CN112351637A - 一种带有散热消声风道的变流器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种带有散热消声风道的变流器，包括柜体，柜体内部设置有分隔板，分隔板将柜体内部分割为第一腔体和第二腔体；第二腔体中设置有风机和电抗器，电抗器靠近第二腔体的一端的设置，分隔板与风机对应的位置上设置有连通第一腔体和第二腔体的连通口；在第二腔体中设置有整流罩，整流罩围绕风机出口设置于分隔板上，并与分隔板形成散热消声风道，散热消声风道出风口朝向电抗器设置。本发明中的带有散热消声风道的变流器减小了风道的阻力损失，提高了通风效率，有利于强迫风冷地铁牵引变流器柜体散热冷却与噪声的控制。

Description

一种带有散热消声风道的变流器
技术领域
本发明涉及电器设备领域，具体涉及一种带有散热消声风道的变流器。
背景技术
变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备。变流器的使用过程中会产生大量的热量，从而对于变流器而言，散热是非常重要的一个性能指标。
对于强迫风冷地铁牵引变流器来说，风道一方面是强迫风冷地铁牵引变流器的冷却系统的重要组成部分，需要保证了气流的合理组织和冷却空气的有效分配，使驱动风机和发热器件、散热器之间形成良好联系，构成一个有效的散热整体；另一方面，风道也是强迫风冷地铁牵引变流器在消声降噪方面的重要组成部分，通过合适的结构设计，对气流进行合理引导和整流，减小流动分离，降低气动噪声。
但是在现有技术中，强迫风冷地铁牵引变流器的风道结构一般设计较粗糙，并且风道阻力大，致使变流器的柜体通风效率低、空气流动脉动大，从而使得柜体存在散热冷却效果差和噪声容易超标的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中的变流器存在的柜体存在散热冷却效果差和噪声容易超标的技术问题，本发明提供一种带有散热消声风道的变流器，尤其是适用于强迫风冷地铁牵引的变流器。
本发明提供一种带有散热消声风道的变流器，包括柜体，所述柜体内部设置有分隔板，所述分隔板将所述柜体内部分割为第一腔体和第二腔体；所述第二腔体中设置有风机和电抗器，所述电抗器靠近所述第二腔体的一端的设置，所述分隔板与所述风机对应的位置上设置有连通所述第一腔体和所述第二腔体的连通口；在所述第二腔体中设置有整流罩，所述整流罩围绕风机出口设置于所述分隔板上，并与所述分隔板形成散热消声风道，散热消声风道出风口朝向所述电抗器设置。
在本发明的一个实施例中，所述整流罩包括侧部罩体以及与所述侧罩体连接的顶部罩体；所述侧部罩体在围绕所述风机出口的位置为弧线结构。
在本发明的一个实施例中，在由所述风机到所述电抗器的方向上，所述侧部罩体由所述弧线结构的两端分别延伸的部分为平直结构；两个所述平直结构在靠近所述弧线结构的一端的距离，大于两个所述平直结构在远离所述弧线结构的一端的距离。
在本发明的一个实施例中，在由所述风机到所述电抗器的方向上，所述顶部罩体与所述分隔板之间的距离保持不变。
在本发明的一个实施例中，在由所述风机到所述电抗器的方向上，所述顶部罩体包括依次设置的第一部分顶部罩体和第二部分顶部罩体，所述第一部分顶部罩体和所述第二部分顶部罩体为一体结构或者平滑连接；在由所述风机到所述电抗器的方向上，所述第一部分顶部罩体与分隔板之间的距离保持不变，所述第二部分顶部罩体与所述分隔板之间的距离逐渐变大。
在本发明的一个实施例中，所述弧线结构靠近所述风机出口的一侧设置有吸隔声材料。
在本发明的一个实施例中，所述散热消声风道出风口处设置有阻尼网，所述阻尼网的设置方向与所述散热消声风道中气体流动方向垂直设置。
在本发明的一个实施例中，在所述散热消声风道中设置有蜂窝器，所述蜂窝器的设置方向与所述散热消声风道中气体流动方向垂直设置。
在本发明的一个实施例中，所述柜体的体壁上设置有柜体进风口和柜体出风口，所述柜体进风口与所述第一腔体连通，所述柜体出风口与所述第二腔体连通，所述电抗器设置于所述体壁与所述柜体出风口相对的位置上。
在本发明的一个实施例中，还包括导流板，所述导流板围绕所述电抗器设置，所述导流板面向所述散热消声风道出风口和所述柜体出风口的两个侧面为开口结构。
在本发明的一个实施例中，还包括散热结构，所述散热结构设置于所述第一腔体中，并且靠近所述柜体进风口设置。
本发明中的带有散热消声风道的变流器，其散热消声风道结构与现有技术中的粗糙的风道结构相比，具有以下优势：
(1)该带有散热消声风道的变流器，其散热消声风道结构阻力损失小，通风效率高，从而有利于变流器，尤其是强迫风冷地铁牵引变流器柜体的散热冷却。
(2)该带有散热消声风道的变流器，其散热消声风道结构提高了空气的流场品质，减小了流动分离，有利于变流器，尤其是强迫风冷地铁牵引变流器柜体的噪音控制；同时散热消声风道结构也为其他降噪技术的应用提供了有效载体。
(3)该带有散热消声风道的变流器，其散热消声风道结构节省了风道空间，增大了设备布置空间，提高了强迫风冷地铁牵引变流器柜体空间利用率；同时也有利于强迫风冷地铁牵引变流器柜体结构的轻量化，节约制造成本。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是本发明实施例中的带有散热消声风道的变流器的主视图的截面结构示意图；
图2是本发明实施例中的带有散热消声风道的变流器沿图1中A-A向的截面示意图；
图3是本发明实施例中的带有散热消声风道的变流器沿图1中B-B向的截面示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
在本发明中，其中的dB(A)表示在A级计权下的噪声分贝大小；℃表示温度单位摄氏度，m/s为速度单位米/秒。
为了清楚地显示本发明中的结构，图1至图3仅仅对处于剖切面上的结构进行了显示，其他无关的结构省略不做显示。在图1至图3中箭头示意出了空气流动的风向。
如图1至图3所示，本实施例中的带有散热消声风道的变流器包括柜体1，柜体1包括体壁11以及体壁所围成的腔体，在柜体1的体壁11上设置有柜体进风口12和柜体出风口13，在柜体1内部设置有分隔板2，分隔板2将柜体1的腔体分割为第一腔体14和第二腔体15，柜体进风口12与第一腔体14连通，柜体出风口13与第二腔体15连通；第二腔体15中设置有风机5和电抗器6，电抗器6靠近第二腔体15的一端的体壁设置，分隔板2与风机5对应的位置上设置有连通第一腔体14和第二腔体15的连通口21；在第二腔体15中设置有整流罩3，整流罩3围绕风机出口51设置于分隔板2上，并与分隔板2形成散热消声风道4，散热消声风道出风口朝向电抗器6设置。
优选的，在由风机5到电抗器6的方向上，即在散热消声风道内的空气的流动方向上，散热消声风道呈收缩状，所述收缩状主要是指散热消声风道中的空气在其流动方向上呈逐渐汇聚的状态。
如图2中所示，其中的整流罩3包括侧部罩体31以及与侧罩体31连接的顶部罩体32；侧部罩体31在围绕风机出口51的位置为弧线结构。进一步的，在由风机5到电抗器6的方向上，侧部罩体31由弧线结构的两端分别延伸的部分为平直结构；两个平直结构在靠近弧线结构的一端的距离，大于两个平直结构在远离弧线结构的一端的距离。其中在围绕风机出口51处的弧线结构的设置使得由风机出口51流出的空气的流动更加稳定，减小了整流罩3对于在其中流动的空气阻力，避免了空气流动过程中遇到死角导致流动受到扰动，降低风机出口处的噪音。
进一步的，在由风机到电抗器的方向上，顶部罩体32与分隔板2之间的距离保持不变，这样在平直结构之间的距离变化的情况下，通过简单的设计使得散热消声风道在由风机到电抗器的方向上呈收缩状，收缩状的设置可以加快空气的流动速度，从而使得进入电抗器处的空气具有一定的流动速度，加强电抗器散热。
优选的，如图1所示，本实施例中，其中的顶部罩体32在由风机5到5电抗器6的方向上，顶部罩体32包括依次设置的第一部分顶部罩体321和第二部分顶部罩体322，第一部分顶部罩体321和第二部分顶部罩体322可以为一体结构，两者之间也可以平滑连接；在由风机5到电抗器6的方向上，第一部分顶部罩体321与分隔板2之间的距离保持不变，第二部分顶部罩体322与分隔板2之间的距离逐渐变大。具体的，如图1所示，在第一部分顶部罩体321下的散热消声风道处于收缩状，然后在与之相邻的在第二部分顶部罩体322又逐渐扩张，扩张的具体尺寸根据变流器的具体结构确定，例如可以使得第二部分罩体322靠近电抗器一侧的端部与分隔板2形成散热消声风道出口，该出口面积大于等于与电抗器6朝向该出口的面的最大截面面积。这种先收缩后扩张的结构在加快空气的流动速度，从而使得进入电抗器处的空气具有一定的流动速度的基础上；同时保证了散热消声风道出口足够大，从而使得进入电抗器处的空气与电抗器接触面积够大，从而保证散热效率。
为了进一步的加强对于风机出口出的噪音的控制，可以在弧线结构处加上吸隔声或降噪的装置，较为简易的方法，例如可以在弧线结构上靠近风机出口的一侧设置吸隔声材料，具体的吸隔声材料可以为吸音棉、隔音毡等。
进一步的，还可以散热消声风道中设置流体引导装置，例如可以在所述散热消声风道出风口处设置有阻尼网41，阻尼网41的设置方向与散热消声风道中气体流动方向垂直设置。还可以在散热消声风道中设置有蜂窝器42，其中蜂窝器42的设置方向与所述散热消声风道中气体流动方向垂直设置。其中阻尼网的设置方向与蜂窝器的设置方向均是指阻尼网和蜂窝器沿着这样的方向设置，会使得散热消声风道中通过阻尼网和蜂窝器的气体发流动更加平稳和顺畅，从而提高了从风机出口流出的空气的流场品质，减小了流动分离，有利于降低柜体的气动噪声。
本实施例中的变流器，为了实现对于电抗器6附近的流动的空气的导流作用，还可以包括导流板7，导流板7围绕电抗器6设置，导流板7面向散热消声风道出风口和柜体出风口13的两个侧面为开口结构。也可以对电抗器的位置进行设置，例如电抗器6设置于体壁11与柜体出风口13相对的位置上。
在本实施例中，还可以包括散热结构8，散热结构8设置于第一腔体14中，优选的，如图2和图3所示，散热结构8靠近柜体进风口12的位置上。这样的设置使得进入到第一腔体14中的气体首先与散热结构接触，从而有利于变流器的散热。
在一些实施例中，其中的散热结构8主要用于为变流器的电路模块提供散热，例如可以以翅片的形式将电路模块的热量集中引出到散热结构8的位置，从而实现对于变流器内部的电路模块的集中散热。
优选的，在一些实施例中，其中的柜体进风口12处设置过滤装置，例如可以为进风滤网，在保证进风的同时可以防止外界的异物随空气进入到柜体内部，从而保证变流器的正常运转。进一步的，对于柜体出风口13处设置有网板结构，在保证出风的同时保护柜体内部结构不受外界干扰。
经验证，本申请中的变流器风量提升约5％；散热效率提升，温升降低约2℃；降噪效果约5dBA；风道空间节省约30％，节约成本约10％。
本申请中对于本领域技术人员根据现有技术可以清楚的得到的变流器内部其他结构未做赘述，不影响本领域技术人员对于本申请内容的理解。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (11)

1.一种带有散热消声风道的变流器，包括柜体，所述柜体内部设置有分隔板，所述分隔板将所述柜体内部分割为第一腔体和第二腔体；
所述第二腔体中设置有风机和电抗器，所述电抗器靠近所述第二腔体的一端的设置，所述分隔板与所述风机对应的位置上设置有连通所述第一腔体和所述第二腔体的连通口；
在所述第二腔体中设置有整流罩，所述整流罩围绕风机出口设置于所述分隔板上，并与所述分隔板形成散热消声风道，散热消声风道出风口朝向所述电抗器设置。
2.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述整流罩包括侧部罩体以及与所述侧罩体连接的顶部罩体；所述侧部罩体在围绕所述风机出口的位置为弧线结构。
3.根据权利要求2所述的变流器，其特征在于，在由所述风机到所述电抗器的方向上，所述侧部罩体由所述弧线结构的两端分别延伸的部分为平直结构；两个所述平直结构在靠近所述弧线结构的一端的距离，大于两个所述平直结构在远离所述弧线结构的一端的距离。
4.根据权利要求3所述的变流器，其特征在于，在由所述风机到所述电抗器的方向上，所述顶部罩体与所述分隔板之间的距离保持不变。
5.根据权利要求3所述的变流器，其特征在于，在由所述风机到所述电抗器的方向上，所述顶部罩体包括依次设置的第一部分顶部罩体和第二部分顶部罩体，所述第一部分顶部罩体和所述第二部分顶部罩体为一体结构或者平滑连接；
在由所述风机到所述电抗器的方向上，所述第一部分顶部罩体与分隔板之间的距离保持不变，所述第二部分顶部罩体与所述分隔板之间的距离逐渐变大。
6.根据权利要求2所述的变流器，其特征在于，在所述弧线结构靠近所述风机出口的一侧设置有吸隔声材料。
7.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述散热消声风道出风口处设置有阻尼网，所述阻尼网的设置方向与所述散热消声风道中气体流动方向垂直设置。
8.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，在所述散热消声风道中设置有蜂窝器，所述蜂窝器的设置方向与所述散热消声风道中气体流动方向垂直设置。
9.根据权利要求1至8任一项所述的变流器，其特征在于，所述柜体的体壁上设置有柜体进风口和柜体出风口，所述柜体进风口与所述第一腔体连通，所述柜体出风口与所述第二腔体连通，所述电抗器设置于所述体壁与所述柜体出风口相对的位置上。
10.根据权利要求9所述的变流器，其特征在于，还包括导流板，所述导流板围绕所述电抗器设置，所述导流板面向所述散热消声风道出风口和所述柜体出风口的两个侧面为开口结构。
11.根据权利要求9所述的变流器，其特征在于，还包括散热结构，所述散热结构设置于所述第一腔体中，并且靠近所述柜体进风口设置。
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