RU2746009C1 - Преобразователь частоты шкафного исполнения и способ его охлаждения - Google Patents
Преобразователь частоты шкафного исполнения и способ его охлаждения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746009C1 RU2746009C1 RU2020125435A RU2020125435A RU2746009C1 RU 2746009 C1 RU2746009 C1 RU 2746009C1 RU 2020125435 A RU2020125435 A RU 2020125435A RU 2020125435 A RU2020125435 A RU 2020125435A RU 2746009 C1 RU2746009 C1 RU 2746009C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- frequency converter
- cabinet
- electronic components
- labyrinth
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
- H02B1/56—Cooling; Ventilation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
- H02M5/16—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
- H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
- H05K7/20181—Filters; Louvers
Abstract
Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в улучшении охлаждения и защиты от воздействия окружающей среды. Преобразователь частоты шкафного исполнения содержит защитный корпус с помещенными внутрь силовыми и слаботочными электронными компонентами. Преобразователь частоты оснащен системой принудительной воздушной вентиляции, которая содержит зону фильтрации входящего воздуха, выполненную в виде отдельной части защитного корпуса. Зона фильтрации содержит лабиринтный воздушный канал, где одна из стенок выполнена в виде подвижной рамной конструкции под установку воздушных фильтров. Часть лабиринтного воздушного канала может содержать зону отвода влаги, которая устроена перед воздушными фильтрами. Зона отвода влаги также может содержать участок с увеличенной площадью сечения и водоотвод с дренажными отверстиями. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Заявленное техническое решение относится к области электротехники, в частности, к конструкции преобразователей частоты среднего и высокого напряжения.
При эксплуатации высоковольтного электротехнического оборудования подверженного воздействию окружающей среды необходимо обеспечивать защиту силовой части и слаботочных электронных компонентов от попадания влаги и пыли, а также создавать и поддерживать оптимальные условия эксплуатации такого оборудования.
Преимущественно подобные задачи решаются путем возведения специальных помещений для размещения оборудования, с обеспечением оптимального микроклимата внутри. Также возможен вариант выполнения в исполнении блок-бокс. К недостаткам перечисленных вариантов можно отнести увеличенные габариты, сложность транспортировки, зависимость от окружающей инфраструктуры. Перечисленные недостатки существенно сокращают возможности применения оборудования.
С целью повышения мобильности и расширения эксплуатационных возможностей электротехнического оборудования, в частности преобразователей частоты среднего и высокого напряжения, производители прибегают к выполнению защитного корпуса в виде моноблочной конструкции «моношкафа».
Основной задачей при конструировании преобразователей частоты шкафного исполнения высокой мощности, является обеспечения бесперебойной работы с защитой оборудования от перегрева и других факторов, которые могут быть вызваны воздействие окружающей среды.
Из уровня техники, заявка на изобретение США US 20090185348A1 известна система для охлаждения электрических компонентов и устройств, которая предназначена для наружных шкафов и корпусов телекоммуникационной техники. В описанной системе охлаждения использован входной фильтр, который расположен таким образом, чтобы обеспечить чрезвычайно хорошее уплотняющее действие. В стенку или дверь корпуса помещен желоб фильтра, в который устанавливается фильтр. Фильтр выполнен съемным и заменяемым снаружи с герметичным кольцевым уплотнением и прилеганием к желобу фильтра.
К недостаткам описанного технического решения можно отнести недостаточную защищенность корпуса от влаги и пыли, а также необходимость выполнения монтажных операций, для выполнения которых может потребоваться остановка оборудования.
Также, из патента на изобретение RU 2537617 известна система воздушного охлаждения со встроенным мембранным фильтром. Согласно заявленному изобретению телекоммуникационная станция, включает в себя телекоммуникационные электронные компоненты. Устройство охлаждения, включающее корпус, внутри которого находятся телекоммуникационные электронные компоненты, причем в корпусе имеется воздушное впускное отверстие для получения воздуха из внешней среды. Корпус содержит фильтрующий элемент, выполненный с возможностью фильтрации воздуха, проходящего через воздушное впускное отверстие, причем фильтрующий элемент представляет собой безмембранный фильтр.
К недостаткам описанного технического решения можно отнести недостаточную защищенность корпуса от влаги и пыли, а также необходимость выполнения специальных монтажных операций при замене воздушных фильтров, например, демонтаж уплотнения, что в итоге может привести к его частой замене и низкой надежности.
Описанное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное решение, является создание защитного корпуса преобразователя частоты шкафного исполнения с эффективной системой охлаждения и защитой от воздействия окружающей среды.
Технический результат, полученный от реализации описанного технического решения, заключается в расширении эксплуатационных возможностей преобразователя частоты (ПЧ) шкафного исполнения.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что зона фильтрации системы принудительного воздушного охлаждения ПЧ, выполнена в виде отдельной части защитного корпуса, которая содержит лабиринтный воздушный канал, где одна из стенок выполнена в виде подвижной рамной конструкции под установку воздушных фильтров.
Часть лабиринтного воздушного канала может содержать «зону отвода влаги», которая устроена перед воздушными фильтрами, при этом «зона отвода влаги», также может содержать участок с увеличенной площадью сечения и водоотвод с дренажными отверстиями.
Согласно одному из возможных вариантов реализации технического решения, очередность прохождения воздушного потока через электронные компоненты внутри защитного корпуса, определяется сопротивлением движению воздушному потоку электронных компонентов, при этом электронные компоненты чувствительные к воздействию высокой температуры, выполнены с наименьшим воздушным сопротивлением.
Также, согласно преимущественному варианту реализации, зона фильтрации содержит входную защитную решетку, при этом, зона фильтрации также может содержать входную решетку с лабиринтным пыле-влаго улавливающим фильтром.
Сущность заявленного изобретения поясняется, но не ограничивается приведенными графическими материалами:
фиг.1 – общий вид преобразователя частоты шкафного исполнения;
фиг.2 – вариант 1 схемы выполнения системы принудительного воздушного охлаждения ПЧ;
фиг.3 – вариант выполнения зоны фильтрации воздуха, вид сбоку;
фиг.4 – вариант выполнения зоны фильтрации воздуха, вид сверху.
Преобразователь частоты среднего и высокого напряжения шкафного исполнения содержит защитный корпус 1 (фиг.1) рамной конструкции, разделенный, по меньшей мере, на отсеки: силовых подключений и коммутации 2, системы управления 3, силовой части 4 и зоны фильтрации воздуха 5. На поверхности шкафа установлен модуль 6 вытяжного вентилятора. Модуль 6 оснащен защитной решеткой 7, а также может оснащаться воздушным клапаном (на изображениях не показан).
Отсек силовых подключений и коммутации 2 выполнен герметичным и обеспечивает удобство подключения оборудования к питающей сети на месте эксплуатации, а также выполняет функции коммутации/перекоммутации обмоток многообмоточного фазосдвигающего трансформатора (МФТ) 8 фиг.2.
Отсек силовой части 4 содержит многообмоточный фазосдвигающий трансформатор 8, связанный с силовыми ячейками 9 инвертора. Силовые ячейки установлены на опорной конструкции 10, которая содержит направляющие каналы для прохождения охлаждающего воздуха через корпус и радиаторы каждой силовой ячейки 9. Таким образом, обеспечивается минимальное воздушное сопротивление для повышения эффективности охлаждения чувствительных к теплу, электронных компонентов СЯ.
Между отсеком силовых подключений 2 и отсеком силовой части 4, может быть расположен отсек системы управления 3, который также выполнен герметичным. Отсек системы управления, преимущественно, оснащается программируемым контроллером 11 и связанными с ним периферийными электронными компонентами.
Зона фильтрации 5 (фиг.3) внешнего воздуха устроена, по меньшей мере, с одной из сторон защитного корпуса 1 ПЧ и может быть выполнена в виде отдельной части защитного корпуса 1, связанной воздушным каналом 12 с другими отсеками, в частности, с отсеком силовой части 4. Возможен вариант раздельного воздушного охлаждения, при котором зона фильтрации 5 может быть устроена с двух сторон корпуса, при этом принцип действия системы охлаждения остается неизменным.
Зона фильтрации 5 содержит лабиринтный воздушный канал 13, где одна из стенок 14 выполнена в виде подвижной рамной конструкции под установку воздушных фильтров 15. Указанная стенка 14 имеет шарнирное крепление 21 (фиг.4), допускающее перемещение только в одной плоскости, например в вертикальной. Такое выполнение позволяет осуществить замену воздушных фильтров, не выполняя сложных монтажных операций, сохраняя при этом герметичность уплотнения.
Часть лабиринтного воздушного канала 13, содержит «зону отвода влаги» 16, которая устроена перед воздушными фильтрами 15, при этом «зона отвода влаги» 16 содержит участок 17 с увеличенной площадью сечения и водоотвод с дренажными отверстиями 18. Зона фильтрации 5 содержит входную защитную решетку 19, а также может быть оснащена входной решеткой с лабиринтным пыле-влаго улавливающим фильтром (на изображениях не показана).
Поставленная задача решается путем реализации интегрированной системы принудительного воздушного охлаждения, работающей по вытяжному принципу. Установленный в модуле 6, по меньшей мере, один управляемый вытяжной вентилятор 20 (фиг.3) обеспечивает забор внешнего воздуха, «Холодный воздух» посредством снижения воздушного давления внутри защитного корпуса 1 ПЧ. Под воздействием разряжения, внешний воздух поступает в зону фильтрации 5. На входе зону фильтрации, за счет участка 17 с увеличенной площадью сечения воздушный поток снижает скорость, что позволяет выделить влагу, которая может содержаться в воздухе, в пределах «зоны отвода влаги» 16. Выделенная из воздуха влага отводится через дренажные отверстия 18. После прохождения «зоны отвода влаги» 16, внешний воздух «Холодный воздух» через воздушные фильтры 15 поступает в отсек силовой части 4, проходя через воздушные каналы силовых ячеек 9 и МФТ 8, последовательно снимает тепло и выводится за пределы защитного корпуса «Теплый воздух».
Очередность прохождения воздушного потока через электронные компоненты внутри защитного корпуса 1, определяется сопротивлением движению воздушному потоку электронных компонентов. При этом, электронные компоненты чувствительные к воздействию высокой температуры, например, силовые ячейки 9, выполнены с наименьшим воздушным сопротивлением. Снижение воздушного сопротивления силовых ячеек обеспечивают за счет выполнения опорной конструкции 10 с направляющими каналами для прохождения охлаждающего воздуха через корпус и радиаторы каждой силовой ячейки 9.
Реализация заявленного технического, обеспечивает достижение указанного технического результата, позволяя расширить эксплуатационных возможностей преобразователя частоты (ПЧ) шкафного исполнения за счет выполнения компактного корпуса с эффективной системой охлаждения и уровнем пыле-влаго защиты не ниже IP54.
Claims (8)
1. Преобразователь частоты шкафного исполнения, содержащий защитный корпус с помещенными внутрь силовыми и слаботочными электронными компонентами, при этом преобразователь частоты оснащен системой принудительной воздушной вентиляции, содержащей зону фильтрации входящего воздуха, отличающийся тем, что зона фильтрации выполнена в виде отдельной части защитного корпуса, которая содержит лабиринтный воздушный канал, где одна из стенок выполнена в виде подвижной рамной конструкции под установку воздушных фильтров, при этом часть лабиринтного воздушного канала содержит зону отвода влаги, установленную перед воздушными фильтрами, и содержит участок с увеличенной площадью сечения по отношению к основной части зоны отвода влаги, а также водоотвод с дренажными отверстиями.
2. Преобразователь частоты шкафного исполнения по п. 1, отличающийся тем, что одна из стенок выполнена в виде подвижной рамной конструкции и оснащена шарнирным креплением, допускающим перемещение только в одной плоскости.
3. Преобразователь частоты шкафного исполнения по п. 1, отличающийся тем, что очередность прохождения воздушного потока через электронные компоненты внутри защитного корпуса определяется сопротивлением движению воздушному потоку электронных компонентов, при этом электронные компоненты, чувствительные к воздействию высокой температуры, установлены на опорной конструкции с направляющими воздушный поток каналами.
4. Преобразователь частоты шкафного исполнения по п. 1, отличающийся тем, что зона фильтрации содержит входную защитную решетку.
5. Преобразователь частоты шкафного исполнения по п. 1, отличающийся тем, что зона фильтрации содержит входную решетку с лабиринтным пылевлагоулавливающим фильтром.
6. Способ охлаждения преобразователя частоты шкафного исполнения, согласно которому защитный корпус, содержащий силовые и слаботочные электронные компоненты внутри, оснащают системой принудительной воздушной вентиляции со встроенной зоной фильтрации входящего воздуха, отличающийся тем, что зону фильтрации выполняют в виде отдельной части защитного корпуса преобразователя частоты с лабиринтным воздушным каналом, перед воздушными фильтрами в части лабиринтного воздушного канала формируют зону отвода влаги, при этом на входе в зону отвода влаги замедляют воздушный поток, увеличивая площадь ее сечения.
7. Способ охлаждения преобразователя частоты шкафного исполнения по п. 6, отличающийся тем, что одну из стенок лабиринтного воздушного канала выполняют в виде подвижной рамной конструкции под установку воздушных фильтров, оснащенной шарнирным креплением, допускающим перемещение только в одной плоскости.
8. Преобразователь частоты шкафного исполнения по п. 1, отличающийся тем, что снижают воздушное сопротивление электронных компонентов, чувствительных к воздействию высокой температуры, за счет выполнения опорной конструкции с направляющими каналами для прохождения охлаждающего воздуха через корпус и радиаторы указанных электронных компонентов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020125435A RU2746009C1 (ru) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | Преобразователь частоты шкафного исполнения и способ его охлаждения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020125435A RU2746009C1 (ru) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | Преобразователь частоты шкафного исполнения и способ его охлаждения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2746009C1 true RU2746009C1 (ru) | 2021-04-05 |
Family
ID=75353447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020125435A RU2746009C1 (ru) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | Преобразователь частоты шкафного исполнения и способ его охлаждения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2746009C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090185348A1 (en) * | 2006-04-21 | 2009-07-23 | Knuerr Ag | System For Cooling Electrical Components And Devices |
RU2537617C2 (ru) * | 2009-06-12 | 2015-01-10 | Кларкор Эр Филтрейшн Продактс, Инк. | Система воздушного охлаждения со встроенным безмембранным фильтром и/или неразъемной рамкой для фильтра |
RU158897U1 (ru) * | 2015-07-16 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Устройство системы охлаждения шкафа инвертора преобразователя частоты |
RU189285U1 (ru) * | 2018-04-18 | 2019-05-20 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Комплектный преобразователь частоты шкафного исполнения |
RU194736U1 (ru) * | 2019-06-18 | 2019-12-23 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Средневольтный преобразователь частоты |
-
2020
- 2020-07-31 RU RU2020125435A patent/RU2746009C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090185348A1 (en) * | 2006-04-21 | 2009-07-23 | Knuerr Ag | System For Cooling Electrical Components And Devices |
RU2537617C2 (ru) * | 2009-06-12 | 2015-01-10 | Кларкор Эр Филтрейшн Продактс, Инк. | Система воздушного охлаждения со встроенным безмембранным фильтром и/или неразъемной рамкой для фильтра |
RU158897U1 (ru) * | 2015-07-16 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Устройство системы охлаждения шкафа инвертора преобразователя частоты |
RU189285U1 (ru) * | 2018-04-18 | 2019-05-20 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Комплектный преобразователь частоты шкафного исполнения |
RU194736U1 (ru) * | 2019-06-18 | 2019-12-23 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Средневольтный преобразователь частоты |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6643130B1 (en) | Wash down filtered fan apparatus | |
JP4867727B2 (ja) | 冷却装置 | |
KR0146362B1 (ko) | 흡진기 | |
US8876947B2 (en) | Method and device for reducing the humidity of a gas in a housing interior | |
RU2581554C2 (ru) | Наружный блок охлаждающего устройства | |
CN101027951A (zh) | 设备和网络机柜的冷却系统及冷却设备和网络机柜的方法 | |
KR20090006608U (ko) | 수배전반의 배기구조 | |
CA3000081A1 (en) | Telecommunications equipment cabinets including isolated and removable battery box assemblies | |
JP2007020295A (ja) | 筐体装置 | |
WO2018132634A1 (en) | Hazardous location cooling system and method for use thereof | |
KR102501688B1 (ko) | 절연유지모듈에 의해 절연성을 향상시킨 양압 배전반 | |
RU2746009C1 (ru) | Преобразователь частоты шкафного исполнения и способ его охлаждения | |
WO1995001828A1 (fr) | Deshydrateur | |
JP2016116327A (ja) | 電力変換装置 | |
KR102006798B1 (ko) | 옥외용 전기기기 함체 | |
US20200392952A1 (en) | Variable frequency drive and method of its air cooling | |
CN212011841U (zh) | 一种安全性能高的配电柜 | |
CN212389495U (zh) | 空气动力系统装置 | |
CN212210186U (zh) | 一种散热防潮高压配电箱 | |
RU94088U1 (ru) | Станция управления насосной установкой | |
CN210092681U (zh) | 一种智能配电箱 | |
JP2002218736A (ja) | 電力変換装置 | |
JP7122184B2 (ja) | 電力変換装置 | |
CN220775641U (zh) | 一种全密封变频器外壳结构 | |
CN216289574U (zh) | 一种低压成套开关设备 |