CN218735709U - 一种新型模块化变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型模块化变流器，包括控制器、冷却系统、多个子变流器模块和多个柜架，柜架用于一一对应的设置子变流器模块，子变流器模块相互连接；冷却系统包括储液箱、主出液管和主回液管，主出液管的一端连接储液箱，另一端设置出液支管，主回液管的一端连接储液箱，另一端设置回液支管，柜架上安装有换热器，出液支管和回液支管连接；主出液管上安装有水泵，出液支管上设有分支电磁阀，控制器与子变流器模块、水泵和分支电磁阀相连。与现有技术相比，本实用新型设计了可分别控制每个子变流器模块的散热的冷却系统，够随子变流器模块的开关状态而开启关闭散热，散热更加灵活，可以避免能源浪费，并充分为工作状态的子变流器模块散热。

Description

一种新型模块化变流器

技术领域

本实用新型涉及变流器技术领域，尤其是涉及一种新型模块化变流器。

背景技术

电力电子变流器通常是一个大功率装置，涉及较高电压，较大电流。近年来，在电力领域，变流器功率等级越来越高，尺寸也越来越大，基于此，提出了模块化的变流器技术，变流器由多个子变流器模块组成，子变流器模块可以单独工作，也可以相互连接共同工作。

但是，模块化的变流器结构也为其布置带来了难题，目前的散热系统无法单独控制每个子变流器模块的散热，会造成浪费，同时，为了美观性和维护的便利性，还需要保证模块整齐布局、接线齐整。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型模块化变流器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型模块化变流器，包括控制器、冷却系统、多个子变流器模块和多个柜架，柜架用于一一对应的设置子变流器模块，子变流器模块相互连接；

冷却系统包括储液箱、主出液管和主回液管，主出液管的一端连接储液箱，另一端设置与每个柜架一一对应的出液支管，主回液管的一端连接储液箱，另一端设置与每个柜架一一对应的多个回液支管，柜架上安装有换热器，出液支管连接换热器的冷却液入口，回液支管连接换热器的冷却液出口；

主出液管上安装有水泵，出液支管上设有分支电磁阀，控制器与子变流器模块、水泵和分支电磁阀相连。

子变流器模块包括控制单元、功率单元模块、电容器和电抗器，柜架上设有第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔，功率单元模块、电容器和电抗器分别安装在第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内，换热器分别安装在第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内，控制单元与控制器相连。

第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内分别安装有腔内温度传感器，腔内温度传感器与控制器相连。

柜架上设有多个隔板，第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔由隔板和柜架组成，隔板和柜架上设有线束通孔。

还包括线束套管，线束套管设置在柜架之间，用于引导保护子变流器模块的线束。

冷却系统还包括补液模块，储液箱内设有液位传感器，补液模块和液位传感器与控制器相连。

液位传感器包括低液位传感器、中液位传感器和高液位传感器。

冷却系统还包括冷却模块，冷却模块设置在主回液管与储液箱之间，冷却模块包括回路温度传感器和冷却支路，回路温度传感器设置在主回液管上，冷却支路的进口端和出口端分别连通主回液管，冷却支路上安装有冷却器，冷却支路的进口端与冷却器之间安装有电磁开关阀，回路温度传感器、冷却器和电磁开关阀与控制器相连。

冷却支路的出口端与冷却器之间安装有单向阀。

主回液管与储液箱之间设有过滤器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

对于模块化结构的变流器，设计了可分别控制每个子变流器模块的散热的冷却系统，能够随子变流器模块的开关状态而开启关闭散热，散热更加灵活，可以避免能源浪费，并充分为工作状态的子变流器模块进行散热。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为出液支管和回液支管与换热器的连接示意图；

附图标记：1、柜架，2、子变流器模块，3、储液箱，4、主出液管，5、主回液管，6、出液支管，7、回液支管，8、水泵，9、分支电磁阀，10、补液模块，11、回路温度传感器，12、冷却器，13、电磁开关阀，14、单向阀，15、过滤器，16、换热器，17、液位传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

一种新型模块化变流器，如图1所示，包括控制器、冷却系统、多个子变流器模块2和多个柜架1，柜架1用于一一对应的设置子变流器模块2，子变流器模块 2相互连接；冷却系统包括储液箱3、主出液管4和主回液管5，主出液管4的一端连接储液箱3，另一端设置与每个柜架1一一对应的出液支管6，主回液管5的一端连接储液箱3，另一端设置与每个柜架1一一对应的多个回液支管7，柜架1 上安装有换热器16，如图2所示，出液支管6连接换热器16的冷却液入口，回液支管7连接换热器16的冷却液出口；主出液管4上安装有水泵8，出液支管6上设有分支电磁阀9，控制器与子变流器模块2、水泵8和分支电磁阀9相连。

本申请的工作原理如下：

对于模块化结构的变流器，设计了对应的冷却系统，当控制器根据需求切换子变流器模块2的工作状态时，冷却系统也对应进行切换，对于工作状态的子变流器模块2，其柜架1上出液支管6上的分支电磁阀9打开，冷却液流经该子变流器模块2所在的柜架1，通过换热器16进行热量交换，从而对子变流器模块2进行散热；对于关闭状态的子变流器模块2，其柜架1上出液支管6上的分支电磁阀9关闭，不需要对其进行散热。

可以理解的是，当工作状态的子变流器模块2的数量增减时，对应开启关闭分支电磁阀9，并增减水泵8的功率，从而灵活满足子变流器模块2的散热需求，避免出现浪费。

此外，冷却系统还包括补液模块10，储液箱3内设有液位传感器17，补液模块10和液位传感器17与控制器相连，本实施例中，液位传感器17包括低液位传感器、中液位传感器和高液位传感器，可以监测液位，控制器根据储液箱3内的液位情况通过补液模块10添加冷却液。

另外，冷却液自储液箱3流出，依次经过主进液管-进液支管-换热器16-出液支管6-主回液管5，带走热量回到储液箱3，之后再次通过主出液管4流出，如果处于工作状态的子变流器模块2的数量较多，冷却液可能无法完全降温就再次流经换热器16，导致无法带走子变流器模块2的热量。据此，本申请为冷却系统设计了冷却模块，冷却模块设置在主回液管5与储液箱3之间，冷却模块包括回路温度传感器11和冷却支路，回路温度传感器11设置在主回液管5上，冷却支路的进口端和出口端分别连通主回液管5，冷却支路上安装有冷却器12，冷却支路的进口端与冷却器12之间安装有电磁开关阀13，回路温度传感器11、冷却器12和电磁开关阀13与控制器相连。这样，当回路温度传感器11监测到的温度较高时，控制器就可以控制电磁开关阀13打开，冷却液流入冷却支管，控制冷却器12工作，将流经的冷却液降温，降温后的冷却液再次汇入主回液管5，返回储液箱3。

同时，为避免冷却液回流，冷却支路的出口端与冷却器12之间安装有单向阀 14。同理，为避免电磁阀失效，以及方便进行检修维护，在主出液管4、主回液管 5、出液支管6、回液支管7和冷却支管上还设有手动阀门。

主回液管5与储液箱3之间设有过滤器15，可以过滤杂质，避免损伤水泵8、冷却器12等器件。

子变流器模块2包括控制单元、功率单元模块、电容器和电抗器，此外，还有各类开关、电池等元器件没有提及，相关从业人员可以理解，在此不再赘述。柜架 1上设有第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔，功率单元模块、电容器和电抗器分别安装在第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内，换热器16分别安装在第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内，控制单元与控制器相连。本申请将子变流器模块2从一个独立的器件拆分成了控制单元、功率单元模块、电容器和电抗器，控制单元根据控制器的控制信号工作，功率单元模块包括AD/DC转换模块等，而电容器和电抗器是子变流器模块2的主要产热器件，这样，子变流器模块2的模块化程度更高，独立性更好，走线清晰，更加易于维护和更换，而且，功率单元模块、电容器和电抗器分别安装在第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内，相互独立，分别进行散热，散热效果更好。

换热器16包括热侧和冷侧，功率单元模块、电容器和电抗器等待散热的器件安装在热侧，冷侧设有冷却液进口和冷却液出口，用于流经冷却液，冷却液与热侧的器件进行热交换，从而进行散热。为了实现更换的散热效果，换热器16内可设置盘旋环绕的冷却液流道，以充分进行热量交换。

柜架1上设有多个隔板，第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔由隔板和柜架 1组成，隔板和柜架1上设有线束通孔；还包括线束套管，线束套管设置在柜架1 之间，用于引导保护子变流器模块2的线束，可以将不同柜架1上的子变流器模块 2的接线保护起来。

此外，考虑到散热效果也受外界温度影响，而且在子变流器模块2工作时间较短时可以不需要进行散热，因此，第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内分别安装有腔内温度传感器，腔内温度传感器与控制器相连，分别监测功率单元模块、电容器和电抗器的温度，并根据温度大小控制冷却系统工作，从而保证子变流器模块 2的散热效果。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型模块化变流器，其特征在于，包括控制器、冷却系统、多个子变流器模块和多个柜架，所述柜架用于一一对应的设置子变流器模块，所述子变流器模块相互连接；

所述冷却系统包括储液箱、主出液管和主回液管，所述主出液管的一端连接储液箱，另一端设置与每个柜架一一对应的出液支管，所述主回液管的一端连接储液箱，另一端设置与每个柜架一一对应的多个回液支管，所述柜架上安装有换热器，所述出液支管连接换热器的冷却液入口，所述回液支管连接换热器的冷却液出口；

所述主出液管上安装有水泵，所述出液支管上设有分支电磁阀，所述控制器与子变流器模块、水泵和分支电磁阀相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型模块化变流器，其特征在于，所述子变流器模块包括控制单元、功率单元模块、电容器和电抗器，所述柜架上设有第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔，所述功率单元模块、电容器和电抗器分别安装在第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内，所述换热器分别安装在第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内，所述控制单元与控制器相连。

3.根据权利要求2所述的一种新型模块化变流器，其特征在于，所述第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔内分别安装有腔内温度传感器，所述腔内温度传感器与控制器相连。

4.根据权利要求2所述的一种新型模块化变流器，其特征在于，所述柜架上设有多个隔板，所述第一安装腔、第二安装腔和第三安装腔由隔板和柜架组成，所述隔板和柜架上设有线束通孔。

5.根据权利要求1所述的一种新型模块化变流器，其特征在于，还包括线束套管，所述线束套管设置在柜架之间，用于引导保护子变流器模块的线束。

6.根据权利要求1所述的一种新型模块化变流器，其特征在于，所述冷却系统还包括补液模块，所述储液箱内设有液位传感器，所述补液模块和液位传感器与控制器相连。

7.根据权利要求6所述的一种新型模块化变流器，其特征在于，所述液位传感器包括低液位传感器、中液位传感器和高液位传感器。

8.根据权利要求1所述的一种新型模块化变流器，其特征在于，所述冷却系统还包括冷却模块，所述冷却模块设置在主回液管与储液箱之间，所述冷却模块包括回路温度传感器和冷却支路，所述回路温度传感器设置在主回液管上，所述冷却支路的进口端和出口端分别连通主回液管，所述冷却支路上安装有冷却器，冷却支路的进口端与冷却器之间安装有电磁开关阀，所述回路温度传感器、冷却器和电磁开关阀与控制器相连。

9.根据权利要求8所述的一种新型模块化变流器，其特征在于，冷却支路的出口端与冷却器之间安装有单向阀。

10.根据权利要求1所述的一种新型模块化变流器，其特征在于，所述主回液管与储液箱之间设有过滤器。

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