CN207351043U - 变流器的水冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种变流器的水冷系统，包括：循环泵、第一三通阀、第二三通阀、散热器、制冷装置和变流器控制柜。其中，循环泵一端与变流器控制柜的出水口连接，另一端与第一三通阀的入口连接。第一三通阀的一个出口与变流器控制柜的入水口连接，另一个出口与第二三通阀的入口连接。散热器分别与第二三通阀的一个出口和变流器控制柜的入水口连接。制冷装置分别与第二三通阀的另一个出口和变流器控制柜的入水口连接，用于制冷使冷却液降温。本实用新型实施例的变流器的水冷系统，能够提高变流器的冷却效果，保证变流器正常，延长变流器的使用寿命。

Description

变流器的水冷系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及变流器的水冷系统。

背景技术

风力发电的基本工作过程为：当风吹动桨叶转动时，桨叶将其捕获的风能转化为机械能带动发电机转动，发电机将机械能转化为电能，变流器将发电机输出的交流电转换为直流电，再将直流电转换为交流电送入电网。

变流器作为风力发电机组能量转化的重要部件，在风力发电过程中起着至关重要的作用。在变流器工作的过程中会产生大量的热量，如果不把这些热量及时有效地散热出去，会导致变流器无法正常工作。

目前，一般采用水冷系统对变流器进行散热。冷却液流经变流器的发热器件从而对发热器件进行冷却，吸热后的冷却液流经水冷系统的散热器从而将热量发散到空气中。

但是，当外界环境温度较高时，散热器内冷却液的温度会随着环境温度升高而升高，导致散热器内冷却液的温度本身就很高，变流器产生的热量无法及时通过散热器散发出去，对变流器的冷却效果较差，进而导致变流器可能无法正常工作以及缩短变流器的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种变流器的水冷系统，能够提高变流器的冷却效果，保证变流器正常，延长变流器的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种变流器的水冷系统，包括：循环泵、第一三通阀、第二三通阀、散热器、制冷装置和变流器控制柜；其中，

循环泵一端与变流器控制柜的出水口连接，另一端与第一三通阀的入口连接；

第一三通阀的一个出口与变流器控制柜的入水口连接，另一个出口与第二三通阀的入口连接；

散热器分别与第二三通阀的一个出口和变流器控制柜的入水口连接；

制冷装置分别与第二三通阀的另一个出口和变流器控制柜的入水口连接，用于制冷使冷却液降温。

在本实用新型的一个实施例中，制冷装置包括：用管道依次连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还包括：控制器；

控制器分别与第一三通阀和第二三通阀连接，用于对所述第一三通阀和所述第二三通阀进行控制。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还包括：第一温度传感器；

第一温度传感器与控制器连接，置于变流器控制柜的入水口，用于测量进入变流器控制柜的冷却液温度；

控制器根据第一温度传感器测量的温度对第一三通阀和第二三通阀进行控制。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还包括：第二温度传感器和第三温度传感器；

第二温度传感器与控制器连接，用于测量外界环境温度；

第三温度传感器与控制器连接，用于测量制冷装置内的冷却液温度；

控制器根据第一温度传感器和第二温度传感器测量的温度对第一三通阀和第二三通阀进行控制，以及根据第三温度传感器测量的温度对制冷装置内的冷却液温度进行调节。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还包括：第一固态继电器和第二固态继电器；

第一固态继电器分别与控制器和第一三通阀连接；

第二固态继电器分别与控制器和第二三通阀连接。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还包括：交流接触器；

交流接触器分别与控制器和循环泵连接。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还包括：变频器；

变频器分别与控制器和制冷装置连接。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还包括：压力传感器；

压力传感器分别与控制器和变流器控制柜的入水口连接，用于测量进入变流器控制柜的冷却液压力。

在本实用新型的一个实施例中，控制器为风力发电机组的主控制器；第一三通阀和第二三通阀均为电磁三通阀。

一方面，本实用新型实施例的变流器的水冷系统，在现有技术的基础上增加制冷装置，通过制冷装置的制冷能力对冷却液降温，能够提高变流器的冷却效果，保证变流器正常，延长变流器的使用寿命。另一方面，控制器能够依据置于变流器控制柜的入水口的温度传感器测量的温度，对第一三通阀和第二三通阀进行控制，能够准确的对变流器进行冷却。再一方面，控制器可以结合测量的外界环境温度，对第一三通阀和第二三通阀进行控制，能够提高对变流器冷却的准确性，进一步能够提高变流器的冷却效果。再一方面，控制器能够依据测量的制冷装置内的冷却液温度，来调节制冷装置内的冷却液温度，进一步能够提高变流器的冷却效果。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1示出了本实用新型实施例提供的变流器的水冷系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例的制冷装置的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例的电气控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底端”、“顶端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示出了本实用新型实施例提供的变流器的水冷系统的结构示意图。变流器的水冷系统可以包括：循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、散热器4、制冷装置5和变流器控制柜6。

其中，循环泵1的一端与变流器控制柜6的出水口连接，循环泵1的另一端与第一三通阀2的入口连接。

第一三通阀2的一个出口与变流器控制柜6的入水口连接，第一三通阀2的另一个出口与第二三通阀3的入口连接。

散热器4分别与第二三通阀3的一个出口和变流器控制柜6的入水口连接。

制冷装置5分别与第二三通阀3的另一个出口和变流器控制柜6的入水口连接，用于制冷使冷却液降温。

当进入变流器控制柜6的冷却液的温度小于第一预设温度值时，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2和变流器控制柜6，冷却变流器。

当进入变流器控制柜6的冷却液的温度小于第二预设温度值且大于第一预设温度值时，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、散热器4和变流器控制柜6，冷却变流器。

当进入变流器控制柜6的冷却液的温度不小于第二预设温度值时，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、制冷装置5和变流器控制柜6，冷却变流器。

本实用新型实施例的变流器的水冷系统，在现有技术的基础上增加制冷装置，通过制冷装置的制冷能力对冷却液降温，能够提高变流器的冷却效果，保证变流器正常，延长变流器的使用寿命。

图2示出了本实用新型实施例的制冷装置的结构示意图。制冷装置5可以包括：用管道依次连接的压缩机51、冷凝器52、节流阀53和蒸发器54。

制冷装置5工作过程为：液体制冷剂在蒸发器54中吸收冷却液热量之后，汽化成低温低压的蒸汽；低温低压的蒸汽被压缩机51吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器52；高压高温的蒸汽在冷凝器52中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体；高压液体经节流阀53节流为低压低温的制冷剂；低压低温的制冷剂再次进入蒸发器54吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在制冷装置5中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还可以包括：控制器；控制器分别与第一三通阀2和第二三通阀3连接。控制器通过控制第一三通阀2和第二三通阀3，来控制冷却液的流向。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还可以包括：第一温度传感器；第一温度传感器与控制器连接，置于变流器控制柜6的入水口，用于测量进入变流器控制柜6的冷却液温度。

具体的，当第一温度传感器测量到进入变流器控制柜6的冷却液的温度小于第一预设温度值时，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2和变流器控制柜6，冷却变流器。

当第一温度传感器测量到进入变流器控制柜6的冷却液的温度小于第二预设温度值且大于第一预设温度值时，控制器控制第一三通阀2，使原本流经第一三通阀2流向变流器控制柜6的冷却液流向第二三通阀3，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、散热器4和变流器控制柜6，冷却变流器。

当第一温度传感器测量到进入变流器控制柜6的冷却液的温度不小于第二预设温度值时，控制器控制第二三通阀3，使原本流经第二三通阀3流向散热器4的冷却液流向制冷装置5，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、制冷装置5和变流器控制柜6，冷却变流器。

本实用新型实施例的变流器的水冷系统，控制器能够依据置于变流器控制柜的入水口的温度传感器测量的温度，对第一三通阀和第二三通阀进行控制，能够准确的对变流器进行冷却。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还可以包括：第二温度传感器和第三温度传感器，其中，第二温度传感器与控制器连接，用于测量外界环境温度；第三温度传感器与控制器连接，用于测量制冷装置内的冷却液温度；控制器根据第一温度传感器和第二温度传感器测量的温度对第一三通阀和第二三通阀进行控制，以及根据第三温度传感器测量的温度对制冷装置内的冷却液温度进行调节。

具体的，控制器可以依据第二温度传感器测量的外界环境温度以及第一温度传感器测量的进入变流器控制柜6的冷却液温度，通过控制第一三通阀2和第二三通阀3，来控制冷却液的流向。

当第一温度传感器测量到进入变流器控制柜6的冷却液的温度小于第一预设温度值、且第二温度传感器测量的外界环境温度小于第二预设温度值时，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2和变流器控制柜6，冷却变流器。

当第一温度传感器测量到进入变流器控制柜6的冷却液的温度小于第三预设温度值且大于第一预设温度值、且第二温度传感器测量的外界环境温度小于第二预设温度值时，控制器控制第一三通阀2，使原本流经第一三通阀2流向变流器控制柜6的冷却液流向第二三通阀3，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、散热器4和变流器控制柜6，冷却变流器。

当第一温度传感器测量到进入变流器控制柜6的冷却液的温度不小于第三预设温度值时，控制器控制第二三通阀3，使原本流经第二三通阀3流向散热器4的冷却液流向制冷装置5，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、制冷装置5和变流器控制柜6，冷却变流器。

控制器可以依据第三温度传感器测量的制冷装置5内的冷却液温度，来控制制冷装置5的功率，进而实现制冷装置5内的冷却液温度的调节。

当第二温度传感器测量到外界环境温度不小于第二预设温度值，且第三温度传感器测量到制冷装置内的冷却液温度较高时，控制器控制制冷装置5的功率，来降低制冷装置5内的冷却液温度。

本实用新型实施例的变流器的水冷系统，控制器可以结合测量的进入变流器控制柜的冷却液温度以及外界环境温度，对第一三通阀和第二三通阀进行控制，能够提高对变流器冷却的准确性，进一步能够提高变流器的冷却效果。并且控制器能够依据测量的制冷装置内的冷却液温度，来调节制冷装置内的冷却液温度，进一步能够提高变流器的冷却效果。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还可以包括：第一固态继电器和第二固态继电器。其中，第一固态继电器分别与控制器和第一三通阀2连接；第二固态继电器分别与控制器和第二三通阀3连接。

控制器通过第一固态继电器和第二固态继电器来控制第一三通阀2和第二三通阀3，进而控制冷却液的流向。

由于固态继电器具有高寿命、高可靠性、灵敏度高、控制功率小和电磁干扰小等优点。因此，本实用新型实施例的变流器的水冷系统，通过使用固态继电器，能够提高水冷系统的可靠性以及使用寿命。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还可以包括：交流接触器；交流接触器分别与控制器和循环泵1连接。

控制器通过交流接触器来控制循环泵1的启动和停止。

由于交流接触器的操作频率较高、使用寿命较高，并且还具有低电压释放保护功能，因此，本实用新型实施例的变流器的水冷系统，通过使用交流接触器，能够提高水冷系统的可靠性以及使用寿命。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还可以包括：变频器；变频器分别与控制器和制冷装置5连接。

控制器通过变频器来控制制冷装置5的功率，来改变制冷装置5内的冷却液温度。

在本实用新型的一个实施例中，水冷系统还包括：压力传感器；压力传感器分别与控制器和变流器控制柜6的入水口连接，用于测量进入变流器控制柜的冷却液压力。

控制器可以依据压力传感器测量的进入变流器控制柜的冷却液压力，来保证水冷系统运行压力处于正常范围内。

本实用新型实施例的变流器的水冷系统，能够水冷系统运行压力处于正常范围内。

在本实用新型的一个实施例中，上述控制器可以为单独设置的控制器，还可以为风力发电机组的主控制器。

在本实用新型的一个实施例中，第一三通阀2和第二三通阀3可以均为电磁三通阀。

其中，电磁三通阀是通过电磁控制的三通阀，其有一个入口和两个出口，当内部阀芯处于不同位置时，导通的出口不同。

图3示出了本实用新型实施例的电气控制示意图。下面结合图3对本实用新型实施例提供的变流器的水冷系统的工作过程进行说明。

当变流器开始工作后，控制器10控制交流接触器11线圈通电，当交流接触器11线圈通电后，线圈会产生磁场，产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯，并带动交流接触器11触点动作，使触点闭合，循环泵1启动，冷却液循环流动。

当第一温度传感器15测量到进入变流器控制柜的冷却液的温度在25℃以下，且第二温度传感器16测量到外界环境温度在35℃以下时，冷却液流经循环泵1、第一三通阀2和变流器控制柜6，冷却变流器。

当第一温度传感器15测量到进入变流器控制柜的冷却液的温度在25℃以上，36℃以下，且第二温度传感器16测量到外界环境温度在35℃以下时，控制器10通过第一固态继电器12控制第一三通阀2，使原本流经第一三通阀2流向变流器控制柜6的冷却液流向第二三通阀3，此时冷却液流经循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、散热器4和变流器控制柜6，冷却变流器。

当第一温度传感器15测量到进入变流器控制柜的冷却液的温度在36℃以上，且第二温度传感器16测量到外界环境温度在35℃以下时，控制器10通过第二固态继电器13控制第二三通阀3，使原本流经第二三通阀3流向散热器4的冷却液流向制冷装置5，此时冷却液流经循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、制冷装置5和变流器控制柜6，冷却变流器。

当第二温度传感器16测量到外界环境温度在35℃以上，且第三温度传感器17测量到制冷装置内的冷却液温度较高时，控制器10通过变频器14来控制制冷装置5的功率，来降低制冷装置5内的冷却液温度。

当第一温度传感器15再次测量到进入变流器控制柜的冷却液的温度在25℃以上，36℃以下，且第二温度传感器16再次测量到外界环境温度在35℃以下时，控制器10通过第二固态继电器13控制第二三通阀3，使原本流经第二三通阀3流向制冷装置5的冷却液流向散热器4，此时冷却液流经循环泵1、第一三通阀2、第二三通阀3、散热器4和变流器控制柜6，冷却变流器。

当第一温度传感器15再次测量到进入变流器控制柜的冷却液的温度在25℃以下，且第二温度传感器16再次测量到外界环境温度在35℃以下时，控制器10通过第一固态继电器12控制第一三通阀2，使原本流经第一三通阀2流向第二三通阀3的冷却液流向变流器控制柜6，此时冷却液流经循环泵1、第一三通阀2和变流器控制柜6，冷却变流器。

在冷却液循环流动的过程中，压力传感器18实时监测进入变流器控制柜6的冷却液压力，控制器10可以依据压力传感器18测量的进入变流器控制柜6的冷却液压力，来保证水冷系统运行压力处于正常范围内。当压力传感器18测量的进入变流器控制柜6的冷却液压力较低时，控制器10判断水冷系统运行压力未处于正常范围内，水冷系统内的冷却液未充满，此时向水冷系统补充冷却液。当压力传感器18测量的进入变流器控制柜6的冷却液压力较高时，控制器10判断水冷系统运行压力未处于正常范围内，则从水冷系统中释放冷却液。

当水冷系统出现故障或者急停开关关闭或者变流器故障停止工作时，控制器10控制交流接触器11线圈断电，当交流接触器11线圈断电后，磁场消失，电磁吸引力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，触点断开，循环泵1停止，冷却液停止循环流动。

在本实用新型的一个实施例中，当冷却液未流经制冷装置5时，控制器10控制变频器14停止工作，制冷装置5停止制冷。

在本实用新型的一个实施例中，控制器10可以通过变频器14来控制制冷装置5的功率在一定范围内，使制冷装置5内的冷却液温度控制在一定温度范围内。

需要说明是，上述给出的各个具体温度仅为本实用新型的一具体实例，并不构成对本实用新型的限定。

本实用新型实施例的变流器的水冷系统，能够提高变流器的冷却效果，保证变流器正常，延长变流器的使用寿命。

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)

1.一种变流器的水冷系统，其特征在于，包括：循环泵、第一三通阀、第二三通阀、散热器、制冷装置和变流器控制柜；其中，

所述循环泵一端与所述变流器控制柜的出水口连接，另一端与第一三通阀的入口连接；

所述第一三通阀的一个出口与所述变流器控制柜的入水口连接，另一个出口与所述第二三通阀的入口连接；

所述散热器分别与所述第二三通阀的一个出口和所述变流器控制柜的入水口连接；

所述制冷装置分别与所述第二三通阀的另一个出口和所述变流器控制柜的入水口连接，用于制冷使冷却液降温。

2.根据权利要求1所述的水冷系统，其特征在于，所述制冷装置包括：用管道依次连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器。

3.根据权利要求1所述的水冷系统，其特征在于，所述水冷系统还包括：控制器；

所述控制器分别与所述第一三通阀和所述第二三通阀连接。

4.根据权利要求3所述的水冷系统，其特征在于，所述水冷系统还包括：第一温度传感器；

所述第一温度传感器与所述控制器连接，置于所述变流器控制柜的入水口，用于测量进入所述变流器控制柜的冷却液温度；

所述控制器根据所述第一温度传感器测量的温度对所述第一三通阀和所述第二三通阀进行控制。

5.根据权利要求4所述的水冷系统，其特征在于，所述水冷系统还包括：第二温度传感器和第三温度传感器；

所述第二温度传感器与所述控制器连接，用于测量外界环境温度；

所述第三温度传感器与所述控制器连接，用于测量所述制冷装置内的冷却液温度；

所述控制器根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器测量的温度对所述第一三通阀和所述第二三通阀进行控制，以及根据所述第三温度传感器测量的温度对所述制冷装置内的冷却液温度进行调节。

6.根据权利要求3-5任一项所述的水冷系统，其特征在于，所述水冷系统还包括：第一固态继电器和第二固态继电器；

所述第一固态继电器分别与所述控制器和所述第一三通阀连接；

所述第二固态继电器分别与所述控制器和所述第二三通阀连接。

7.根据权利要求3-5任一项所述的水冷系统，其特征在于，所述水冷系统还包括：交流接触器；

所述交流接触器分别与所述控制器和所述循环泵连接。

8.根据权利要求3-5任一项所述的水冷系统，其特征在于，所述水冷系统还包括：变频器；

所述变频器分别与所述控制器和所述制冷装置连接。

9.根据权利要求3-5任一项所述的水冷系统，其特征在于，所述水冷系统还包括：压力传感器；

所述压力传感器分别与所述控制器和所述变流器控制柜的入水口连接，用于测量进入所述变流器控制柜的冷却液压力。

10.根据权利要求3-5任一项所述的水冷系统，其特征在于，

所述控制器为风力发电机组的主控制器；

所述第一三通阀和所述第二三通阀均为电磁三通阀。