專利名稱：一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜，是一種應(yīng)用于大 功率電力電子產(chǎn)品的風冷式大功率逆變器功率柜，特別適用于大功率逆變器。屬于電力 電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大功率柜大功率電力電子產(chǎn)品的主體，它是涉及高壓、大功率或高壓大 功率的整流、逆變、變頻等功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。對于電力電子大功率系統(tǒng)而言， 由于散熱性能對整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性、功率器件的使用壽命以及產(chǎn)品的體 積都有重要的影響，因此在大功率柜的設(shè)計中，需要注意配合設(shè)備功率部件 如電力電子器件及其散熱器，尤其需要考慮系統(tǒng)整體的散熱性能。
目前，市場上銷售的風冷式大功率逆變器功率柜(如采用功率單元級聯(lián) 式的高壓大功率變頻器)，其功率逆變部分的結(jié)構(gòu)為前側(cè)安裝功率單元，功 率單元散熱器從前向后，風道較長，單元的風道在柜體的后部，在柜體上端 安裝風機，強迫風冷的流向為從前向后匯集，然后在柜體后部匯集向上排出。 一般柜體前后深度達1200mm以上，單元的散熱風道在500mm以上，造成 散熱器風道的阻力相對較大，散熱器的前端進冷風與后部風道熱風的溫差相 對較大，由此導致整體的散熱效果差，為防止發(fā)熱功率元件溫升過高(散熱 器溫升在設(shè)計范圍)，保證系統(tǒng)工作正常，必須將電力電子功率單元部分的 散熱器的設(shè)計相對較大。這樣，需要增加耗材、提高成本，價格較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的風冷式大功率逆變器功率柜的散 熱風道長、散熱器體積相對較大的缺點，提供一種散熱風道短、散熱器體積 相對較小的高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜。
本發(fā)明的目的可以通過如下措施達到
一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜，包括柜體和安裝在柜體內(nèi) 腔的功率單元，其結(jié)構(gòu)特點是柜體的相對兩側(cè)設(shè)有進風門，柜體的頂部設(shè) 有抽風機；功率單元在柜體的內(nèi)腔呈點狀分布或條狀分布，使功率單元之間 形成間隙，這些間隙及功率單元的散熱風道在柜體的內(nèi)腔形成風道，抽風機 的吸風口正對風道。
本發(fā)明的目的還可以通過如下措施達到
本發(fā)明的一種實施方式是柜體的前、后兩側(cè)可以分別設(shè)置一個以上風 門，各風門設(shè)有濾塵網(wǎng)；相應(yīng)地，柜體的頂部可以設(shè)有一臺以上抽風機。
本發(fā)明的一種實施方式是 間可以設(shè)有橫桿，所述橫桿階 橫桿上。
本發(fā)明的一種實施方式是 可以分別開有多個風門，各風 腔的左、右側(cè)壁可以各設(shè)有一 柱之間可以設(shè)有四層橫桿。
:在柜體的內(nèi)腔壁可以設(shè)有多條立柱，立柱之 梯式設(shè)置或?qū)訝钤O(shè)置，功率單元固定在立柱和
:柜體可以呈長方體形狀，柜體的前、后側(cè)壁 門可以分成多個小風門；與之對應(yīng)，柜體的內(nèi) 排立柱，柜體的中間可以設(shè)有二排立柱，在立
本發(fā)明的一種實施方式是位于柜體的前、后側(cè)壁柜門可以通過鉸鏈安 裝于柜體上、構(gòu)成易開啟式結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一種實施方式是柜體可以由鋼板等金屬材料構(gòu)成。
本發(fā)明的一種實施方式是功率單元的兩側(cè)設(shè)有風道隔板，由所述風道 隔板功率單元的散熱風道。
本發(fā)明的一種實施方式是功率單元包括殼體及與殼體配套的殼蓋、濾 波電容器、電力電子器件、散熱器和母線/母排，散熱器采用寬截面、短風道
結(jié)構(gòu)，散熱器的風道長度《500mm，散熱器的進風口寬度為150mm 1000mm;電力電子器件橫向設(shè)置在散熱器上并與散熱器緊密連接，濾波電 容器和散熱器固定安裝在殼體上；電力電子器件與濾波電容器之間通過母線 /母排連接、形成電流電壓電路。
本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明采用柜體前后進風、柜體中間頂部強制出風的結(jié)構(gòu)形式，從而可 采用功率單元為截面寬、風道較短的散熱器設(shè)計，即冷卻風流過的散熱器時 的路徑小于500mm，進風口寬度根據(jù)功率單元容量大小、散熱量多少采用 150mm 1000mm不等的設(shè)計。使得系統(tǒng)內(nèi)電力電子器件散熱器的冷卻風道 的阻力相對較小，后端熱風與前端冷風的溫升相對小，為保證相同溫升的散 熱器的設(shè)計可相對較小，提高功率單元的功率密度，對于相同容量的系統(tǒng)， 采用以上設(shè)計的功率單元箱體和整體柜體的具有散熱效果好、體積相對小 (可降低柜體體積10 30%)。本發(fā)明設(shè)計的功率柜的散熱效率較同類產(chǎn)品 一般采用的窄進口長風道設(shè)計有顯著提高，柜體的散熱效率高，從而相同容 量的柜體尺寸相應(yīng)減小。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施例1:
參照圖1，本實施例包括柜體1和安裝在柜體1內(nèi)腔的功率單元6，柜
體1的相對兩側(cè)設(shè)有進風門2，柜體1的頂部設(shè)有抽風機5;功率單元6在 柜體1的內(nèi)腔呈點狀分布或條狀分布，使功率單元6之間形成間隙，這些間 隙及功率單元的散熱風道在柜體1的內(nèi)腔形成風道4，抽風機5的吸風口正 對風道4。
本實施例中
柜體1呈長方體形狀，柜體1的前、后兩側(cè)分別設(shè)置三個風門2,各風 門2分成三個小風門，各小風門設(shè)有濾塵網(wǎng)21;相應(yīng)地，柜體1的頂部可以 設(shè)有三臺抽風機5。
在柜體1的內(nèi)腔壁設(shè)有多條立柱3，立柱之間設(shè)有橫桿7，所述橫桿7 呈層狀設(shè)置，功率單元6固定在立柱3和橫桿7上。與之對應(yīng)，柜體l的內(nèi) 腔的左、右側(cè)壁各設(shè)有一排立柱3，柜體1的中間設(shè)有二排立柱3，在立柱3 之間設(shè)有四層橫桿7。
位于柜體1的前、后側(cè)壁柜門2可以通過鉸鏈安裝于柜體1上、構(gòu)成易 開啟式結(jié)構(gòu)。柜體1可以由鋼板等金屬材料構(gòu)成。
功率單元6包括殼體及與殼體配套的殼蓋、濾波電容器、電力電子器件、 散熱器和母線/母排，散熱器采用寬截面、短風道結(jié)構(gòu)，散熱器的風道長度《 500mm，散熱器的進風口寬度為150mm 1 OOOmm;電力電子器件橫向設(shè)置 在散熱器上并與散熱器緊密連接，濾波電容器和散熱器固定安裝在殼體上； 電力電子器件與濾波電容器之間通過母線/母排連接、形成電流電壓電路。
本實施例的工作原理
如圖l所示，在本發(fā)明功率柜中，柜體外殼1采用鋼板等金屬材料，前 后均設(shè)計柜門2可打開，在柜體前后均可安裝多個功率單元6 (該單元采用 的截面寬、風道較短的散熱器)于安裝單元支柱或橫梁3上，單元的散熱風 道通過散熱器后通過前后風道隔板構(gòu)成4上對應(yīng)的單元散熱器風道的開口 ， 匯集到中部的風道中，由柜體頂部的一臺或多臺散熱風機5形成風道的負壓 強迫冷風通過單元散熱器、風道強迫排出，起到散熱功能。這種前后進風、
中間風道的設(shè)計相對于采用進風口窄風道長的功率單元、功率柜體前部進 風、集中風道于后部的功率柜體設(shè)計，在功率相同的情況下，由于本發(fā)明設(shè) 計的散熱效果要好，其體積和占地面積要小10%至20%。上述設(shè)計方案為本設(shè)計方案的設(shè)計之一，本發(fā)明的保護范圍不限于此方 案，所有基于本發(fā)明技術(shù)方案上的等效變換、如功率單元的型式(采用立式 或臥式)、以及柜體結(jié)構(gòu)布局(串聯(lián)單元的位置為上下或平放)、風機位置(上 部或側(cè)部)以及機柜體材料等的變化均在此保護范圍之內(nèi)。
本發(fā)明其他實施例的特點是柜體l呈長方體形狀，柜體1的前、后兩側(cè)設(shè)置的進風門2可以是一個、二個或四個以上，各風門2分成一個、二個或四個以上小風門，各小風門設(shè)有濾塵網(wǎng)21;相應(yīng)地，柜體1的頂部可以設(shè)有一臺、二臺或四臺以上抽風機5。在柜體1的內(nèi)腔壁設(shè)有多條立柱3，立 柱之間設(shè)有橫桿7，橫桿7可以呈階梯式設(shè)置或?qū)訝钤O(shè)置，功率單元6固定 在立柱3和橫桿7上。與之對應(yīng)，柜體l的內(nèi)腔的左、右側(cè)壁各設(shè)有一排立 柱3，柜體1的中間可以不設(shè)置立柱，也可設(shè)有一排立柱3或三排以上立柱 3，在立柱3之間設(shè)有多層橫桿7。其他同具體實施例1。
權(quán)利要求
1、一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜，包括柜體(1)和安裝在柜體(1)內(nèi)腔的功率單元(6)，其特征是柜體(1)的相對兩側(cè)設(shè)有進風門(2)，柜體(1)的頂部設(shè)有抽風機(5)；功率單元(6)在柜體(1)的內(nèi)腔呈點狀分布或條狀分布，使功率單元(6)之間形成間隙，這些間隙及功率單元的散熱風道在柜體(1)的內(nèi)腔形成風道(4)，抽風機(5)的吸風口正對風道(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜， 其特征是柜體(1)的前、后兩側(cè)分別設(shè)置一個以上進風門(2)，各進風 門(2)設(shè)有濾塵網(wǎng)(21);柜體(1)的頂部設(shè)有一臺以上抽風機(5)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜， 其特征是在柜體(1)的內(nèi)腔壁設(shè)有多條立柱(3)，立柱之間設(shè)有橫桿(7)， 所述橫桿(7)呈階梯式設(shè)置或?qū)訝钤O(shè)置，功率單元(6)固定在立柱(3) 或橫桿(7)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜， 其特征是柜體(1)呈長方體形狀，柜體(1)的前、后側(cè)壁分別開有一個 以上進風門(2)，各進風門(2)可分成多小進風口；與之對應(yīng)，柜體(1) 的內(nèi)腔的左、右側(cè)壁各設(shè)有一排立柱(3)，柜體(1)的中間設(shè)有立柱(3)， 并在立柱(3)之間設(shè)有多層橫桿(7)或僅設(shè)有多層橫桿。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜， 其特征是位于柜體(1)的前、后側(cè)壁的進風門(2)通過鉸鏈安裝于柜體(1)上，構(gòu)成易開啟式結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜， 其特征是柜體(1)由鋼板等金屬材料構(gòu)成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜，其特征是功率單元(6)的兩側(cè)設(shè)有風道隔板，由所述風道隔板功率單元的散熱風道。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜，其特征是功率單元(6)包括殼體及與殼體配套的殼蓋、濾波電容器、電力電子器件、散熱器和母線/母排，散熱器采用寬截面、短風道結(jié)構(gòu)，散熱器的風道長度《500mm，散熱器的進風口寬度為150mm 1000mm;電力電子 器件橫向設(shè)置在散熱器上并與散熱器緊密連接，濾波電容器和散熱器固定安 裝在殼體上；電力電子器件與濾波電容器之間通過母線/母排連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高散熱結(jié)構(gòu)的風冷大功率逆變器功率柜，包括柜體(1)和安裝在柜體(1)內(nèi)腔的功率單元(6)，其特征是柜體(1)的相對兩側(cè)設(shè)有進風門(2)，柜體(1)的頂部設(shè)有抽風機(5)；功率單元(6)在柜體(1)的內(nèi)腔呈點狀分布或條狀分布，使功率單元(6)之間形成間隙，這些間隙及功率單元的散熱風道在柜體(1)的內(nèi)腔形成風道(4)，抽風機(5)的吸風口正對風道(4)。本發(fā)明采用柜體前后進風、柜體中間頂部強制出風的結(jié)構(gòu)形式，從而可采用功率單元為截面寬、風道較短的散熱器設(shè)計，散熱效率較同類產(chǎn)品有顯著提高，柜體的散熱效率高，從而相同容量的柜體尺寸相應(yīng)減小。
文檔編號H02B1/26GK101110548SQ20071002976
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月17日
發(fā)明者姜新宇, 楊忠民, 王衛(wèi)宏, 石本星 申請人:廣州智光電機有限公司