CN218957502U - 一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，包括变压器柜体、功率单元柜体、水冷系统柜体，三个柜体均为全密闭结构，并柜连接。功率单元柜体内安装有水冷功率单元；变压器柜体内安装有变压器，变压器的铁芯上缠绕有空心铜管；还包括水风换热器，水风换热器安装在功率单元柜体内；功率单元柜体内的水冷功率单元、变压器铁芯上的空心铜管以及水风换热器均与水冷系统柜体内的水冷系统连接。1)变压器为铁芯水冷散热方式，降低了整体设备的体积；2)在功率单元柜中增加水风换热器，加强功率单元柜体的散热，3)采用一台水冷系统供应变压器、水风换热器、功率部分三部分，提高了水冷系统的使用效率，降低了设备整体体积。

Description

一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构

技术领域

本实用新型涉及变频器技术领域，特别涉及一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构。

背景技术

随着国内高压变频器技术近几年持续的发展，高压变频器容量的不断提高，使得高压水冷变频器的散热性能好、可靠性高等优势得以体现。高压水冷变频器的核心功率器件是采用水冷散热，但是还有一部分热量以及与功率部分同时工作的变压器是无法进行水冷散热，导致功率部分还需要加风机进行辅助散热，变压器只能采用风冷散热，这样就导致变压器的体积大，在体积受限制空间下设备无法应用。在遇到强盐雾潮湿等恶劣气候的工况时也会导致设备内部电气绝缘性能下降，设备无法正常运行。同时由于容量较大，功率单元体积与重量大，导致在设备维护时比较困难，所以研发密闭性能好、散热性能强、功率单元体积小、维护方便的大功率高压全水冷变频器是非常有必要。

目前国内全密闭水冷变频器是采用“水风”结合的方式进行散热，即在变压器壳体后端增加一个风扇及水冷散热器，当水冷散热器通过冷源水时风扇运转，通过风道将变压器内部热风吸入，吹向带有冷源水的水管表面，在这种情况下将热风与冷源水进行热量交换实现变压器内部降温功能，会增加整体的占用空间。例如：公开号为CN 210807052 U的中国专利提供的一种矿用隔爆高压变频器的水冷系统，既是这种变压器的水冷设计。

功率单元部分也是变频器的主要散热部分，目前变频器的水冷式功率单元也是现有常用的技术，能够用水冷的方式对功率单元中的功率器件进行降温，但是在强盐雾潮湿等恶劣环境下的密闭结构中，对于功率单元柜体内的热量，还需进一步增强散热的设计。

发明内容

为了解决背景技术提出的技术问题，本实用新型提供一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，1)变压器为铁芯水冷散热方式，降低了整体设备的体积；2)在功率单元柜中增加水风换热器，加强功率单元柜体的散热，3)采用一台水冷系统供应变压器、水风换热器、功率部分三部分，提高了水冷系统的使用效率，降低了设备整体体积。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，包括变压器柜体、功率单元柜体、水冷系统柜体，三个柜体均为全密闭结构，并柜连接。

所述的功率单元柜体内安装有多个水冷功率单元；

所述的变压器柜体内安装有变压器，所述变压器的铁芯上缠绕有空心铜管；

还包括水风换热器，水风换热器安装在所述的功率单元柜体内；

所述的功率单元柜体内的多个水冷功率单元、变压器铁芯上的空心铜管以及水风换热器均通过管路与水冷系统柜体内的水冷系统连接。

进一步地，所述的水冷系统柜体内的水冷系统包括板式换热器和去离子系统，板式换热器的外部循环接口与外部冷源水连接，板式换热器的内部循环接口通过管路连接去离子系统，板式换热器的内部循环接口还通过管路分别与与水冷功率单元、变压器铁芯上的空心铜管以及水风换热器连接。

进一步地，所述板式换热器的外部循环接口通过法兰接口与外部冷源水连接。

进一步地，所述的变压器柜体、功率单元柜体、水冷系统柜体的柜门均为密封结构，柜门的门口四周焊接压条弯板，压条弯板处安装密封条，保证柜门与门口紧密压接。

进一步地，所述的变压器柜体顶部设置有变压器泄压盖。

进一步地，所述的功率单元柜体顶部设置有功率泄压盖。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型变压器为铁芯水冷散热方式，为全水冷方式，不必增加冷却风扇，降低了整体设备的体积与噪声，同时也增加了整体设备的可靠性；

2)通过在功率单元柜中增加水风换热器，实现内循环的方式进行辅助功率单元柜散热，防止设备内部热量积温，增加设备的可靠性；

3)采用一台水冷系统供应变压器、水风换热器、功率部分三部分，这种“一拖三”的供水散热方式提高了水冷系统的使用效率，降低了设备整体体积；

4)水冷系统柜体通过法兰接口与外部冷源水连接，容易实现密闭性；

5)功率单元柜体、水冷系统柜体的柜门为密封结构，密闭性好；

6)考虑到变频器设备可能出现能量释放的情况，变压器柜和功率单元柜均设有泄压盖。

附图说明

图1为本实用新型的变频器整体外部主视图；

图2为本实用新型的变频器整体外部右视图；

图3为本实用新型的变频器整体外部俯视图；

图4为本实用新型的变频器内部主视图；

图5为本实用新型的变压器铁芯与空心铜管示意图；

图6为本实用新型的变压器俯视图；

图7为本实用新型的变频器内部俯视图；

图8为本实用新型的变频器散热水冷系统工艺流程示意图；

图9为本实用新型的壳体柜门的结构轴视图与局部放大图。

图中：1-变压器柜体、2-功率单元柜体、3-水冷系统柜体、4-变压器泄压盖、5-功率泄压盖、6-法兰接口、7-柜门、8-压条弯板、9-密封条、10-门口、11-变压器铁芯、12-空心铜管、13-变压器、14-水风换热器、15-功率单元、16-水冷管路、17-高压电缆、18-板式换热器、19-去离子系统、20-补水系统、21-供水系统、22-稳压系统、23-脱气系统、24-变压器绕组。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。

实施例1

如图1-7所示，一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，包括变压器柜体1、功率单元柜体2、水冷系统柜体3，三个柜体均为全密闭结构，三个柜体并柜连接。

所述的功率单元柜体2内安装有多个水冷功率单元15，水冷功率单元15为现有技术的水冷功率单元15(例如，我公司的公开号为CN208539792U的一种模块化水冷功率单元)，水冷功率单元15有水冷接口，用于连接水冷系统。

所述的变压器柜体1内安装有变压器13，所述变压器13的变压器铁芯11上缠绕有空心铜管12。空心铜管12的外侧为变压器绕组24。变压器13为全水冷方式，不必增加冷却风扇，当变压器铁芯11发热时，通过空心铜管12内部流通的去离子冷却水将热量不断进行热交换，保证变压器铁芯11的正常工作温度。

还包括水风换热器14，水风换热器14安装在所述的功率单元柜体2内；在功率单元柜体2内部增加水风换热器14，功率单元柜体2内部其余部分热量通过内循环的方式将热量带走。水风换热器14是利用水冷系统提供一部分冷源水，然后通过水风换热器14本身的风扇将变频器柜体内部热风吹至冷源水水管上，使其达到降温效果。

所述的功率单元柜体2内的多个水冷功率单元15、变压器铁芯11上的空心铜管12以及水风换热器14均通过水冷管路16与水冷系统柜体3内的水冷系统连接。这种“一拖三”的供水散热方式大大降低了设备的整体外形尺寸。

如图7-8所示，所述的水冷系统柜体3内的水冷系统包括板式换热器18和去离子系统19，板式换热器18的外部循环接口与外部冷源水连接，板式换热器18的内部循环接口通过管路连接去离子系统19，板式换热器18的内部循环接口还通过管路分别与与水冷功率单元15、变压器铁芯11上的空心铜管12以及水风换热器14连接。水冷系统柜体3内的水冷系统还包括补水系统20、供水系统21、稳压系统22、脱气系统23，供水系统21通过水冷管路16提供整个水冷系统冷却水；去离子系统19是将整个系统冷却水中的金属离子进行脱离；补水系统20提供整个水冷系统补水功能；稳压系统22是稳定整个水冷系统的供水压力；脱气系统23是保证整个供水系统中无气泡，提高冷却水的散热效率。

所述板式换热器18的外部循环接口是通过法兰接口6与外部冷源水连接，法兰接口6密闭性好。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上对柜体密封的进一步设计。

如图9所示，变压器柜体1、功率单元柜体2、水冷系统柜体3均为密闭，其柜门7均为密封结构，柜门7采用焊接式结构，为了增加防腐性能，门板表面采用静电喷涂的形式使得油漆的薄膜厚度达到C4防腐标准，柜门7与柜体采用铰链连接，门口10四周焊接压条弯板8，通过在压条弯板8处安装密封条9的形式保证门与门口10紧密压接。变频器各柜体的进出线均采用标准格兰头密封形式(现有技术)，保证柜体的密封性。功率单元柜体2与水冷系统柜体3底部安装在同一底座上，形成一体，保证设备良好的连接性能。考虑到变频器设备可能出现能量释放的情况，如图3所示，在变压器柜体1顶部设置变压器泄压盖4，在功率单元柜体2顶部设置功率泄压盖5。

最后，需要说明的是，变频器还包括控制单元柜体，由于控制单元柜体中没有重要发热器件，没有水冷部分的设计，本案中的控制单元柜体为单独的柜体，变频器的控制单元柜体为本领域常规设计，不在本实用新型的改进范围内，因此，本实施方式中不再做说明。

以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，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上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (6)

1.一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，其特征在于，包括变压器柜体、功率单元柜体、水冷系统柜体，三个柜体均为全密闭结构，并柜连接；

所述的功率单元柜体内安装有多个水冷功率单元；

所述的变压器柜体内安装有变压器，所述变压器的铁芯上缠绕有空心铜管；

还包括水风换热器，水风换热器安装在所述的功率单元柜体内；

所述的功率单元柜体内的多个水冷功率单元、变压器铁芯上的空心铜管以及水风换热器均通过管路与水冷系统柜体内的水冷系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，其特征在于，所述的水冷系统柜体内的水冷系统包括板式换热器和去离子系统，板式换热器的外部循环接口与外部冷源水连接，板式换热器的内部循环接口通过管路连接去离子系统，板式换热器的内部循环接口还通过管路分别与水冷功率单元、变压器铁芯上的空心铜管以及水风换热器连接。

3.根据权利要求2所述的一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，其特征在于，所述板式换热器的外部循环接口通过法兰接口与外部冷源水连接。

4.根据权利要求1所述的一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，其特征在于，所述的变压器柜体、功率单元柜体、水冷系统柜体的柜门均为密封结构，柜门的门口四周焊接压条弯板，压条弯板处安装密封条，保证柜门与门口紧密压接。

5.根据权利要求1所述的一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，其特征在于，所述的变压器柜体顶部设置有变压器泄压盖。

6.根据权利要求1所述的一种耐强盐雾式大功率高压全水冷变频器结构，其特征在于，所述的功率单元柜体顶部设置有功率泄压盖。

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