CN104992935B - 一种电力电子功率元件用水冷散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力电子功率元件用水冷散热器，包括散热器本体，散热器本体上设有水冷通道和与水冷通道对应连通的进水孔和排水孔，所述的进水孔和/或排水孔为密封装配有套筒状的均压电极的安装孔，均压电极具有供冷却水流过的内孔。均压电极可以保证安装孔中的冷却水的正常流通，同时，由于均压电极的作用，可以控制散热器周围的电场分布，将回路中产生的漏电流吸引在均压电极上，有效避免对散热器本体内部造成腐蚀，保证水冷通道的正常导通，保证水冷散热器的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力电子功率元件用水冷散热器。
背景技术
大功率电力电子功率元件由于其功率很大，损耗相应增加，为了保证功率在其正常工作温度下使用，常常采用强制水冷的方式通过散热器实现冷却。
常用的水冷散热器如授权公告号为CN201450002U的中国实用新型专利中所公开的散热器，包括本体，本体的上部设有上水冷腔及与上水冷腔连通的进水通道，本体的下部开设有下水冷腔及与下水冷腔连通的回水通道，本体上还设有连通上、下水冷腔的纵向水道。使用时，使循环冷却水快速的在上、下水冷腔中流动，可最大限度的吸收本体上的热量，实现对电力电子功率元件的冷却散热。
目前，常用的散热器材质主要采用铝合金，铝合金具有密度小、换热效率高、不会生锈等优点，广泛应用于大功率电力电子设备领域。但是铝合金散热器在电场作用下会发生电化学反应导致回路中产生漏电流，散热器内部会出现腐蚀，导致整个水路系统内部结垢，严重时会影响水冷系统的正常运行。以高压直流输电换流阀为例，由于散热器内部腐蚀导致水路内部形成水垢，严重时会导致整个水路发生堵塞，烧毁功率元件，导致整个电网系统发生换流阀闭锁事故，影响电网系统的正常运行。
发明内容
本发明提供一种电力电子功率元件用水冷散热器，以解决现有技术中的水冷散热器容易因为回路中存在漏电流而引起散热器内部腐蚀的技术问题。
本发明所提供的电力电子功率元件用水冷散热器的技术方案是：一种电力电子功率元件用水冷散热器，包括散热器本体，散热器本体上设有水冷通道和与水冷通道对应连通的进水孔和排水孔，所述的进水孔和/或排水孔为密封装配有套筒状的均压电极的安装孔，均压电极具有供冷却水流过的内孔。
将套筒状均压电极的轴向定义为前后方向，安装孔的背离所述水冷通道的端部为后端，在安装孔中于所述均压电极轴向端部位置处设有前端密封圈和/或后端密封圈，所述均压电极通过所述前端密封圈和/或后端密封圈密封装配在所述安装孔中。
所述的均压电极的前端设有所述的前端密封圈，所述安装孔中于均压电极的前侧固设有挡止限位套，均压电极的前端设有台阶面朝前的阶梯环台，阶梯环台的小径段与所述挡止限位套插配，所述前端密封圈与所述阶梯环台的台阶面及挡止限位套对应端面密封配合，前端密封圈与所述阶梯环台的小径段的外周面对应周面密封配合。
所述的挡止限位套为绝缘套。
所述绝缘套为塑料绝缘套。
所述的安装孔为阶梯面朝后的阶梯孔，所述挡止限位套通过与所述阶梯孔的朝后的阶梯面挡止限位配合以挡止装配在所述安装孔中，并且，所述挡止限位套具有延伸入所述阶梯孔的小径段的前部导向段。
所述的均压电极螺旋固定装配在所述安装孔中，所述均压电极通过所述前端密封圈将所述挡止限位套顶压定位装配在所述安装孔的阶梯面上。
所述的均压电极的后端固设有所述的后端密封圈，所述安装孔中于均压电极的后侧固定装配有与安装孔连通的引水外接管，引水外接管的前部外周面上凸设有挡止法兰，所述后端密封圈与所述挡止法兰的前侧面、均压电极端面密封配合，后端密封圈与引水外接管的前部的外周面对应周面密封配合。
所述的引水外接管通过固定螺母固定装配在所述安装孔中，固定螺母与安装孔螺旋装配，固定螺母前端与所述引水外接管上的挡止法兰的后侧面顶压配合。
所述的均压电极为不锈钢电极或铂金电极。
本发明的有益效果是：本发明所提供的电力电子功率元件用水冷散热器中，散热器本体的进水孔和/或排水孔为安装孔，在安装孔中对应密封装配有套筒状的均压电极，且该均压电极具有供冷却水流过的内孔，这样，均压电极可以保证安装孔中的冷却水的正常流通，同时，由于均压电极的作用，可以控制散热器周围的电场分布，将回路中产生的漏电流吸引在均压电极上，有效避免对散热器本体内部造成腐蚀，保证水冷通道的正常导通，保证水冷散热器的正常工作。
进一步的，均压电极和挡止限位套之间设有前端密封圈，前端密封圈通过与均压电极上的阶梯环台的台阶面及挡止限位套对应端面密封配合，同时，与阶梯环台的小径段的外周面对应周面密封配合，有效保证后端密封圈对均压电极的密封。
进一步的，挡止限位套为绝缘套，可以消除其对冷却回路中漏电流的干扰，保证漏电流仅作用在均压电极上。
进一步的，绝缘套采用塑料绝缘套，这样可以充分利用塑料材质为热的不良导体，在冷却水温发生变化时，挡止限位套不会发生较大变形而影响前端密封圈的有效密封。
进一步的，挡止限位套由螺旋装配在安装孔中的均压电极顶压定位装配在安装孔的阶梯面上，这样，在均压电极旋拧入安装孔中时，可以利用活动的挡止限位套消除由于均压电极旋入过程中在前端密封圈上施加的摩擦应力，减小对前端密封圈的摩擦损耗，提高密封可靠性。
进一步的，在安装孔中于均压电极的后侧对应装配有引水外接管，不仅便于相应的外界管道，同时通过后端密封圈实现引水外接管与均压电极的密封装配。
进一步的，由于散热器本体的水冷通道中的漏电流主要作用在均压电极上，采用不锈钢电极可以有效减轻均压电极的腐蚀，延长均压电极使用寿命，降低更换频率。
附图说明
图1是本发明所提供的电力电子功率元件用水冷散热器的一种实施例的结构示意图；
图2是图1中A处放大图；
图3是图1的左侧示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种电力电子功率元件用水冷散热器的实施例，该实施例中的水冷散热器包括散热器本体1，散热器本体1上设有水冷通道2和与水冷通道2对应连通的进水孔3和排水孔4，使用时，冷却水经进水孔3进入水冷通道2中，再经排水孔4排出，实现对电力电子功率元件的冷却散热。
与现有技术中的水冷散热器不同的是：本实施例中，进水孔3和排水孔4均为密封装配有套筒状的均压电极7的安装孔，此处的均压电极7具有供冷却水流过的内孔，以保证冷却水的正常流通，并且，此处的均压电极具体为不锈钢电极，这样可以延长均压电极使用寿命。本实施例中，均压电极7螺旋固定装配在相应安装孔中。
本实施例中，将套筒状均压电极7的轴向定义为前后方向，安装孔的背离所述水冷通道2的端部为后端，在安装孔中于所述均压电极7轴向两端部位置处对应设有前端密封圈6和后端密封圈11，均压电极7则通过所述前端密封圈6和后端密封圈11密封装配在所述安装孔中。
在安装孔中于均压电极7的前侧固设有挡止限位套5，本实施例中，安装孔为阶梯面21朝后的阶梯孔，所述挡止限位套5通过与所述阶梯孔的朝后的阶梯面21挡止限位配合以挡止装配在所述安装孔中，并且，所述挡止限位套5具有延伸入所述阶梯孔的小径段的前部导向段51。同时，均压电极7通过所述前端密封圈6将所述挡止限位套5顶压定位装配在所述安装孔的阶梯面21上。
本实施例中，在均压电极7的前端设有台阶面71朝前的阶梯环台，阶梯环台的小径段与所述挡止限位套5插配，所述前端密封圈6与所述阶梯环台的台阶面71及挡止限位套5对应端面密封配合，前端密封圈6与所述阶梯环台的小径段的外周面对应周面密封配合。
为减小对均压电极的电场影响，挡止限位套5为绝缘套。
同时，由于均压电极螺旋装配在安装孔中，此处的绝缘套具体为可活动的装配在安装孔中的塑料绝缘套，此处可活动的装配在安装孔中具体指：在旋拧均压电极之前，挡止限位套仅由阶梯孔的朝后的阶梯面挡止限位，其可朝后移动，而在旋拧均压电极的过程中，均压电极可以通过前端密封圈推动挡止限位套朝前移动，并在移动过程中降低均压电极对前端密封圈的摩擦压力，直至挡止限位套顶压在安装孔的朝后的阶梯面上，均压电极旋拧到位。
本实施例中，安装孔中于均压电极7的后侧固定装配有与安装孔连通的引水外接管9，引水外接管9的前部外周面上凸设有挡止法兰8，所述后端密封圈11与所述挡止法兰8的前侧面、均压电极7相应端面密封配合，后端密封圈11与引水外接管9的前部的外周面对应周面密封配合。并且，引水外接管9具体通过固定螺母10固定装配在所述安装孔中，固定螺母10与安装孔螺旋装配，固定螺母10前端与所述引水外接管9上的挡止法兰8的后侧面顶压配合。
装配时，先在散热器本体的进水孔3和出水孔处各安装一个挡止限位套5，然后将前端密封圈套装置在均压电极7的前端，将均压电极7旋入进水孔和出水孔中，利用前端密封圈实现均压电极的前端密封。然后将后端密封圈11套装在引水外接管9的前端，并将固定螺母旋入进水孔和出水孔中，利用后端密封圈实现对均压电极的后端密封。
本实施例中，在进水孔和出水孔中分别安装有均压电极，在其他实施例中，也可以尽在进水孔或出水孔中安装均压电极。
本实施例中，挡止限位套可以为绝缘套，在其他实施例中，也可以为金属套。本实施例中，挡止限位套可以为塑料绝缘套，在其他实施例中，也可以为其他材质做成的绝缘套。
本实施例中，均压电极为不锈钢电极，在其他实施例中，均压电极也可以为铂金电极。
本实施例中，在均压电极的前后两端分别设置有密封圈，在其他实施例中，也可以仅在均压电极的前端或后端设置密封圈。
Claims (9)
1.一种电力电子功率元件用水冷散热器，包括散热器本体，散热器本体上设有水冷通道和与水冷通道对应连通的进水孔和排水孔，其特征在于：所述的进水孔和/或排水孔为密封装配有套筒状的均压电极的安装孔，均压电极具有供冷却水流过的内孔，将套筒状均压电极的轴向定义为前后方向，安装孔的背离所述水冷通道的端部为后端，在安装孔中于所述均压电极轴向端部位置处设有前端密封圈和/或后端密封圈，所述均压电极通过所述前端密封圈和/或后端密封圈密封装配在所述安装孔中。
2.根据权利要求1所述的电力电子功率元件用水冷散热器，其特征在于：所述的均压电极的前端设有所述的前端密封圈，所述安装孔中于均压电极的前侧固设有挡止限位套，均压电极的前端设有台阶面朝前的阶梯环台，阶梯环台的小径段与所述挡止限位套插配，所述前端密封圈与所述阶梯环台的台阶面及挡止限位套对应端面密封配合，前端密封圈与所述阶梯环台的小径段的外周面对应周面密封配合。
3.根据权利要求2所述的电力电子功率元件用水冷散热器，其特征在于：所述的挡止限位套为绝缘套。
4.根据权利要求3所述的电力电子功率元件用水冷散热器，其特征在于：所述绝缘套为塑料绝缘套。
5.根据权利要求2所述的电力电子功率元件用水冷散热器，其特征在于：所述的安装孔为阶梯面朝后的阶梯孔，所述挡止限位套通过与所述阶梯孔的朝后的阶梯面挡止限位配合以挡止装配在所述安装孔中，并且，所述挡止限位套具有延伸入所述阶梯孔的小径段的前部导向段。
6.根据权利要求5所述的电力电子功率元件用水冷散热器，其特征在于：所述的均压电极螺旋固定装配在所述安装孔中，所述均压电极通过所述前端密封圈将所述挡止限位套顶压定位装配在所述安装孔的阶梯面上。
7.根据权利要求2至6中任意一项所述的电力电子功率元件用水冷散热器，其特征在于：所述的均压电极的后端固设有所述的后端密封圈，所述安装孔中于均压电极的后侧固定装配有与安装孔连通的引水外接管，引水外接管的前部外周面上凸设有挡止法兰，所述后端密封圈与所述挡止法兰的前侧面、均压电极端面密封配合，后端密封圈与引水外接管的前部的外周面对应周面密封配合。
8.根据权利要求7所述的电力电子功率元件用水冷散热器，其特征在于：所述的引水外接管通过固定螺母固定装配在所述安装孔中，固定螺母与安装孔螺旋装配，固定螺母前端与所述引水外接管上的挡止法兰的后侧面顶压配合。
9.根据权利要求2至6中任意一项所述的电力电子功率元件用水冷散热器，其特征在于：所述的均压电极为不锈钢电极或铂金电极。
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