挂装单元电力变换装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN03147920.0

申请日:

2003.06.27

公开号:

CN1567686A

公开日:

2005.01.19

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||地址不明的通知收件人:马志刚文件名称:第一次审查意见通知书|||地址不明的通知收件人:马志刚文件名称:发明专利申请进入实质审查程序通知书|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H02M1/00; H02M3/00; H02M5/00; H02M7/00; H05K5/00; H05K7/00; H05K7/20

主分类号:

H02M1/00; H02M3/00; H02M5/00; H02M7/00; H05K5/00; H05K7/00; H05K7/20

申请人:

马志刚;

发明人:

马志刚

地址:

101407北京市怀柔区南华园4区55号楼

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种挂装单元电力变换装置,用于电机调速。该装置采用了横向通透结构的干式变压器,功率单元及控制器安装于变压器器身或支架上,各零、部、器件按照对温度耐受性和发热量的综合要求,从横向进风口至出风口优化组合排列通风顺序。该装置能够大幅减小体积、重量和降低造价,使变压器温度均匀,整机散热能力提高,从而节省了通风散热所需的能耗,延长了整机特别是变压器的是使用寿命,并且降低了对使用空间和维护的要求。

权利要求书

1、一种挂装单元电力变换装置,包括作为切分单元的干式变压
器、主控制器、功率单元和连线,其特征在于:
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;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,并分别连接M×N个功率单元控制板;功
率单元控制板由收发电路、检测电路、保护电路和驱动电路组成,
接受主控制器的指令、检测功率单元的工作状态并上传、驱动功率
器件;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;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优化组合,依次分布在所述横向
通风的路径上。
2、根据权利要求1所述的挂装单元电力变换装置,其特征在于:
所述横向通透结构的干式变压器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。
3、根据权利要求1所述的挂装单元电力变换装置,其特征在于:
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。
4、根据权利要求1所述的挂装单元电力变换装置,其特征在于:
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。
5、根据权利要求1所述的挂装单元电力变换装置,其特征在于:
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。
6、根据前面任何一个权利要求所述的挂装单元电力变换装置,
其特征在于:所述电力变换装置的所有零、部、器件在安装顺序上,
按照对温度耐受性高低和发热量大小的优化要求,由低向高从前向
后排列。
7、根据前面任何一个权利要求所述的挂装单元电力变换装置,
其特征在于: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。
8、根据前面任何一个权利要求所述的挂装单元电力变换装置,
其特征在于:所述连线由变压器绕组线延长担当。
9、根据前面任何一个权利要求所述的挂装单元电力变换装置,
其特征在于:所述电力变换装置从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。
10、根据前面任何一个权利要求所述的挂装单元电力变换装置,
其特征在于:所述电力变换装置的出风侧装有多个风机,含备用风
机,便于更换。

说明书

挂装单元电力变换装置

所属技术领域:本发明涉及广泛使用的电力变换装置,例如可用于电
机调速。

相关背景技术:目前,电力变换装置已经大量应用在需要节能的生产
环节,例如ZL95119585。9号发明专利所公开的《一种高电压电力
变换方法及其变换装置》已获得广泛应用。但其中的变压器仍使用传
统变压器,即通风散热路径自下向上,运行中温度下低上高,由于上
部温度长期较高,故容易从上部开始损坏,使变压器寿命缩短。而且
功率单元分装在另外的机柜中,需布设复杂的连线,况且由于功率单
元柜中的散热通风路径有长有短,要么散热不一致,要么设计制造复
杂。因此,现有的电力变换装置整机体积大,对使用空间和条件要求
高,成本高,维修复杂,散热效率低,用于通风散热的能量消耗较大。

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。

附图说明:(见图1、图2、图3)

图1 1:支架;2:功率单元;3:铁芯;4:绕组;

图2 5:电解电容;6:控制板;

图3 5:电解电容;6:控制板;7:散热器;8:功率器件。

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。

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本发明涉及一种挂装单元电力变换装置,用于电机调速。该装置采用了横向通透结构的干式变压器,功率单元及控制器安装于变压器器身或支架上,各零、部、器件按照对温度耐受性和发热量的综合要求,从横向进风口至出风口优化组合排列通风顺序。该装置能够大幅减小体积、重量和降低造价,使变压器温度均匀,整机散热能力提高,从而节省了通风散热所需的能耗,延长了整机特别是变压器的是使用寿命,并且降低了对使用空间和维护的要求。 。

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