CN104125758B - 用于变频器的散热机柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于变频器的散热机柜。在机柜内设置有多个隔板，多个隔板和机柜的壁板的相应区域围成用于容纳变频器的器件的多个腔体，多个腔体彼此不连通。在每个腔体的底部区域设置有进风区，在每个腔体的顶部区域设置有出风区，使得在腔体内形成吹过变频器的器件的风路。在这种机柜内形成吹过变频器的器件的风路，从而能给变频器进行有效的散热。

Description

用于变频器的散热机柜

技术领域

本发明涉及电气领域，特别是涉及用于变频器的散热机柜。

背景技术

变频器用于把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电，其在电机等领域具有广泛的应用。

变频器主要包括高压元器件和低压元器件。高压元器件包括电抗器、电阻器及功率器件等，其中电抗器和电阻器等无源功率器件在变频器运行时会产生大量热量。一方面，这些热量在变频器的柜体内积蓄过多会显著提高变频器柜体内的温度，而过高的温度易对其他控制元器件产生不良影响，影响变频器的工作稳定性，降低变频器的使用寿命。另一方面，柜体内温度过高会使得需选择能耐受较高温度的元器件，提高了变频器的成本。此外，电抗器的铜耗可由W＝I²R来计算，其中I为电流，R为电抗器的线圈的电阻。电阻R会随温度升高而增大，则电抗器的铜耗W也随温度升高而增大。电抗器的损耗增大会降低变频器的效率，使变频器缺乏竞争力。

因此，需要一种能用于变频器的散热装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于变频器的散热机柜。在这种机柜内形成吹过变频器的器件的风路，从而能给变频器进行有效的散热。

根据本发明，提出了一种用于变频器的散热机柜，在机柜内设置有多个隔板，多个隔板和机柜的壁板的相应区域围成用于容纳变频器的器件的多个腔体，多个腔体彼此不连通，在每个腔体的底部区域设置有进风区，在每个腔体的顶部区域设置有出风区，使得在腔体内形成吹过变频器的器件的风路；所述进风区设置在所述腔体的底板上，所述出风区设置在所述机柜的侧壁处于所述腔体内的区域上，在所述腔体内靠近出风区处设置有排风机，以将所述腔体内的空气排到腔体外部，在所述排风机的顶部和侧部设置有朝向所述变频器的器件延伸的挡板，所述挡板围成了收束风道，所述收束风道的横截面积朝向所述排风机逐渐缩小。

根据本发明的散热机柜，安装有变频器的器件的腔体与其他的腔体分隔开了，这样可以避免不同腔体内的热空气的相互流动，有助于提高对每一个腔体内变频器的器件的降温效果，从而保证了变频器稳定运行。腔体内的风路经过变频器的器件，这进一步提高了对变频器的器件的降温效果。这种机柜的结构也比较简单，便于生产和使用。

这种机柜采用了底板进风的方式，在保持机柜的美观性的同时还能防止水从进风区进入到机柜内部，使得机柜具有防水性能。

在变频器通电运行时，变频器的器件散发出来的热会将空气加热。热空气上升到腔体的上部部分，排风机将这些热空气排到腔体之外，这样在腔体内部和外部环境之间会形成压差。在压差作用下，外部环境中的凉爽空气会经进风区进入到腔体的内部，从而在腔体内形成流畅循环的风路而将热量带到腔体或机柜的外部，提高了散热效果。

收束风道能够对气流产生导流作用，促使腔体内热空气排出。此外，没有在排风机的下部设置挡板，这可防止腔体内处于排风机下方的热空气流动不畅，进而防止了在腔体内形成高温死角。

这种横截面积朝向排风机逐渐缩小的收束风道能够提高腔体或机柜内风的流速，从而进一步提高散热效果。

在一个优选的实施例中，变频器的器件设置在进风区的范围内。来自进风区的凉爽空气会直接吹到变频器的器件上，提高散热效果。

在一个实施例中，进风区由设置在腔体的底板上的多个第一通孔形成，出风区由设置在柜体侧壁的处于腔体内的区域上的多个第二通孔形成。在一个优选的实施例中，第一通孔和第二通孔为圆孔，圆的直径在5mm到12.5mm之间。在另一个优选的实施例中，第一通孔和第二通孔为正六边形孔，正六边形的外接圆的直径在5mm到12.5mm之间。由这种类型的第一通孔和第二通孔形成的进风区和出风区可以实现机柜所需要的防护等级。

在一个实施例中，在机柜的侧壁的外表面上，出风区的上方设置有防护罩。防护罩也可用于实现机柜所需要的防护等级。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)在本发明的机柜中，安装有变频器的器件的腔体与其他的腔体分隔开了，这样可以避免不同腔体内的热空气的相互流动，有助于提高单独对每一个腔体内变频器的器件的降温效果，保证变频器稳定运行。(2)腔体内的风路经过变频器的器件，这进一步提高了对变频器的器件的降温效果。(3)收束风道、排风机均有利于对变频器的器件降温效果的进一步提高。这种机柜的结构也比较简单，便于生产和使用。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是根据本发明的散热机柜的结构图。

图2是根据本发明的机柜的底板的结构图。

图3显示了底板上的第一通孔的排列方式。

图4是根据本发明的机柜的侧壁的结构图。

图5显示了侧壁上的第二通孔的排列方式。

图6是根据本发明的机柜的设置有排风机的侧壁的结构图。

图7是根据本发明的机柜的收束风道的三维视图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1示意性地显示了根据本发明的用于变频器的散热机柜10(以下简称为机柜10)的结构图。如图1所示，机柜10包括底板21、侧壁30以及顶板11。从外部整体来看，机柜10呈长方体形。在机柜10的内部设置有多个隔板13，从而将机柜10的内部分成多个腔体20、14、15。在这些腔体内均放置变频器的器件，如图1中的腔体20内的器件12。本领域的技术人员可知：在腔体14和15内同样设置有其他的器件，在图1中未示出。应注意地是，这些腔体中的每一个均包括机柜10的侧壁30的一部分，例如腔体20包括侧壁30。这些腔体均彼此不连通，这样可以避免不同腔体内的热空气的相互流动，有助于提高单独对每一个腔体内变频器的器件的降温效果，保证变频器稳定运行。

下面，以腔体20为例，对腔体的结构进行详细描述。

如图1所示，腔体20的底板为机柜10的底板21的一部分，并且腔体20还包括机柜10的侧壁30的一部分。在腔体20的底板21上设置有进风区22，在腔体20的侧壁30的上方设置有出风区32，这样在腔体20内形成了吹过器件12的风路。这进一步提高了器件12的降温效果。腔体20或机柜10采用在底板21处进风的方式，这在保持机柜10的美观性的同时还能防止水从进风区22进入到机柜10或腔体20的内部，使得机柜10具有防水性能。此外，进风区22不但可以设置在底板21上，还可以设置在侧壁30的下部区域，这里不再赘述。

图2示意性地显示了进风区22的结构。如图2所示，进风区22包括三个设置有多个第一通孔27(如图3所示)的区域23、24和25。器件12则安装在区域23、24和25所包围的实体区域26处，也就是说，器件12设置在进风区22的范围内。这样，来自进风区22的凉爽空气会直接吹到器件12上，提高器件12的散热效果。

图4示意性地显示了出风区32的结构。如图4所示，出风区32同样是由设置在侧壁30上的多个第二通孔33(如图5所示)形成。

为了使底板21和侧壁30达到特定的防护等级，例如达到IP2X的防护等级要求，可将第一通孔27和第二通孔33选择为直径在5mm到12.5mm之间的圆孔；也可以为正六边形孔，该正六边形的外接圆的直径在5mm到12.5mm之间。当然，还可以根据实际情况来调节这些直径的值。在一个优选的实施例中，进风区22内的第一通孔27为交错设置，这样能够高效利用进风区22的面积，达到足够的进风量。同样，出风区32内的第二通孔33也为交错设置，如图3和图5所示。

还如图4所示，在侧壁30的外表面上，出风区32的上方设置有防护罩31。防护罩31完全覆盖了出风区32的开孔范围，以防止水从出风区32进入到腔体20或机柜10的内部。防护罩31可根据实际需要设置成不同形状，以实现不同等级的防护功能，例如IPX3及以下等级的防护功能。当进风区22设置在侧壁30的下部区域时，同样可以在进风区22的上方设置防护罩(未示出)，以防止水从出风区32进入到腔体20或机柜10的内部。

还可以在进风区22及出风区32处安装过滤网(未示出)，过滤网采用可拆卸设计。在变频器使用一段时间后，如过滤网处的灰尘堆积较多，影响散热效果，可更换过滤网。

为了进一步提高腔体20内的空气流动，在腔体20的出风区32处设置有排风机42，以将腔体20内的空气排到腔体20的外部，如图6所示。在器件12通电运行时，器件12会散发出来大量的热。这些热量会将空气加热，并使空气的密度降低而上升到腔体20的上部部分。排风机42将这些热空气排到腔体20之外，这样在腔体20内部和外部环境之间会形成压差。在压差作用下，外部环境中的凉爽空气会经进风区22进入到腔体20的内部，从而在腔体20内形成从进风区22到出风区32的流畅循环的风路而将热量带到腔体20外部，实现对器件12的降温。

为了引导空气流动，在排风机42的顶部和侧部设置有朝向器件12延伸的挡板41。图7以三维视图显示了这些挡板41，这些挡板41围成了收束风道43。收束风道43能够对气流产生导流作用，促使腔体20内热空气排出。此外，没有在排风机42的下部设置挡板，这可防止腔体20内处于排风机42下方的热空气流动不畅，进而防止了在腔体20内形成高温死角。

还如图7所示，安装在排风机42两侧的挡板41之间的距离沿远离风机42的方向逐渐增大，也就是说，收束风道43的横截面积朝向排风机42逐渐缩小。这种收束风道43能够提高腔体20内的风的流速，从而进一步提高散热效果。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种用于变频器的散热机柜，在所述机柜内设置有多个隔板，所述多个隔板和所述机柜的壁板的相应区域围成用于容纳所述变频器的器件的多个腔体，所述多个腔体彼此不连通，

其中，在每个腔体的底部区域设置有进风区，在每个腔体的顶部区域设置有出风区，使得在所述腔体内形成吹过所述变频器的器件的风路，

所述进风区设置在所述腔体的底板上，所述出风区设置在所述机柜的侧壁处于所述腔体内的区域上，

在所述腔体内靠近出风区处设置有排风机，以将所述腔体内的空气排到腔体外部，

在所述排风机的顶部和侧部设置有朝向所述变频器的器件延伸的挡板，所述挡板围成了收束风道，

所述收束风道的横截面积朝向所述排风机逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的散热机柜，其特征在于，所述变频器的器件设置在所述进风区的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的散热机柜，其特征在于，所述进风区由设置在所述腔体的底板上的多个第一通孔形成，所述出风区由设置在所述机柜的侧壁处于所述腔体内的区域上的多个第二通孔形成。

4.根据权利要求3所述的散热机柜，其特征在于，所述第一通孔和第二通孔为圆孔，所述圆孔的直径在5mm到12.5mm之间。

5.根据权利要求3所述的散热机柜，其特征在于，所述第一通孔和第二通孔为正六边形孔，所述正六边形的外接圆的直径在5mm到12.5mm之间。

6.根据权利要求1或2所述的散热机柜，其特征在于，在所述机柜的侧壁的外表面上，所述出风区的上方设置有防护罩。