專利名稱：低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜，尤其是一種采用絕緣柵極半導(dǎo)體高速開關(guān)功率模塊(IGBT)為主要變頻部 件的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜。
技術(shù)背景工業(yè)生產(chǎn)中大量的對諧波及功率因數(shù)要求高的機械都需要進行 速度調(diào)節(jié)。而現(xiàn)有技術(shù)中使用的調(diào)速裝置增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，也造 成了能源的大量浪費。因此，人們一直希望能夠采用交流電動機調(diào)速 系統(tǒng)來取代直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，并進行了大量的研究開發(fā)工作。多年來已研制出多種交流電動機調(diào)速裝置，如定子調(diào)壓調(diào)速、 變極調(diào)速、滑差調(diào)速、電磁耦合器調(diào)速、串級調(diào)速、整流子電機調(diào)速 等。這些調(diào)速系統(tǒng)的研制成功雖然取得了一定的成果，但仍存在著調(diào) 速范圍窄、損耗仍偏大、功率因數(shù)低、適用負載面窄等缺點，從而限 制了這些交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種調(diào)速范圍寬、損耗小、適用于對 諧波及功率因數(shù)要求高的場合使用的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組 合柜。本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的將開關(guān)柜2，變頻器柜3， 控制柜4組裝在低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜的柜體1內(nèi)部，其內(nèi)部各組件之間通過低諧波高功率因數(shù)高壓變頻電路連接。在開關(guān)柜 2的柜門下方、變頻器柜3的柜門上、控制柜4的下方以及組合柜柜 體1的兩個側(cè)面均開有散熱格柵。在控制柜4上安裝有對變頻組合柜 進行操作控制的控制區(qū)按鈕10以及用于人機交互的超大液晶顯示屏 9。開關(guān)柜2內(nèi)部分為三層，上層安裝高壓斷路器ll，中間層安裝共 模電抗器12,下層安裝輸入輸出電纜13。變頻器柜3內(nèi)部分為兩層, 上層安裝IGBT模塊組件15，下層安裝輸出組件14。在變頻器電路方面，變頻器的交流輸入16經(jīng)過高壓斷路器11與 第一濾波單元17,功率因數(shù)校正單元18，第二濾波單元19,逆變單 元20依次連接，最后輸出到輸出端負載21。其中逆變單元20中采 用的絕緣柵極半導(dǎo)體高速開關(guān)功率模塊相互之間是直接串聯(lián)的。本實用新型的有益效果是由于將開關(guān)柜，變頻器柜以及控制柜整合在一個組合柜中使得其 占地面積小、便于安裝維護。同時，由于輸入輸出電纜是從開關(guān)柜的 底部安裝的，從而增加了項目改造的靈活性。此外，采用IGBT為主要部件的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻器的 調(diào)速范圍大而且連續(xù)，容易實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)切換和構(gòu)成自動控制系統(tǒng)， 起動電流小，可用于頻繁起動、制動以及對諧波及功率因數(shù)要求特別 高的場合,，
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。附圖1是本實用新型的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜立體圖。 附圖2是本實用新型的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜內(nèi)部 器件安裝示意圖。附圖3是本實用新型的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜的變 頻電路原理圖圖中1、組合柜柜體，2、開關(guān)柜，3、變頻器柜，4、控制柜，5、 開關(guān)柜散熱格柵，6、變頻器柜散熱格柵，7、控制柜散熱格柵，8、 組合柜側(cè)面散熱格柵，9、液晶顯示屏，10、控制區(qū)，11、高壓斷路 器，12、共模電抗器，13、輸入輸出電纜，14、輸出組件，15、 IGBT 模塊組件，16、交流輸入，17、第一濾波單元，18、功率因數(shù)校正單 元，19、第二濾波單元，20、逆變單元，21、輸出端負載。
具體實施方式
在圖1和圖2中，將開關(guān)柜2，變頻器柜3，控制柜4組裝在低 諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜的柜體1內(nèi)部，其內(nèi)部各組件之間通 過低諧波高功率因數(shù)高壓變頻電路連接。在開關(guān)柜2的柜門下方、變 頻器柜3的柜門上、控制柜4的下方以及組合柜柜體1的兩個側(cè)面(圖 中僅顯示了一個側(cè)面)均開有散熱格柵。在控制柜4上安裝有對變頻 組合柜進行操作控制的控制區(qū)按鈕10以及用于人機交互的超大液晶 顯示屏9。開關(guān)柜2內(nèi)部分為三層，上層安裝高壓斷路器ll,中間層 安裝共模電抗器12，下層安裝輸入輸出電纜13。變頻器柜3內(nèi)部分 為兩層，上層安裝IGBT模塊組件15，下層安裝輸出組件14。圖3給出了變頻器的電路原理圖，變頻器的交流輸入16經(jīng)過高 壓斷路器11與第一濾波單元17，功率因數(shù)校正單元18,第二濾波單 元19，逆變單元20依次連接，最后輸出到輸出端負載21。其中逆變 單元20中采用的絕緣柵極半導(dǎo)體高速開關(guān)功率模塊相互之間是直接 串聯(lián)的。
權(quán)利要求1. 一種低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜，包括組合柜柜體(l)，開關(guān)柜(2)，變頻器柜(3)，控制柜(4)，其特征在于開關(guān)柜(2)， 變頻器柜(3),控制柜(4)順次連接安裝在組合柜柜體(1)中，成 為一個統(tǒng)一的整體，其內(nèi)部各組件之間通過低諧波高功率因數(shù)高壓變 頻電路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜， 其特征在于在開關(guān)柜(2)的柜門下方有開關(guān)柜散熱格柵(5)，在 變頻器柜的柜門上有變頻器柜散熱格柵(6)，在控制柜(4)下方有 控制柜散熱格柵(7)，在組合柜柜體(1)的兩個側(cè)面有組合柜側(cè)面 散熱格柵(8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合 柜，其特征在于在控制柜(4)上安裝有控制區(qū)按鈕(10)和超大 液晶顯示屏(9)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜， 其特征在于開關(guān)柜(2)內(nèi)部分為三層，上層安裝高壓斷路器(11)， 中間層安裝共模電抗器(12)，下層安裝輸入輸出電纜(13)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜， 其特征在于變頻器柜(3)內(nèi)部分為兩層，上層安裝IGBT模塊組 件(15)，下層安裝輸出組件(14)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 4或5所述的低諧波髙功率因數(shù)高壓變 頻組合柜,其特征在于在低諧波高功率因數(shù)高壓變頻電路中，變頻 器的交流輸入(16)經(jīng)過高壓斷路器(11)與第一濾波單元(17)，功率因數(shù)校正單元(18)，第二濾波單元(19)，逆變單元(20)依次 連接，最后輸出到輸出端負載(21)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜， 其特征在于逆變單元(20)中采用的絕緣柵極半導(dǎo)體高速開關(guān)功率 模塊相互之間是直接串聯(lián)的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜， 其特征在于交流輸入(16)接的是3-10KV的工頻。
專利摘要本實用新型涉及一種低諧波高功率因數(shù)高壓變頻組合柜，其開關(guān)柜，變頻器柜，控制柜組裝在組合柜的柜體內(nèi)部，內(nèi)部各組件之間通過電路連接。組合柜多處開有散熱格柵，在控制柜上安裝有操控按鈕及用于人機交互的液晶屏，開關(guān)柜內(nèi)裝有高壓斷路器、共模電抗器及輸入輸出電纜，變頻器柜內(nèi)裝有IGBT模塊及輸出組件。在變頻器中交流輸入經(jīng)高壓斷路器與第一濾波，功率因數(shù)校正，第二濾波和逆變單元順次連接，最后輸出到負載。其中的逆變單元采用的IGBT之間是直接串聯(lián)的，使得其調(diào)速范圍大而且連續(xù)，容易實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)切換和構(gòu)成自動控制系統(tǒng)，起動電流小，可用于頻繁起動、制動以及對諧波及功率因數(shù)要求特別高的場合。此外，本組合柜占地面積小、便于安裝維護。
文檔編號H02B1/56GK201038638SQ20072014099
公開日2008年3月19日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月3日
發(fā)明者李志宏 申請人:李志宏