CN216959647U - 逆变器 - Google Patents

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CN216959647U CN202220365285.9U CN202220365285U CN216959647U CN 216959647 U CN216959647 U CN 216959647U CN 202220365285 U CN202220365285 U CN 202220365285U CN 216959647 U CN216959647 U CN 216959647U
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朱其姚
舒文涛
杨叶
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Abstract

本实用新型公开一种逆变器，其中，所述逆变器具有相互垂直的第一方向和第二方向，所述逆变器在所述第一方向的长度大于所述逆变器在所述第二方向的长度；所述逆变器包括直流装置和逆变交流装置，所述直流装置与所述逆变交流装置沿所述第一方向布设且电性连接；其中，所述直流装置和所述逆变交流装置交替布设；或者，所述逆变交流装置集中布设，所述直流装置布设于所述逆变交流装置的外侧。本实用新型技术方案能够提升装配及维护体验。

Description

逆变器
技术领域
本实用新型涉及逆变器技术领域，特别涉及一种逆变器。
背景技术
逆变器是把直流电能转变成定频定压或调频调压交流电的转换器。其中，光伏并网逆变器作为太阳能发电系统和电网的接口设备，广泛应用于生产作业中。
随着用户对光伏并网逆变器更高功率的需求日益强烈，逆变器的体积也越来越庞大，所以，一般将逆变器的内部模块进行紧密设计。但是，由于逆变器结构紧凑，牺牲了装配维护面，导致维护体验较差。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种逆变器，旨在提升装配及维护体验。
为实现上述目的，本实用新型提出一种逆变器，所述逆变器具有相互垂直的第一方向和第二方向，所述逆变器在所述第一方向的长度大于所述逆变器在所述第二方向的长度；所述逆变器包括直流装置和逆变交流装置，所述直流装置与所述逆变交流装置沿所述第一方向布设且电性连接；
其中，所述直流装置和所述逆变交流装置交替布设；或者，所述逆变交流装置集中布设，所述直流装置布设于所述逆变交流装置的外侧。
可选地，所述直流装置包括直流配电部和控制单元，所述直流配电部与所述控制单元沿所述第二方向布设且电性连接；
所述逆变交流装置包括功率单元、交流配电部以及电抗器，所述交流配电部与所述电抗器沿所述第二方向布设，所述功率单元与所述交流配电部和所述电抗器沿第三方向布设，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；
其中，所述直流配电部、所述功率单元、所述电抗器以及所述交流配电部依次电性连接。
可选地，所述功率单元包括直流电容池组件和逆变模组，所述直流电容池组件与所述逆变模组沿所述第二方向布设；
所述直流电容池组件与所述交流配电部沿所述第三方向布设，所述逆变模组与所述电抗器沿所述第三方向布设；
其中，所述直流配电部、所述直流电容池组件、所述逆变模组、所述电抗器以及所述交流配电部依次电性连接。
可选地，所述逆变器还包括壳体，所述直流装置和所述逆变交流装置均设置于所述壳体内。
可选地，所述壳体设置有第一进风口和第一出风口，所述壳体在所述第一进风口和所述第一出风口之间形成第一散热风道，所述第一散热风道经过所述逆变模组和所述电抗器；
所述第一散热风道设置有第一散热风扇，所述第一散热风扇用于驱使空气从所述第一进风口流入所述第一散热风道并从所述第一出风口流出。
可选地，所述壳体还设置有第三进风口和第三出风口，所述壳体在所述第三进风口和所述第三出风口之间形成第三散热风道，所述第三散热风道经过所述直流电容池组件；
所述第三散热风道设置有第三散热风扇，所述第三散热风扇用于驱使空气从所述第三进风口流入所述第三散热风道并从所述第三出风口流出。
可选地，所述壳体还设置有第二散热风道，所述第二散热风道经过所述交流配电部和所述直流配电部且闭环设置，所述第二散热风道设置有第二散热风扇，所述第二散热风扇用于驱使空气在所述交流配电部和所述直流配电部之间循环流动；
所述壳体还设置有热交换器，所述热交换器的制热端位于所述第三散热风道，所述热交换器的制冷端位于所述第二散热风道。
可选地，所述壳体还设置有第四风机，所述第四风机用于驱使空气从所述直流配电部向所述交流配电部流动，和/或，所述第四风机用于驱使空气从所述直流配电部向所述交流配电部流动。
可选地，至少两个所述直流装置和至少两个所述逆变交流装置沿所述第一方向交替布设；或者，
至少两个所述逆变交流装置沿所述第一方向依次布设，至少两个所述直流装置布设于至少两个所述逆变交流装置沿所述第一方向的两侧。
可选地，至少两个所述逆变器沿所述第一方向依次布设。
本实用新型技术方案中，逆变器具有相互垂直的第一方向和第二方向，逆变器在第一方向的长度大于逆变器在第二方向的长度；逆变器包括直流装置和逆变交流装置，直流装置与逆变交流装置沿第一方向布设且电性连接。如此，工作人员可在逆变器沿第一方向的正反两面进行装配及维护作业，由于装配维护面宽阔，装配及维护操作便捷，能够有效提升工作人员的装配及维护体验。另外，直流装置和逆变交流装置交替布设；或者，逆变交流装置集中布设，直流装置布设于逆变交流装置的外侧。上述两种排布方式，都有利于逆变器散热。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型逆变器一实施例的正面结构示意图；
图2为图1逆变器的背面结构示意图；
图3为图1逆变器的第一散热风道的空气流向示意图；
图4为图1逆变器的第二散热风道的空气流向示意图；
图5为图1逆变器的第二散热风道的空气流向示意图；
图6为图1逆变器的第二散热风道和第三散热风道的空气流向示意图；
图7为图1逆变器的第四风机的结构示意图；
图8为图1逆变器的直流装置和逆变交流装置一布局形式的结构示意图；
图9为图1逆变器的直流装置和逆变交流装置另一布局形式的结构示意图。
附图标号说明：
Figure BDA0003515108800000031
Figure BDA0003515108800000041
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种逆变器100。
在本实用新型实施例中，如图1、2、5所示，该逆变器100具有相互垂直的第一方向和第二方向，逆变器100在第一方向的长度大于逆变器100在第二方向的长度；逆变器100包括直流装置10和逆变交流装置20，直流装置10与逆变交流装置20沿第一方向布设且电性连接；其中，直流装置和逆变交流装置交替布设；或者，逆变交流装置集中布设，直流装置布设于逆变交流装置的外侧。
本逆变器100可应用于光伏领域，用作太阳能发电系统和电网之间的接口设备，以将太阳能发电系统通过太阳能转化而来的直流电经过整流升压和逆变之后转化为交流电输出至电网，实现并网供电。
需要说明的是，图5中X方向为左右方向，Y方向为前后方向，Z方向为上下方向，下面关于方向和坐标的描述可参照图5所示。示例地，第一方向和第二方向均为水平方向，第三方向为竖直方向，也即，第一方向为X方向，第二方向为Y方向，第三方向为Z方向。
本实施例中，由直流装置10和逆变交流装置20组成的逆变器100整体呈柜体结构，逆变器100的内部分别形成有直流柜和逆变交流柜，直流柜用于安装直流装置10，逆变交流柜用于安装逆变交流装置20。逆变器100的外形大致呈矩形体，包括沿第一方向延伸的第一侧边和沿第二方向延伸的第二侧边，且第一侧边的长度大于第二侧边的长度。其中，直流装置10和逆变交流装置20沿逆变器100的长边方向并排设置。也即，本逆变器100选择长边所在侧面作为装配维护面，并且以短边所在的侧面作为并柜连接面。如此，工作人员可在逆变器100长边的正反两面进行装配及维护作业，由于装配维护面宽阔，装配及维护操作便捷，能够有效提升工作人员的装配及维护体验。
另外，对于逆变器100的直流装置10和逆变交流装置20的布局，可采用均匀分布形式，比如多个直流装置10和多个逆变交流装置20沿逆变器100的长边依次交替排布，具体为：直流装置10+逆变交流装置20+……+直流装置10+逆变交流装置20(如图8所示)；也可采用镜像对称分布形式，比如多个逆变交流装置20沿逆变器100的长边集中排布，两个直流装置10分别位于多个逆变交流装置20的两侧，具体为：直流装置10+逆变交流装置20+……+逆变交流装置20+直流装置10(如图9所示)。上述两种排布方式，都有利于逆变器100散热。
在一实施例中，请参阅图1至2，直流装置10包括直流配电部11和控制单元12，直流配电部11与控制单元12沿第二方向布设且电性连接；逆变交流装置20包括功率单元、交流配电部23以及电抗器24，交流配电部23与电抗器24沿第二方向布设，功率单元与交流配电部23和电抗器24沿第三方向布设，第三方向垂直于第一方向和第二方向；其中，直流配电部11、功率单元、电抗器24以及交流配电部23依次电性连接。
具体地，直流配电部11包括依次电性连接的直流开关111、直流支路熔丝112以及直流输入端113；交流配电部23包括依次电性连接的交流器件231、交流开关232以及交流输出端233。其中，对于直流装置10的布局，本实施例将直流配电部11和控制单元12前后布置，直流配电部11位于逆变器100长边的正面，控制单元12位于逆变器100长边的背面，由于逆变器100的正反两面均为宽阔面，工作人员可对直流配电部11和控制单元12进行全面维护。对于逆变交流装置20的布局，本实施例将交流配电部23和电抗器24前后布置，交流配电部23位于逆变器100长边的正面，电抗器24位于逆变器100长边的背面，同时，还将功率单元与交流配电部23和电抗器24上下布置，功率单元位于交流配电部23和电抗器24的上方，由于逆变器100的正反两面均为宽阔面，工作人员可对交流配电部23、电抗器24以及功率单元进行全面维护。同时，主电路各个功能模块连接所用铜排的路径最短，能够节省材料及成本。
在一实施例中，请参阅图1至2，功率单元包括直流电容池组件21和逆变模组22，直流电容池组件21与逆变模组22沿第二方向布设；直流电容池组件21与交流配电部23沿第三方向布设，逆变模组22与电抗器24沿第三方向布设；其中，直流配电部11、直流电容池组件21、逆变模组22、电抗器24以及交流配电部23依次电性连接。
对于功率单元的布局，本实施例将直流电容池组件21和逆变模组22前后布置，直流电容池组件21位于交流配电部23的上方，逆变模组22位于电抗器24的上方。其中，控制单元12用于辅助控制，主电路为直流配电部11到直流电容池组件21到逆变模组22到电抗器24再到交流配电部23，从而使输入逆变器100的直流电经过整流升压和逆变之后转化为交流电输出。本实施例通过合理安排主电路各个功能模块的位置，可使主电路各个功能模块连接所用铜排的路径最短，能够节省材料及成本，同时有利于提高逆变器100空间的规整性和有序性。
在一实施例中，请参阅图1至2，逆变器100还包括壳体30，直流装置10和逆变交流装置20均设置于壳体30内。
本实施例中，逆变器100以壳体30包围直流装置10和逆变交流装置20作为柜体。壳体30能够对直流装置10和逆变交流装置20进行有效防护，减少外界的灰尘及水分等与直流装置10和逆变交流装置20接触，从而降低直流装置10和逆变交流装置20电路损坏的可能性，提高逆变器100的工作性能。
在一实施例中，请参阅图2、3、6，壳体30设置有第一进风口41和第一出风口42，壳体30在第一进风口41和第一出风口42之间形成第一散热风道43，第一散热风道43经过逆变模组22和电抗器24；第一散热风道43设置有第一散热风扇，第一散热风扇用于驱使空气从第一进风口41流入第一散热风道43并从第一出风口42流出。
本实施例中，位于逆变器100背面一侧的逆变模组22和电抗器24所在的空腔形成第一散热风道43。相应地，第一进风口41位于逆变器100背面一侧的顶端，比如壳体30的顶端端面或靠近顶端的侧面；第一出风口42位于逆变器100背面一侧的底面，比如壳体30的底端或靠近底端的侧面。第一散热风扇可安装在第一进风口41和逆变模组22之间，也可在逆变模组22和电抗器24之间，或者在电抗器24和第一出风口42之间等，此处对第一散热风扇的位置不作限制。此情形下，第一散热风道43的气流方向为从上往下，依次经过第一进风口41、第一风机44、逆变模组22、电抗器24、第一出风口42，从而形成一个完整的气流散热路径(如图2、3、6中箭头所示)。本实施例通过对发热量较为集中的逆变模组22和电抗器24设立一个独立的风道结构，能够对逆变模组22和电抗器24进行快速散热，提高散热效果。当然，在其他实施方式中，也可采用自下而上的散热方向，也即将第一进风口41和第一出风口42的位置互换，此处不再赘述。
在一实施例中，请参阅图6，壳体30还设置有第三进风口51和第三出风口52，壳体30在第三进风口51和第三出风口52之间形成第三散热风道53，第三散热风道53经过直流电容池组件21；第三散热风道53设置有第三散热风扇，第三散热风扇用于驱使空气从第三进风口51流入第三散热风道53并从第三出风口52流出。
本实施例中，位于逆变器100正面一侧的直流电容池组件21所在空腔形成第三散热风道53。相应地，第三进风口51位于逆变器100正面一侧的顶端，比如壳体30的顶端端面或靠近顶端的侧面；第三出风口52位于逆变器100正面一侧。此情形下，第三散热风道53的散热路径为：逆变器100顶部的外界冷空气，在第三风机54的驱动下，由第三进风口51进入第三散热风道53内，经过直流电容池组件21，再从第三出风口52排出到外界环境中(如图6中箭头所示)，从而将直流电容池组件21产生的热量带走，实现对直流电容池组件21的散热。
在一实施例中，请参阅图4至6，壳体30还设置有第二散热风道61，第二散热风道61经过交流配电部23和直流配电部11且闭环设置，第二散热风道61设置有第二散热风扇，第二散热风扇用于驱使空气在交流配电部23和直流配电部11之间循环流动；壳体30还设置有热交换器70，热交换器70的制热端71位于第三散热风道53，热交换器70的制冷端72位于第二散热风道61。
本实施例中，第二散热风道61与第三散热风道53共同组成空空热交换空间，采用空空热交换器70进行散热，热交换器70安装在逆变器100的正面一侧。其中，第二散热风道61构成热交换器70的内循环风道，第三散热风道53构成热交换器70的外循环风道，也即第二散热风道61与外界隔离，第三散热风道53与外界连通。其中，第三散热风道53位于第二散热风道61的上方，相应地，第三风机54位于热交换器70的上方，第二散热风扇位于热交换器70的下方。
第二散热风道61的散热路径为，第二风机62将空气向上推动至热交换器70的制冷端72，通过热交换器70工作转化为冷空气，冷空气进入交流配电部23所在的空腔(如图4中箭头所示)，对交流配电部23的交流器件231、交流开关232以及交流输出端233进行散热，并继续流动至直流装置10的上方，对直流配电部11的直流开关111、直流支路熔丝112以及直流输入端113进行散热，吸收热量后形成的热空气最终从直流装置10流回逆变交流装置20的下方，进入到热交换器70的制冷端72(如图5中箭头所示)。如此循环，从而实现对交流配电部23和直流配电部11的散热。同时，进入第三散热风道53的冷空气经过直流电容池组件21后，还经过热交换器70的制热端71，吸收热交换器70释放的热量，变成热空气排出到外界环境中，从而满足与逆变器100内部第二散热风道61的热量交换(如图6所示)。其中，密闭的第二散热风道61有利于保护交流配电部23和直流配电部11不受外界灰尘及水分等的影响。
在一实施例中，请参阅图7，壳体30还设置有第四风机63，第四风机63用于驱使空气从直流配电部11向交流配电部23流动，和/或，第四风机63用于驱使空气从直流配电部11向交流配电部23流动。
本实施例中，第四风机63可安装在控制单元12的中间位置，第四风机63朝向直流配电部11且倾斜朝下。第四风机63为扰流风机，能够对第二散热风道61的空气进行扰流，加强第二散热风道61的空气在直流配电部11和交流配电部23之间循环流动，加快散热速率，提高散热效果。
在一实施例中，请参阅图8至9，至少两个直流装置10和至少两个逆变交流装置20沿第一方向交替布设；和/或，至少两个逆变交流装置20沿第一方向依次布设，至少两个直流装置10布设于至少两个逆变交流装置20沿第一方向的两侧。
本实施例中，逆变器100的壳体30内除可包括一个直流装置10和一个逆变交流装置20外，还可包括两个及以上的直流装置10和两个及以上的逆变交流装置20，以提高逆变器100的功率等级，满足用户对于更高功率的要求。对于壳体30内的直流装置10和逆变交流装置20的布局，可采用均匀分布形式，比如多个直流装置10和多个逆变交流装置20沿逆变器100的长边依次交替排布，具体为：直流装置10+逆变交流装置20+……+直流装置10+逆变交流装置20(如图8所示)；也可采用镜像对称分布形式，比如多个逆变交流装置20沿逆变器100的长边依次排布，两个直流装置10分别位于多个逆变交流装置20的两侧，具体为：直流装置10+逆变交流装置20+……+逆变交流装置20+直流装置10(如图9所示)。
在一实施例中，至少两个逆变器100沿第一方向依次布设。
本实施例中，以一个逆变器100整体作为子集，通过多个子集组合，形成“1+X”的逆变器100组合。其中，多个逆变器100并柜时以逆变器100的短边并柜，从而可在逆变器100的长边进行维护作业。通过单个逆变器100联想形成多个逆变器100组合，能够在提高功率等级的情况下，提高功率密度，并且更便于维护，可缩小后期维护时间。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种逆变器，其特征在于，所述逆变器具有相互垂直的第一方向和第二方向，所述逆变器在所述第一方向的长度大于所述逆变器在所述第二方向的长度；所述逆变器包括直流装置和逆变交流装置，所述直流装置与所述逆变交流装置沿所述第一方向布设且电性连接；
其中，所述直流装置和所述逆变交流装置交替布设；或者，所述逆变交流装置集中布设，所述直流装置布设于所述逆变交流装置的外侧。
2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述直流装置包括直流配电部和控制单元，所述直流配电部与所述控制单元沿所述第二方向布设且电性连接；
所述逆变交流装置包括功率单元、交流配电部以及电抗器，所述交流配电部与所述电抗器沿所述第二方向布设，所述功率单元与所述交流配电部和所述电抗器沿第三方向布设，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；
其中，所述直流配电部、所述功率单元、所述电抗器以及所述交流配电部依次电性连接。
3.如权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述功率单元包括直流电容池组件和逆变模组，所述直流电容池组件与所述逆变模组沿所述第二方向布设；
所述直流电容池组件与所述交流配电部沿所述第三方向布设，所述逆变模组与所述电抗器沿所述第三方向布设；
其中，所述直流配电部、所述直流电容池组件、所述逆变模组、所述电抗器以及所述交流配电部依次电性连接。
4.如权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括壳体，所述直流装置和所述逆变交流装置均设置于所述壳体内。
5.如权利要求4所述的逆变器，其特征在于，所述壳体设置有第一进风口和第一出风口，所述壳体在所述第一进风口和所述第一出风口之间形成第一散热风道，所述第一散热风道经过所述逆变模组和所述电抗器；
所述第一散热风道设置有第一散热风扇，所述第一散热风扇用于驱使空气从所述第一进风口流入所述第一散热风道并从所述第一出风口流出。
6.如权利要求4所述的逆变器，其特征在于，所述壳体还设置有第三进风口和第三出风口，所述壳体在所述第三进风口和所述第三出风口之间形成第三散热风道，所述第三散热风道经过所述直流电容池组件；
所述第三散热风道设置有第三散热风扇，所述第三散热风扇用于驱使空气从所述第三进风口流入所述第三散热风道并从所述第三出风口流出。
7.如权利要求6所述的逆变器，其特征在于，所述壳体还设置有第二散热风道，所述第二散热风道经过所述交流配电部和所述直流配电部且闭环设置，所述第二散热风道设置有第二散热风扇，所述第二散热风扇用于驱使空气在所述交流配电部和所述直流配电部之间循环流动；
所述壳体还设置有热交换器，所述热交换器的制热端位于所述第三散热风道，所述热交换器的制冷端位于所述第二散热风道。
8.如权利要求7所述的逆变器，其特征在于，所述壳体还设置有第四风机，所述第四风机用于驱使空气从所述直流配电部向所述交流配电部流动，和/或，所述第四风机用于驱使空气从所述直流配电部向所述交流配电部流动。
9.如权利要求1至8中任一项所述的逆变器，其特征在于，至少两个所述直流装置和至少两个所述逆变交流装置沿所述第一方向交替布设；或者，
至少两个所述逆变交流装置沿所述第一方向依次布设，至少两个所述直流装置布设于至少两个所述逆变交流装置沿所述第一方向的两侧。
10.如权利要求1至8中任一项所述的逆变器，其特征在于，至少两个所述逆变器沿所述第一方向依次布设。
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