專利名稱：電力電子設備的殼體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的目標是電力電子設備的殼體(enclosure)裝置。更具體地， 本發(fā)明的目標是封閉的電力電子設備，特別是變頻器的機械結構解決方 案，所述機械結構解決方案根據情況設有單獨的附加裝置，利用所述單 獨的附加裝置，外殼設置避免安裝時可能發(fā)生的接觸。
背景技術：
根據情況，不同的很多附加裝置經常被包括進具有例如變頻器的電 力電子設備的相同安裝實體。在供電網絡和設備之間，可以連接例如防 止短路和過載的保險絲組件、隔離主電源的接觸器或斷路器、減弱由供 電網絡引起的干擾的濾波器等裝置。
為了確保用戶的安全，連接至電力網絡的危險部件必須至少根據 IEC60529標準的IP2X等級以避免意外4妻觸。確保的方法通常是在電氣 拒體(electrical cubicle )或電氣殼體中安裝設備。這些類型的柜體以及大 型殼體通常由導電金屬制成并且接地，在這種情況下，當可打開的門和 艙門(hatch)關閉時，例如它們處于操作狀態(tài)，用戶不能意外地接近危 險的電氣部件。
根據國際分類，商業(yè)電氣拒體和殼體的尺寸是標準的，這便利了它 們的選擇性和可用性，并且還降低了成本。在某些情況下，出于外觀的 原因，還可以選擇同樣高度的標準拒體，例如，當多個拒體必須并排放 置在同一條線上時。
在某些情況下，問題出在標準尺寸上。例如，當一個拒體或殼體已 經裝滿時， 一個全新的拒體或殼體必須存儲單個的附加元件，在這種情 況下該拒體盛放的器件很少。不完全的裝填意味著額外的成本和過剩的 空間要求。設置在一個拒體內部的元件也有可能被保護，例如避免意外接觸，在這種情況下，當所述元件設置在所述拒體內部時，整個組件包 括多個內部保護，部件的保護在技術上是過剩的并且因此造成額外成本。 根據現代連續(xù)制造的要求，通常在工廠條件下執(zhí)行放置進所述柜體 或放置進所述殼體，在這種情況下，預安裝的拒體實體組件被運輸到使 用地點。在困難的安裝條件下，例如在起重機或風車條件下所述設備可 以放置在數十米的高度，這可能產生運輸問題。在這些環(huán)境以及維修狀 態(tài)下，例如，更換損壞的裝置，會導致大問題。附加裝置不能非常靈活 地安裝在系統(tǒng)中，僅在安裝地點這種需要就變得很明顯。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是獲得一種新型的例如變頻器的電力電子設備的殼體
(enclosure )裝置，利用所述殼體裝置可以避免現有技術的問題。根據本 發(fā)明的系統(tǒng)設備的自身殼體類型適合于用戶安全的觀點，例如系統(tǒng)設備 的自身殼體類型是或具有給予附加保護的可分離蓋板。系統(tǒng)設備的所述 機械接口是附加設計的，以便它們能夠安裝為在垂直方向上一個在另一 個之上的獨立單元，從而形成的實體保護等級至少相同或甚至比系統(tǒng)部 件的保護級別更高。
電力電子設備，例如變頻器的電力元件的制冷最通常地是基于利用 風扇的強制空氣循環(huán)。根據本發(fā)明，在系統(tǒng)中所述設備的殼體包括設置 在后部中的風路，所述風路不斷開地延續(xù)通過一個在另一個之上的安裝 的設備組。在一些情況下，臟的空氣會在風路中通行，由于這個原因， 例如包含控制電路的系統(tǒng)部件可以根據IP54在風路方向上密封。還有可 能通過在不同系統(tǒng)設備中的殼體而具有不同的保護程度。
根據本發(fā)明 一個在另 一個之上安裝的系統(tǒng)設備原則上可以按任意順 序設置，但是例如為了便利布線，優(yōu)選地將它們以一定順序放置。風路 的空氣循環(huán)的優(yōu)化還設定某些限制因素，因為風扇只包含在產生最大功 率損失的所述設備中。對系統(tǒng)中冷氣進行循環(huán)的所述風扇最佳地作為吸 氣動力，在這種情況下，很自然地將包含風扇的系統(tǒng)設備設置為最高。
因此，從用戶安全的角度出發(fā)，本發(fā)明的系統(tǒng)設備適于保護他們，在這種情況下，以單獨拒體或殼體的方式安裝它們是不必要的。在這種 方式中，可以避免現有技術由于內壁的附加成本。所述系統(tǒng)不需要到安 裝地點才安裝，這便利了運輸，特別是在不同條件下，例如起重機和風 車。出于同樣的原因，在維修地點損壞設備的更換比根據已有技術在拒 體中安裝的設備的更換更容易。
下面詳細描述權利要求中根據本發(fā)明的技術方案的特征。 通過本發(fā)明，例如變頻器的電力電子設備的組裝、運輸和維修會很 容易地安排。


下面，本發(fā)明將借助于結合附圖的實施方式更詳細地描述，其中
圖1表示變頻器系統(tǒng)的框圖2表示電力電子設備的通常組件；
圖3表示變頻器的結構；
圖4表示保險絲斷路器模塊的結構，以及
圖5表示本發(fā)明的系統(tǒng)的組件。
具體實施例方式
圖1表示作為典型電力電子設備的示例的變頻器系統(tǒng)的框圖。所述 設備包括至三相供電網絡11的連接、保險絲斷路器12、衰減由供電網絡 引起的干擾的EMC濾波器13,和具有其輸出連接15的變頻器14。另夕卜， 所述實體包括單獨為所述設備配置的電機16，所述電機的轉速利用所述 變頻器調節(jié)。
圖2表示結合圖1的系統(tǒng)的典型現有技術安裝方法。在安裝中，所 述設備被設置為兩個拒體(cubicle) 26和27,其中具有網絡連接21的 保險絲斷路器22和濾波器單元23設置在一個拒體中。具有輸出連接25 的變頻器24設置在另一個柜體中。在操作狀態(tài)中，柜體的門(圖中未示 出)是關閉的，在這種情況下所述門形成防止接觸覆蓋實體的安全保護 器，因此例如系統(tǒng)部件之間的布線/母線(cabling/busbar)(圖中未示出)不需要單獨保護。
圖3更詳細地表示變頻器模塊31的結構原理，所述變頻器模塊類似 于圖2表示的單元24。在圖中，所述模塊都從前面(圖的左手側)和側 面(圖的右手側)表現。通常這類模塊至少根據保護等級IP20保護，在 這種情況下，所述模塊可以作為獨立單元安裝在例如墻上。作為常用系 統(tǒng)的部件，所述模塊經常設置在拒體中，如圖2所示。
作為本發(fā)明所述設備的變頻器模塊如下構建冷卻風路(cooling air duct) 32設置在所述設備的后部和所述設備的前部33中，例如根據保護 等級IP54,設有電力元件和控制電路的連接的位置與風路隔離。所述模 塊還包括風扇(圖中未示出)，所述風扇在風路中產生空氣的強制循環(huán)。 電力連接34設置在所述設備的底部，并且當所述模塊設置為墻上的獨立 單元時，所述電力連接可以利用附加部件避免意外的接觸。當本發(fā)明的 系統(tǒng)的第二模塊設置在所述模塊下方時，避免接觸輸出連接是不必要的。 由于電力連接的設置，變頻器模塊最自然地定位為本發(fā)明系統(tǒng)的最頂部 單元。
圖4表示本發(fā)明結構化系統(tǒng)另一個模塊的等軸主視圖和等軸側視圖， 所述模塊包括保險絲斷路器43及其連接45。所述斷路器設置在接觸保護 結構41中，所述模塊的后部包括通過所述模塊的空余空間42,所述空余 空間作為系統(tǒng)的風路(air duct)的一部分。斷路器的控制軸44通過前面 板47，從而柄48突出。所述模塊的底板包括用于外部布線的孔46 (以 及到供電網絡的接口和引導通過模塊的輸出接口 )。當模塊是獨立單元 時，設有布線孔的頂板(圖中未示出)能夠覆蓋模塊的頂部。當一個在 另一個之上安裝部件時，頂板或底板或這兩者可以省略。
圖5是本發(fā)明的結構化系統(tǒng)的組件。在這種情況下所述組件包括變 頻器模塊51和保險絲斷路器模塊52。所述模塊一個在另 一個之上安裝， 從而變頻器模塊最高。冷卻風路53連續(xù)通過兩個模塊，能夠有效地制冷。 所述模塊的接合點是緊貼的(close-fitting),在這種情況下所述實體被完 全保護而避免接觸。
對于本領域技術人員顯而易見的是本發(fā)明的不同實施方式不僅限 于上面描述的實例，而且它們可以在所附權利要求的范圍內改變。
權利要求
1、一種殼體裝置，所述殼體裝置具有避免接觸電力電子裝置的保護，更特別地是接觸變頻器(31，51)及其附加裝置(12，13)，所述方案包括封閉的電力電子設備和一個或多個封閉的與所述電力電子設備結合安裝的附加裝置，其特征在于，封閉的電力電子設備和附加裝置是模塊，所述模塊能夠適于一個在另一個之上地組合安裝，從而避免接觸所述形成的設備實體的保護比避免接觸單獨設備的保護更好或更高。
2、 根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述模塊能夠以期望 的順序一個在另 一個之上地被安裝。
3、 根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述組合設備的 保護等級至少是IP2X。
4、 根據前面任何一項權利要求所述的裝置，其特征在于，在所述殼 體的后部是穿過所述殼體的空間，當所述設備一個在另一個之上地被安 裝時，未斷開的冷卻氣路在所述空間形成。
5、 根據前面任何一項權利要求所述的裝置，其特征在于，所述設備 是變頻器或類似的電力變壓器，其中在所述設備的后部和所述設備的前 部(33)中設置冷卻氣路(32)，例如根據保護等級IP54設有電力元件 和控制電路的連接的位置與所述氣路隔離。
6、 根據前面任何一項權利要求所述的裝置，其特征在于，在不同的 系統(tǒng)設備中有不同的殼體等級。
7、 根據前面任何一項權利要求所述的裝置，其特征在于，電力電子 設備的連接(34)設置在所述設備的底部中，并且當所述模塊設置為獨 立單元或例如在墻上的設備實體的最低處時，所述連接能夠避免與附加 部件意外接觸。
8、 根據權利要求1-6中任意一項所述的裝置，其特征在于，第二模 塊能夠設置在電力電子模塊的下方，在這種情況下，不需要單獨保護避 免接觸電力電子設備的連接。
全文摘要
一種殼體裝置，所述殼體裝置提供避免接觸電力電子裝置的保護，更特別地是接觸變頻器(31，51)及其附加裝置(12，13)，所述方案包括封閉的電力電子設備和一個或多個封閉的與所述電力電子設備結合安裝的附加裝置，封閉的電力電子設備和附加裝置是模塊，所述模塊能夠適于一個在另一個之上的組合安裝，從而避免接觸所述形成的設備實體的保護比避免接觸單獨設備的保護更好或更高。
文檔編號H05K5/00GK101409989SQ20081016822
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月6日 優(yōu)先權日2007年10月8日
發(fā)明者馬蒂·皮斯帕 申請人:瓦孔厄伊公司