用於牽引變流器的變流器機櫃的製作方法

2023-11-05 22:54:37 2

用於牽引變流器的變流器機櫃的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用於牽引變流器的變流器機櫃，變流器機櫃包括外部金屬片機櫃框架、第一內部金屬片機櫃框架、第二內部金屬片機櫃框架和第三內部金屬片機櫃框架，第一內部金屬片機櫃框架、第二內部金屬片機櫃框架和第三內部金屬片機櫃框架布置在外部金屬片機櫃框架的內部，並且並排布置，第一內部金屬片機櫃框架包含第一隔室，第二內部金屬片機櫃框架包含第二隔室，並且第三內部金屬片機櫃框架包含第三隔室，第一隔室至少包括第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室，第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室連續地布置在第一隔室內，第二子隔室布置在第一子隔室和第三子隔室之間，並且第三子隔室包括用於承載控制單元的控制擺動框架。
【專利說明】用於牽引變流器的變流器機櫃

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及功率電子器件的領域。另外，本實用新型涉及牽引變流器。
[0002]

【背景技術】
[0003]在許多工業應用中使用變流器機櫃，例如在牽引應用中。現有技術中已知的典型變流器機櫃包括外部金屬片機櫃框架和用於承載多個功率變流器的內部機櫃框架。內部機櫃框架布置在外部金屬片機櫃框架的內部。關於應用領域，存在許多不同類型的牽引變流器，其用於安裝在頂部，安裝在底板下，或者安裝在發動機室的內部。取決於技術要求，變流器機櫃結構可由鋼或鋁製成，並且可進行焊接或鉚接。
[0004]另外，變流器機櫃典型地包括:
[0005]重且密集的部件，諸如感應器和變壓器；
[0006]布置在功率電子器件標準件中的半導體；
[0007]按照EMC設計準則安裝在專用機櫃中的控制部件，諸如電路板、繼電器和其它裝置；
[0008]額外的部件，它們大多數是無源構件和連接電纜。
[0009]本實用新型的目標是改進上面提到的變流器機櫃，使得變流器機櫃穩定可靠且能夠抵抗振動和機械衝擊，而且易於組裝，維護時間短。
實用新型內容
[0010]根據本實用新型的變流器機櫃包括外部金屬片機櫃框架、第一內部金屬片機櫃框架、第二內部金屬片機櫃框架和第三內部金屬片機櫃框架。第一內部金屬片機櫃框架、二內部金屬片機櫃框架和第三內部金屬片機櫃框架布置在外部金屬片機櫃框架的內部，並且並排布置。第一內部金屬片機櫃框架包含第一隔室，第二內部金屬片機櫃框架包含第二隔室，並且第三內部金屬片機櫃框架包含第三隔室。第一隔室至少包括第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室。第一子隔室、第二子隔室和第三子隔室連續地布置在第一隔室內，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，第三子隔室包括用於承載控制單元的控制擺動框架。
[0011]第二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地布置在第二隔室內，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，第三子隔室包括用於承載控制單元的控制擺動框架。第三隔室至少包括子隔室，並且第一內部金屬片機櫃框架、第二內部金屬片機櫃框架和第三內部金屬片機櫃框架由摺疊和鉚接的金屬片製成。
[0012]在從屬權利要求中詳細說明本實用新型的有利發展。
[0013]根據本實用新型的變流器機櫃確保變流器的穩定可靠性和剛度。另外，變流器機櫃非常能夠抵抗振動和機械衝擊，並且易於組裝和保持，因為可在短時間裡更換變流器機櫃的電力構件。
[0014]特別地，由於電力構件布置在隔室和子隔室中，所以可對變流器建立模塊化設置。優點是提高維護能力，因為使得能夠簡化和快速調換變流器構件，諸如功率變流器或電容器元件。
[0015]本實用新型的另一個優點是實現承載變流器控制單元的控制擺動框架。控制擺動框架允許容易地接近布置在控制擺動框架後面的電力構件，並且因而在調換電力構件時縮短維護時間。
[0016]由於通過水平地和/或豎向地布置電力構件而實現電力元件在變流器機櫃的各個子隔室中的模塊化設置，所以在維護工作期間快速且容易地調換構件是可行的，並且因而縮短變流器的維護時間和停機時間。
[0017]電力構件單獨布置在彼此相鄰地布置的不同隔室中具有這樣的優點:可使在變流器的運行期間產生熱的電力構件與需要保護不受所述熱影響的電力構件隔開。因而，僅需要冷卻熱擴散電力構件，這是優選的，因為可減少通常安裝在變流器機櫃的內部的冷卻裝備。
[0018]在本實用新型的優選實施例中，控制擺動框架包括控制功率供應、主控制器和至少一個牽引輸入/輸出單兀。
[0019]在本實用新型的優選實施例中，第一隔室的第二子隔室包括至少一個DC鏈路電容器、至少一個功率變流器、至少一個風扇和至少一個水泵。
[0020]在本實用新型的優選實施例中，第二隔室的第二子隔室包括至少一個DC鏈路電容器、至少一個功率變流器、至少一個風扇和至少一個電流傳感器。
[0021]在本實用新型的優選實施例中，第一隔室的第一子隔室和第二隔室的第一子隔室各自至少包括一個DC鏈路電容器。
[0022]在本實用新型的優選實施例中，功率變流器是布置在第一隔室的第二子隔室中的線路變流器。在本實用新型的另一個優選實施例中，功率變流器是布置在第二隔室的第二子隔室中的馬達變流器。但是，線路變流器和馬達變流器的相反布置也是可行的。
[0023]在本實用新型的優選實施例中，第三隔室的子隔室包括至少一個第二諧波電容器、至少一個DC鏈路接地開關、至少一個線路變流器電流傳感器、至少一個第二諧波調諧傳感器、至少一個DC鏈路充電電阻器、至少一個馬達端子和至少一個變壓器端子。
[0024]在本實用新型的優選實施例中，膨脹容器和電壓限制單元(VLU)電阻器安裝在變流器機櫃的頂部上。
[0025]在本實用新型的優選實施例中，變流器機櫃的內部由空氣-水冷卻系統冷卻。
[0026]在本實用新型的優選實施例中，可通過門接近第一隔室的第三子隔室。
[0027]在本實用新型的優選實施例中，可通過門接近第二隔室的第三子隔室。
[0028]在本實用新型的優選實施例中，可通過門接近第三隔室的第三子隔室。
[0029]另外，根據本實用新型的變流器機櫃具有以下額外的優點:
[0030]用於模塊化變流器的空氣和液體冷卻式變流器機櫃是成本有效的；
[0031]組裝和維修快速且簡單；
[0032]變流器機櫃允許使用批量製造技術；
[0033]根據本實用新型的優選實施例的以下詳細描述以及附圖，本實用新型的這些和其它目標、優點和特徵將變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]在圖中:
[0035]圖1顯示根據本實用新型的、具有隔室和子隔室的變流器機櫃的實施例的示意性俯視圖；
[0036]圖2顯示圖1的有門的實施例的正視圖；
[0037]圖3顯示圖1的實施例的沒有門且沒有控制擺動框架的正視圖；
[0038]圖4顯示圖1的實施例的沒有門而有控制擺動框架的正視圖；
[0039]圖5顯示圖1的實施例的沒有門而有DC鏈路電容器的正視圖。
[0040]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。原則上，在圖中對相同部件提供相同的參考符號。任何描述的實施例都表示本實用新型的主題的示例，而且沒有任何約束作用。
[0041]部件列表
[0042]20外部金屬片機櫃框架
[0043]21第一內部金屬片機櫃框架
[0044]22第一隔室
[0045]23第二內部金屬片機櫃框架
[0046]24第二隔室
[0047]25第三內部金屬片機櫃框架
[0048]26第三隔室
[0049]30第一隔室的第一子隔室
[0050]31第一隔室的第二子隔室
[0051]32第一隔室的第三子隔室
[0052]40第二隔室的第一子隔室
[0053]41第二隔室的第二子隔室
[0054]42第二隔室的第三子隔室
[0055]43第三隔室的子隔室
[0056]44控制擺動框架
[0057]50水入口連接件
[0058]51水出口連接件
[0059]52用於填充和排水的龍頭
[0060]53膨脹容器
[0061]54連接面板
[0062]55電壓限制單元(VLU)電阻器
[0063]56第一隔室的門
[0064]57第二隔室的門
[0065]58第三隔室的門
[0066]59用於功率端子的門
[0067]61第二諧波電容器
[0068]62DC鏈路接地開關
[0069]63線路變流器電流傳感器
[0070]64第二諧波調諧電容器
[0071]65DC鏈路充電電阻器
[0072]66線路斷路器
[0073]67DC鏈路充電接觸器
[0074]68第二諧波扼流端子
[0075]69馬達端子
[0076]70變壓器端子
[0077]7IDC鏈路電容器
[0078]72功率變流器(PEBB)
[0079]73 風扇
[0080]74 水泵
[0081]75電流傳感器
[0082]80控制功率供應
[0083]81主控制器
[0084]82牽引輸入/輸出單元
[0085]85變流器機櫃的頂部
[0086]86DC鏈路測量單元
[0087]100變流器機櫃。

【具體實施方式】
[0088]圖1示出用於牽引變流器的變流器機櫃100，變流器機櫃100包括外部金屬片機櫃框架20、第一內部金屬片機櫃框架21、第二內部金屬片機櫃框架23和第三內部金屬片機櫃框架25。第一內部金屬片機櫃框架21、第二內部金屬片機櫃框架23和第三內部金屬片機櫃框架25布置在外部金屬片機櫃框架20的內部,並且並排布置。第一內部金屬片機櫃框架21包含第一隔室22，第二內部金屬片機櫃框架23包含第二隔室24，並且第三內部金屬片機櫃框架25包含第三隔室26。如圖1中顯示的那樣，第一隔室22包括第一子隔室30、第二子隔室31和第三子隔室32，其中，第一子隔室30、第二子隔室31和第三子隔室32連續地布置在第一隔室22內，其中，第二子隔室31布置在第一子隔室30和第三子隔室32之間，以及其中，第三子隔室32包括用於承載控制單元的控制擺動框架44。第一子隔室22中有額外的子隔室是可行的。如圖1中顯示的那樣，第二隔室24包括第一子隔室40、第二子隔室41和第三子隔室42，其中，第一子隔室40、第二子隔室41和第三子隔室42連續地布置在第二隔室24內，其中，第二子隔室41布置在第一子隔室40和第三子隔室42之間，以及其中，第三子隔室42包括用於承載控制單元的控制擺動框架44。第二子隔室24中有額外的子隔室是可行的。第三隔室26包括子隔室43，但應當注意，第三隔室26可包含另外的子隔室。另外，第一內部金屬片機櫃框架21、第二內部金屬片機櫃框架23和第三內部金屬片機櫃框架25由摺疊和鉚接的金屬片製成。
[0089]應當注意，第一隔室22的子隔室30、子隔室31和子隔室32以及第二隔室24的子隔室40，子隔室41和子隔室42與第三隔室26的子隔室43各自都包括可按某種方式布置的多個電力構件。
[0090]圖2顯示有門的變流器機櫃100的正視圖。可通過門56接近第一隔室22的第三子隔室32。可通過門57接近第二隔室24的第三子隔室42。可通過門58接近第三隔室26的第三子隔室43。備選地，可在變流器機櫃100中實現額外的門，以接近變流器機櫃100內部的電力構件。例如，為了接近第一隔室22的第一子隔室30，或者為了接近第二隔室24的第二子隔室40，可安裝額外的門。作為另一個示例，圖2顯示安裝在變流器機櫃100處為了能夠接近端子區段70 (未顯示)的門59，端子區段70可包含在門59後面。變流器機櫃100進一步包括水入口連接件50和水出口連接件51，以及用於填充和排水的龍頭52。在變流器機櫃100的頂部85上安裝膨脹容器53、連接面板54和電壓限制單元(VLU)電阻器55。
[0091]圖3顯示沒有控制擺動框架和門的變流器機櫃100的第一隔室22的第二子隔室31、第二隔室24的第二子隔室41和第三隔室26的子隔室43。第一隔室22的第二子隔室31包括多個DC鏈路電容器71和多個功率變流器(PEBB) 72。這種功率變流器72可為線路變流器或馬達變流器。例如，第一隔室22的子隔室31的功率變流器72可實現為線路變流器，並且第二隔室24的子隔室41的功率變流器72可實現為馬達變流器。但是，相反布置是可行的，這表示線路變流器可安裝在第二隔室24的第二子隔室41中，以及馬達變流器可安裝在第一隔室22的第二子隔室31中。第一隔室22的第二子隔室31進一步包括風扇73和水泵74。風扇73移動空氣，以在內部冷卻變流器機櫃100的電力構件。風扇73也可為用於空氣-水熱交換器系統的熱交換器單元的一部分。第二隔室24的第二子隔室41包括多個DC鏈路電容器71、DC鏈路測量單元86、多個功率變流器(PEBB) 72、風扇73和電流傳感器75。變流器機櫃100的第三隔室26的子隔室43包括第二諧波電容器61、DC鏈路接地開關62、線路變流器電流傳感器63、第二諧波調諧電容器64、DC鏈路充電電阻器65、線路斷路器66、DC鏈路充電接觸器67、第二諧波扼流端子68、馬達端子69和變壓器端子70。在變流器機櫃100的頂部85上安裝膨脹容器53、連接面板54和電壓限制單元(VLU)電阻器55。
[0092]圖4顯示第一隔室22的第三子隔室32、第二隔室24的第三子隔室42和第三隔室26的第三子隔室43。第一隔室22的第三子隔室32包括用於承載控制單元或控制裝備的控制擺動框架44。控制擺動框架44包括控制功率供應80、主控制器81和多個牽引輸入/輸出單元82。還在第二隔室24的第三子隔室42中安裝用於承載控制單元(未顯示)的另一個控制框架44。
[0093]圖5顯示第一隔室22的第一子隔室30、第二隔室24的第一子隔室40和第三隔室26的第三子隔室43。第一隔室22的第一子隔室30包括多個DC鏈路電容器71，並且第二隔室24的第一子隔室40包括多個DC鏈路電容器71。
【權利要求】
1.一種變流器機櫃(100),包括外部金屬片機櫃框架(20)、第一內部金屬片機櫃框架(21)、第二內部金屬片機櫃框架(23)和第三內部金屬片機櫃框架(25),其中，所述第一內部金屬片機櫃框架(21)、所述第二內部金屬片機櫃框架(23)和所述第三內部金屬片機櫃框架(25)布置在所述外部金屬片機櫃框架(20)的內部，並且並排布置，其中，所述第一內部金屬片機櫃框架(21)包含第一隔室(22)，所述第二內部金屬片機櫃框架(23)包含第二隔室(24)，並且所述第三內部金屬片機櫃框架(25)包含第三隔室(26)， 其中，所述第一隔室(22)至少包括第一子隔室(30)、第二子隔室(31)和第三子隔室(32)，其中，該第一子隔室(30)、第二子隔室(31)和第三子隔室(32)連續地布置在所述第一隔室(22)內，其中，該第二子隔室(31)布置在該第一子隔室(30)和該第三子隔室(32)之間，以及其中，該第三子隔室(32)包括用於承載控制單元的控制擺動框架(44)， 其中，所述第二隔室(24)至少包括第一子隔室(40)、第二子隔室(41)和第三子隔室(42)，其中，該第一子隔室(40)、第二子隔室(41)和第三子隔室(42)連續地布置在所述第二隔室(24)內，其中，該第二子隔室(41)布置在該第一子隔室(40)和該第三子隔室(42)之間，以及其中，該第三子隔室(42)包括用於承載控制單元的控制擺動框架(44)，以及 其中，所述第三隔室(26)至少包括子隔室(43)， 以及其中，所述第一內部金屬片機櫃框架(21)、所述第二內部金屬片機櫃框架(23)和所述第三內部金屬片機櫃框架(25)由摺疊和鉚接的金屬片製成。
2.根據權利要求1所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，所述控制擺動框架(44)包括控制功率供應(80)、主控制器(81)和至少一個牽引輸入/輸出單元(82)。
3.根據權利要求1所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，所述第一隔室(22)的第二子隔室(31)包括至少一個DC鏈路電容器(71)、至少一個功率變流器(72)、至少一個風扇(73)和至少一個水泵(74)。
4.根據權利要求1所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，所述第二隔室(24)的第二子隔室(41)包括至少一個DC鏈路電容器(71)、至少一個功率變流器(72)、至少一個風扇(73)和至少一個電流傳感器(75)。
5.根據權利要求3所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，所述功率變流器(72)是布置在所述第一隔室(22)的第二子隔室(31)中的線路變流器。
6.根據權利要求4所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，所述功率變流器(72)是布置在所述第二隔室(24)的第二子隔室(41)中的馬達變流器。
7.根據權利要求1-6中的任一項所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，所述第一隔室(22)的第一子隔室(30)和所述第二隔室(24)的第一子隔室(40)各自包括至少一個DC鏈路電容器(71)。
8.根據權利要求1-6中的任一項所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，所述第三隔室(26)的子隔室(43)包括至少一個第二諧波電容器(61)、至少一個DC鏈路接地開關(62)、至少一個線路變流器電流傳感器(63)、至少一個第二諧波調諧傳感器(64)、至少一個DC鏈路充電電阻器(65)、至少一個馬達端子(69)和至少一個變壓器端子(70)。
9.根據權利要求1-6中的任一項所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，膨脹容器(53)和電壓限制單元電阻器(55)安裝在所述變流器機櫃(100)的頂部(85)上。
10.根據權利要求1-6中的任一項所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，所述變流器機櫃的內部由空氣-水冷卻系統冷卻。
11.根據權利要求1-6中的任一項所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，可通過門(56)接近所述第一隔室(22)的第三子隔室(32)。
12.根據權利要求1-6中的任一項所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，可通過門(57)接近所述第二隔室(24)的第三子隔室(42)。
13.根據權利要求1-6中的任一項所述的變流器機櫃(100)，其特徵在於，可通過門(58)接近所述第三隔室(26)的子隔室(43)。
【文檔編號】H02M1/00GK203942435SQ201420029414
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年1月17日 優先權日:2014年1月17日
【發明者】B.魯斯塔姆 申請人:Abb 技術有限公司