CN107846823A - 一种带风道隔板的逆变器散热装置 - Google Patents

一种带风道隔板的逆变器散热装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带风道隔板的逆变器散热装置，属于光伏逆变器热设计领域。带风道隔板的逆变器散热装置包括：离心风机、风机安装板、均流风道、散热器风道、散热器和安装板。本发明将逆变器的六个IGBT按A、B、C三相分别布置在三个不同的腔体内，在使用一个离心风机的情况下，保证IGBT的温度不超限。同时，本发明设计了一种风道，保证进入三个腔体的风量均匀，A相、B相和C相IGBT最高温度的差异小于2℃，从而使每组IGBT的温度平衡，解决IGBT不均流问题。

Description

一种带风道隔板的逆变器散热装置
技术领域
本发明涉及光伏逆变器热设计领域，具体涉及一种带风道隔板的逆变器散热装置。
背景技术
随着大功率电子器件的迅速发展，与轻量化、小型化的需求相对应，逆变器向着高频、大容量的方向发展。逆变器内各器件发热量不断增加，各器件之间互相影响的程度也随之加深。若逆变器内各器件产生的热量不能及时散发出去，势必导致器件的工作温度升高。据统计，大多数电子器件的失效率都随温度的升高呈指数增长趋势，且有55％是温度超限引起。如何将逆变器内电子器件产生的热量散发出去，从而控制其工作温度在允许温度范围以内，保证系统正常的运行，成为了设计人员在进行结构设计时需要重点解决的问题。
作为光伏并网逆变器中发挥重要作用的主功率模块，IGBT是系统中热耗最大的器件之一。若没有很好的散热措施，其管芯温度极易达到甚至超过结温，从而导致器件失效。为了在尽量减少成本的基础上，得到合适的解决IGBT散热问题的结构方案，本发明设计了一种带风道隔板的逆变器散热装置，以实现图1所示逆变器中IGBT的温度控制。图1所示逆变器包括六个IGBT，2个为一组，分别命名为A相、B相和C相，出于成本控制的考虑，只使用一个离心风机提供冷却空气，通过两块隔板实现冷却空气量的再分配，以保证：1、IGBT的温升不超限，2、A相、B相和C相IGBT最高温度的差异小于2℃，从而解决IGBT不均流的问题。
发明内容
为了在尽量减少成本的基础上，得到合适的解决IGBT散热问题的结构方案，本发明设计了一种带风道隔板的逆变器散热装置，使每组IGBT的温度平衡，解决IGBT不均流问题，采用以下技术方案：
一种带风道隔板的逆变器散热装置，包括：离心风机1、风机安装板2、均流风道3、3个散热器风道4、3个散热器5和安装板7；
所述离心风机1固定于风机安装板2的下方，
所述均流风道3固定于风机安装板2的上方、安装板7的下方；
所述风机安装板2和安装板7均固定于逆变器的主框架上；
所述3个散热器风道4固定于安装板7的上方，且并列排放；
所述散热器风道4由前后左右四块板围成，形成出风风道，在左侧壁上设有方孔；
所述3个散热器5分别固定在散热器风道4左侧壁的方孔位置处。
在上述技术方案的基础上，所述散热器5通过螺钉固定于散热器风道4上。
在上述技术方案的基础上，IGBT 6的数量为6个，每两个为一组，每个散热器5的背板上固定一组IGBT 6。
在上述技术方案的基础上，所述均流风道3内设有风道隔板一8与风道隔板二9，
所述风道隔板一8前后两侧分别固定于均流风道3内部的前后侧壁上，所述风道隔板二9前后两侧也分别固定于均流风道3内部的前后侧壁上；
所述风道隔板一8的底端外侧与风道隔板二9的底端外侧之间的距离为100mm，风道隔板一8与水平面夹角为80°，风道隔板二9与水平面夹角为80°，所述风道隔板一8与风道隔板二9为对称布置。
在上述技术方案的基础上，所述均流风道3的高度为260mm。
在上述技术方案的基础上，所述离心风机1通过螺栓固定于风机安装板2的下方；所述均流风道3下端通过螺栓固定于风机安装板2上，上端通过螺栓固定于安装板7的下方；所述3个散热器风道4下端分别通过螺栓分别固定于安装板7的上方；所述3个散热器5分别通过螺钉与散热器风道4固定；所述IGBT 6通过螺钉与散热器5固定。
在上述技术方案的基础上，所述离心风机1与风机安装板2之间加橡胶垫用于减震；所述均流风道3下端与风机安装板2之间加橡胶垫用于减震，均流风道3上端与安装板7之间加橡胶垫用于减震。
在上述技术方案的基础上，所述风机安装板2和安装板7分别通过螺栓与逆变器的主框架固定。
在上述技术方案的基础上，所述风道隔板一8前后两侧分别通过螺钉固定于均流风道3内部的前后侧壁上，风道隔板二9前后两侧也分别通过螺钉固定于均流风道3内部的前后侧壁上。
本发明技术方案的有益效果如下：
本发明设计了一种带风道隔板的逆变器散热装置，将六个IGBT按A、B、C三相分别布置在三个不同的腔体内，在使用一个离心风机的情况下，通过两块隔板实现冷却空气量的再分配，保证了IGBT的温度不超限，也降低了成本。同时设计了一种风道，保证进入三个腔体的风量均匀，A相、B相和C相IGBT最高温度的差异小于2℃，从而使每组IGBT的温度平衡，解决IGBT不均流问题。
附图说明
本发明有如下附图：
图1带风道隔板的逆变器散热装置正视图结构示意图；
图2带风道隔板的逆变器散热装置侧视图结构示意图；
图3图2中A-A剖视图结构示意图；
图4带风道隔板的逆变器散热装置气体流向图。
附图标记：1离心风机，2风机安装板，3均流风道，4散热器风道，5散热器，6IGBT，7安装板，8风道隔板一，9风道隔板二。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，一种带风道隔板的逆变器散热装置，包括：离心风机1、风机安装板2、均流风道3、3个散热器风道4、3个散热器5和安装板7。
所述离心风机1通过螺栓固定于风机安装板2的下方，离心风机1与风机安装板2之间加橡胶垫用于减震。所述均流风道3下端通过螺栓固定于风机安装板2的上方，均流风道3上端通过螺栓固定于安装板7的下方，均流风道3与风机安装板2的连接处、均流风道3与安装板7的连接处分别加橡胶垫用于减震。风机安装板2和安装板7均通过螺栓都固定于逆变器的主框架上。3个散热器风道4并列排放，下端分别通过螺栓固定于安装板7的上方。所述散热器风道4由前后左右四块板围成，形成出风风道，在左侧壁上设有方孔；所述3个散热器5分别通过螺钉固定在散热器风道4左侧壁的方孔位置处。逆变器的6个IGBT 6以2个为一组，分别命名为A相、B相和C相，6个IGBT 6按A、B、C三相分别竖直布置，通过螺钉固定于3个散热器5的背板上。
如图2和图3所示，均流风道3内设有风道隔板一8与风道隔板二9，风道隔板一8前后两侧分别通过螺钉固定于均流风道3内部的前后侧壁上，风道隔板二9前后两侧也分别通过螺钉固定于均流风道3内部的前后侧壁上。
为保证流入A、B、C三相的风量一致，风道隔板一8的底端外侧与风道隔板二9的底端外侧之间的距离设计为100mm，同时风道隔板一8与水平面夹角为80°，风道隔板二9与水平面夹角为80°，所述风道隔板一8与风道隔板二9为对称布置。为保证流入A、B、C三相的风量最大，均流风道3的高度设计为260mm。
图4为气体流向图。外侧空气首先从离心风机1的两侧进入，通过离心风机1的强制作用从上口流出，流入均流风道3。空气在均流风道3中通过风道隔板一8与风道隔板二9的分隔，均匀地流入A、B、C三相散热器风道4中，通过散热器5从散热器风道4上口流出。从而均匀地带走6个IGBT所发出的热量，保证流出IGBT的电流一致。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围由权利要求限定。
本说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：包括离心风机(1)、风机安装板(2)、均流风道(3)、3个散热器风道(4)、3个散热器(5)和安装板(7)；
所述离心风机(1)固定于风机安装板(2)的下方，
所述均流风道(3)固定于风机安装板(2)的上方、安装板(7)的下方；
所述风机安装板(2)和安装板(7)均固定于逆变器的主框架上；
所述3个散热器风道(4)固定于安装板(7)的上方，且并列排放；
所述散热器风道(4)由前后左右四块板围成，形成出风风道，在左侧壁上设有方孔；
所述3个散热器(5)分别固定在散热器风道(4)左侧壁的方孔位置处。
2.如权利要求1所述的带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：所述散热器(5)通过螺钉固定于散热器风道(4)上。
3.如权利要求1所述的带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：IGBT(6)的数量为6个，每两个为一组，每个所述散热器(5)的背板上固定一组IGBT(6)。
4.如权利要求3所述的带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：所述IGBT(6)通过螺钉与所述散热器(5)固定。
5.如权利要求1所述的带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：所述均流风道(3)内设有风道隔板一(8)与风道隔板二(9)，
所述风道隔板一(8)前后两侧分别固定于均流风道(3)内部的前后侧壁上，所述风道隔板二(9)前后两侧也分别固定于均流风道(3)内部的前后侧壁上；
所述风道隔板一(8)的底端外侧与风道隔板二(9)的底端外侧之间的距离为100mm，风道隔板一(8)与水平面夹角为80°，风道隔板二(9)与水平面夹角为80°，所述风道隔板一(8)与风道隔板二(9)为对称布置。
6.如权利要求5所述的带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：所述均流风道(3)的高度为260mm。
7.如权利要求5所述的带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：所述风道隔板一(8)前后两侧分别通过螺钉固定于均流风道(3)内部的前后侧壁上，风道隔板二(9)前后两侧也分别通过螺钉固定于均流风道(3)内部的前后侧壁上。
8.如权利要求1所述的带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：所述离心风机(1)通过螺栓固定于风机安装板(2)的下方；所述均流风道(3)下端通过螺栓固定于风机安装板(2)上，上端通过螺栓固定于安装板(7)的下方；所述3个散热器风道(4)下端分别通过螺栓分别固定于安装板(7)的上方；所述3个散热器(5)分别通过螺钉与散热器风道(4)固定。
9.如权利要求1所述的带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：所述离心风机(1)与风机安装板(2)之间加橡胶垫用于减震；所述均流风道(3)下端与风机安装板(2)之间加橡胶垫用于减震，均流风道(3)上端与安装板(7)之间加橡胶垫用于减震。
10.如权利要求1所述的带风道隔板的逆变器散热装置，其特征在于：所述风机安装板(2)和安装板(7)分别通过螺栓与逆变器的主框架固定。
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