變流器機(jī)柜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及變流器機(jī)柜，包括外部金屬片機(jī)柜框架，其中，外部金屬片機(jī)柜框架包括第一和第二隔室，其中，第一和第二隔室并排布置在外部金屬片機(jī)柜框架內(nèi)部，以及其中，在外部金屬片機(jī)柜框架內(nèi)部的第一和第二隔室彼此分開，其中，第一隔室至少包括第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室，其中，第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室連續(xù)地布置在第一隔室內(nèi)，其中，第二子隔室布置在第一子隔室和第三子隔室之間，以及其中，第三子隔室包括用于承載變流器控制單元的控制擺動框架，以及其中，第二隔室至少包括第一子隔室和第二子隔室，其中，第一子隔室和第二子隔室連續(xù)地布置在第二隔室內(nèi)，以及其中，外部金屬片機(jī)柜框架由折疊和鉚接的金屬片制成。
【專利說明】
變流器機(jī)柜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及功率電子器件的領(lǐng)域。另外，本實(shí)用新型涉及牽引變流器。它基于根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的變流器機(jī)柜。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多工業(yè)應(yīng)用中使用變流器機(jī)柜，例如在牽引應(yīng)用中?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的典型變流器機(jī)柜可包括外部金屬片機(jī)柜框架和內(nèi)部機(jī)柜框架。關(guān)于應(yīng)用領(lǐng)域，存在許多不同類型的牽引變流器，其用于安裝在頂部，安裝在底板下，或者安裝在發(fā)動機(jī)室的內(nèi)部。取決于技術(shù)要求，變流器機(jī)柜結(jié)構(gòu)可由鋼或鋁制成，并且可進(jìn)行焊接或鉚接。
[0003]另外，變流器機(jī)柜典型地包括:
[0004]重且密集的部件，諸如電感器和變壓器；
[0005]布置在功率電子器件構(gòu)件塊中的半導(dǎo)體；
[0006]按照￡1(:設(shè)計準(zhǔn)則安裝在專用機(jī)柜中的控制部件，諸如電路板、繼電器和其它裝置；
[0007]額外的部件，它們大多數(shù)是無源構(gòu)件和連接電纜。
[0008]本實(shí)用新型的目標(biāo)是改進(jìn)上面提到的變流器機(jī)柜，使得變流器機(jī)柜穩(wěn)定可靠且能夠抵抗振動和機(jī)械沖擊，而且易于組裝，且維護(hù)時間短。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的變流器機(jī)柜包括外部金屬片機(jī)柜框架。外部金屬片機(jī)柜框架包括第一隔室和第二隔室，其中，第一隔室和第二隔室并排布置在外部金屬片機(jī)柜框架內(nèi)部。在外部金屬片機(jī)柜框架內(nèi)部的第一隔室和第二隔室彼此分開。第一隔室至少包括第一隔室的第一子隔室、第一隔室的第二子隔室和第一隔室的第三子隔室，其中，第一隔室的第一子隔室、第一隔室的第二子隔室和第一隔室的第三子隔室連續(xù)地布置在第一隔室內(nèi)，其中，第一隔室的第二子隔室布置在第一隔室的第一子隔室和第一隔室的第三子隔室之間，以及其中，第一隔室的第三子隔室包括用于承載變流器控制單元的控制擺動框架。第二隔室至少包括第二隔室的第一子隔室和第二隔室的第二子隔室，其中，第二隔室的第一子隔室和第二隔室的第二子隔室連續(xù)地布置在第二隔室內(nèi)。外部金屬片機(jī)柜框架由折疊和鉚接的金屬片制成。
[0010]在從屬權(quán)利要求中詳細(xì)說明本實(shí)用新型的有利發(fā)展。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的變流器機(jī)柜確保變流器的穩(wěn)定可靠性和剛度。另外，變流器機(jī)柜非常能夠抵抗振動和機(jī)械沖擊，并且易于組裝和維護(hù)，因?yàn)榭稍诙虝r間里更換變流器機(jī)柜的電力構(gòu)件。
[0012]特別地，由于電力構(gòu)件布置在隔室和子隔室中，所以可對變流器建立模塊化設(shè)置。優(yōu)點(diǎn)是提高維護(hù)能力，因?yàn)槭沟媚軌蚝喕涂焖僬{(diào)換變流器構(gòu)件，諸如功率模塊或電容器元件。
[0013]本實(shí)用新型的另一個優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)承載變流器控制單元的控制擺動框架?？刂茢[動框架允許容易地接近布置在控制擺動框架后面的電力構(gòu)件，并且因而在調(diào)換電力構(gòu)件時縮短維護(hù)時間。
[0014]由于通過水平地和/或豎向地布置電力構(gòu)件而實(shí)現(xiàn)電力元件在變流器機(jī)柜的各個子隔室中的模塊化設(shè)置，所以在維護(hù)工作期間快速且容易地調(diào)換構(gòu)件是可行的，并且因而縮短變流器的維護(hù)時間。
[0015]電力構(gòu)件單獨(dú)布置在彼此相鄰地布置的第一隔室和第二隔室中具有這樣的優(yōu)點(diǎn):可使在變流器的運(yùn)行期間產(chǎn)生熱的電力構(gòu)件(諸如變流器的功率模塊)與需要保護(hù)不受所述熱影響的電力構(gòu)件隔開。因而，僅需要冷卻發(fā)熱電力構(gòu)件，這是優(yōu)選的，因?yàn)榭蓽p少通常安裝在變流器機(jī)柜的內(nèi)部的冷卻裝備。
[0016]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，第一隔室的第一子隔室包括至少一個IX:鏈路電容器。
[0017]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，第一隔室的第二子隔室包括至少一個變流器模塊。
[0018]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個變流器模塊包括至少一個馬達(dá)逆變器、至少一個輔助逆變器、至少一個制動斬波器、至少一個電池充電器和用于至少一個電池充電器的至少一個預(yù)充電單元。
[0019]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個變流器模塊由水冷卻系統(tǒng)冷卻。冷卻變流器模塊是重要的是，因?yàn)樗l(fā)熱半導(dǎo)體開關(guān)。
[0020]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，第二隔室的第一子隔室包括至少一個IX:鏈路電容器。
[0021]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，第二隔室的第二子隔室包括至少一個預(yù)充電模塊和至少一個功率端子。
[0022]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，變流器機(jī)柜的內(nèi)部由被風(fēng)扇移動的強(qiáng)制空氣冷卻。強(qiáng)制空氣冷卻允許在變流器機(jī)柜內(nèi)部有最少的技術(shù)冷卻裝備，并且可降低另外安裝的冷卻系統(tǒng)的成本。另外，它是冷卻變流器機(jī)柜內(nèi)部的電力構(gòu)件的廉價方式。當(dāng)然，可能需要對由于在它們的運(yùn)行期間產(chǎn)生的熱量而需要額外的冷卻的電力構(gòu)件安裝另外的冷卻系統(tǒng)。
[0023]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，可通過門接近第一隔室的第三子隔室。
[0024]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，可通過門接近第二隔室的第二子隔室。
[0025]另外，變流器機(jī)柜根據(jù)本實(shí)用新型具有以下額外的優(yōu)點(diǎn):
[0026]?用于模塊化變流器的空氣和液體冷卻式變流器機(jī)柜是成本有效的；
[0027]?組裝和維修快速且簡單；
[0028]?變流器機(jī)柜允許使用批量制造技術(shù)；
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述以及附圖，本實(shí)用新型的這些和其它目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]在圖中:
[0031]圖1顯示根據(jù)本實(shí)用新型的、具有隔室和子隔室和門的變流器機(jī)柜的實(shí)施例的示意性俯視圖；
[0032]圖2顯示有門的圖1的實(shí)施例的正視圖；
[0033]圖3顯示沒有門而有控制擺動框架的圖1的實(shí)施例的正視圖；
[0034]圖4顯示沒有門且沒有控制擺動框架的圖1的實(shí)施例的正視圖；
[0035]圖5顯示沒有門而有IX:鏈路電容器的圖1的實(shí)施例的正視圖。
[0036]在參考符號列表中以概述形式列出了圖中使用的參考符號和它們的含義。在原則上，相同的部件在圖中設(shè)有相同的參考符號。任何描述的實(shí)施例都表示本實(shí)用新型的主題的示例，而且沒有任何約束作用。
[0037]部件列表
[0038]1馬達(dá)逆變器
[0039]2輔助逆變器
[0040]3制動斬波器
[0041]4電池充電器
[0042]5用于電池充電器的預(yù)充電單元
[0043]60(:鏈路電容器
[0044]10變流器模塊
[0045]14 風(fēng)扇
[0046]15控制擺動框架
[0047]16預(yù)充電模塊
[0048]17功率端子
[0049]20外部金屬片機(jī)柜框架
[0050]23第一隔室
[0051]24第二隔室
[0052]25第一隔室的第一子隔室
[0053]26第一隔室的第二子隔室
[0054]27第一隔室的第三子隔室
[0055]33分隔器件
[0056]35第二隔室的第一子隔室
[0057]36第二隔室的第二子隔室
[0058]40用于冷卻劑的入口
[0059]41用于風(fēng)扇的功率供應(yīng)
[0060]42控制接口
[0061]43 門
[0062]44 門
[0063]100變流器機(jī)柜。
【具體實(shí)施方式】
[0064]圖1示出可用于牽引變流器的變流器機(jī)柜100，它包括外部金屬片機(jī)柜框架20，其中，外部金屬片機(jī)柜框架20包括第一隔室23和第二隔室24，其中，第一隔室23和第二隔室24彼此分開。分開可由分隔器件33實(shí)現(xiàn)。分隔器件33可體現(xiàn)為例如壁。壁可由金屬或任何其它材料制成。第一隔室23和第二隔室24并排布置在外部金屬片機(jī)柜框架20內(nèi)部。第一隔室23至少包括第一隔室23的第一子隔室25、第一隔室23的第二子隔室26和第一隔室23的第三子隔室27，其中，第一隔室23的第一子隔室25、第一隔室23的第二子隔室26和第一隔室23的第三子隔室27連續(xù)地布置在第一隔室23內(nèi)。第一隔室23的第二子隔室26布置在第一隔室23的第一子隔室25和第一隔室23的第三子隔室27之間。第一隔室23的第三子隔室27包括用于承載變流器控制單元的控制擺動框架15。第二隔室24至少包括第二隔室24的第一子隔室35和第二隔室24的第二子隔室36，其中，第二隔室24的第一子隔室35和第二隔室24的第二子隔室36連續(xù)地布置在第二隔室24內(nèi)。外部金屬片機(jī)柜框架20由折疊和鉚接的金屬片制成。
[0065]在圖1中，第一隔室23布置在變流器機(jī)柜100的右側(cè)，而第二隔室24布置在變流器機(jī)柜100的左側(cè)。但是，第一隔室23和第二隔室24的布置也可反過來。隔室23和隔室24各自包括包含電力構(gòu)件的子隔室的組件。另外，可通過門43接近第一隔室23的第三子隔室27?？赏ㄟ^門44接近第二隔室24的第二子隔室36。
[0066]第一隔室23的各個子隔室25、26、27包括多個電力構(gòu)件，并且由堆疊在彼此上面的水平布置的層組成。電力構(gòu)件優(yōu)選地布置在各個子隔室的這些成水平堆疊層中的各個上。
[0067]應(yīng)當(dāng)注意，但這在圖1中未顯示，第一隔室23的第一子隔室25包括至少一個IX:鏈路電容器6。第一隔室23的第二子隔室26包括至少一個變流器模塊10(未顯示第二隔室24的第一子隔室35包括多個IX:鏈路電容器6 (未顯示)。第二隔室24的第二子隔室36包括一個預(yù)充電模塊16和一個功率端子17 (未顯不)。
[0068]圖2顯示具有第一門43和第二門44的變流器機(jī)柜100的正視圖?？赏ㄟ^第一門43接近第一隔室23的第三子隔室27?？赏ㄟ^第二門44接近第二隔室24的第二子隔室36。變流器機(jī)柜100可應(yīng)用另外的門，例如以便接近第一隔室23的第一子隔室25，以及接近第二隔室24的第二子隔室35 (未顯示)。
[0069]變流器機(jī)柜100進(jìn)一步包括用于冷卻劑的入口 40，可在機(jī)柜變流器100內(nèi)部為水冷卻系統(tǒng)引入冷卻劑，以冷卻電力構(gòu)件。風(fēng)扇的功率供應(yīng)41(未顯示)和控制接口 42安裝在變流器機(jī)柜100的頂板上。
[0070]圖3顯示沒有門而有控制擺動框架15的圖1的實(shí)施例正視圖。第一隔室23的第三隔室27包括用于承載變流器控制單元的控制擺動框架15。第二隔室24的第二子隔室36包括一個預(yù)充電模塊16和一個功率端子17。應(yīng)當(dāng)注意，可在變流器機(jī)柜100內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個預(yù)充電模塊16和多個功率端子17。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提到的是，預(yù)充電模塊16由線路接觸器、預(yù)充電接觸器和充電電阻器(未顯示)組成。變流器機(jī)柜100的內(nèi)部由風(fēng)扇14產(chǎn)生的強(qiáng)制空氣冷卻。應(yīng)當(dāng)注意，在變流器機(jī)柜100的內(nèi)部，優(yōu)選用光纖鏈路傳遞控制和測量信號。
[0071]圖4顯示沒有門且沒有控制擺動框架的變流器機(jī)柜100的實(shí)施例的正視圖。變流器模塊10布置在第一隔室23的第二子隔室26內(nèi)部。如圖4中顯示的那樣，變流器模塊10包括一個馬達(dá)逆變器1、一個輔助逆變器2、一個制動斬波器3 (其也可具有像電壓限制單元那樣的功能性)、一個電池充電器4和用于一個電池充電器4的一個預(yù)充電單元5。另外，變流器模塊10配備有1部1和門驅(qū)動器(未顯示)。另外，變流器模塊10優(yōu)選地由使用水作為冷卻介質(zhì)的冷卻系統(tǒng)冷卻。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意的是，變流器機(jī)柜100還可包括多個變流器模塊10。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意的是，這種多個變流器模塊10優(yōu)選裝配有允許容易地更換變流器模塊10的快速水聯(lián)接件。
[0072]圖5顯示具有IX:鏈路電容器6的變流器機(jī)柜100的正視圖。第一組鏈路電容器6布置在第一隔室23的第一子隔室25內(nèi)部。第二組IX:鏈路電容器6布置在第二隔室24的第一子隔室35內(nèi)部。應(yīng)當(dāng)注意，IX:鏈路6可由相同且容易更換的電容器組構(gòu)成，電容器組由特殊設(shè)計的低電感總線條(未顯示)鏈接。
【權(quán)利要求】
1.一種變流器機(jī)柜(100)，包括外部金屬片機(jī)柜框架(20)，其中，所述外部金屬片機(jī)柜框架(20)包括第一隔室(23)和第二隔室(24)，其中，所述第一隔室(23)和所述第二隔室(24)并排布置在所述外部金屬片機(jī)柜框架(20)內(nèi)部，以及其中，在所述外部金屬片機(jī)柜框架(20)內(nèi)部的所述第一隔室(23)和所述第二隔室(24)彼此分開， 其中，所述第一隔室(23)至少包括所述第一隔室(23)的第一子隔室(25)、所述第一隔室(23)的第二子隔室(26)和所述第一隔室(23)的第三子隔室(27)，其中，所述第一隔室(23)的第一子隔室(25)、所述第一隔室(23)的第二子隔室(26)和所述第一隔室(23)的第三子隔室(27)連續(xù)地布置在所述第一隔室(23)內(nèi)，其中，所述第一隔室(23)的第二子隔室(26)布置在所述第一隔室(23)的第一子隔室(25)和所述第一隔室(23)的第三子隔室(27)之間，以及其中，所述第一隔室(23)的第三子隔室(27)包括用于承載變流器控制單元的控制擺動框架(15), 其中，所述第二隔室(24)至少包括所述第二隔室(24)的第一子隔室(35)和所述第二隔室(24)的第二子隔室(36)，其中，所述第二隔室(24)的第一子隔室(35)和所述第二隔室(24)的第二子隔室(36)連續(xù)地布置在所述第二隔室(24)內(nèi)， 其中，所述外部金屬片機(jī)柜框架(20)由折疊和鉚接的金屬片制成， 其中，所述第一隔室(23)的第一子隔室(25)包括至少一個DC鏈路電容器(6)， 其中，所述第一隔室(23)的第二子隔室(26)包括至少一個變流器模塊(10)， 其中，所述第二隔室(24)的第一子隔室(35)包括至少一個鏈路電容器￠)，以及其中，所述第二隔室(24)的第二子隔室(36)包括至少一個預(yù)充電模塊(16)和至少一個功率端子(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流器機(jī)柜，其特征在于，所述至少一個變流器模塊(10)包括至少一個馬達(dá)逆變器(I)、至少一個輔助逆變器(2)、至少一個制動斬波器(3)、至少一個電池充電器⑷和用于所述至少一個電池充電器⑷的至少一個預(yù)充電單元(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變流器機(jī)柜，其特征在于，所述至少一個變流器模塊(10)由水冷卻系統(tǒng)冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變流器機(jī)柜，其特征在于，所述變流器機(jī)柜的所述內(nèi)部由被風(fēng)扇(14)移動的強(qiáng)制空氣冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變流器機(jī)柜，其特征在于，能夠通過門(43)接近所述第一隔室(23)的第三子隔室(27)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變流器機(jī)柜，其特征在于，能夠通過門(44)接近所述第二隔室(24)的第二子隔室(36)。
【文檔編號】H02B1/30GK204156711SQ201420073525
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】T.魯伊廷, C.沙尼伊 申請人:Abb 技術(shù)有限公司