[发明专利]一种功率柜

说明书

本发明公开了一种功率柜，功率单元、脉冲控制模块和散热风机均采用抽屉式结构，推入、固定在柜体的骨架上，并从骨架的外侧进行紧固。承载板设置于骨架上，功率单元布置于承载板的上方，风机布置于承载板下方的对应位置，功率单元和风机推入固定后均与承载板上的风道口对齐并紧固，冷却风从柜体下方进入经风机、功率单元向柜体上方流动。功率单元包括功率模块、支撑电容和第一复合母排，功率模块、支撑电容均电连接至第一复合母排。功率模块通过两两并联组成U、V、W三相交流，并通过均流排连接至交流输出铜排上。本发明能够解决现有功率单元不能直接进行功率等级和容量拓展，不便于功率柜模块化和平台化发展，且成本高和维护不便的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种模块化、系列化的低压通用变频器功率柜。

背景技术

目前，电机驱动领域的变流系统应用非常广泛，主要应用于石油钻井、海洋装备、矿山机械、冶金等行业领域。通用变频器功率单元作为低压传动产品的核心部件，通过控制功率模块的开通和关断，来改变输入电压的特性，起到整流和逆变的作用。国内市场主要由外资品牌占据，ABB的ACS800和ACS880两种产品系列已经有较高的市场占有率，并形成了200V到690V的电压等级覆盖。西门子的S120系列有书本型、装机装柜型结构，装机装柜型模块有FX-JX等不同型号，电压等级为660-690V，功率覆盖：75-1200kW@690V。其它厂家如汇川、英威腾等亦有相关的产品。低压传动功率单元产品通常采用交流690V与400V(兼容380V)电压等级，功率覆盖范围从75kW到900kW之间。低压传动变流器的关键部件功率单元价格昂贵，成本较高，且产品类型多样化、复杂化，通用性不强，不利于模块化的生产和平台化的管理。

在现有技术中，与本发明申请最为接近的主要有如下技术方案：

现有技术1为国家电网公司、中国电力科学研究院、国网安徽省电力公司于2013年06月21日申请，并于2013年11月20日公开，公开号为CN103401434A的中国发明申请《一种大功率变流器功率单元》。该发明申请公开了一种大功率变流器功率单元，包括功率单元整体框架和位于功率单元整体框架内部的叠层母排、功率元件IGBT及其驱动器、电容支撑板、支撑电容阵列、散热器固定板、散热器、风机安装板和散热风机。功率单元整体框架包括位于功率单元整体框架的后面的长方形安装板，支撑电容阵列通过电容支撑板安装在安装板上。散热风机通过风机安装板安装在安装板上。功率元件IGBT及其驱动器通过散热器固定板固定在安装板上。叠层母排平行于安装板，将主要元器件安装在一个安装板上，将所有器件整合封装成一个功率单元。

现有技术2为阳光电源股份有限公司于2011年03月11日申请，并于2011年05月25日公开，公开号为CN102075067A的中国发明申请《风能变流器模组功率单元》。该发明申请公开了一种风能变流器模组功率单元，包括箱体，箱体内自上而下依次安装机侧IGBT功率单元、直流电容阵列和网侧IGBT功率单元，机侧IGBT功率单元、网侧IGBT功率单元和直流电容阵列均位于压合母排的同一侧，机侧IGBT功率单元通过机侧液冷板固定在箱体上，网侧IGBT功率单元通过网侧液冷板固定在箱体上。该发明在箱体内自上而下依次安装机侧IGBT功率单元、直流电容阵列和网侧IGBT功率单元。

现有技术3为东方电气集团东方汽轮机有限公司、四川东方电气自动控制工程有限公司于2013年09月29日申请，并于2014年01月08日公开，公开号为CN103501118A的中国发明申请《一种热管型风电变流器功率单元》。该发明申请公开了一种热管型风电变流器功率单元，包括由功率开关IGBT组成逆变桥及其控制保护电路，逆变桥配有直流输入母线、交流输出引线和散热器。散热器包括基板、翅片和热管，基板的上表面设置有凹槽、埋入热管，热管对应发热元件的位置设置，翅片垂直于基板、间隙分布在基板下方。热管是中空密闭的铜管，内部充有沸点低的冷凝液。