高压功率单元柜及功率单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了高压功率单元柜及功率单元。其中高压功率单元柜包括柜体及设于柜体内的多个功率单元，每个所述功率单元包括绝缘壳体及置于所述绝缘壳体内的内部器件，所述绝缘壳体上设有第一定位件及可与第一定位件相卡位的第二定位件，多个功率单元堆叠成三列并卡于所述柜体的底部和顶部之间，其中，上下相邻两功率单元之间通过所述第一定位件和第二定位件相卡位而进行定位。本实用新型可通过将多个功率单元直接堆叠成三列来搭建成高压功率单元柜，柜体内部空间利用率高，所形成单元柜体积较小，而且无需借助角块或螺钉等配件来进行固定，装配过程简单，成本较低。
【专利说明】
高压功率单元柜及功率单元
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子设备【技术领域】，更具体地涉及一种可堆叠的功率单元以及由该功率单元堆叠而成的高压功率单元柜。
【背景技术】
[0002]SVG是由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。高压SVG一般都是由高压功率单元(链节)串联而实现高压输出。如图1所示，常规高压SVG单元柜10主要包括柜体11、冷却风机12及多个功率单元13，其中，冷却风机12设于柜体11的顶部，柜体11内设有三个绝缘横梁14，多个功率单元13安装在三个绝缘横梁14上而排成三排以构成三相(A、B、C相)功率输出，每一排中相邻两功率单元13通过串联铜排15进行电性连接，每个功率单元通过单元固定件16例如导轨或角块等以及紧固件(未标示)例如螺钉等固定安装在相应的绝缘横梁14上。
[0003]上述常规高压SVG单元柜具有如下缺点:1、功率单元只能排列呈三排，而每一行需有绝缘横梁隔开，内部结构不紧凑，从而导致单元柜体积大，空间利用率低；2、每个功率单元都需要借助固定件例如导轨或角块等以及紧固件例如螺钉等进行固定，结构成本高；
3、内部结构件较多，装配生产过程耗时耗力，组装成本高。
[0004]鉴于此，有必要提供一种可堆叠的功率单元及相应的高压功率单元柜以解决上述缺陷。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的一个技术问题是提供一种可堆叠的功率单元以搭建一种小体积、低成本的高压功率单元柜。
[0006]本实用新型要解决的另一个技术问题是提供一种小体积、低成本的高压功率单元柜。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种可堆叠的功率单元，其包括绝缘壳体及置于所述绝缘壳体内的内部器件，所述绝缘壳体上设有第一定位件及可与第一定位件相卡位的第二定位件，多个所述功率单元堆叠成一列时，上下相邻两功率单元之间通过所述第一定位件和第二定位件相卡位而进行定位。
[0008]优选地，所述第一定位件设在所述绝缘壳体的顶面，所述第二定位件设在所述绝缘壳体的底面；所述第一定位件为定位孔，所述第二定位件为可插入所述定位孔的定位销，或是，所述第二定位件为定位孔，所述第一定位件为可插入所述定位孔的定位销。
[0009]优选地，所述绝缘壳体的顶面设有四个第一定位件，四个所述第一定位件分布在绝缘壳体的顶面的四个角落处；相应地，所述绝缘壳体的底面设有四个第二定位件，四个所述第二定位件分布在绝缘壳体的底面的四个角落处。
[0010]优选地，所述内部器件上设有两输出铜排，两所述输出铜排伸出所述绝缘壳体外。
[0011]为了解决上述技术问题，本实用新型还提供一种高压功率单元柜，其包括柜体及设于柜体内的多个功率单元,每个所述功率单元包括绝缘壳体及置于所述绝缘壳体内的内部器件，所述绝缘壳体上设有第一定位件及可与第一定位件相卡位的第二定位件，多个功率单元堆叠成三列并卡于所述柜体的底部和顶部之间，其中，上下相邻两功率单元之间通过所述第一定位件和第二定位件相卡位而进行定位。
[0012]优选地，还包括底部固定板和顶部固定板，所述底部固定板固定在所述柜体的底部，其上设有三组所述第一定位件而分别与位于最底层的三个功率单元的第二定位件相卡位，所述顶部固定板固定在所述柜体的顶部，其上设有三组所述第二定位件而分别与位于最顶层的三个功率单元的第一定位件相卡位。
[0013]优选地，所述第一定位件设在所述绝缘壳体的顶面，所述第二定位件设在所述绝缘壳体的底面；所述第一定位件为定位孔，所述第二定位件为可插入所述定位孔的定位销，或是，所述第二定位件为定位孔，所述第一定位件为可插入所述定位孔的定位销。
[0014]优选地，所述绝缘壳体的顶面设有四个第一定位件，四个所述第一定位件分布在绝缘壳体的顶面的四个角落处；相应地，所述绝缘壳体的底面设有四个第二定位件，四个所述第二定位件分布在绝缘壳体的底面的四个角落处。
[0015]优选地，所述内部器件上设有两输出铜排，两所述输出铜排伸出所述绝缘壳体外并分别向上、向下弯折，上下相邻两功率单元的相邻输出铜排通过一串联铜排相连。
[0016]优选地，所述柜体的背面设有多个散热开口，所述多个散热开口与多个功率单元
--对应。
[0017]与现有技术相比，实用新型的功率单元设有可相互堆叠并进行卡位固定的绝缘壳体，基于该结构设计的多个功率单元可被直接堆叠成三列来搭建成高压功率单元柜，由于功率单元是竖向紧密堆叠在一起而非横向有间隔的排列，相比同等容量的常规高压功率单元柜，其占地面积及整体体积明显减小，空间利用率高；而且装配过程无需借助角块或螺钉等配件来进行固定，减少内部结构件和装配工作量，提高生产效率，降低生产成本。
[0018]通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为现有常规高压功率单元柜的结构示意图。
[0020]图2为本实用新型可堆叠的功率单元一实施例的立体图。
[0021]图3为图2所示功率单元的另一角度立体图。
[0022]图4展示了本实用新型高压功率单元柜一实施例的组装过程。
[0023]图5为图4所示高压功率单元柜组装完成的立体图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]图2至图3展示了本实用新型可堆叠的功率单元的一实施例。
[0026]参照图2和图3，本实施例的可堆叠的功率单元110包括绝缘壳体111及置于所述绝缘壳体111内的内部器件112。所述绝缘壳体111上设有第一定位件及可与第一定位件相卡位的第二定位件，多个所述功率单元堆叠成一列时，上下相邻两功率单元110之间通过所述第一定位件和第二定位件相卡位而进行定位。
[0027]在本实用新型中，所述“堆叠”是指多个功率单元110在垂直方向上逐个叠加在一起，上下相邻两功率单元110的绝缘壳体111彼此贴紧。上下相邻两功率单元110之间的定位是指:上功率单元110的第一定位件与下功率单元110的第二定位件相卡位而进行定位；或者，上功率单元110的第二定位件与下功率单元110的第一定位件相卡位而进行定位。其中，所述“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。
[0028]为了方便安装，在某些实施例，例如本实施例中，第一定位件设置在绝缘壳体111的顶面上，第二定位件设置在绝缘壳体111的底面上。而且，采用定位孔Illa来作为第一定位件，相应地，采用可插入所述定位孔Illa的定位销Illb来作为第二定位件。可理解地，在某些其它实施例中，也可将第一定位件设置在绝缘壳体111上部的侧面上，而第二定位件设置在绝缘壳体111下部的相应侧面上，第一定位件和第二定位件分别采用定位环和定位栓的结构来实现，当然也可采用卡勾、卡扣或其它可进行相卡位的结构来实现。
[0029]为了使得功率单元110之间的堆叠更为稳固，在某些实施例，例如本实施例中，每个绝缘壳体111上所设第一定位件的数量有四个，四个所述第一定位件分布在绝缘壳体111的顶面的四个角落处；相应地，每个绝缘壳体111上所设第二定位件的数量也有四个，四个所述第二定位件分布在绝缘壳体111的底面的四个角落处。也即，在本实施例中，绝缘壳体111的顶面上形成有四个定位孔111a，其底面在相应位置处形成有四个定位销111b，堆叠时，上一个功率单元110的四个定位销Illb刚好卡入下一个功率单元110的四个定位孔Illa内。
[0030]为了便于相邻两功率单元110实现电性连接，在本实施例中，内部器件112上设有两输出铜排112a、112b，两输出铜排112a、112b分别从开设于绝缘壳体111上的两通孔伸出来并分别向上、向下弯折，基于此设计，功率单元110堆叠后上下相邻两功率单元110的相邻输出铜排112a、112b可通过一串联铜排112c形成电性连接。
[0031]参照图4至图5，基于上述的可堆叠的功率单元110，本实用新型还提供了一种高压功率单元柜100，其既可应用于高压SVG’也可应用于高压变频器。该高压功率单元柜100包括柜体120、设于柜体120上的冷却风机130及设于柜体120内的多个上述功率单元110。为了增强整个单元柜100的散热性能，在本实施例中，柜体120的背面设有多个散热开口160，多个散热开口 160与多个功率单元110——对应。
[0032]由于功率单元110可进行堆叠，通过将多个功率单元110堆叠成三列且将每一列中的功率单元110进行电性连接则构成所需的三相功率输出，例如，图5所示的单元柜100中的功率单元110从左到右分别为A相功率单元、B相功率单元和C相功率单元。堆叠时，上下相邻两功率单元110之间通过其上的定位孔11 Ia和定位销Illb之间的相卡位来实现定位。利用过盈配合的压力作用或是采用固定件可使得每一列功率单元110最终卡于所述柜体120的底部和顶部之间。
[0033]为了更方便且更牢固地将功率单元110固定到柜体120内，本实施例的高压功率单元柜100还包括底部固定板140和顶部固定板150，所述底部固定板140的底面固定在所述柜体120的底部，其顶面设有三组第一定位件(该第一定位件的结构与功率单元110上定位孔Illa的结构相同)而分别与位于最底层的三个功率单元110的第二定位件(也即定位销Illb)相卡位，所述顶部固定板150的底面设有三组第二定位件(该第二定位件的结构与功率单元110上定位销Illb的结构相同)而分别与位于最顶层的三个功率单元110的第一定位件(也即定位孔Illa)相卡位。
[0034]安装时，最底层的功率单元110通过其上定位销Illb与底部固定板140上定位孔(图未示)的配合直接堆叠在单元柜100的底部固定板140上，上一层功率单元110直接堆叠到下一层功率单元I1上面，以此类推完成所有功率单元110的堆叠后，顶部固定板150直接被推入最顶层功率单元110与柜体120顶部之间的空隙，从而顶部固定板150固定在柜体120顶部，其底面的定位销(图未示)卡入最顶层功率单元110上的定位孔Illa内而将所有功率单兀110都挤压固定在柜体120内，最后，利用串联铜排112c把每一列功率单元110的输出铜排112a和112b进行串联连接，一个完整的高压功率单元柜100完成装配。
[0035]如上所述，实用新型的功率单元设有可相互堆叠并进行卡位固定的绝缘壳体，基于该结构设计的多个功率单元可被直接堆叠成三列来搭建成高压功率单元柜，由于功率单元是竖向紧密堆叠在一起而非横向有间隔的排列，相比同等容量的常规高压功率单元柜，其占地面积及整体体积明显减小，空间利用率高；而且装配过程无需借助角块或螺钉等配件来进行固定，减少内部结构件和装配工作量，提高生产效率，降低生产成本。
[0036]可理解地，本实用新型中的第一定位件和第二定位件并不限于上述情况，在其它实施例中，也可在功率单元的顶面形成定位销，而在其底面形成定位孔；定位销和定位孔的数量并不限于四个，其可根据具体需要进行选择，当将定位销的截面设计为较大的三角形、四边形等形状时，单独通过一个定位销和一个定位孔则可实现定位。
[0037]以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。
【权利要求】
1.一种可堆叠的功率单元，其特征在于:包括绝缘壳体及置于所述绝缘壳体内的内部器件，所述绝缘壳体上设有第一定位件及可与第一定位件相卡位的第二定位件，多个所述功率单元堆叠成一列时，上下相邻两功率单元之间通过所述第一定位件和第二定位件相卡位而进行定位。
2.如权利要求1所述的可堆叠的功率单元，其特征在于:所述第一定位件设在所述绝缘壳体的顶面，所述第二定位件设在所述绝缘壳体的底面；所述第一定位件为定位孔，所述第二定位件为可插入所述定位孔的定位销，或是，所述第二定位件为定位孔，所述第一定位件为可插入所述定位孔的定位销。
3.如权利要求2所述的可堆叠的功率单元，其特征在于:所述绝缘壳体的顶面设有四个第一定位件，四个所述第一定位件分布在绝缘壳体的顶面的四个角落处；相应地，所述绝缘壳体的底面设有四个第二定位件，四个所述第二定位件分布在绝缘壳体的底面的四个角落处。
4.如权利要求1-3任一项所述的可堆叠的功率单元，其特征在于:所述内部器件上设有两输出铜排，两所述输出铜排伸出所述绝缘壳体外。
5.一种高压功率单元柜，包括柜体及设于柜体内的多个功率单元，其特征在于:每个所述功率单元包括绝缘壳体及置于所述绝缘壳体内的内部器件，所述绝缘壳体上设有第一定位件及可与第一定位件相卡位的第二定位件，多个功率单元堆叠成三列并卡于所述柜体的底部和顶部之间，其中，上下相邻两功率单元之间通过所述第一定位件和第二定位件相卡位而进行定位。
6.如权利要求5所述的高压功率单元柜，其特征在于:还包括底部固定板和顶部固定板，所述底部固定板固定在所述柜体的底部，其上设有三组所述第一定位件而分别与位于最底层的三个功率单元的第二定位件相卡位，所述顶部固定板固定在所述柜体的顶部，其上设有三组所述第二定位件而分别与位于最顶层的三个功率单元的第一定位件相卡位。
7.如权利要求5所述的高压功率单元柜，其特征在于:所述第一定位件设在所述绝缘壳体的顶面，所述第二定位件设在所述绝缘壳体的底面；所述第一定位件为定位孔，所述第二定位件为可插入所述定位孔的定位销，或是，所述第二定位件为定位孔，所述第一定位件为可插入所述定位孔的定位销。
8.如权利要求7所述的高压功率单元柜，其特征在于:所述绝缘壳体的顶面设有四个第一定位件，四个所述第一定位件分布在绝缘壳体的顶面的四个角落处；相应地，所述绝缘壳体的底面设有四个第二定位件，四个所述第二定位件分布在绝缘壳体的底面的四个角落处。
9.如权利要求5所述的高压功率单元柜，其特征在于:所述内部器件上设有两输出铜排，两所述输出铜排伸出所述绝缘壳体外并分别向上、向下弯折，上下相邻两功率单元的相邻输出铜排通过一串联铜排相连。
10.如权利要求5-9任一项所述的高压功率单元柜，其特征在于:所述柜体的背面设有多个散热开口，所述多个散热开口与多个功率单元一一对应。
【文档编号】H02J3/18GK203942284SQ201420340794
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】殷江洪, 阮舜辉 申请人:深圳市英威腾电气股份有限公司