CN110858510A - 电抗器单元以及电力变换装置 - Google Patents

Abstract

提供一种电抗器单元以及电力变换装置。该电力变换装置具备电抗器单元以及收纳电抗器单元的壳体。在电抗器单元中，在被配置成包围电抗器的风洞的作为空气的下游侧的出口附近设置有空气冷却部，该空气冷却部对从风洞的另一方排出的空气进行冷却。

Description

电抗器单元以及电力变换装置

技术领域

本发明涉及一种电抗器单元以及电力变换装置，特别涉及一种具备被配置成包围电抗器的风洞的电抗器单元以及电力变换装置。

背景技术

以往，已知一种具备被配置成包围电抗器的风洞的电抗器单元以及电力变换装置。例如在日本特开2013-191623号公报中公开了这种电抗器单元以及电力变换装置。

在日本特开2013-191623号公报中公开了一种电抗器单元，该电抗器单元具备：电抗器，其是线圈卷绕于形成环状的磁路的芯(铁芯)而成的；以及整流构件(风洞)，其被配置成包围电抗器。在日本特开2013-191623号公报的电抗器单元中，在电抗器与整流构件之间形成有供冷却用的空气流动的流路。另外，日本特开2013-191623号公报的电抗器单元设置在壳体内，在壳体的下部形成有空气的流入口，在壳体的上部形成有空气的流出口。

在此，虽然在日本特开2013-191623号公报中没有明确记载，但是在如日本特开2013-191623号公报那样的以往的壳体内，有时除设置有电抗器以外，还设置有电子部件等。若是如这种情况那样在壳体内除设置有电抗器以外还设置有电子部件等的壳体，则存在以下情况：因对电抗器进行冷却而温度变高的空气在直到到达形成于壳体上部的流出口为止的期间对设置于壳体内的电子部件产生热影响。因而，认为若是如日本特开2013-191623号公报那样的设置有以往的电抗器单元的壳体，则例如需要采取以下对策等：将电抗器配置于壳体内的上部；或者另行设置用于将温度变高的空气排出到壳体外的排气管道。

然而，在将重量比较大的电抗器配置于壳体内的上部的情况下，另行需要用于支承电抗器的高强度的柱、梁等构造。另外，在另行设置排气管道的情况下，需要用于设置排气管道的空间，并且，需要以避免从排气管道的表面向壳体内产生散热的方式构成排气管道。因此，如日本特开2013-191623号公报那样的以往的电抗器单元在与电子部件一起设置在壳体内的情况下，存在以下问题：为了降低因对电抗器进行冷却而温度变高的空气对与电抗器单元一起设置在壳体内的电子部件产生的热影响，壳体内的配置受到限制或者壳体内的结构变得复杂。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，本发明的目的之一在于提供以下电抗器单元以及电力变换装置：能够降低因对电抗器进行冷却而温度变高的空气对周围产生的热影响，并且能够抑制壳体内的配置受到限制或者壳体内的结构变得复杂。

为了实现上述目的，基于本发明的第一方面的电抗器单元具备：电抗器；风洞，其被配置成包围电抗器；风扇，其用于从风洞的上方和下方中的某一方吸入空气，从风洞的上方和下方中的另一方排出空气；以及空气冷却部，其设置于风洞的作为空气的下游侧的出口附近或作为空气的上游侧的入口附近，用于对从风洞的某一方吸入的空气或从风洞的另一方排出的空气进行冷却。此外，入口附近包括入口本身以及入口的附近这两方。另外，出口附近包括出口本身以及出口的附近这两方。

在基于本发明的第一方面的电抗器单元中，如上所述，在被配置成包围电抗器的风洞的作为空气的下游侧的出口附近或作为空气的上游侧的入口附近设置有空气冷却部，该空气冷却部用于对从风洞的某一方吸入的空气或从风洞的另一方排出的空气进行冷却。由此，在上述出口附近设置有空气冷却部的情况下，能够使被电抗器产生的热加温并从风洞的另一方排出的空气以在上述出口附近由空气冷却部冷却后的状态排出到电抗器单元的外部。另外，在上述入口附近设置有空气冷却部的情况下，能够使从风洞的某一方吸入的空气以在上述入口附近由空气冷却部冷却后的状态吸入到风洞内，因此能够利用吸入到风洞内的冷却后的空气，使被电抗器产生的热加温的风洞内的空气以冷却后的状态排出到电抗器单元的外部。其结果，能够使被电抗器产生的热加温的空气以温度降低的状态排出到电抗器单元的外部，因此，能够降低因对电抗器进行冷却而温度变高的空气对周围产生的热影响，并且能够抑制设置电抗器单元的壳体内的配置受到限制或者壳体内的结构变得复杂。

在基于上述第一方面的电抗器单元中，优选的是，空气冷却部包括热交换器。如果这样构成，则能够利用热交换器来在被加温的空气与被冷却的介质之间进行热交换，因此，能够容易地对被电抗器产生的热加温的空气进行冷却。

在上述的空气冷却部包括热交换器的结构中，优选的是，热交换器构成为设置于上述出口附近，对被电抗器产生的热加温且从风洞排出的空气进行冷却。如果这样构成，则能够在上述出口附近侧对从电抗器单元排出的空气进行冷却，因此，能够使被电抗器产生的热加温的空气以可靠地冷却的状态从电抗器单元排出。

在该情况下，优选的是，风扇设置在比设置于上述出口附近的热交换器靠空气的下游侧的位置或未设置热交换器的上述入口附近。如果这样构成，则通过风扇的空气的温度变得比被电抗器产生的热加温的空气的温度低，因此，能够抑制风扇因暴露在高温的空气中而劣化。

在上述的热交换器设置于风洞的作为空气的下游侧的出口附近的结构中，优选的是，风洞包括第一部分和第二部分，第一部分被配置成覆盖电抗器的侧面，第二部分被配置成与第一部分连接，并且覆盖电抗器的上述出口侧的面中的除设置热交换器的部分以外的部分。如果这样构成，则能够抑制被电抗器产生的热加温的空气不经由热交换器就排出到电抗器单元的外部，因此，相比于未设置被配置成与第一部分连接并且覆盖电抗器的上述出口侧的面中的除设置热交换器的部分以外的部分的第二部分的情况而言，能够抑制从电抗器单元排出高温的空气。

在上述的热交换器设置于风洞的作为空气的下游侧的出口附近的结构中，优选的是，风扇配置于风洞的上方，热交换器配置于风扇与风洞之间。如果这样构成，则由于风扇和热交换器配置于风洞的上方，因此能够将电抗器以及被设置成包围电抗器的风洞配置于电抗器单元的最下部。其结果，与将电抗器配置于电抗器单元的上部的情况相比，能够抑制用于支承重量比较大的电抗器的高强度的构造变多。

在该情况下，优选的是，还具备结露水储存部，该结露水储存部设置于热交换器与电抗器之间，用于接受并储存在热交换器中结露形成的水。如果这样构成，则即使在被电抗器产生的热加温的空气在热交换器中结露、且结露形成的水落到热交换器的下方的情况下，也能够利用设置于热交换器与电抗器之间的结露水储存部来接受并储存结露形成的水。其结果，能够抑制因结露形成的水与电抗器接触而导致电抗器生锈或者包括电抗器的电路发生短路。

在基于上述第一方面的电抗器单元中，优选的是，电抗器包括：芯，其具有沿上下方向延伸的部分；以及线圈，其沿水平方向卷绕于芯的周围，在风洞的内壁的至少一部分设置有间距调整构件，该间距调整构件使得在俯视时线圈的角部处的线圈与内壁之间的间距等于线圈的除角部以外的位置处的线圈与内壁之间的间距。如果这样构成，则即使在所卷绕的线圈在俯视时不是矩形的情况下，也能够容易地使线圈的角部处的线圈与内壁之间的间距等于线圈的除角部以外的位置处的线圈与内壁之间的间距。其结果，能够使在线圈与内壁之间通过的空气的流动遍及风洞的大范围地均匀化，因此，能够高效地冷却电抗器。

在基于上述第一方面的电抗器单元中，优选的是，在风洞的内壁设置有能够产生紊流的突起。如果这样构成，则在产生紊流的部分，与有规律地流动的层流相比，被传递的热量增加，因此能够促进从电抗器散热。

在基于上述第一方面的电抗器单元中，优选的是，风洞的内壁包括促进辐射冷却的黑色的部分。如果这样构成，则从温度变高的电抗器辐射的热辐射(电磁波)几乎都被对大范围的波长的电磁波进行吸收的黑色的部分所吸收，因此能够促进从电抗器散热。

为了实现上述目的，基于本发明的第二方面的电力变换装置具备：电抗器单元；以及壳体，其收纳电抗器单元，其中，电抗器单元包括：电抗器；风洞，其被配置成包围电抗器；风扇，其用于从风洞的上方和下方中的某一方吸入空气，从风洞的上方和下方中的另一方排出空气；以及空气冷却部，其设置于风洞的作为空气的下游侧的出口附近或作为空气的上游侧的入口附近，用于对从风洞的某一方吸入的空气或从风洞的另一方排出的空气进行冷却，电抗器单元配置于壳体的下部。

在基于本发明的第二方面的电力变换装置中，如上所述，在配置于壳体的下部的电抗器单元中，在被配置成包围电抗器的风洞的作为空气的下游侧的出口附近或作为空气的上游侧的入口附近设置有空气冷却部，该空气冷却部用于对从风洞的某一方吸入的空气或从风洞的另一方排出的空气进行冷却。由此，在配置于壳体的下部的电抗器单元中，能够使被电抗器产生的热加温的空气以温度降低的状态排出到电抗器单元的外部。即，电抗器单元降低了因对电抗器进行冷却而温度变高的空气对周围产生的热影响，并且抑制了设置电抗器单元的壳体内的配置受到限制，因此能够将具备重量比较大的电抗器的电抗器单元配置于壳体的下部。

在基于上述第二方面的电力变换装置中，优选的是，还具备电子部件，该电子部件收纳于壳体，配置于壳体的上部，空气冷却部包括热交换器，电力变换装置构成为：利用被热交换器冷却的、从风洞排出到电抗器单元的上方和下方中的某一方的空气来对电子部件进行冷却，并且对电子部件进行冷却后的空气从电抗器单元的上方和下方中的另一方回流到风洞的内部。如果这样构成，则能够使用于对电抗器进行冷却的结构与用于对电子部件进行冷却的结构共用化。另外，能够使壳体为密闭构造以使空气在壳体内循环。其结果，不需要用于设置用于使空气在壳体内与壳体外之间流入和流出的孔的工序，因此，能够抑制制造工序增加，并且不需要设置用于抑制尘埃等侵入壳体内的过滤器等，因此能够抑制部件数量增加。

附图说明

图1是示出具备基于本发明的一个实施方式的电抗器单元的电力变换装置的整体结构的示意图。

图2是示出基于本发明的一个实施方式的电抗器单元的概观的立体图。

图3是沿着图2的500-500线的截面图。

图4是沿着图2的600-600线的截面图。

图5是基于本发明的一个实施方式的电抗器单元所具备的热交换器的示意图。

图6是基于本发明的一个实施方式的电抗器单元中的风洞的放大截面图。

图7是用于说明基于本发明的一个实施方式的电抗器单元中的空气的流动的示意图。

图8是用于说明基于本发明的变形例的电抗器单元的示意图(1)。

图9是用于说明基于本发明的变形例的电抗器单元的另一示意图(2)。

图10是用于说明基于本发明的变形例的电抗器单元的截面图。

具体实施方式

下面，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。

参照图1～图7来说明具备基于本发明的一个实施方式的电抗器单元30的电力变换装置100的结构。电力变换装置100是用于进行发电电力的控制等的PCS(PowerConditioning System：功率调节系统)。如图1所示，电力变换装置100具备壳体10、电子部件20以及电抗器单元30。

壳体10是用于收容电子部件20、电抗器单元30等的壳体。电子部件20例如是构成功率模块(Power stack)(主电路)、控制电路等的部件。电抗器单元30包括PCS用的比较大型的电抗器31。电子部件20配置于壳体10的上部，电抗器单元30配置于壳体10的下部。此外，在下面的说明中，将壳体10的上下方向、左右方向以及深度方向分别设为Z方向、X方向以及Y方向。另外，将壳体10的上方向(上侧)和下方向(下侧)分别设为Z1方向(Z1侧)和Z2方向(Z2侧)。

如图2所示，电抗器单元30具备电抗器31、风洞32、风扇33、热交换器34以及托盘35(参照图7)。此外，热交换器34是本发明的“空气冷却部”的一例。另外，托盘35是本发明的“结露水储存部”的一例。

如图3所示，电抗器31包括芯(铁芯)31a和3个线圈31b。芯31a具有沿水平方向(X方向)延伸的芯上部31au和芯下部31al、以及沿上下方向(Z方向)延伸的3个芯柱部31am。芯上部31au配置于3个芯柱部31am的上侧(Z1侧)，芯下部31al配置于3个芯柱部31am的下侧(Z2侧)。另外，3个芯柱部31am以沿X方向排列的方式彼此相离地配置。3个线圈31b被配置成分别沿水平方向(X方向和Y方向)卷绕于3个芯柱部31am的周围。此外，如图4所示，线圈31b包括沿X方向延伸的部分、沿Y方向延伸的部分以及X方向与Y方向进行切换的角部31bc。即，从上下方向(Z方向)观察时，线圈31b呈角部31bc弯曲的形状(不是矩形的形状)。

如图2所示，风洞32由板状构件构成，被配置成包围电抗器31。风洞32包括侧面部分32a和上面部分32b。侧面部分32a被配置成覆盖电抗器31的侧面。在侧面部分32a的配置于Y方向上的一侧的部分形成有用于使电抗器31的端子31c露出到风洞32的外部的开口32d。风洞32例如是绝热性的树脂。此外，侧面部分32a和上面部分32b分别是本发明的“第一部分”和“第二部分”的一例。

如图4所示，侧面部分32a具有以包围电抗器31的方式配置于X方向上的一侧和另一侧的部分以及配置于Y方向上的一侧和另一侧的部分。侧面部分32a被设置成从上下方向(Z方向)观察时呈大致矩形。

在本实施方式中，在风洞32的内壁32c设置有间距调整构件36，该间距调整构件36使得在俯视时(从Z方向观察时)线圈31b的角部31bc处的线圈31b与内壁32c之间的间距L1大致等于线圈31b的除角部31bc以外的位置处的线圈31b与内壁32c之间的间距L2。具体地说，间距调整构件36包括调整构件36a和调整构件36b。调整构件36a配置于侧面部分32a的角落(沿X方向延伸的部分与沿Y方向延伸的部分连接的部分)。调整构件36a在从Z方向观察时具有等腰直角三角形形状，被配置成：顶角与内壁32c的角落接触，并且，底边与线圈31b的角部31bc之间的间距L1大致等于间距L2。调整构件36b被配置于与卷绕在3个芯柱部31am的周围的线圈31b的角部31bc之间对应的位置。调整构件36b在从Z方向观察时具有等腰三角形形状，被配置成：底面与内壁32c的沿X方向延伸的部分接触，并且，两腰各自与2个线圈31b的角部31bc之间的间距L1大致等于间距L2。间距调整构件36利用螺栓固定于风洞32的内壁32c。间距调整构件36例如是绝热性的树脂。

如图6所示，在本实施方式中，在风洞32的内壁32c设置有能够产生紊流的突起。具体地说，内壁32c形成为波浪形以使在风洞32内通过的空气A产生紊流。另外，风洞32的内壁32c包括促进辐射冷却的黑色的部分。具体地说，内壁32c被涂装为黑色以吸收大范围的波长的热辐射(电磁波)。

如图2所示，在本实施方式中，上面部分32b被配置成与侧面部分32a连接，并且覆盖电抗器31的上方侧(Z1侧)的除设置热交换器34的部分以外的部分。具体地说，上面部分32b设置于电抗器31的上方侧(Z1侧)。在上面部分32b的中央部，以与热交换器34的水平方向(X方向和Y方向)上的面积对应的方式形成有作为空气A的出口32f(后述)的开口。热交换器34以覆盖出口32f的部分的方式设置在上面部分32b的上侧(Z1侧)。另外，上面部分32b的X方向上的一侧的端部与侧面部分32a的配置于X方向上的一侧的部分连接，上面部分32b的X方向上的另一侧的端部与侧面部分32a的配置于X方向上的另一侧的部分连接。上面部分32b的Y方向上的一侧的端部与侧面部分32a的配置于Y方向上的一侧的部分连接，上面部分32b的Y方向上的另一侧的端部与侧面部分32a的配置于Y方向上的另一侧的部分连接。

如图7所示，风扇33配置于风洞32的上方(Z1侧)。风扇33构成为从风洞32的下方(Z2侧)吸入空气A，使沿上下方向(Z方向)通过了风洞32内的空气A向风洞32的上方(Z1侧)排出。即，风扇33是吸入式的风扇。另外，在电抗器单元30中，风洞32的下侧(Z2侧)和上侧(Z1侧)分别成为空气A的上游侧和下游侧。另外，在风洞32的下侧(Z2侧)设置空气A的入口32e，在风洞32的上侧(Z1侧)设置空气A的出口32f。

热交换器34配置于风扇33与风洞32之间。即，热交换器34设置于风洞32的作为空气A的下游侧的出口32f附近。如图5所示，热交换器34包括热交换部34a和液体循环机构34b。热交换部34a具有用于使空气A沿上下方向(Z方向)通过的空气通过部34ap以及用于使液体W沿水平方向通过的液体通过部34aq。空气通过部34ap与液体通过部34aq相邻地配置。液体循环机构34b构成为使冷却用的液体W例如沿箭头的方向循环到液体通过部34aq。

在本实施方式中，如图7所示，热交换器34构成为对从风洞32的另一方(Z1侧)排出的空气A2进行冷却。详细地说，热交换器34构成为对被电抗器31产生的热加温并从风洞32排出的空气A进行冷却。此外，在图7中，对热交换器34的框标注了斜线以对热交换器34与风扇33进行区分。

具体地说，通过驱动风扇33，来从配置于风洞32的下侧(Z2侧)的空气A的入口32e向风洞32内吸入空气A1。空气A1以从Z2侧朝向Z1侧的方式通过风洞32内的形成于内壁32c与电抗器31之间的间隙。空气A1在通过风洞32内的期间被电抗器31产生的热加温而变为温度比空气A1的温度高的空气A2。空气A2从配置于风洞32的上侧(Z1侧)的空气A的出口32f侵入热交换器34的热交换部34a(参照图5)。

如图5所示，液体循环机构34b从设置于壳体10的外部的冷却装置(未图示)经由上游侧管34bx向液体通过部34aq供给冷却后的液体W1。此外，冷却装置构成为：液体W1的温度比空气A2的温度低。而且，在通过空气通过部34ap的空气A与通过液体通过部34aq的冷却用的液体W之间进行热交换。进行热交换而被加温的液体W2经由下游侧管34by返回到冷却装置。然后，液体W2被冷却装置冷却，作为液体W1再次被供给到液体通过部34aq。

如图7所示，在热交换部34a(参照图5)中进行热交换后的空气A2变为温度比空气A2的温度低的空气A3，并被排出到热交换器34的上方(Z1侧)。然后，被热交换器34冷却后的空气A3在通过设置于热交换器34的上方(Z1侧)的风扇33后，被排出到电抗器单元30的上方(Z1侧)。

在此，在本实施方式中，构成为：利用被热交换器34冷却的、从风洞32排出到电抗器单元30的上方(Z1侧)的空气A来对电子部件20(参照图1)进行冷却，并且，对电子部件20进行冷却后的空气A从电抗器单元30的下方(Z2侧)回流到风洞32的内部。具体地说，如图1所示，排出到电抗器单元30的上方(Z1侧)的空气A3(参照图7)在壳体10内向上方(Z1侧)移动。移动到上方(Z1侧)的空气A3在配置于壳体10内的上部的电子部件20的附近通过。电子部件20被由热交换器34冷却后的空气A3(参照图7)冷却。空气A3(参照图7)对电子部件20进行冷却，由此变为温度比空气A3的温度(参照图7)高的空气A1(参照图7)。空气A3(参照图7)在通过壳体10的上部之后，变为空气A1(参照图7)并向下方(Z2侧)移动。然后，空气A1(参照图7)从配置于风洞32的下侧(Z2侧)的空气A的入口32e再次被吸入到风洞32内。

如图7所示，托盘35设置于热交换器34与电抗器31之间。在本实施方式中，托盘35构成为接受并储存在热交换器34中结露形成的水。具体地说，如图5所示，在热交换器34的热交换部34a中，被电抗器31产生的热加温的空气A2与温度比空气A2的温度低的冷却用的液体W1所通过的液体通过部34aq接触，因此有时在液体通过部34aq的表面产生结露。在该情况下，结露形成的水从热交换器34向下方(Z2侧)落下。然后，设置于热交换器34的下方(Z2侧)的托盘35接住并储存落下的水。此外，托盘35中储存的水由于被电抗器31产生的热加温的空气A2而蒸发，因此，托盘35中储存的水不会超过规定的量。

(实施方式的效果)

在本实施方式中，能够获得如下效果。

在本实施方式中，如上所述，在被配置成包围电抗器31的风洞32的作为空气A的下游侧(Z1侧)的出口32f附近设置有用于对从风洞32的另一方(Z1侧)排出的空气A2进行冷却的热交换器34。由此，能够使被电抗器31产生的热加温并从风洞32的另一方排出的空气A2以在出口32f附近由热交换器34冷却后的状态排出到电抗器单元30的外部。其结果，能够使被电抗器31产生的热加温的空气A2以温度降低的状态排出到电抗器单元30的外部，因此，能够降低因对电抗器31进行冷却而温度变高的空气A对周围产生的热影响，并且能够抑制设置电抗器单元30的壳体10内的配置受到限制或者壳体10内的结构变得复杂。另外，热交换器34能够在被加温的空气A2与被冷却的介质之间进行热交换，因此，能够容易地对被电抗器31产生的热加温的空气A2进行冷却。

另外，在本实施方式中，如上所述，将热交换器34构成为：将热交换器34设置于出口32f附近，对被电抗器31产生的热加温并从风洞32排出的空气A2进行冷却。由此，能够在出口32f附近侧对从电抗器单元30排出的空气A进行冷却，因此，能够使被电抗器31产生的热加温的空气A2以可靠地冷却的状态从电抗器单元30排出。

另外，在本实施方式中，如上所述，将风扇33设置在比设置于出口32f附近的热交换器34靠空气A的下游侧(Z1侧)的位置。由此，通过风扇33的空气A的温度变得比被电抗器31产生的热加温的空气A的温度低，因此，能够抑制风扇33因暴露在高温的空气A中而劣化。

另外，在本实施方式中，如上所述，风洞32包括侧面部分32a和上面部分32b，侧面部分32a被配置成覆盖电抗器31的侧面，上面部分32b被配置成与侧面部分32a连接，并且覆盖电抗器31的出口32f侧(Z1侧)的面中的除设置热交换器34的部分以外的部分。由此，能够抑制被电抗器31产生的热加温的空气A未经由热交换器34就排出到电抗器单元30的外部，因此，相比于未设置被配置成与侧面部分32a连接并且覆盖电抗器31的出口32f侧(Z1侧)的面中的除设置热交换器34的部分以外的部分的上面部分32b的情况而言，能够抑制从电抗器单元30A排出高温的空气。

另外，在本实施方式中，如上所述，将风扇33配置在风洞32的上方(Z1侧)，将热交换器34配置在风扇33与风洞32之间。由此，风扇33和热交换器34配置于风洞32的上方，因此能够将电抗器31以及被设置成包围电抗器31的风洞32配置于电抗器单元30的最下部。其结果，与将电抗器31配置于电抗器单元30的上部的情况相比，能够抑制用于支承重量比较大的电抗器31的高强度的构造变多。

另外，在本实施方式中，如上所述，电抗器单元30具备托盘35，该托盘35设置于热交换器34与电抗器31之间，用于接受并储存在热交换器34中结露形成的水。由此，即使在被电抗器31产生的热加温的空气A2在热交换器34中结露、且结露形成的水落到热交换器34的下方(Z2侧)的情况下，也能够利用设置于热交换器34与电抗器31之间的托盘35来接受并储存结露形成的水。其结果，能够抑制因结露形成的水与电抗器31接触而导致电抗器31生锈或者包括电抗器31的电路发生短路。

另外，在本实施方式中，如上所述，电抗器31包括：芯31a，其具有沿上下方向(Z方向)延伸的部分；以及线圈31b，其沿水平方向(X方向与Y方向)卷绕于芯31a的周围。而且，在风洞32的内壁32c设置间距调整构件36，该间距调整构件36使得在俯视时线圈31b的角部31bc处的线圈31b与内壁32c之间的间距L1大致等于线圈31b的除角部31bc以外的位置处的线圈31b与内壁32c之间的间距L2。由此，即使在所卷绕的线圈31b在俯视时不是矩形的情况下，也能够容易地使线圈31b的角部31bc处的线圈31b与内壁32c之间的间距L大致等于线圈31b的除角部31bc以外的位置处的线圈31b与内壁32c之间的间距L。其结果，能够使在线圈31b与内壁32c之间通过的空气A的流动遍及风洞32的大范围地均匀化，因此，能够高效地冷却电抗器31。

另外，在本实施方式中，如上所述，在风洞32的内壁32c设置能够产生紊流的突起。由此，在产生紊流的部分，与有规律地流动的层流相比，被传递的热量增加，因此，能够促进从电抗器31散热。

另外，在本实施方式中，如上所述，风洞32的内壁32c包括促进辐射冷却的黑色的部分。由此，从温度变高的电抗器31辐射的热辐射(电磁波)几乎都被对大范围的波长的电磁波进行吸收的黑色的部分所吸收，因此能够促进从电抗器31散热。

另外，在本实施方式中，如上所述，电力变换装置100具备电抗器单元30和收纳电抗器单元30的壳体10。而且，将电抗器单元30配置于壳体10的下部。由此，在配置于壳体10的下部的电抗器单元30中，能够使被电抗器31产生的热加温的空气A2以温度降低的状态排出到电抗器单元30的外部。即，电抗器单元30降低了因对电抗器31进行冷却而温度变高的空气A对周围产生的热影响，并且抑制了设置电抗器单元30的壳体10内的配置受到限制，因此能够将具备重量比较大的电抗器31的电抗器单元30配置于壳体10的下部。

另外，在本实施方式中，如上所述，电力变换装置100具备电子部件20，该电子部件20收纳于壳体10，配置于壳体10的上部。而且，将电力变换装置100构成为：利用被热交换器34冷却的、从风洞32排出到电抗器单元30的上方(Z1侧)的空气A3来对电子部件20进行冷却，并且对电子部件20进行冷却后的空气A1从电抗器单元30的下方(Z2侧)回流到风洞32的内部。由此，能够使用于对电抗器31进行冷却的结构与用于对电子部件20进行冷却的结构共用化。另外，能够使壳体10为密闭构造以使空气A在壳体10内循环。其结果，不需要用于设置用于使空气A在壳体10内与壳体10外之间流入和流出的孔的工序，因此，能够抑制制造工序增加，并且不需要设置用于抑制尘埃等侵入壳体10内的过滤器等，因此能够抑制部件数量增加。

[变形例]

应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性的而不是限制性的。本发明的范围是由权利要求书表示，而不是由上述的实施方式的说明表示，本发明的范围还包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更(变形例)。

例如，在上述实施方式中，示出了将热交换器34配置于风扇33与风洞32之间的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，例如也可以如基于图8的(A)所示的变形例的电抗器单元30A那样，将热交换器34配置在风扇33的与风洞32相反的一侧。

另外，在上述实施方式中，示出了将风扇33设置在比设置于出口32f附近的热交换器34靠空气A的下游侧的位置的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，例如也可以如基于图8的(B)所示的变形例的电抗器单元30B那样，将风扇33设置在未设置热交换器34的空气A的入口32Be附近。如图8(B)所示，在电抗器单元30B中，风洞32B包括下面部分32Bg，该下面部分32Bg被设置成覆盖电抗器31的下方(Z2侧)的除入口32Be以外的部分。

另外，在上述实施方式中，示出了风扇33从风洞32的下方(Z2侧)吸入空气A并使沿上下方向(Z方向)通过了风洞32内的空气A向风洞32的上方(Z1侧)排出的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，例如也可以如基于图8的(C)、图8的(D)以及图8的(E)所示的变形例的电抗器单元30C、30D及30E那样，风扇33从风洞32C、32D、32E的上方(Z1侧)吸入空气A并使沿上下方向(Z方向)通过了风洞32C、32D、32E内的空气A向风洞32C、32D、32E的下方(Z2侧)排出。此外，如图8的(C)、图8的(D)以及图8的(E)所示，电抗器单元30C、30D及30E分别相当于使电抗器单元30、30A及30B的结构上下颠倒来构成的结构。

另外，在上述实施方式中，示出了将热交换器34设置于风洞32的作为空气A的下游侧的出口32f附近的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，例如也可以如基于图9所示的变形例的电抗器单元230那样，将热交换器234设置于风洞232的作为空气A的上游侧的入口232e附近。另外，也可以在风洞的作为空气A的下游侧的出口附近和作为空气A的上游侧的入口附近均设置热交换器。

如图9所示，在电抗器单元230中构成为：利用被热交换器234冷却并被吸入到风洞232内的空气A202，来对被电抗器31产生的热加温的空气进行冷却。具体地说，在电抗器单元230中，热交换器234设置于风洞232的入口232e附近。通过驱动风扇33，通过了风扇33的空气A1由于热交换器234而变为温度比空气A1的温度低的空气A202。空气A202从入口232e被吸入到风洞232内。空气A202在风洞232内与被电抗器31产生的热加温的空气混合，由此对被电抗器31产生的热加温的风洞232内的空气进行冷却。空气A202与对风洞232内的空气进行了冷却的程度相应地被加温，从而变为温度比空气A202的温度高的空气A203，之后从风洞232的出口232f排出到风洞232的外部。

另外，在上述实施方式中，示出了具备在风洞32的侧面部分32a的角落处配置的调整构件36a以及在与卷绕于3个芯柱部31am的周围的线圈31b的角部31bc之间对应的位置处配置的调整构件36b来作为间距调整构件36的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，也可以如基于图10的变形例的电抗器单元330所示那样，构成为仅设置在风洞32的侧面部分32a的角落处配置的调整构件36a来作为间距调整构件36。另外，也可以构成为不设置间距调整构件36。

另外，在上述实施方式中，示出了将内壁32c形成为波浪形以使在风洞32内通过的空气A产生紊流的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，也可以将内壁32c例如形成为凹凸形状、三角形状等波浪形以外的形状。另外，也可以构成为在内壁32c不设置能够产生紊流的突起。

另外，在上述实施方式中，示出了将内壁32c涂装为黑色以吸收大范围的波长的热辐射(电磁波)的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，也可以利用除涂装以外的方法来使内壁32c包括黑色的部分。例如，也可以构成为将黑色的树脂用作风洞32的材料，来使风洞32的内壁32c为黑色。

另外，在上述实施方式中，示出了将电抗器单元30构成为具备热交换器34的例子，其中，该热交换器34包括：热交换部34a，其具有用于使空气A通过的空气通过部34ap以及与空气通过部34ap相邻地配置、且用于使液体W通过的液体通过部34aq；以及液体循环机构34b，其使冷却用的液体W循环到液体通过部34aq，但是，本发明不限于此。在本发明中，也可以构成为使用能够对被电抗器31产生的热加温的空气A2进行冷却的其它结构的热交换器。另外，在本发明中，也可以构成为将热交换器以外的装置(例如，使用帕尔贴元件的冷却装置等)用作本发明的“空气冷却部”。

另外，在上述实施方式中，示出了将电抗器单元30构成为具备用于接受并储存在热交换器34中结露形成的水的托盘35的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，也可以将电抗器单元构成为不具备用于接受并储存在热交换器中结露形成的水的托盘。

另外，在上述实施方式中，示出了将电力变换装置100构成为PCS的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，也可以将电力变换装置构成为UPS(Uninterruptible PowerSupply：不间断电源)。

Claims (12)

1.一种电抗器单元，具备：

电抗器；

风洞，其被配置成包围所述电抗器；

风扇，其用于从所述风洞的上方和下方中的某一方吸入空气，从所述风洞的上方和下方中的另一方排出所述空气；以及

空气冷却部，其设置于所述风洞的作为所述空气的下游侧的出口附近或作为所述空气的上游侧的入口附近，用于对从所述风洞的所述某一方吸入的空气或从所述风洞的所述另一方排出的空气进行冷却。

2.根据权利要求1所述的电抗器单元，其特征在于，

所述空气冷却部包括热交换器。

3.根据权利要求2所述的电抗器单元，其特征在于，

所述热交换器构成为设置于所述出口附近，对被所述电抗器产生的热加温且从所述风洞排出的空气进行冷却。

4.根据权利要求3所述的电抗器单元，其特征在于，

所述风扇设置在比设置于所述出口附近的所述热交换器靠所述空气的下游侧的位置或未设置所述热交换器的所述入口附近。

5.根据权利要求3或4所述的电抗器单元，其特征在于，

所述风洞包括第一部分和第二部分，所述第一部分被配置成覆盖所述电抗器的侧面，所述第二部分被配置成与所述第一部分连接，并且覆盖所述电抗器的所述出口侧的面中的除设置所述热交换器的部分以外的部分。

6.根据权利要求3所述的电抗器单元，其特征在于，

所述风扇配置于所述风洞的上方，

所述热交换器配置于所述风扇与所述风洞之间。

7.根据权利要求6所述的电抗器单元，其特征在于，

还具备结露水储存部，该结露水储存部设置于所述热交换器与所述电抗器之间，用于接受并储存在所述热交换器中结露形成的水。

8.根据权利要求1所述的电抗器单元，其特征在于，

所述电抗器包括：芯，其具有沿上下方向延伸的部分；以及线圈，其沿水平方向卷绕于所述芯的周围，

在所述风洞的内壁的至少一部分设置有间距调整构件，该间距调整构件使得在俯视时所述线圈的角部处的所述线圈与所述内壁之间的间距等于所述线圈的除角部以外的位置处的所述线圈与所述内壁之间的所述间距。

9.根据权利要求1所述的电抗器单元，其特征在于，

在所述风洞的内壁设置有能够产生紊流的突起。

10.根据权利要求1所述的电抗器单元，其特征在于，

所述风洞的内壁包括促进辐射冷却的黑色的部分。

11.一种电力变换装置，具备：

电抗器单元；以及

壳体，其收纳所述电抗器单元，

其中，所述电抗器单元包括：

电抗器；

风洞，其被配置成包围所述电抗器；

风扇，其用于从所述风洞的上方和下方中的某一方吸入空气，从所述风洞的上方和下方中的另一方排出所述空气；以及

空气冷却部，其设置于所述风洞的作为所述空气的下游侧的出口附近或作为所述空气的上游侧的入口附近，用于对从所述风洞的所述某一方吸入的空气或从所述风洞的所述另一方排出的空气进行冷却，

所述电抗器单元配置于所述壳体的下部。

12.根据权利要求11所述的电力变换装置，其特征在于，

还具备电子部件，所述电子部件收纳于所述壳体，配置于所述壳体的上部，

所述空气冷却部包括热交换器，

所述电力变换装置构成为：利用被所述热交换器冷却的、从所述风洞排出到所述电抗器单元的上方和下方中的某一方的空气来对所述电子部件进行冷却，并且对所述电子部件进行冷却后的空气从所述电抗器单元的上方和下方中的另一方回流到所述风洞的内部。

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