本发明公开了一种具有风冷散热结构的变流器，包括：开关柜、控制柜和功率柜，开关柜包括从上至下依次设置的预充电组件、定子接触器、网侧接触器、主断路器和网侧进线区域。控制柜包括从上至下分层依次设置的第一层、第二层和第三层，第一层包括低压控制电器板组件、Crowbar模块和斩波模块，第二层包括高压控制电器板组件、电容组件和UPS，第三层包括网侧电抗器和对外信号接口组件。功率柜包括设置在功率柜上部的脉冲分配模块和组合电阻器，以及位于脉冲分配模块和组合电阻器下部从上至下依次设置的功率模块、离心风机和机侧电抗器。本发明具有风冷散热结构的变流器，结构紧凑、体积更小、成本更低、散热效果更好，同时易于维修更换。
1.一种具有风冷散热结构的变流器，其特征在于，包括：开关柜（100）、控制柜（101）和功率柜（102），所述开关柜（100）、控制柜（101）和功率柜（102）的正面和背面均设置有用于散热的滤网（104）；
所述开关柜（100）进一步包括从上至下依次设置的预充电组件（4）、定子接触器（5）、网侧接触器（6）、主断路器（8）和网侧进线区域（9）；
所述控制柜（101）进一步包括从上至下分层依次设置的第一层、第二层和第三层，所述第一层包括低压控制电器板组件（1）、Crowbar模块（31）和斩波模块（29）；所述第二层包括高压控制电器板组件（13）、电容组件（33）和 UPS（7）；所述第三层包括网侧电抗器（18）和对外信号接口组件（19）；
所述功率柜（102）进一步包括设置在所述功率柜（102）上部的脉冲分配模块（10）和组合电阻器（3），以及在所述脉冲分配模块（10）和组合电阻器（3）下部从上至下依次设置的功率模块（12）、离心风机（14）和机侧电抗器（16）；
所述控制柜（101）按照散热区域分为一区、二区、三区、四区和五区，所述三区和四区位于所述控制柜（101）的第一层，所述二区和一区位于所述控制柜（101）的第二层，所述五区位于所述控制柜（101）的第三层；所述一区、二区、三区和四区形成低压控制区，所述五区形成独立散热的主电路高压区。
2.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于：所述开关柜（100）的正面设置有开关按钮区域（103），所述开关柜（100）的正面底部设置有用于进风的滤网（104），所述开关柜的背面上部设置有第一吸风轴流风机（21）。
3.根据权利要求2所述的变流器，其特征在于：所述预充电组件（4）、定子接触器（5）、网侧接触器（6）和主断路器（8）之间均通过接线铜排（22）进行连接，所述接线铜排（22）位于所述开关柜（100）的后部。
4.根据权利要求3所述的变流器，其特征在于：在所述网侧进线区域（9）进一步设置有定子进线母排（35）和网侧进线母排（36），与所述定子进线母排（35）相连的发电机定子进线电缆，以及与所述网侧进线母排（36）相连的电网进线电缆均从所述开关柜（100）的底部进线，并通过电缆固定夹固定；所述定子进线母排（35）位于所述网侧进线母排（36）的后下方，所述定子进线母排（35）和网侧进线母排（36）上下错开布置。
5.根据权利要求4所述的变流器，其特征在于：所述定子进线母排（35）和网侧进线母排（36）均呈 L形向所述开关柜（100）的前方延伸。
6.根据权利要求5所述的变流器，其特征在于：所述网侧接触器（6）安装在所述开关柜（100）柜体的右侧板（37）上，所述主断路器（8）至所述网侧接触器（6）之间的接线铜排呈 L形向所述网侧接触器（6）的方向延伸。
7.根据权利要求3、4、5或6任一项所述的变流器，其特征在于：在所述定子接触器（5）和主断路器（8）的后部分别设置有风道绝缘板（23），所述风道绝缘板（23）上设置有供所述接线铜排（22）穿过和通风的孔；所述开关柜（100）柜体外部的冷空气从所述开关柜（100）正面下部的滤网（104）进入，冷空气沿所述接线铜排（22）自下而上流动，同时冷空气依次流经所述主断路器（8）、网侧接触器（6）、定子接触器（5）和预充电组件（4），最终通过所述第一吸风轴流风机（21）排出柜体。
8.根据权利要求7所述的变流器，其特征在于：在所述定子接触器（5）的下方设置有定子接触器安装导轨（20）。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6或8任一项所述的变流器，其特征在于：所述五区中设置有所述网侧电抗器（18），在所述五区内靠近所述控制柜（101）的柜体前部位置设置有吹风轴流风机（28），所述吹风轴流风机（28）向所述五区的内部吹风，冷空气经过所述网侧电抗器（18）从所述控制柜（101）柜体后部出口处的滤网（104）流出，所述吹风轴流风机（28）与所述出口处的滤网（104）在高度方向上的位置错开。
所述二区设置有在水平方向上依次排列的所述UPS（7）和电容组件（33）；
所述四区设置有在垂直方向上依次排列的所述斩波模块（29）和Crowbar模块（31）；
所述四区位于所述二区的上方，所述三区位于所述一区的上方；
冷空气从位于所述一区前部的滤网（104）进入，一部分冷空气通过所述一区并经设置在所述一区与二区之间防护格网的网孔（24）进入所述二区，另一部分冷空气向上进入所述三区，带走设置于三区中的所述低压控制电器板组件（1）中的热量，并通过设置在所述三区上部的网孔进入所述四区，最后通过设置在所述控制柜（101）柜体背面上部的第二吸风轴流风机（34）排至所述控制柜（101）的柜体外部。
11.根据权利要求10所述的变流器，其特征在于：进入所述二区的冷空气带走所述UPS（7）和电容组件（33）产生的热量，所述斩波模块（29）和Crowbar模块（31）的前部均设置有散热器（25），来自于所述二区的冷空气仅通过所述散热器（25）所处的向上流动空间对所述斩波模块（29）和Crowbar模块（31）进行散热。
12.根据权利要求10或11任一项所述的变流器，其特征在于：所述对外信号接口组件（19）设置在所述控制柜（101）的下部，外部的接线通过所述控制柜（101）的柜体底部进线并与所述对外信号接口组件（19）相连，所述对外信号接口组件（19）的接线区域相对于所述网侧电抗器（18）的安装区域相互独立。
13.根据权利要求12所述的变流器，其特征在于：在所述Crowbar模块（31）的下部水平设置有推拉平台（30），使得空气的流动方向沿着所述Crowbar模块（31）所带的散热器（25）向上流动。
14.根据权利要求10、11或13任一项所述的变流器，其特征在于：所述控制柜（101）内还设置有加热器（26），所述加热器（26）通过导轨安装在所述控制柜（101）的柜门（38）上，所述加热器（26）位于所述低压控制电器板组件（1）的下部。
15.根据权利要求1、2、3、4、5、6、8、10、11或13任一项所述的变流器，其特征在于：所述功率柜（102）设置有三个功率模块（12），以及与所述功率模块（12）对应的三个离心风机（14），所述功率模块（12）与所述离心风机（14）之间设置有专用风道；在所述功率柜（102）的底部还设置有RC滤波组件（17）。
16.根据权利要求15所述的变流器，其特征在于：在所述功率柜（102）柜体下部的前后两侧均设置有滤网（104），外部的冷空气通过所述离心风机（14）由所述滤网（104）进入所述柜体的内部后向上流动带走所述机侧电抗器（16）、RC滤波组件（17）和功率模块（12）的热量，热量通过设置在所述功率柜（102）柜体上部的前后两侧的滤网（104）排至所述功率柜（102）的柜体外部。
17.根据权利要求16所述的变流器，其特征在于：所述功率模块（12）在深度方向上完全隔离所述柜体功率柜（102）的上部和下部区域，来自于外部的冷空气仅通过设置在所述功率模块（12）内部的散热器对所述功率模块（12）进行散热；在所述功率模块（12）的顶部进一步设置有直流母排接线区（11），在所述组合电阻器（3）的侧部进一步设置有温度传感器（2）。
18.根据权利要求16或17所述的变流器，其特征在于：在所述功率柜（102）的下部前方设置有发电机转子接线母排（15），所述发电机转子接线母排（15）进一步包括从上至下依次呈阶梯状排列的第一接线母排（K）、第二接线母排（L）及第三接线母排（M）；来自于所述功率柜（102）柜体外部的进线电缆通过所述功率柜（102）的底部接入所述发电机转子接线母排（15），所述进线电缆通过电缆固定夹安装固定。
19.根据权利要求1、2、3、4、5、6、8、10、11、13、16或17任一项所述的变流器，其特征在于：所述开关柜（100）、控制柜（101）和功率柜（102）依次并排排列。
一种具有风冷散热结构的变流器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电气设备散热领域，尤其是涉及一种应用于兆瓦级风电变流器采用具有风冷散热结构的变流器，本发明也可以应用于类似领域的风冷散热结构变流器。
背景技术
[0002] 风能作为一种当前广泛利用的清洁可再生能源，越来越受到世界各国的高度重视。我国国土幅员辽阔，风能资源丰富，近几年来国家政策也大力扶持风电产业。目前，大多数的风电整机制造厂研发和投产的风力发电机型大多数为兆瓦级的双馈型风力发电机组。其中，兆瓦级的双馈型风力发电变流器是风电机组中的核心部件。
[0003] 在兆瓦级风电变流器中，主电路的器件体积和热功率都比较大，如：大功率的IGBT模块、滤波器件等器件。目前，在现有技术中还没有类似结构的风冷散热变流器出现，而已有的风冷散热变流器不能同时满足装置小型化、轻量化、结构紧凑化和优异的散热效果，以及高稳定性的要求。随着电力电子变流装置向小型化、轻量化、可靠化、经济化的方向发展，合适有效的散热、合理的结构布局，紧凑的结构设计都是研究的重点。
[0004] 因此，设计一种体积小、成本低、易于维修和更换的兆瓦级双馈型风力发电变流器的十分必要。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有风冷散热结构的变流器，结构紧凑、体积更小、成本更低、散热效果更好，同时易于维修和更换。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种具有风冷散热结构的变流器的技术实现方案，具有风冷散热结构的变流器，包括：
[0007] 开关柜、控制柜和功率柜，所述开关柜、控制柜和功率柜的正面和背面均设置有用于散热的滤网；
[0008] 所述开关柜进一步包括从上至下依次设置的预充电组件、定子接触器、网侧接触器、主断路器和网侧进线区域；
[0009] 所述控制柜进一步包括从上至下分层依次设置的第一层、第二层和第三层，所述第一层包括低压控制电器板组件、Crowbar模块和斩波模块；所述第二层包括高压控制电器板组件、电容组件和 UPS；所述第三层包括网侧电抗器和对外信号接口组件；
[0010] 所述功率柜进一步包括设置在所述功率柜上部的脉冲分配模块和组合电阻器，以及在所述脉冲分配模块和组合电阻器下部从上至下依次设置的功率模块、离心风机和机侧电抗器。
[0011] 优选的，所述开关柜的正面设置有开关按钮区域，所述开关柜的正面底部设置有用于进风的滤网，所述开关柜的背面上部设置有第一吸风轴流风机。
[0012] 优选的，所述预充电组件、定子接触器、网侧接触器和主断路器之间均通过接线铜排进行连接，所述接线铜排位于所述开关柜的后部。
[0013] 优选的，在所述网侧进线区域进一步设置有定子进线母排和网侧进线母排，与所述定子进线母排相连的发电机定子进线电缆，以及与所述网侧进线母排相连的电网进线电缆均从所述开关柜的底部进线，并通过电缆固定夹固定。所述定子进线母排位于所述网侧进线母排的后下方，所述定子进线母排和网侧进线母排上下错开布置。
[0014] 优选的，所述定子进线母排和网侧进线母排均呈L形向所述开关柜的前方延伸。
[0015] 优选的，所述网侧接触器安装在所述开关柜柜体的右侧板上，所述主断路器至所述网侧接触器之间的接线铜排呈 L形向所述网侧接触器的方向延伸。
[0016] 优选的，在所述定子接触器和主断路器的后部分别设置有风道绝缘板，所述风道绝缘板上设置有供所述接线铜排穿过和通风的孔。所述开关柜柜体外部的冷空气从所述开关柜正面下部的滤网进入，冷空气沿所述接线铜排自下而上流动，同时冷空气依次流经所述主断路器、网侧接触器、定子接触器和预充电组件，最终通过所述第一吸风轴流风机排出柜体。
[0017] 优选的，在所述定子接触器的下方设置有定子接触器安装导轨。
[0018] 优选的，所述控制柜按照散热区域分为一区、二区、三区、四区和五区，所述三区和四区位于所述控制柜的第一层，所述二区和一区位于所述控制柜的第二层，所述五区位于所述控制柜的第三层。所述一区、二区、三区和四区形成低压控制区，所述五区形成独立散热的主电路高压区。
[0019] 优选的，所述五区中设置有所述网侧电抗器，在所述五区内靠近所述控制柜的柜体前部位置设置有吹风轴流风机，所述吹风轴流风机向所述五区的内部吹风，冷空气经过所述网侧电抗器从所述控制柜柜体后部出口处的滤网流出，所述吹风轴流风机与所述出口处的滤网在高度方向上的位置错开。
[0020] 优选的，所述一区设置有所述高压控制电器板组件；
[0021] 所述二区设置有在水平方向上依次排列的所述UPS和电容组件；
[0022] 所述三区设置有所述低压控制电器板组件；
[0023] 所述四区设置有在垂直方向上依次排列的所述斩波模块和Crowbar模块；
[0024] 所述四区位于所述二区的上方，所述三区位于所述一区的上方；
[0025] 冷空气从位于所述一区前部的滤网进入，一部分冷空气通过所述一区并经设置在所述一区与二区之间防护格网的网孔进入所述二区，另一部分冷空气向上进入所述三区，带走设置于三区中的所述低压控制电器板组件中的热量，并通过设置在所述三区上部的网孔进入所述四区，最后通过设置在所述控制柜柜体背面上部的第二吸风轴流风机排至所述控制柜的柜体外部。
[0026] 优选的，进入所述二区的冷空气带走所述UPS和电容组件产生的热量，所述斩波模块和Crowbar模块的前部均设置有散热器，来自于所述二区的冷空气仅通过所述散热器所处的向上流动空间对所述斩波模块和Crowbar模块进行散热。
[0027] 优选的，所述对外信号接口组件设置在所述控制柜的下部，外部的接线通过所述控制柜的柜体底部进线并与所述对外信号接口组件相连，所述对外信号接口组件的接线区域相对于所述网侧电抗器的安装区域相互独立。
[0028] 优选的，在所述Crowbar模块的下部水平设置有推拉平台，使得空气的流动方向沿着所述Crowbar模块所带的散热器向上流动。
[0029] 优选的，所述控制柜内还设置有加热器，所述加热器通过导轨安装在所述控制柜的柜门上，所述加热器位于所述低压控制电器板组件的下部。
[0030] 优选的，所述功率柜设置有三个功率模块，以及与所述功率模块对应的三个离心风机，所述功率模块与所述离心风机之间设置有专用风道；在所述功率柜的底部还设置有RC滤波组件。
[0031] 优选的，在所述功率柜柜体下部的前后两侧均设置有滤网，外部的冷空气通过所述离心风机由所述滤网进入所述柜体的内部后向上流动带走所述机侧电抗器、RC滤波组件和功率模块的热量，热量通过设置在所述功率柜柜体上部的前后两侧的滤网排至所述功率柜的柜体外部。
[0032] 优选的，所述功率模块在深度方向上完全隔离所述柜体功率柜的上部和下部区域，来自于外部的冷空气仅通过设置在所述功率模块内部的散热器对所述功率模块进行散热。在所述功率模块的顶部进一步设置有直流母排接线区，在所述组合电阻器的侧部进一步设置有温度传感器。
[0033] 优选的，在所述功率柜的下部前方设置有发电机转子接线母排，所述发电机转子接线母排进一步包括从上至下依次呈阶梯状排列的第一接线母排、第二接线母排及第三接线母排。来自于所述功率柜柜体外部的进线电缆通过所述功率柜的底部接入所述发电机转子接线母排，所述进线电缆通过电缆固定夹安装固定。
[0034] 优选的，所述开关柜、控制柜和功率柜依次并排排列。
[0035] 通过实施上述本发明提供的具有风冷散热结构的变流器，具有如下有益效果：
[0036] （1）本发明变流器内部结构紧凑、器件布局合理、体积更小、成本更低、散热效果更好，同时易于维修和更换，对于整个变流器产品，包含底座以及吊梁在内的尺寸仅为：长×高×深=2057mm×2184mm×600mm；
[0037] （2）本发明变流器按照功能分区，分为开关柜、控制柜、功率柜，同时按照主电路拓扑，在控制柜下部设计独立设置空间，用于布置网侧电抗器，在简化了主电路铜排走线的同时，也提高了电抗器的散热效率；
[0038] （3）本发明变流器应用了大规模的模块化结构设计，包括Crowbar模块、斩波模块、低压控制电器板组件、高压控制电器板组件、RC滤波组件、脉冲分配模块、功率模块等，各单元均通过模块化设计，实现功能分区，不仅提高了系统的可维护性，也使得整个布局更加美观、整洁；
[0039] （4）本发明变流器控制柜中，按照散热空间分为5个区间，提高了散热效果，并且提高了空间的利用率，同时Crowbar模块，斩波模块进行后维护设计，达到了空间的最大化利用；控制柜背面上部设置有吸风轴流风机，同时前部设计有独立对电抗器进行散热的吹风轴流风机；
[0040] （5）本发明变流器开关柜中，主断路器与定子接触器呈上、下方向布置，网侧接触器布置于右侧板上，是一种铜排走线关系最直接，同时最节省铜排的布局方式；对发电机定子及对电网接线均位于开关柜的下部，通过接线铜排呈L形布置，并形成上下错开布局，达到了有限空间的最大利用；开关柜正面底部设置进风滤网，背面上部设置有吸风轴流风机；开关柜的后部上下方向设置了两块绝缘防护板，能使开关柜形成有效的风道，提高了开关柜的散热效果；
[0041] （6）本发明变流器功率柜中，通过三个功率模块把柜体分为上下两个空间，下部空间前后共有八个滤网，上部前后设置有四个滤网，对每个功率模块均设置有单独散热的离心风机，且离心风机与功率模块之间设计了专门的风道结构；
[0042] （7）本发明变流器中所有的对外接口均为底部进出线，同时设置了专门的对外电缆夹，提高了整个柜体的防护等级，同时整柜所有的主电路器件均通过接线铜排进行连接，美观并节省了成本。
附图说明
[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0044] 图1是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式的外部结构主视图；
[0045] 图2是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式的外部结构后视图；
[0046] 图3是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式的内部结构主视图；
[0047] 图4是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式中开关柜的内部结构主视图；
[0048] 图5是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式中开关柜的内部结构左视图；
[0049] 图6是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式中控制柜的内部结构主视图；
[0050] 图7是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式中控制柜的内部结构左视图；
[0051] 图8是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式中控制柜的内部散热结构示意图；
[0052] 图9是图8中控制柜对应的内部散热分区结构示意图；
[0053] 图10是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式中功率柜的内部结构主视图；
[0054] 图11是本发明具有风冷散热结构的变流器一种具体实施方式中功率柜的内部结构左视图；
[0055] 图12是图11中发电机转子接线母排的左视截面结构示意图；
[0056] 图中：100-开关柜，101-控制柜，102-功率柜，103-按钮区域，104-滤网，1-低压控制电器板组件，2-温度传感器，3-组合电阻器，4-预充电组件，5-定子接触器，6-网侧接触器，7-UPS，8-主断路器，9-网侧进线区域，10-脉冲分配模块，11-直流母排接线区，12-功率模块，13-高压控制电器板组件，14-离心风机，15-发电机转子接线母排，16-机侧电抗器，17-RC滤波组件，18-网侧电抗器，19-对外信号接口组件，20-定子接触器安装导轨，21-第一吸风轴流风机，22-接线铜排，23-风道绝缘板，24-网孔，25-散热器，26-加热器，27-进风滤网，28-吹风轴流风机，29-斩波模块，30-推拉平台，31-Crowbar模块，32-出风滤网，33-电容组件，34-第二吸风轴流风机，35-定子进线母排，36-网侧进线母排，37-右侧板，38-柜门。
具体实施方式
[0057] 为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下：
[0058] Crowbar：撬棍电路，一种变流器的保护电路；
[0059] UPS：Uninterruptible Power Supply，不间断供电电源的简称。
[0060] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0061] 如附图1至附图12所示，给出了本发明具有风冷散热结构的变流器的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0062] 如附图1和附图2所示，一种具有风冷散热结构的变流器的具体实施例，包括：开关柜100、控制柜101和功率柜102，开关柜100、控制柜101和功率柜102的正面和背面均设置有用于散热的滤网104。开关柜100、控制柜101和功率柜102依次并排排列。作为本发明一种典型的具体实施例，开关柜100、控制柜101和功率柜102的柜体均采用框架梁焊接而成，整体防护等级达到IP54。整个变流器由左至右，共分为3个独立的柜体，分别依次为开关柜100、控制柜101和功率柜102。
[0063] 如附图3所示，开关柜100进一步包括从上至下依次设置的预充电组件4、定子接触器5、网侧接触器6、主断路器8和网侧进线区域9。控制柜101进一步包括从上至下分层依次设置的第一层、第二层和第三层，第一层包括低压控制电器板组件1、Crowbar模块31和斩波模块29。第二层包括高压控制电器板组件13、电容组件33和 UPS 7。第三层包括网侧电抗器18和对外信号接口组件19。功率柜102进一步包括设置在功率柜102上部的脉冲分配模块10和组合电阻器3，以及位于脉冲分配模块10和组合电阻器3下部从上至下依次设置的功率模块12、离心风机14和机侧电抗器16。
[0064] 如附图4所示，开关柜100的正面进一步设置有开关按钮区域103，开关柜100的正面底部设置有用于进风的滤网104，开关柜的背面上部设置有第一吸风轴流风机21。预充电组件4、定子接触器5、网侧接触器6和主断路器8之间均通过接线铜排22进行连接，接线铜排22位于开关柜100的后部。在网侧进线区域9进一步设置有定子进线母排35和网侧进线母排
36，与定子进线母排35相连的发电机定子进线电缆，以及与网侧进线母排36相连的电网进线电缆均从开关柜100的底部进线，并通过电缆固定夹固定，保证了整个柜体的防护等级。
定子进线母排35位于网侧进线母排36的后下方，定子进线母排35和网侧进线母排36上下错开布置，保证了在有限的空间里同时集成发电机定子进线和电网进线。同时，定子进线母排
35和网侧进线母排36均呈 L形向开关柜100的前方延伸。网侧接触器6安装在开关柜100柜体的右侧板37上，主断路器8至网侧接触器6之间的接线铜排呈 L形向网侧接触器6的方向延伸，在保证接线铜排走线最便利的同时，也确保了柜体内部空间的充分利用。
[0065] 如附图5所示，在定子接触器5和主断路器8的后部分别设置有风道绝缘板23，两处风道绝缘板23上均设置有供接线铜排22穿过和通风的孔。整个柜体的空间通过各个模块器件与两处风道绝缘板23的配合，可分为上、中、下三个散热空间。如图中箭头所示，开关柜100柜体外部的冷空气从开关柜100正面下部的滤网104进入，冷空气沿接线铜排22自下而上流动，同时冷空气依次流经主断路器8、网侧接触器6、定子接触器5和预充电组件4，最终通过第一吸风轴流风机21排出柜体。空气沿接线铜排22（用于上下主电路的接线）由下而上流动，不但保证了接线铜排22的散热效果，同时通过设置风道绝缘板23，保证了中部空间的空气能向柜体前部的区域流动，确保了网侧接触器6和预充电组件4的散热效果。由于开关柜100的柜体背部上方设置了第一吸风轴流风机21，保证了整个开关柜100内部的散热循环。在定子接触器5的下方设置有定子接触器安装导轨20，使得安装、维护更加方便。
[0066] 如附图9所示，控制柜101按照散热区域分为一区C、二区D、三区E、四区F和五区G，三区E和四区F位于控制柜101的第一层，二区D和一区C位于控制柜101的第二层，五区G位于控制柜101的第三层。一区C、二区D、三区E和四区F形成低压控制区。相对于其它几个区，五区G形成了独立散热的主电路高压区。如附图6和附图7所示，五区G中设置有网侧电抗器18，在五区G内靠近控制柜101的柜体前部位置设置有吹风轴流风机28，吹风轴流风机28向五区G的内部吹风，冷空气经过网侧电抗器18从控制柜101柜体后部出口处的滤网104流出，吹风轴流风机28与出口处的滤网104在高度方向上的位置错开，实现了提高散热效果的目的。一区C设置有高压控制电器板组件13，二区D设置有在水平方向上依次设置的UPS 7和电容组件33，三区E设置有低压控制电器板组件1，四区F设置有在垂直方向上依次设置的斩波模块29和Crowbar模块31，四区F位于二区D的上方，三区E位于一区C的上方。
[0067] 如附图8所示，冷空气从位于一区C前部的滤网104进入，通过设置一区C与二区D，一区C与三区E之间间隔的方孔数量使得进入的大部分冷空气通过一区C并经设置在一区C与二区D之间防护格网的网孔24进入二区D。另一部分冷空气向上进入三区E，带走设置于三区E中的低压控制电器板组件1中的热量，并通过设置在三区E上部开设的网孔进入四区F，最后通过设置在控制柜101柜体背面上部的第二吸风轴流风机34排至控制柜101的柜体外部。另一方面，大部分进入二区D的冷空气带走布置于该区的UPS 7和电容组件33产生的热量，斩波模块29和Crowbar模块31的前部均设置有散热器25，来自于二区D的冷空气仅通过散热器25所处的向上流动空间对斩波模块29和Crowbar模块31进行散热。由于二区D相对于四区F在位置上处于下方，因此仅在布置于四区F中的斩波模块29所带的散热器位置设置空气向上流动的空间，从而保证了斩波模块29的散热效果。
[0068] 如附图7所示，对外信号接口组件19设置在控制柜101的下部，外部的接线通过控制柜101的柜体底部进线并与对外信号接口组件19相连，对外信号接口组件19的接线区域相对于网侧电抗器18的安装区域相互独立。在Crowbar模块31的下部水平设置有推拉平台30，既保证了空气的流动方向沿着Crowbar模块31所带的散热器25向上流动，同时也大大提高了Crowbar模块31的可维护性。控制柜101内还设置有加热器26，加热器26通过导轨安装在控制柜101的柜门38上，加热器26位于低压控制电器板组件1的下部，既节省了控制柜101的柜体空间，同时又保证了低压控制电器板组件1的加热要求。
[0069] 如附图10所示，功率柜102设置有三个功率模块12，以及与功率模块12对应的三个离心风机14，为了提高散热效率，功率模块12与离心风机14之间设置有专用风道。在功率柜102的底部还设置有RC滤波组件17。在功率柜102柜体下部的前后两侧均设置有四个滤网
104，外部的冷空气通过离心风机14由滤网104进入柜体的内部后向上流动带走机侧电抗器
16、RC滤波组件17和功率模块12的热量，热量通过设置在功率柜102柜体上部的前后两侧的滤网104排至功率柜102的柜体外部。
[0070] 如附图11所示，功率模块12在深度方向（即如附图10和附图11中所示的L方向）上完全隔离柜体功率柜102的上部和下部区域，来自于外部的冷空气完全通过设置在功率模块12内部的散热器（即空气完全通过设置在功率模块12内部的风道流动）对功率模块12进行散热，从而提高了整个功率柜102的柜体换热效率。在功率模块12的顶部进一步设置有直流母排接线区11，在组合电阻器3的侧部进一步设置有温度传感器2。如附图12所示，在功率柜102的下部前方设置有发电机转子接线母排15，发电机转子接线母排15进一步包括从上至下依次呈阶梯状排列的第一接线母排K、第二接线母排L及第三接线母排M。来自于功率柜102柜体外部的进线电缆通过功率柜102的底部接入发电机转子接线母排15。为了保证整个变流器的防护等级，进线电缆通过电缆固定夹安装固定。
[0071] 通过实施本发明具体实施例描述的具有风冷散热结构的变流器，能够达到以下技术效果：
[0072] （1）本发明具体实施例描述的具有风冷散热结构的变流器内部结构紧凑、器件布局合理、体积更小、成本更低、散热效果更好，同时易于维修和更换，对于整个变流器产品，包含底座以及吊梁在内的尺寸仅为：长×高×深=2057mm×2184mm×600mm；
[0073] （2）本发明具体实施例描述的具有风冷散热结构的变流器按照功能分区，分为开关柜、控制柜、功率柜，同时按照主电路拓扑，在控制柜下部设计独立设置空间，用于布置网侧电抗器，在简化了主电路铜排走线的同时，也提高了电抗器的散热效率；
[0074] （3）本发明具体实施例描述的具有风冷散热结构的变流器应用了大规模的模块化结构设计，包括Crowbar模块、斩波模块、低压控制电器板组件、高压控制电器板组件、RC滤波组件、脉冲分配模块、功率模块等，各单元均通过模块化设计，实现功能分区，不仅提高了系统的可维护性，也使得整个布局更加美观、整洁；
[0075] （4）本发明具体实施例描述的具有风冷散热结构的变流器控制柜中，按照散热空间分为5个区间，提高了散热效果，并且提高了空间的利用率，同时Crowbar模块，斩波模块进行后维护设计，达到了空间的最大化利用；控制柜背面上部设置有吸风轴流风机，同时前部设计有独立对电抗器进行散热的吹风轴流风机；
[0076] （5）本发明具体实施例描述的具有风冷散热结构的变流器开关柜中，主断路器与定子接触器呈上、下方向布置，网侧接触器布置于右侧板上，是一种铜排走线关系最直接，同时最节省铜排的布局方式；对发电机定子及对电网接线均位于开关柜的下部，通过接线铜排呈L形布置，并形成上下错开布局，达到了有限空间的最大利用；开关柜正面底部设置进风滤网，背面上部设置有吸风轴流风机；开关柜的后部上下方向设置了两块绝缘防护板，能使开关柜形成有效的风道，提高了开关柜的散热效果；
[0077] （6）本发明具体实施例描述的具有风冷散热结构的变流器功率柜中，通过三个功率模块把柜体分为上下两个空间，下部空间前后共有六个滤网，上部前后设置有四个滤网，对每个功率模块均设置有单独散热的离心风机，且离心风机与功率模块之间设计了专门的风道结构；
[0078] （7）本发明具体实施例描述的具有风冷散热结构的变流器中所有的对外接口均为底部进出线，同时设置了专门的对外电缆夹，提高了整个柜体的防护等级，同时整柜所有的主电路器件均通过接线铜排进行连接，美观并节省了成本。
[0079] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0080] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
