能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電磁屏蔽結(jié)構和相關方法
【專利摘要】本發(fā)明至少揭示一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括變流器和至少將變流器收容于其內(nèi)的柜體。變流器被配置成執(zhí)行能量變換操作，并提供至少一相交流電流輸出。柜體的至少一個側(cè)邊包括鐵材料，該至少一個側(cè)邊的內(nèi)側(cè)還可拆卸地連接至少一個銅或者鋁電磁屏蔽件。該鐵材料側(cè)邊被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。該銅或者鋁電磁屏蔽件被配置成吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。
【專利說明】能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電磁屏蔽結(jié)構和相關方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開的實施方式涉及系統(tǒng)和方法，特別涉及一種改進的供能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)使用的電磁屏蔽結(jié)構和相關方法。
【背景技術】
[0002]通常被用來執(zhí)行能量變換操作的變流器(Converter)，尤其是多電平變流器，例如，三電平變流器等，由于其較好的輸出波形品質(zhì)以及較高的耐壓能力，在很多工業(yè)領域取得逐漸廣泛的應用。例如，多電平變流器已經(jīng)被應用在機車或者泵等裝置中，其被用來執(zhí)行直流能量到交流能量的轉(zhuǎn)換操作，以給負載，例如，給交流電機提供單相或者多相的交流輸出電壓。另外，多電平變流器還被應用在能源發(fā)電裝置中，例如，應用在風力發(fā)電裝置和太陽能發(fā)電裝置中，其被用來執(zhí)行直流能量到交流能量的轉(zhuǎn)換操作，以提供單相或者多相的交流電壓，以供電網(wǎng)傳輸和配送。
[0003]一般而言，多電平變流器包括多個開關元件/器件，例如，絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistors, IGBT)和集成門極換流晶閘管(Integrated GateCommutated Thyristors, IGCT)等,這些開關元件/器件可以在特定樣式或序列的脈沖信號的作用下進行開啟和閉合的動作，以執(zhí)行能量變換的操作，并提供單相或者多相輸出信號，例如交流電流輸出。在實際的運作過程中，通常期望該單相或者多相交流電流輸出信號具有較好的波形品質(zhì)，例如完美的正弦波形。然而，由于變流器中開關器件總是要執(zhí)行一定的開關動作，其輸出信號不可避免地會產(chǎn)生一個或者多個諧波信號，該一個或者多個諧波信號疊加在基波信號之上。當該基波信號和諧波信號通過一條或者多條傳導線路時，例如通過導電條(Bus-bar)傳輸給負載時,該傳導線路會向外發(fā)射/福射電磁信號或者電磁波，該電磁信號或者電磁波在空間傳播并散播到周圍環(huán)境可能會對一個或者多個其他電子元件構成電磁干擾。為了滿足一些工業(yè)安全標準或者規(guī)范，以使得特定裝置向外輻射的電磁波量在允許的輻射量之下，一種通常的做法是構建一種例如由鐵材料制成的箱體或者柜體，該箱體或者柜體可以對其內(nèi)部產(chǎn)生的電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制，使得對外輻射的電磁波量在可以接收的標準量級之下。一般而言，鐵材料制成的箱體或者柜體在接收到內(nèi)部產(chǎn)生的電磁福射時，會感應出渦電流(Eddy Current)，該渦電流會在箱體或者柜體內(nèi)流動時產(chǎn)生熱能，從而至少將部分電磁福射能轉(zhuǎn)換成熱能，以實現(xiàn)電磁屏蔽或者抑制。另夕卜，由于存在趨膚效應(Skin Effect),當電磁福射的頻率增加時,感應潤電流傾向于集中在箱體或者柜體的內(nèi)表面，由此會造成感應渦電流在箱體或者柜體處產(chǎn)生更多的熱損耗，從而使箱體或者柜體的溫度顯著升高。當現(xiàn)有的散熱系統(tǒng)的不具有足夠的散熱性能時，被指派去對箱體或者柜體內(nèi)的一個或者多個元件執(zhí)行特定操作的人員，可能被熱的箱體或者柜體燙傷。此外，在一些場合下，變流器可能被要求提供高輸出電流，該高輸出電流會產(chǎn)生強度更大的電磁輻射，從而使得渦電流和因此而在箱體或者柜體產(chǎn)生的熱損耗變得更大。
[0004]因此，迫切有必要提供一種改進的供能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)使用的電磁屏蔽結(jié)構和相關方法來解決上述現(xiàn)有能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)使用的電磁屏蔽結(jié)構和相關方法存在的技術問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于上文提及之技術問題，本發(fā)明提出如下各種基于總的發(fā)明構思的具有一個或者多個具有特定技術特征/技術手段的技術方案。本發(fā)明的一個技術方案在于提供一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)被配置成驅(qū)動交流電機運作。該系統(tǒng)包括變流器和至少將該變流器收容于其內(nèi)的柜體。該變流器被配置成執(zhí)行能量變換操作，并提供至少第一相交流電流輸出、第二相交流電流輸出以及第三相交流電流輸出，該第一相交流電流輸出通過第一傳導線路傳送給該交流電機的第一線圈繞組，該第二相交流電流輸出通過第二傳導線路傳送給該交流電機的第二線圈繞組，該第三相交流電流輸出通過第三傳導線路傳送給該交流電機的第三線圈繞組。該柜體設置有第一電磁屏蔽元件和第二電磁屏蔽元件，該第一電磁屏蔽元件被設置在該柜體的至少一側(cè)邊，該第一電磁屏蔽元件被配置成吸收至少從在該第一傳導線路流動的第一相交流電流、在該第二傳導線路流動的第二相交流電流以及在該第三傳導線路流動的第三相交流電流中一者產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。該第二電磁屏蔽元件被配置成吸收至少從在該第一傳導線路流動的第一相交流電流、在該第二傳導線路流動的第二相交流電流以及在該第三傳導線路流動的第三相交流電流中一者產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。
[0006]在一些實施方式中，在該提供的系統(tǒng)中，該第一電磁屏蔽元件包括鐵材料。
[0007]在一些實施方式中，在該提供的系統(tǒng)中，該第一電磁屏蔽元件與該柜體的一個側(cè)邊一體形成。
[0008]在一些實施方式中，在該提供的系統(tǒng)中，該第二電磁屏蔽元件包括選自于由銅材料和鋁材料構成的群組中的一種。
[0009]在一些實施方式中，在該提供的系統(tǒng)中，該第一電磁屏蔽元件和該第二電磁屏蔽元件之間設置有預設的間隔距離，該預設的間隔之間填充有空氣，該第一電磁屏蔽元件和該第二電磁屏蔽元件通過至少一個固定元件固設在一起。
[0010]在一些實施方式中，在該提供的系統(tǒng)中，該變流器選自于由下述器件構成的群組中的任意一種:直流-交流變流器、交流-直流變流器、直流-直流變流器、交流-交流變流器。
[0011]本發(fā)明的另一個技術方案在于提供另外一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置成驅(qū)動交流電機運作。該系統(tǒng)包括變流器和至少將該變流器收容于其內(nèi)的柜體。該變流器被配置成執(zhí)行能量變換操作，并提供至少第一相交流電流輸出、第二相交流電流輸出以及第三相交流電流輸出，該第一相交流電流輸出通過第一傳導線路傳送給該交流電機的第一線圈繞組，該第二相交流電流輸出通過第二傳導線路傳送給該交流電機的第二線圈繞組，該第三相交流電流輸出通過第三傳導線路傳送給該交流電機的第三線圈繞組。該柜體設置有第一電磁屏蔽兀件和第二電磁屏蔽兀件，該第一電磁屏蔽兀件被設置在該柜體的至少一側(cè)邊，該第一電磁屏蔽元件被配置成至少吸收從在該第一傳導線路流動的第一相交流電流、在該第二傳導線路流動的第二相交流電流以及在該第三傳導線路流動的第三相交流電流中一者產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，且該第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號與該交流電機的第一轉(zhuǎn)速相對應；該第二電磁屏蔽兀件被配置成至少吸收從在該第一傳導線路流動的第一相交流電流、在該第二傳導線路流動的第二相交流電流以及在該第三傳導線路流動的第三相交流電流中一者產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，且該第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號與該交流電機的第二轉(zhuǎn)速相對應，且該第二轉(zhuǎn)速大于該第一轉(zhuǎn)速。
[0012]本發(fā)明的另一個技術方案在于提供另外一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括變流器和至少將該變流器收容于其內(nèi)的柜體。該變流器被配置成執(zhí)行能量變換操作，并提供至少一相交流電流輸出。該柜體的至少一個側(cè)邊包括鐵材料，該至少一個側(cè)邊的內(nèi)側(cè)還可拆卸地連接至少一個銅電磁屏蔽件，該銅電磁屏蔽件與該至少一個側(cè)邊之間設置有預設的間距。該至少一個鐵材料側(cè)邊被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。該銅電磁屏蔽件被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。
[0013]本發(fā)明的另一個技術方案在于提供另外一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括變流器和至少將該變流器收容于其內(nèi)的柜體。該變流器被配置成執(zhí)行能量變換操作，并提供至少一相交流電流輸出。該柜體的至少一個側(cè)邊包括鐵材料，該至少一個側(cè)邊的內(nèi)側(cè)還可拆卸地連接至少一個鋁電磁屏蔽件，該鋁電磁屏蔽件與該至少一個側(cè)邊之間設置有預設的間距。該至少一個鐵材料側(cè)邊被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。該鋁電磁屏蔽件被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。
[0014]本發(fā)明的另一個技術方案在于提供另外一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括變流器，控制器和至少將該變流器和該控制器收容于其內(nèi)的柜體。該變流器被配置成根據(jù)該控制器提供的控制信號執(zhí)行能量變換操作，并提供至少一相交流電流輸出。該柜體的至少一個側(cè)邊包括鐵材料，該至少一個側(cè)邊的內(nèi)側(cè)連接至少一個銅電磁屏蔽件，該銅電磁屏蔽件與該至少一個側(cè)邊之間設置有預設的間距。該至少一個鐵材料側(cè)邊被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。該銅電磁屏蔽件被配置成吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。該系統(tǒng)還包括一個收容于該柜體內(nèi)的罩體，該罩體被配置成至少將該控制器罩設于其內(nèi)，該罩體設置有鐵屏蔽材料和銅屏蔽材料，以用于避免該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的電磁福射信號對該控制器進行電磁干擾。
[0015]本發(fā)明的另一個技術方案在于提供一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括變流器，控制器和至少將該變流器和該控制器收容于其內(nèi)部的柜體。該變流器被配置成根據(jù)該控制器提供的控制信號執(zhí)行能量變換操作，并提供至少一相交流電流輸出。該柜體的至少一個側(cè)邊包括鐵材料，該至少一個鐵材料側(cè)邊的內(nèi)側(cè)連接至少一個鋁電磁屏蔽件，該鋁電磁屏蔽件與該至少一個側(cè)邊之間設置有預設的間距。該至少一個鐵材料側(cè)邊被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，該鋁電磁屏蔽件被配置成吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。該系統(tǒng)還包括一個收容于該柜體內(nèi)的罩體，該罩體被配置成至少將該控制器罩設于其內(nèi)，該罩體設置有鐵屏蔽材料和鋁屏蔽材料，以用于避免該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的電磁福射信號對該控制器進行電磁干擾。
[0016]本發(fā)明的另一個技術方案在于提供一種電磁屏蔽方法,其用于屏蔽收容在柜體內(nèi)的變流器相關聯(lián)的至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號。該方法至少包括如下步驟:提供與該柜體至少一個鐵材料側(cè)邊一體形成的第一電磁屏蔽元件，該第一電磁屏蔽元件被配置成至少屏蔽該至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號；以及提供與該柜體至少一個側(cè)邊相鄰設置的第二電磁屏蔽元件，該第二電磁屏蔽元件被設置在相對該至少一個電磁輻射源較遠的位置，該第二電磁屏蔽元件被配置成至少屏蔽該至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，且該第二頻率范圍大于該第一頻率范圍。
[0017]本發(fā)明的另一個技術方案在于提供另一種電磁屏蔽方法，用于屏蔽收容在柜體內(nèi)的變流器相關聯(lián)的至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號。該方法至少包括如下步驟:提供與該柜體至少一個側(cè)邊一體形成的鐵材料電磁屏蔽件，該鐵材料電磁屏蔽件被配置成至少屏蔽該至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的頻率值頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號；以及提供與該柜體至少一個側(cè)邊相鄰設置的包含銅材料或者鋁材料的電磁屏蔽件，該銅材料或者鋁材料電磁屏蔽件被配置成至少屏蔽該至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，且該第二頻率范圍大于該第一頻率范圍。
[0018]本發(fā)明的另一個技術方案在于提供一種控制在其內(nèi)至少收容有一個變流器的柜體的至少一個側(cè)邊的溫度的方法。該方法至少包括如下步驟:在該柜體的至少一個側(cè)邊的內(nèi)側(cè)以可拆卸地方式固設至少一個與該柜體的至少一個側(cè)邊保持預設間隔的包含銅材料或者鋁材料的電磁屏蔽件，該銅材料或者鋁材料電磁屏蔽件吸收與該變流器相關的電磁輻射源產(chǎn)生的部分電磁輻射能，該銅材料或者鋁材料電磁屏蔽件產(chǎn)生較少的熱損耗。
[0019]本發(fā)明上述各種技術方案提供的系統(tǒng)和方法，至少通過雙層電磁屏蔽結(jié)構對柜體內(nèi)一個或者多個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號進行屏蔽，使得柜體對外產(chǎn)生的電磁輻射量可以滿足規(guī)定的要求，也即取得了可以有效抑制電磁輻射的有益技術效果；此外，通過不同材質(zhì)的電磁屏蔽材料，例如，通過具有高電導率、低磁導率的電磁屏蔽材料對頻率較高的電磁輻射信號進行屏蔽，而用一般的鐵材料對頻率較低的電磁輻射信號進行屏蔽，不僅可以使得在較寬頻譜范圍內(nèi)的電磁輻射信號均可以得到有效的屏蔽，還可以使得柜體因電磁輻射而引起的熱損耗得到顯著的降低，并可以避免柜體溫度過高而對特定人員造成熱損傷，解決了現(xiàn)有技術尚無法克服的技術問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0021]圖1所示為系統(tǒng)的一種實施方式的模塊示意圖；
[0022]圖2所示為電磁屏蔽結(jié)構的一種實施方式的立體示意圖；
[0023]圖3所示為電磁屏蔽結(jié)構的另一種實施方式的俯示圖；
[0024]圖4所示為采用圖3所示的電磁屏蔽結(jié)構的柜體對低頻電磁輻射信號進行屏蔽而在其內(nèi)部和外部的磁場強度(H)實驗曲線圖；
[0025]圖5所示為采用圖3所示的電磁屏蔽結(jié)構的柜體對第一高頻電磁輻射信號進行屏蔽而在其內(nèi)部和外部的磁場強度(H)實驗曲線圖；
[0026]圖6所示為采用圖3所示的電磁屏蔽結(jié)構的柜體對第二高頻電磁輻射信號進行屏蔽而在其內(nèi)部和外部的磁場強度(H)實驗曲線圖；[0027]圖7所示為采用不同材料的電磁屏蔽結(jié)構對多種頻率的電磁輻射信號進行電磁屏蔽而在柜體的一個側(cè)邊所產(chǎn)生的熱損耗的實驗曲線圖；以及
[0028]圖8所示為方法的一種實施方式的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]首先，在此揭露的實施方式涉及用于功率變流器，或者簡稱為變流器的改進電磁屏蔽結(jié)構，以用于對電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制?；径?，本發(fā)明所提供的改進電磁屏蔽結(jié)構可以應用在許多涉及變流器的【技術領域】內(nèi)，以對由變流器運作而引起的一個或者多個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制。舉例而言，該改進的電磁屏蔽結(jié)構可以與用于驅(qū)動恒速或者變速交流電機運作的變流器應用在一起，以對相關的電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制；該改進的電磁屏蔽結(jié)構還可以與用于向電網(wǎng)提供交流電能或者直流電能輸出的變流器應用在一起，以對相關的電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制。具體言之，本發(fā)明提供的改進的電磁屏蔽結(jié)構可以與傳統(tǒng)的將變流器等器件收容在其內(nèi)部的柜體結(jié)合或者集成在一起，從而使得使得該柜體至少實現(xiàn)兩種功能:其一，收容變流器等器件；其二，屏蔽或者抑制柜體內(nèi)的一個或者多個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號。在下文所作的詳細描述中，在此提及的“屏蔽”或者“抑制”常常交換使用，以表達類似或者相同的含義，其表示使用合適的電磁屏蔽材料以至少部分吸收一個或者多個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射或者電磁波的能量、或者表示使用合適的電磁屏蔽材料以至少部分反射一個或者多個電磁福射源所產(chǎn)生的電磁福射或者電磁波的能量、或者表示使用合適的電磁屏蔽材料以至少部分抵消一個或者多個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射或者電磁波的能量，甚或通過任何其他機制來降低一個或者多個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射或者電磁波的強度或者幅值。
[0030]其次，在一些實施方式中，本發(fā)明特別提出使用一種以雙層，疊層或者復合層方式設置的電磁屏蔽結(jié)構，該電磁屏蔽結(jié)構可以對電磁輻射源所產(chǎn)生的頻率值在較寬頻譜范圍的電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制。在此提及的“雙層”、“疊層”以及“復合層”電磁屏蔽結(jié)構不應當被解釋成該電磁屏蔽結(jié)構僅包含兩種不同材質(zhì)的電磁屏蔽材料，相反地，該電磁屏蔽結(jié)構應當被解釋成包括至少兩層不同材質(zhì)的電磁屏蔽材料，或者具有多層不同材質(zhì)的電磁屏蔽材料，以對電磁輻射信號進行良好地屏蔽。以下為簡化描述，將該雙層，疊層或者復合層方式設置的電磁屏蔽結(jié)構簡稱為雙層電磁屏蔽結(jié)構。在一些特定的實施方式中，該雙層電磁屏蔽結(jié)構可以包括第一電磁屏蔽兀件或者第一電磁屏蔽材料，該第一電磁屏蔽元件/材料可以使用第一種金屬屏蔽材料，例如鐵材料，以對與變流器相關的一個或者多個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射中的第一頻率范圍內(nèi)的信號或者較低頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制；該雙層電磁屏蔽結(jié)構還可以包括第二電磁屏蔽元件或者第二電磁屏蔽材料，該第二電磁屏蔽元件/材料可以使用第二種金屬屏蔽材料，例如銅、鋁以及由銅和鋁復合形成的材料，以對與變流器相關的一個或者多個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射中的第二頻率范圍內(nèi)的信號或者叫高頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制。[0031 ] 再次，在一些實施方式中，該第一電磁屏蔽元件/材料和該第二電磁屏蔽元件/材料可以通過一個或者多個固定元件以可拆卸的方式固設在一起。通過此種可拆卸方式的配置，可以使得本發(fā)明可以根據(jù)實際的需要提供更加靈活的屏蔽方案。例如，當柜體內(nèi)的電磁輻射僅僅包括低頻輻射分量時(例如，柜體內(nèi)的變流器可能被要求提供低頻率信號給交流電機，以使電機在低轉(zhuǎn)速下運行)，在此情形下，可以將該第二電磁屏蔽元件/材料拆除。在另外的情形下，例如，當柜體內(nèi)的電磁輻射既包括高頻輻射分量和低頻輻射分離時(例如，柜體內(nèi)的變流器可能被要求提供高頻信號給交流電機，以使電機在高轉(zhuǎn)速下運行)，此時，可以將該第一電磁屏蔽元件/材料和該第二電磁屏蔽元件/材料與柜體組裝在一起。在一些實施方式中，在組裝該第一電磁屏蔽元件/材料和該第二電磁屏蔽元件/材料時，可以在該兩個屏蔽元件之間留有預設的間距，因此，可以將第二電磁屏蔽元件/材料設置成相對電磁輻射源較近的位置，以首先對電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制。
[0032]再次，在一些實施方式中，除了使用該雙層電磁屏蔽結(jié)構對柜體內(nèi)產(chǎn)生的電磁輻射進行屏蔽或者抑制，以避免過多的電磁輻射信號從柜體內(nèi)部傳輸?shù)焦耋w外部，此外，還可以使用該雙層電磁屏蔽結(jié)構對電磁輻射信號進行屏蔽或者抑制，以避免過多的電磁輻射信號傳輸給柜體內(nèi)的其他電子元件，以防止對其他電子元件造成電磁干擾。例如，該雙層電磁屏蔽結(jié)構可以結(jié)合或者集成在保護殼體或者罩體上，該保護殼體或者罩體用于將電子元件，例如處理器以及控制器罩設與其內(nèi)部，以此，可以防止電磁輻射信號進入保護殼體或者罩體內(nèi)部，對處理器或者控制器構成電磁干擾，從而可以避免處理器和控制器因為電磁干擾而被損壞或者無法正常工作。
[0033]使用本發(fā)明提供的電磁屏蔽結(jié)構可以取得多個有益的技術效果或者技術優(yōu)點，其中一個有益技術效果或者技術優(yōu)點為在較寬頻譜范圍內(nèi)的電磁輻射信號可以被較好地屏蔽或者抑制，從而使得系統(tǒng)可以通過相關的電磁輻射標準或者規(guī)定；另外一個有益技術效果或者技術優(yōu)點為，用于屏蔽電磁輻射的柜體的至少一個側(cè)邊可以被維持在較低的溫度，即便在變流器的輸出包含高頻電磁輻射分量以及高電流時，也可以避免特定人員因為柜體溫度過高而造成熱損傷。對于本領域具有一般知識的技術人員來講，通過參考下文的詳細說明以及相關的附圖，應當容易認識或者理解到本發(fā)明的其他技術效果或者技術優(yōu)點。
[0034]以下將描述本發(fā)明的一個或者多個【具體實施方式】。首先要指出的是，在這些實施方式的具體描述過程中，為了進行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的所有特征均作詳盡的描述。應當可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正如在任意一個工程項目或者設計項目的開發(fā)過程中，為了實現(xiàn)開發(fā)者的具體目標，或者為了滿足系統(tǒng)相關的或者商業(yè)相關的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實施方式到另一種實施方式之間發(fā)生改變。此外，還可以理解的是，雖然在這種開發(fā)過程中所作出的努力可能是復雜并且冗長的，然而對于與本發(fā)明公開的內(nèi)容相關的本領域的普通技術人員而言，在本公開揭露的技術內(nèi)容的基礎上進行的一些設計，制造或者生產(chǎn)等變更只是常規(guī)的技術手段，不應當理解為本發(fā)明公開的內(nèi)容不充分。
[0035]除非另作定義，在本說明書和權利要求書中使用的技術術語或者科學術語應當解釋成本發(fā)明所屬【技術領域】內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說明書以及權利要求書中使用的“第一”或者“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分?！耙粋€”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而只是表示存在至少一個?！盎蛘摺卑ㄋ信e的項目中的任意一者或者全部?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。此外，“電路”或者“電路系統(tǒng)”以及“控制器”等可以包括單一組件或者由多個主動元件或者被動元件直接或者間接相連的集合，例如一個或者多個集成電路芯片，以提供所對應描述的功能。
[0036]圖1所示為本發(fā)明一種系統(tǒng)10的一種實施方式的模塊示意圖。基本而言，圖1所示的系統(tǒng)10可以包括任何以變流器為主要部件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)10可以被配置成在許多【技術領域】內(nèi)執(zhí)行能量轉(zhuǎn)換操作，例如，機車，泵，風力發(fā)電機，太陽能面板，風扇，壓縮機，攪拌機，傳送機等。作為一個非限制性的例子，該系統(tǒng)10可以為一個中壓驅(qū)動系統(tǒng)，其被配置成驅(qū)動一個或者多個交流電機以恒速或者變速方式運作。
[0037]如圖1所示，該系統(tǒng)10包括變流器126，該變流器126被收容或者收納在箱體或者柜體100內(nèi)部。概略而言，該變流器126被配置成將從上游能量源122處提供的第一能量124轉(zhuǎn)換成第二能量128，該第二能量128可以提供給下游能量節(jié)點136。該第一能量124和第二能量128中的每一者既可以包括直流電能，也可以包括交流電能。在此提及的“直流”是指這樣一種電參數(shù)，其具有基本恒定的數(shù)值或者電平，或者一種電參數(shù)，其在恒定數(shù)值或者電平信號基礎上還疊加有微小的噪聲信號或者波動信號。在此提及的“交流”是指一種電參數(shù)，其數(shù)值隨時間作周期性的變化，并且其可以包含基波分量以及疊加在基波分量上的一個或者多個諧波分量。在一種實施方式中，該變流器126可以包括直流-交流變流器，例如多電平逆變器，其可以被配置成將直流形式的第一電能124轉(zhuǎn)換成具有交流形式的第二電能128。在另外一種實施方式中，該變流器126也可以包括直流-直流變流器，例如單有源橋式變流器(single-active-bridge converter)或者雙有源橋式變流器(dual-active-bridge converter),其可以被配置成將直流形式的第一電能124轉(zhuǎn)換成仍然為直流形式的第二電能128。在另外一種實施方式中，該變流器126也可以包括交流-直流變流器，例如多電平整流器，其可以被配置成將交流形式的第一電能124轉(zhuǎn)換成直流形式的第二電能128。在另外一種實施方式中，該變流器也可以包括交流-交流變流器，例如矩陣式變流器(matrix converter),其可以被配置成將交流形式的第一電能124轉(zhuǎn)換成仍為交流形式的第二電能128。在一種實施方式中，該上游能量源122可以包括至少一部分電網(wǎng)，以向該變流器126提供交流電能或者直流電能。在其他實施方式中，該上游能量源122也可以包括能量產(chǎn)生裝置，例如風力發(fā)電機或者太陽能面板，以向該變流器126提供交流電能或者直流電能。在一種實施方式中，該第二電能128可以直接提供給下游能量節(jié)點136，也可以通過變壓器等器件作電壓變換，再提供給下游能量節(jié)點136，該下游能量節(jié)點136可以為傳輸和分配電能的電網(wǎng)，也可以為負載裝置，例如可以被該第二電能128驅(qū)動而運作的交流電機。
[0038]請繼續(xù)參閱圖1，該變流器126可以和控制器102進行通信連接，以接收該控制器102提供的一個或者多個控制信號104。該變流器126在該控制信號104的作用下，被控制成執(zhí)行能量轉(zhuǎn)換操作，以提供具有期望參數(shù)，例如電壓、電流、頻率、相位等的輸出信號。該控制器40可以包括任何合適的可編程電路或者裝置，包括數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)以及專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)等。該變流器 126 可以包括多個任意合適的基于半導體的開關器件，包括但不限于，絕緣柵雙極型晶體管(Insulated GateBipolar Transistors, IGBT)以及集成門極換流晶閘管(Integrated Gate CommutatedThyristors, IGCT)等,該等開關器件可以通過多種拓撲架構連接在一起,該等拓撲架構包括但不限于，二極管箝位拓撲架構、飛跨電容拓撲架構以及H橋拓撲架構等，并且，該等開關器件可以在控制器102提供的具有特定樣式或者序列的控制信號104，例如脈沖信號或者門極驅(qū)動信號的作用下，進行開啟和閉合的開關動作，以執(zhí)行相應的能量轉(zhuǎn)換操作。
[0039]請繼續(xù)參閱圖1，在正常運作過程中，由于該變流器126中多個開關器件以一定的頻率執(zhí)行開關動作，使得該系統(tǒng)100存在一個或者多個與該變流器126相關的電磁輻射源，其可以對外產(chǎn)生具有特定頻率或者頻率范圍的電磁輻射信號或者電磁波。如圖1所示，在一種實施方式中，將變流器126和下游能量節(jié)點136電連接在一起的一個或者多個傳導線路被用來傳送第二電能128，該一個或者多個傳導線路可以成為一個或者多個電磁輻射源。在一種實施方式中，為了傳輸大電流信號，可以使用一個或者多個導電條作為傳導線路。當從變流器126輸出的交流電流及其諧波分量在該一個或者多個導電條傳導線路上傳輸時，該交流電流及其諧波分量即會通過該一個或者多個導電條傳導線路向外輻射電磁波。在一些實施方式中，當該變流器126被要求提供大電流或者高頻率的輸出信號時，從該一個或者多個導電條傳導線路產(chǎn)生的電磁輻射信號的強度即會變得比較大。例如，當負載例如交流電機被要求在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運行時，從該變流器126輸出的交流電流的頻率可能具有數(shù)百赫茲、電流可能具有數(shù)千安培。作為一個非限制性的例子，該變流器126可能被要求提供頻率為467Hz、電流幅值大約為1000安培的交流輸出電流。在一種實施方式中，為了防止從一個或者多個電磁輻射源產(chǎn)生的電磁輻射信號被傳輸?shù)焦耋w100的外部空間，以滿足至少一些電磁輻射相關標準或者規(guī)范，該柜體100的至少一個側(cè)邊可以設置本發(fā)明提出的電磁屏蔽結(jié)構，以屏蔽或者抑制電磁輻射信號。
[0040]請繼續(xù)參閱圖1，在一些實施方式中，該柜體100至少包括前側(cè)112、左側(cè)114、后側(cè)118、右側(cè)116，該四個側(cè)邊112、114、118、116順序連接構成一個收容體，以至少將該變流器126收容于其內(nèi)部。如圖1所示，該柜體100還可以將其他器件，例如控制器102以及變壓器132等器件收容于其內(nèi)部。在一種實施方式中，可以在該四個側(cè)邊112、114、116、118都設置相應的電磁屏蔽結(jié)構，以屏蔽柜體100內(nèi)產(chǎn)生的電磁福射信號。在其他實施方式中，也可以使用單一的屏蔽結(jié)構，并將該單一的屏蔽結(jié)構與柜體100的四個側(cè)邊112、114、116、118結(jié)合在一起，以屏蔽電磁福射信號。在一些實施方式中，一個或者多個屏蔽結(jié)構可以特別地被設置在柜體100特定的側(cè)邊，且該側(cè)邊比其他側(cè)邊更靠近柜體100內(nèi)的一個或者多個電磁輻射源。換言之，對于遠離一個或者多個電磁輻射源的側(cè)邊而言，由于從電磁輻射源產(chǎn)生的電磁輻射信號在傳播到該相對應的側(cè)邊時，其幅值可能已經(jīng)被衰減到可被接收的水平，因此，可以在該相對應的側(cè)邊不設置電磁屏蔽結(jié)構。從電磁輻
射源產(chǎn)生的電磁輻射信號可以通過如下公式表示
【權利要求】
1.一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置成驅(qū)動交流電機運作，其特征在于:該系統(tǒng)包括變流器和至少將該變流器收容于其內(nèi)的柜體；該變流器被配置成執(zhí)行能量變換操作，并提供至少第一相交流電流輸出、第二相交流電流輸出以及第三相交流電流輸出，該第一相交流電流輸出通過第一傳導線路傳送給該交流電機的第一線圈繞組，該第二相交流電流輸出通過第二傳導線路傳送給該交流電機的第二線圈繞組，該第三相交流電流輸出通過第三傳導線路傳送給該交流電機的第三線圈繞組；該柜體設置有第一電磁屏蔽元件和第二電磁屏蔽元件，該第一電磁屏蔽元件被設置在該柜體的至少一側(cè)邊，該第一電磁屏蔽元件被配置成吸收至少從在該第一傳導線路流動的第一相交流電流、在該第二傳導線路流動的第二相交流電流以及在該第三傳導線路流動的第三相交流電流中一者產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，該第二電磁屏蔽元件被配置成吸收至少從在該第一傳導線路流動的第一相交流電流、在該第二傳導線路流動的第二相交流電流以及在該第三傳導線路流動的第三相交流電流中一者產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:該第一電磁屏蔽元件包括鐵材料。
3.如權利要求1或者2所述的系統(tǒng),其特征在于:該第一電磁屏蔽兀件與該柜體的一個側(cè)邊一體形成。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:該第二電磁屏蔽元件選自由于銅材料和鋁材料構成的群組中的任意一種。
5.如權利要求1或者4所述的系統(tǒng)，其特征在于:該第一電磁屏蔽元件和該第二電磁屏蔽元件之間設置有預設的間隔距離，該預設的間隔之間填充有空氣，該第一電磁屏蔽元件和該第二電磁屏蔽元件通過至少一個固定元件固設在一起。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:該變流器選自于由下述器件構成的群組中的任意一種:直流-交流變流器、交流-直流變流器、直流-直流變流器、交流-交流變流器。
7.一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置成驅(qū)動交流電機運作，其特征在于:該系統(tǒng)包括變流器和至少將該變流器收容于其內(nèi)的柜體；該變流器被配置成執(zhí)行能量變換操作，并提供至少第一相交流電流輸出、第二相交流電流輸出以及第三相交流電流輸出，該第一相交流電流輸出通過第一傳導線路傳送給該交流電機的第一線圈繞組，該第二相交流電流輸出通過第二傳導線路傳送給該交流電機的第二線圈繞組，該第三相交流電流輸出通過第三傳導線路傳送給該交流電機的第三線圈繞組；該柜體設置有第一電磁屏蔽元件和第二電磁屏蔽元件，該第一電磁屏蔽元件被設置在該柜體的至少一側(cè)邊，該第一電磁屏蔽元件被配置成至少吸收從在該第一傳導線路流動的第一相交流電流、在該第二傳導線路流動的第二相交流電流以及在該第三傳導線路流動的第三相交流電流中一者產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，且該第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射與該交流電機的第一轉(zhuǎn)速相對應；該第二電磁屏蔽元件被配置成至少吸收從在該第一傳導線路流動的第一相交流電流、在該第二傳導線路流動的第二相交流電流以及在該第三傳導線路流動的第三相交流電流中一者產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，且該第二頻率范圍內(nèi)的電磁福射信號與該交流電機的第二轉(zhuǎn)速相對應，且該第二轉(zhuǎn)速大于該第一轉(zhuǎn)速。
8.一種系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括變流器和至少將該變流器收容于其內(nèi)部的柜體；該變流器被配置成執(zhí)行能量變換操作，并提供至少一相交流電流輸出；該柜體的至少一個側(cè)邊包括鐵材料，該至少一個側(cè)邊的內(nèi)側(cè)還可拆卸地連接至少一個銅電磁屏蔽件，該銅電磁屏蔽件與該至少一個側(cè)邊之間設置有預設的間距，該至少一個鐵材料側(cè)邊被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，該銅電磁屏蔽件被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。
9.一種系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括變流器和至少將該變流器收容于其內(nèi)的柜體；該變流器被配置成執(zhí)行能量變換操作，并提供至少一相交流電流輸出；該柜體的至少一個側(cè)邊包括鐵材料，該至少一個側(cè)邊的內(nèi)側(cè)還可拆卸地連接至少一個鋁電磁屏蔽件，該鋁電磁屏蔽件與該至少一個側(cè)邊之間設置有預設的間距，該至少一個鐵材料側(cè)邊被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，該鋁電磁屏蔽件被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號。
10.一種系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括變流器，控制器和至少將該變流器和該控制器收容于其內(nèi)的柜體；該變流器被配置成根據(jù)該控制器提供的控制信號執(zhí)行能量變換操作，并提供至少一相交流電流輸出；該柜體的至少一個側(cè)邊包括鐵材料,該至少一個鐵材料側(cè)邊的內(nèi)側(cè)連接至少一個銅電磁屏蔽件，該銅電磁屏蔽件與該至少一個側(cè)邊之間設置有預設的間距，該至少一個鐵材料側(cè)邊被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，該銅電磁屏蔽件被配置成吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號；該系統(tǒng)還包括一個收容于該柜體內(nèi)的罩體，該罩體被配置成至少將該控制器罩設于其內(nèi)，該罩體設置有鐵屏蔽材料和銅屏蔽材料，以用于避免該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的電磁輻射信號對該控制器進行電磁干擾。
11.一種系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括變流器，控制器和至少將該變流器和該控制器收容于其內(nèi)的柜體；該變流器被配置成根據(jù)該控制器提供的控制信號執(zhí)行能量變換操作，并提供至少一相交流電流輸出；該柜體的至少一個側(cè)邊包括鐵材料,該至少一個鐵材料側(cè)邊的內(nèi)側(cè)連接至少一個鋁 電磁屏蔽件，該鋁電磁屏蔽件與該至少一個側(cè)邊之間設置有預設的間距，該至少一個鐵材料側(cè)邊被配置成至少吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，該鋁電磁屏蔽件被配置成吸收源自于該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的至少一部分頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號；該系統(tǒng)還包括一個收容于該柜體內(nèi)的罩體，該罩體被配置成至少將該控制器罩設于其內(nèi)，該罩體設置有鐵屏蔽材料和鋁屏蔽材料，以用于避免該至少一相交流電流輸出所產(chǎn)生的電磁輻射信號對該控制器進行電磁干擾。
12.—種電磁屏蔽方法，用于屏蔽收容在柜體內(nèi)的變流器相關聯(lián)的至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號，其特征在于:該方法至少包括如下步驟: 提供與該柜體至少一個側(cè)邊一體形成的第一電磁屏蔽元件，該第一電磁屏蔽元件被配置成至少屏蔽該至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號；以及 提供與該柜體至少一個側(cè)邊相鄰設置的第二電磁屏蔽元件，該第二電磁屏蔽元件被設置在相對該至少一個電磁輻射源較遠的位置，該第二電磁屏蔽元件被配置成至少屏蔽該至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，且該第二頻率范圍大于該第一頻率范圍。
13.—種電磁屏蔽方法，用于屏蔽收容在柜體內(nèi)的變流器相關聯(lián)的至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的電磁輻射信號，其特征在于:該方法至少包括如下步驟: 提供與該柜體至少一個側(cè)邊一體形成的鐵材料電磁屏蔽件，該鐵材料電磁屏蔽件被配置成至少屏蔽該至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的頻率值在第一頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號；以及 提供與該柜體至少一個側(cè)邊相鄰設置的包含銅材料或者鋁材料的電磁屏蔽件，該銅材料或者鋁材料電磁屏蔽件被配置成至少屏蔽該至少一個電磁輻射源所產(chǎn)生的頻率值在第二頻率范圍內(nèi)的電磁輻射信號，且該第二頻率范圍大于該第一頻率范圍。
14.一種控制在其內(nèi)至少收容有一個變流器的柜體的至少一個側(cè)邊溫度的方法，其特征在于:該方法至少包括如下步驟: 在該柜體的至少一個側(cè)邊的內(nèi)側(cè)以可拆卸地方式固設至少一個與該柜體的至少一個側(cè)邊保持預設間隔的包含銅材料或者鋁材料的電磁屏蔽件，該銅材料或者鋁材料電磁屏蔽件吸收與該變流器相關的電磁輻射源產(chǎn)生的部分電磁輻射能，該銅材料或者鋁材料電磁屏蔽件產(chǎn)生較少的熱 損耗。
【文檔編號】H05K9/00GK103635068SQ201210309494
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月27日 優(yōu)先權日:2012年8月27日
【發(fā)明者】沈捷, 汪鋆, S.施勒德, 張帆 申請人:通用電氣公司