CN209250499U - 大功率变频器 - Google Patents

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李冬
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Abstract

本实用新型提供了一种大功率变频器,包括机壳、整流单元、逆变单元、母线铜排以及至少一个母线电容组;每一所述母线电容组包括电容板以及多个小功率电容,所述电容板背向所述小功率电容的另一侧面具有导电触点,每一所述小功率电容电连接到所述导电触点;所述整流单元和逆变单元分别连接到所述母线铜排的第一侧,所述母线电容组位于所述母线铜排的第二侧,且所述电容板的导电触点搭接到所述母线铜排;本实用新型通过设置导电触点和多个小功率电容,使母线电容组的结构简单合理,缩减变频器重量;并通过设置母线铜排和导电触点,使母线电容组通过搭接的方式与整流单元和逆变单元连接,安装和拆卸方便快捷,实用性高。

Description

大功率变频器
技术领域
本实用新型实施例涉及电力电子设备领域,更具体地说,涉及一种大功率变频器。
背景技术
变频器是一种通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备,近年来,随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了广泛的应用。现有的单元式变频器主要由整流单元、直流电抗器、母线电容以及逆变单元构成,而现有变频器为保证使用寿命,变频器整体的设计布局一般都是将较低温的母线电容设于底部,温度高且热量大的整流单元和逆变单元设于中间,变频器的顶部为抗高温能力强的直流电抗器。
结合上述现有单元式变频器的设计布局,如图1、2所示,在现有单元式变频器中,外部接入的三相交流电经输入铜排10进入整流单元11,在整流单元11 的作用下由交流电转换为直流电,直流电经直流电抗器12和母线电容13,再经逆变单元14转换为频率可控的三相交流电,最后由输出铜排15输出,形成单元式变频器的主回路16。
为保证变频器使用寿命,上述单元式变频器的主回路16呈M字型,回路大且复杂,并且为降低整流单元11和逆变单元14的温度,因位置原因需单独设置整流散热器111和逆变散热器141,使现有单元式变频器体积大,整体结构设计复杂。特别地,结合图3所示,现有单元式变频器的母线电容13采用大电容131,然后通过具有大面积的汇流铜排132将全部大电容131串联起来,大面积的汇流铜排132、大电容131以及上述的体积大、结构复杂的变频器的其他部分,使得现有单元式变频器拥有大重量,装配集成难度大,生产成本高。
此外,现有单元式变频器的外接口板设于变频器正前方,内部驱动板及其他的电容板均设于内部两侧,一旦涉及变频器内部调试或一般性维护时,都需要将内部单元器件拆下来,维护难度大,操作复杂,实用性不足。
实用新型内容
本实用新型实施例针对上述现有单元式变频器结构复杂、重量大、生产成本高以及维护难度大、实用性不足的问题,提供一种新的大功率变频器。
本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是,提供一种大功率变频器,包括机壳以及装设于所述机壳内的整流单元、逆变单元、母线铜排以及至少一个母线电容组;每一所述母线电容组包括电容板以及多个串联连接的小功率电容,所述电容板的第一侧表面具有导电触点,多个所述小功率电容分别固定在所述电容板的第二侧表面,且每一所述小功率电容电连接到所述导电触点;所述整流单元和逆变单元分别连接到所述母线铜排并分别位于所述母线铜排的第一侧,所述母线电容组位于所述母线铜排的第二侧,且所述电容板的导电触点搭接到所述母线铜排。
优选地,所述机壳包括主箱体和附箱体,所述整流单元、逆变单元、母线铜排安装于所述主箱体内;所述母线电容组安装在所述附箱体,且在所述附箱体固定到所述主箱体时,所述电容板的导电触点搭接到所述母线铜排。
优选地,所述主箱体内装设有驱动板,所述附箱体内装设有接口板,所述接口板位于所述母线电容组的外侧,且所述接口板与所述驱动板导电连接。
优选地,所述主箱体具有背向所述母线铜排的第一侧的开口;所述附箱体固定在所述主箱体的开口处,且所述母线电容组的电容板的第一侧表面朝向所述母线铜排。
优选地,所述大功率变频器还包括电抗器组件,所述电抗器组件安装在所述机壳外,并通过连接铜排分别与所述整流单元的正输出端和所述母线铜排的正极铜排导电连接。
优选地,所述整流单元包括第一功率开关管组和第二功率开关管组,且所述第一功率开关管组和第二功率开关管组分别将接入的交流电转换为直流电;所述电抗器组包括第一电抗器和第二电抗器,且所述第一电抗器的第一端连接到所述第一功率开关管组的正直流输出端、所述第一电抗器的第二端连接到所述母线铜排的正极铜排,所述第二电抗器的第一端连接到所述第二功率开关管组的正直流输出端、所述第二电抗器的第二端连接到所述母线铜排的正极铜排。
优选地,所述主箱体包括散热器,且所述散热器的基板的散热面正对所述开口;所述整流单元和逆变单元分别固定在所述散热器基板的散热面上。
优选地,所述母线铜排包括第一搭接排和第二搭接排,且所述第一搭接排与所述母线铜排的正极铜排导电连接,所述第二搭接排与所述母线铜排的负极铜排导电连接;所述第一搭接排和第二搭接排上分别具有至少一个突出于所述母线铜排第二侧的搭接脚;所述电容板的导电触点搭接到所述搭接脚。
优选地,所述电容板的第一侧表面具有多个均压电阻,且每一所述均压电阻与一个小功率电容并联连接。
优选地,所述大功率变频器包括四个母线电容组,且每一所述附箱体安装有两个所述母线电容组;所述整流单元的输入铜排向上突伸到所述主箱体的上方,所述逆变单元的输出铜排向下突伸到所述主箱体的下方。
本实用新型实施例的大功率变频器具有以下有益效果:通过设置导电触点和多个小功率电容,使母线电容组的结构简单合理,缩减变频器重量;并且通过设置母线铜排和导电触点,使母线电容组通过搭接的方式与整流单元和逆变单元连接,安装和拆卸方便快捷,维护简单,实用性高。
附图说明
图1是现有单元式变频器内部的结构示意图;
图2是现有单元式变频器电路拓扑的示意图;
图3是现有单元式变频器母线电容的结构示意图;
图4是本实用新型实施例提供的大功率变频器的结构示意图;
图5是本实用新型实施例提供的大功率变频器电路拓扑的示意图;
图6是本实用新型实施例提供的大功率变频器内部电连接的结构示意图;
图7是本实用新型实施例提供的大功率变频器局部分解的结构示意图;
图8是本实用新型实施例提供的大功率变频器散热器基板正面投影的结构示意图;
图9是本实用新型实施例提供的大功率变频器局部的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图4-6所示,是本实用新型实施例提供的大功率变频器的结构示意图,该大功率变频器可应用于电力电子设备领域,特别是在有重量要求及空间限制的安装环境中。本实施例中的大功率变频器,包括机壳20以及装设于机壳20 内的整流单元40、逆变单元50、母线铜排70以及至少一个母线电容组60;每一母线电容组60包括电容板62以及多个串联连接的小功率电容61,电容板62的第一侧表面具有导电触点621(导电触点621可为一个平面,以实际电连接的稳定性来确定平面的面积大小),多个小功率电容61分别固定在电容板62的第二侧表面,且每一小功率电容61电连接到导电触点621。上述大功率变频器通过设置导电触点621和多个串联一起的小功率电容61构成母线电容组60,区别于现有单元式变频器采用大电容和大面积汇流铜排构成的母线电容,本实施例的母线电容组60结构更加简单合理,缩减了变频器的重量,实用性高。
上述大功率变频器的整流单元40和逆变单元50分别连接到母线铜排70并分别位于母线铜排70的第一侧,母线电容组60位于母线铜排70的第二侧,且电容板62的导电触点621搭接到母线铜排70;通过设置母线铜排70和导电触点 621,然后使用搭接的方式将母线电容组60与整流单元40和逆变单元50连接,可直接分离,安装和拆卸方便快捷,提高操作效率,实用性高。
具体地,机壳20包括主箱体21和附箱体22;主箱体21内安装有整流单元40、逆变单元50和母线铜排70;母线电容组60安装在附箱体22,且在附箱体22固定到主箱体21时,电容板62的导电触点621搭接到母线铜排70,实现主箱体21和附箱体22的连接,连接方式可靠便捷;并且主箱体21具有背向母线铜排70的第一侧的开口;附箱体22固定在主箱体21的开口处,母线电容组60的电容板62 的第一侧表面朝向母线铜排70;从而可迅速拆卸附箱体22,对主箱体21内部正面的元器件进行调试和维护,操作方便快捷。
结合图7所示,上述大功率变频器还包括电抗器组件30,电抗器组件30安装在机壳20外,并通过连接铜排33分别与整流单元40的正输出端和母线铜排70 的正极铜排71导电连接;将电抗器组件30设置于变频器外部,通过铜排之间进行导电连接,结构合理可靠,大大缩减了变频器的重量,从而降低安装和拆卸的难度。
特别地,整流单元40的输入铜排41向上突伸到主箱体21的上方,逆变单元 50的输出铜排51向下突伸到主箱体21的下方,有利于上述变频器与外部连接。
结合图5、8所示,整流单元40包括第一功率开关管组42和第二功率开关管组43,上述第一功率开关管组42和第二功率开关管组43分别将接入的交流电转换为直流电;相应地,电抗器组包括第一电抗器31和第二电抗器32,且第一电抗器31的第一端连接到第一功率开关管组42的正直流输出端、第一电抗器31 的第二端连接到母线铜排70的正极铜排71,第二电抗器32的第一端连接到第二功率开关管组43的正直流输出端、第二电抗器32的第二端连接到母线铜排70 的正极铜排71。上述结构有利于提高整流单元40的整流效率,使变频器可满足大功率环境。
具体地,主箱体21包括有散热器210(水冷散热器),且散热器210的基板 211的散热面正对主箱体21的开口;整流单元40和逆变单元50分别固定在散热器基板211的散热面上,通过散热器基板211将整流单元40、逆变单元50以及主箱体21内部的热量有效的传递到散热器210和外部环境,从而实现散热降温,为变频器提供良好的使用环境,区别于现有单元式变频器需要设置两个独立的散热器分别为整流单元和逆变单元进行散热降温,本实施例通过直接将整流单元40和逆变单元50装设于散热器基板211,在保证散热效果的同时,可节省安装面积,使结构更加简单合理,进一步缩减变频器的体积和重量。
此外,母线铜排70包括第一搭接排72和第二搭接排73,第一搭接排72与母线铜排70的正极铜排71导电连接,第二搭接排73与母线铜排70的负极铜排导电连接;第一搭接排72和第二搭接排73上分别具有至少一个突出于母线铜排70 第二侧的搭接脚;电容板62的导电触点621搭接到搭接脚;通过各个铜排之间进行导电连接,简化内部的安装布局。
特别地,电容板62的第一侧表面具有多个均压电阻,且每一均压电阻与一个小功率电容61并联连接,使各个电容端电压相等,避免小功率电容61在大功率环境下被击穿损坏。并且本实施例大功率变频器包括有四个母线电容组60,且每一附箱体22安装有两个母线电容组60,区别于现有单元式变频器使用大电容,由四个母线电容组60串联使用,使效率更高效;当然,在实际运用中,母线电容组60的数量根据实际使用需求进行确定。
结合图9所示,上述主箱体21内还装设有驱动板212,附箱体22内装设有接口板221,接口板221位于母线电容组60的外侧,且接口板221与驱动板212导电连接,维护时,只需拆卸其中一个附箱体22即可对驱动板212进行调试,实用性高。
相对现有单元式变频器呈M字型的主回路,本实施例大功率变频器采用将整流单元40和逆变单元50装设于散热器基板211、母线电容组60设于散热器基板211正前方,通过这样的设计布局,使结构更加简单合理,且由母线铜排70 和导电触点621进行导电连接,有效的简化变频器内部的主回路,提高可靠性和实用性。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种大功率变频器,其特征在于,包括机壳以及装设于所述机壳内的整流单元、逆变单元、母线铜排以及至少一个母线电容组;每一所述母线电容组包括电容板以及多个串联连接的小功率电容,所述电容板的第一侧表面具有导电触点,多个所述小功率电容分别固定在所述电容板的第二侧表面,且每一所述小功率电容电连接到所述导电触点;所述整流单元和逆变单元分别连接到所述母线铜排并分别位于所述母线铜排的第一侧,所述母线电容组位于所述母线铜排的第二侧,且所述电容板的导电触点搭接到所述母线铜排。
2.根据权利要求1所述的大功率变频器,其特征在于,所述机壳包括主箱体和附箱体,所述整流单元、逆变单元、母线铜排安装于所述主箱体内;所述母线电容组安装在所述附箱体,且在所述附箱体固定到所述主箱体时,所述电容板的导电触点搭接到所述母线铜排。
3.根据权利要求2所述的大功率变频器,其特征在于,所述主箱体内装设有驱动板,所述附箱体内装设有接口板,所述接口板位于所述母线电容组的外侧,且所述接口板与所述驱动板导电连接。
4.根据权利要求2所述的大功率变频器,其特征在于,所述主箱体具有背向所述母线铜排的第一侧的开口;所述附箱体固定在所述主箱体的开口处,且所述母线电容组的电容板的第一侧表面朝向所述母线铜排。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的大功率变频器,其特征在于,所述大功率变频器还包括电抗器组件,所述电抗器组件安装在所述机壳外,并通过连接铜排分别与所述整流单元的正输出端和所述母线铜排的正极铜排导电连接。
6.根据权利要求5所述的大功率变频器,其特征在于,所述整流单元包括第一功率开关管组和第二功率开关管组,且所述第一功率开关管组和第二功率开关管组分别将接入的交流电转换为直流电;所述电抗器组包括第一电抗器和第二电抗器,且所述第一电抗器的第一端连接到所述第一功率开关管组的正直流输出端、所述第一电抗器的第二端连接到所述母线铜排的正极铜排,所述第二电抗器的第一端连接到所述第二功率开关管组的正直流输出端、所述第二电抗器的第二端连接到所述母线铜排的正极铜排。
7.根据权利要求4所述的大功率变频器,其特征在于,所述主箱体包括散热器,且所述散热器的基板的散热面正对所述开口;所述整流单元和逆变单元分别固定在所述散热器基板的散热面上。
8.根据权利要求7所述的大功率变频器,其特征在于,所述母线铜排包括第一搭接排和第二搭接排,且所述第一搭接排与所述母线铜排的正极铜排导电连接,所述第二搭接排与所述母线铜排的负极铜排导电连接;所述第一搭接排和第二搭接排上分别具有至少一个突出于所述母线铜排第二侧的搭接脚;所述电容板的导电触点搭接到所述搭接脚。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的大功率变频器,其特征在于,所述电容板的第一侧表面具有多个均压电阻,且每一所述均压电阻与一个小功率电容并联连接。
10.根据权利要求2所述的大功率变频器,其特征在于,所述大功率变频器包括四个母线电容组,且每一所述附箱体安装有两个所述母线电容组;所述整流单元的输入铜排向上突伸到所述主箱体的上方,所述逆变单元的输出铜排向下突伸到所述主箱体的下方。
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