中高壓變頻器的一體化集成結構

　　1 引言

　　現有技術中，變頻器的切換柜、控制柜、變壓器柜、變頻功率單元柜均為獨立柜體，其空間布置形式是依次排列。切換柜與控制柜、變壓器柜分別通過電纜、控制線連接，變頻功率單元柜與控制柜、變壓器柜分別通過控制線、電纜連接，由于現有結構的布置，造成相互之間連線長，交錯復雜，不便于裝配維修。依次排列的布局使得變頻器整體結構體積大，占地面積大，成本高，功率密度低。

　　2 結構方案

　　2.1整體結構

　　整體結構結構示意圖如圖1所示。

　　整體結構布置示意圖如圖2所示。

　　變頻器柜體背部軸側圖如圖3 所示。

　　串聯式通風冷卻系統風道流向示意圖如圖4所示。

　　2.2工作原理

　　圖1、圖2、圖3，是本發(fā)明一體化集成結構的中高壓變頻器實施例結構示意圖，包括控制單元1、變頻功率單元腔2、切換單元3、變壓器單元腔4，控制單元1與變頻功率單元腔2位于變頻器柜體5前部左右布置；切換單元3與變壓器單元腔4位于變頻器柜體5后部與控制器單元1、變頻功率單元腔2呈前后排一體化集成結構的方形布局。

圖1 整體結構結構示意圖

圖2整體結構布置示意圖

圖3 是變頻器柜體背部軸側圖

圖4 串聯式通風冷卻系統風道流向示意圖

　　切換單元3與變壓器單元腔4之間緊鄰，通過電纜連接，變頻功率單元9與變壓器6之間緊鄰，通過插拔件和短電纜連接，單元之間連線簡捷方便，長度縮短，明顯降低成本。控制單元1與變頻功率單元9之間通過光纖連接，傳遞控制信號，抗干擾能力強。

　　變頻功率單元腔2采用抽屜式結構，包括多個功率單元9，對應于三相共設置三列，通過每相配置不同數量的功率單元9，即可生產不同容量、不同電壓等級的變頻器。

　　圖4變頻功率單元腔2與變壓器單元腔4之間設有通風冷卻系統，包括風道7和風機8，風道7包括變頻功率單元腔2和變壓器單元腔4，變頻功率單元腔2和變壓器單元腔4之間設有隔板11，變壓器單元腔4還設有背板12，風機8設置在變壓器單元腔4下部，風機8進口與變頻功率單元腔2相連接，使變頻功率單元腔2內形成負壓，風機8出口設置在變壓器單元腔4的下方，使變壓器單元腔4內形成正壓，風道7進風孔設在變頻功率單元腔2前部，風穿過各功率單元9的散熱器后進入變壓器單元腔4，吹向變壓器6，風道7出風孔設在變壓器單元腔4頂部，將變頻功率單元腔2和變壓器單元腔4的熱量帶走，為防止風道7出風孔進雨，變頻器柜體5頂部設有雨棚10。

　　3 結構優(yōu)點

　　與現有技術相比，本結構的優(yōu)點是：

　　(1)控制單元、變頻功率單元、切換單元、變壓器單元采用一體化集成結構形式，呈前后排布局，結構緊湊，體積只有分體式布局的1/3，柜體單元之間連線簡捷方便，成本顯著降低；

　　(2)變頻功率單元采用抽屜結構垂直方式安裝，每列對應一相，減少占地面積；

　　(3)功率單元安裝采用快速插拔連接方式，便于功率單元的生產儲備、安裝、擴展、維護和運輸，可適用于不同容量、不同電壓等級的變頻器生產，通用性強；

　　(4)變壓器單元與變頻功率單元之間采用串聯式通風，簡化了冷卻系統。

　　4 結束語

　　目前，高壓變頻調速系統是用于大型高壓電機的控制與節(jié)能系統，應用于火電、鋼鐵、礦山、煤炭、水泥建材、石油化工等多個行，是當前大型電機節(jié)能的最佳選擇，具有降低電能消耗、提高效率、減少對電網的沖擊、改善生產工藝等優(yōu)點。中高壓和中功率變頻器的一體化集成結構，是變頻器結構的一項重大創(chuàng)新。本項技術已申請專利保護。此項技術經過實際應用，其效果良好，具有應用推廣價值。