專利名稱：一種用于光伏逆變器的逆變柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光伏逆變器的逆變柜，例如一種用于大功率光伏逆變器、風(fēng)電變流器、變頻調(diào)速器、UPS、EPS的逆變柜。
背景技術(shù)：
在電力電子領(lǐng)域，特別是在大功率(200kW以上)光伏逆變器、風(fēng)電變流器、UPS、EPS產(chǎn)品中，主功率部分都由電容、功率模塊、散熱器、風(fēng)機(jī)，電抗器，控制部分等關(guān)鍵器件構(gòu)成，且數(shù)量多、體積大，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時存在眾多組合，當(dāng)前電力電子行業(yè)內(nèi)通常采用的是電抗器下置，功率模塊、散熱器、控制部分、電容組合在一起放在逆變柜的上部分的設(shè)計(jì)方案。圖1、圖2、圖3分別示出了現(xiàn)有技術(shù)的一體機(jī)500KW逆變器的逆變柜的正面示意圖、側(cè)面不意圖和俯視不意圖。如圖1、圖2和圖3所不，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:電抗器I安裝在整機(jī)的下方；功率模塊2安裝在散熱器3的垂直面上，并分成三個子模塊按照A、B、C三相橫向擺放；電容組件5安裝在IGBT (絕緣柵雙極型晶體管，為功率模塊的組成部分)6的垂直上方；電容組件5由安裝在上部的多個軸流風(fēng)扇4對其進(jìn)行抽風(fēng)散熱，IGBT和電抗器由風(fēng)扇108進(jìn)行散熱；以及控制PCB板7安裝在電容組件5和電抗器I之間的功率模塊2的正前方。上述一體機(jī)(如圖1-3所示)的不足是:左右太寬，安裝空間較大，機(jī)身很笨重不方便安裝；電抗器安裝機(jī)身的底部，減小了電容和功率模塊的散熱風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)量，同時電抗器工作時產(chǎn)生的熱量全部通過電容和功率模塊散熱器，這樣增加電容和功率模塊工作環(huán)境溫度，不利于其散熱；由于電抗器對于整機(jī)來說是個干擾源，而且其風(fēng)道和控制PCB板沒有隔離，使得控制PCB板與外界沒有很好地屏蔽，電抗器會對本機(jī)控制元件和外界的電子設(shè)備產(chǎn)生一定的干擾，使整機(jī)和系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，同時電抗器工作噪音也不能屏蔽在機(jī)身內(nèi)部，會對外傳播，加大了對工作環(huán)境的噪音污染；就整個系統(tǒng)而言，功率越大所用的散熱風(fēng)機(jī)就會越多，從硬件的角度來說也加大了故障率；以及電抗器和控制PCB板風(fēng)道相通，飛塵很容易堆積在控制器件上，加大了故障率。圖4、圖5示出了現(xiàn)有技術(shù)的功率單元裝柜并機(jī)的500KW逆變器逆變元柜，其中，圖4的左圖和中間圖是逆變柜電抗器I以上部分的側(cè)面不意圖和后面不意圖，圖5是整體逆變柜的后面示意圖。如圖所示，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:電抗器I放在機(jī)柜的底部；功率模塊2、電容3、風(fēng)機(jī)9、控制元件7組合成一體，形成功率單元安裝在電抗器I上方；以及功率單元底部安裝一個離心風(fēng)機(jī)對功率單元內(nèi)的各元件吹風(fēng)散熱。上述的功率單元裝柜并機(jī)(如圖4所示)的不足是:電抗器在功率逆變柜的底部，其工作時產(chǎn)生的熱量全部被功率單元的風(fēng)機(jī)吸入通過單元內(nèi)部的功率模塊，這對電容、控制元件元件不利于散熱；功率單元風(fēng)機(jī)通常是前后雙向進(jìn)風(fēng)，而機(jī)柜的后面通常沒有進(jìn)風(fēng)口所以風(fēng)機(jī)的前后進(jìn)風(fēng)量不相等，嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)的性能；功率單元內(nèi)部的功率模塊是A、B、C三相依次排開距離很大，一個離心風(fēng)機(jī)在下面中間位置，對其吹風(fēng)散熱而風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口寬度遠(yuǎn)小于功率模塊A、B、C三相的寬度，這樣會造成A、B、C三相通過的風(fēng)量差距很大，形成ABC三相散熱不均衡，嚴(yán)重影響整機(jī)性能；風(fēng)機(jī)、功率模塊、散熱器、電容、控制元件組合成一個功率單元，其單元非常笨重，單元功率越大越笨重，非常難以維護(hù)；以及因?yàn)楣β蕟卧獌?nèi)部結(jié)構(gòu)非常緊湊，當(dāng)內(nèi)部其中一個器件損壞時很容易損壞其他的器件，將故障擴(kuò)大化。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在解決上述至少一個問題，提供一種能將電抗器相對獨(dú)立設(shè)置、獨(dú)立散熱的用于光伏逆變器的逆變柜。根據(jù)本申請的一個實(shí)施方式，公開了一種用于光伏逆變器的逆變柜，包括:電抗器模塊，設(shè)置在所述逆變柜的下部，且位于第一風(fēng)道中，電抗器模塊包括電抗器以及第一風(fēng)機(jī)，第一風(fēng)機(jī)設(shè)置在電抗器上方；以及所述第一風(fēng)道，將所述電抗器與所述逆變柜中的其他元件相隔離并連通所述逆變柜的第一進(jìn)風(fēng)口和第一出風(fēng)口 ；其中，風(fēng)被所述第一風(fēng)機(jī)從所述第一進(jìn)風(fēng)口吸入，且僅流經(jīng)所述第一風(fēng)道并從所述第一出風(fēng)口排出。作為一種選擇，所述逆變柜還包括:功率模塊，設(shè)置在所述電抗器模塊的上方；電容模塊，設(shè)置在所述功率模塊的上方，并包括電容模塊安裝板，所述電容模塊安裝板上設(shè)置有多個散熱孔；第二風(fēng)機(jī)，設(shè)置在所述逆變柜頂部，為所述電容模塊和所述功率模塊散熱。作為一種選擇，所述功率模塊包括IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)、控制器件以及散熱器，并且可滑動地安裝在所述逆變柜中。作為一種選擇，所述功率模塊的IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)、控制器件以及散熱器按照電氣三相相序分成三個子功率模塊，所述三個功率子模塊為功率子模塊A、功率子模塊B和功率子模塊C，所述三個功率子模塊在所述逆變柜中設(shè)置在同一水平位置。作為一種選擇，所述電容模塊、所述功率子模塊、所述散熱器、所述第二風(fēng)機(jī)、所述電抗器和所述控制器件在所述逆變柜中的相對位置呈由里向外設(shè)置。作為一種選擇，所述逆變柜還包括:第二風(fēng)道，所述功率模塊設(shè)置在第二風(fēng)道中，所述第二風(fēng)道將所述功率模塊與所述逆變柜中的其他元件相隔離，并連通所述逆變柜的第二進(jìn)風(fēng)口和第二出風(fēng)口 ；其中，風(fēng)被所述第二風(fēng)機(jī)從所述第二進(jìn)風(fēng)口吸入，且僅流經(jīng)所述第二風(fēng)道并從所述第二出風(fēng)口排出。作為一種選擇，所述逆變柜還包括:第三風(fēng)道，所述電容模塊設(shè)置在在第三風(fēng)道中，所述第三風(fēng)道將所述電容模塊與所述逆變柜中的其他元件相隔離，并連通所述逆變柜的第三進(jìn)風(fēng)口和第三出風(fēng)口 ；其中，風(fēng)被第二風(fēng)機(jī)從所述第三進(jìn)風(fēng)口吸入，且僅流經(jīng)所述第三風(fēng)道并從所述第三出風(fēng)口排出。作為一種選擇，所述第一進(jìn)風(fēng)口位于所述逆變柜底部，所述第一出風(fēng)口位于所述逆變柜的背板的中部。作為一種選擇，所述第二進(jìn)風(fēng)口位于所述逆變柜底部，所述第二出風(fēng)口位于所述逆變柜的背板的上部。作為一種選擇，所述第三進(jìn)風(fēng)口位于所述逆變柜前面板上，所述第三出風(fēng)口為所述電容安裝板的散熱孔。作為一種選擇，所述第三進(jìn)風(fēng)口設(shè)置有防塵網(wǎng)。通過上述的實(shí)施方式，電抗器模塊安裝在由第一風(fēng)道構(gòu)成的一個相對的密閉的金屬空間，和其他器件相隔離，減小了電抗器模塊對機(jī)柜內(nèi)其他器件和對系統(tǒng)其他電子設(shè)備的干擾。同時電抗器產(chǎn)生的噪音也基本屏蔽在內(nèi)部，不會給外界造成噪音污染。電抗器由自己的獨(dú)立散熱風(fēng)機(jī)和完全獨(dú)立的風(fēng)道對其散熱，不會影響其他器件的散熱。

圖1、圖2、圖3分別是現(xiàn)有技術(shù)的一體機(jī)500KW逆變器的逆變柜的正面示意圖、側(cè)面不意圖和俯視不意圖；圖4、圖5是現(xiàn)有技術(shù)的功率單元裝柜并機(jī)的500KW逆變器逆變柜的示意圖；圖6是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施方式的用于光伏逆變器的逆變柜的側(cè)面示意圖；圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施方式的用于光伏逆變器的逆變柜的后面示意圖。附圖標(biāo)記列表:1-電抗器；2_功率模塊；3_散熱器；4_電容組散熱風(fēng)機(jī)；5_電容組件；6-1GBT ;7_控制PCB板；8_IGBT和電抗器的散熱風(fēng)機(jī)；9_風(fēng)機(jī)；10-第一風(fēng)道；101-第一進(jìn)風(fēng)口 ；102_第一出風(fēng)口 ； 103-電抗器模塊；104-第一風(fēng)機(jī)；20_第二風(fēng)道；201-第二進(jìn)風(fēng)口 ；202_第二出風(fēng)口 ；203-功率模塊；204_第二風(fēng)機(jī)；30_第三風(fēng)道；301_第三進(jìn)風(fēng)口 ；303-電容模塊；3031_電容模塊安裝板；3032_散熱孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式。圖6是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施方式的用于光伏逆變器的逆變柜的側(cè)面示意圖。圖7是根據(jù)本申請一個實(shí)施方式的用于光伏逆變器的逆變柜的后面示意圖。如圖6和7所不，該實(shí)施方式的逆變柜包括電抗器模塊103和第一風(fēng)道10。電抗器模塊103設(shè)置在逆變柜的下部，且位于第一風(fēng)道10中。電抗器模塊103可包括電抗器和設(shè)置在電抗器上方的第一風(fēng)機(jī)104。第一風(fēng)道10將電抗器與逆變柜中的其他元件相隔離，并連通逆變柜的第一進(jìn)風(fēng)口 101和第一出風(fēng)口 102。風(fēng)被第一風(fēng)機(jī)104從第一進(jìn)風(fēng)口 101吸入，且僅流經(jīng)所述第一風(fēng)道并從所述第一出風(fēng)口 102排出。例如，電抗器模塊103設(shè)置在逆變柜下部靠近背板處。電抗器模塊103由第一風(fēng)機(jī)(例如小型離心風(fēng)機(jī))104進(jìn)行獨(dú)立散熱，風(fēng)被第一風(fēng)機(jī)104從第一進(jìn)風(fēng)口 101吸入，且只在第一風(fēng)道10中流動,經(jīng)過電抗器從第一出風(fēng)口 102排出。作為一種選擇,第一進(jìn)風(fēng)口 101位于逆變柜底部，第一出風(fēng)口 102位于逆變柜的背板的中部。通過上述的實(shí)施方式，電抗器模塊安裝在由第一風(fēng)道構(gòu)成的一個相對的密閉的金屬空間，和其他器件相隔離，減小了電抗器模塊對機(jī)柜內(nèi)其他器件和對系統(tǒng)其他電子設(shè)備的干擾。同時電抗器產(chǎn)生的噪音也基本屏蔽在內(nèi)部，不會給外界造成噪音污染。電抗器由自己的獨(dú)立散熱風(fēng)機(jī)和完全獨(dú)立的風(fēng)道對其散熱，不會影響其他器件的散熱。作為一種選擇，上述實(shí)施方式的逆變柜還可包括功率模塊203、電容模塊303以及第二風(fēng)機(jī)204。功率模塊203設(shè)置在電抗器模塊103的上方；電容模塊303設(shè)置在功率模塊203的上方，并包括電容模塊安裝板3031，且電容模塊安裝板3031上設(shè)置有多個散熱孔3032 ;第二風(fēng)機(jī)204設(shè)置在逆變柜頂部，為電容模塊303和功率模塊203散熱。作為一種選擇，功率可包括IGBT、控制器件以及散熱器，并且可滑動地安裝在所述逆變柜中。例如，IGBT和控制器件、散熱器構(gòu)成的功率模塊按照電氣三相相序分成三個功率模塊A、B、C，采用抽屜式安裝方式插入機(jī)柜的中部，從圖7的左邊開始依次為功率模塊A、功率模塊B和功率模塊C。作為一種選擇，上述實(shí)施方式的逆變柜還可包括第二風(fēng)道20。功率模塊203設(shè)置在第二風(fēng)道20中。第二風(fēng)道20將功率模塊203與逆變柜中的其他元件相隔離，并連通逆變柜的第二進(jìn)風(fēng)口 201和第二出風(fēng)口 202。風(fēng)被第二風(fēng)機(jī)204從第二進(jìn)風(fēng)口 201吸入，且僅流經(jīng)第二風(fēng)道20并從第二出風(fēng)口 202排出。例如，功率模塊203設(shè)置在電抗器模塊103的上方，且設(shè)置在第二風(fēng)道20中。第二風(fēng)道20將功率模塊203與逆變柜內(nèi)的其他元件隔離開。功率模塊203由第二風(fēng)機(jī)204散熱。第二風(fēng)機(jī)204例如為設(shè)置在電容模塊303的后上方位置的大型離心風(fēng)機(jī)，且安裝在功率模塊203的垂直上方。風(fēng)被第二風(fēng)機(jī)204從第二進(jìn)風(fēng)口 201吸入，只在第二風(fēng)道20中流動，并從第二出風(fēng)口 202排出。作為一種選擇，第二進(jìn)風(fēng)口 201位于逆變柜底部，第二出風(fēng)口 202位于逆變柜的背板的上部。作為一種選擇，上述實(shí)施方式的逆變柜還可包括第三風(fēng)道30。電容模塊303設(shè)置在在第三風(fēng)道30中，第三風(fēng)道30將電容模塊303與逆變柜中的其他元件相隔離，并連通逆變柜的第三進(jìn)風(fēng)口 301和第三出風(fēng)口。風(fēng)被第二風(fēng)機(jī)204從第三進(jìn)風(fēng)口 301吸入，且僅流經(jīng)第三風(fēng)道30并從第三出風(fēng)口排出。例如，電容模塊303設(shè)置在功率模塊203的上方，且設(shè)置在第三風(fēng)道30中。例如，電容模塊303安裝在功率模塊203的正負(fù)(+ ) (_)極的上方，電容模塊303正負(fù)(+ )(-)極與功率模塊203的正負(fù)(+ )(-)極呈平面直線搭接。第三風(fēng)道30將電容模塊303與逆變柜內(nèi)的其他元件隔離開。電容模塊303由第二風(fēng)機(jī)204散熱。風(fēng)被第二風(fēng)機(jī)204從第三進(jìn)風(fēng)口 301吸入，只在第三風(fēng)道30中流動，并從第三出風(fēng)口排出。作為一種選擇，第三進(jìn)風(fēng)口301位于逆變柜前面板上，第三出風(fēng)口為電容模塊安裝板3031上設(shè)置的多個散熱孔3032。作為一種選擇，第三進(jìn)風(fēng)口 301設(shè)置有防塵網(wǎng)。 從上可以看出，功率模塊203和電容模塊303雖然共用一個風(fēng)機(jī)(即第二風(fēng)機(jī)204)進(jìn)行散熱，但兩者的風(fēng)道(即第二風(fēng)道20和第三風(fēng)道30)為相互分隔、互不干擾的密閉風(fēng)道。作為一種選擇，電容模塊303、三個功率子模塊、散熱器、第二風(fēng)機(jī)204、電抗器和控制器件在逆變柜中的相對位置呈由里向外設(shè)置。通過上述實(shí)施方式，將功率模塊安裝相序分為三個功率子模塊，相互獨(dú)立地采用抽屜式安裝方式，這樣使其輕便化，且維護(hù)非常方便。而且，當(dāng)其中單相的功率模塊有故障時，不會破壞其他兩個功率模塊，使故障最小化。第二風(fēng)機(jī)安裝在功率模塊的正上方，風(fēng)從機(jī)柜底部進(jìn)，經(jīng)過完全獨(dú)立密閉空間，垂直進(jìn)入三個功率模塊的散熱器，這樣散熱更加均衡，提高了整機(jī)的可靠性。過濾網(wǎng)的設(shè)置使得為控制器件和電容模塊散熱的風(fēng)減少了灰塵，這樣可減小對控制PCB板的污染，降低了故障率。以上僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施方式，并非因此限制本申請的專利范圍，凡是利用本申請說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本申請的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于光伏逆變器的逆變柜，其特征在于包括: 電抗器模塊，設(shè)置在所述逆變柜的下部，且位于第一風(fēng)道中，并包括: 電抗器；以及 第一風(fēng)機(jī)，設(shè)置在電抗器上方；以及 所述第一風(fēng)道，將所述電抗器與所述逆變柜中的其他元件相隔離并連通所述逆變柜的第一進(jìn)風(fēng)口和第一出風(fēng)口； 其中，風(fēng)被所述第一風(fēng)機(jī)從所述第一進(jìn)風(fēng)口吸入，且僅流經(jīng)所述第一風(fēng)道并從所述第一出風(fēng)口排出。
2.按權(quán)利要求1所述的逆變柜，其特征在于還包括: 功率模塊，設(shè)置在所述電抗器模塊的上方； 電容模塊，設(shè)置在所述功率模塊的上方，并包括電容模塊安裝板，所述電容模塊安裝板上設(shè)置有多個散熱孔； 第二風(fēng)機(jī)，設(shè)置在所述逆變柜頂部，為所述電容模塊和所述功率模塊散熱。
3.按權(quán)利要求2所述的逆變柜，其特征在于，所述功率模塊包括IGBT、控制器件以及散熱器，并且采用抽屜式安裝方式，可滑動地安裝在所述逆變柜中。
4.按權(quán)利要求3所述的逆變柜，其特征在于，所述功率模塊按照電氣三相相序分成三個子功率模塊，所述三個功率子模塊為功率子模塊A、功率子模塊B和功率子模塊C，所述三個功率子模塊在所述逆變柜中設(shè)置在同一水平位置。
5.按權(quán)利要求4所述的逆變柜，其特征在于，所述電容模塊、所述功率子模塊、所述散熱器、所述第二風(fēng)機(jī)、所述電抗器和所述控制器件在所述逆變柜中的相對位置呈由里向外設(shè)置。
6.按權(quán)利要求2所述的逆變柜，其特征在于，還包括: 第二風(fēng)道，所述功率模塊設(shè)置在第二風(fēng)道中，所述第二風(fēng)道將所述功率模塊與所述逆變柜中的其他元件相隔離，并連通所述逆變柜的第二進(jìn)風(fēng)口和第二出風(fēng)口 ； 其中，風(fēng)被所述第二風(fēng)機(jī)從所述第二進(jìn)風(fēng)口吸入，且僅流經(jīng)所述第二風(fēng)道并從所述第二出風(fēng)口排出。
7.按權(quán)利要求2或6所述的逆變柜，其特征在于，還包括: 第三風(fēng)道，所述電容模塊設(shè)置在在第三風(fēng)道中，所述第三風(fēng)道將所述電容模塊與所述逆變柜中的其他元件相隔離，并連通所述逆變柜的第三進(jìn)風(fēng)口和第三出風(fēng)口 ； 其中，風(fēng)被第二風(fēng)機(jī)從所述第三進(jìn)風(fēng)口吸入，且僅流經(jīng)所述第三風(fēng)道并從所述第三出風(fēng)口排出。
8.按權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)所述的逆變柜，其特征在于，所述第一進(jìn)風(fēng)口位于所述逆變柜底部，所述第一出風(fēng)口位于所述逆變柜的背板的中部。
9.按權(quán)利要求4或5所述的逆變柜，其特征在于，所述第二進(jìn)風(fēng)口位于所述逆變柜底部，所述第二出風(fēng)口位于所述逆變柜的背板的上部。
10.按權(quán)利要求7所述的逆變柜，其特征在于，所述第三進(jìn)風(fēng)口位于所述逆變柜前面板上，所述第三出風(fēng)口為所述電容安裝板的散熱孔。
11.按權(quán)利要求10所述的逆變柜，其特征在于，所述第三進(jìn)風(fēng)口設(shè)置有防塵網(wǎng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于光伏逆變器的逆變柜，包括電抗器模塊，設(shè)置在所述逆變柜的下部，且位于第一風(fēng)道中，并包括電抗器；以及第一風(fēng)機(jī)，設(shè)置在電抗器上方；以及所述第一風(fēng)道，將所述電抗器與所述逆變柜中的其他元件相隔離并連通所述逆變柜的第一進(jìn)風(fēng)口和第一出風(fēng)口；其中，風(fēng)被所述第一風(fēng)機(jī)從所述第一進(jìn)風(fēng)口吸入，且僅流經(jīng)所述第一風(fēng)道并從所述第一出風(fēng)口排出。
文檔編號H05K7/20GK202931180SQ201220655030
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者朱建國, 朱江榮 申請人:深圳市永聯(lián)科技有限公司