本實(shí)用新型涉及一種可拓展式全防護(hù)功率平臺。
背景技術(shù):
隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展和人們要求的不斷提高,電力電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,例如電力系統(tǒng),電氣節(jié)能,新能源以及一般工業(yè)等領(lǐng)域。近些年,戶外電力電子設(shè)備安裝需求日趨增多,運(yùn)營商對于戶外電力電子設(shè)備的要求也越來越高,其中包括設(shè)備成本,運(yùn)行可靠性,設(shè)備防護(hù)等等。通常戶外設(shè)備會有防塵防水防鹽霧等要求,尤其是需要工作在惡劣環(huán)境的戶外電力電子設(shè)備,如沙漠,沿海,海上等惡劣的環(huán)境。由于柜體內(nèi)部裝有發(fā)熱設(shè)備,傳統(tǒng)的戶外電力電子設(shè)備通常采用的是工業(yè)空調(diào),水冷或散熱風(fēng)機(jī)來解決散熱問題。工業(yè)空調(diào)存在的問題是耗能大,安裝復(fù)雜,需定期維護(hù)。水冷換熱存在的問題是體積龐大,水路復(fù)雜且易泄露,存在嚴(yán)重的安全隱患。風(fēng)機(jī)冷卻無法實(shí)現(xiàn)柜體的全封閉,水,塵及鹽霧極易進(jìn)入柜體內(nèi),所以大大降低了設(shè)備的防護(hù)性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型的目的是提供一種可拓展式全防護(hù)功率平臺,散熱效果好,實(shí)現(xiàn)柜體的全封閉散熱,提高功率平臺的防護(hù)等級。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種可拓展式全防護(hù)功率平臺,包括柜體、電氣功率單元、熱交換器、引風(fēng)機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、風(fēng)腔,電氣功率單元設(shè)置在柜體中部,循環(huán)風(fēng)機(jī)設(shè)置在柜體頂部的風(fēng)道端口,循環(huán)風(fēng)機(jī)出口設(shè)置在柜體前側(cè)頂部;熱交換器設(shè)置在柜體后側(cè)壁上,風(fēng)腔與熱交換器相連通,風(fēng)腔底部連接有引風(fēng)機(jī)。
所述的熱交換器為矩陣式氣氣熱交換器,包括封蓋、限位支柱、換熱片,限位支柱兩端與封蓋連接;若干換熱片層疊在封蓋之間,并通過限位支柱限位;換熱片上設(shè)有向換熱片兩側(cè)突起的若干凸臺;換熱片相對的兩邊向換熱片一側(cè)彎折形成片狀插舌,換熱片的另一對相對的兩邊向換熱片另一側(cè)彎折形成滑槽,換熱片的插舌插入相鄰另一個換熱片的滑槽內(nèi);若干換熱片相互插接,形成相互交錯的冷熱風(fēng)道;相鄰的換熱片通過凸臺相互支撐固定。
全封閉散熱結(jié)構(gòu)為可擴(kuò)展結(jié)構(gòu),所述的電氣功率單元為兩組以上設(shè)置在柜體內(nèi),每組電氣功率單元均與一個以上引風(fēng)機(jī)、一個以上循環(huán)風(fēng)機(jī)、一個風(fēng)道、一個風(fēng)腔、一組熱交換器配套使用,在柜體內(nèi)形成兩個以上循環(huán)風(fēng)路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是:
通過風(fēng)道、循環(huán)風(fēng)機(jī)在柜內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)散熱,利用熱交換器、風(fēng)腔和引風(fēng)機(jī)形成對外換熱系統(tǒng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全封閉散熱,同時采用矩陣式氣氣熱交換器使柜體內(nèi)外完全隔離,提高了功率平臺的防護(hù)等級,能夠適應(yīng)任何惡劣環(huán)境,確保功率平臺能夠正常工作。本實(shí)用新型的另一特點(diǎn)是全防護(hù)功率平臺的多功能和可拓展性,其功率平臺可方便的連接成整流、可控整流、逆變、整流和逆變單元的并聯(lián)和串聯(lián),即功率和電壓的擴(kuò)展,其全封閉散熱性能也隨之?dāng)U展。本實(shí)用新型的功率平臺可方便的用于整流器,即大功率整流裝置、SVG、SVC、變頻器和四相線變頻器等裝置,即是全防護(hù)可擴(kuò)展的功率平臺。
附圖說明
圖1是可拓展式全防護(hù)功率平臺的主視圖。
圖2是可拓展式全防護(hù)功率平臺的側(cè)視圖。
圖3是可拓展式全防護(hù)功率平臺的立體圖。
圖4是可拓展式全防護(hù)功率平臺拓展后的主視圖。
圖5是熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是熱交換器的爆炸圖。
圖7是圖6沿A-A線的剖視圖。
圖8是兩個換熱片的示意圖。
圖9是換熱片的主視圖。
圖10是換熱片的左視圖。
圖11是換熱片的俯視圖。
圖12是圖10的I部放大圖。
圖13是換熱片組成的風(fēng)道示意圖。
圖14是二極管三相整流逆變功率單元。
圖15是三相整流逆變功率電流擴(kuò)展單元。
圖16是三相整流逆變功率電壓擴(kuò)展單元。
圖17是三極管三相可控整流逆變功率單元。
圖18是三相可控整流逆變電流擴(kuò)展功率單元。
圖19是三相可控整流逆變電壓擴(kuò)展功率單元。
圖20是三相整流逆變功率單元擴(kuò)展應(yīng)用電路。
圖21是高壓變頻器功率單元原理電路圖。
圖22是3kV高壓變頻器功率單元應(yīng)用圖。
圖23是6kV高壓變頻器功率單元應(yīng)用圖。
圖24是10kV高壓變頻器功率單元應(yīng)用圖。
圖25是SVG功率單元原理圖。
圖26是三相功率單元串聯(lián)電路。
圖27是靜止同步補(bǔ)償器功率單元原理圖。
圖中:1-柜體 2-電氣功率單元 3-熱交換器 4-引風(fēng)機(jī) 5-風(fēng)腔 6-循環(huán)風(fēng)機(jī) 7-風(fēng)道 301-封蓋 302-限位支柱 303-密封條 304-換熱片 305-螺栓 306-螺釘 307-滑槽 308-凸臺 309-插舌。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地描述,但是應(yīng)該指出本實(shí)用新型的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。
見圖1-圖3,一種可拓展式全防護(hù)功率平臺,包括柜體1、電氣功率單元2、熱交換器3、引風(fēng)機(jī)4、循環(huán)風(fēng)機(jī)6、風(fēng)道7、風(fēng)腔5,電氣功率單元2設(shè)置在柜體1中部,循環(huán)風(fēng)機(jī)6設(shè)置在柜體1頂部的風(fēng)道7端口,循環(huán)風(fēng)機(jī)6出口設(shè)置在柜體1前側(cè)頂部;熱交換器3設(shè)置在柜體1后側(cè)壁上,風(fēng)腔5與熱交換器3相連通,風(fēng)腔5底部連接有引風(fēng)機(jī)4,引風(fēng)機(jī)4將外部冷空氣引入到風(fēng)腔5作為冷風(fēng)源,熱交換器3利用冷風(fēng)源冷卻柜體1內(nèi)的熱風(fēng),冷卻后的風(fēng)通過循環(huán)風(fēng)機(jī)6引入到風(fēng)道7內(nèi),再由循環(huán)風(fēng)機(jī)6送到柜體1前側(cè)為電氣功率單元2降溫散熱,為電氣功率單元2散熱后形成的熱風(fēng),經(jīng)過柜體1后側(cè)的風(fēng)腔5進(jìn)入熱交換器3進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。
見圖2,風(fēng)道7的一端直接與熱交換器3相對應(yīng),熱交換器3可設(shè)置在柜門上,熱交換器3的出口與風(fēng)道7的一端相對,當(dāng)柜門關(guān)閉時,熱交換器3的出口與風(fēng)道7的一端相互連接密封,確保冷風(fēng)進(jìn)入風(fēng)道7,然后再由循環(huán)風(fēng)機(jī)6將冷風(fēng)從風(fēng)道7的另一端引出,為電氣功率單元1散熱。風(fēng)腔5與引風(fēng)機(jī)4、熱交換器2密封連接,可防止柜內(nèi)外空氣對流,確保柜內(nèi)密封,保護(hù)電氣功率單元。
見圖4,電氣功率單元2為兩組以上設(shè)置在柜體1內(nèi),每組電氣功率單元2均與一個引風(fēng)機(jī)4、一個循環(huán)風(fēng)機(jī)6、一個風(fēng)道7、一個風(fēng)腔5、一組熱交換器3配套使用,在柜體1內(nèi)形成兩個以上循環(huán)風(fēng)路。每組電氣功率單元2之間可以設(shè)置隔板,見圖4,也可不設(shè),設(shè)置隔板可對單組電氣功率單元2進(jìn)行散熱,或者幾組電氣功率單元2放置一起散熱;不設(shè)隔板可同時對所有的電氣功率單元2進(jìn)行散熱。為了提高換熱效率,可增加引風(fēng)機(jī)4和循環(huán)風(fēng)機(jī)6,增加引風(fēng)機(jī)4可提高外循環(huán)速度,提高冷風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度;增加循環(huán)風(fēng)機(jī)6,如在風(fēng)道7兩端各設(shè)置一個循環(huán)風(fēng)機(jī)6,見圖2,左側(cè)的循環(huán)風(fēng)機(jī)6的作用為吸風(fēng),右側(cè)的循環(huán)風(fēng)機(jī)6的作用為吹風(fēng),用以提高柜體1內(nèi)的循環(huán)效率。
見圖5-圖8,熱交換器3為矩陣式氣氣熱交換器3,包括封蓋301、限位支柱302,限位支柱302兩端與封蓋301連接;若干換熱片304層疊在封蓋301之間,并通過限位支柱302限位;換熱片304上設(shè)有向換熱片304兩側(cè)突起的若干凸臺308;換熱片304相對的兩邊向換熱片304一側(cè)彎折形成片狀插舌309,換熱片304的另一對相對的兩邊向換熱片304另一側(cè)彎折形成滑槽307,換熱片304的插舌309插入相鄰另一個換熱片304的滑槽307內(nèi);若干換熱片304相互插接,形成相互交錯的冷熱風(fēng)道;相鄰的換熱片304通過凸臺308相互支撐固定,同時起到穩(wěn)流作用。具體插接時,將結(jié)構(gòu)相同的換熱片304與其相鄰換熱片304旋轉(zhuǎn)90度,使其插舌309能夠與相鄰的換熱片304滑槽307插接。
見圖6、圖13,每個換熱片304兩側(cè)形成的風(fēng)道均通過該換熱片304隔離,且相鄰兩個風(fēng)道風(fēng)向相互垂直,即經(jīng)過氣氣熱交換器3的相互垂直的兩個方向的風(fēng)道的風(fēng)在氣氣熱交換器3內(nèi)無接觸,同時實(shí)現(xiàn)相鄰兩個風(fēng)道內(nèi)的氣體換熱,見圖5。
見圖6,封蓋301通過螺栓305限定端部的換熱片304位置,防止端部的換熱片304發(fā)生竄動。封蓋301與限位支柱302通過螺釘306連接固定。見圖7,限位支柱302與換熱片304之間設(shè)有密封條303,用以封住二者之間的縫隙,確保相鄰風(fēng)道完全隔離。見圖6,該熱交換器3為可擴(kuò)展結(jié)構(gòu),通過增加換熱片304實(shí)現(xiàn)熱交換器3的X軸擴(kuò)展,通過封蓋301之間的連接固定實(shí)現(xiàn)交換器的Y軸Z軸的擴(kuò)展。封蓋301四周可設(shè)置安裝孔,相鄰的封蓋301通過螺釘306擴(kuò)展連接,實(shí)現(xiàn)本交換器Y軸和Z軸方向的擴(kuò)展;該熱交換器3沿Y軸和Z軸擴(kuò)展后,相鄰兩個熱交換器3的限位支柱302通過連接件連接。
見圖9-圖12,換熱片304為正方形結(jié)構(gòu),四角邊緣結(jié)構(gòu)與限位支柱302相匹配,以減小縫隙確保風(fēng)道密閉。凸臺308為圓臺結(jié)構(gòu)。凸臺308成排設(shè)置,相鄰兩排的凸臺308凸起方向相反,用以支撐相鄰的換熱片304,使換熱片304平整,確保風(fēng)道無變形。
其中,限位支柱302可由鋁合金制作,換熱片304采用耐腐蝕鋼板制作,封蓋301采用非金屬材料制作,如樹脂、塑料。
電氣功率單元2的電氣原理及其拓展電氣原理見圖14-圖27。
本實(shí)用新型通過風(fēng)道7、循環(huán)風(fēng)機(jī)6在柜內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)散熱,利用熱交換器3、風(fēng)腔5和引風(fēng)機(jī)4形成對外換熱系統(tǒng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全封閉散熱,同時采用矩陣式氣氣熱交換器3使柜體1內(nèi)外完全隔離,提高了功率平臺的防護(hù)等級,能夠適應(yīng)任何惡劣環(huán)境,確保功率平臺能夠正常工作。