專利名稱：兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子變流器領(lǐng)域，尤其是涉及一種兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置。
背景技術(shù)：
風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，我國風能資源豐富，近幾年來國家政策大力扶持風電產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)在兆瓦級風電變流器的研發(fā)上也取得了較大進展。在兆瓦級變流器裝置應用中，主電路的器件體積和熱功率都比較大，比如大功率的IGBT模塊，電抗器。所有這些發(fā)熱元件都會使裝置的溫度升高，從而導致裝置內(nèi)部的元器件性能變差，壽命變短。目前，現(xiàn)有的兆瓦級風電變流器裝置中的變流器單元多以單相作為一獨立單元， 雖然安裝操作方便，但會導致變流器單元體積增大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不緊湊，進而導致裝置整體結(jié)構(gòu)尺寸較大，為變流器的運輸及安裝帶來不便。在散熱方式上，現(xiàn)有風電變流器多采用單獨的風冷或水冷方式為系統(tǒng)散熱。采用風冷方式，系統(tǒng)復雜性低，但冷卻效果有限，對于大功率IGBT模塊及電抗器等發(fā)熱量大的元器件很難起到理想的散熱效果。采用水冷方式散熱，冷卻效果優(yōu)于單獨采用風冷方式散熱，但是其散熱效果較集中，只能將元器件自身的熱量帶走，對于無法采用水冷方式散熱的電容矩陣則起不到冷卻效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小且散熱效果好的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置。根據(jù)本發(fā)明實施例的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，包括殼體，所述殼體沿左右方向依次分成變流器單元柜部分，機側(cè)柜部分和網(wǎng)側(cè)柜部分，所述變流器單元柜部分的上端設(shè)有出口，所述變流器單元柜部分的下部設(shè)有進口 ；變流器單元柜，所述變流器單元柜設(shè)在所述變流器單元柜部分內(nèi)且具有柜體，所述柜體的上端設(shè)有分別與所述出口連通的第一和第二出風口，所述柜體的下部設(shè)有鄰近所述柜體的下端且與所述進口連通的第一和第二進風口；整流單元，所述整流單元設(shè)在所述柜體內(nèi)且包括第一底板、第一 IGBT模塊和第一電容矩陣，所述第一 IGBT模塊和第一電容矩陣設(shè)在所述第一底板的第一表面上，所述第一底板與所述柜體的前板、后板和第一側(cè)板圍成第一風道，所述第一風道分別與所述第一進風口和所述第一出風口連通；和逆變單元，所述逆變單元設(shè)在所述柜體內(nèi)且包括第二底板、第二 IGBT模塊和第二電容矩陣，所述第二 IGBT模塊和第二電容矩陣設(shè)在所述第二底板的第一表面上，所述第二底板與所述柜體的前板、后板和第二側(cè)板圍成第二風道，所述第二風道分別與所述第二進風口和所述第二出風口連通，其中所述第一底板的第二表面與所述第二底板的第二表面相對且間隔開以形成沿上下方向延伸的底板間隙；第一和第二離心風扇，所述第一離心風扇設(shè)在所述第一風道的下部用于將冷風在所述第一風道內(nèi)從所述第一進風口朝向所述第一出風口吹送，所述第二離心風扇設(shè)在所述第二風道的下部用于將冷風在所述第二風道內(nèi)從所述第二進風口朝向所述第二出風口吹送；和第一和第二水冷管路，所述第一和第二水冷管路設(shè)在所述底板間隙內(nèi)，所述第一冷卻管路用于冷卻所述第一 IGBT模塊且所述第二冷卻管路用于冷卻所述第二 IGBT模塊；機側(cè)接觸器、同步投切接觸器、準同期同步投切斷路器和空心電感，所述機側(cè)接觸器和同步投切接觸器沿所述殼體的前后方向設(shè)在所述機側(cè)柜部分內(nèi)的上部，所述準同期同步投切斷路器和空心電感沿所述殼體的前后方向設(shè)在所述機側(cè)柜部分內(nèi)的下部且位于所述機側(cè)接觸器和同步投切接觸器下方；第一和第二電抗器、網(wǎng)側(cè)斷路器和濾波電容，所述濾波電容設(shè)在所述網(wǎng)側(cè)柜部分內(nèi)的上部后側(cè)，所述第一和第二電抗器設(shè)在所述網(wǎng)側(cè)柜部分內(nèi)的后側(cè)且沿所述殼體的上下方向設(shè)置并位于所述濾波電容下方，所述網(wǎng)側(cè)斷路器設(shè)在所述網(wǎng)側(cè)柜部分內(nèi)的中部位于所述第一和第二電抗器前側(cè)；和第三水冷管路，所述第三水冷管路分別設(shè)在所述網(wǎng)側(cè)柜和所述機側(cè)柜內(nèi)，用于分別對所述第一和第二電抗器進行冷卻。根據(jù)本發(fā)明實施例的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，通過將第一 IGBT模塊和第一電容矩陣設(shè)置在第一底板上，將第二 IGBT模塊和第二電容矩陣設(shè)置在第二底板上， 且將第一水冷管路和第二水冷管路設(shè)置底板間隙內(nèi)，使得變流器單元柜結(jié)構(gòu)緊湊且體積小，且通過合理布局機側(cè)柜部分和網(wǎng)側(cè)柜部分內(nèi)的各種元器件的位置，減小各個元器件的間距，進而減小了兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置的體積，方便運輸和安裝，又由于整流單元和逆變單元分別位于第一風道和第二風道內(nèi)，實現(xiàn)了對第一電容矩陣和第二電容矩陣的強迫風冷，且設(shè)置有第一水冷管路和第二水冷管路對第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊進行水冷散熱，設(shè)置有第三水冷管路對第一電抗器和第二電抗器進行水冷散熱，兩種散熱方式結(jié)合，使得兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置的散熱效果顯著提高，提高了各種元器件的性能，延長了使用壽命。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第三水冷管路與所述第一和第二水冷管路相連， 提高兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置的水冷散熱效果，延長使用壽命。進一步地，所述第一至第三水冷管路的進水口位于所述殼體的下部，所述第一至第三水冷管路的出水口位于所述殼體的上部，以便冷卻水沿從下向上的方向循環(huán)，進一步提高兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置的水冷散熱效果，延長使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述變流器單元柜部分的進口處設(shè)有過濾器和離心風扇，防止空氣中的灰塵進入到變流器單元柜內(nèi)而影響元器件的性能。具體地，所述過濾器為格柵，所述離心風扇設(shè)在所述變流器單元柜部分內(nèi)，防止空氣中的灰塵進入到變流器單元柜內(nèi)而影響元器件的性能。
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根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述柜體的上端設(shè)有支承風道，所述支承風道具有底部入口和頂部出口，所述支承風道的底部入口與所述第一和第二出風口連通，所述頂部出口與所述變流器單元柜部分的出口連通，防止了從第一風道和第二風道排出的風回流到第一風道和第二風道內(nèi)而影響風冷散熱效果。進一步地，所述支承風道內(nèi)設(shè)有軸流風扇，用于將從所述第一風道和第二風道排出的風從所述頂部出口和所述出口排出，進一步防止了從第一風道和第二風道排出的風回流到第一風道和第二風道內(nèi)而影響風冷散熱效果。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一底板的第二表面上設(shè)有第一絕緣墊板，所述第一電容矩陣內(nèi)的第一電容穿過所述第一底板固定在所述第一絕緣墊板上，所述第二底板的第二表面上設(shè)有第二絕緣墊板，所述第二電容矩陣內(nèi)的第二電容穿過所述第二底板固定在所述第二絕緣墊板上，實現(xiàn)了第一電容矩陣與第一底板和第二電容矩陣與第二底板之間的電氣絕緣。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置的柜體的主視圖；圖2是圖1所示的柜體的左視圖；圖3是圖1所示的柜體的俯視圖；圖4是圖1所示的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置內(nèi)部的主視圖；圖5是圖4所示的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置內(nèi)部的后視圖；圖6是圖4所示的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置內(nèi)部的左視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置中的變流器單元柜的內(nèi)部主視圖；和圖8是圖7所示的變流器單元柜的內(nèi)部右視圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復參考數(shù)字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。下面參考圖1-圖8描述根據(jù)本發(fā)明實施例的一種兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置100。根據(jù)本發(fā)明實施例的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置100，包括殼體1、變流器單元柜2、機側(cè)接觸器3、同步投切接觸器4、準同期同步投切斷路器5、空心電感6、第一電抗器7、第二電抗器8、網(wǎng)側(cè)斷路器9、濾波電容13和第三水冷管路14，其中，殼體1沿左右方向依次分成變流器單元柜部分10，機側(cè)柜部分11和網(wǎng)側(cè)柜部分12，變流器單元柜部分 10的上端設(shè)有出口(圖未示出)，變流器單元柜部分10的下部設(shè)有進口(圖未示出)。變流器單元柜2設(shè)在變流器單元柜10部分內(nèi)且具有柜體20、整流單元21、逆變單元23、第一離心風扇26、第二離心風扇27、第一水冷管路(圖未示出)和第二水冷管路 (圖未示出)，其中，柜體20的上端設(shè)有分別與出口連通的第一出風口 201和第二出風口 202，柜體20的下部設(shè)有鄰近柜體20的下端且與進口連通的第一進風口 203和第二進風口 204。整流單元21設(shè)在柜體20內(nèi)且包括第一底板210、第一 IGBT模塊211和第一電容矩陣212，第一 IGBT模塊211和第一電容矩陣212設(shè)在第一底板210的第一表面(如圖8中所示的左表面)上，第一底板210與柜體20的前板(圖未示出)、后板(圖未示出)和第一側(cè)板(圖未示出)圍成第一風道22，第一風道22分別與第一進風口 203和第一出風口 201 連通，即整流單元21位于第一風道22內(nèi)，在本發(fā)明的一個示例中，第一 IGBT模塊211為沿上下方向排列的三相IGBT模塊。逆變單元23設(shè)在柜體20內(nèi)且包括第二底板230、第二 IGBT模塊231和第二電容矩陣232，第二 IGBT模塊231和第二電容矩陣232設(shè)在第二底板230的第一表面(如圖8 中所示的右表面)上，第二底板230與柜體20的前板、后板和第二側(cè)板(圖未示出)圍成第二風道對，第二風道M分別與第二進風口 204和第二出風口 202連通，即逆變單元23位于第二風道M內(nèi)，且在本發(fā)明的一個示例中，第二 IGBT模塊231為沿上下方向排列的三相 IGBT模塊，其中第一底板210的第二表面(如圖8中所示的右表面)與第二底板230的第二表面(如圖8中所示的左表面)相對且間隔開以形成沿上下方向延伸的底板間隙25。如圖8中箭頭所示，第一離心風扇沈設(shè)在第一風道22的下部用于將冷風在第一風道22內(nèi)從第一進風口 203朝向第一出風口 201吹送，第二離心風扇27設(shè)在第二風道M 的下部用于將冷風在第二風道M內(nèi)從第二進風口 204朝向第二出風口 202吹送。第一水冷管路和第二水冷管路設(shè)在底板間隙25內(nèi)，第一冷卻管路用于冷卻第一 IGBT模塊211且第二冷卻管路用于冷卻第二 IGBT模塊231。在本發(fā)明的一個示例中，變流器單元柜2固定在變流器單元柜部分10的后側(cè)，前側(cè)用于固定控制板(圖未示出)，變流器單元柜2與控制板通過一屏蔽板(圖未示出)隔開，實現(xiàn)強電與弱電之間的電磁屏蔽。機側(cè)接觸器3和同步投切接觸器4沿殼體1的前后方向設(shè)在機側(cè)柜部分11內(nèi)的上部，準同期同步投切斷路器5和空心電感6沿殼體1的前后方向設(shè)在機側(cè)柜部分11內(nèi)的下部且位于機側(cè)接觸器3和同步投切接觸器4下方。濾波電容13設(shè)在網(wǎng)側(cè)柜部分12內(nèi)的上部后側(cè)，第一電抗器7和第二電抗器8設(shè)在網(wǎng)側(cè)柜部分12內(nèi)的后側(cè)且沿殼體1的上下方向設(shè)置并位于濾波電容13下方，網(wǎng)側(cè)斷路器9設(shè)在網(wǎng)側(cè)柜部分12內(nèi)的中部位于第一電抗器7和第二電抗器8前側(cè)，如圖5所示，濾波電容13、第一電抗器7和第二電抗器8沿從上到下的方向上依次排列。第三水冷管路14分別設(shè)在網(wǎng)側(cè)柜12和機側(cè)柜11內(nèi)，用于分別對第一電抗器7和第二電抗器8進行冷卻。根據(jù)本發(fā)明實施例的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置100，通過將第一 IGBT模塊211和第一電容矩陣212設(shè)置在第一底板210上，將第二 IGBT模塊231和第二電容矩陣 232設(shè)置在第二底板230上，且將第一水冷管路和第二水冷管路設(shè)置底板間隙25內(nèi)，使得變流器單元柜結(jié)構(gòu)緊湊且體積小，且通過合理布局機側(cè)柜部分11和網(wǎng)側(cè)柜部分12內(nèi)的各種元器件的位置，減小各個元器件的間距，進而減小了兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置100 的體積，方便運輸和安裝，又由于整流單元21和逆變單元23分別位于第一風道22和第二風道M內(nèi)，實現(xiàn)了對第一電容矩陣212和第二電容矩陣232的強迫風冷，且設(shè)置有第一水冷管路和第二水冷管路對第一 IGBT模塊211和第二 IGBT模塊231進行水冷散熱，設(shè)置有第三水冷管路14對第一電抗器7和第二電抗器8進行水冷散熱，兩種散熱方式結(jié)合，使得兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置100的散熱效果顯著提高，提高了各種元器件的性能， 延長了使用壽命。在本發(fā)明的一個實施例中，第三水冷管路14與第一水冷管路和第二水冷管路相連，進一步地，第一至第三水冷管路的進水口(圖未示出)位于殼體1的下部，第一至第三水冷管路的出水口(圖未示出)位于殼體1的上部，以便冷卻水沿從下向上的方向循環(huán)。如圖4所示，第一至第三水冷管路的進水管路141位于殼體1的下部，第一至第三水冷管路的出水管路142位于殼體1的上部，提高兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置100的水冷散熱效果，延長使用壽命。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，變流器單元柜部分10的進口處設(shè)有過濾器四和離心風扇(圖未示出)，具體地，過濾器四為格柵，離心風扇設(shè)在變流器單元柜部分 10內(nèi)，防止空氣中的灰塵進入到變流器單元柜2內(nèi)而影響元器件的性能。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖4-圖8所示，柜體20的上端設(shè)有支承風道30，支承風道30具有底部入口 271和頂部出口 270，支承風道30的底部入口 271與第一出風口 201和第二出風口 202連通，頂部出口 270與變流器單元柜部分10的出口連通，冷風從第一出風口 201和第二出風口 202吹出匯聚在支承風道30內(nèi)，然后從頂部出口 270向外排出，防止了從第一風道22和第二風道M排出的風回流到第一風道22和第二風道M內(nèi)而影響風冷散熱效果。進一步地，支承風道30內(nèi)設(shè)有軸流風扇28，用于將從第一風道22和第二風道M 排出的風從頂部出口 270和出口排出，進一步防止了從第一風道22和第二風道M排出的風回流到第一風道22和第二風道M內(nèi)而影響風冷散熱效果。如圖8所示，在本發(fā)明的一個實施例中，第一底板210的第二表面上設(shè)有第一絕緣墊板213，第一電容矩陣212內(nèi)的第一電容(圖未示出)穿過第一底板210固定在第一絕緣墊板上213，第二底板230的第二表面上設(shè)有第二絕緣墊板233，第二電容矩陣232內(nèi)的第二電容(圖未示出)穿過第二底板230固定在第二絕緣墊板233上，通過將第一電容矩陣 212穿過第一底板210固定在第一絕緣墊板213上，將第二電容矩陣232穿過第二底板230 固定在第二絕緣墊板233上，實現(xiàn)了第一電容矩陣212與第一底板210和第二電容矩陣232 與第二底板230之間的電氣絕緣?？蛇x地，柜體20由絕緣材料制成，以減少與元器件之間的間距，擴大內(nèi)部空間，提
高散熱效果。下面參考圖1-圖8描述根據(jù)本發(fā)明實施例的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置的組裝和散熱過程。將第一 IGBT模塊211和第一電容矩陣212安裝在第一底板210的第一表面上，將第二 IGBT模塊231和第二電容矩陣232安裝在第二底板230的第一表面上，且第一電容矩陣212內(nèi)的第一電容穿過第一底板210固定在第一絕緣墊板213上，第二電容矩陣232內(nèi)的第二電容穿過第二底板230固定在第二絕緣墊板233上。將第一水冷管路穿過第一底板210與第一 IGBT模塊211相連以冷卻第一 IGBT模塊211，將第二水冷管路穿過第二底板230與第二 IGBT模塊231相連以冷卻第二 IGBT模塊 231。然后將整流單元21和逆變單元23安裝在柜體20內(nèi)，且將第一底板210的第二表面與第二底板230的第二表面相對且沿左右間隔開以形成沿上下方向延伸的底板間隙25， 第一水冷管路和第二水冷管位于底板間隙25內(nèi)，然后將變流器單元柜2設(shè)置在殼體1的變流器單元柜部分10。機側(cè)柜部分11中，機側(cè)接觸器3和同步投切接觸器4背靠背并列設(shè)置在機側(cè)柜部分11內(nèi)的上部，準同期同步投切斷路器5和空心電感6沿前后設(shè)置且位于機側(cè)接觸器3和同步投切接觸器4的下方。網(wǎng)側(cè)柜部分12中，第一電抗器7和第二電抗器8位于網(wǎng)側(cè)柜部分12的后方且沿上下布置，網(wǎng)側(cè)斷路器9位于網(wǎng)側(cè)柜部分12內(nèi)的中部且位于第一電抗器7和第二電抗器8 的前側(cè)，濾波電容13位于網(wǎng)側(cè)柜部分12的上部后側(cè)。上述各種元器件間均使用硬銅排(圖未示出)相連，銅排之間以及銅排與元器件之間的間距均接近安全間距，以減小銅排所占空間，實現(xiàn)了空間的有效利用，減小了整個兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置100的體積。當兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置100運行時，冷風經(jīng)過過濾器四和離心風扇被第一離心風扇26從第一進風口 203吹入到第一風道22內(nèi)將第一電容矩陣212上的熱量帶走，然后熱空氣從第一出風口 201吹出，同時冷風經(jīng)過過濾器四和離心風扇被第二離心風扇27從第二進風口 204吹入第二風道M內(nèi)將第二電容矩陣232上的熱量帶走，然后熱空氣從第二出風口 202吹出，熱空氣匯聚在支承風道30內(nèi)然后由軸流風扇觀將熱空氣吹到殼體1外，從而實現(xiàn)對第一電容矩陣212和第二電容矩陣232的強迫風冷。機側(cè)柜部分11內(nèi)和網(wǎng)側(cè)柜部分12內(nèi)的第三水冷管路14與第一水冷管路和第二水冷管路相連，其中進水管路141位于殼體1的下部用于冷卻水的流入，出水管路142位于殼體1的上部用于吸收了兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置100熱量的熱水排出，通過由下到上的循環(huán)水冷卻第一 IGBT模塊211、第二 IGBT模塊231、第一電抗器7和第二電抗器 8。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，其特征在于，包括殼體，所述殼體沿左右方向依次分成變流器單元柜部分，機側(cè)柜部分和網(wǎng)側(cè)柜部分，所述變流器單元柜部分的上端設(shè)有出口，所述變流器單元柜部分的下部設(shè)有進口 ； 變流器單元柜，所述變流器單元柜設(shè)在所述變流器單元柜部分內(nèi)且具有 柜體，所述柜體的上端設(shè)有分別與所述出口連通的第一和第二出風口，所述柜體的下部設(shè)有鄰近所述柜體的下端且與所述進口連通的第一和第二進風口；整流單元，所述整流單元設(shè)在所述柜體內(nèi)且包括第一底板、第一 IGBT模塊和第一電容矩陣，所述第一 IGBT模塊和第一電容矩陣設(shè)在所述第一底板的第一表面上，所述第一底板與所述柜體的前板、后板和第一側(cè)板圍成第一風道，所述第一風道分別與所述第一進風口和所述第一出風口連通；和逆變單元，所述逆變單元設(shè)在所述柜體內(nèi)且包括第二底板、第二 IGBT模塊和第二電容矩陣，所述第二 IGBT模塊和第二電容矩陣設(shè)在所述第二底板的第一表面上，所述第二底板與所述柜體的前板、后板和第二側(cè)板圍成第二風道，所述第二風道分別與所述第二進風口和所述第二出風口連通，其中所述第一底板的第二表面與所述第二底板的第二表面相對且間隔開以形成沿上下方向延伸的底板間隙；第一和第二離心風扇，所述第一離心風扇設(shè)在所述第一風道的下部用于將冷風在所述第一風道內(nèi)從所述第一進風口朝向所述第一出風口吹送，所述第二離心風扇設(shè)在所述第二風道的下部用于將冷風在所述第二風道內(nèi)從所述第二進風口朝向所述第二出風口吹送；和第一和第二水冷管路，所述第一和第二水冷管路設(shè)在所述底板間隙內(nèi)，所述第一冷卻管路用于冷卻所述第一 IGBT模塊且所述第二冷卻管路用于冷卻所述第二 IGBT模塊；機側(cè)接觸器、同步投切接觸器、準同期同步投切斷路器和空心電感，所述機側(cè)接觸器和同步投切接觸器沿所述殼體的前后方向設(shè)在所述機側(cè)柜部分內(nèi)的上部，所述準同期同步投切斷路器和空心電感沿所述殼體的前后方向設(shè)在所述機側(cè)柜部分內(nèi)的下部且位于所述機側(cè)接觸器和同步投切接觸器下方；第一和第二電抗器、網(wǎng)側(cè)斷路器和濾波電容，所述濾波電容設(shè)在所述網(wǎng)側(cè)柜部分內(nèi)的上部后側(cè)，所述第一和第二電抗器設(shè)在所述網(wǎng)側(cè)柜部分內(nèi)的后側(cè)且沿所述殼體的上下方向設(shè)置并位于所述濾波電容下方，所述網(wǎng)側(cè)斷路器設(shè)在所述網(wǎng)側(cè)柜部分內(nèi)的中部位于所述第一和第二電抗器前側(cè)；和第三水冷管路，所述第三水冷管路分別設(shè)在所述網(wǎng)側(cè)柜和所述機側(cè)柜內(nèi)，用于分別對所述第一和第二電抗器進行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，其特征在于，所述第三水冷管路與所述第一和第二水冷管路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，其特征在于，所述第一至第三水冷管路的進水口位于所述殼體的下部，所述第一至第三水冷管路的出水口位于所述殼體的上部，以便冷卻水沿從下向上的方向循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，其特征在于， 所述變流器單元柜部分的進口處設(shè)有過濾器和離心風扇。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，其特征在于，所述過濾器為格柵，所述離心風扇設(shè)在所述變流器單元柜部分內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，其特征在于，所述柜體的上端設(shè)有支承風道，所述支承風道具有底部入口和頂部出口，所述支承風道的底部入口與所述第一和第二出風口連通，所述頂部出口與所述變流器單元柜部分的出口連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，其特征在于，所述支承風道內(nèi)設(shè)有軸流風扇，用于將從所述第一風道和第二風道排出的風從所述頂部出口和所述出口排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，其特征在于，所述第一底板的第二表面上設(shè)有第一絕緣墊板，所述第一電容矩陣內(nèi)的第一電容穿過所述第一底板固定在所述第一絕緣墊板上，所述第二底板的第二表面上設(shè)有第二絕緣墊板，所述第二電容矩陣內(nèi)的第二電容穿過所述第二底板固定在所述第二絕緣墊板上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置，包括變流器單元柜，機側(cè)柜和網(wǎng)側(cè)柜，變流器單元柜包括整流單元、逆變單元、第一和第二離心風扇和第一和第二水冷管路，整流單元中第一IGBT模塊和第一電容矩陣設(shè)在第一底板上，第一底板與柜體的前后板和第一側(cè)板圍成第一風道；逆變單元中第二IGBT模塊和第二電容矩陣設(shè)在第二底板上，第二底板與柜體的前后板和第二側(cè)板圍成第二風道，第一底板與第二底板相對且間隔開以形成底板間隙；第一和第二水冷管路設(shè)在底板間隙內(nèi)；第三水冷管路分別設(shè)在網(wǎng)側(cè)柜和機側(cè)柜內(nèi)以對第一電抗器和第二電抗器進行冷卻。根據(jù)本發(fā)明實施例的兆瓦級勵磁型風電機組變流器裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小且散熱效果好。
文檔編號H05K7/20GK102510203SQ20111038569
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者方海濱, 李元月, 杜明凱, 王東, 謝清明, 高中亞 申請人:北京動力機械研究所