钻井领域整机厂家集成。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于,提供一种水冷变频调速控制设备,以使变频器向高效散热方向的应用更加广泛。
为了解决上述技术问题,本实用新型实施例提出了一种水冷变频调速控制设备,包括一整流柜及与所述整流柜组装为一体的至少一个逆变柜;
所述整流柜中固设有用于输入交流电的输入模块和用于将输入的交流电整流为直流电的整流模块;
所述逆变柜中固设有用于将所述直流电转换为变频输出交流电的逆变模块和用于将所述变频输出交流电输出至用电设备的输出模块;
所述整流柜中还固设有用于控制所述整流模块和所述逆变模块的控制模块;
所述整流柜和逆变柜中还固设有用于以水冷方式对所述整流模块和逆变模块进行冷却的水冷模块。
进一步地,所述水冷模块包括通过管路连接的整流柜换热装置、逆变柜换热装置,所述管路通过主水管连通于外部的水冷装置。
进一步地,所述整流柜换热装置包括第一离心风机换热器组件以及第一轴流风机换热器组件,逆变柜换热装置包括第二轴流风机换热器组件。
进一步地,所述输入模块包括串联连接的电网输入连接端子和交流输入开关,所述交流输入开关包括断路器或熔丝,或者由断路器和熔丝串联组成,所述断路器还连接有电感,所述第一离心风机换热器组件置于电感之上以对电感散热。
进一步地,所述逆变柜内还固设有串联于逆变模块的直流开关。
进一步地,所述整流柜内部还设有电容模块,所述逆变柜的内顶部还设有正、负直流BUS,内部还设有制动单元,所述电容模块及整流模块通过铜排连接于正、负直流BUS,所述制动单元与正、负直流BUS通过电缆相连接。
进一步地,所述逆变柜的底部还设有用于为所述水冷变频调速控制设备提供电源的变压器。
进一步地,所述第二轴流风机换热器置于逆变模块的底部以给逆变模块散热,所述水冷模块还包括水冷板,水冷板内设有与主水管相连接的软水管,逆变模块及制动单元紧贴于所述水冷板设置。
进一步地,所述整流柜从上至下依次设置分别安装对应模块的控制模块安装空间、整流模块安装空间、交流输入开关安装空间以及电网输入连接端子安装空间,其中,所述第一轴流风机换热器组件安装在所述控制模块安装空间内,所述第一离心风机换热器组件安装在所述交流输入开关安装空间内。
进一步地,所述逆变柜从上至下依次设置分别安装对应模块的直流开关安装空间、逆变模块安装空间、制动单元安装空间、逆变柜换热器组件安装空间、输出模块安装空间;变压器安装于输出模块安装空间内。
本实用新型实施例通过提出一种水冷变频调速控制设备,通过在整流柜和逆变柜中固设用于以水冷方式对所述整流模块和逆变模块进行冷却的水冷模块,从而使设备散热更高效;此外,整流柜和逆变柜的结构布局,使设备具有高功率密度、高可靠性及高防护等级的效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例的水冷变频调速控制设备原理框图。
图2是本实用新型一实施例的水冷变频调速控制设备的主视图。
图3是图2所示整流柜的主视图。
图4是图3所示整流柜另一角度的结构图
图5是图2所示第一逆变柜的布局图。
图6是图5所示第一逆变柜另一角度的布局图。
图7是图2所示第二逆变柜的布局图。
图8是图7所示第二逆变柜另一角度的布局图。
图9是图2所示第三逆变柜的布局图。
附图标号说明
整流柜100
第一逆变柜200
第二逆变柜300
第三逆变柜400
输入模块10
电网输入连接端子11
交流输入开关12
断路器121
熔丝122
整流模块20
控制模块30
逆变模块40
输出模块50
直流开关60
水冷模块70
主水管71
第一离心风机换热器组件72
第一轴流风机换热器组件73
电感74
第二轴流风机换热器组件75
电容模块80
正、负直流BUS90
制动单元110
变压器120
配电板130。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
请参照图1~图3,本实用新型实施例的所述水冷变频调速控制设备包括一整流柜100及与所述整流柜100并排组装为一体的至少一个逆变柜。所述逆变柜为1个~4个,优选为图2所示的3个,即自左至右的第一逆变柜200、第二逆变柜300和第三逆变柜400。
所述整流柜100中固设有用于输入交流电的输入模块10、用于将输入的交流电整流为直流电的整流模块20及控制模块30。
请一并参照图4~图9,所述逆变柜中固设有用于将所述直流电转换为变频输出交流电的逆变模块40、用于将所述变频输出交流电输出至用电设备的输出模块50及通过铜排串联于逆变模块40的直流开关60。其中,所述控制模块30集成于控制盒中,用于控制所述整流模块20和所述逆变模块40;所述输出模块50采用两路三相输出铜排,所述两路三相输出铜排与逆变模块40的输出端连接,作为逆变输出接口。
所述整流柜100和逆变柜中还固设有用于以水冷方式对所述整流模块20和逆变模块40进行冷却的水冷模块70。所述水冷模块70包括通过管路连接的整流柜换热装置、逆变柜换热装置,所述管路通过主水管71连通于外部的水冷装置。
作为一种实施方式,所述整流柜换热装置包括第一离心风机换热器组件72以及第一轴流风机换热器组件73,所述逆变柜换热装置包括第二轴流风机换热器组件75。
所述输入模块10包括串联连接的电网输入连接端子11和交流输入开关12,所述电网输入连接端子11采用两路三相进线铜排,所述交流输入开关12包括断路器121和/或熔丝122;作为一种实施方式,所述交流输入开关12由断路器121和熔丝122通过铜排串联组成,所述断路器121还通过铜排连接有电感74,所述第一离心风机换热器组件72置于电感74之上以对电感74散热。
作为一种实施方式,所述整流柜100内部还设有电容模块80,所述逆变柜的内顶部还设有正、负直流BUS90,内部还设有制动单元110,所述电容模块80、整流模块20及直流开关60的一端通过铜排连接于正、负直流BUS90,所述制动单元110与正、负直流BUS90通过电缆相连接。
作为一种实施方式,所述逆变柜的底部还设有用于为所述水冷变频调速控制设备提供电源的变压器120。
作为一种实施方式,所述第二轴流风机换热器组件75对应的轴流风机换热器置于逆变模块40的底部以给逆变模块40散热,所述水冷模块70还包括水冷板,水冷板内设有与主水管71相连接的软水管,逆变模块40及制动单元110紧贴于所述水冷板设置。
作为一种实施方式,所述整流柜100从上至下依次设置分别安装对应模块的控制模块30安装空间、整流模块20安装空间、交流输入开关12安装空间以及电网输入连接端子11安装空间,其中,所述第一轴流风机换热器组件73安装在所述控制模块30安装空间内,所述第一离心风机换热器组件72安装在所述交流输入开关12安装空间内。所述逆变柜从上至下依次设置分别安装对应模块的直流开关60安装空间、逆变模块40安装空间、制动单元110安装空间、逆变柜换热装置安装空间、输出模块50安装空间;变压器120安装于输出模块50安装空间内。
作为一种实施方式,作为前述实施方式的改进,逆变柜位置亦可以在整流柜100左侧也可以在整流柜100右侧,主水管71可以从逆变柜左侧、右侧或左右两侧进出。对应整流柜100,交流输入开关12安装空间与整流模块20安装空间可以相互置换,控制模块30安装空间可与其他各空间进行置换。对于逆变柜其内还设有用于对整个水冷变频调速控制设备进行配电及控制的配电板130,所述配电板130可以布置在任一逆变柜内;直流开关60可以设于逆变模块40的上方也可以设于逆变模块40的下方。
综上,本实用新型实施例的水冷变频调速控制设备,与现有技术比较,具有如下有益效果:
1、整机体积相对较小,有利于钻井领域整机厂家整机集成。
2、水冷整机散热效果比较好,可以满足厂家对大功率变频器需求
3、水冷整机因风机数量较少,振动和噪音都比较小,稳定及可靠性比较高。
4、水冷整机适应环境能力较强,整机防护等级较高。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述水冷变频调速控制设备包括一整流柜及与所述整流柜组装为一体的至少一个逆变柜;
所述整流柜中固设有用于输入交流电的输入模块和用于将输入的交流电整流为直流电的整流模块;
所述逆变柜中固设有用于将所述直流电转换为变频输出交流电的逆变模块和用于将所述变频输出交流电输出至用电设备的输出模块;
所述整流柜中还固设有用于控制所述整流模块和所述逆变模块的控制模块;
所述整流柜和逆变柜中还固设有用于以水冷方式对所述整流模块和逆变模块进行冷却的水冷模块。
2.如权利要求1所述的水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述水冷模块包括通过管路连接的整流柜换热装置、逆变柜换热装置,所述管路通过主水管连通于外部的水冷装置。
3.如权利要求2所述的水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述整流柜换热装置包括第一离心风机换热器组件以及第一轴流风机换热器组件,逆变柜换热装置包括第二轴流风机换热器组件。
4.如权利要求3所述的水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述输入模块包括串联连接的电网输入连接端子和交流输入开关,所述交流输入开关包括断路器或熔丝,或者由断路器和熔丝串联组成,所述断路器还连接有电感,所述第一离心风机换热器组件置于电感之上以对电感散热。
5.如权利要求3所述的水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述逆变柜内还固设有串联于逆变模块的直流开关。
6.如权利要求5所述的水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述整流柜内部还设有电容模块,所述逆变柜的内顶部还设有正、负直流BUS,内部还设有制动单元,所述电容模块及整流模块通过铜排连接于正、负直流BUS,所述制动单元与正、负直流BUS通过电缆相连接。
7.如权利要求6所述的水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述逆变柜的底部还设有用于为所述水冷变频调速控制设备提供电源的变压器。
8.如权利要求6所述的水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述第二轴流风机换热器组件对应的轴流风机换热器置于逆变模块的底部以给逆变模块散热,所述水冷模块还包括水冷板,水冷板内设有与主水管相连接的软水管,逆变模块及制动单元紧贴于所述水冷板设置。
9.如权利要求4所述的水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述整流柜从上至下依次设置分别安装对应模块的控制模块安装空间、整流模块安装空间、交流输入开关安装空间以及电网输入连接端子安装空间,其中,所述第一轴流风机换热器组件安装在所述控制模块安装空间内,所述第一离心风机换热器组件安装在所述交流输入开关安装空间内。
10.如权利要求7所述的水冷变频调速控制设备,其特征在于,所述逆变柜从上至下依次设置分别安装对应模块的直流开关安装空间、逆变模块安装空间、制动单元安装空间、逆变柜换热器组件安装空间、输出模块安装空间;变压器安装于输出模块安装空间内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106411143A (zh) * 2016-06-24 2017-02-15 徐州中矿大传动与自动化有限公司 矿用隔爆高压组合变频器机芯以及变频器
CN110061633A (zh) * 2019-05-21 2019-07-26 广州标程电气有限公司 一种新型变频器
CN112311298A (zh) * 2020-10-14 2021-02-02 青岛中加特电气股份有限公司 一种变频柜

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