CN104578715B - 一种便携发电机组的逆变器冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种便携发电机组的逆变器冷却结构，该发电机组主要由发动机、发电机、机壳和逆变器组成，所述发动机、发电机和逆变器设置在机壳内，所述机壳上设置有与外界大气相通的进气口，在所述逆变器与机壳进气口之间设置有用于散热通气的逆变器罩壳，所述逆变器罩壳至少包括一个进风口和一个出风口，在进风口与出风口之间形成冷却风通道，逆变器罩壳通过其进风口与机壳进气口对接连通，冷却风通道通过机壳进气口引入外界空气对逆变器进行冷却。采用本发明技术方案，逆变器冷却结构允许逆变器设置在机壳内任意位置，大大增加了设计自由度，使发电机组的结构设计更加紧凑、合理，逆变器散热效果也大大提高。

Description

一种便携发电机组的逆变器冷却结构

技术领域

本发明涉及便携发电机组技术领域，具体涉及一种全封闭式的便携发电机组的逆变器冷却结构。

背景技术

发电机组主要由发动机、发电机和电控系统组成，能将燃油的化学能转化为电能，具有广泛的应用，例如：野外作业、应急用电、灾害救治、户外生活及旅行、游艇及车辆自备电源、移动通讯基站等诸多场合。

与传统的工频同步发电机组相比，采用多极永磁发电机的逆变发电机组具有效率高、重量轻、输出电压波形质量高等优点，代表着小型发电机组的发展方向。逆变发电机组中的核心电器部件是逆变器（也称变频器），逆变器采用开关电源的变频技术，将多极永磁发电机输出的中频交流电转换为电压稳定的工频交流电。

逆变器在工作时，整流器、IGBT和电感等功率器件均会发热，由于这些器件对温度比较敏感，一旦温度超过许可值，逆变器就可能被烧毁，造成整个发电机组彻底瘫痪，因此逆变器的冷却和散热非常重要。目前逆变发电机组大多数均采用全封闭式结构，即发动机、发电机以及逆变器被容纳于一个机壳内，靠风扇将外界空气从机壳上的进气口吸入发电机组，按顺序冷却逆变器、发电机和发动机。由于机壳进气口的开口面积较小，进入发电机组的冷却空气量有限，而发电机组的全封闭结构又容易聚集热量，因此机壳内的温度较高，在此环境下逆变器的工作温度也较高，一旦散热不良逆变器很容易被烧毁。现有技术的一般解决方案是：将逆变器紧贴着发电机组的机壳进气口安装，逆变器背面的散热片朝向机壳进气口，从进气口进来的外界空气直接吹向逆变器散热片，以此来对逆变器进行冷却。但是这种逆变器冷却结构存在较多问题，由于要求逆变器必须紧贴机壳进气口安装，机壳进气口处就必须要为放置逆变器留出足够空间，当机壳进气口附近的空间不足时，会给发电机组的结构设计造成很大困难，通常不得不通过增加发电机组的外形尺寸来解决，发电机组的尺寸和重量增加将会导致生产和运输成本升高，其便携性也会受到一定影响。此外，由于来自机壳进气口的冷却风在吹过逆变器背面的散热片之后就会离开逆变器而四处散开，处于逆变器正面的电感等发热器件获得冷却风的机会很小，因此这种冷却结构的散热效果并不理想。

本发明正是着眼于现有发电机组的不足，为全封闭式发电机组的逆变器设计了更合理的冷却结构。本发明是在逆变器与机壳进气口之间设置逆变器罩壳，在逆变器罩壳的进风口和出风口之间形成冷却风通道，通过冷却风通道，逆变器冷却结构允许逆变器设置在机壳内任意位置，大大增加了设计自由度，使发电机组的结构设计更加紧凑、合理。此外，将逆变器上的散热片以及电感等发热器件设置在该逆变器罩壳内，处于逆变器罩壳内的发热部件都能获得足够的冷却空气，大大提高了逆变器散热效果。

发明内容

本发明的目的是着眼于现有发电机组的不足，为全封闭式发电机组的逆变器设计更合理的冷却结构。本发明是在逆变器与机壳进气口之间设置逆变器罩壳，在逆变器罩壳的进风口和出风口之间形成冷却风通道，通过冷却风通道，逆变器冷却结构允许逆变器设置在机壳内任意位置。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种便携发电机组的逆变器冷却结构，该发电机组主要由发动机、发电机、机壳和逆变器组成，所述发动机、发电机和逆变器设置在机壳内，所述机壳上设置有与外界大气相通的进气口，在所述逆变器与机壳进气口之间设置有用于散热通气的逆变器罩壳，所述逆变器罩壳至少包括一个进风口和一个出风口，在进风口与出风口之间形成冷却风通道，逆变器罩壳通过其进风口与机壳进气口对接连通，冷却风通道通过机壳进气口引入外界空气对逆变器进行冷却。

进一步的，所述逆变器罩壳轮廓内包含有发热部件，所述发热部件包括散热片和/或电感。

进一步的，所述散热片朝向逆变器罩壳的进风口设置。

进一步的，所述散热片设置在一个逆变器盒的背面，所述逆变器盒设置在逆变器上。

进一步的，所述逆变器盒为金属材料。

进一步的，所述逆变器与逆变器罩壳相连，所述逆变器罩壳与机壳相连。

进一步的，所述发动机上设有空滤器和导风罩，所述逆变器罩壳的出风口靠近空滤器或导风罩设置。

本发明的有益效果是:

1、本发明通过逆变器罩壳的冷却风通道，逆变器冷却结构允许逆变器设置在机壳内任意位置，大大增加了设计自由度，使发电机组的结构设计更加紧凑、合理。

2、本发明中处于逆变器罩壳内的发热部件都能获得足够的冷却空气，大大提高了逆变器散热效果。

附图说明

图1是本发明实施例一的发电机组主视图；

图2是本发明实施例一的发电机组左视图；

图3是本发明实施例一的发电机组A-A剖视图；

图4是本发明实施例一的发电机组B-B剖视图；

图5是本发明实施例一的发电机组C-C剖视图；

图6是本发明实施例一的发电机组立体图；

图7是本发明实施例一的发电机组拆除左机壳、右机壳和油箱后的立体图；

图8a是本发明实施例一的逆变器和逆变器罩壳组装后的仰视图；

图8b是本发明实施例一的逆变器和逆变器罩壳组装后的主视图；

图9a是本发明实施例一的逆变器和逆变器罩壳组装后的俯视图；

图9b是本发明实施例一的逆变器和逆变器罩壳组装后的D-D剖视图；

图10a和图10b是本发明实施例一的逆变器和逆变器罩壳组装后的立体图；

图11是本发明实施例一的逆变器和逆变器罩壳拆开后的立体图（进风口侧）；

图12是本发明实施例一的逆变器和逆变器罩壳拆开后的立体图（出风口侧）；

图13是本发明实施例二的发电机组右视图；

图14是本发明实施例二的发电机组E-E剖视图；

图15是本发明实施例二的发电机组F-F剖视图；

图16是本发明实施例二的发电机组立体图；

图17是本发明实施例二的发电机组拆除左机壳、右机壳和油箱后的立体图；

图18a是本发明实施例二的逆变器和逆变器罩壳组装后的主视图；

图18b是本发明实施例二的逆变器和逆变器罩壳组装后的剖视图；

图19a和图19b是本发明实施例二的逆变器和逆变器罩壳组装后的立体图。

图中各标号名称如下：

1.逆变器，101.逆变器盒，1011.散热片，102.电容，103.电感，2.逆变器罩壳，201.进风口，202.出风口，2021.出风口A，2022.出风口B，3.机壳，301.左机壳，302.右机壳，303.下机壳，304.进气口，4.拉杆装置，5.把手，6.发动机，601.曲轴箱体，602.曲轴箱盖，603.曲轴，604.飞轮，605.风扇，606.导风罩，607.空滤器，608.手拉起动器，609.起动拉手，610.阻风门拉手，7.发电机，8.油箱，801.油箱盖，9.燃油开关旋钮，10.电器面板，11.滚轮装置。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

本专利提供2种实施方案：

1、实施例一：

如图1至图12所示，本专利的发电机组主要由发动机6、发电机7、机壳3、逆变器1、油箱8、滚轮装置11、拉杆装置4和电器面板10等组成。

如图3所示，本实施例的多级永磁发电机7设置在发动机6的后部，与发动机曲轴后部的输出端相连，属于后置式发电机，当然也可以根据需要采用前置式发电机。在发动机前部设置有逆变器1，逆变器1用来将多级永磁发电机7输出的中频交流电转换成电压稳定的工频交流电。

如图1至图7所示，发动机6、发电机7和逆变器1被容纳于机壳3内，机壳3上设置有与外界大气相通的进气口304，发动机6设置有风扇605，在此风扇作用下外界空气从进气口304被吸入机壳3。逆变器1设置在发动机手拉起动器608的前部，在逆变器1与机壳进气口304之间设置有逆变器罩壳2，逆变器1上的散热片1011和电感103等发热部件被容纳于逆变器罩壳2内，逆变器罩壳的进风口201与机壳上的进气口304对接连通，来自进气口304的外界空气由进风口201进入逆变器罩壳2对逆变器1进行冷却。

本实施例的机壳3主要由左机壳301、右机壳302和下机壳303等构成，左机壳301位于发电机组左侧，右机壳302位于发电机组右侧，下机壳303构成发电机组底部，发动机6底部通过减震装置与下机壳303相连。

如图1、图3、图4、图6和图7所示，本实施例的机壳进气口304设置在左机壳301的前侧，为了与进气口304衔接，逆变器罩壳进风口201的开口也朝前，进风口201的开口与进气口304的内侧开口对接连通，为了提高衔接效果，可以在此处设置橡胶圈进行密封。机壳进气口304由多个迷宫结构的进气栅格构成，以防外界雨水或异物进入机壳3。

如图3至图12所示，本实施例的逆变器罩壳2包括一个进风口201和两个出风口202，在进风口201与出风口202之间形成冷却风通道，来自机壳进气口304的外界空气以此为风道对逆变器1进行冷却。逆变器罩壳2靠近发动机空滤器607的进气口处设置有出风口A，出风口A距离进风口201较近，外界空气可以优先进入空滤器607为发动机燃烧做功提供新鲜空气。逆变器罩壳2靠近手拉起动器608设置有出风口B，手拉起动器608上设置有发动机导风罩606的进风口，冷却完逆变器1的空气由出风口B出来后，从手拉起动器608上的进风口进入导风罩606，对发动机6进行冷却。

本实施例的逆变器1主要由逆变器盒101、电容102、电感103、可控硅、IGBT和单片机等构成，可控硅和IGBT等发热量较大的器件紧贴逆变器盒101底部设置，逆变器盒101由导热性能好的金属材料制造，例如铝合金。为提高逆变器盒101的冷却效果，在逆变器盒101的背面设置有多个散热片1011，并且散热片1011朝向进风口201设置，以获得最多的冷却风，确保散热效果。

本实施例的逆变器1通过逆变器盒101与逆变器罩壳2相连，逆变器罩壳2与机壳3的下机壳303底部相连。安装时，先将逆变器盒101与逆变器罩壳2组装好，然后装入机壳3，通过螺钉等紧固件将逆变器罩壳2与下机壳303底部连接在一起。

综上所述，本专利的逆变器冷却结构通过在逆变器1与机壳进气口304之间设置逆变器罩壳2，在机壳进气口304与逆变器1之间构建独立的冷却风道，将外界空气从进气口304导向逆变器1，逆变器1在机壳3内部的布置不再受机壳进气口304位置的约束，大大增加了设计自由度，使发电机组的结构设计更加紧凑、合理。此外，采用逆变器罩壳2作为专用的冷却风道对逆变器1进行冷却，大大提高了逆变器的散热效果。

2、实施例二：

与实施例一相比，实施例二的主要差别在于：机壳进气口304设置的位置不同，相应的逆变器罩壳进风口201的位置也不同。

如图13至图19b所示，本实施例的机壳进气口304设置在左机壳301的左侧，为了与进气口304衔接，逆变器罩壳进风口201的开口也朝向左侧，进风口201的开口与进气口304的内侧开口对接连通，为了提高衔接效果，可以在此处设置橡胶圈进行密封。当然，根据需要也可以在右机壳302的右侧设置机壳进气口304，此时逆变器罩壳2上的进风口201开口应朝向右侧，这可作为本专利的备选方案。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种便携发电机组的逆变器冷却结构，该发电机组主要由发动机（6）、发电机（7）、机壳（3）和逆变器（1）组成，所述发动机（6）、发电机（7）和逆变器（1）设置在机壳（3）内，所述机壳（3）上设置有与外界大气相通的进气口（304），其特征在于，在所述逆变器（1）与机壳进气口（304）之间设置有用于散热通气的逆变器罩壳（2），所述逆变器罩壳（2）至少包括一个进风口（201）和一个出风口（202），在进风口（201）与出风口（202）之间形成冷却风通道，逆变器罩壳（2）通过其进风口（201）与机壳进气口（304）对接连通，冷却风通道通过机壳进气口（304）引入外界空气对逆变器（1）进行冷却，所述逆变器罩壳（2）不与发动机导风罩（606）相连，逆变器罩壳（2）与机壳（3）相连。

2.根据权利要求1所述的便携发电机组的逆变器冷却结构，其特征在于，所述逆变器罩壳（2）轮廓内包含有发热部件，所述发热部件包括散热片（1011）和/或电感（103）。

3.根据权利要求2所述的便携发电机组的逆变器冷却结构，其特征在于，所述散热片（1011）朝向逆变器罩壳（2）的进风口（201）设置。

4.根据权利要求3所述的便携发电机组的逆变器冷却结构，其特征在于，所述散热片（1011）设置在一个逆变器盒（101）的背面，所述逆变器盒（101）设置在逆变器（1）上。

5.根据权利要求4所述的便携发电机组的逆变器冷却结构，其特征在于，所述逆变器盒（101）为金属材料。

6.根据权利要求1所述的便携发电机组的逆变器冷却结构，其特征在于，所述逆变器（1）与逆变器罩壳（2）相连。

7.根据权利要求1所述的便携发电机组的逆变器冷却结构，其特征在于，所述发动机（6）上设有空滤器（607）和导风罩（606），所述逆变器罩壳（2）的出风口（202）靠近空滤器（607）或导风罩（606）设置。