帶熱交換器的電力變換裝置的製作方法
2023-09-10 16:13:35 1
專利名稱：帶熱交換器的電力變換裝置的製作方法
技術領域：
交流電機調速。
背景技術：
目前，電力變換裝置已經大量應用在需要調整電機工況和節能的生產環節，例如ZL95119585.9號發明專利所公開的《一種高電壓電力變換方法及其變換裝置》已獲得廣泛應用。但散熱方式仍都是採用傳統的方式，即用風機將裝置內的熱量排出並吸入新風，此法在環境溫度較高的地區使用時，不僅增加了散熱所需的能耗，有時還會出現散熱效果不好，機內溫度較高的現象。而溫度長期較高，且散熱不好，正是電力變換裝置的壽命變短的主要原因。為了避免灰塵特別是帶電微粒進入機內，還必須安裝除塵裝置，不僅增加了成本，還增加了運行能耗。高腐蝕性氣體和高溼的環境也限制了傳統的電力變換裝置的使用.
本發明賦予了傳統電力變換裝置一個革命性的創新，在機柜上或在裝置內部安裝有熱交換器，其受熱器裝在機內散熱的風路中，熱交換器的散熱器安裝在機櫃外側或機櫃外或室外便於散熱，即使環境溫度不利於常規散熱，本發明仍能保證裝置散熱良好，延長了整機使用壽命。並且降低了對使用環境和維護的要求，特別適用於環境溫度較高地區、高粉塵環境、腐蝕性氣體及高溼度環境使用。由於不必與環境通風，機櫃可以是密閉的，灰塵不易進入機櫃，使裝置的電氣性能長期保持良好，也減少了用於除塵及防腐、防溼的成本。
發明內容
本發明的目的是克服上述傳統的電力變換裝置的缺點，提供一種帶熱交換器的電力變換裝置，該裝置能夠極大的改善散熱效果，使散熱的效率最高，使變壓器和整機的溫度均勻，延長了整機的使用壽命，特別適用於環境溫度較高地區、高粉塵環境、腐蝕性氣體及高溼度環境使用；由於不必與環境通風，機櫃可以是密閉的，灰塵不易進入機櫃，使裝置的電氣性能長期保持良好，也減少了用於除塵及防腐、防溼的成本。
本發明的帶熱交換器的電力變換裝置是通過以下步驟實現的帶熱交換器的電力變換裝置，包括切分變壓器、主控制器、功率單元、機櫃、熱交換器和連線，並可以在裝置內部安裝風機。
變壓器作為切分單元，將輸入的交流電變換成M相×N段、彼此間電位獨立的中間交流電，其中M是交流電的相數，N是每相根據輸入電源的幅值所切分的段數。
所述變壓器可以採用通透結構，風機吹動的風可經繞組、鐵芯，達到熱交換器的受熱器上，以形成散熱的風的路徑；功率單元包括整流濾波電路、逆變電路和控制電路；通過整流濾波電路對各段中間交流電進行整流濾波，形成中間直流電；主控制器由中央處理器、檢測電路、人機界面、開關控制電路組成，控制對各段中間直流電進行逆變；M相的M×N個功率單元順次連結，輸出由同極性疊加形成的所需的M相交流電；所述功率單元按相、電位順序安裝連接，也可以安裝在變壓器器身或支架上；連線是從變壓器到功率單元之間的導線；該裝置內的各零、部、器件可以按照其對溫度耐受性的高低和發熱量的大小的優化組合，依次分布。
所述功率單元包括由電解電容器、控制板、功率器件、散熱器等組成的整流濾波電路、逆變電路和控制電路。
所述的主控制器分別連接M×N個功率單元控制板；所述的切分單元輸出端分別與M×N個整流濾波電路輸入端連接；各整流濾波電路的輸出端連接本路中逆變單元的輸入端；各路中的功率單元控制板連接本路中逆變單元的控制端；逆變單元的輸出端順次連接成電位疊加柱輸出。
當輸出交流電的幅值較低時，有一部分功率單元可以不輸出，以短路線的形式串聯在各自的電位疊加柱中，此時它們的作用是使電位疊加柱不斷路。
當主控制器對變壓器進行檢測和控制時，可連接切分單元；而所述主控制器與M×N個功率單元控制板的連接，以及與切分單元的連接是無線收發器或光纖或光耦。
所述的M×N個功率單元控制板可以各自分開製作，也可以製作成一個整體，再連接到M×N個逆變單元的控制端。
所述電力變換裝置的所有零、部、器件在安裝順序上，可以綜合考慮它們對溫度耐受性高低和發熱量大小的優化要求順序排列，使散熱的效率最高。
所述支架由絕緣材料製成，與變壓器聯接或以相對位置固定，並應增強剛性。
所述連線可由變壓器繞組線延長擔當，減少電氣接點，可以降低成本，避免不同電位的傳輸線纜的交叉，減少發生故障的因素。
所述熱交換器的受熱器安裝在散熱的風路中，散熱器安裝在機櫃外側或機櫃外或室外便於散熱。
由於本裝置的各零、部、器件是裝在變壓器器身或支架上的，並且通風順序是綜合按照各零、部、器件對溫度的耐受性高低和發熱量大小的要求優化排列，減小了整個裝置的體積，提高了散熱效率，並且使連線設計簡捷。
(見圖1、圖2、圖3)圖11、支架；2、功率單元；3、鐵芯；4、繞組；9熱交換器的受熱器。
圖25、電解電容；6、控制板。
圖35、電解電容；6、控制板；7、散熱器；8、功率器件。
具體實施例方式這種帶熱交換器的電力變換裝置，包括切分變壓器(3、4)、主控制器、控制板6、功率單元2、電解電容5、散熱器7、功率器件8、連線和熱交換器的受熱器9等，所述變壓器採用通透結構，散熱的風可經繞組4和鐵芯3，形成風的路徑。所述功率單元2按相、電位順序安裝在變壓器器身或支架1上，變壓器的繞組的延長線直接接到功率單元。
所述主控制器與M×N個功率單元控制板6的連接是無線收發器或光纖或光耦；無線收發器可以是紅外式、電磁波式和磁耦合式。
所述電力變換裝置內的所有零、部、器件按照其對溫度耐受性的高低和發熱量的大小的優化組合依此分布。其實施例可以是進風自電解電容器5起，經控制板6、功率器件8、散熱器7，達到到熱交換器的受熱器9，熱交換器的散熱器安裝在機櫃外側或機櫃外或室外便於散熱。
權利要求
1.帶熱交換器的電力變換裝置，其特徵在於包括作為切分單元的變壓器、主控制器、功率單元、連線、機櫃、熱交換器；變壓器作為切分單元，將輸入的交流電變換成M相×N段、彼此間電位獨立的中間交流電；功率單元包括整流濾波電路、逆變電路和控制電路；通過整流濾波電路對各段中間交流電進行整流濾波，形成中間直流電；主控制器由中央處理器、檢測電路、人機界面、開關控制電路組成，控制對各段中間直流電進行逆變；M相的M×N個功率單元順次連結，輸出由同極性疊加形成的所需幅值的M相交流電；通過調節各逆變電路的開關周期，調節輸出交流電的頻率；通過控制各逆變電橋中的開關元件，調節輸出交流電的幅值；所述功率單元按相、電位順序安裝連接；連線是從變壓器到功率單元之間的導線；在機柜上或在裝置內部安裝有熱交換器的受熱器，各零、部、器件所產生的熱可以達到熱交換器的受熱器，熱交換器的散熱器安裝在機櫃外側或機櫃外或室外便於散熱。
2.根據權利要求1所述的帶熱交換器的電力變換裝置，其特徵在於所述功率單元包括由電解電容器、控制板、功率器件、散熱器等組成的整流濾波電路、逆變電路和控制電路。
3.根據權利要求1所述的帶熱交換器，電力變換裝置，其特徵在於所述的主控制器分別連接M×N個功率單元控制板；控制板由收發電路、檢測電路、保護電路和驅動電路組成；檢測電路接受主控制器的指令，檢測功率單元的工作狀態並上傳，驅動功率器件；所述的切分單元輸出端分別與M×N個整流濾波電路輸入端連接；各整流濾波電路的輸出端連接本路中逆變單元的輸入端；各路中的功率單元控制板連接本路中逆變單元的控制端；每相逆變單元的輸出端順次連接成M個電位疊加柱輸出。
4.根據權利要求1所述的帶熱交換器的電力變換裝置，其特徵在於當輸出交流電的幅值較低時，部分功率單元可以不輸出，以短路線的形式串聯在各自的電位疊加柱中。
5.根據權利要求1所述的帶熱交換器的電力變換裝置，其特徵在於所述的主控制器當對變壓器進行檢測和控制時，則連接切分單元。
6.根據權利要求1所述的帶熱交換器的電力變換裝置，其特徵在於所述主控制器與M×N個功率單元控制板的連接是無線收發器或光纖或光耦。
7.根據權利1要求所述的帶熱交換器的電力變換裝置，其特徵在於所述連線可由變壓器繞組線延長擔當。
8.根據權利1要求所述的帶熱交換器的電力變換裝置，其特徵在於可在所述的裝置內部安裝風機，用風機使各零、部、器件產生的熱量達到熱交換器的受熱器，更利於散熱。
全文摘要
本發明是一種帶熱交換器的電力變換裝置，用於交流電機調速。該裝置採用切分變壓器，並在機柜上或在裝置內部安裝有熱交換器的受熱器，熱交換器的散熱器安裝在機櫃外側或機櫃外或室外便於散熱。不僅能夠極大的改善裝置的散熱效果，使變壓器溫度均勻，裝置整機的散熱能力也極大提高，從而延長了整機使用壽命，並且降低了對使用環境和維護的要求，特別適用於環境溫度較高地區、高粉塵環境、腐蝕性氣體及高溼度環境使用；由於不必與環境通風，機櫃可以是密閉的，灰塵不易進入機櫃，使裝置的電氣性能長期保持良好，也減少了用於除塵及防腐、防溼的成本。
文檔編號H02M7/00GK1761134SQ200410080498
公開日2006年4月19日 申請日期2004年10月12日 優先權日2004年10月12日
發明者宛路威 申請人:宛路威