一種船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)，船舶變頻器柜體由控制柜（1）、整流柜（2）、逆變柜（3）、水冷柜（4）四個獨立的分柜依次排列連接組成；控制柜（1）內(nèi)用于安放DCU及控制器件；所述的整流柜（2）內(nèi)用于安放充電組件（6），整流模塊（7），斬波模塊（8），進線母排（9）；逆變柜（3）內(nèi)用于安放逆變模塊（15），出線母排（19）。整流柜（2）與逆變柜（3）相鄰的柜壁上部開有通孔，便于直流母排（12）貫穿整流柜和逆變柜,柜內(nèi)安裝有風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)進行散熱。具有方便吊運通道有限的特殊行業(yè)吊運，且適應(yīng)振動和惡劣的散熱環(huán)境。
【專利說明】
一種船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電氣原件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著變流技術(shù)的發(fā)展，市場需求的增加，傳統(tǒng)的變頻器柜體設(shè)計難以滿足需求。因傳統(tǒng)的變頻器柜體設(shè)計風(fēng)格各異，不同功率變頻器需重新開發(fā)，導(dǎo)致同一系列變頻器開發(fā)周期長。因柜體多采用整體結(jié)構(gòu)布局，不利于多人協(xié)同設(shè)計，難以滿足快速設(shè)計出變頻器的市場需求;且整體不可拆分的柜體結(jié)構(gòu)對船舶有限的吊裝空間也是一個挑戰(zhàn)。
[0003]對于船舶等特殊行業(yè)，設(shè)備吊運條件差，吊運通道有限，對設(shè)備的外形尺寸要求苛亥IJ;變頻器運行于船舶艙室環(huán)境，伴隨有振動和惡劣的散熱環(huán)境，變頻器運行過程中產(chǎn)生的熱量很難借助于柜體和空氣的接觸散發(fā)出去。
[0004]有鑒于此，需要針對上述技術(shù)問題，設(shè)計出風(fēng)格統(tǒng)一，利于多人協(xié)同設(shè)計，適應(yīng)特殊吊運環(huán)境，散熱良好，滿足船舶應(yīng)用環(huán)境的變頻器柜體?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種可通用于船舶等通道有限的特殊吊運行業(yè)，能適應(yīng)振動和惡劣的散熱環(huán)境，利于多人協(xié)同、快速設(shè)計變頻器的柜體結(jié)構(gòu)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供
[0007]—種船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)，其特征在于，船舶變頻器柜體由控制柜、整流柜、逆變柜、水冷柜四個獨立的分柜依次排列連接組成；
[0008]所述的控制柜內(nèi)用于安放D⑶及控制器件；
[0009]所述的整流柜內(nèi)用于安放充電組件，整流模塊，斬波模塊，進線母排；
[0010]所述的逆變柜內(nèi)用于安放逆變模塊，出線母排；整流柜與逆變柜相鄰柜壁的上部開有通孔，用于直流母排貫穿整流柜和逆變柜。
[0011]所述的水冷柜與逆變柜鄰接。
[0012]進一步地，
[0013]包括用于對柜內(nèi)散熱的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)和用于對模塊散熱的水冷散熱系統(tǒng)；
[0014]所述的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)包括:安裝在所述的控制柜以及水冷柜柜體內(nèi)底部的風(fēng)機和柜體內(nèi)頂部的氣水交換器;在所述的控制柜與整流柜相鄰的柜壁上，以及所述的逆變柜與水冷柜相鄰的柜壁上，分別開設(shè)有與風(fēng)機和氣水交換器相對應(yīng)的用于空氣循環(huán)的通孔；
[0015]所述的水冷散熱系統(tǒng)包括一根用于進水的主水管和一根用于出水的主水管，兩根主水管的接口一端伸入水冷柜內(nèi)，另一端穿過逆變柜伸入整流柜，兩根主水管通過軟管與整流模塊、逆變模塊、斬波模塊連通。進一步地，所述的船舶變頻器柜體頂部設(shè)置有頂部吊梁，在頂部吊梁上設(shè)計有若干橢圓形的吊裝孔和若干輔助柜體頂部安裝的圓孔;柜體底部設(shè)置有底部支撐梁，且所述的船舶變頻器柜體底部與所述底部支撐梁之間設(shè)置有減震墊塊。
[0016]進一步地，所述的各個分柜之間通過使用螺栓螺母或焊接螺母和螺栓或采用夾緊的機構(gòu)實現(xiàn)連接。
[0017]進一步地，各分柜柜體連接處設(shè)置有密封墊片，實現(xiàn)柜體拼接后的密封連接。
[0018]進一步地，所述的主水管的接口通過兩端帶有卡齒的接頭與外部水管連接。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:首先，本實用新型船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)由若干個獨立的分柜組合而成，替代一個整體的柜體，在有限的空間吊運可以先逐個分柜吊運上船后再組裝成一個整體，非常利于船舶等吊運通道有限的特殊行業(yè);若干獨立的分柜利于多人協(xié)同設(shè)計，各個人設(shè)計各個對應(yīng)分柜內(nèi)的功能模塊，而不用考慮各個模塊空間制衡的問題，利于多人協(xié)同設(shè)計整個變頻器，從而縮短變頻器的開發(fā)周期；其次，采用風(fēng)冷散熱系統(tǒng)和水冷散熱系統(tǒng)相結(jié)合，克服船舶上惡劣的散熱環(huán)境;再次，柜體底部設(shè)置有減震墊塊能適應(yīng)振動環(huán)境。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021 ]圖1為本實用新型船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為柜體拼接處連接形式示意圖。
[0023]圖3為主水管接頭連接處剖視圖。
[0024]圖4為本實用新型船舶變頻器功率擴展后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為了清楚地公開本實用新型技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖做進一步的說明。
[0026]傳統(tǒng)的變頻器柜體采用整體結(jié)構(gòu)，柜體不可拆分，對船舶等有限的吊裝空間是一個挑戰(zhàn)。
[0027]因此，本實用新型提供一種柜體由控制柜、整流柜、逆變柜、水冷柜體等各個獨立的分柜依次排列連接組成的船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)?？刂乒駜?nèi)用于安放DCU及控制器件;所述的整流柜內(nèi)用于安放充電組件，整流模塊，斬波模塊，進線母排;所述的逆變柜內(nèi)用于安放逆變模塊，出線母排;所述的水冷柜主要用于安放水冷散熱相關(guān)部件。
[0028]整流柜與逆變柜相鄰柜壁的上部開有通孔，使得直流母排(也稱正負直流母排)可以貫穿整流柜和逆變柜。
[0029]在裝船吊運時可以逐個分柜吊運上船后再組裝成一個整體，克服了船舶吊運空間有限不利于吊運整柜的弊端。
[0030]船舶上散熱環(huán)境惡劣，變頻器運行過程中產(chǎn)生的熱量很難借助于柜體和空氣的接觸散發(fā)出去。為此，本實用新型船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)，還包括一個與逆變柜連接的水冷柜、用于對柜內(nèi)散熱的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)和用于對模塊散熱的水冷散熱系統(tǒng)。
[0031 ]風(fēng)冷散熱系統(tǒng)包括安裝在所述的控制柜以及水冷柜柜體內(nèi)底部的風(fēng)機和柜體內(nèi)頂部的氣水交換器。在所述的控制柜與整流柜相鄰的柜壁上，以及所述的逆變柜與水冷柜相鄰的柜壁上，分別開設(shè)有與風(fēng)機和氣水交換器相對應(yīng)的用于空氣循環(huán)的通孔。控制柜內(nèi)的風(fēng)機通過對應(yīng)的通孔向整流柜內(nèi)吹風(fēng)，風(fēng)流經(jīng)模塊等發(fā)熱部件，又經(jīng)過氣水交換器冷卻后再進入控制柜，反復(fù)循環(huán)。同理，水冷柜內(nèi)的風(fēng)機通過對應(yīng)的通孔向逆變柜內(nèi)吹風(fēng)，風(fēng)流經(jīng)模塊等發(fā)熱部件，又經(jīng)過氣水交換器冷卻后再進入水冷柜，反復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)對柜內(nèi)的風(fēng)冷散熱。
[0032]變頻器的主要熱量通過水冷系統(tǒng)用水散發(fā)出去。包括一根用于進水的主水管和一根用于出水的主水管，兩根主水管的接口一端伸入水冷柜內(nèi)，另一端穿過逆變柜伸入整流柜，兩根主水管通過軟管與整流模塊、逆變模塊、斬波模塊內(nèi)的通管連通。從外部通冷水入用于進水的主水管的接口，冷水經(jīng)軟管流入整流模塊、逆變模塊的通管交換熱能后再經(jīng)過軟管流入用于出水的主水管排出去，帶走熱量，實現(xiàn)降溫。逆變柜和水冷柜之間的主水管通過兩端帶有卡齒的接頭連接。作為一種改進方案，各模塊內(nèi)還可以有內(nèi)循環(huán)散熱系統(tǒng)，用于與上述的水冷散熱系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)外散熱系統(tǒng)，實現(xiàn)變頻器各個模塊的熱量通過水帶走。
[0033]為了便于吊裝，變頻器柜體頂部設(shè)置有頂部吊梁，在頂部吊梁上設(shè)計有若干橢圓形的吊裝孔和若干輔助柜體頂部安裝的圓孔;為了應(yīng)對船舶上的振動環(huán)境，柜體底部設(shè)置有底部支撐梁，且所述的變頻器柜體底部與所述底部支撐梁之間設(shè)置有減震墊塊。
[0034]各個分柜之間通過使用螺栓螺母或焊接螺母和螺栓或采用夾緊的機構(gòu)實現(xiàn)連接。各分柜柜體連接處設(shè)置有密封墊片，實現(xiàn)柜體拼接后的密封連接。
[0035]具體實施例1:
[0036]如圖1所示，變頻器柜體可分為4個獨立的柜體，從左到右依次是控制柜I，整流柜2，逆變柜3，水冷柜4，四個柜體之間通過螺栓來實現(xiàn)連接，柜體拼接處裝有密封條，實現(xiàn)柜體拼接后的密封連接，如圖2所示。柜體頂部放置有頂部吊梁11，在頂部吊梁11上設(shè)計有橢圓形的吊裝孔和輔助柜體頂部安裝的圓孔，橢圓形孔和圓孔數(shù)量根據(jù)需要自行確定。柜體底部放置有減震墊塊17，底部支撐梁18。
[0037]控制柜(I)內(nèi)部主要放置DCU及控制器件，并在柜體底部放置風(fēng)機10，頂部放置氣水交換器5;整流柜2內(nèi)部放置有充電組件6，整流模塊7，斬波模塊8，進線母排9，正負直流母排12;逆變柜3內(nèi)放置有逆變模塊15，出線母排19;水冷柜體頂部放置有氣水交換器5，底部放置有風(fēng)機I O。
[0038]正負直流母排12放置在整流柜2和逆變柜3的頂部，便于模塊的正負極通過母排連接到頂部正負直流母排12上。
[0039]逆變柜3和水冷柜4中的主水管13通過接頭14實現(xiàn)連接，連接處的結(jié)構(gòu)如圖3所示。主水管13.1和主水管13.2通過接頭14連接起來，接頭14兩端帶有卡齒，確保水管固定后不出現(xiàn)滑移，此接頭能實現(xiàn)接頭距離<5mm(若接頭內(nèi)部增加鋼夾片誤差可增大到1mm)的誤差安裝，便于拼柜后，實現(xiàn)水管的快速連接。主水管接口也通過接頭14與外部水管連接。
[0040]控制柜I和水冷柜4中的氣水交換器5(空氣換熱器是以水為介質(zhì)，用于冷卻流動空氣的換熱器)和風(fēng)機10為主要的內(nèi)部散熱循環(huán)器件。變頻器柜內(nèi)的散熱循環(huán)過程如圖1中箭頭所示方向，控制柜I和水冷柜4中的風(fēng)機分別向整流柜2和逆變柜3內(nèi)吹風(fēng)，風(fēng)向上流動，熱空氣經(jīng)過頂部的氣水交換器5，在氣水交換器5內(nèi)部，熱空氣和冷水進行熱交換，將柜內(nèi)的熱量通過水帶走，模塊的發(fā)熱主要通過主水管的水帶到變頻器柜外。
[0041]如圖4所示，當變頻器功率增加時，通過本設(shè)計方案設(shè)計的柜體結(jié)構(gòu)只需在整流柜2和逆變柜3內(nèi)分別增加整流模塊和逆變模塊的數(shù)量，頂部正負直流母排長度增加即可完成新的變頻器柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計，大大縮短了變頻器的設(shè)計周期。
[0042]以上所述的僅是本實用新型的原理和較佳的實施例。應(yīng)當指出，盡管為說明本實用新型的目的公開了本實用新型的較佳實施例和附圖，但是熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員，在不脫離本實用新型及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，可作各種替換、變化和潤飾。因此在本實用新型原理的基礎(chǔ)上，做出的若干其它變型，也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)，其特征在于，船舶變頻器柜體由控制柜(1)、整流柜(2)、 逆變柜(3)、水冷柜(4)四個獨立的分柜依次排列連接組成；所述的控制柜(1)內(nèi)用于安放DCU及控制器件；所述的整流柜(2)內(nèi)用于安放充電組件(6)，整流模塊(7)，斬波模塊(8)，進線母排(9);所述的逆變柜(3)內(nèi)用于安放逆變模塊(15)，出線母排(19);整流柜(2)與逆變柜(3) 相鄰柜壁的上部開有通孔，用于直流母排(12)貫穿整流柜(2)和逆變柜(3);所述的水冷柜(4 )與逆變柜(3 )鄰接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括用于對柜內(nèi)散熱的 風(fēng)冷散熱系統(tǒng)和用于對模塊散熱的水冷散熱系統(tǒng)；所述的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)包括安裝在所述的控制柜(1)以及水冷柜(4)柜體內(nèi)底部的風(fēng)機 (10)和柜體內(nèi)頂部的氣水交換器(5);在所述的控制柜(1)與整流柜(2)相鄰的柜壁上以及 所述的逆變柜(3)與水冷柜(4)相鄰的柜壁上的分別開設(shè)有與風(fēng)機(10)和氣水交換器(5)相 對應(yīng)的用于空氣循環(huán)的通孔；所述的水冷散熱系統(tǒng)包括一根用于進水的主水管和一根用于出水的主水管(13)，兩根 主水管的接口一端伸入水冷柜(4)內(nèi)，另一端穿過逆變柜(3)伸入整流柜(2)，兩根主水管通 過軟管(16 )與整流模塊(7 )、逆變模塊(15 )、斬波模塊(8 )連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的變頻器柜體頂部設(shè) 置有頂部吊梁(11)，在頂部吊梁(11)上設(shè)計有若干橢圓形的吊裝孔和若干輔助柜體頂部安 裝的圓孔;柜體底部設(shè)置有底部支撐梁(18)，且所述的變頻器柜體底部與所述底部支撐梁 (18)之間設(shè)置有減震墊塊(17)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的各個分柜之間通過 使用螺栓螺母或焊接螺母和螺栓或采用夾緊的機構(gòu)實現(xiàn)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)，其特征在于，各分柜柜體連接處設(shè)置有 密封墊片(22)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶變頻器柜體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的主水管的接口通過 兩端帶有卡齒的接頭(14)與外部水管連接。
【文檔編號】H05K7/20GK205622484SQ201620157977
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月2日
【發(fā)明人】黃華坤, 胡家喜, 王婷, 孫保濤, 羅成, 李滔, 李宇, 俞鵬程
【申請人】中車株洲電力機車研究所有限公司