一种变频器柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种变频器柜，包括功率柜和变压器柜。多个功率模块在竖直平面内以三主行、多列的形式排布安装在功率柜中，每一主行功率模块构成功率柜的一相功率模块组，其中，每个功率模块均通过电缆直接连接到所述变压器柜中的变压器的二次侧端子板上。本实用新型的变频器柜省去了功率柜中的接线端子板以及该接线端子板与变压器的二次侧端子板之间的接线，因此有效地降低了成本，使得整个变频器柜的接线工作变得容易。
【专利说明】一种变频器柜
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种变频器柜。
【背景技术】
[0002]电力系统中的变频器柜通常由变压器柜、功率柜(Inverter Cabinet)和控制柜等多个部分组成。功率柜中的各个功率模块通过电缆与变压器柜中的变压器连接。在现有技术中，功率柜中设有专门的接线端子板，每个功率模块的电缆连接至该接线端子板；同时变压器柜中也设有接线端子板，变压器绕组的电缆连接至变压器柜中的接线端子板；然后在接线端子板之间接线，以实现功率模块与变压器的最终连接。这样的接线方式显然较为繁琐且降低了系统的可靠性。
[0003]另外，在现有技术中，功率柜中的电缆布设较为混乱，使得在功率柜中的接线和检修工作变得困难，因为不同的电缆可能会缠绕在一起。混乱的电缆布设也会占据功率柜内较大的空间，造成功率柜的体积较为庞大。
实用新型内容
[0004]为了解决上述【背景技术】中的问题，本实用新型提出一种变频器柜。
[0005]本实用新型的变频器柜包括功率柜和变压器柜。多个功率模块在竖直平面内以三主行、多列的形式排布安装在功率柜中，每一主行功率模块构成功率柜的一相功率模块组，其中，每个功率模块均通过电缆直接连接到所述变压器柜中的变压器的二次侧端子板上。
[0006]所述变压器的二次侧端子板包括:分别用于连接功率模块和变压器的U相电缆、V相电缆和W相电缆的U相接线端子板、V相接线端子板和W相接线端子板，所述U相接线端子板、所述V相接线端子板和所述W相接线端子板设置在所述变压器柜的靠近所述功率柜的一侧。
[0007]优选地，连接至每一相功率模块组的电缆均在水平方向上延伸并从该相功率模块组的侧方伸出，并且连接至一相功率模块组的同一列功率模块的电缆在水平方向上延伸的部分的长度相同，而在与变压器柜由近及远的方向上，连接至一相功率模块组的不同列功率模块的电缆在水平方向上延伸的部分的长度逐渐增加。
[0008]优选地，在所述变频器柜的由前及后的方向上，连接至一相功率模块组的不同列功率模块的电缆在水平方向上延伸的部分的长度逐渐增加。
[0009]优选地，所述功率柜包括支架，所述支架包括在竖直平面内的三主行、多列的矩阵式单元，功率模块安装在各个矩阵式单元中，其中每个矩阵式单元安装有一个功率模块，或者每个矩阵式单元安装有由上及下排列的多个功率模块。
[0010]优选地，在每一相功率模块组的上方处，均固定设置有沿水平方向延伸的多个支撑架，连接至每一相功率模块组的电缆排布在各个支撑架上。
[0011]优选地,对于连接至每一相功率模块组中的每一列功率模块的电缆，随着功率模块由上及下的排布，电缆在支撑架上依次排布。[0012]优选地，所述支架包括多对立梁，相邻的两对立梁之间均限定一容纳功率模块的空间；在所述容纳功率模块的空间中设置多个水平滑轨，功率模块安装在所述水平滑轨上。
[0013]优选地，所述多对立梁上设置有三对横梁，所述支撑架设置在成对的横梁之间。
[0014]优选地，在每一个支撑架上安装一个或多个卡箍装置，所述卡箍装置与支撑架将电缆束缚在它们之间。
[0015]由于与现有技术相比，本实用新型的变频器柜省去了功率柜中的接线端子板以及该接线端子板与变压器柜中的接线端子板的接线，因此有效地提高了可靠性、降低了成本，而且便于整个变频器柜的接线和检修。
[0016]同时，在本实用新型的功率柜中，电缆的布设整齐而有规律，进一步使得功率柜中的接线和检修工作变得容易。另外，由于电缆整齐地排布在支撑架上，从而节省了功率柜的内部空间，使得功率柜的尺寸可以减小。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更好地描述本实用新型的实施例，绘制了以下附图。应当理解的是，附图仅是以示例的方式示出了本实用新型的优选实施例，而不应将附图解释为对本实用新型的限制，其中:
[0018]图1是本实用新型的变频器柜的功率柜的前视图，且示出了安装在其中的功率模块；
[0019]图2是本实用新型的变频器柜的功率柜的局部俯视图，其中示出了电缆的排布方式；
[0020]图3是本实用新型的变频器柜的功率柜的立体图，然而未示出安装在功率柜中的功率模块；
[0021]图4是本实用新型的变频器柜的局部俯视图，其中示出了电缆的排布方式以及功率模块与变压器的二次侧端子板的连接；
[0022]图5是本实用新型的变频器柜的功率柜的局部侧视图，其中示出了电缆支撑在支撑架上。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例，对本实用新型进行具体描述。应当理解的是:在下文的描述中，“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等术语仅用于表示参照附图所指示的方向；而“第一”、“第二”、“第三”等术语用于描述多个组成部分，但是这些组成部分之间不存在先后顺序，这些术语仅仅是为了将一个组成部分与另一组成部分区分。
[0024]如图1所示，本实用新型的变频器的功率柜10中安装有按照多行多列的方式排布的多个功率模块。在图1所示的实施例中，功率模块排布为三列，在与变压器柜(在图1中未示出)由远及近的方向上依次是第一列功率模块210、第二列功率模块220、第三列功率模块230。图1具体示出了功率模块总体上分为三主行,每一主行功率模块构成功率柜的一相功率模块组。在图中，每一主行的功率模块组包含三子行、三列共九个功率模块。然而，根据具体情况，每一相功率模块组(即每一主行的功率模块)可以包含更多或更少的子行和/或列的功率模块；或者尽管是三子行、三列的形式，但并不一定安装九个模块，而可以是八个或七个模块，等等。
[0025]图2是本实用新型的变频器柜的功率柜的局部俯视图，示出了连接至图1中最上面一相功率模块组的三列功率模块210、220和230的多根电缆310、320和330的排布情况。实际上，连接至其他相功率模块组的电缆的排布情况与最上面一相是相同的；因此可以认为，图2示出了连接至各相功率模块组的电缆的排布方式。如图2所示，连接至每一相功率模块组的三列功率模块210、220和230的电缆310、320和330均在该相功率模块组的上方水平延伸。当然，电缆310、320和330还可以在该相功率模块组的下方水平延伸。图2未示出的是，在水平延伸后，电缆310、320和330还从该相功率模块组的侧方伸出，以便连接至变压器柜中的变压器的二次侧端子板。对于电缆310、320和330在水平方向上延伸的部分，各根电缆310的长度彼此相同，各根电缆320的长度彼此相同，各根电缆330的长度也彼此相同，然而电缆310、320、330的长度逐渐变短。这种结构可以使得布线整洁。
[0026]图2示出的只是一种电缆排布的优选方式，即在变频器柜由前及后的方向上，依次排布电缆330、320和310。当然，在变频器柜由前及后的方向上，也可以依次排布电缆330,310和320，或者电缆320、330和310，只要保证电缆310的长度最长，电缆330的长度最短即可。
[0027]一般来说，功率柜10中的每个功率模块均为三相(U、V、W)输入。根据图1和图2的实施例，对于每一主行功率模块(即功率柜的一相功率模块组)，最上面的功率模块230的U相电缆Ul、V相电缆Vl、W相电缆Wl，中间的功率模块230的U相电缆U2、V相电缆V2、W相电缆W2，以及最下面的功率模块230的U相电缆U3、V相电缆V3、W相电缆W3在图2中依次排列，构成了电缆330。电缆320和310也以类似的方式构成。应当理解，U、V和W三相的顺序可以根据要求进行调整，本实用新型的范围不限于图示的U、V和W三相的排列顺序。
[0028]图3示出了本实用新型的变频器柜的功率柜的优选实施例，其中功率柜10包括用于安装功率模块的支架12。在图3所示的实施例中，支架12包含彼此平行地布置的六对(十二根)立梁1211、1212、1213、1214、1215、1216 (以下除非单独说明，统称为立梁121)，其中，立梁1211和1212、立梁1213和1214以及立梁1215和1216分别在其间限定一列用于容纳功率模块的空间，从而一共形成了三列空间。需要指出，立梁的数量(以及由此决定的用于容纳功率模块的列数)由变频器的功率决定，可以根据实际需要进行调整。
[0029]为了将功率模块安装在支架12上，并且为了在需要维修或更换功率模块时便于从支架12上取出功率模块，可以将用于支撑各个功率模块的水平滑轨123设置在各对立梁121上，如图3中所示。例如，在最右侧的一对立梁1216上设置水平滑轨1236，在一对立梁1215上设置水平滑轨1235，水平滑轨1236和1235位于同一高度(以下除非单独说明，否则统称水平滑轨123)，从而可以将一个功率模块(在图3中未示出)支撑在这对水平滑轨123上。通过设置多对滑轨123，可将多个功率模块支撑在立梁121之间。例如，可以在每两对立梁121 (立梁1211和1212、立梁1213和1214，或者立梁1215和1216)之间设置九对水平滑轨123，用于支撑九个功率模块，因此支架120最多可以支撑二十七个功率模块。当然，在保证功率模块稳固的前提下，本领域技术人员可以想到用其他方式将功率模块设置在各对立梁上，而不必采用如上所述的两个水平滑轨。另外，尽管设置了水平滑轨，但是根据变频器的功率大小，在某些水平滑轨上可以不放置功率模块。[0030]再次参照图3所示的实施例，优选地从下往上每隔三个功率模块在支架12上设置横梁122，其中支架的前面和后面均设置横梁。如图3所示，前后共设置了三对(共六根)横梁122，这样，一方面可以加强支架的强度，另一方面可以跨越前后成对的横梁122而固定多个支撑架128用于支撑电缆(更加清晰地如图5所示)。在图3中，三对横梁与六对立梁一起形成三主行、三列的矩阵式单元，每个单元可以容纳三个功率模块。连接至功率柜的同一相功率模块组(即同一主行功率模块)的电缆均在该相功率模块组上方最近的支撑架上水平延伸并从该相功率模块组的侧方伸出。在本实用新型的功率柜中，立梁、水平滑轨、横梁这三者中的任意两者均为相互垂直的位置关系。应当理解的是:设置横梁只是本实用新型的优选实施方式，支撑架可以以其他方式固定在支架12上。
[0031]图4示出了电缆与变压器柜30中的变压器的连接。所述变压器具有二次侧端子板，即U相接线端子板311、V相接线端子板312和W相接线端子板313，分别用于连接功率模块和变压器的U相电缆、V相电缆和W相电缆。为简明起见，图4未示出变压器的U相电缆、V相电缆和W相电缆。如图4所示，U相接线端子板311、V相接线端子板312和W相接线端子板313设置在变压器柜的靠近功率柜的一侧。在电缆310、320和330中，与功率模块210、220和230的U相输入端连接的所有电缆从功率模块的侧方伸出后直接连接至U相接线端子板311。同样地，与功率模块210、220和230的V相(或W相)输入端连接的所有电缆从功率模块的侧方伸出后直接连接至变压器柜中的V相(或W相)接线端子板312 (或313)。这样，不必在功率柜中设置接线端子板，从而省去了在功率柜的接线端子板和变压器柜的接线端子板之间的连线的工序，也因此降低了接线出现问题的风险。应当理解，前述U、V和W相的设置顺序不限于图示的方式，只要其能够与功率模块的相位连接正确即可。
[0032]图5是本实用新型的变频器柜的功率柜的局部侧视图。为简明起见，在图5中没有示出电缆的伸出部分。在图5中不仅可以看出电缆支撑在支撑架128上，还可以看出支撑架128上安装有卡箍装置129。如图5所示，在每个支撑架128上安装了一个卡箍装置。卡箍装置与支撑架将电缆束缚在二者之间，使得布设好的电缆不会散乱。优选地，支撑架128为u形或L形，而卡箍装置129为η形，如此的形状配合可以很好地将电缆310、320、330束缚在支撑架和卡箍装置之间。当然，其他形状的支撑架和卡箍装置也是可行的，以使电缆不会散乱为准。当然也可以在每个支撑架128上并排安装多个卡箍装置，所述多个卡箍装置与一个支撑架共同将电缆310、320、330束缚在其间。
[0033]本实用新型的范围不仅仅局限于以上描述的实施例，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的技术构思的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均落在由本实用新型的权利要求书限定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种变频器柜，包括功率柜和变压器柜，其特征在于，多个功率模块在竖直平面内以三主行、多列的形式排布安装在功率柜中，每一主行功率模块构成功率柜的一相功率模块组，其中，每个功率模块均通过电缆直接连接到所述变压器柜中的变压器的二次侧端子板上。
2.根据权利要求1所述的变频器柜，其特征在于，所述变压器的二次侧端子板包括:分别用于连接功率模块和变压器的U相电缆、V相电缆和W相电缆的U相接线端子板、V相接线端子板和W相接线端子板，所述U相接线端子板、所述V相接线端子板和所述W相接线端子板设置在所述变压器柜的靠近所述功率柜的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的变频器柜，其特征在于，连接至每一相功率模块组的电缆均在水平方向上延伸并从该相功率模块组的侧方伸出，并且连接至一相功率模块组的同一列功率模块的电缆在水平方向上延伸的部分的长度相同，而在与变压器柜由近及远的方向上，连接至一相功率模块组的不同列功率模块的电缆在水平方向上延伸的部分的长度逐渐增加。
4.根据权利要求3所述的变频器柜，其特征在于，在所述变频器柜的由前及后的方向上，连接至一相功率模块组的不同列功率模块的电缆在水平方向上延伸的部分的长度逐渐增加。
5.根据权利要求4所述的变频器柜，其特征在于，所述功率柜包括支架，所述支架包括在竖直平面内的三主行、多列的矩阵式单元，功率模块安装在各个矩阵式单元中，其中每个矩阵式单元安装有一个功率模块，或者每个矩阵式单元安装有由上及下排列的多个功率模块。
6.根据权利要求5所述的变频器柜，其特征在于，在每一相功率模块组的上方处，均固定设置有沿水平方向延伸的多个支撑架，连接至每一相功率模块组的电缆排布在各个支撑架上。
7.根据权利要求6所述的变频器柜，其特征在于，对于连接至每一相功率模块组中的每一列功率模块的电缆，随着功率模块由上及下的排布，电缆在支撑架上依次排布。
8.根据权利要求5所述的变频器柜，其特征在于，所述支架包括多对立梁，相邻的两对立梁之间均限定一容纳功率模块的空间；在所述容纳功率模块的空间中设置多个水平滑轨,功率模块安装在所述水平滑轨上。
9.根据权利要求8所述的变频器柜，其特征在于，所述多对立梁上设置有三对横梁，所述支撑架设置在成对的横梁之间。
10.根据权利要求6所述的变频器柜，其特征在于，在每一个支撑架上安装一个或多个卡箍装置，所述卡箍装置与支撑架将电缆束缚在它们之间。
【文档编号】H02M1/00GK203406772SQ201320477437
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年8月6日 优先权日:2013年8月6日
【发明者】丹尼尔·格贝尔, 罗珅 申请人:北京Abb电气传动系统有限公司