一种模块化储能变流器

技术领域

本发明涉及变流器设计技术领域，具体涉及一种模块化储能变流器。

背景技术

环境污染受到人们的关注，清洁能源的利用越来越广泛，为了改善现存的能源紧缺问题，风力发电和太阳能发电电站及配套储能设备的建设也越来越多。同时工商业利用峰谷电价差，配套建设储能设备的也逐渐增多。储能设备中较核心的设备即储能变流器，储能变流器主要控制蓄电池的充电和放电进行交流和直流的相互转换。储能变流器做成模块化，能方便安装与更换。授权公告号为CN217984867U的中国实用新型专利公开了一种T型三电平储能变流器机柜，公开了基于直流交流分侧设置的储能变流器设计方案，方案将电气元件划分为直流侧和交流侧分区设置，直流侧分区中的元件和交流侧分区中元件均具有发热量大的元件，所以直流侧分区和交流侧分区中都要设置散热通道和散热风机，以防止元件因发热而受损，这种方式无疑需要设置至少两套分别布设于不同分区的散热风机，对散热风机的数量要求较多，成本较高，且设置较多散热风机时无疑使得整个储能变流器的体积较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化储能变流器，用以解决现有技术中使用的散热风机数量较多造成的成本较高以及储能变流器体积较大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种模块化储能变流器，具体结构如下：

一种模块化储能变流器，包括箱体，箱体包括前面板，前面板上设置有接线端子，箱体内设置有调理及电源板、IGBT驱动及电容板和IGBT模块和电路板，其特征在于，箱体具备开口；电路板竖向设置在箱体内，电路板一侧设置所述调理及电源板和IGBT驱动及电容板，电路板另一侧设置所述IGBT模块，IGBT模块的散热面贴在IGBT散热器上，且电路板另一侧还设置有散热风机，散热风机朝向箱体开口一面，用于对位于电路板另一侧的各元件进行散热。

上述技术方案的有益效果为：考虑到变流器所包括的电气元件的发热量不同，划分为发热量较大和发热量不大的电气元件，且这些元件以电路板为分界线，发热量较大的电气元件设置于电路板另一侧并通过散热风机散热，而发热量不大的电气元件设置于电路板一侧，不设置辅助散热装置，自然散热，也就是说，仅在发热量大的一侧设置散热器和散热风机，从而实现了在保证了散热效果的同时节省了空间从而使布局紧凑，整体体积小，功率密度高，降低成本。

进一步地，电路板一侧还设置有直流隔离开关和交流断路器，且位于电路板一侧最靠近前面板的位置，前面板上还设置有直流隔离开关操作手柄和交流断路器操作手柄，直流隔离开关操作手柄和交流断路器操作手柄的动作端伸向箱体内部相应连接直流隔离开关和交流断路器，以相应对直流隔离开关和交流断路器进行控制。

上述技术方案的有益效果为：将直流隔离开关和交流断路器设置于最靠近前面板的位置，便于之后连接直流隔离开关操作手柄和交流断路器操作手柄来对其进行操作。

进一步地，电路板另一侧还设置有网侧滤波电感和逆变侧滤波电感，网侧滤波电感相较于逆变侧滤波电感更靠近前面板布设。

上述技术方案的有益效果为：网侧滤波电感和逆变侧滤波电感发热量都较大因此与IGBT模块设置于一侧，但网侧滤波电感和逆变侧滤波电感发热量较小于IGBT模块，所以设置于远离散热风机靠近前面板的位置。

进一步地，箱体还包括处于箱体内且位于电路板上侧的上侧内部支撑件，上侧内部支撑件横向布置，且上侧内部支撑件上设置有直流熔断器、软启接触器和继电器。

上述技术方案的有益效果为：电路板上侧设置内部支撑件用于设置直流熔断器、软启接触器和继电器，便于与直流隔离开关连接。

进一步地，箱体还包括下底板和处于箱体内且位于电路板下侧的下侧内部支撑件，下侧内部支撑件与下底板之间具有间隙，间隙中设置有交流防雷器。

上述技术方案的有益效果为：电路板下侧设置内部支撑件用于设置交流防雷器，便于与交流断路器连接。

进一步地，箱体还包括下底板和上壳体，上壳体为开口朝下的凹板，上壳体和下底板、前面板可拆卸连接在一起形成开口。

上述技术方案的有益效果为：上壳体和下底板、前面板为可拆卸连接，便于对电气元件进行维修安装。

进一步地，前面板上还设置有两排进风孔，进风孔设置于靠近网侧滤波电感和逆变侧滤波电感的一侧。

上述技术方案的有益效果为：由于网侧滤波电感和逆变侧滤波电感发热量较大因此在前面板上设置进风孔辅助散热。

进一步地，前面板上还设置有前拉手。

上述技术方案的有益效果为：设置前拉手方便变流器在箱体上装入和抽出。

进一步地，上壳体侧面安装有可拆卸的侧面拉手。

上述技术方案的有益效果为：上壳体侧面设置侧面拉手，方便双人搬运变流器。

附图说明

图1是本发明模块化储能变流器正面轴侧图；

图2是本发明模块化储能变流器左侧轴侧图(隐藏上壳体)；

图3是本发明模块化储能变流器右侧轴侧图(隐藏上壳体)；

图4是本发明模块化储能变流器左侧视图(隐藏上壳体及IGBT驱动及电容板)。

图中：1、箱体；1.1上壳体；1.2前面板；1.3下底板；1.4内部支撑件；1.5侧面拉手；2、直流隔离开关操作手柄；3、指示灯板；4、交流断路器操作手柄；5、前拉手；6、交流接线端子；7、直流接线端子；8、通讯接口端子；9、非电量接口端子；10、直流隔离开关；11、交流断路器；12、调理及电源板；13、IGBT驱动及电容板；14、网侧滤波电感；15、逆变侧滤波电感；16、散热器；17、散热风机；18、直流熔断器；19、软启接触器；20、继电器；21、交流防雷器；22、连接铜排；23、IGBT模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

模块化储能变流器装置实施例：

本发明还提供了一种模块化储能变流器，如图1-图4所示包括箱体1、上壳体1.1、前面板1.2、下底板1.3、内部支撑件1.4、侧面拉手1.5、直流隔离开关操作手柄2、指示灯板3、交流断路器操作手柄4、前拉手5、交流接线端子6、直流接线端子7、通讯接口端子8、非电量接口端子9、直流隔离开关10、交流断路器11、调理及电源板12、IGBT驱动及电容板13、网侧滤波电感14、逆变侧滤波电感15、散热器16、散热风机17、直流熔断器18、软启接触器19、继电器20、交流防雷器21、连接铜排22、IGBT模块23。

如图1和图2所示一种模块化储能变流器包括箱体1，箱体由上壳体1.1、前面板1.2、下底板1.3、内部支撑件1.4、侧面拉手1.5组成。其中上壳体1.1为开口朝下的凹板，上壳体1.1、前面板1.2和下底板1.3为可拆卸连接便于对电气元件安装维修，内部支撑件1.4设置于箱体1内部用于设置电气元件，其中内部支撑件1.4包括上侧内部支撑件和下侧内部支撑件，侧面拉手1.5为可拆卸设置方便双人搬运变流器。

如图1和图2所示一种模块化储能变流器，前面板1.2上部从左到右依次布置直流接线端子7、通讯接口端子8和非电量接口端子9，其中直流接线端子7与直流隔离开关10连接。前面板1.2中部分为左右两侧，左侧设置有直流隔离开关操作手柄2和交流断路器操作手柄4，其中直流隔离开关操作手柄2和交流断路器操作手柄4与前面板1.2后面的直流隔离开关10和交流断路器11连接。前面板1.2正中间位置设置指示灯板3，显示变流器运行状态，前面板1.2右侧设置有两排进风孔，用于对网侧滤波电感14和逆变侧滤波电感15进行辅助散热。前面板1.2下部设置前拉手5和交流接线端子6，其中交流接线端子6与交流断路器11连接。储能变流器端子及操作手柄均在前面板，实现变流器的完全前维护，减少汇流柜开门和维护空间，缩小汇流柜整体尺寸。

如图2和图3所示一种模块化储能变流器，前面板1.2后方电气元件分两侧竖向布置。左侧最靠近前面板1.2位置的是自上而下并列设置的直流隔离开关10和交流断路器11，次之设置的是调理及电源板12，最后设置的是IGBT驱动板及电容板13。其中直流隔离开关10和交流断路器11一端通过连接铜排22与前面板1.2上设置的直流接线端子7和交流接线端子6连接，另一端通过电缆与调理及电源板12连接，调理及电源板12与IGBT驱动板及电容板13连接。右侧最靠近前面板1.2位置设置的是网侧滤波电感14，次之设置的是逆变侧滤波电感15，最后设置IGBT模块23和与IGBT模块23散热面贴合设置的散热器16，在散热器16后部设置有散热风机17。其中将发热量大的网侧滤波电感14、逆变侧滤波电感15、IGBT模块23设置在一侧，通过散热风机17加速发热元件表面空气流动，提高散热器16散热效率。将发热量不大的调理及电源板12和IGBT驱动板及电容板13设置于一侧，不设置辅助散热装置，自然散热，从而节省空间。

如图2和图3所示一种模块化储能变流器还包括直流熔断器18、软启接触器19、继电器20和交流防雷器21，其中直流熔断器18、软启接触器19、继电器20位于电路板上侧的横向设置的上侧内部支撑件，用于实现变流器的软启动，减少对主回路电气元件的冲击。交流防雷器21位于电路板下侧的横向设置的下侧内部支撑件与下底板1.3的间隙处，用于避免网侧过电压对变流器造成冲击，保护变流器安全。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围。