中高壓變頻器的一體化集成結(jié)構(gòu)

　　1 引言

　　現(xiàn)有技術(shù)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(dú)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(xiàn)有結(jié)構(gòu)的布置，造成相互之間連線長，交錯復(fù)雜，不便于裝配維修。依次排列的布局使得變頻器整體結(jié)構(gòu)體積大，占地面積大，成本高，功率密度低。

　　2 結(jié)構(gòu)方案

　　2.1整體結(jié)構(gòu)

　　整體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

　　整體結(jié)構(gòu)布置示意圖如圖2所示。

　　變頻器柜體背部軸側(cè)圖如圖3 所示。

　　串聯(lián)式通風(fēng)冷卻系統(tǒng)風(fēng)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(jié)構(gòu)的中高壓變頻器實(shí)施例結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的方形布局。

圖1 整體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2整體結(jié)構(gòu)布置示意圖

圖3 是變頻器柜體背部軸側(cè)圖

圖4 串聯(lián)式通風(fēng)冷卻系統(tǒng)風(fēng)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?？刂茊卧?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(qiáng)。

　　變頻功率單元腔2采用抽屜式結(jié)構(gòu)，包括多個功率單元9，對應(yīng)于三相共設(shè)置三列，通過每相配置不同數(shù)量的功率單元9，即可生產(chǎn)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(shè)有通風(fēng)冷卻系統(tǒng)，包括風(fēng)道7和風(fēng)機(jī)8，風(fēng)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(shè)有隔板11，變壓器單元腔4還設(shè)有背板12，風(fēng)機(jī)8設(shè)置在變壓器單元腔4下部，風(fēng)機(jī)8進(jìn)口與變頻功率單元腔2相連接，使變頻功率單元腔2內(nèi)形成負(fù)壓，風(fēng)機(jī)8出口設(shè)置在變壓器單元腔4的下方，使變壓器單元腔4內(nèi)形成正壓，風(fēng)道7進(jìn)風(fēng)孔設(shè)在變頻功率單元腔2前部，風(fēng)穿過各功率單元9的散熱器后進(jìn)入變壓器單元腔4，吹向變壓器6，風(fēng)道7出風(fēng)孔設(shè)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(fēng)道7出風(fēng)孔進(jìn)雨，變頻器柜體5頂部設(shè)有雨棚10。

　　3 結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)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(jié)構(gòu)形式，呈前后排布局，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)垂直方式安裝，每列對應(yīng)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(chǎn)儲備、安裝、擴(kuò)展、維護(hù)和運(yùn)輸，可適用于不同容量、不同電壓等級的變頻器生產(chǎn)，通用性強(qiáng)；

　　(4)變壓器單元與變頻功率單元之間采用串聯(lián)式通風(fēng)，簡化了冷卻系統(tǒng)。

　　4 結(jié)束語

　　目前，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)是用于大型高壓電機(jī)的控制與節(jié)能系統(tǒng)，應(yīng)用于火電、鋼鐵、礦山、煤炭、水泥建材、石油化工等多個行，是當(dāng)前大型電機(jī)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(wǎng)的沖擊、改善生產(chǎn)工藝等優(yōu)點(diǎn)。中高壓和中功率變頻器的一體化集成結(jié)構(gòu)，是變頻器結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)重大創(chuàng)新。本項(xiàng)技術(shù)已申請專利保護(hù)。此項(xiàng)技術(shù)經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用，其效果良好，具有應(yīng)用推廣價值。