一种一体式功率柜的制作方法

1.本实用新型属于电气设备结构技术领域，具体涉及一种一体式功率柜。


背景技术：

2.目前，静止变频器(sfc)成套设备通常包括至少一个进线柜、一个整流柜、一个电抗柜、一个逆变柜以及一个出线柜，其柜内的结构布局主要考虑的是大功率领域的应用，但随着静止变频器(sfc)技术的日渐发展和成熟，在中小功率领域的应用将成为趋势。而将现有的柜内的结构布局用在中小功率领域，会造成极大的空间浪费。


技术实现要素：

3.实用新型目的：为将静止变频器(sfc)应用在中小功率领域，本实用新型提出了一种一体式功率柜。
4.技术方案：一种一体式功率柜，包括柜体以及设置在所述柜体内的电气一次部分，所述电气一次部分包括tcu、进出线铜排、直流引出铜排、整流桥逆变桥、采样元件、吸收元件和保护元件；所述直流引出铜排与进出线铜排连接，所述整流桥逆变桥左右固定在柜体靠前位置，所述tcu和吸收元件靠近所述整流桥逆变桥安装，所述进出线铜排设置在柜体后两侧，该进出线铜排穿过采样元件后连接至整流桥逆变桥上，所述保护元件靠近所述直流引出铜排安装。
5.进一步的，所述整流桥逆变桥为组串式压接式功率单元模组。
6.进一步的，所述组串式压接式功率单元模组包括晶闸管和散热器。
7.进一步的，所述tcu和吸收元件靠近所述晶闸管安装，所述进出线铜排穿过采样元件后连接至散热器上。
8.进一步的，所述柜体至少包括顶板、两侧风板、后风板和风罩折板，所述风罩折板的一端与顶板连接，其另一端与后风板连接，由顶板、两侧风板、后风板和风罩折板形成密闭风道；各散热器并行布置在后风板正面，形成并联的各散热器风道支路。
9.进一步的，在所述顶板上设有风机，所述风机的出风口沿着风罩折板吹下各散热器风道支路。
10.进一步的，所述进出线铜排包括三相交流铜排一、三相交流铜排二和三相交流铜排三，所述三相交流铜排一和三相交流铜排二左右对称固定在柜体后两侧，所述三相交流铜排三固定在柜体后侧且布置在三相交流铜排一上方，所述直流引出铜排固定在柜体后侧且布置在三相交流铜排二上方。
11.进一步的，所述采样元件为电流互感器，所述进出线铜排穿过所述电流互感器后通过短接铜排接到散热器上。
12.进一步的，所述吸收元件包括吸收电容和吸收电阻，所述吸收电容依靠绝缘结构件靠近所述晶闸管安装；所述吸收电阻安装在所述散热器侧面。
13.进一步的，所述保护元件包括快熔、压敏电阻组、网侧电压互感器和机侧电压传感
器，每个所述压敏电阻组由三个压敏电阻按照三角形连接法短接形成，所述快熔和压敏电阻组布置在风罩折板背面；所述网侧电压互感器和机侧电压传感器安装在一侧风板上，并靠近直流引出铜排布置。
14.进一步的，当一体式功率柜作为12-6的sfc使用时，三相交流铜排一和三相交流铜排三为进线铜排，三相交流铜排二为出线铜排。
15.进一步的，当一体式功率柜作为18脉的整流器使用时，三相交流铜排一、三相交流铜排二和三相交流铜排三均为进线铜排。
16.有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
17.(1)复用性强：本实用新型既可以作为12-6的sfc，又可以作为一个18脉的整流器，不需要改变晶闸管的方向和铜排连接方式，只要调整交流铜排的进出线方向即可；
18.(2)功率密度高：相对于分柜设计，本实用新型一体式的设计极大的减小了sfc设备的整体占用空间，从而提高了功率密度；
19.(3)散热效果好：本实用新型采用截面规则的散热器，利于封堵形成密闭风道，增大有效利用风量，且各散热器之间并行布置，各风道支路并联，散热效果相同，使得各器件温升均衡，避免由于“木桶效应”而限制整柜出力。
附图说明
20.图1为一体式功率柜正面结构示意图；
21.图2为一体式功率柜背面一侧结构示意图；
22.图3为一体式功率柜背面另一侧结构示意图；
23.图4为功率单元阀组器件方向示意图；
24.图5为“12-6”sfc与18脉整流器的原理图。
具体实施方式
25.现结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。
26.本实用新型的一体式功率柜面向中小功率的静止变频器(sfc)领域，相对于传统的sfc成套设备，将分柜布局改为一柜式布局，具体的，本实用新型的功率柜将进出线及采样、吸收保护回路、整流逆变桥等一次部分，通过巧妙的布局设计，全都集中到一个柜子中。在满足功能的基础上，结构更加紧凑，集成度更高，节省整体占用空间，提高功率密度，更适用于中小功率的领域中。
27.现结合图1、图2和图3，对本实用新型的功率柜结构做进一步说明。
28.本实用新型的功率柜包括柜体以及设置在柜体内的三组三相交流铜排、一组直流引出铜排17、三组电流互感器组、一个网侧电压互感器15、三个机侧电压互感器16、三组快熔组、三组压敏电阻组、两组压接式功率单元阀组、二十个吸收电容4、四十个吸收电阻6、一台风机14、风道、若干短接铜排和其他支撑结构件。定义三组三相交流铜排分别为：三相交流铜排一9、三相交流铜排二18、三相交流铜排三11；每组电流互感器组包括三个电流互感器10，因此，三组电流互感器组共九个电流互感器；每组快熔组包括三个快熔12，因此共九个快熔；每组压敏电阻组包括三个压敏电阻13，且每组中，三个压敏电阻13用三角形连接法；每组压接式功率单元阀组由十个散热器1和九个晶闸管2组串压接而成；该风道由一块
后风板7、两块侧风板5和一块风罩折板组成密闭结构，且在后风板7上设有若干与散热器1匹配的散热孔。
29.两组压接式功率单元阀组左右对称固定在柜体靠前位置，吸收电阻6安装在散热器1的两侧，tcu和吸收电容4依靠绝缘结构件安装在靠近晶闸管2的地方；三相交流铜排一9、三相交流铜排二18、三相交流铜排三11以及直流引出铜排17分布在柜体后两侧，且三相交流铜排一9、三相交流铜排二18、三相交流铜排三11穿过电流互感器10进行电流采样，穿过电流互感器后，通过一系列短接铜排接到散热器1上；快熔12、压敏电阻13靠近铜排安装在风罩折板背面以便于接线，网侧电压互感器15和机侧电压互感器16靠近铜排安装在柜体侧面以便于接线。
30.本实用新型的散热器1截面为规则矩形，利于封堵形成密闭风道，增大有效利用风量，且各散热器之间并行布置，各风道支路并联，散热效果相同，使得各器件温升均衡，避免由于“木桶效应”而限制整柜出力的情况，同时在实用可靠的前提下，大大减少了占用空间。
31.压接式功率单元阀组方向如图4所示，当该功率柜作为12-6的sfc使用时(参见图5左图)，三相交流铜排一9和三相交流铜排三11为进线铜排，三相交流铜排二18为出线铜排，即a1、b1、c1和a3、b3、c3为进线侧，分别接外部两组三相电源，a2、b2、c2为出线侧，接到外部负载，此时的直流引出排通常是接到电抗器的两端；当该功率柜作为一个18脉的整流器使用时(图5右图)，三相交流铜排一9、三相交流铜排二18、三相交流铜排三11均为进线铜排，即a1、b1、c1，a2、b2、c2和a3、b3、c3均为进线侧，分别接到外部的三组三相电源上，直流引出排为出线侧，输出经整流得到的直流电。因此，本实用新型的功率柜复用性强，既可以作为12-6的sfc，又可以作为一个18脉的整流器，且不需要改变晶闸管的方向和铜排连接方式，只要调整交流铜排的进出线方向即可。

技术特征：
1.一种一体式功率柜，其特征在于：包括柜体以及设置在所述柜体内的电气一次部分，所述电气一次部分包括tcu、进出线铜排、直流引出铜排、整流桥逆变桥、采样元件、吸收元件和保护元件；所述直流引出铜排与进出线铜排连接，所述整流桥逆变桥左右固定在柜体靠前位置，所述tcu和吸收元件靠近所述整流桥逆变桥安装，所述进出线铜排设置在柜体后两侧，该进出线铜排穿过采样元件后连接至整流桥逆变桥上，所述保护元件靠近所述直流引出铜排安装。2.根据权利要求1所述的一种一体式功率柜，其特征在于：所述整流桥逆变桥为组串式压接式功率单元模组。3.根据权利要求2所述的一种一体式功率柜，其特征在于：所述组串式压接式功率单元模组包括晶闸管和散热器。4.根据权利要求3所述的一种一体式功率柜，其特征在于：所述tcu和吸收元件靠近所述晶闸管安装，所述进出线铜排穿过采样元件后连接至散热器上。5.根据权利要求4所述的一种一体式功率柜，其特征在于：所述柜体至少包括顶板、两侧风板、后风板和风罩折板，所述风罩折板的一端与顶板连接，其另一端与后风板连接，由顶板、两侧风板、后风板和风罩折板形成密闭风道；各散热器并行布置在后风板正面，形成并联的各散热器风道支路。6.根据权利要求5所述的一种一体式功率柜，其特征在于：在所述顶板上设有风机，所述风机的出风口沿着风罩折板吹下各散热器风道支路。7.根据权利要求1所述的一种一体式功率柜，其特征在于：所述进出线铜排包括三相交流铜排一、三相交流铜排二和三相交流铜排三，所述三相交流铜排一和三相交流铜排二左右对称固定在柜体后两侧，所述三相交流铜排三固定在柜体后侧且布置在三相交流铜排一上方，所述直流引出铜排固定在柜体后侧且布置在三相交流铜排二上方。8.根据权利要求4所述的一种一体式功率柜，其特征在于：所述采样元件为电流互感器，所述进出线铜排穿过所述电流互感器后通过短接铜排接到散热器上。9.根据权利要求3所述的一种一体式功率柜，其特征在于：所述吸收元件包括吸收电容和吸收电阻，所述吸收电容依靠绝缘结构件靠近所述晶闸管安装；所述吸收电阻安装在所述散热器侧面。10.根据权利要求5所述的一种一体式功率柜，其特征在于：所述保护元件包括快熔、压敏电阻组、网侧电压互感器和机侧电压传感器，每个所述压敏电阻组由三个压敏电阻按照三角形连接法短接形成，所述快熔和压敏电阻组布置在风罩折板背面；所述网侧电压互感器和机侧电压传感器安装在一侧风板上，并靠近直流引出铜排布置。11.根据权利要求7所述的一种一体式功率柜，其特征在于：当一体式功率柜作为12-6的sfc使用时，三相交流铜排一和三相交流铜排三为进线铜排，三相交流铜排二为出线铜排。12.根据权利要求7所述的一种一体式功率柜，其特征在于：当一体式功率柜作为18脉的整流器使用时，三相交流铜排一、三相交流铜排二和三相交流铜排三均为进线铜排。

技术总结
本实用新型公开了一种一体式功率柜，包括柜体以及设置在柜体内的电气一次部分，电气一次部分包括TCU、进出线铜排、直流引出铜排、整流桥逆变桥、采样元件、吸收元件和保护元件；直流引出铜排与进出线铜排连接，整流桥逆变桥采用组串式压接式功率单元模组，该组串式压接式功率单元模组左右对称固定在柜体靠前位置，其包括晶闸管和散热器，TCU和吸收元件靠近所述晶闸管安装，进出线铜排设置在柜体后两侧，该进出线铜排穿过采样元件后连接至散热器上，保护元件靠近所述直流引出铜排安装；本实用新型在满足功能的基础上，结构更加紧凑，集成度更高，更加节省空间，更适用于中小功率领域。更适用于中小功率领域。更适用于中小功率领域。


技术研发人员：简优宗 吴彦飞 杨合民 胡静 原晓琦 郭海山 程谦 张青杰 隗华荣 霍峙昕
受保护的技术使用者：国电南瑞科技股份有限公司
技术研发日：2021.11.18
技术公布日：2022/5/25