[發(fā)明專利]一種功率柜

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811301220.2
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN111146956A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃南;邵強(qiáng);蔣云富;王世平;胡長風(fēng);石廷昌;翟龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H05K7/14;H05K7/20
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 陳暉

本發(fā)明公開了一種功率柜，功率單元、脈沖控制模塊和散熱風(fēng)機(jī)均采用抽屜式結(jié)構(gòu)，推入、固定在柜體的骨架上，并從骨架的外側(cè)進(jìn)行緊固。承載板設(shè)置于骨架上，功率單元布置于承載板的上方，風(fēng)機(jī)布置于承載板下方的對應(yīng)位置，功率單元和風(fēng)機(jī)推入固定后均與承載板上的風(fēng)道口對齊并緊固，冷卻風(fēng)從柜體下方進(jìn)入經(jīng)風(fēng)機(jī)、功率單元向柜體上方流動。功率單元包括功率模塊、支撐電容和第一復(fù)合母排，功率模塊、支撐電容均電連接至第一復(fù)合母排。功率模塊通過兩兩并聯(lián)組成U、V、W三相交流，并通過均流排連接至交流輸出銅排上。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有功率單元不能直接進(jìn)行功率等級和容量拓展，不便于功率柜模塊化和平臺化發(fā)展，且成本高和維護(hù)不便的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種模塊化、系列化的低壓通用變頻器功率柜。

背景技術(shù)

目前，電機(jī)驅(qū)動領(lǐng)域的變流系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，主要應(yīng)用于石油鉆井、海洋裝備、礦山機(jī)械、冶金等行業(yè)領(lǐng)域。通用變頻器功率單元作為低壓傳動產(chǎn)品的核心部件，通過控制功率模塊的開通和關(guān)斷，來改變輸入電壓的特性，起到整流和逆變的作用。國內(nèi)市場主要由外資品牌占據(jù)，ABB的ACS800和ACS880兩種產(chǎn)品系列已經(jīng)有較高的市場占有率，并形成了200V到690V的電壓等級覆蓋。西門子的S120系列有書本型、裝機(jī)裝柜型結(jié)構(gòu)，裝機(jī)裝柜型模塊有FX-JX等不同型號，電壓等級為660-690V，功率覆蓋：75-1200kW@690V。其它廠家如匯川、英威騰等亦有相關(guān)的產(chǎn)品。低壓傳動功率單元產(chǎn)品通常采用交流690V與400V(兼容380V)電壓等級，功率覆蓋范圍從75kW到900kW之間。低壓傳動變流器的關(guān)鍵部件功率單元價格昂貴，成本較高，且產(chǎn)品類型多樣化、復(fù)雜化，通用性不強(qiáng)，不利于模塊化的生產(chǎn)和平臺化的管理。

在現(xiàn)有技術(shù)中，與本發(fā)明申請最為接近的主要有如下技術(shù)方案：

現(xiàn)有技術(shù)1為國家電網(wǎng)公司、中國電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)安徽省電力公司于2013年06月21日申請，并于2013年11月20日公開，公開號為CN103401434A的中國發(fā)明申請《一種大功率變流器功率單元》。該發(fā)明申請公開了一種大功率變流器功率單元，包括功率單元整體框架和位于功率單元整體框架內(nèi)部的疊層母排、功率元件IGBT及其驅(qū)動器、電容支撐板、支撐電容陣列、散熱器固定板、散熱器、風(fēng)機(jī)安裝板和散熱風(fēng)機(jī)。功率單元整體框架包括位于功率單元整體框架的后面的長方形安裝板，支撐電容陣列通過電容支撐板安裝在安裝板上。散熱風(fēng)機(jī)通過風(fēng)機(jī)安裝板安裝在安裝板上。功率元件IGBT及其驅(qū)動器通過散熱器固定板固定在安裝板上。疊層母排平行于安裝板，將主要元器件安裝在一個安裝板上，將所有器件整合封裝成一個功率單元。

現(xiàn)有技術(shù)2為陽光電源股份有限公司于2011年03月11日申請，并于2011年05月25日公開，公開號為CN102075067A的中國發(fā)明申請《風(fēng)能變流器模組功率單元》。該發(fā)明申請公開了一種風(fēng)能變流器模組功率單元，包括箱體，箱體內(nèi)自上而下依次安裝機(jī)側(cè)IGBT功率單元、直流電容陣列和網(wǎng)側(cè)IGBT功率單元，機(jī)側(cè)IGBT功率單元、網(wǎng)側(cè)IGBT功率單元和直流電容陣列均位于壓合母排的同一側(cè)，機(jī)側(cè)IGBT功率單元通過機(jī)側(cè)液冷板固定在箱體上，網(wǎng)側(cè)IGBT功率單元通過網(wǎng)側(cè)液冷板固定在箱體上。該發(fā)明在箱體內(nèi)自上而下依次安裝機(jī)側(cè)IGBT功率單元、直流電容陣列和網(wǎng)側(cè)IGBT功率單元。

現(xiàn)有技術(shù)3為東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司、四川東方電氣自動控制工程有限公司于2013年09月29日申請，并于2014年01月08日公開，公開號為CN103501118A的中國發(fā)明申請《一種熱管型風(fēng)電變流器功率單元》。該發(fā)明申請公開了一種熱管型風(fēng)電變流器功率單元，包括由功率開關(guān)IGBT組成逆變橋及其控制保護(hù)電路，逆變橋配有直流輸入母線、交流輸出引線和散熱器。散熱器包括基板、翅片和熱管，基板的上表面設(shè)置有凹槽、埋入熱管，熱管對應(yīng)發(fā)熱元件的位置設(shè)置，翅片垂直于基板、間隙分布在基板下方。熱管是中空密閉的銅管，內(nèi)部充有沸點(diǎn)低的冷凝液。