CN104934882A - 用于矿用隔爆apf柜的散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿用隔爆APF装置，具体地说是一种用于矿用隔爆有源电力滤波柜的散热装置，包括柜体，所述柜体分为左腔室、右腔室，左腔室底部固定有竖直向上延伸设置的支撑杆，左腔室还设有两条水平支撑杆，两条水平支撑杆上相互平行设置有若干根电抗器固定支架，左腔室左侧壁安装有接触器，在电抗器固定支架上设置有电抗器，左腔室内腔后壁偏下侧设置有电容器，左腔室内腔上部位置设有功率电阻；右腔室设有功率模块固定支架，功率模块固定支架上安装六个功率模块，在柜体顶部设置有若干根第一散热筋及若干根第二散热筋。该散热装置能有效保证隔爆柜在煤矿井下的湿热环境中稳定运行。

Description

用于矿用隔爆APF柜的散热装置

技术领域

本发明涉及矿用隔爆APF柜，具体地说是一种用于矿用隔爆APF柜的散热装置。

背景技术

矿用隔爆型APF（有源电力滤波器）装置，即矿用防爆型动态无功补偿兼有源电力滤波装置。它作为用于煤矿井下的节能型绿色电力设备，必须具备满足在煤矿井下的特殊的复杂湿热环境长期稳定运行的可行性。由于柜内电气元件中，涉及电力电子元器件IGBT组成的功率模块、电抗器、功率电阻等大功率发热元器件，同时为保证其他电气元件的正常工作，如高精密的控制器、霍尔传感器等，必须在设计时充分考虑装置的散热。而目前，没有明确的技术应用方案或类似设备很好的解决这个问题。

APF作为滤除电力系统谐波的新型设备，其高效的治理效果和较小的体积，一直在电力行业受到青睐。煤矿井下环境不同于地面电网，属于较为复杂的温湿环境，因此电力设备的散热问题一直不能得到很好的解决。对于防爆APF，由于引进了大功率电力电子开关管元件IGBT，同时设备在工作时如电抗器、功率电阻的发热，一直没有行之有效的散热解决方案。

有专家在前些年断定，防爆APF不用于井下环境。其原因主要是不能解决大功率电力电子开关管的散热问题。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种用于矿用隔爆APF柜的散热装置，该散热装置能有效保证隔爆柜在煤矿井下的湿热环境中稳定运行。

按照本发明的技术方案：一种用于矿用隔爆APF柜的散热装置，其特征是：包括柜体，所述柜体分为左腔室、右腔室，左腔室底部固定有竖直向上延伸设置的支撑杆，左腔室还设有两条水平支撑杆，两条水平支撑杆上相互平行设置有若干根电抗器固定支架，左腔室左侧壁安装有接触器，在电抗器固定支架上设置有电抗器，左腔室内腔后壁偏下侧设置有电容器，左腔室内腔上部位置设有功率电阻；右腔室设有功率模块固定支架，功率模块固定支架上安装六个功率模块，在柜体顶部设置有若干根第一散热筋及若干根第二散热筋。

作为本发明的进一步改进，所述功率模块通过螺孔与功率模块固定支架相连接，功率模块自由端通过活动螺栓连接表面光滑的航空铝板，所述活动螺栓上套设有弹簧。

作为本发明的进一步改进，所述电抗器固定支架包括第一电抗器固定支架、第二电抗器固定支架、第三电抗器固定支架、第四电抗器固定支架。

作为本发明的进一步改进，所述第一散热筋、第二散热筋两者相互垂直设置，其中第一散热筋垂直于柜体顶部长边。

作为本发明的进一步改进，所述左腔室转动连接有左侧门，右腔室转动连接有右侧门。

作为本发明的进一步改进，所述柜体后部紧固密封罩，密封罩内有紧贴柜体后壁的散热管，密封罩进风口处装置隔爆轴流风机。

本发明的技术效果在于：本发明产品结构简单、设计合理，在使用过程中能有效解决矿用隔爆APF柜的散热问题，从而保证隔爆型APF节能装置能够在煤矿井下的湿热环境中稳定运行；该产品结合发热源的热场分布原理、热量传播的特点并吸取多种散热解决方案，从多处改进隔爆APF柜内结构，有效的将APF装置工作过程产生的热量有效散出；本方案主要有两个优点：电抗器产生热量不影响电子元器件工作，保证柜体左腔底部温度不会过高；保证由IGBT组成的功率模块正常工作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明产品柜门闭合后的结构视图。

图3为本发明中的柜体结构示意图。

图4为本发明产品中功率模块及功率模块固定支架的结构视图。

图5为本发明产品中功率模块结构视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1~4中，包括支撑杆1、第一电抗器固定支架2、第二电抗器固定支架3、水平支撑杆4、第三电抗器固定支架5、第四电抗器固定支架6、第一散热筋7、第二散热筋8、隔爆轴流风机9、密封罩10、电抗器11、功率电阻12、功率模块13、接触器14、电容器15、左侧门16、右侧门17、柜体18、航空铝板19、活动螺栓20、螺孔21、左腔室22、右腔室23、功率模块固定支架24等。

如图1所示，本发明是一种用于矿用隔爆APF柜的散热装置，包括柜体18，所述柜体18分为左腔室22、右腔室23，左腔室22底部固定有竖直向上延伸设置的支撑杆1，左腔室22还设有两条水平支撑杆4，水平支撑杆4还有防止因电抗器重量等因素，导致柜体18侧壁变形，两条水平支撑杆1上相互平行设置有若干根电抗器固定支架，左腔室22左侧壁安装有接触器14，在电抗器固定支架上设置有电抗器11，左腔室22内腔后壁偏下侧设置有电容器15，左腔室22内腔上部位置设有功率电阻12，功率电阻12直接贴壁设置（贴合处经过表面处理，涂导热脂，保证贴合度）；右腔室23设有功率模块固定支架24，功率模块固定支架24上安装六个功率模块，在柜体18顶部设置有若干根第一散热筋7及若干根第二散热筋8。

功率模块通过螺孔21与功率模块固定支架24相连接，功率模块自由端通过活动螺栓20连接表面光滑的航空铝板19，所述活动螺栓20上套设有弹簧。

电抗器固定支架包括第一电抗器固定支架2、第二电抗器固定支架3、第三电抗器固定支架5、第四电抗器固定支架6，通过第一电抗器固定支架2、第二电抗器固定支架3、第三电抗器固定支架5、第四电抗器固定支架6将电抗器11抬高，使得电抗器11与左侧腔室底部元器件如接触器14、电容器15有效隔开，架高电抗器11还有如下作用：保证电抗器与左侧底腔底部距离拉开，根据热力学理论，促使热量向上循环，从而有效保证左侧底腔温度不会过高；同时，在柜顶焊接第一散热筋7和第二散热筋8，有效增大柜顶散热面积，更有利于将向上循环的热量散发。

第一散热筋7、第二散热筋8两者相互垂直设置，其中第一散热筋7垂直于柜体18顶部长边。通过第一散热筋7、第二散热筋8进一步增强散热效果。

左腔室22转动连接有左侧门16，左侧门16关闭后，左腔室22闭合；右腔室23转动连接有右侧门17，右侧门17关闭后，右腔室23闭合。

密封罩10内有紧贴柜体后壁的散热管，密封罩10进风口处装置隔爆轴流风机9。隔爆轴流风机9的作用是通风，风向通过密封罩10的进风口（隔爆轴流风机与密封罩结合处），出风口在密封罩底部，强制风冷。隔爆轴流风机的风量得到有效利用，充分吹到散热管上，进行有效的散热。

本发明中的航空铝板19经过铣床抛光，平整度非常好，从而能够有效保证与散热管的贴合度，活动螺柱20上面环绕弹簧，通过螺孔21（每块模块共有六处），与图5的功率模块固定支架24上的螺栓，通过压缩弹簧，使得散热管平面与功率模块的航空铝板19高度贴合，有效保证接触面积，增加散热量。

Claims (6)

1.一种用于矿用隔爆APF柜的散热装置，其特征是：包括柜体（18），所述柜体（18）分为左腔室（22）、右腔室（23），左腔室（22）底部固定有竖直向上延伸设置的支撑杆（1），左腔室（22）还设有两条水平支撑杆（4），两条水平支撑杆（1）上相互平行设置有若干根电抗器固定支架，左腔室（22）左侧壁安装有接触器（14），在电抗器固定支架上设置有电抗器（11），左腔室（22）内腔后壁偏下侧设置有电容器（15），左腔室（22）内腔上部位置设有功率电阻（12）；右腔室（23）设有功率模块固定支架（24），功率模块固定支架（24）上安装六个功率模块，在柜体（18）顶部设置有若干根第一散热筋（7）及若干根第二散热筋（8）。

2.按照权利要求1所述的用于矿用隔爆APF柜的散热装置，其特征是：所述功率模块通过螺孔（21）与功率模块固定支架（24）相连接，功率模块自由端通过活动螺栓（20）连接表面光滑的航空铝板（19），所述活动螺栓（20）上套设有弹簧。

3.按照权利要求1所述的用于矿用隔爆APF柜的散热装置，其特征是：所述电抗器固定支架包括第一电抗器固定支架（2）、第二电抗器固定支架（3）、第三电抗器固定支架（5）、第四电抗器固定支架（6）。

4.按照权利要求1所述的用于矿用隔爆APF柜的散热装置，其特征是：所述第一散热筋（7）、第二散热筋（8）两者相互垂直设置，其中第一散热筋（7）垂直于柜体（18）顶部长边。

5.按照权利要求1所述的用于矿用隔爆柜的散热装置，其特征是：所述左腔室（22）转动连接有左侧门（16），右腔室（23）转动连接有右侧门（17）。

6.按照权利要求1所述的用于矿用隔爆柜的散热装置，其特征是：所述柜体（18）后部紧固连接有密封罩（10），密封罩（10）内有紧贴柜体后壁的散热管，密封罩（10）进风口处装置隔爆轴流风机（9）。