CN110233562A - 一种水风散热全密闭功率柜 - Google Patents

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左刚强
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Abstract

本发明涉及水风散热全密闭功率柜，包括柜体、风腔、水风换热器、离心风机及若干个IGBT功率模块，所述柜体内下部设有主安装板，所述IGBT功率模块依次并排安装在所述主安装板上，所述IGBT功率模块侧壁环绕安装有密闭外壳，所述密闭外壳顶部连通连接风腔，所述风腔顶部连通水风换热器，所述水风换热器顶部连通离心风机，所述离心风机出风方向设有导流板，所述导流板对所述离心风机的出风进行疏导，使出风向所述柜体下部流动，且出风经离心风机吸引由所述密闭外壳的底部上升流经所述IGBT功率模块，对所述IGBT功率模块进行换热。本发明能提高电容、电阻及铜排的运行可靠性及寿命。

Description

一种水风散热全密闭功率柜
技术领域
本发明属于机柜通风散热技术领域，尤其涉及一种水风散热全密闭功率柜。
背景技术
随着风能的快速发展，要求风电变流器的体积更小、功率密度更高，变流器很多在海上环境或高湿环境应用，这不仅需要在单位体积下带走更多的损耗，而且还需要更高的柜体防护等级把机柜做成全密闭机柜，对这种功率等级的变流器机柜，目前比较好的散热方案是水冷散热。但是水冷散热只能很好的把IGBT的热量带走，对于电容、电阻、铜排等器件，必须通过柜内的水风换热器与器件完成热交换传递给水之后才能实现散热，由于存在器件对空气、空气对水换热的二次换热的过程，对于这些器件散热效果比风冷变流器还要差5-10℃。
因此，基于这些问题，提供一种能提高电容、电阻及铜排的运行可靠性及寿命，能够实现全密闭机柜高效水风散热的功率柜，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能提高电容、电阻及铜排的运行可靠性及寿命，能够实现全密闭机柜高效水风散热的功率柜。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种水风散热全密闭功率柜，包括柜体、风腔、水风换热器、离心风机及若干个IGBT功率模块，所述柜体内下部设有主安装板，所述IGBT功率模块依次并排安装在所述主安装板上，所述IGBT功率模块侧壁环绕安装有密闭外壳，所述密闭外壳顶部连通连接风腔，所述风腔顶部连通水风换热器，所述水风换热器顶部连通离心风机，所述离心风机出风方向设有导流板，所述导流板对所述离心风机的出风进行疏导，使出风向所述柜体下部流动，且出风经离心风机吸引由所述密闭外壳的底部上升流经所述IGBT功率模块，对所述IGBT功率模块进行换热。
进一步的，所述风腔为密闭腔体结构。
进一步的，彼此相邻的所述IGBT功率模块顶部的离心风机之间均设有导流板，且所述导流板安装在所述柜体顶壁上。
进一步的，所述导流板横截面为倒立三角形。
进一步的，所述密闭外壳底部为空气可流通结构。
本发明的优点和积极效果是：
本发明的IGBT功率模块上方安装一个密封风腔，风腔上方又与水风换热器入风端良好密封连接，水风换热器上方安装一个离心风机，通过离心风机的吸风作用，在风腔内形成负压，从而对IGBT功率模块进行吸热风，此部分热风通过再给大叠层母线散热之后，通过风腔进行水风换热器与水完成热交换，变成温度低的冷却气流，然后通过离心风机吹出，冷却气流又通过导流板的作用，进入到IGBT功率模块内部，对功率模块内电容、电阻、铜排进行冷却，完成一个散热周期循环，本发明散热效果好、结构紧凑，有效利用热空气上升、冷空气下沉的物理现象，并借助风机和导流板实现散热循环,适用于对安装有IGBT功率模块的柜体进行散热。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明实施例提供的水风散热全密闭功率柜的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的水风散热全密闭功率柜内的IGBT功率模块的结构示意图；
图中：
全密闭柜体-12、水风换热器-2、离心风机-1、IGBT-6、薄膜电容-10、大叠层母线-11、风腔-3、主安装板-13、交流铜排-8、放电电阻-7、水冷板-5、密闭外壳-9、导流板-14、IGBT功率模块-4。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1至图2来具体说明本发明。
实施例1
图1为本发明实施例提供的水风散热全密闭功率柜的结构示意图；图2为本发明实施例提供的水风散热全密闭功率柜内的IGBT功率模块的结构示意图；如图1～2所示，本实施例提供的一种水风散热全密闭功率柜，包括柜体12、风腔3、水风换热器2、离心风机1及若干个IGBT功率模块4，所述柜体12内下部设有主安装板13，所述IGBT功率模块4依次并排安装在所述主安装板13上，所述IGBT功率模块4侧壁环绕安装有密闭外壳9，需要说明的是，所述IGBT功率模块4采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段与所述密封外壳9安装固定，所述密闭外壳9顶部连通连接风腔3，所述风腔3为密闭腔体结构，所述风腔3顶部连通水风换热器2，所述水风换热器2顶部连通离心风机1，所述离心风机1出风方向设有导流板14，所述导流板14对所述离心风机1的出风进行疏导，使出风向所述柜体12下部流动，且出风经离心风机1吸引由所述密闭外壳9的底部上升流经所述IGBT功率模块4，对所述IGBT功率模块4进行换热。
更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，彼此相邻的所述IGBT功率模块4顶部的离心风机1之间均设有导流板14，这样不仅能实现导流板14对所述离心风机1的出风进行疏导，并且避免彼此相邻的所述IGBT功率模块4顶部的离心风机1之间的出风互相干扰，造成出风不能很好的实现循环；为了便于安装，可以考虑所述导流板14安装在所述柜体12顶壁上；并且，为了更好的对出风进行疏导，可以考虑所述导流板14横截面为倒立三角形。
需要指出的是，所述密闭外壳9底部为空气可流通结构，具体的，可以考虑所述密闭外壳9底部无挡板，或者，所述密闭外壳9底部有挡板，但是挡板为镂空结构，只要实现所述密闭外壳9底部为空气可流通结构即可，不必拘泥于具体的结构形状。
需要指出的是，所述水风换热器2为市场上常见的水风换热产品，如无锡换热器厂的JX051-002产品。
需要说明的是，所述IGBT功率模块4可以考虑为任意现有产品IGBT功率模块；在本实施例中，所述IGBT功率模块4为现有产品IGBT功率模块，具体参考专利CN201721073695.1；具体的，如图2所示，所述IGBT功率模块4包括IGBT 6、交流铜排8、薄膜电容10、水冷板5、放电电阻7，其中IGBT 6通过水冷板5进行散热，交流铜排8、薄膜电容10、放电电阻7等器件都是通过柜内水风换热器2和离心风机1进行散热；需要指出的是，若干个所述IGBT功率模块4通过上方的大叠层母线11实现电气连接，大叠层母线11安装在所述风腔3内。
需要说明的是，本发明中的固定连接方式采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，在此不再赘述，但由于上述原因，不会影响本领域技术人员的重复再现。
作为举例，在本发明中，所述IGBT功率模块上方安装密封风腔，风腔上方又与水风换热器入风端良好密封连接，水风换热器上方安装离心风机，当功率柜开始工作时，通过离心风机的吸风作用，在风腔内形成负压，从而对所述密封外壳内的IGBT功率模块进行吸热风，此部分热风通过再给大叠层母线散热之后，通过风腔进行水风换热器与水完成热交换，变成温度低的冷却气流，然后通过离心风机吹出，冷却气流又通过导流板的作用，进入密封外壳内，如附图1所示，箭头表示气流流动通道，对IGBT功率模块的电容、电阻、铜排等等结构进行冷却，完成一个散热周期循环，本发明散热效果好、结构紧凑，有效利用热空气上升、冷空气下沉的物理现象，并借助风机和导流板实现散热循环。
综上所述，本发明可提供一种能提高电容、电阻及铜排的运行可靠性及寿命，能够实现全密闭机柜高效水风散热的功率柜。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种水风散热全密闭功率柜，其特征在于：包括柜体、风腔、水风换热器、离心风机及若干个IGBT功率模块，所述柜体内下部设有主安装板，所述IGBT功率模块依次并排安装在所述主安装板上，所述IGBT功率模块侧壁环绕安装有密闭外壳，所述密闭外壳顶部连通连接风腔，所述风腔顶部连通水风换热器，所述水风换热器顶部连通离心风机，所述离心风机出风方向设有导流板，所述导流板对所述离心风机的出风进行疏导，使出风向所述柜体下部流动，且出风经离心风机吸引由所述密闭外壳的底部上升流经所述IGBT功率模块，对所述IGBT功率模块进行换热。
2.根据权利要求1所述的一种水风散热全密闭功率柜，其特征在于：所述风腔为密闭腔体结构。
3.根据权利要求1所述的一种水风散热全密闭功率柜，其特征在于：彼此相邻的所述IGBT功率模块顶部的离心风机之间均设有导流板，且所述导流板安装在所述柜体顶壁上。
4.根据权利要求3所述的一种水风散热全密闭功率柜，其特征在于：所述导流板横截面为倒立三角形。
5.根据权利要求1所述的一种水风散热全密闭功率柜，其特征在于：所述密闭外壳底部为空气可流通结构。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110831413A (zh) * 2019-11-22 2020-02-21 安徽飞凯电子技术有限公司 一种多模式通信机柜
CN111049040A (zh) * 2019-12-30 2020-04-21 思屋电气集团有限公司 一种智能配电装置
CN111834932A (zh) * 2020-07-21 2020-10-27 许昌学院 智能型配电网安全保护装置
CN112888245A (zh) * 2020-12-31 2021-06-01 中国人民解放军海军工程大学 一种低噪音密闭水冷散热式高压有源动态无功补偿装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203554258U (zh) * 2013-09-27 2014-04-16 深圳市禾望电气有限公司 一种带散热结构的变流器柜
CN104393739A (zh) * 2014-11-03 2015-03-04 浙江海得新能源有限公司 一种功率柜散热系统
CN105656289A (zh) * 2014-11-13 2016-06-08 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种电抗器柜体的散热装置
CN107946044A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 天津瑞能电气有限公司 一种组串式电抗器散热系统
US20180352685A1 (en) * 2017-06-05 2018-12-06 Sungrow Power Supply Co., Ltd. Inverter power cabinet
CN209844822U (zh) * 2019-06-18 2019-12-24 天津瑞能电气有限公司 一种水风散热全密闭功率柜

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203554258U (zh) * 2013-09-27 2014-04-16 深圳市禾望电气有限公司 一种带散热结构的变流器柜
CN104393739A (zh) * 2014-11-03 2015-03-04 浙江海得新能源有限公司 一种功率柜散热系统
CN105656289A (zh) * 2014-11-13 2016-06-08 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种电抗器柜体的散热装置
US20180352685A1 (en) * 2017-06-05 2018-12-06 Sungrow Power Supply Co., Ltd. Inverter power cabinet
CN107946044A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 天津瑞能电气有限公司 一种组串式电抗器散热系统
CN209844822U (zh) * 2019-06-18 2019-12-24 天津瑞能电气有限公司 一种水风散热全密闭功率柜

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110831413A (zh) * 2019-11-22 2020-02-21 安徽飞凯电子技术有限公司 一种多模式通信机柜
CN111049040A (zh) * 2019-12-30 2020-04-21 思屋电气集团有限公司 一种智能配电装置
CN111834932A (zh) * 2020-07-21 2020-10-27 许昌学院 智能型配电网安全保护装置
CN111834932B (zh) * 2020-07-21 2022-07-08 许昌学院 智能型配电网安全保护装置
CN112888245A (zh) * 2020-12-31 2021-06-01 中国人民解放军海军工程大学 一种低噪音密闭水冷散热式高压有源动态无功补偿装置
CN112888245B (zh) * 2020-12-31 2022-10-18 中国人民解放军海军工程大学 一种低噪音密闭水冷散热式高压有源动态无功补偿装置

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