[发明专利]用于制造电能的设备的电力开关柜

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造电能的设备的电力开关柜。

背景技术

由现有技术已知需要设置在电力开关柜中的、特别是用于制造电能的设备的电子元件，例如变流器或滤波器。风能设备通常配有双馈异步电动机，因为以这种方式必须仅有部分功率通过设备的变流器进行传送。然而在转速低于发电机的同步转速时设备效率降低。因此具有全功率变流器的同步发电机越来越多地得到应用。然而在这些系统中通过变流器引导所有提供给电源的功率，因此必须对这些系统进行相应地度量以及可以缩放地进行布置。此外由于所需要的较大功率例如在开关柜具有紧凑结构的同时还对冷却设备提出额外地要求。

然而，在具有仅需要通过变流器输送一部分功率的双馈异步电动机的系统中经常要求开关柜的结构紧凑。

文献EP1903848B1描述了一种模块化变频器以及用于容纳功率电子元件的布线柜，在该变频器中功率电子元件具有轮子。为了将功率电子元件与变频器的其余部分相连接，需要昂贵的插座连接装置。此外，首先电功率经由电缆在布线柜中向上引至功率电子元件的上方，以从那里再次向下提供给功率电子元件并且向上提供给变频器的其余部分。由此产生了繁琐的布线以及提高了占用面积。

文献US 7，859，838 B2涉及一种用于在开关柜中放置变流器或变频器的装置。对此该开关柜的框架应该进行模块化构造，从而在将开关柜带入到使用地之前，可以将变频器的元件安装在开关柜框架模块中。然而在这种情况下是不利的，像断续器、保险装置、逆变器、制动电阻和变频器这样的单个元件分配在不同的柜上，这需要额外复杂的布线以及用更多的冷却设备进行冷却。在工厂里进行安装之后，仅以高的花费才可能在现场实现之后的可伸缩性。此外，每个框架模块都需要相对多的空间。

文献US 7，859，838 B2涉及一种用于在开关柜中放置变流器或变频器的装置。对此该开关柜的框架应该进行模块化构造，从而在将开关柜带入到使用地之前，可以将变频器的元件安装在开关柜框架模块中。然而在这种情况下是不利的，像断续器、保险装置、逆变器、制动电阻和变频器这样的单个元件分配在不同的柜上，这需要额外复杂的布线以及用更多的冷却设备进行冷却。在工厂里进行安装之后，仅以高的花费才可能在现场实现之后的可伸缩性。此外，每个框架模块都需要相对多的空间。

发明内容

因此，本发明的技术性目的在于，在尽管小的占用面积上实现电力开关柜的最佳的可伸缩性和冷却效果。

根据本发明由此实现了该技术性目的，即，电力开关柜具有一个在机器端上的接口、一个功率模块和一个电源端上的接口，其中该功率模块具有一个在机器端上的变流器、一个电源端上的变流器、一个直流电压中间电路和一个斩波器并且元件的设置大体上与能通量的方向相一致。

元件大体上设置在能通量的方向上意为，元件大体上按功率经过这些元件进行传输的顺序设置成一排。对此在双馈异步电动机超同步运转的情况下或者在同步电动机的发电机工作时通过电力开关柜的一侧上的、机器端的接口输入功率并且通过位于对面的一侧上的、电源端的接口再次输出。因此按功率经过元件进行传输的顺序在电力开关柜一端上总是远离输入功率的接口远离地设置元件以及在电力开关柜的第二末端上靠近输出功率的接口设置元件。在这种情况下具有中间电路电容器的直流电压中间电路可以从机器端的变流器延伸至电源端的变流器。

通过使元件“大体上”应该设置在能通量的方向上这样的形式是考虑到单个的元件具有一定的几何膨胀以及在一个元件通常比其他元件距离电力开关柜的一端更近地或者更远地设置时，该元件的一小部分肯定可以与其他的元件在能通量方向上重叠。

例如可以在与能通量垂直的方向上从上向下或者从下向上地设置元件。也可以水平地从左向右、从右向左、从前向后或者从后向前地进行设置。

由于根据本发明的元件设置没有出现反并联的能通量，即没有能通量的环路或者没有往复引导能通量，这样会导致大大简化具有小的占用面积的电力开关柜的构造。通过根据本发明将元件设置在能通量的方向上也可以通过元件本身跨接在电力开关柜内部的路径的一部分，因此实现了最短的连接路径和布线以及实现了元件之间的最小连接距离。同时通过能够简单拆装的功率模块提供了最佳的可伸缩性，此外，一方面通过紧凑的结构、另一方面通过在能通量方向上的设置简化了对元件的冷却。