本實用新型涉及一種級聯(lián)型變頻器，尤其涉及一種功率單元特殊布置的級聯(lián)型變頻器。

背景技術(shù)：

級聯(lián)型變頻器，是每相由多個低壓變頻功率單元相互串聯(lián)通過疊加來實現(xiàn)高壓輸出的變頻器。

級聯(lián)型變頻器中主要分成變壓器部分和功率單元部分，為了減少占地面積，可以將功率單元部分和變壓器部分前后布置，功率單元部分的布局相應(yīng)地會比較簡單，因為功率單元部分為單排結(jié)構(gòu)，連接也較為簡便。

但是，有的時候功率單元部分并不是單排結(jié)構(gòu)，為了減少系統(tǒng)的占地面積，會將功率單元部分和變壓器部分上下布置，此種情況下需要提出一種便于連線的布局方式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的之一是提供一種級聯(lián)型變頻器，所述變頻器包括跨越在負載的三相上的多級功率單元和設(shè)置在所述功率單元下方的變壓器，所述功率單元在每個級中的對應(yīng)位置被串聯(lián)連接以形成三相輸出的每一相，其中，

所述功率單元前后兩排、上下兩層布置，且連接至所述負載的功率單元位于同一側(cè)端；

第一級功率單元位于一排且導(dǎo)電連接；

A相所有功率單元上下兩層地位于一排，另一排的功率單元按照B相和C相按級均勻地分層布置。

此種變頻器進一步地減小了占地面積，而且功率單元之間的連接、中性點之間的連接和功率單元到負載之間的連接都會非常簡單方便。第一級功率單元作為中性點的三個單元位于同一排，方便連線，而且，連接到負載的三個功率單元都位于同一側(cè)端，這樣就可以使用較短的線纜進行連接。尤其是，這種設(shè)計使得功率單元在系統(tǒng)中的布線簡潔直觀，相應(yīng)地提高了系統(tǒng)組裝的可靠性，也便于后期的維護。

在一種實施例中，所述變頻器包括八級共24個功率單元，或者包括七級共21個功率單元。

本實用新型還提出了另外一種級聯(lián)型變頻器，所述變頻器包括跨越在負載的三相上的多級功率單元和設(shè)置在所述功率單元下方的變壓器，所述功率單元在每個級中的對應(yīng)位置被串聯(lián)連接以形成三相輸出的每一相，其中，

所述功率單元前后兩排、上中下三層布置，同一相的功率單元位于同一層，每一排最多12個功率單元；

連接至所述負載的功率單元位于同一排的同一側(cè)端，第一級功率單元位于另一排的同一側(cè)端且導(dǎo)電連接。

在一種實施方式中，所述變頻器包括八級共24個功率單元，或者包括七級共21個功率單元。

此種變頻器在寬度方向上進一步地縮短，更進一步地減小了占地面積，而且功率單元之間的連接、中性點之間的連接和功率單元到負載之間的連接都會非常簡單方便。第一級功率單元作為中性點的三個單元位于同一排，方便連線，而且，連接到負載的三個功率單元都位于同一側(cè)端，這樣就可以使用較短的線纜進行連接。尤其是，這種設(shè)計使得功率單元在系統(tǒng)中的布線簡潔直觀，相應(yīng)地提高了系統(tǒng)組裝的可靠性，也便于后期的維護。

附圖說明

下文將以明確易懂的方式通過對優(yōu)選實施例的說明并結(jié)合附圖來對本實用新型上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點及其實現(xiàn)方式予以進一步說明，其中：

圖1是一種級聯(lián)型變頻器的示意性封裝；

圖2是圖3去掉了各個門和板以顯示那里的組件的布置、按照一種實施方式的示意性封裝；

圖3示出了按照一種實施方式的功率單元布置的示意圖；

圖4示出了按照一種實施方式的功率單元布置的示意圖；

圖5示出了按照一種實施方式的功率單元布置的示意圖；

圖6示出了按照一種實施方式的功率單元布置的示意圖；

圖7示出了按照一種實施方式的功率單元布置的示意圖；

圖8示出了按照一種實施方式的功率單元布置的示意圖。

標號說明：

300 變頻器

302 封裝

304 控制和信息顯示設(shè)備

306 吹風裝置

308 控制器模塊

314 變壓器室

316 功率單元室

A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8 A相功率單元

B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7，B8 B相功率單元

C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8 C相功率單元

M 負載

具體實施方式

為了對實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式，在各圖中相同的標號表示相同的部分。對于多個相同的構(gòu)成部分，有時對其中之一標以符號，而對其他省略符號。

下面討論的各圖以及被用來描述在該專利文檔中的本公開的原理的各種實施例僅以說明的方式并且無論如何不應(yīng)該被解釋成限制本公開的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可以在任何適當布置的設(shè)備中實施本公開的原理。將參考示例性非限制實施例來描述本申請的各種創(chuàng)新教導(dǎo)。

圖1示處了示意性變頻器300，包裝于封裝302中，封裝302可以被適配并配置為容納變頻器300的各個組件，比如功率單元和變壓器等。封裝302的外部可以包括各個控制和信息顯示設(shè)備304，使得客戶或者技術(shù)人員能夠改變變頻器300的操作參數(shù)和當前操作狀態(tài)。此外，可以提供多個門或其他進入裝置以提供對包含于封裝302中的各個組件的接近。吹風裝置306可以定位為與封裝302臨近，以提供用于冷卻變頻器300的各個組件的空氣流。吹風裝置306可以被放置在封裝302的頂部，由此減少整個變頻器300的整體覆蓋區(qū)。

圖2為移除了各個門和進入裝置的封裝302中的變頻器300，其中，封裝302可以包括變壓器室314，取決于變壓器的操作參數(shù)，變壓器室314的尺寸可以確定為提供在變壓器和其他各個組件之間的足夠空間，而功率單元室316可以與控制器模塊308和變壓器室314二者相鄰地定位在封裝302內(nèi)部，比如在封裝302的頂部上定位，位于變壓器室314上方。

功率單元室316可以包括各個支架、底座、母線、連接器和用于可靠容納和安裝功率單元和將功率單元可操作地連接到變壓器和輸出連接的其他組件。每個功率單元被相同地設(shè)計，因此提供模塊化的模塊化集。

在變壓器和負載之間可以連接功率單元的任何數(shù)量的三相集。系統(tǒng)可以包括跨越在負載的三相上的第一集或“級”功率單元A1，B1，C1，第二級功率單元A2，B2，C2，第三級功率單元A3，D3，C3，等等。在每個級中的對應(yīng)位置(即A位置、B位置和C位置)可以被串聯(lián)連接以形成三相輸出的每一相。功率單元A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8串聯(lián)連接以產(chǎn)生輸出的第一相(例如A系列)，功率單元B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7和B8串聯(lián)連接以產(chǎn)生輸出的第二相(例如B系列)，功率單元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8串聯(lián)連接以產(chǎn)生輸出的第三相(例如C系列)，當然，如果系統(tǒng)只有七級功率單元，則相應(yīng)地，功率單元A1、A2、A3、A4、A5、A6和A7串聯(lián)連接以產(chǎn)生輸出的第一相(例如A系列)，功率單元B1、B2、B3、B4、B5、B6和B7串聯(lián)連接以產(chǎn)生輸出的第二相(例如B系列)，功率單元C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7串聯(lián)連接以產(chǎn)生輸出的第三相(例如C系列)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，A相、B相和C相共三相即三相電壓，三相電壓的幅值相等，彼此之間的相位相差120度，因此，A相、B相和C相功率單元并非特指對應(yīng)某個具體的幅值和相位的功率單元，而只是為了區(qū)分這些功率單元中具有三個不同相位。在10～11kV級聯(lián)型高壓變頻器中，最多時有24個功率單元，有時也存在21個功率單元。當然，還可以將A相、B相和C相分別定義為U相、V相和W相，或者分別定義為L1、L2、L3等其他名詞。

為了減小占地面積，當需要將功率單元如上所述放置在變壓器上方時，可以采用本實用新型提供的功率單元布局方式。

在一種級聯(lián)型變頻器的實施例中，尤其是10～11kV級聯(lián)型高壓變頻器中，變頻器包括跨越在負載的三相上的多級功率單元和設(shè)置在所述功率單元下方的變壓器，所述功率單元在每個級中的對應(yīng)位置被串聯(lián)連接以形成三相輸出的每一相，其中，

所述功率單元前后兩排、上下兩層布置，且連接至所述負載的功率單元位于同一側(cè)端；

第一級功率單元位于一排且導(dǎo)電連接；

A相所有功率單元上下兩層地位于一排，另一排的功率單元按照B相和C相按級均勻地分層布置。

如圖3所示，在該實施例中，共有24個功率單元，這些功率單元在封裝內(nèi)位于變壓器上方，功率單元前后兩排、上下兩層均勻布置，每個方框示意性地表示一個功率單元，實線的方框表示該功率單元位于前排，虛線的方框表示該功率單元位于后排，每一排上下分別有6個功率單元，每一層前后分別有6個功率單元，而且，連接到諸如電機之類的負載M的功率單元A8、B8和C8都位于一側(cè)端，方便與負載的連線，否則可能會造成線纜連接不便，需要的線纜總長較長，增加了成本。

而且，第一級功率單元都位于前排，C1單元同時連接A1單元和B1單元，方便了中性點的連線，將A相所有功率單元上下兩層地位于一排，另一排的功率單元按照B相和C相按級均勻地分層布置，這樣就在中性點連線外，上下層之間僅需要A4和A5單元之間連線即可。前后排之間的連線也非常簡單，因為每一相的功率單元需要串聯(lián)在一起，這樣，只需要B2連接B3、C2連接C3便可以將前后兩排的功率單元連接在一起，線纜的整體走線路徑就非常簡潔方便。

圖4示出了另外一種實施例，A1至A4放在了上面一層，而A5至A8放在下面一層，B1單元則同時連接A1單元和C1單元，其他單元的位置和連接與圖3一致。

除了共有24個功率單元的變頻器之外，還可能存在七級共21個功率單元的級聯(lián)型變頻器，如圖5所示，這些功率單元也是前后兩排、上下兩層布置，且連接至負載的功率單元A7、B7和C7位于同一側(cè)端；第一級功率單元A1、B1和C1位于前面一排且導(dǎo)電連接；A相所有功率單元上下兩層地位于一排，其中A1至A4位于下層，而A5、A6和A7位于上層，另一排的功率單元按照B相和C相按級均勻地分層布置，也就是說，B3、B4、B5、B6和B7位于后面一排的上層，而C3、C4、C5、C6和C7位于后面一排的下層。同樣，中性點單元和連接負載M的單元的位置，都使得連接線纜等非常方便。而且，前排上下層之間只需要在中性點連線之外，連接A4和A5兩個單元即可。

圖6示出了另外一種實施例，A1至A4放在了上面一層，而A5至A7放在下面一層，其他單元的位置和連接與圖4一致。

當然，在變壓器尺寸允許的情況下，還可以將功率單元按照前后兩排、上中下三層布置，同一相的功率單元位于同一層，每一排最多12個功率單元，連接至負載的功率單元位于同一排的同一側(cè)端，第一級功率單元位于另一排的同一側(cè)端且導(dǎo)電連接。這樣布置會使得占地尺寸進一步縮小。

如圖7所示，每個方框示意性地表示一個功率單元，實線的方框表示該功率單元位于前排，虛線的方框表示該功率單元位于后排，所有的A相功率單元都位于最下一層，A1至A4位于一排，A5至A8位于一排，所有的B相功率單元都位于中間一層，B1至B4位于一排，B5至B8位于一排，所有的C相功率單元都位于最上一層，C1至C4位于一排，C5至C8位于一排，中性點單元即第一級功率單元都位于前排一側(cè)，方便了連接，而連接負載M的功率單元A8、B8和C8則位于后排一側(cè)，也方便了連接線纜。前后兩排則使用線纜連接，即前排的A4連接后排的A5，前排的B4連接后排的B5，前排的C4連接后排的C5。

圖8示出了另外一種實施例，在該實施例中只有七級共21個功率單元，所以后排每層只少了1個功率單元，其他單元的位置和連接與圖4一致。

在本文中，“示意性”表示“充當實例、例子或說明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點的技術(shù)方案。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施例或變更均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。