CN217406378U - 风电变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电变流器，包括机侧模块和网侧模块，网侧模块和机侧模块沿竖直方向依次分布。上述风电变流器通过将网侧模块和机侧模块沿竖直方向依次设置，则能够缩短机侧模块中各个单元之间的距离、以及网侧模块中各个单元之间的距离，有效减少了导电连接部件的使用量，从而降低了成本；同时，能够减小机侧模块和网侧模块占用的空间，从而减小整个风电变流器的体积；还能够提高功率密度；也实现了网侧模块和机侧模块分开设置，减少了功率流绕道。

Description

风电变流器

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种风电变流器。

背景技术

风电变流器是风力发电系统的重要装置之一，风道变流器用于连接电机和电网。上述风电变流器主要包括机侧模块和网侧模块，机侧模块包括机侧开关、机侧电感和机侧功率单元，网侧模块包括网侧开关、网侧电感和网侧功率单元，其中，机侧开关、机侧电感、机侧功率单元、网侧功率单元、网侧电感和网侧开关依次连接，机侧开关用于和电机连接，网侧开关用于和电网连接。

上述风电变流器中，机侧模块和网侧模块混合分布，使得导电连接部件的使用量较多，导电连接部件可为电缆和/或导体等，导致成本较高。

另外，机侧模块和网侧模块为两个以上时，网侧开关为一个，网侧电感为两个以上，所有网侧电感的对外接线铜排汇流引出至网侧开关后对外输出。这种方式需要先将铜排汇流，导致使用的铜排较多，成本较高；占用的空间也较大，功率密度较低。

综上所述，如何设计风电变流器，以减少导电连接部件的使用量，降低成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种风电变流器，以减少导电连接部件的使用量，降低成本。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种风电变流器，包括机侧模块和网侧模块，所述网侧模块和所述机侧模块沿竖直方向依次分布；

所述网侧模块位于所述机侧模块的底侧；

所述网侧模块位于所述风电变流器的柜体的底部，所述机侧模块位于所述柜体的顶部。

可选地，所述机侧模块的输入端设置有第一导电连接部件，所述第一导电连接部件自所述柜体的顶部伸出；所述网侧模块的输出端设置有第二导电连接部件，所述第二导电连接部件自所述柜体的底部伸出。

可选地，所述机侧模块包括机侧开关、机侧电感和机侧功率单元，所述网侧模块包括网侧开关、网侧电感和网侧功率单元。

可选地，所述机侧开关位于所述机侧电感的前侧，且所述机侧电感的输入端靠近所述机侧开关的输出端；

和/或，所述机侧电感位于所述机侧功率单元的前侧，所述机侧电感的输出端靠近所述机侧功率单元的交流侧；

和/或，所述网侧开关位于所述网侧电感的前侧，且所述网侧电感的输出端靠近所述网侧开关的输入端；

和/或，所述网侧电感位于所述网侧功率单元的前侧，所述网侧电感的输入端靠近所述网侧功率单元的交流侧。

可选地，所述机侧开关和所述网侧开关的分布方向、所述机侧电感和所述网侧电感的分布方向、所述机侧功率单元和所述网侧功率单元的分布方向相同。

可选地，所述机侧电感至少为两个且并排分布、所述机侧功率单元至少为两个且并排分布；

所述网侧电感至少为两个且并排分布、所述网侧功率单元至少为两个且并排分布；

其中，所述机侧电感和所述机侧功率单元一一对应，所述网侧电感和所述网侧功率单元一一对应，所述机侧功率单元和所述网侧功率单元一一对应。

可选地，所述机侧开关至少为两个，且所述机侧开关和所述机侧电感一一对应；

和/或，所述网侧开关至少为两个，且所述网侧开关和所述网侧电感一一对应。

可选地，所述机侧开关、所述机侧电感和所述机侧功率单元沿X向依次分布，所述网侧开关、所述网侧电感和所述网侧功率单元沿X向依次分布；

若所述机侧开关至少为两个且所述网侧开关至少为两个，则所述任意两个所述机侧开关、任意两个所述机侧电感、任意两个所述机侧功率单元、任意两个所述网侧开关、任意两个所述网侧电感、任意两个所述网侧功率单元均沿Z向依次分布；

其中，竖直方向、X向和Z向中任意两者垂直。

本实用新型提供的风电变流器中，网侧模块和机侧模块沿竖直方向依次分布，使得网侧模块和机侧模块分开设置，则能够缩短机侧模块中各个单元之间的距离、以及网侧模块中各个单元之间的距离，有效减少了导电连接部件的使用量，从而降低了成本；同时，能够减小机侧模块和网侧模块占用的空间，从而减小整个风电变流器的体积；还能够提高功率密度。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的风电变流器的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的风电变流器的侧视图；

图3为本实用新型实施例提供的风电变流器的后视图。

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做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。

如图1-3所示，本实用新型实施例提供的风电变流器包括机侧模块和网侧模块，其中，网侧模块和机侧模块沿竖直方向依次分布。可以理解的是，机侧模块的输出端和网侧模块的输入端电连接。上述竖直方向即为网侧模块的重力方向，亦为机侧模块的重力方向。

上述实施例提供的风电变流器中，网侧模块和机侧模块沿竖直方向依次分布，使得网侧模块和机侧模块分开设置，则能够缩短机侧模块中各个单元之间的距离、以及网侧模块中各个单元之间的距离，有效减少了导电连接部件的使用量，从而降低了成本；同时，能够减小机侧模块和网侧模块占用的空间，从而减小整个风电变流器的体积；还能够提高功率密度。

上述实施例提供的风电变流器中，实现了网侧模块和机侧模块分开设置，减少了功率流绕道。

上述风电变流器中，对于机侧模块和网侧模块的具体分布，根据实际需要选择，例如，网侧模块位于机侧模块的底侧、或者网侧模块位于机侧模块的顶侧。上述机侧模块用于和电机电连接，上述网侧模块用于和电网电连接。为了便于风电变流器连接电机和电网，上述网侧模块位于机侧模块的底部。

上述机侧模块和网侧模块均设置在风电变流器的柜体内。为了便于将网侧模块设置在机侧模块的底部，上述网侧模块位于风电变流器的柜体的底部，机侧模块位于柜体的顶部。进一步地，机侧模块的输入端设置有第一导电连接部件11，第一导电连接部件11自柜体的顶部伸出；网侧模块的输出端设置有第二导电连接部件24，第二导电连接部件24自柜体的底部伸出。

当然，也可选择上述网侧模块和机侧模块以其他方式分布，并不局限于上述实施例；亦可选择第一导电连接部件11和第二导电连接部件24自柜体的其他位置伸出，并不局限于上述实施例。

可选地，上述机侧模块包括机侧开关12、机侧电感13和机侧功率单元 16，上述网侧模块包括网侧开关23、网侧电感22和网侧功率单元25。

具体地，网侧开关23位于机侧开关12的一侧、网侧电感22位于机侧电感13的一侧、网侧功率单元25位于机侧功率单元16一侧，且网侧开关23、网侧电感22和网侧功率单元25均位于机侧开关12的同侧，网侧开关23、网侧电感22和网侧功率单元25均位于机侧电感13的同侧，网侧开关23、网侧电感22和网侧功率单元25均位于机侧功率单元16的同侧。

以网侧模块位于机侧模块的底侧为例，网侧开关23位于机侧开关12的底侧、网侧电感22位于机侧电感13的底侧、网侧功率单元25位于机侧功率单元16底侧。

上述机侧模块中，机侧开关12、机侧电感13和机侧功率单元16依次电连接，机侧功率单元16和网侧功率单元25电连接，网侧功率单元25、网侧电感22和网侧开关23依次电连接，机侧开关12用于电机电连接，网侧开关 23用于电网电连接。

为了便于连接，可选择机侧电感13的输入端与机侧开关12的输出端通过第三导电连接部件14电连接，机侧功率单元16的交流侧与机侧电感13的输出端通过第四导电连接部件15电连接，机侧功率单元16与网侧功率单元 25通过第五导电连接部件17电连接，网侧功率单元25的交流侧与网侧电感 22的输入端通过第六导电连接部件26电连接，网侧电感22的输出端与网侧开关23通过第七导电连接部件21电连接。可选地，第三导电连接部件14可为导体，该导体可为铜排；第四导电连接部件15可为导体，该导体可为铜排；第五导电连接部件17可为母线17；第六导电连接部件26可为导体，该导体可为铜排；第七导电连接部件21可为导体，该导体可为铜排。

可以理解的是，第一导电连接部件11和机侧开关12的输入端电连接，上述第二导电连接部件24和网侧开关23的输出端电连接。第一导电连接部件11和第二导电连接部件24可均为电缆。

上述风电变流器中，对于机侧开关12、机侧电感13、机侧功率单元16、网侧开关23、网侧电感22和网侧功率单元25的数目和分布，根据实际需要选择。具体地，机侧电感13、机侧功率单元16、网侧电感22和网侧功率单元25均为一个或两个以上；机侧开关12为一个或两个以上，网侧开关23为一个或两个以上。

为了扩大风道变流器的容量，可选择机侧电感13、机侧功率单元16、网侧电感22和网侧功率单元25均为两个以上，其中，任意两个机侧电感13并联设置，任意两个机侧功率单元16并联设置、任意两个网侧电感22并联设置、任意两个网侧功率单元25并联设置。此时，机侧开关12为一个或两个以上，网侧开关23为一个或两个以上。若机侧开关12为两个以上，网侧开关23为两个以上，则任意两个机侧开关12并联设置，任意两个网侧开关23 并联设置。

为了减少导电连接部件的使用量以及减小体积，应尽可能地缩短机侧开关12和机侧电感13之间的距离、机侧电感13和机侧功率单元16之间的距离、机侧功率单元16和网侧功率单元25之间的距离、网侧功率单元25和网侧电感22之间的距离、以及网侧开关23和网侧电感22之间的距离。

可选地，上述机侧开关12位于机侧电感13的前侧，且机侧电感13的输入端靠近机侧开关12的输出端；和/或，机侧电感13位于机侧功率单元16的前侧，机侧电感13的输出端靠近机侧功率单元16的交流侧；和/或，网侧开关23位于网侧电感22的前侧，且网侧电感22的输出端靠近网侧开关23的输入端；和/或，网侧电感22位于网侧功率单元25的前侧，网侧电感22的输入端靠近网侧功率单元25的交流侧。

在实际应用过程中，为了最大程度地减少导电连接部件的使用量以及减小体积，可选择上述机侧开关12位于机侧电感13的前侧，且机侧电感13的输入端靠近机侧开关12的输出端；机侧电感13位于机侧功率单元16的前侧，机侧电感13的输出端靠近机侧功率单元16的交流侧；网侧开关23位于网侧电感22的前侧，且网侧电感22的输出端靠近网侧开关23的输入端；网侧电感22位于网侧功率单元25的前侧，网侧电感22的输入端靠近网侧功率单元 25的交流侧。

在实际应用过程中，也可选择上述机侧开关12、机侧电感13、机侧功率单元16、网侧开关23、网侧电感22和网侧功率单元25以其他方式分布，并不局限于上述实施例。

上述风电变流器中，网侧模块位于机侧模块的一侧，则表明机侧开关12 和网侧开关23的分布方向、机侧电感13和网侧电感22的分布方向、机侧功率单元16和网侧功率单元25的分布方向相同，即机侧开关12和网侧开关23 的分布方向、机侧电感13和网侧电感22的分布方向、机侧功率单元16和网侧功率单元25的分布方向中两两平行。

具体地，以网侧模块位于机侧模块的底侧为例，网侧开关23位于机侧开关12的底侧且相对设置、网侧电感22位于机侧电感13的底侧且相对设置、网侧功率单元25位于机侧功率单元16底侧且相对设置。

上述风电变流器通过上述布局结构，方便了增加了机侧开关12、机侧电感13、机侧功率单元16、网侧开关23、网侧电感22和网侧功率单元25的数目，这样便于实现多组并联，提高了风电变流器的扩展性，便于扩大风电变流器的容量。可以理解是，并联组数越多，降低成本的效果越明显。并联组数为机侧功率单元16的数目，并联组数也为机侧电感13的数目、并联组数也为网侧功率单元25的数目，并联组数也为网侧电感22的数目。

在实际应用过程中，也可选择机侧开关12和网侧开关23的分布方向、机侧电感13和网侧电感22的分布方向、机侧功率单元16和网侧功率单元25 的分布方向中至少两者相对倾斜，并不局限于上述实施例。

为了便于接线，可选择机侧电感13至少为两个且并排分布、机侧功率单元16至少为两个且并排分布；网侧电感22至少为两个且并排分布、网侧功率单元25至少为两个且并排分布；其中，机侧电感13和机侧功率单元16一一对应，网侧电感22和网侧功率单元25一一对应，机侧功率单元16和网侧功率单元25一一对应。

为了减少导电连接部件的使用量，上述机侧开关12至少为两个，且机侧开关12和机侧电感13一一对应；和/或，网侧开关23至少为两个，且网侧开关23和网侧电感22一一对应。

上述风电变流器中，若上述机侧开关12位于机侧电感13的前侧，且机侧电感13的输入端靠近机侧开关12的输出端；网侧开关23位于网侧电感22 的前侧，且网侧电感22的输出端靠近网侧开关23的输入端；机侧开关12至少为两个，网侧开关23至少为两个，则有效减少了用于转接以及汇流的导电连接部件使用量，降低了成本。

当然，也可选择上述机侧开关12为一个，机侧开关12的输出端经分流后和每个机侧电感13电连接；也可选择上述网侧开关23为一个，网侧电感 22的输出端经汇流后和网侧开关23电连接。

为了便于装配，可选择机侧开关12、机侧电感13和机侧功率单元16沿 X向依次分布，网侧开关23、网侧电感22和网侧功率单元25沿X向依次分布；若机侧开关12至少为两个且网侧开关23至少为两个，则任意两个机侧开关12、任意两个机侧电感13、任意两个机侧功率单元16、任意两个网侧开关23、任意两个网侧电感22、任意两个网侧功率单元25均沿Z向依次分布；其中，竖直方向、X向和Z向中任意两者垂直。

可以理解的是，机侧开关12和网侧开关23沿竖直方向依次分布、机侧电感13和网侧电感22沿竖直方向依次分布、机侧功率单元16和网侧功率单元25沿竖直方向依次分布。

上述结构，通过合理布局，可有效减少导电连接部件的使用量，降低了成本，也有效减小了整个风电变流器的体积；相应地，还能够提高风电变流器的功率密度。

在实际应用过程中，也可选择上述竖直方向、X向和Z向中至少两者相对倾斜设置，并不局限于上述实施例。

需要说明的是，上文所提及的“前侧”均是指靠近风电变流器的柜门的一侧。上文所提及的“后侧”均是指远离风电变流器的柜门的一侧。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种风电变流器，其特征在于，包括机侧模块和网侧模块，所述网侧模块和所述机侧模块沿竖直方向依次分布；

所述网侧模块位于所述机侧模块的底侧；

所述网侧模块位于所述风电变流器的柜体的底部，所述机侧模块位于所述柜体的顶部。

2.根据权利要求1所述的风电变流器，其特征在于，所述机侧模块的输入端设置有第一导电连接部件(11)，所述第一导电连接部件(11)自所述柜体的顶部伸出；所述网侧模块的输出端设置有第二导电连接部件(24)，所述第二导电连接部件(24)自所述柜体的底部伸出。

3.根据权利要求1所述的风电变流器，其特征在于，所述机侧模块包括机侧开关(12)、机侧电感(13)和机侧功率单元(16)，所述网侧模块包括网侧开关(23)、网侧电感(22)和网侧功率单元(25)。

4.根据权利要求3所述的风电变流器，其特征在于，

所述机侧开关(12)位于所述机侧电感(13)的前侧，且所述机侧电感(13)的输入端靠近所述机侧开关(12)的输出端；

和/或，所述机侧电感(13)位于所述机侧功率单元(16)的前侧，所述机侧电感(13)的输出端靠近所述机侧功率单元(16)的交流侧；

和/或，所述网侧开关(23)位于所述网侧电感(22)的前侧，且所述网侧电感(22)的输出端靠近所述网侧开关(23)的输入端；

和/或，所述网侧电感(22)位于所述网侧功率单元(25)的前侧，所述网侧电感(22)的输入端靠近所述网侧功率单元(25)的交流侧。

5.根据权利要求3所述的风电变流器，其特征在于，所述机侧开关(12)和所述网侧开关(23)的分布方向、所述机侧电感(13)和所述网侧电感(22)的分布方向、所述机侧功率单元(16)和所述网侧功率单元(25)的分布方向相同。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的风电变流器，其特征在于，

所述机侧电感(13)至少为两个且并排分布、所述机侧功率单元(16)至少为两个且并排分布；

所述网侧电感(22)至少为两个且并排分布、所述网侧功率单元(25)至少为两个且并排分布；

其中，所述机侧电感(13)和所述机侧功率单元(16)一一对应，所述网侧电感(22)和所述网侧功率单元(25)一一对应，所述机侧功率单元(16)和所述网侧功率单元(25)一一对应。

7.根据权利要求6所述的风电变流器，其特征在于，

所述机侧开关(12)至少为两个，且所述机侧开关(12)和所述机侧电感(13)一一对应；

和/或，所述网侧开关(23)至少为两个，且所述网侧开关(23)和所述网侧电感(22)一一对应。

8.根据权利要求7所述的风电变流器，其特征在于，

所述机侧开关(12)、所述机侧电感(13)和所述机侧功率单元(16)沿X向依次分布，所述网侧开关(23)、所述网侧电感(22)和所述网侧功率单元(25)沿X向依次分布；

若所述机侧开关(12)至少为两个且所述网侧开关(23)至少为两个，则所述任意两个所述机侧开关(12)、任意两个所述机侧电感(13)、任意两个所述机侧功率单元(16)、任意两个所述网侧开关(23)、任意两个所述网侧电感(22)、任意两个所述网侧功率单元(25)均沿Z向依次分布；

其中，竖直方向、X向和Z向中任意两者垂直。

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