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1、一 变频器定义通常所指的变频器是指将固定频率、固定电压的工频电源变换为变频、变压电源提供给电动机来改变电动机转速，从而提高电机传动系统运行效率和控制能力，从而满足工艺要求和实现节能降耗的目的装置。二 变频器分类按照输入变频器的电网电压等级分类,变频器可以分为低压(110V、220V、380V 等)、中压(690V、1140V、2300V 等)和高压(3kV、3.3kV、6kV、6.6kV、10kV 等)；目前我们有 6KV、10KV 两种电压等级的高压变频器。低压变频器目前一般直接购买，然后再进行改造，对结构来说，主要是做个机柜，把低压变频器还有其它的电器件装到这个柜里。三 高压变频器构成由功
2、率单元柜、变压器柜、旁路柜（用户根据情况选购）和远控箱四个部分组成。功率单元柜主要包括 功率单元、旁路单元、HVF-TEMP 组件、电压霍尔单元、柜顶风机组件 和控制部分（对于结构来说，主要是单元控制器和主控制器和 HMI 单元）和照明灯。变压器柜主要有变压器、电源切换模块、预充电组件、柜顶风机组件和照明灯等。旁路柜属于一种开关柜，它的里面主要安装的是隔离开关或真空短路器，它的作用是电机电源开关转换的作用，是通过变频器到电机还是不通过变频器支架到电机。旁路柜根据实际情况，种类比较多，主要分为手动和自动两种。变频器很多非标工程项目主要是旁路柜的重新设计制造。远控箱结构相对简单，但是种类繁多，目前
3、结构部分还没有蓝图。四 高压变频器结构设计概述1. 单元控制器，主控制器（1）对于结构来说，比较成型，外形基本固定，目前都已成蓝图，以后再设计新的控制器，基本上就是在蓝图的基础上改变；（2）机箱内部是低电压，爬电距离和电气间隙以小于5；（3）机箱壳体材料为不锈钢钢板；插件面板材料为冷轧钢板，印字面及相邻四周侧面喷冷灰（样板色）氨基烘漆（亚光） ，其余不喷；（4）机箱高度为 n*U-0.9(如 6U 高的机箱，高度为 265.9)；机箱深度根据实际情况定。插件面板的宽度为 n*5.08-0.3；高度为 n*U-1.9。插件上的插头上的插针和母线板对应的插座的插针孔一定要对中；（5）母线板一定要固
4、定牢靠，在插件插拔时，不产生变形。2. 功率单元(1) 绝缘距离功率单元内部的电压为 690V，我们按 1 千伏考虑，一般爬电距离最小为 12，电气间隙最小为 10（该尺寸有待进一步确认， ，这些尺寸如果有空间，能做大的时候，尽量大一些，不要做到极限尺寸。（2）铜排载流量铜排一定要满足载流量，并有适当的余量，但也不要余量过大，造成浪费；输出铜排要考虑铜排上的螺栓孔造成的载流量下降，现在一般采用铜排下面垫铜垫圈来弥补；铜排能用母排做的，就尽量不用铜板做；同一功率单元内的铜排厚度尽量一致，便于加工下料。（3）散热器散热器一定要满足功率器件的散热，这是最基本的要求。散热器上的器件排布要合理；散热器的
5、关键尺寸要经过模拟分析，不要随意确定。（4）箱体材料为镀锌钢板，前面板为冷轧钢板加喷涂粉末，厚度为1.5；箱体的结构要保证结构的强度，不易变形；在满足电气性能和结构性能的前提下，尽量尺寸缩小，减少机柜的尺寸。（5）设计要考虑加工工艺的可能性和方便性，如零件上的圆孔和长圆孔要考虑现有冲头的规格；板材的厚度也尽可能一致；钣金折弯边的最小高度要考虑；（6）设计要考虑装配工艺的可能性和方便性，如减少螺钉的种类；较大较重的功率单元设计成组件的形式，如电容组件、散热器组件便于装配的流水化作业；（7）设计要考虑以后功率单元的维护，便于拆装等。3. 功率单元柜（1）功率单元柜有 6KV 和 10KV 之分，6
6、KV 的绝缘距离：爬电距离 125；电气间隙 90；10KV 的绝缘距离：爬电距离 160，电气间隙 130。（2）目前的功率单元柜按单元的摆放分为两种，单排式和双排式，如单元电流不大于 49A 的为单排，机柜深度为 1200，大于 49A 的为双排，机柜深度为 1500。（3）单排的高压小室和控制部分在机柜后下部，双排的高压小室和控制部分在机柜前右部。（4）功率单元柜的外形尺寸在确定时，要和变压器柜整体考虑，因为大容量的变压器尺寸较大。一般来说，功率单元柜的高度尺寸由功率单元的高度尺寸决定；功率单元柜的深度尺寸基本上由变压器的深度尺寸决定；功率单元柜的宽度尺寸由功率单元的宽度和控制部分的宽度
7、决定。同一相的功率单元之间的间距一般为 30 左右；功率单元到其上面的绝缘槽钢的间距一般为 30 左右；（6）框架立柱是 KS 型材，厚度 2.5，前门和后门厚度2.0，侧门和顶盖厚 1.5；底座是 10 号槽钢焊接而成。（7）6KV 机柜一般用 120 绝缘槽钢,10KV 机柜一般用 160绝缘槽钢；绝缘槽钢上的螺栓过孔可适当大一些，因为机柜安装误差较大；绝缘槽钢上开的走线孔要考虑电缆的外径，开孔不要距离太近，保证槽钢的强度，防止槽钢出现裂纹。（8）旁路单元和其上面的功率单元是高电压对高电压，它们之间的绝缘隔离要一定保证，现在一般是在功率单元下面加绝缘垫板来保证；（9）功率单元柜门上面的通风
8、窗在可能的情况下尽量做的大一点，便于进入的风量大；通风后挡板上的通风孔一定要和对于功率单元上的散热孔相对应；柜顶风机的排布要合理，尽量使柜内的功率单元散热效果均匀；（10）霍尔单元上的三相电阻之间也是高压，结构设计时一定要考虑绝缘距离，现在安装板上的设计是电阻之间开槽来保证爬电距离；（11）高压小室内属于高电压，一定要考虑和机柜之间的绝缘，有时空间很小，可以考虑加绝缘隔板的方法来保证；（12）控制部分的排布要合理，要考虑线路是从哪里来，到哪里去，尽量不要来回走线；高压部分和低压部分要分开排布；电线是用固定弯角来固定还是放到行线槽里面；两个导轨（端子排）之间的距离不小于 150；行线槽的大小选择
9、和它内部走线的数量有关；（13）HMI 上的液晶在门上的高度在 1600 左右；4. 变压器柜（1）变压器柜的高度和深度尺寸和功率单元柜的相应尺寸一致，宽度尺寸由变压器本身来决定；一般情况下，变压器两侧到柜体的间距不小于 100；（2）电源切换模块安装在机柜的前左上部，设计时要考虑安装底板后面和变压器直接的绝缘距离；（3）预充电组件安装在机柜的前左下部，其内部是低电压，要和变压器保持一定的绝缘距离；（4）机柜右侧板上的走线孔要和功率单元柜上的相应穿线孔对中，并且单边大 15；5. 旁路柜(1) 旁路柜没有分 6KV 和 10KV，柜内的绝缘距离都按 10KV电压计算；（2）旁路柜前后门都装电磁锁和机械锁，要求更安全；（3）铜排的设计要考虑制造车间的加工工艺；（4）6. 远控箱 箱内属于低电压7. 散热散热对于高压变频器很重要，尤其对于大功率的变频器，已经成为瓶颈。常见的散热方式有：（1） 风道开放式冷却 （2） 空调密闭冷却（3） 环境水冷系统对于功率单元的散热器类型有 单纯的铝型材类型；热管散热器；水冷散热器；我们现在的散热方式属于最简单的方式。从电气方法考虑散热，在有些情况下可以增加功率单元的数量；每个功率单元内部用多个 IGBT 并联，降低单个 IGBT 的功耗。
