專利名稱：中、高壓大功率變頻器冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型與中、高壓大功率變頻器冷卻裝置有關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，輸入線電壓≥3KV、功率≥200KW的所有電壓型、電流型中、高壓大功率變頻器由許多電力電子功率器件組成，同時(shí)其中一部分中、高壓大功率變頻器還含有輸入變壓器(或輸出濾波器、或兩者均有)，因此這些器件及部件在工作時(shí)要產(chǎn)生大量的熱量，而這些熱量的產(chǎn)生將導(dǎo)致變頻器的部件及功率器件本身溫度的升高，當(dāng)升高到一定的溫度時(shí)，變頻器的部分部件及功率器件將不能正常工作。甚至導(dǎo)致功率器件的損壞，因此保證每個(gè)功率器件在一定的溫度下工作是保證高壓大功率變頻器正常工作的前提?，F(xiàn)在的冷卻方式基本上分為三種單一的冷卻方式，風(fēng)冷、水冷、油冷。在高壓變頻器的應(yīng)用中由于要考慮絕緣及產(chǎn)品的成本問(wèn)題，普遍都是采用風(fēng)冷方式，水冷和油冷方式由于工藝復(fù)雜成本高一般場(chǎng)合下很少采用，但是風(fēng)冷方式需要環(huán)境空氣要低于一定的溫度、低粉塵和低濕度。要保證這樣的環(huán)境在一般的工業(yè)場(chǎng)合下是很困難的，特別在需要大量風(fēng)量冷卻的情況下更困能難、也不現(xiàn)實(shí)?，F(xiàn)在在風(fēng)冷高壓大功率變頻器的應(yīng)用中，分以下幾種處理方法較小功率變頻器一般采用密閉空間風(fēng)冷降溫，即利用變頻器的安裝空間將變頻器排出的熱空氣冷卻再進(jìn)行變頻器的循環(huán)方式，而功率再大一些則需要在此空間內(nèi)加裝空調(diào)裝置，將室內(nèi)空氣降溫，以保證室內(nèi)溫度不超過(guò)一定值，這種方式在中小功率變頻器是可行的，但在功率稍大一些的變頻器應(yīng)用場(chǎng)合則不太適用，特別是在較惡劣的環(huán)境下。
現(xiàn)在的風(fēng)冷式中、高壓大功率變頻器的散熱是由裝于變頻器柜內(nèi)或柜外的散熱風(fēng)機(jī)將環(huán)境中的空氣通過(guò)變頻器柜前或柜后抽入，通過(guò)變頻器的發(fā)熱部件將熱量帶出，然后通過(guò)風(fēng)機(jī)將熱空氣排放到變頻器柜外，以達(dá)到給變頻器發(fā)熱部件的散熱目的。較小容量的變頻器發(fā)熱量較小，在環(huán)境比較惡劣的情況下，通過(guò)密閉變頻器室、在密閉的變頻器室加裝空間調(diào)或者將變頻器所發(fā)出的熱量排出變頻器室外且在進(jìn)氣處加裝濾網(wǎng)幾種方法都能解決變頻器的散熱問(wèn)題。但是當(dāng)變頻器容量較大且安裝環(huán)境比較惡劣的情況下，由于變頻器所發(fā)出的熱量較多，使得通風(fēng)量也較大，此時(shí)以上幾種方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)投資較大，且顯示不太現(xiàn)實(shí)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服以上不足，提供一種能解決中、高壓大功率變頻器的散熱問(wèn)題，使變頻器不受應(yīng)用環(huán)境的約束，在惡劣的環(huán)境中也能很好地工作的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型中、高壓大功率變頻器冷卻裝置包括有含熱風(fēng)進(jìn)口、冷風(fēng)出口及熱交換介質(zhì)進(jìn)、出管道的熱交換器，熱交換器的熱風(fēng)進(jìn)口、冷風(fēng)出口與變頻器上有散熱風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)出口、冷風(fēng)進(jìn)口相通。
上述的熱交換器位于變頻器柜體內(nèi)。
上述的裝置中有分別與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口、冷風(fēng)出口及變頻器熱風(fēng)出口、冷風(fēng)進(jìn)口相通的熱風(fēng)通道、冷風(fēng)通道。
上述的裝置中有分別與熱交換器冷風(fēng)出口、變頻器冷風(fēng)進(jìn)口連通的冷風(fēng)通道。
上述的熱交換器與變頻器同置于變頻器室內(nèi)。
上述的熱交換器位于裝有變頻器的變頻器室外，冷風(fēng)通道穿過(guò)變頻器室壁與熱交換器冷風(fēng)出口、變頻器冷風(fēng)進(jìn)口連通，與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口相通的熱風(fēng)通道的一端穿過(guò)變頻器室壁與變頻器室內(nèi)相通。避免介質(zhì)泄漏進(jìn)入變頻室內(nèi)，影響正常工作。
上述的裝置中有分別與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口、變頻器熱風(fēng)出口連通的熱風(fēng)通道。
上述的熱交換器與變頻器同置于變頻器室內(nèi)。
上述的熱交換器位于裝有變頻器的變頻器室外，熱風(fēng)通道穿過(guò)變頻器室壁與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口、變頻器熱風(fēng)出口連通，與熱交換器冷風(fēng)出口相通的冷風(fēng)通道的一端穿過(guò)變頻器室壁與變頻器室內(nèi)相通。
上述的在熱交換器采用整張串片式熱交換器，換熱效率高。
參見圖1～圖6，本實(shí)用新型是將變頻器或變頻器室的散熱風(fēng)道密閉，形成一個(gè)與變頻器安裝的自然環(huán)境隔絕的封閉循環(huán)風(fēng)通道，并在此通道中加裝熱交換器，將循環(huán)空氣中熱量冷卻，熱交換器可以是用水、油或其它等介質(zhì)的。由于經(jīng)冷卻風(fēng)機(jī)排出變頻器裝置的空氣是被許多電力電子功率器件經(jīng)散熱器、輸入變壓器、輸出濾波器加熱了的空氣，直接排放到安裝變頻器裝置的室內(nèi)(或室外)，溫度較高(或室外溫度較高時(shí))，如果這些熱空氣不經(jīng)降溫(或除塵)處理就回到變頻器內(nèi)，則導(dǎo)致變頻器的各部件溫度逐漸升高(或短路)，最終導(dǎo)致變頻器無(wú)法正常工作。本實(shí)用新型提供了一種新型組合式(即風(fēng)水冷式)冷卻方案，是將變頻器排出的熱空氣集中起來(lái)，通過(guò)風(fēng)道傳送到熱交換器中，選用熱交換器為整張串片式，換熱效率很高，當(dāng)熱風(fēng)流經(jīng)脛片(板式銅片)和管外壁時(shí)將熱量不斷傳遞給管內(nèi)的給水(或其它等介質(zhì))管內(nèi)流動(dòng)的水(或其它等介質(zhì))將熱量帶走，水(或其它等介質(zhì))又通過(guò)其它方式冷卻，由此循環(huán)往復(fù)，使變頻器裝置始終得到良好的冷卻，也可將變頻器的安裝與自然環(huán)境隔絕，保證其正常工作。
本實(shí)用新型能很好的解決了中、高壓大功率變頻器的散熱問(wèn)題，很好地解決了中、高壓大功率變頻器對(duì)工作環(huán)境的要求，尤其是在安裝環(huán)境達(dá)不到設(shè)備要求的比較惡劣的工作環(huán)境。


圖1為單體集成式本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為分體集成式本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為熱交換器安裝在變頻器室內(nèi)的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為熱交換器安裝在變頻器室外的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為熱交換器安裝在變頻器室內(nèi)的本實(shí)用新型另一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為熱交換器安裝在變頻器室外的本實(shí)用新型另一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1圖1給出了將熱交換器與變頻器合二為一的單體集成式本實(shí)施例1圖。參見圖1，含熱風(fēng)進(jìn)口1、冷風(fēng)出口2，熱交換介質(zhì)的進(jìn)、出管道3、4的熱交換器5與含有強(qiáng)制冷卻散熱風(fēng)機(jī)6的熱風(fēng)出口7和冷風(fēng)進(jìn)口8的含發(fā)熱元件9的變頻器10同置于變頻器柜體11中。序號(hào)12為熱交換器腔室。當(dāng)變頻器工作時(shí)，變頻器內(nèi)所發(fā)出的熱量由散熱風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排出變頻器柜體中發(fā)熱部件的安裝腔室，排出的熱空氣集中通過(guò)柜體內(nèi)的通風(fēng)道進(jìn)入集成在變頻器柜體上的熱交換器腔室，熱空氣通過(guò)熱空換器腔室后，將熱量傳送給熱交換器中的冷卻介質(zhì)，達(dá)到將變頻器中發(fā)熱部件排出的熱空氣冷氣的目的，經(jīng)冷卻的空氣又重新被變頻器的冷卻風(fēng)機(jī)抽入變頻器柜體內(nèi)發(fā)熱部件安裝腔室內(nèi)，冷卻變頻器內(nèi)的發(fā)熱部件，由此循環(huán)往復(fù)，使變頻器裝置始終得到良好的冷卻而保證其正常工作。被加熱了的熱交換器中的冷卻介質(zhì)又通過(guò)其它方式冷卻后，重新回?zé)峤粨Q器內(nèi)，繼續(xù)將變頻器排出的熱空氣冷卻。
實(shí)施例2圖2給出了將熱交換器與變頻器合二為一的分體集成式本實(shí)施例2圖。本實(shí)施例2基本與實(shí)施例1同，不同處是熱交換柜體13與變頻器柜體11間有分別與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口1、冷卻出口2、變頻器熱風(fēng)出口7、冷風(fēng)進(jìn)口8連通的熱風(fēng)通道14、冷風(fēng)通道15。
當(dāng)變頻器工作時(shí)，變頻器內(nèi)所發(fā)出的熱量由散熱風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排出變頻器柜體并通過(guò)通風(fēng)管道(或腔室)進(jìn)入熱交換器柜(箱)體內(nèi)，熱交換器柜(箱)體出風(fēng)口與變頻器的入風(fēng)口連接，并將冷卻了的空氣重新送入變頻器柜體內(nèi)，冷卻變頻器內(nèi)的發(fā)熱部件，由此循環(huán)往復(fù)，使變頻器裝置始終得到良好的冷卻而保證其正常工作。熱空氣通過(guò)熱交換器腔室后，將熱量傳送給熱交換器中的冷卻介質(zhì)被加熱了的熱交換器中的冷卻介質(zhì)又通過(guò)其它方式冷卻后，重新回?zé)峤粨Q器內(nèi)，繼續(xù)將變頻器排出的熱空氣冷卻。
實(shí)施例3圖3給出了本實(shí)施例3圖。本實(shí)施例3基本與實(shí)施例2同。不同處是無(wú)冷風(fēng)通道，熱交換器10與變頻器9同時(shí)安裝于變頻器室16內(nèi)。熱風(fēng)通道14的兩端分別與熱交換器的熱風(fēng)進(jìn)口1、變頻器熱風(fēng)出口7連通。
當(dāng)變頻器工作時(shí)，變頻器內(nèi)所發(fā)出的熱量由散熱風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排出變頻器柜體，排出的熱空氣集中通過(guò)熱風(fēng)管道進(jìn)入安裝了熱交換器柜體內(nèi)，將熱量傳送給熱交換器中的冷卻介質(zhì)，達(dá)到將變頻器排出的熱空氣冷卻的目的，經(jīng)冷卻的空氣又重新被變頻器的冷卻風(fēng)機(jī)抽入變頻器柜體內(nèi)，冷卻變頻器內(nèi)的發(fā)熱部件，由此循環(huán)往復(fù)，使變頻器裝置始終得到良好的冷卻而保證其正常工作。被加熱了的熱交換器中的冷卻介質(zhì)又通過(guò)其它方式冷卻后，重新回?zé)峤粨Q器內(nèi)，繼續(xù)將變頻器排出的熱空氣冷卻。
實(shí)施例4圖4給出了本實(shí)施例4圖。本實(shí)施例4基本與實(shí)施例3同，不同處是熱交換器5位于變頻器室16外，熱風(fēng)通道14穿過(guò)變頻器室壁兩端分別與熱交換器的熱風(fēng)進(jìn)口和變頻器的熱風(fēng)出口連通。冷風(fēng)通道15與熱交換器冷風(fēng)出口連通而另一端穿過(guò)變頻器室壁與變頻器室內(nèi)相通。
當(dāng)變頻器工作時(shí)，變頻器內(nèi)所發(fā)出的熱量由散熱風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排出變頻器柜體，排出的熱空氣集中通過(guò)熱風(fēng)管道進(jìn)入安裝了熱交換器柜(箱)體內(nèi)，將熱量傳送給熱交換器中的冷卻介質(zhì)，達(dá)到將變頻器排出的熱空氣冷卻的目的，經(jīng)冷的空氣又重新被變頻器的冷卻風(fēng)機(jī)抽入變頻器柜體內(nèi)冷卻變頻器內(nèi)的發(fā)熱部件，由此循環(huán)往復(fù)，使變頻器裝置始終得到良好的冷卻而保證其正常工作。被加熱了的熱交換器中的冷卻介質(zhì)又通過(guò)其它方式冷卻后，重新回?zé)峤粨Q器內(nèi)，繼續(xù)將變頻器排出的熱空氣冷卻。
實(shí)施例5圖5給出了本實(shí)施例5圖。本實(shí)施例5基本與實(shí)施例3同，不同處是無(wú)熱風(fēng)通道，在熱交換器5的冷風(fēng)出口2和變頻器的冷風(fēng)進(jìn)口8間有冷風(fēng)通道15。熱風(fēng)通道14與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口相通而另一端穿過(guò)變頻器室壁與變頻器室內(nèi)相通。
當(dāng)變頻器工作時(shí)，變頻器內(nèi)所發(fā)出的熱量由散熱風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排出變頻器柜體，同時(shí)將熱交換器柜(箱)體內(nèi)排出的冷卻空氣集中通過(guò)冷卻風(fēng)管道進(jìn)入變頻器柜體，變頻器排出的熱空氣由熱交換器的進(jìn)口進(jìn)入熱交換器并將將熱量傳送給熱交換器中的冷卻介質(zhì)，熱交換器排出的冷卻空氣被變頻器吸入，由此循環(huán)往復(fù)，使變頻器裝置始終得到良好的冷卻而保證其正常工作。被加熱了的熱交換器中的冷卻介質(zhì)又通過(guò)其它方式冷卻后，重新回?zé)峤粨Q器內(nèi)，繼續(xù)將變頻器排出的熱空氣冷卻。
實(shí)施例6圖6給出了本實(shí)施例6圖。本實(shí)施例6基本與實(shí)施例5同。不同處是熱交換器5位于變頻器室外冷風(fēng)通道15穿過(guò)變頻器室壁其兩端分別與熱交換器冷風(fēng)出口、變頻器冷風(fēng)進(jìn)口連通。熱風(fēng)通道14與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口相通而另一端穿過(guò)變頻器室壁與變頻器室內(nèi)相通。
當(dāng)變頻器工作時(shí)，變頻器內(nèi)所發(fā)出的熱量由散熱風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排出變頻器柜體，同時(shí)將熱交換器柜(箱)體內(nèi)排出的冷卻空氣集中通過(guò)通過(guò)風(fēng)管道進(jìn)入變頻器柜體，變頻器排出的熱空氣由熱交換器的進(jìn)口進(jìn)入熱交換器并將將熱量傳送給熱交換器中的冷卻介質(zhì)，熱交換器排出的冷卻空氣被變頻器的吸入，由此循環(huán)往復(fù)，使變頻器裝置始終得到良好的冷卻而保證其正常工作。被加熱了的熱交換器中的冷卻介質(zhì)又通過(guò)其它方式冷卻后，重新回?zé)峤粨Q器內(nèi)，繼續(xù)將變頻器排出的熱空氣冷卻。
實(shí)施例1～實(shí)施例6中所說(shuō)的變頻器是指輸入線電壓≥3KV、功率≥200KW的所有電壓型、電流型中、高壓大功率變頻器。
實(shí)施例1～實(shí)施例6特別適用于當(dāng)變頻器功率較大、或安裝環(huán)境較差、或兩者均有的情況下，保證變頻器能正常工作。
權(quán)利要求1.中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在于有含熱風(fēng)進(jìn)口、冷風(fēng)出口及熱交換介質(zhì)進(jìn)、出管道的熱交換器，熱交換器的熱風(fēng)進(jìn)口、冷風(fēng)出口與變頻器上有散熱風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)出口、冷風(fēng)進(jìn)口相通。
2.如權(quán)利要求1所述的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在于熱交換器位于變頻器柜體內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在于有分別與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口、冷風(fēng)出口及變頻器熱風(fēng)出口、冷風(fēng)進(jìn)口相通的熱風(fēng)通道、冷風(fēng)通道。
4.如權(quán)利要求1所述的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在于有分別與熱交換器冷風(fēng)出口、變頻器冷風(fēng)進(jìn)口連通的冷風(fēng)通道。
5.如權(quán)利要求4所述的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在于熱交換器與變頻器同置于變頻器室內(nèi)。
6.如權(quán)利要求4所述的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在于熱交換器位于裝有變頻器的變頻器室外，冷風(fēng)通道穿過(guò)變頻器室壁與熱交換器冷風(fēng)出口、變頻器冷風(fēng)進(jìn)口連通，與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口相通的熱風(fēng)通道的一端穿過(guò)變頻器室壁與變頻器室內(nèi)相通。
7.如權(quán)利要求1所述的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在于有分別與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口、變頻器熱風(fēng)出口連通的熱風(fēng)通道。
8.如權(quán)利要求7所述的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在于熱交換器與變頻器同置于變頻器室內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在于熱交換器位于裝有變頻器的變頻器室外，熱風(fēng)通道穿過(guò)變頻器室壁與熱交換器熱風(fēng)進(jìn)口、變頻器熱風(fēng)出口連通，與熱交換器冷風(fēng)出口相通的冷風(fēng)通道的一端穿過(guò)變頻器室壁與變頻器室內(nèi)相通。
10.如權(quán)利要求1～9所述的中、高壓大功率變頻器冷卻裝置，其特征在熱交換器采用整張串片式熱交換器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種中、高壓大功率變頻器冷卻裝置。本裝置中有含熱風(fēng)進(jìn)口、冷風(fēng)出口及熱交換介質(zhì)進(jìn)、出管道的熱交換器，熱交換器的熱風(fēng)進(jìn)口、冷風(fēng)出口與變頻器上有散熱風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)出口、冷風(fēng)進(jìn)口相通。本實(shí)用新型能解決中、高壓大功率變頻器的散熱問(wèn)題，使變頻器不受應(yīng)用環(huán)境的約束，在惡劣的環(huán)境中也能很好地工作。
文檔編號(hào)H05K7/20GK2655511SQ03253109
公開日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者王德武, 孫榮偉, 左剛強(qiáng), 陳舜輝 申請(qǐng)人:成都東方凱奇電氣有限責(zé)任公司