中信重工第二代高壓變頻器為一體化集約型結(jié)構(gòu)，即控制部分、高壓進(jìn)出線部分、功率單元部分和變壓器集成一體，變壓器與功率單元并聯(lián)通風(fēng)，使整體尺寸大為縮小，不僅便于運(yùn)輸，且大大減少了現(xiàn)場布線工作量大且易出錯(cuò)的難題。經(jīng)過批量生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用證明一體化集約型高壓變頻器設(shè)計(jì)是高壓變頻器領(lǐng)域的重大創(chuàng)新及變革。

1引言

交流電機(jī)變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運(yùn)行環(huán)境的一種主要手段，變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和啟動(dòng)性能，高效率，高功率因數(shù)和節(jié)電效果，應(yīng)用范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式之一。由于高壓變頻器諸多電纜的接線問題和柜子龐大體積的運(yùn)輸問題是困擾很多廠家的首要問題，高壓變頻器一般由變壓器柜、功率柜、電控柜組成，占地面積大，在包裝、運(yùn)輸過程中需要拆線分柜，到現(xiàn)場后再拼柜接線，拆卸及安裝的工作量大且易出錯(cuò)。為了克服背景技術(shù)中的不足，本文介紹一種集約型一體化高壓變頻器，通過將原有獨(dú)立的變壓器、功率單元、電控裝置等高壓變頻器部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使多個(gè)高壓變頻器部件設(shè)置在一個(gè)機(jī)柜中，達(dá)到了便于高壓變頻器設(shè)備的各個(gè)部件的安裝及整體搬運(yùn)的目的。

2整體布局

一體化集約型變頻器由底座、一體化機(jī)柜、單元絕緣架、單元、變壓器、控制部分、高壓進(jìn)出線部分組成。為了大大減小分柜并柜的工作量，設(shè)計(jì)思路是將所有元器件優(yōu)化集中在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，但是如果按照以往的思路將變壓器及功率單元左右并列排開就會(huì)造成機(jī)柜長度大大加長與集約型原則相違背，于是考慮變壓器與單元前后布置，這樣不僅縮短了柜體長度而且大大縮短了變壓器二次側(cè)電纜到功率單元的電纜長度?？刂撇糠峙c高壓進(jìn)出線部分依舊沿襲傳承的布置方式前后布置，考慮到維護(hù)方便將控制部分位于功率單元橫向一側(cè)，高壓進(jìn)出線部分位于變壓器橫向一側(cè)。

功率單元位于機(jī)柜前側(cè)，每一相序?yàn)闄M排八級單元串聯(lián)，星接點(diǎn)位于柜體前側(cè)的左邊，單元輸出位于柜體前側(cè)的右邊，變壓器二次側(cè)輸出電纜直接跨接到對應(yīng)功率單元的接線端子上。

功率單元部分與變壓器位于一個(gè)單獨(dú)的柜體腔內(nèi)，控制部分與高壓輸入輸出部分位于一個(gè)單

獨(dú)的柜體前后獨(dú)立腔內(nèi)，柜體主視布置結(jié)構(gòu)如圖1所示，柜體后視布置結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3散熱方式

一體化集約型變頻器主要涵蓋了功率等級為1000kW以內(nèi)的系列，發(fā)熱量不大，故采用強(qiáng)迫風(fēng)冷形式的散熱方式。本變頻器涉及到功率單元、變壓器、控制機(jī)三塊散熱器。

3.1變壓器及功率單元散熱

功率單元及變壓器位于一個(gè)柜體內(nèi)，兩者發(fā)熱較大，共用柜頂2個(gè)大風(fēng)量的離心風(fēng)機(jī)，柜體前后側(cè)布置了百葉窗以提供進(jìn)風(fēng)，功率單元及變壓器為并聯(lián)風(fēng)路，兩者進(jìn)風(fēng)各自獨(dú)立，如圖3所示。

3.2控制器散熱

控制器內(nèi)有電源模塊，在控制部分屬于發(fā)熱量較大的器件，所以在控制部分柜頂布置一臺(tái)小風(fēng)量的蝸殼風(fēng)機(jī)單獨(dú)給控制器散熱，進(jìn)風(fēng)口位于控制柜體的前門下側(cè)，如圖4所示。

圖4控制器散熱風(fēng)路

4結(jié)構(gòu)優(yōu)勢

通過對一體化集約型變頻器結(jié)構(gòu)分析，相信大家看到的不只是一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小的產(chǎn)品，現(xiàn)逐步分析此款變頻器的優(yōu)勢：

（1）柜體結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小，運(yùn)輸成本大大降低，柜體的采購成本相比傳統(tǒng)的分體式柜體大幅減少；

（2）變壓器二次側(cè)電纜到對應(yīng)功率單元路徑明顯縮短，不需要跨柜體，直接由變壓器二次側(cè)接到對應(yīng)功率單元的接線端子上；

（3）變壓器與功率單元共用柜頂散熱風(fēng)機(jī)，而且散熱風(fēng)路為并聯(lián)，進(jìn)風(fēng)獨(dú)立，不僅散熱效果好，而且減少了風(fēng)機(jī)數(shù)量；

（4）控制器單獨(dú)使用小型的蝸殼風(fēng)機(jī)散熱，有獨(dú)立的散熱風(fēng)道，控制部分其余元件采用自然冷卻，利用率高，效果好；

（5）柜內(nèi)內(nèi)部接線都在廠內(nèi)完成，發(fā)貨時(shí)無需拆卸，到達(dá)用戶現(xiàn)場后施工隊(duì)工作量小。