CN102340235A - 一种变频器散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变频器散热结构，包括上壳体(1)和下壳体(2)、下壳体(2)内的散热风道(3)、风扇组(4)，其特征在于还包括一风道内板(5)和至少一风道折板(8)，风道内板(5)固定在下壳体(2)上与下壳体(2)围成散热风道(3)，风道内板(5)上供卡装散热器(7)；风道折板(8)为两边弯折中间凸起的折板，固定在所述下壳体(2)的底面上，或固定在下壳体(2)的前后两侧，并保证风道折板(8)与散热器(7)相互对应以减小散热风道(3)在散热器(7)处的横截面积。本发明有效改变散热风道在散热器处的横截面积，提高风道内空气流动速度，提高散热效果；由此还可以减小散热器的体积，降低重量，节约成本。

Description

一种变频器散热结构

技术领域

本发明涉及一种变频器的新型散热结构，主要用于满足变频器功率器件(逆变模块，整流模块)的散热需求，属于电气设备类。

背景技术

变频器是现代电机调速控制和节能不可或缺的重要器件之一，在工业领域的应用非常广泛。变频器主电路由整流器、中间电路、逆变器三部分组成，在工作过程中这些功率器件发热量较大，如果不能对其有效散热，将会使变频器因温度过高而停机或损坏，不能正常运行。现有技术中变频器根据功率的大小会选择不同的散热结构，对于大功率变频器而言，其整流器和逆变器部分常采用单独封装的方式，并在逆变器和整流器上覆盖一整块大的散热器，用风扇对散热器进行风冷降温。这种方案存在的技术问题是散热器比较大，空间利用率不足。对于小功率变频器而言，其整流器和逆变器部分可封装在一起，整流器和逆变器组合成为功率模块，在功率模块上覆盖一个散热器，风扇组对散热器进行风冷降温。这种结构虽然符合体积小的要求，但是散热效果并不理想，有进一步提升散热效果的空间。

通过检索中国专利，也检索到一些变频器的散热结构的专利文献，其中技术内容比较接近的是申请号为200920316261.9的实用新型专利“变频器内置风冷散热结构”，其特征就在于下壳体内固定散热风扇、中部固定铝合金散热片。但该技术方案存在着散热器体积大，重量大的缺点，这不符合产品轻、小的发展趋势，有时也因散热器较大而导致产品成本难以降低。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提出一种变频器的新型散热结构，其主要特点是采用独特的散热风道形状，使得散热风道内安放散热器处横截面面积收缩变窄，在空气流量恒定时，冷却气流在流经散热器时提速，从而增强散热效果。为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种变频器散热结构，包括相互扣合的上壳体1和下壳体2、以及下壳体2内的散热风道3、安装在散热风道3出风口处的风扇组4，其中，还包括一风道内板5和至少一风道折板8，风道内板5固定在下壳体2上，与下壳体2共同围成散热风道3，风道内板5上供卡装散热器7；风道折板8为两边弯折中间凸起的折板，固定在下壳体2的底面上，或固定在下壳体2的前后两侧，并保证风道折板8与散热器7相互对应以减小散热风道3在散热器7处的横截面积。

为了进一步提高散热效果，风道内板5在靠近出风口的一端向上有一个折弯段5-1以增大散热风道3的出风口处的横截面积。

对于小功率变频器的散热结构来说，风道内板5上开有孔6，孔6卡装一个散热器7，散热器7上固定一个智能功率模块11；风道折板8当为两个时，分别固定在下壳体2的前后两侧，其中，散热器7位于两个风道折板8的中间，三者前后平行相对。

对于大功率变频器的散热结构来说，在风道内板5上开有两个孔9-2和10-2，孔9-2、10-2分别卡装逆变器的散热器9-1和整流器的散热器10-1，逆变器的散热器9-1和整流器的散热器10-1上分别固定有逆变器9和整流器10；风道折板8固定在下壳体2的底面上，其中，逆变器散热器9-1与风道折板8上下相对。

风道内板5上还安装一挡板14，挡板14靠近风扇组4)一端开有通风孔14-1，挡板14将电容组13与逆变器9、和整流器10、风扇组4隔开。

下壳体2和上壳体1或者为一体式的壳体12，壳体12上面有一个用于封盖的盖板，风道内板5固定在壳体12的内部。

本技术方案的技术效果体现在：通过增加风道内板与风道折板可以改变变频器的内部散热风道结构，有效减小了散热风道在散热器处的横截面积，从而改变风道内空气流动速度，起到增加散热效果的目的。在功率器件发热量恒定的情况下，可以减小散热器的体积，散热器就可以做得更加轻小。散热器作为变频器的一个部件，其体积的减小最终反映到变频器上，使变频器体积更小，重量更轻，同时也降低了产品成本。

附图说明

图1为本发明下壳体和风道内板的分解图；

图2为小功率变频器散热结构的分解图；

图3为小功率变频器的散热结构的示意图；

图4为小功率变频器的爆炸图；

图5为大功率变频器的散热结构的壳体分解图；

图6为大功率变频器的散热结构的壳体与风道内板的分解图；

图7为大功率变频器的散热结构的示意图。

图中标示：1：上壳体，2：下壳体，3：散热风道，4：风扇组，5：风道内板，5-1：折弯段，6：孔，7：散热器，8：风道折板，9：逆变器，9-1：逆变器的散热器，9-2：孔，10：整流器，10-1：整流器的散热器，10-2：孔，11：智能功率模块，12：壳体，13：电容组，14：挡板，14-1：通风孔。

具体实施方式

现申请人根据附图详细描述本技术方案的具体实施方式。

如图1-图4所示为小功率变频器的散热结构的实施例。变频器的外壳可以根据需要选择是由上壳体1和下壳体2扣合而成还是由一整块壳体12构成，在此，申请人选择小功率变频器的壳体是上下扣合，散热风道位于下壳体2内，散热风道3是左右贯通的，左侧为出风口，右侧为进风口，风道内板5位于散热风道3上，固定在下壳体2上，固定的方法可以是焊接或将下壳体2两边向内弯折并使用螺丝固定。风道内板5上有与散热器7大小吻合的方形孔6，散热器7卡在孔6里并固定在风道内板5上，对散热器起支撑、固定的作用。在小功率变频器中，申请人将逆变器9、整流器10组合在一起成为一个智能功率模块11，智能功率模块11安装在散热器7上，电容组13安装在进风口处，也卡装在相应的孔里。这样风扇组4抽风时，气流会从进风口进入，流过电容组13，再流向智能功率模块11下面的散热器7。风扇组4安装在散热风道出风口，风道内板5在靠近出风口一端向上有一个一定角度的折弯段5-1，折弯段5-1的末端与风扇组4固定在一起，这样，散热风道3在散热器7处的横截面积要小于散热风道3在出风口处的横截面积。散热风道3内有两块风道折板8，固定在下壳体2的前后两侧的侧壁上，散热器7正好位于两块风道折板8的中间，三者前后平行相对。这样，风道内板5、两个风道折板8共同作用，散热风道3在散热器7处的横截面积显著减小，风道出风口安置三个60×60×25mm尺寸风扇向外抽风，气流在流经散热器7时速度加快，散热效果增强，散热器7也相对可以减小体积和重量。

图5-图7为大功率变频器的散热结构的实施例。与小功率变频器的散热结构不同的是，本实施例采用上壳体与下壳体为一个整体的设计，形成一个壳体12，壳体12上面用一个盖板进行封盖。在此款变频器的散热结构的设计中，风扇组4、风道内板5的结构与小功率变频器的散热结构的实施例基本一致，风道内板5的功能包括固定和支持两个散热器、电容组13等元件，靠近出风口一端向上同样有一个折弯段5-1以增大风道在出风口处的横截面积，风道内板5的结构与安装方式可以有多种选择，可以焊接在壳体12两侧的侧壁上，可以使风道内板5两边产生弯折并用连接件固定在壳体12两边侧壁上，当然也可以像图6-7所示那样，风道内板5左右两边再向上延伸出一段，延伸段固定在壳体12上，延伸段还可以组成壳体上部结构并用于保护风道内板5上的元器件。由于大功率变频器散热量较大，逆变器9与整流器10独立封装，两者分别安装在逆变器的散热器9-1和整流器的散热器10-1的上面，用两个小散热器9-1、10-1替代现有技术中常用的一块大散热器，对逆变器9和整流器10分别散热。逆变器的散热器9-1和整流器的散热器10-1卡装在风道内板5上的两个孔9-2、10-2内，使得逆变器9下面的散热器9-1位于风道的中部位置，整流器10下面的散热器10-1位于靠近进风口一端。本实施例使用一块风道折板8，它固定在壳体12的底面上，逆变器散热器9-1与该风道折板8上下垂直相对。由此，风道内板5与风道折板8配合以减小风道中部位置逆变器的散热器9-1处的横截面积，从而提高冷却气流流速，增强散热效果，并进而将散热器体积减小。

为了进一步提高气流的畅通，申请人还在风道内板5的下面安装一个挡板14，挡板可以固定在风道内板5上，也可以固定在壳体12的底面上，挡板14将电容组13与逆变器9、整流器10以及风扇组4隔开，在挡板14靠近风扇组4的一端开有通风孔14-1，以对电容组13也起到散热作用。风道出风口采用两个80mm风扇向外抽风。经过本技术方案的改进，能够有效地提高散热结构的散热效果，而且在保持散热效果的同时，申请人可以将散热结构的重量明显减轻，降低成本。

本技术方案为一种变频器的新型散热结构，申请人分别对小功率变频器的散热结构和大功率变频器的散热结构的不同实施例做了详细的阐述，但不能理解为对本发明的其他实施方式的限制，凡是在本发明基础上进一步的改进和类似或雷同的方案，均视为本发明请求保护的范围。

Claims (6)

1.一种变频器散热结构，包括相互扣合的上壳体(1)和下壳体(2)、以及下壳体(2)内的散热风道(3)、安装在散热风道(3)出风口处的风扇组(4)，其特征在于：还包括一风道内板(5)和至少一风道折板(8)，所述风道内板(5)固定在下壳体(2)上，与下壳体(2)共同围成所述的散热风道(3)，所述风道内板(5)上供卡装散热器(7)；所述风道折板(8)为两边弯折中间凸起的折板，固定在所述下壳体(2)的底面上，或固定在所述下壳体(2)的前后两侧，并保证所述风道折板(8)与所述散热器(7)相互对应以减小散热风道(3)在散热器(7)处的横截面积。

2.根据权利要求1所述的一种变频器散热结构，其特征在于：所述风道内板(5)在靠近出风口的一端向上有一个折弯段(5-1)以增大散热风道(3)的出风口处的横截面积。

3.根据权利要求1所述的一种变频器散热结构，其特征在于：所述风道内板(5)上开有孔(6)，所述孔(6)卡装一个散热器(7)，所述散热器(7)上固定一个智能功率模块(11)；所述风道折板(8)当为两个时，分别固定在下壳体(2)的前后两侧，其中，所述散热器(7)位于两个风道折板(8)的中间，三者前后平行相对。

4.根据权利要求1所述的一种变频器散热结构，其特征在于：在所述风道内板(5)上开有两个孔(9-2)和(10-2)，所述孔(9-2、10-2)分别卡装逆变器的散热器(9-1)和整流器的散热器(10-1)，所述逆变器的散热器(9-1)和整流器的散热器(10-1)上分别固定有逆变器(9)和整流器(10)；所述风道折板(8)固定在下壳体(2)的底面上，其中，逆变器散热器(9-1)与所述风道折板(8)上下相对。

5.根据权利要求4所述的一种变频器散热结构，其特征在于：所述风道内板(5)上还安装一挡板(14)，所述挡板(14)靠近风扇组(4)一端开有通风孔(14-1)，所述挡板(14)将电容组(13)与逆变器(9)、和整流器(10)、风扇组(4)隔开。

6.根据权利要求1所述的一种变频器散热结构，其特征在于：所述下壳体(2)和上壳体(1)或者为一体式的壳体(12)，所述壳体(12)上面有一个用于封盖的盖板，所述风道内板(5)固定在所述壳体(12)的内部。

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