專利名稱：基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力變換裝置的通風(fēng)裝置，特別是涉及一種基于熱管散熱器的大功率電力變換裝置的柜內(nèi)通風(fēng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
大功率電力變換裝置由大功率晶閘管模塊和IGBT模塊組成，為了保證這些大功率器件可靠運(yùn)行，一般采用水冷散熱器進(jìn)行散熱。由于水冷系統(tǒng)極易發(fā)生電腐蝕和結(jié)露等現(xiàn)象，這就需要由樹脂罐、加熱器、水泵等大量水冷設(shè)備組成密閉純水冷卻系統(tǒng)來進(jìn)行冷卻，這樣一來，必將占有很大的空間，并且經(jīng)常需要對(duì)水冷系統(tǒng)進(jìn)行必要的維護(hù)，給使用者帶來不便。隨著熱管技術(shù)的快速發(fā)展，采用風(fēng)冷熱管散熱器可以滿足大部分大功率器件的散熱要求。由于大功率電力變換裝置是由眾多大功率器件組成，需要若干個(gè)熱管散熱器，因此，需要在電力變換裝置柜內(nèi)布置合理的風(fēng)道，使熱管散熱器帶出來的熱量能夠盡快排到柜體外。專利號(hào)為200710035083. 8、名稱為“適用于大功率高效熱管散熱器的板式整體結(jié)構(gòu)散熱方法及裝置”，專利號(hào)為00210761. 9、名稱為“功率器件及功率模塊熱管散熱器”，專利號(hào)為03212415. 5、名稱為“大功率電力半導(dǎo)體器件用熱管散熱器”給出的是熱管散熱器本身的結(jié)構(gòu)布置；專利號(hào)為200710144636. 3、名稱為“基于熱管技術(shù)的變頻功率單元”，專利號(hào)為200420113659. X、名稱為“電力電子裝置功率變換單元”提供了一種基于熱管技術(shù)的變頻功率單元和功率變換單元。但是上述公開文件中都沒給出熱管散熱器在大功率電力變換裝置內(nèi)的布置和通風(fēng)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能保證大功率電力變換裝置運(yùn)行的可靠性，并能提高電力變換裝置的高功率密度的基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的大功率電力變換裝置的柜體內(nèi)設(shè)置有主風(fēng)道，散熱器模塊布置于柜體內(nèi)，散熱器模塊由基板、由設(shè)置在基板的上下和背面的鋁鋅板構(gòu)成的殼體、安裝在殼體內(nèi)并與基板背面相連的熱管構(gòu)成，功率器件安裝在基板的正面，若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)，每個(gè)散熱器模塊的進(jìn)風(fēng)口側(cè)裝有風(fēng)機(jī)、出風(fēng)口側(cè)與柜體內(nèi)主風(fēng)道或離心風(fēng)機(jī)相連。本發(fā)明還可以包括1、所述熱管傾斜安裝。2、熱管上帶有散熱翅。3、所述若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)是5個(gè)散熱器模塊并列布置在柜體內(nèi)，散熱器模塊的出風(fēng)口側(cè)與柜體內(nèi)主風(fēng)道相連，柜體頂部的主風(fēng)道上設(shè)置離心風(fēng)機(jī)。4、所述若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)是5個(gè)散熱器模塊并列布置在柜體內(nèi)，每個(gè)散熱器模塊的出風(fēng)口側(cè)都設(shè)置離心風(fēng)機(jī)。5、所述若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)是，在柜體的正面安放4個(gè)散熱器模塊，柜體的左右側(cè)面各安放2個(gè)散熱器模塊，柜體四周密封，在柜體底部的四周裝有帶有若干細(xì)小通風(fēng)口的擋板，在柜體頂部安裝離心風(fēng)機(jī)。本發(fā)明合理解決了基于熱管散熱器的大功率電力變換裝置的柜內(nèi)通風(fēng)問題，使各熱管散熱器散出來的熱量能沿著合理通道排出柜外，保證大功率電力變換裝置運(yùn)行的可靠性，并能提高電力變換裝置的高功率密度。有益效果風(fēng)冷熱管散熱器可以滿足大部分大功率電力電子器件的散熱要求，因此基于熱管散熱器模塊組成的大功率電力變換裝置柜可以通過合理的風(fēng)道采用風(fēng)冷形式， 同樣可以達(dá)到大功率電力變換裝置的散熱要求。這樣就節(jié)省了水冷系統(tǒng)所占有的空間，也可以避免對(duì)冷卻系統(tǒng)的維護(hù)，增加了大功率電力變換裝置的可靠性和功率密度。


圖Ia是本發(fā)明的散熱器模塊示意圖；圖Ib是圖1的左視圖；圖2是本發(fā)明的第一種實(shí)施方案的示意圖；圖3是本發(fā)明的第二種實(shí)施方案的示意圖；圖4是本發(fā)明的第三種實(shí)施方案的示意圖；圖5是圖4的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述結(jié)合圖Ia和圖lb。散熱器模塊是由基板1、殼體3、熱管4和散熱翅5組成，散熱器模塊上下和后部都采用鋁鋅板做成殼體，殼體起風(fēng)道及固定架的作用并對(duì)散熱器起到支撐作用。基板由大約12mm左右厚度的銅板或鋁板制成。基板表面安裝功率器件2。散熱器模塊上下根據(jù)柜體結(jié)構(gòu)要求，散熱器模塊的進(jìn)風(fēng)口一側(cè)裝有風(fēng)機(jī)，另一側(cè)與柜內(nèi)主風(fēng)道相連接。熱管按一定角度斜放置。本發(fā)明是根據(jù)電力變換的類型將若干個(gè)如圖1所示散熱器模塊安置在柜體，各模塊風(fēng)道與柜體主風(fēng)道相連，來保證各個(gè)功率器件的散熱要求。結(jié)合圖2，本發(fā)明的第一種實(shí)施方式為熱管散熱器模塊是由基板1、風(fēng)道及固定架3、熱管4和散熱翅5組成，散熱器模塊上下和后部都采用鋁鋅板做成密封殼體，形成風(fēng)道，并對(duì)散熱器起到支撐作用。根據(jù)柜體結(jié)構(gòu)要求，一側(cè)裝有風(fēng)機(jī)，另一側(cè)與柜內(nèi)主風(fēng)道相連接。功率模塊2安裝在基板1上。在每一個(gè)熱管散熱器模塊的左側(cè)都安裝了軸流風(fēng)機(jī)6， 右側(cè)與柜內(nèi)主風(fēng)道8相連，因此，逆變柜左側(cè)為進(jìn)口風(fēng)向。在柜體頂部安裝一個(gè)離心風(fēng)機(jī)7， 柜體內(nèi)熱量沿著主風(fēng)道8，由離心風(fēng)機(jī)7排出。結(jié)合圖3，本發(fā)明的第二種實(shí)施方式為本具體實(shí)施方式
的熱管散熱器模塊完全同于實(shí)施方式一所述。如果電力變換裝置柜體外的右側(cè)具有一定的空間位置，可以采用本通風(fēng)結(jié)構(gòu)方案。柜內(nèi)不設(shè)主風(fēng)道，柜體頂部也不需裝有離心風(fēng)機(jī)。同樣，每個(gè)散熱器模塊左側(cè)裝有軸流風(fēng)機(jī)6，而在右側(cè)裝有離心風(fēng)機(jī)9，使每個(gè)熱管散熱器模塊自形風(fēng)道，把本熱管散熱器模塊散出來的熱量快速排到柜外。
結(jié)合圖4和5，本發(fā)明的第三種實(shí)施方式為本具體實(shí)施方式
的熱管散熱器模塊完全同于實(shí)施方式一所述。如果采用的功率器件比較多，那么采用的熱管散熱器模塊就比較多，可以根據(jù)柜體結(jié)構(gòu)，用熱管散熱器模塊在柜內(nèi)圍成主風(fēng)道，也就是柜體的正面和左右側(cè)面安放熱管散熱器模塊，散熱器基板1和功率器件2朝外。例如有8個(gè)如圖1所示的熱管散熱器模塊，那么它們的布置應(yīng)該如圖5和圖4所示，即在柜體的正面安放4個(gè)熱管散熱器模塊，柜體的左右側(cè)面各安放2個(gè)熱管散熱器模塊。柜體四周是密封的，只是在柜體底部的四周裝有帶有若干細(xì)小通風(fēng)口的擋板10。在柜體頂部安裝大功率離心風(fēng)機(jī)11，或者在柜體底部安裝大功率軸流風(fēng)機(jī)。這種結(jié)構(gòu)形式省去了眾多的小功率軸流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)，并可以把柜內(nèi)的熱量通過柜體頂部快速排出柜外。
權(quán)利要求
1.一種基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，大功率電力變換裝置的柜體內(nèi)設(shè)置有主風(fēng)道，其特征是散熱器模塊布置于柜體內(nèi)，散熱器模塊由基板、由設(shè)置在基板的上下和背面的鋁鋅板構(gòu)成的殼體、安裝在殼體內(nèi)并與基板背面相連的熱管構(gòu)成，功率器件安裝在基板的正面，若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)，每個(gè)散熱器模塊的進(jìn)風(fēng)口側(cè)裝有風(fēng)機(jī)、出風(fēng)口側(cè)與柜體內(nèi)主風(fēng)道或離心風(fēng)機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述熱管傾斜安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，其特征是熱管上帶有散熱翅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)是5個(gè)散熱器模塊并列布置在柜體內(nèi)，散熱器模塊的出風(fēng)口側(cè)與柜體內(nèi)主風(fēng)道相連，柜體頂部的主風(fēng)道上設(shè)置離心風(fēng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)是5個(gè)散熱器模塊并列布置在柜體內(nèi)，散熱器模塊的出風(fēng)口側(cè)與柜體內(nèi)主風(fēng)道相連，柜體頂部的主風(fēng)道上設(shè)置離心風(fēng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)是5個(gè)散熱器模塊并列布置在柜體內(nèi)，每個(gè)散熱器模塊的出風(fēng)口側(cè)都設(shè)置離心風(fēng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)是5個(gè)散熱器模塊并列布置在柜體內(nèi)，每個(gè)散熱器模塊的出風(fēng)口側(cè)都設(shè)置離心風(fēng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)是，在柜體的正面安放4個(gè)散熱器模塊，柜體的左右側(cè)面各安放2個(gè)散熱器模塊，柜體四周密封，在柜體底部的四周裝有帶有若干細(xì)小通風(fēng)口的擋板，在柜體頂部安裝離心風(fēng)機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)是，在柜體的正面安放4個(gè)散熱器模塊，柜體的左右側(cè)面各安放2個(gè)散熱器模塊，柜體四周密封，在柜體底部的四周裝有帶有若干細(xì)小通風(fēng)口的擋板，在柜體頂部安裝離心風(fēng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種基于熱管散熱器大功率電力變換裝置的通風(fēng)結(jié)構(gòu)。大功率電力變換裝置的柜體內(nèi)設(shè)置有主風(fēng)道，散熱器模塊布置于柜體內(nèi)，散熱器模塊由基板、由設(shè)置在基板的上下和背面的鋁鋅板構(gòu)成的殼體、安裝在殼體內(nèi)并與基板背面相連的熱管構(gòu)成，功率器件安裝在基板的正面，若干散熱器模塊布置在柜體內(nèi)，每個(gè)散熱器模塊的進(jìn)風(fēng)口側(cè)裝有風(fēng)機(jī)、出風(fēng)口側(cè)與柜體內(nèi)主風(fēng)道或離心風(fēng)機(jī)相連。本發(fā)明的基于熱管散熱器模塊組成的大功率電力變換裝置柜通過合理的風(fēng)道采用風(fēng)冷形式，可以達(dá)到大功率電力變換裝置的散熱要求。這樣就節(jié)省了水冷系統(tǒng)所占有的空間，也可以避免對(duì)冷卻系統(tǒng)的維護(hù)，增加了大功率電力變換裝置的可靠性和功率密度。
文檔編號(hào)H02M1/00GK102158052SQ201110058469
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者姚緒梁, 孟繁榮, 鞏冰, 張強(qiáng), 張敬南, 張文義, 張镠鐘, 游江, 程鵬, 羅耀華 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)