发明内容:本发明的目的是克服上述现有变换装置的缺点,提供了一
种采用横向通透结构的干式变压器、挂装功率单元的电力变换装置,
该装置能够大幅减小体积、重量和降低造价。而且,通过将从下向上
的通风方式改变为横向通风,使得从通透面积最大的面进风,并经最
短路径出风,使通风散热的效率最高,使变压器的温度均匀,延长了
整机特别是变压器的使用寿命。
本发明的挂装单元电力变换装置是通过以下步骤实现的:
挂装单元电力变换装置,包括用作切分单元的横向通透的干式变
压器、主控制器、功率单元和连线;变压器采用横向通透结构,进风
可经绕组间隙、铁芯,从另一侧排出,以形成横向通风路径。
通过切分单元将输入的交流电变换成M×N路、彼此间电位独立
的中间交流电。
所述功率单元按相、电位顺序安装在变压器器身或支架上;通过
支架或其它绝缘物阻挡,以加大流过功率单元之外风路的风阻,使流
过功率单元的通风量加大。
连线是从变压器到功率单元之间的导线。
该装置内的各零、部、器件按照其对温度耐受性的高低和发热量
的大小的优化组合,依次分布在所述横向通风的路径上。
所述横向通透的干式变压器的原边绕组与副边绕组内外放置或上
下放置,绕组线平绕或立绕,绕组按单匝、数匝或按组留有间隙,进
风通过绕组可达铁芯,并经最短路径排出。
所述功率单元包括由电解电容器、控制板、功率器件、散热器等
组成的整流滤波电路、逆变电路和控制电路。
所述的主控制器由中央处理器、检测电路、人机界面、开关控制
电路、通讯系统组成,分别连接M×N个功率单元控制板。
所述的切分单元输出端分别与M×N个整流滤波电路输入端连
接,对各路中间交流电进行整流滤波形成中间直流电。
各整流滤波电路的输出端连接本路中逆变单元的输入端;各路中
的功率单元控制板连接本路中逆变单元的控制端;通过控制使各路中
间直流电进行逆变,并串联各逆变电桥,将其输出同极性叠加,输出
相对较高电压的交流电;用软件或硬件控制,实现同极性叠加;通过
控制调节各路逆变电桥的开关周期,调节输出交流电的频率;通过控
制各逆变电桥中的开关元件,调节输出交流电的幅值。
所述的主控制器,当对变压器进行检测和控制时,可连接切分单
元。
所述主控制器与M×N个功率单元控制板的连接是无线收发器
或光纤或光耦;无线收发器可以是红外式、电磁波式和磁耦合式。
所述电力变换装置的所有零、部、器件在安装顺序上,综合考虑
它们对温度耐受性高低和发热量大小的优化要求,一般按照由低向
高、从前向后的顺序排列,使通风散热的效率最高。
所述支架由绝缘板制成,与变压器联接或以相对位置固定,增强
刚性。
所述连线由变压器绕组线延长担当,减少电气接点,降低成本,
避免不同电位的传输线缆的交叉,减少发生故障的因素。
所述电力变换装置在通透面积最大一侧进风,进风口装有除尘装
置,该装置可以是网、袋、膜、帘幕、静电以及迷宫式或吸附式等,
以滤除灰尘。
所述电力变换装置的出风口侧装有多个风机,含备用风机,由于
安装位置较低且易于观察,便于更换,更换时可开启备用风机,减少
对装置散热的影响。
由于采用横向通透结构的变压器,可以使从下向上的通风方式改
变为横向通风,使得从通透面积最大的面进风,并经最短路径出风,
使变压器的温度均匀,延长使用寿命,并且使维修简便,降低了使用
成本。
由于本装置的各零、部、器件是装在变压器器身或支架上的,并
且通风顺序是综合按照各零、部、器件对温度的耐受性高低和发热量
大小的要求,自低向高按优化顺序排列,并且从结构上加大流过各零、
部、器件之外风路的风阻,使流过零、部、器件的通风量加大;提高
了散热效率,节省了通风所需的能量,并且使连线设计简捷。
具体实施例:挂装单元电力变换装置,包括横向通透结构的干式变压
器(3、4)、主控制器、控制板6、功率单元2、电解电容5、散热器
7、功率器件8和连线等;变压器采用横向通透结构,进风可经绕组
4的间隙和铁芯3,从另一侧排出,以形成横向通风路径。所述功率
单元2按相、电位顺序直接安装在变压器器身或支架1上,通过支架
1或其它绝缘物阻挡,以加大流过功率单元2之外风路的风阻,使流
过功率单元2的通风量加大。连线是从变压器到功率单元2之间的导
线。
所述主控制器与M×N个功率单元控制板6的连接是无线收发器
或光纤或光耦;无线收发器可以是红外式、电磁波式和磁耦合式。
所述电力变换装置内的所有零、部、器件按照其对温度耐受性的
高低和发热量的大小的优化组合,依次分布在所述横向通风的路径
上。零、部、器件在安装顺序上可按照对温度耐受性的要求和发热量
的大小由低向高,从前向后排列。其实施例可以是:进风自电解电容
器5起,经控制板6、功率器件8、散热器7,经变压器排出。
所述支架1是由绝缘板制成的绝缘支架,与变压器联接或以相对
位置固定,增强刚性。
所述连线由变压器绕组线延长担当,可以减少电气接点、降低成
本、避免不同电位的传输线缆的交叉,减少发生故障的因素。
所述电力变换装置在通透面积最大一侧进风,并可以装有除尘装
置,该装置可以是网、袋、膜、帘幕、静电以及迷宫式或吸附式等,
以滤除灰尘;在出风侧装有多个风机,含备用风机,由于安装位置较
低且易于观察,便于更换,更换时可开启备用风机,减少对装置散热
的影响。