[发明专利]功率柜及变流器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种功率柜及变流器。

背景技术

风力发电技术近年来在我国得到了快速的发展，单台风机的容量也变得越来越大，与之配套的变流器容量也相应提升并不断朝着高功率密度的方向发展。

变流器的核心单元是基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT,Insulated Gate Bipolar Transistor)/集成门极换流晶闸管(IGCT,Intergrated Gate Commutated Thyristor)设计的功率模块，其外围系统包括围绕功率模块制作的滤波电路、保护电路、母线系统、散热系统、控制系统和柜体等结构。当前的变流器，主要是以功率模块为单元来进行外围系统设计，设计工作量大，周期长，并且功率模块与外围系统之间的接口关系复杂，而不同厂家生产的功率模块在接口上难以统一，造成功率模块的选择单一化，从而决定了变流器设计方向单一。

在进行变流器升容设计时，需要选用新的模块，并根据新模块的要求，重新设计外围系统，相当于重新做一次变流器设计，开发周期长。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能独立，不依赖于外围系统，并能够实现多种功率模块兼容的功率柜及变流器，以解决外围系统设计工作量大，开发周期长,模块兼容性差的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种功率柜，包括：柜体、功率模块和控制器，所述功率模块和所述控制器电连接，并且均设置在所述柜体中；

所述柜体上设置有交流母线接口和直流母线接口，所述功率模块分别与所述交流母线接口和所述直流母线接口电连接，用以通过所述交流母线接口或所述直流母线接口与外围系统电连接。

较优地，所述交流母线接口包括整流侧交流母线接口和/或逆变侧交流母线接口。

较优地，所述柜体内壁上设置有第一导轨，所述功率模块设置在所述第一导轨上，并能够在所述第一导轨上滑动。

较优地，所述柜体内壁上设置有第二导轨，所述控制器设置在所述第二导轨上，并在所述第二导轨上滑动。

较优地，所述功率模块为单相功率模块并且数量为三的倍数，或者为三相功率模块。

较优地，所述功率柜还包括水冷系统，所述水冷系统包括进水管和出水管；

所述进水管分别与外部冷却介质源和所述功率模块的水冷板连通，所述出水管与所述功率模块的水冷板连通；

冷却介质通过所述进水管流入所述功率模块的水冷板，并通过所述出水管排出，用以对所述功率模块进行冷却。

较优地，所述功率柜还包括柜内换热系统，所述柜内换热系统包括风机和水风换热器；

所述水风换热器分别与所述进水管和所述出水管连通，用以使冷却介质在所述水风换热器内流通；

所述风机吹动空气经过所述水风换热器，并被所述水风换热器冷却后流向所述功率模块，用以对所述功率模块进行冷却。

较优地，所述柜体内部设置有均风板，所述均风板上设置有均风孔，所述均风孔的数量与所述功率模块的数量相同，并且与所述功率模块一一对应；用以调节流经每一个所述功率模块的空气流量。

较优地，所述功率柜还包括柜内换热系统，所述柜内换热系统包括风机，所述风机将空气吹向所述功率模块，用以对所述功率模块进行冷却。

较优地，所述柜体内部设置有均风板，所述均风板上设置有均风孔，所述均风孔的数量与所述功率模块的数量相同，并且与所述功率模块一一对应；所述均风板用以调节流经每一个所述功率模块的空气流量。

一种变流器，包括外围系统和以上任意技术特征的功率柜；

所述功率柜通过所述交流母线接口或所述直流母线接口与所述外围系统电连接。

较优地，所述功率柜的数量为两个或两个以上；

所述两个或两个以上的功率柜通过所述交流母线接口或所述直流母线接口依次串联。

较优地，所述功率柜包括水冷系统，所述两个或两个以上的功率柜的水冷系统依次连通。

本发明的有益效果是：使功率模块功能独立，不依赖于外围系统，从而降低了外围系统设计的工作量，缩短了开发周期，并能够实现多种功率模块的兼容。

附图说明

图1为实施例一中的功率柜结构示意图；

图2为功率模块为三相功率模块的功率柜结构示意图；

图3为实施例一中的功率柜中的第一导轨示意图；

图4为实施例二中的功率柜的水冷系统示意图；