專利名稱：一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子行業(yè)，具體涉及一種為電機(jī)、變壓器以及其它用電設(shè)備等提
供一種高電壓能量可雙向流動的高效節(jié)能裝置。
(二)
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代變流技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)在工業(yè)設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，變流技術(shù)的卓 越節(jié)能效果，方便的操作方式以及便于安裝維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，被各大企業(yè)廣泛使用。但是由 于各個企業(yè)之間的工況條件有較大差異，比如有的電動機(jī)需要快速降低轉(zhuǎn)速，有的電力機(jī) 車需要急剎車，有的風(fēng)電廠需要能量饋入電網(wǎng)等有特殊的要求。為適應(yīng)市場的需求，需設(shè)計(jì) 一種能夠適合電能雙向流動的高電壓變流裝置。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于電力電子矩陣開關(guān)單元串聯(lián)、多重疊加的大功 率，具有小體積，結(jié)構(gòu)單元化，安裝和維護(hù)方便，外型美觀等特點(diǎn)，是一種新型高電壓變流 器。 本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)是這樣的它是由旁路柜1、變壓器柜2、控制器3和功率柜4組成， 用戶的高電壓(這里指3kV及其以上電壓)工作電源連接旁路柜l，旁路柜l連接變壓器柜 2，變壓器柜2連接功率柜4，功率柜4連接旁路柜1 ，旁路柜1連接用電設(shè)備M，控制器3內(nèi) 嵌于功率柜4內(nèi)，并分別連接其他器件，功率柜4內(nèi)設(shè)置有矩陣單元5。
本發(fā)明還有這樣一些技術(shù)特征 1、所述的矩陣單元5采用電力電子開關(guān)器件作為主要的執(zhí)行元件，矩陣單元5串 聯(lián)疊加后輸出3KV、6KV、10KV或更高電壓的交流電或直流電； 2、所述的功率柜4內(nèi)部設(shè)置一抽屜式結(jié)構(gòu)架7，在結(jié)構(gòu)架7上設(shè)置有安裝用的滑道 8和一次插拔端子9，矩陣單元5通過一次插拔端子9安裝于結(jié)構(gòu)架7內(nèi)；
3、所述的功率柜4后側(cè)結(jié)構(gòu)上設(shè)置有密閉式風(fēng)道IO，密閉式風(fēng)道10和功率柜4上 方安裝有風(fēng)機(jī)6 ; 4、所述的矩陣單元5之間均使用銅帶11連接。 本發(fā)明公開了一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，它是由旁路柜，變壓器柜，功率柜和控 制器組成，其中旁路柜為選配裝置；本發(fā)明的重要特征是功率變換的執(zhí)行部件為3/2矩陣 單元，配以獨(dú)創(chuàng)的結(jié)構(gòu)，使其具有卓越的變換性能、完美的外型結(jié)構(gòu)和方便快捷的整機(jī)安裝 維護(hù)方式。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，矩陣單元5之間均使用銅帶11連接，給出了整體結(jié)構(gòu)各矩陣單 元間的分立性?？刂破?內(nèi)嵌于功率柜4內(nèi)，得到優(yōu)化的結(jié)構(gòu)空間，同時也縮短了電氣連接 距離。 本發(fā)明的特點(diǎn)有 1.具有卓越的變換性能，功率柜4采用本發(fā)明所指的矩陣單元5為核心部件，功 率柜4后側(cè)結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有密閉式風(fēng)道10 ;矩陣單元5具有體積小、強(qiáng)制風(fēng)冷散熱簡便、安全環(huán)保和噪聲低的優(yōu)點(diǎn)，配合密閉式風(fēng)道10和功率柜4上方安裝的風(fēng)機(jī)6可以立即將矩陣單 元5內(nèi)部的大功率電力電子元器件12產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到柜體外，達(dá)到高質(zhì)量的散熱效果， 提高設(shè)備的穩(wěn)定性。 2.抽屜式結(jié)構(gòu)架7內(nèi)設(shè)計(jì)有滑道8，同時抽屜式結(jié)構(gòu)架7后側(cè)設(shè)計(jì)有與矩陣單元 5直接連接的一次插拔端子9 ;一次插拔端子9無需緊固螺絲連接件，便可以完成電氣連接， 同時配以滑道8，并且通過矩陣單元5自身旁路功能的設(shè)計(jì)，可以在系統(tǒng)插拔，解決了矩陣 單元5更換的難題，實(shí)現(xiàn)了方便快捷的安裝和維護(hù)策略。 3.在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，矩陣單元5之間均使用銅帶11連接，給出了整個結(jié)構(gòu)的整體性；
矩陣單元5本身設(shè)計(jì)為模塊化，各個單元結(jié)構(gòu)相同，可以互換，之間又互相獨(dú)立，通過銅帶
ll進(jìn)行連接，降低同等條件下選用電纜的成本，實(shí)現(xiàn)了精簡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略。 4.控制器3通過內(nèi)嵌功率柜4內(nèi)，使得結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化節(jié)省空間，同時也縮短了電氣
連接距離，降低系統(tǒng)本身的成本，同時解決了系統(tǒng)在現(xiàn)場應(yīng)用中，由于現(xiàn)場工況給用戶使用
中帶來的不便，實(shí)現(xiàn)更加完美的結(jié)構(gòu)和低成本。
(四)


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)電氣原理圖； 圖2是本發(fā)明的柜體結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明的控制器和功率柜正視圖； 圖4是本發(fā)明的控制器和功率柜后視圖。 圖5、圖6是本發(fā)明的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖； 圖7是本發(fā)明的電力電子開關(guān)圖； 圖8、圖9、圖10是本發(fā)明的變壓器拓?fù)鋱D。
(五)
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)的闡述 結(jié)合圖1、圖5和圖6，高壓進(jìn)線由用戶的高壓開關(guān)柜經(jīng)本發(fā)明旁路柜1進(jìn)入變壓 器柜2，通過變壓器15的降壓移相后通過連接銅帶11進(jìn)入功率柜4，再通過功率柜4中的 矩陣單元5進(jìn)行功率變換，串聯(lián)疊加產(chǎn)生用戶所需的可變頻變壓的高壓電源，供用戶高壓 設(shè)備使用，其中整個系統(tǒng)的控制完全由控制器3完成。 結(jié)合圖2，是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖，采用模塊化的設(shè)計(jì)方案，將旁路柜1、變壓器柜 2、功率柜4設(shè)計(jì)成分立的個體，其中旁路柜1為用戶選配裝置，以得到優(yōu)化的功能和結(jié)構(gòu)方案。 結(jié)合圖3、圖4，是本發(fā)明的控制器和功率柜正視圖和后視圖，通過使用本專利所 指矩陣單元5，配以抽屜式結(jié)構(gòu)架7和滑道8、一次插拔端子9、密閉式風(fēng)道10，同時配以風(fēng) 機(jī)6實(shí)現(xiàn)卓越的散熱性能，連接銅帶11取代了原始的電纜的電氣連接方式，通過對銅帶進(jìn) 行特殊的絕緣處理，不但可以節(jié)約成本，同時也使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡潔合理。這使得整個系 統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)和離線的快捷方便的安裝維護(hù)性能。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方案，本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于此，任何基于 本發(fā)明技術(shù)方案和技術(shù)特點(diǎn)上的等效形式均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，它包括旁路柜(1)、變壓器柜(2)、控制器(3)和功率柜(4)，其特征在于它還包括工作電源連接旁路柜(1)，旁路柜(1)連接變壓器柜(2)，變壓器柜(2)連接功率柜(4)，功率柜(4)連接旁路柜(1)，控制器(3)內(nèi)嵌于功率柜(4)內(nèi)并分別連接其他器件，功率柜(4)內(nèi)設(shè)置有矩陣單元(5)，M為用電設(shè)備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，其特征是所述的矩陣單元(5)采用電力電子開關(guān)器件作為主要的執(zhí)行元件，矩陣單元(5)串聯(lián)疊加后輸出3KV、6KV、10KV或更高電壓，輸出可以是交流電，也可以是直流電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，其特征是所述的功率柜(4)內(nèi)部設(shè)置一抽屜式結(jié)構(gòu)架(7)，在結(jié)構(gòu)架(7)上設(shè)置有安裝用的滑道(8)和一次插拔端子(9)，矩陣單元(5)通過一次插拔端子(9)安裝于結(jié)構(gòu)架(7)內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，其特征是所述的功率柜(4)后側(cè)結(jié)構(gòu)上設(shè)置有密閉式風(fēng)道(IO)，密閉式風(fēng)道(10)和功率柜(4)上方安裝有風(fēng)機(jī)(6)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，其特征是所述的矩陣單元(5)之間均使用銅帶(11)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，其特征是所述的功率柜(4)中含有矩陣單元(5)，也叫3/2變換器，由X、Y、Z、A和B端，以及電力電子開關(guān)器件(12)組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的3/2變換器，其特征是所述的電力電子開關(guān)器件(12)可以是(13)、 (14)等多種形式，包括今后可能出現(xiàn)的新型電力電子開關(guān)器件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，其特征是所述的變壓器柜(2)連接功率柜(4)，實(shí)際是連接功率柜(4)中的3/2變換器的X、Y、Z端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，其特征是所述的功率柜(4)連接旁路柜(l)，實(shí)際是功率柜(4)中的3/2變換器Al、A2……An、Bl、B2……Bn以及C1、C2……Cn的A、B端首位相連構(gòu)成串聯(lián)或串聯(lián)后再形成星形連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，其特征是所述的變壓器柜(2)，實(shí)際內(nèi)部含有變壓器(15)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種矩陣級聯(lián)高電壓變流器，它是由旁路柜，變壓器柜，功率柜和控制器組成，工作電源連接旁路柜(1)，旁路柜(1)連接變壓器柜(2)，變壓器柜(2)連接功率柜(4)，控制器(3)內(nèi)嵌于功率柜(4)內(nèi)并分別連接其他器件，功率柜(4)內(nèi)設(shè)置有矩陣單元(5)。本發(fā)明的重要特征是3/2矩陣變換器采用電力電子開關(guān)元件，配以獨(dú)創(chuàng)的結(jié)構(gòu)，使其具有卓越的性能、完美的外型結(jié)構(gòu)和方便快捷的整機(jī)安裝維護(hù)策略。
文檔編號H05K7/20GK101741226SQ20101000462
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者丁兆國, 冷嚴(yán)冬, 周維來, 孫敬華, 曲文超, 李寅, 秦濤, 趙鵬 申請人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司