專利名稱：一種機(jī)柜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型機(jī)柜裝置，具體涉及一種用于容納電力裝置的機(jī)柜。該機(jī)柜裝置具有較高的機(jī)械強(qiáng)度并且可以容納多個(gè)電力設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)在產(chǎn)業(yè)上得到越來越多的應(yīng)用。所謂模塊化設(shè)計(jì)， 就是通過對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析，將不同的功能劃分并 設(shè)計(jì)成對(duì)應(yīng)功能模塊，從而通過對(duì)不同功能模塊的選擇和組合構(gòu)成滿足不同需求的產(chǎn)品。 通過模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可以簡(jiǎn)化開發(fā)設(shè)計(jì)過程，避免對(duì)不同產(chǎn)品中相同功能的重復(fù)開發(fā)，以 較少的開發(fā)獲得多種不同功能的產(chǎn)品。對(duì)功能模塊的不同組合可以構(gòu)建成多樣化的滿足用 戶需求的產(chǎn)品的特點(diǎn)，而且各個(gè)功能模塊又具有符合一定標(biāo)準(zhǔn)的物理和電氣接口，因此，在 模塊的劃分和接口定義與企業(yè)批量化生產(chǎn)中采購、物流、生產(chǎn)和服務(wù)的實(shí)際情況相對(duì)應(yīng)的 情況下，就可以用批量化生產(chǎn)的方式生產(chǎn)需要定制的產(chǎn)品。通過模塊化設(shè)計(jì)，僅需要改變模 塊的數(shù)量就可以對(duì)整個(gè)設(shè)備的性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，由于各個(gè)模塊之間性能和結(jié)構(gòu)的一致 性，就可以很容易地構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過大規(guī)模采購?fù)瑯恿慵?，設(shè)備的總體成本也可 以得到有效控制。相應(yīng)地，存貨管理、服務(wù)流程以及對(duì)技術(shù)人員和用戶的培訓(xùn)也可以得到進(jìn) 一步的優(yōu)化。采用模塊化設(shè)計(jì)，可以使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期快捷，產(chǎn)品的可靠性也從快速的設(shè) 計(jì)周期中得到提高。上述模塊化設(shè)計(jì)對(duì)于電力裝置而言同樣非常重要，以電力電子設(shè)備為例，一臺(tái)功 率轉(zhuǎn)換裝置通常包括多個(gè)功率轉(zhuǎn)換模塊，該功率轉(zhuǎn)換裝置將按照一定的要求，協(xié)調(diào)多個(gè)功 率轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行工作。為了能有效地構(gòu)建這種包括多個(gè)模塊的功率轉(zhuǎn)換裝置，就需要一種 適合的機(jī)柜，不僅可以同時(shí)容納多個(gè)功率轉(zhuǎn)換模塊以及相應(yīng)的電源和控制設(shè)備，并且還可 以給機(jī)柜內(nèi)的各種裝置提供合適的連線。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電力裝置的機(jī)柜，該機(jī)柜可以有效地容納多個(gè)電力 設(shè)備模塊，并且可以為其中發(fā)熱的部件提供有效的散熱。依照本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，提供了一種用于電力裝置的機(jī)柜，包括機(jī) 柜殼體；至少一層用于容納電力裝置模塊的區(qū)域；與電力裝置模塊區(qū)域隔開的電源裝置區(qū) 域；在機(jī)柜上與電力裝置模塊區(qū)對(duì)應(yīng)的位置，設(shè)置有至少一組通風(fēng)口 ；設(shè)置在電源裝置區(qū) 的控制器，；設(shè)置在機(jī)柜殼體的內(nèi)側(cè)的電源布線；用于連接電力裝置模塊區(qū)中的電力裝置模 塊和電源裝置區(qū)中的電源裝置；以及設(shè)置在機(jī)柜殼體的內(nèi)側(cè)的控制布線，，用于連接控制器 和電力裝置模塊。依照本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，該機(jī)柜中的電力裝置模塊區(qū)被設(shè)置為可 以容納至少一個(gè)電力裝置模塊；電力裝置模塊區(qū)中包括滑軌，電力裝置模塊安裝在該滑軌 上，并且可以通過該滑軌滑進(jìn)該電力裝置模塊區(qū)或是滑出該電力裝置模塊區(qū)。[0007]依照本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，該機(jī)柜中的電源布線被設(shè)置為相互避免 串?dāng)_；并且該電源布線和該控制布線被設(shè)置在機(jī)柜內(nèi)靠近殼體的位置。依照 本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，該機(jī)柜中每個(gè)電力裝置模塊包括隔擋 物，將電力裝置模塊內(nèi)部的帶電部件與外部操作環(huán)境隔開；該隔擋物上設(shè)置有通風(fēng)孔；每 個(gè)電力裝置模塊都包括接地線，并且各個(gè)模塊分別通過接地線與地連接。依照本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，該機(jī)柜中所述機(jī)柜的一面上設(shè)置有可以 打開和關(guān)閉的柜門；所述柜門上包括顯示器，該顯示器與機(jī)柜內(nèi)的電力裝置相連，并可以顯 示該電力裝置的工作狀態(tài)；柜門上還設(shè)置有人機(jī)操作界面，該人機(jī)操作界面與內(nèi)部電力裝 置相連，通過操作該人機(jī)操作界面，用戶可以控制該電力裝置的工作，柜門上還設(shè)置有鎖扣
直ο依照本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，該機(jī)柜中包括至少兩個(gè)如任一上述權(quán)利 要求所述的機(jī)柜，其中每個(gè)機(jī)柜組中至少一個(gè)機(jī)柜被設(shè)置為主機(jī)柜，每個(gè)機(jī)柜組中的其余 機(jī)柜被設(shè)置為從機(jī)柜。依照本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，該機(jī)柜中將主機(jī)柜中的控制器設(shè)置為與 機(jī)柜組中的所有機(jī)柜相連接，并配置為可以控制所有機(jī)柜中的電力裝置模塊，將從機(jī)柜中 的控制器設(shè)置為與本機(jī)柜中的各個(gè)電力裝置模塊相連，并配置為可以控制相連的電力裝置 模塊。依照本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，該機(jī)柜中每個(gè)機(jī)柜組中包括的多個(gè)機(jī)柜 以相鄰的方式設(shè)置。
本實(shí)用新型的這些和其他方面將從下面參照附圖的詳細(xì)描述中變得顯而易見，其 中圖IA示出了依照本實(shí)用新型的一種機(jī)柜的側(cè)視圖；以及圖IB示出了依照本實(shí)用新型的一種機(jī)柜的主視圖。
具體實(shí)施方式
依照本實(shí)用新型提出了這樣一種機(jī)柜系統(tǒng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較大強(qiáng)度，并可以承 載較多數(shù)量的電力裝置模塊。該機(jī)柜系統(tǒng)能夠根據(jù)對(duì)性能的實(shí)際要求，在每個(gè)機(jī)柜中設(shè)置 和連接適當(dāng)數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)模塊來構(gòu)建模塊化的電力裝置系統(tǒng)。并且在整個(gè)機(jī)柜系統(tǒng)包括多個(gè) 機(jī)柜的情況下，可以將多個(gè)機(jī)柜設(shè)置成為結(jié)合一體或是設(shè)置為彼此靠近。下面依照附圖對(duì) 本新型提出的機(jī)柜進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖IA所示，在依照本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，將容納電源終端(21)的 隔間(或稱為電源終端區(qū)域)設(shè)置在機(jī)柜的底部。這樣，就在不影響機(jī)柜中功率轉(zhuǎn)換模塊 的操作和安裝空間的前提下，使得位于機(jī)柜底部的電纜入口可以具有充裕的空間，底部的 功率終端可以被設(shè)置為充滿整個(gè)隔間。機(jī)柜的內(nèi)部分被為電力裝置模塊區(qū)域以及電源終端 區(qū)域。將電力裝置模塊區(qū)域設(shè)置為具有至少一層的結(jié)構(gòu)，每層可以容納多個(gè)模塊。如圖1 所示的裝置中，電力裝置模塊區(qū)被分成兩層，且每層可以容納三個(gè)電力裝置模塊(12)。如圖 1所示，每個(gè)機(jī)柜中可以設(shè)置有六個(gè)功率模塊，但是可以按照實(shí)際系統(tǒng)需要將機(jī)柜設(shè)計(jì)為適于容納其他數(shù)量的多個(gè)模塊。上述多個(gè)模塊分別接地，以減少由干擾帶來的問題。在具有多個(gè)功率模塊的一組電力裝置的情況下，該組設(shè)備中可以有至少一個(gè)設(shè)置 在電力裝置模塊區(qū)域中的主模塊。該主模塊與電源終端區(qū)域中的控制終端相連，并還與其 他從屬功率模塊分別相連，用于集中控制整組電力裝置中所有功率模塊的工作。主模塊的 控制功能中還可以包括備用電源的處理和保護(hù)。在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，通過從屬 模塊為每個(gè)機(jī)柜提供所需的能源。除了利用主功率模塊提供保護(hù)功能之外，還可以使用附 加的操作面板為系統(tǒng)電源的導(dǎo)入和導(dǎo)出提供總體斷開和保護(hù)功能。 在機(jī)柜中分開設(shè)置電源系統(tǒng)布線和控制系統(tǒng)布線。如圖IA所示，用于連接控制終 端和功率模塊的控制線路(18)設(shè)置在機(jī)柜的一側(cè)，輔助功率線路(20)和主功率線路(17， 19)設(shè)置在電源終端區(qū)域和功率模塊區(qū)域之間。功率線路(15)也可以設(shè)置在機(jī)柜裝置另一 側(cè)。如圖IB所示，位于上排的功率模塊和位于下排的功率模塊分別通過功率線路(15)連接 到電源單元。以此方式，功率線路有效地提供功率轉(zhuǎn)換模塊和其他耗電設(shè)備與電源單元之 間的連接，并且可以使得走線距離較短。將傳輸控制信號(hào)的線路(18)、輔助功率線路(20) 以及主電源線路(15，17，19)分別設(shè)置在不同的線路上，并使上述線路的走線盡量分隔開， 以最大程度地減弱電源電路對(duì)控制信號(hào)的影響。各個(gè)電力裝置模塊之間通過電纜系統(tǒng)連接。為了避免串?dāng)_，除保證電纜系統(tǒng)中不 同功能的線路采用單獨(dú)的走線之外，還可以預(yù)先采取其他措施。例如在各個(gè)電力裝置模塊 外采用適合的二極管、壓敏電阻、變壓器或?yàn)V波器等抗干擾器件。每個(gè)模塊上還設(shè)置有蓋 板，避免操作人員偶然接觸并干擾運(yùn)行中的部件。將機(jī)柜主體設(shè)計(jì)為可以提供電磁保護(hù)以 衰減電磁干擾。由于機(jī)柜內(nèi)部是帶有高電壓和高功率的帶電設(shè)備，因此機(jī)柜還需要具有安全機(jī) 構(gòu)。在機(jī)柜上設(shè)置有門鎖機(jī)構(gòu)，用于防止用戶接觸系統(tǒng)中運(yùn)行的部件，以確保用戶的電氣安 全。在機(jī)柜內(nèi)部，在諸如功率轉(zhuǎn)換模塊的帶電設(shè)備周圍還設(shè)置有帶孔的隔擋物，例如柵欄。 在用戶需要打開門對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候，上述柵欄可以防止操作人員不小心接觸到運(yùn)行 中的帶電部件。此外，在運(yùn)行的部件周圍設(shè)置警報(bào)部件，以提示意外接觸運(yùn)行部件的維護(hù)人 員。該警報(bào)部件可以是聲、光、電報(bào)警裝置等，并在維護(hù)人員靠近運(yùn)行部件或是接觸隔擋物 的時(shí)候報(bào)警。在電力裝置模塊區(qū)中設(shè)置有與電力裝置模塊對(duì)應(yīng)的滑軌，將各種電力裝置模塊放 置在滑軌上。在需要進(jìn)行模塊更換或維修的時(shí)候，利用滑軌將模塊滑進(jìn)滑出電力裝置模塊 區(qū)，以使得裝置操作和養(yǎng)護(hù)更便利?？蛇x擇地，在機(jī)柜的門上安裝人機(jī)接口(MMI)，以使得不必打開機(jī)柜就可以對(duì)內(nèi)部 的設(shè)備進(jìn)行觀察和操作。該人機(jī)接口可以是一組輸入輸出設(shè)備，例如顯示設(shè)備和輸入操作 信號(hào)的鍵盤等，通過控制電纜(18)與控制終端相連。該顯示設(shè)備上可以顯示關(guān)于功率轉(zhuǎn)換 器狀態(tài)的各種信息。用戶可以通過輸入設(shè)備進(jìn)行設(shè)置或操作調(diào)整，以改變功率轉(zhuǎn)換器的工 作狀態(tài)或依照當(dāng)前的狀態(tài)作出響應(yīng)。功率終端區(qū)域內(nèi)設(shè)置有所需的高功率輸入和輸出、直流和/或交流終端。在容納 各個(gè)終端之外，還要為電纜的入口和出口保留足夠空間。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，輸入和輸出 功率接地終端分開設(shè)置。如圖IB所示，將電源模塊互聯(lián)線路設(shè)計(jì)為具有較好熱容納性能，并且不干擾機(jī)柜內(nèi)部設(shè)置功率模塊的空間。可以通過單條通信線路將操作和控制信號(hào)以預(yù)定通信規(guī)格地發(fā) 送給各個(gè)模塊。如圖IA和B所示在機(jī)柜上設(shè)置通風(fēng)口(14)，作為利用氣流降溫的散熱系統(tǒng)。將此 散熱系統(tǒng)的氣流入口(14)設(shè)置在機(jī)柜的前門；將氣流出口，即廢氣排出口設(shè)置在機(jī)柜的后 門(未示出)。通過這樣的設(shè)置，在機(jī)柜正面設(shè)置冷卻空氣入口，背面設(shè)置廢氣出口，可以避 免進(jìn)出空氣的混合，獲得最好的氣流冷卻效果。在其他優(yōu)選實(shí)施方式中，亦可以將氣流的入 口和出口分別設(shè)置在機(jī)柜的左側(cè)或右側(cè)。在較大功率電子系統(tǒng)中，可以設(shè)置并行的多個(gè)機(jī)柜，并且設(shè)置具有保護(hù)機(jī)構(gòu)的機(jī) 柜。所述多個(gè)機(jī)柜可以彼此靠近設(shè)置，通過整個(gè)系統(tǒng)唯一的控制終端(主模塊)對(duì)此系統(tǒng) 中的多個(gè)模塊(例如三十個(gè)或是更多 從屬模塊)進(jìn)行操作控制。因此，在這樣的系統(tǒng)中，只 有一個(gè)機(jī)柜中包括主模塊，其他的機(jī)柜中包括的功率模塊都是從屬模塊。包括主模塊的機(jī) 柜作為整個(gè)系統(tǒng)的主機(jī)柜，其他機(jī)柜作為從屬機(jī)柜，接受主機(jī)柜中控制終端的控制。基于閱讀上述說明書，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以構(gòu)思出上述優(yōu)選實(shí)施方式之外的其他 變形方式。但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)根據(jù)下面所附的權(quán)利要求而不是上述優(yōu)選實(shí)施例而 確定。本實(shí)用新型的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍應(yīng)包括與上述實(shí)施方式所體現(xiàn)的整體構(gòu)思屬于 同一構(gòu)思內(nèi)的所有變形方式。
權(quán)利要求一種用于電力裝置的機(jī)柜，包括機(jī)柜殼體；至少一層用于容納電力裝置模塊的區(qū)域；與電力裝置模塊區(qū)域隔開的電源裝置區(qū)域；在機(jī)柜上與電力裝置模塊區(qū)對(duì)應(yīng)的位置，設(shè)置有至少一組通風(fēng)口；控制器，設(shè)置在電源裝置區(qū)；電源布線，設(shè)置在機(jī)柜殼體的內(nèi)側(cè)，用于連接電力裝置模塊區(qū)中的電力裝置模塊和電源裝置區(qū)中的電源裝置；以及控制布線，設(shè)置在機(jī)柜殼體的內(nèi)側(cè)，用于連接控制器和電力裝置模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)柜，其中電力裝置模塊區(qū)被設(shè)置為可以容納至少一個(gè)電力裝置模塊；電力裝置模塊區(qū)中包括滑軌，電力裝置模塊安裝在該滑軌上，并且可以通過該滑軌滑 進(jìn)該電力裝置模塊區(qū)或是滑出該電力裝置模塊區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)柜，其中 該電源布線，被設(shè)置為相互避免串?dāng)_；該電源布線和該控制布線被設(shè)置在機(jī)柜內(nèi)靠近殼體的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)柜，其中每個(gè)電力裝置模塊包括隔擋物，將電力裝置模塊內(nèi)部的帶電部件與外部操作環(huán)境隔開；該隔擋物上設(shè)置有通風(fēng)孔；每個(gè)電力裝置模塊都包括接地線，并且各個(gè)模塊分別通過接地線與地連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)柜，其中所述機(jī)柜的一面上設(shè)置有可以打開和關(guān)閉的柜門；所述柜門上包括顯示器，該顯示器與機(jī)柜內(nèi)的電力裝置相連，并可以顯示該電力裝置 的工作狀態(tài)；柜門上還設(shè)置有人機(jī)操作界面，該人機(jī)操作界面與內(nèi)部電力裝置相連，通過操作該人 機(jī)操作界面，用戶可以控制該電力裝置的工作； 柜門上還設(shè)置有鎖扣裝置。
6.一種用于電力裝置的機(jī)柜組，包括至少兩個(gè)如任一上述權(quán)利要求所述的機(jī)柜，其中 每個(gè)機(jī)柜組中至少一個(gè)機(jī)柜被設(shè)置為主機(jī)柜；每個(gè)機(jī)柜組中的其余機(jī)柜被設(shè)置為從機(jī)柜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)柜組，其中將主機(jī)柜中的控制器設(shè)置為與機(jī)柜組中的所有機(jī)柜相連接，并配置為可以控制所有機(jī) 柜中的電力裝置模塊；將從機(jī)柜中的控制器設(shè)置為與本機(jī)柜中的各個(gè)電力裝置模塊相連，并配置為可以控制 相連的電力裝置模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)柜組，其中每個(gè)機(jī)柜組中包括的多個(gè)機(jī)柜以相鄰的方式設(shè)置。
專利摘要一種用于電力裝置的機(jī)柜，包括機(jī)柜殼體，至少一層用于容納電力裝置模塊的區(qū)域，與電力裝置模塊區(qū)域隔開的電源裝置區(qū)域，在機(jī)柜上與電力裝置模塊區(qū)對(duì)應(yīng)的位置，設(shè)置有至少一組通風(fēng)口，控制器，設(shè)置在電源裝置區(qū)，電源布線，設(shè)置在機(jī)柜殼體的內(nèi)側(cè)，用于連接電力裝置模塊區(qū)中的電力裝置模塊和電源裝置區(qū)中的電源裝置以及控制布線，設(shè)置在機(jī)柜殼體的內(nèi)側(cè)，用于連接控制器和電力裝置模塊。
文檔編號(hào)H05K5/02GK201742657SQ20102050212
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
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