專利名稱：緊湊型變頻器功率柜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于裝設變頻器的功率柜，特別是一種柜體結構設 計更為緊湊，適合于裝設高壓大功率變頻器等大體積變頻器的功率柜， 屬于電力電子設備技術領域。
背景技術：
變頻器是利用半導體功率器件的開通和關斷作用將工頻電源變換 為頻率可調的電能變換裝置。該裝置首先把經由變壓器的電網工頻動力
交流電源變換為直流電DC，再把直流電DC變換為頻率可變得交流電 AC。隨著微電子和電力電子技術的飛速發展，作為21世紀電力電子技 術發展的產物，變頻器在國民經濟的許多領域(例如火力發電、石油、 化工、礦山、冶金、供水等行業)得到了廣泛的應用，并發揮著越來越 重要的作用。
但現在大功率變頻器隨著電壓等級功率等級的越來越大，有兩個問 題不容忽視， 一是對絕緣空間和柜體體積的要求也隨之變大，對設備安 放空間有一定的要求。二是發熱量也不斷增加，給普通的風冷帶來了一 定難度，即使在變頻器工作的房間安裝制冷系統也不能良好的解決變頻 器的散熱問題。
對于第一點，隨著變頻器的功率越做越大，柜體就需要隨之變大才 能滿足絕緣問題。如圖5所示，現有的變頻器功率柜一般采用單層結構 設計，即各個變頻器橫向放置在同一個平面內，冷卻風由柜體正面穿過 以達到降溫的目的。這樣結構的功率柜其主要的絕緣空間為橫向功率模 塊間及功率模塊距前后柜門的距離。因此，隨著變頻器功率的上升，其 對應的功率柜的橫向空間要求也就越大。相應的對設備的安放空間就有 一定的要求。而且，前后柜門的空間就是風冷散熱的風腔空間。所以風 腔空間、絕緣空間和柜體體積之間的關系就變得非常重要了，也是設計 中需要衡量的指標。
對于第二點，功率模塊工作時發熱量很大。眾所周知，作為電子設 備的變頻器的故障率會隨著溫度的升高而呈指數上升，使用壽命則呈指
3數下降。數據顯示環境溫度升高10度，變頻器使用壽命減半。因此， 變頻器的正確使用必須認真考慮散熱問題，對于變頻器發熱所產生的影 響決不能輕視和怠慢。所以，現在變頻器都安裝有風機，以進行強制風 冷，提高散熱。然而，現在大多數的使用環境條件都差強人意，環境溫 度不能達到設備的使用要求，所以就需要加裝制冷設備。
基于上述兩點問題，本實用新型對現有的功率柜柜體結構進行了改 造，以實現緊湊型的變頻器功率柜結構設計。 發明內容
本實用新型的目的在于解決上述現有技術中存在的問題，提供一種 柜體結構設計更為緊湊，適合于裝設高壓大功率變頻器等大體積變頻器 的功率柜。
本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現的
緊湊型變頻器功率柜，其特征在于包括柜體、功率單元支撐架、 抽風機、通風防塵濾網和隔風板；
在所述柜體內平行放置有至少兩排功率單元支撐架；該功率單元 支撐架分割形成若干方格空間，用以容放功率單元；所述相鄰的功率 單元支撐架之間留有空間形成進風風道；在柜體上與該進風風道相對 應的位置上安裝有通風防塵濾網；在該進風風道與功率單元支撐架之 間設有一層隔風板；在該隔風板上與所述方格空間相對應的位置設有 開孔，以使進風風道內的冷卻風可以通過該開孔進入功率單元支撐架 所在的空間；所述柜體在功率單元支撐架的頂部位置設有排風口 ；所 述抽風機安裝在該排風口外。
還設有制冷設備和內循環風罩；所述柜體側面的通風防塵濾網換 成擋板；所述柜體頂端的通風防塵濾網換成所述制冷設備；所述內循 環風罩安裝在柜體頂端，將所述制冷設備和抽風機罩在其內。
所述柜體是由多根橫梁和立柱組成的框架結構，在柜體上安裝有
側板和柜門；所述橫梁、立柱、側板和柜門由金屬材料制成。 所述功率單元支撐架采用環氧樹脂材料制成。
所述抽風機至少設置有兩臺。 本實用新型的有益效果是
1、該功率柜采用雙層甚至多層結構設計，以縮短功率柜橫向長度， 使得該功率柜結構可以適應更多功率柜安置空間。2、通過增加制冷設備與內循環風罩，實現冷風在柜內循環，達到制 冷效率高，不受環境溫度影響的效果。
圖1為緊湊型變頻器功率柜的第一實施例結構示意圖； 圖2為緊湊型變頻器功率柜的第一實施例氣流流向示意圖； 圖3為緊湊型變頻器功率柜的第二實施例結構示意圖； 圖4為緊湊型變頻器功率柜的第二實施例氣流流向示意圖； 圖5為現有的變頻器功率柜結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。 如前所述，現有變頻器功率柜通常如圖5所示采用單層結構設計， 即各個變頻器橫向放置在同一個平面內，冷卻風由柜體正面穿過以達到 為變頻器降溫的目的。然而，隨著變頻器功率的上升，其對應的功率柜 的橫向空間要求也就越大，這樣通常的安置空間已經難以容下如此結構 的功率柜。因此，本專利正是出于對上述問題的考慮，設計了一種全新 結構的緊湊型變頻器功率柜。 實施例一常規型
圖1為本實用新型所設計的緊湊型變頻器功率柜的常規規格結構 示意圖。如圖所示，該變頻器功率柜包括柜體1、功率單元支撐架
2、抽風機4、通風防塵濾網5和隔風板8。
所述柜體1是由多根橫梁和立柱組成的框架結構，在柜體1上安 裝有側板ll和柜門12，使得柜體1內形成一個密閉的容置空間。在 柜體1內平行放置有至少兩排功率單元支撐架2。該功率單元支撐架 2由多根橫梁和立柱分割形成若干方格空間，用以容放功率單元3。 相鄰的功率單元支撐架2之間留有空間形成進風風道。在柜體1上與 進風風道相對應的位置上安裝有通風防塵濾網5。柜體1外的冷卻風 即是通過該通風防塵濾網5進入柜體1內的進風風道的。在該進風風 道與功率單元支撐架2之間設有一層隔風板8 (參見圖2)，起到阻隔 進風風道與功率單元支撐2的作用。該隔風板8上在與所述功率單元 支撐架2上用以容放功率單元3的方格空間相對應的位置設有開孔， 以使進風風道內的冷卻風可以通過該開孔進入功率單元支撐架2所在 的空間內。所述柜體1在功率單元支撐架2的頂部位置設有排風口 。所述抽風機4安裝在該排風口夕卜，用以抽出柜體1內已被加熱的空氣， 使柜體1內形成定向的氣流。
上述結構的功率柜由抽風機4的帶動在柜體1內形成如圖2所示 的定向氣流。冷卻風首先由外界通過通風防塵濾網5進入進風風道。 再由進風風道通過隔風板8上開設的開孔進入功率單元支撐架2所在 的空間。冷卻風在功率單元支撐架2所在的空間內對放置在其中的功 率單元3進行冷卻。已被加熱的空氣在抽風機4的帶動下由排風口排 出柜體1外。
有上述結構可知，本實用新型所設計的緊湊型變頻器功率柜其關
鍵在于將現有單層結構的功率柜改為雙層甚至多層結構設計，以縮短 功率柜橫向長度。因此，該功率柜結構可以適應更多功率柜安置空間。
另外，由于在各層功率單元支撐架2之間設置有進風風道以及縮短了 功率柜的橫向長度，因此放置在該功率柜內的各個功率單元3之間可 以具有更好的絕緣條件。
除此之外，本實用新型還采用了金屬材料制成柜體1的橫梁、立 柱、側板11以及柜門12。這樣一方面可以保證柜體1的穩定性，另 一方面可以起到防止電磁干擾的作用。而所述功率單元支撐架2則可 采用環氧樹脂等絕緣材料制成，以進一步提高各個功率單元3之間的 絕緣條件。
對于所述抽風機4最好至少設置有兩臺。這樣可以保證柜體前后 兩端的功率單元有均勻的風量，以達到均衡的降溫效果。 實施例二密閉型
圖3為緊湊型變頻器功率柜的密閉規格結構示意圖。該實施例在 實施例一所述結構的基礎上進一步增加了制冷設備6和內循環風罩 7。如圖3所示，該實施例將柜體1側面的通風防塵濾網5換成擋板， 使柜體1的側面不進風。將柜體1頂端的通風防塵濾網5拆換成所述 制冷設備6。所述內循環風罩7安裝在柜體1頂端，將制冷設備6和 抽風機4罩在其內。并且，該內循環風罩7與柜體1之間保持絕對密 封，使得在內循環風罩7內形成一個密封環境。
圖4為實施例二所示變頻器功率柜內的氣流流向示意圖。該制冷 設備6的入風口設在兩側，出風口向下。該制冷設備6由從兩側吸入 熱空氣，并將制冷后的冷空氣排入柜體1內。在柜體1內冷空氣按照
6前述實施例一所述的流向流動，并最終在抽風機4的帶動下將已被加 熱的空氣由排風口排出柜體1進入內循環風罩7所罩的密封空間內。 而制冷設備6再將該熱空氣吸入，從而形成一個氣流的內循環環境。 本實施例二所述的變頻器功率柜結構比較適合于在環境溫度較 高而功率柜安置空間又沒有制冷條件的情況下使用。該功率柜由于增
加了制冷設備6和內循環風罩7，實現冷風在柜內循環，達到制冷效率 高，不受環境溫度影響的效果。
綜上所述，本實用新型所設計的緊湊型變頻器功率柜其關鍵在于 將現有單層結構的功率柜改為雙層甚至多層結構設計，以縮短功率柜 橫向長度，使得該功率柜結構可以適應更多功率柜安置空間。因此， 本領域一般技術人員在此設計思路下所做的任何不具有創造性的改 變均應視為在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、緊湊型變頻器功率柜，其特征在于包括柜體、功率單元支撐架、抽風機、通風防塵濾網和隔風板；在所述柜體內平行放置有至少兩排功率單元支撐架；該功率單元支撐架分割形成若干方格空間，用以容放功率單元；所述相鄰的功率單元支撐架之間留有空間形成進風風道；在柜體上與該進風風道相對應的位置上安裝有通風防塵濾網；在該進風風道與功率單元支撐架之間設有一層隔風板；在該隔風板上與所述方格空間相對應的位置設有開孔，以使進風風道內的冷卻風可以通過該開孔進入功率單元支撐架所在的空間；所述柜體在功率單元支撐架的頂部位置設有排風口；所述抽風機安裝在該排風口外。
2、 如權利要求1所述的緊湊型變頻器功率柜，其特征在于還 設有制冷設備和內循環風罩；所述柜體側面的通風防塵濾網換成擋 板；所述柜體頂端的通風防塵濾網換成所述制冷設備；所述內循環風 罩安裝在柜體頂端，將所述制冷設備和抽風機罩在其內。
3、 如權利要求1或2所述的緊湊型變頻器功率柜，其特征在于 所述柜體是由多根橫梁和立柱組成的框架結構，在柜體上安裝有側板 和柜門；所述橫梁、立柱、側板和柜門由金屬材料制成。
4、 如權利要求1或2所述的緊湊型變頻器功率柜，其特征在于 所述功率單元支撐架采用環氧樹脂材料制成。
5、 如權利要求1或2所述的緊湊型變頻器功率柜，其特征在于 所述抽風機至少設置有兩臺。
專利摘要本實用新型提供了一種緊湊型變頻器功率柜，其特征在于在柜體內平行放置有至少兩排功率單元支撐架；該功率單元支撐架分割形成若干方格空間，用以容放功率單元；所述相鄰的功率單元支撐架之間留有空間形成進風風道；在柜體上與該進風風道相對應的位置上安裝有通風防塵濾網；在該進風風道與功率單元支撐架之間設有一層隔風板；在該隔風板上與所述方格空間相對應的位置設有開孔，以使進風風道內的冷卻風可以通過該開孔進入功率單元支撐架所在的空間；所述柜體在功率單元支撐架的頂部位置設有排風口；所述抽風機安裝在該排風口外。該功率柜由于采用雙層甚至多層結構設計，以縮短功率柜橫向長度，使得該功率柜結構可以適應更多功率柜安置空間。
文檔編號H05K7/20GK201435670SQ20092010778
公開日2010年3月31日 申請日期2009年4月30日 優先權日2009年4月30日
發明者瑋 張, 王曉夫 申請人:北京利德華福電氣技術有限公司