CN113556921A

CN113556921A - Apf装置的散热结构

Info

Publication number: CN113556921A
Application number: CN202110737068.8A
Authority: CN
Inventors: 孙艳芳; 王伟名; 赵俊杰; 马丽娜; 卢峰波; 杨相玉; 王胜利
Original assignee: Zhengzhou Senyuan New Energy Technology Co ltd; Henan Senyuan Electric Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Senyuan New Energy Technology Co ltd; Henan Senyuan Electric Co Ltd
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2021-10-26
Anticipated expiration: 2041-06-30
Also published as: CN113556921B

Abstract

本发明涉及APF装置的散热结构。APF装置的散热结构，包括：柜体，其内设有APF模块，APF模块的前侧设有模块进风口，后侧设有模块出风口；柜体进风口，设置在柜体的前侧壁上，与APF模块的模块进风口对应；还包括：模块隔板，模块隔板上下间隔布置，在柜体内分隔出两个以上模块安装腔；柜体的后侧壁设有柜体出风口；散热结构还包括风道，风道与模块隔板固定，风道的前端开口对接在APF模块后侧的模块出风口上，风道的后端开口朝向所述柜体出风口。上述方案能够解决现有的散热结构导致风机的散热效率受限的问题。

Description

APF装置的散热结构

技术领域

本发明涉及APF装置的散热结构。

背景技术

APF（Active Power Filter）即有源电力滤波器，是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿。APF之所以称为有源，是相对于只能被动吸收固定频率与大小的谐波的无源LC滤波器而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。

作为功率器件，现有市场上的APF的热设计问题一直是APF装置设计生产过程中的重点问题。随着市场需求变化，APF单机容量呈上升趋势，随之而来亟需解决的问题就是如何高效散热。市场上常见方案多为利用柜壳作为整体风道，APF模块前部进风，后部出风，出风沿整体风道上升至柜体顶部，利用顶部设置的排风装置排出，例如公开号为CN204012710U的中国专利文献公开的一种适合集装箱安装使用的模块化有源电力滤波器。

但是，现有的上述整体风道结构，由于热风的行进路线存在转折，由前向后再向上向后，必定会使得风机的效率下降，不能发挥其最大功效。

发明内容

本发明的目的是提供一种APF装置的散热结构，解决现有的散热结构导致风机的散热效率受限的问题。

本发明中采用如下技术方案：

APF装置的散热结构，包括：

柜体，其内设有APF模块，APF模块的前侧设有模块进风口，后侧设有模块出风口；

柜体进风口，设置在柜体的前侧壁上，与APF模块的模块进风口对应；

还包括：

模块隔板，模块隔板上下间隔布置，在柜体内分隔出两个以上模块安装腔；柜体的后侧壁设有柜体出风口；

散热结构还包括风道，风道与模块隔板固定，风道的前端开口对接在APF模块后侧的模块出风口上，风道的后端开口朝向所述柜体出风口。

有益效果：采用上述技术方案，通过在APF模块后侧的模块出风口上对接风道，风道的后端开口相比于APF模块后侧的模块出风口能够距离柜体出风口更近，从而对散热气流起到引导作用，有利于气流更直接地从柜体出风口排出，形成直排结构，与现有技术相比，能够避免气流路径转折导致的风机散热效率受限问题，并且能够避免气流在柜体内窜行而导致柜体内环境温度过高，散热效果好，同时模块隔板能够对相邻APF模块之间进行隔离，更好地规范散热气流的流动，避免相邻APF模块之间的相互影响，也能够方便地实现风道的固定。

作为一种优选的技术方案：所述散热结构包括风道扣板，风道扣板的横截面为U形，扣合在APF模块上方或下方的模块隔板上，与模块隔板围成风道。

有益效果：采用风道扣板与模块隔板围成风道的方式，结构简单，便于制造和装配。

作为一种优选的技术方案：所述APF模块支撑在相应模块隔板的顶面上，相应的风道扣板扣装在模块隔板的顶面上。

有益效果：采用上述技术方案，APF模块和风道扣板扣装在同一模块隔板上，装配方便，便于确定APF模块和风道扣板的相对位置。

作为一种优选的技术方案：风道的后端开口与柜体出风口之间具有前后间隔。

有益效果：采用上述技术方案，前后间隔能够在风道的后端开口形成缓冲区域，避免柜体出风口对流道形成直接阻力，有利于提升散热效率。

作为一种优选的技术方案：所述柜体上设有后封板，后封板上设有网孔，所述柜体出风口由网孔形成。

有益效果：利用网孔形成柜体出风口，结构简单，制造方便。

作为一种优选的技术方案：柜体的后侧壁由后门板形成。

有益效果：采用上述技术方案便于风道的拆装维护，也便于端子接线。

作为一种优选的技术方案：所述风道的竖向侧壁上设有一次转接端子，APF模块的后端设有一次端子，一次端子通过设置在风道内的转接母排与一次转接端子连接。

有益效果：采用上述技术方案能够避免风道的设置对APF模块的接线造成干扰，并且能够使接线转移到侧面，避免影响出风。

作为一种优选的技术方案：柜体上用于支撑APF模块的模块隔板上设有母排避让口，供并联母排沿上下方向通过以使各APF模块并联连接。

有益效果：采用上述技术方案能够方便并联母排的直接连接，不需对并联母排进行不必要的折弯，连接方便，结构规整。

作为一种优选的技术方案：所述风道的竖向侧壁上设有二次转接端子，APF模块的后端设有二次端子，二次端子通过二次转接线与二次转接端子连接。

有益效果：采用上述技术方案能够方便地实现二次线路的连接，并且能够避免二次转接线对出风造成阻挡和干扰。

作为一种优选的技术方案：最上方的APF模块的上方设有散热腔，散热腔的后侧腔壁上设有散热风扇。

有益效果：采用上述技术方案能够及时排出柜体顶部的热空气，更好地实现散热。

附图说明

图1是本发明中APF装置的散热结构的主视图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的右视图；

图4是图1的后视图；

图5是图2中去掉柜体之后APF模块和风道的装配结构示意图；

图6是图2中单个APF模块和风道的立体图；

图7是图2中依次转接端子的结构示意图；

图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：11、柜体；12、机架；14、前门板；15、后门板；16、左侧板；17、右侧板；18、柜体进风口；19、柜体出风口；21、模块隔板；22、母排避让口；31、APF模块；32、模块出风口；33、一次端子；41、风道；42、一次转接端子；43、二次转接端子；44、转接母排；45、二次转接线；46、并联母排；47、风道扣板；48、耳板；51、散热风扇。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中APF装置的散热结构的实施例1：

APF装置的散热结构是一种直排式分风道散热结构，如图1、图2、图3和图4，包括柜体11，柜体11包括机架12和封板，封板包括前门板14、后门板15、左侧板16和右侧板17。柜体11内设有模块隔板21，各模块隔板21上下间隔布置，在柜体11内分隔出多个模块安装腔；各模块隔板21上均安装有一个APF模块31。安装有APF模块31的模块隔板21形成与该APF模块31对应的模块安装板。

具体地，如图5，APF模块31设有四个，各APF模块31在柜体11内沿上下方向排布。各APF模块31均包括模块壳体，模块壳体内设有电气元件和风机，内部的具体结构为现有技术，此处不再详细说明。各APF模块31的前侧设有模块进风口，模块进风口靠近柜体11的前门板14设置，前门板14上设有网孔，形成柜体进风口18；各APF模块31的后侧均设有模块出风口32，模块出风口32也为网孔形式。

如图2、图3、图5，各APF模块31的后方设有风道41，如图6和图7，风道41包括风道扣板47，风道扣板47的横截面为U形，开口朝下扣合在模块隔板21上，并通过U形开口处的耳板48与模块隔板21固定，与模块隔板21共同形成直排式散热风道。风道41的前端开口对接在APF模块31后侧的模块出风口32上，如图4，风道41的后端开口朝向前门板14上的网孔所形成的柜体出风口19，与柜体出风口19之间具有前后间隔。另外，模块隔板21的后侧边缘在前后方向上与风道41的后端开口对齐。为了保证风道41与APF模块31之间的密封性能，风道41的前端边缘部分搭接在APF模块31的外侧。

为了避免风道41对APF模块31的接线造成影响，如图5、图6、图7，风道41右侧的竖向侧壁上设有一次转接端子42，一次转接端子42内穿设有导电柱，导电柱的左右方向内端通过转接母排44与APF模块31的后端设置的一次端子33连接，左右方向外端与并联母排46连接，实现A、B、C、N相的引出；一次转接端子42的结构与APF模块31后端的一次端子33的结构相同，能够方便地实现一次线路的转接。模块隔板21的右侧设有对应的母排避让口22，供并联母排46沿上下方向通过以使各APF模块31并联连接。另外，风道41左侧的竖向侧壁上设有二次转接端子43，二次转接端子43通过二次转接线45与APF模块31的后端设置的二次端子连接，二次转接端子43的结构与APF模块上的二次端子的结构相同，能够方便地实现二次线路的转接。二次转接线45位于风道41内，图6采用了透视画法。APF模块31上的一次端子33、二次端子均为现有技术。风道41上的一次转接端子42和二次转接端子43也为现有技术，可以从市场采购，具体结构此处不再详细说明。为了便于一次转接端子42与一次端子33的连接和维护，一次转接端子42在上下方向上位于风道41的与APF模块31的一次端子33的上下位置对应的一侧，并且位于风道扣板47的U形开口侧，便于风道扣板47沿上下方向进行装配和拆卸。

另外，最上方的APF模块31的上方设有散热腔，散热腔与最上方的APF模块31之间通过散热腔隔板隔离，该散热腔隔板也形成一处模块隔板21；散热腔的后侧腔壁由柜体11上的后上门板形成，其上设有散热风扇51，用以排出柜体11内除APF模块31外的其他功率器件产生的少许热量。该散热风扇51可根据实际情况加装。

使用时，在APF模块31内部风机的作用下，气流从柜体进风口18进入，经模块进风口进入APF模块31内对内部的电器元件进行散热，热气流从APF模块31的模块出风口32排出，经风道41的导流后进入APF模块31与柜体出风口19之间的间隔所形成的缓冲区域内进行缓冲，最终从柜体11后侧的柜体出风口19排出。缓冲区域能够避免网孔直接封堵在风道41的后端开口导致气流阻力过大，有利于提高风机散热效率。

本发明中直排式散热结构中的风道41能够引导气流定向运动直至柜体11后侧的柜体出风口19外部，将APF模块31产生的热量大部分由柜体出风口19直排出柜体11外，少量辐射传导的热量可由柜体11内自然散热或者加装散热风扇51排出，能够避免现有技术中模块出风口32的气流流动混乱问题，避免热空气自然排出时向上运动而造成的柜体11内环境温度增高和多个APF模块31之间相互产生影响，解决了热设计的问题。风道41上设置一次转接端子42和二次转接端子43，能够实现多级APF模块31的快速连接，也能够更加合理地规划柜体11内的布线，使得柜体11内接线工艺更加简洁。另外，APF模块31、风道41通过模块隔板21能够实现模块化设计，便于容量的扩展安装，例如，按照市场上APF模块31的尺寸，利用常规的低压开关柜可以沿上下方向并联排布多个APF模块31和风道41形成的模块组，并可以方便地调整模块组的数量。

本发明中APF装置的散热结构的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，与某个APF模块31对应的风道扣板47向下扣合在用于安装该APF模块31的模块隔板21的顶面上；而本实施例中，与某个APF模块31对应的风道扣板47向上扣合在该APF模块31上方的模块隔板21的底面上，或者向上扣合在最上方的APF模块31与最上方的APF模块31上方的散热腔之间的隔板的底面上。

本发明中APF装置的散热结构的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，风道扣板47的横截面为U形；而本实施例中，风道扣板47的横截面为半圆形。

本发明中APF装置的散热结构的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，风道由模块隔板与风道扣板47围成；而本实施例中，风道的横截面为矩形，整体固定在风道扣板47上。

本发明中APF装置的散热结构的实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，各APF模块31的整个模块出风口32对应于一个完整的风道41，而本实施例中，APF模块31的模块出风口32同时与两个风道41对应，通过两个风道41并行排风。

本发明中APF装置的散热结构的实施例6：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，柜体出风口19和柜体进风口18均由门板上的网孔形成；而本实施例中，柜体出风口19和柜体进风口18均为百叶窗形式的栅格孔。另外，在其他实施例中，柜体出风口19和柜体进风口18也可以为其他形式，例如设有滤网的敞开开口。

本发明中APF装置的散热结构的实施例7：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，风道41的后端开口与柜体出风口19之间具有前后间隔；而本实施例中，柜体出风口19的通流面积能够满足APF模块31的散热需求，风道41的后端开口贴靠在柜体出风口19上。

本发明中APF装置的散热结构的实施例8：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，风道扣板47上设有耳板48，通过耳板48固定在模块隔板21上；而本实施例中，风道扣板47焊接固定在模块隔板上。当然，在其他实施例中，风道扣板47也可以采用其他固定方式，例如粘接固定在模块隔板上，或者在模块隔板上设置前后延伸的嵌装槽，风道扣板47上与U形开口对应的部分嵌入嵌装槽内。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.APF装置的散热结构，包括：

柜体（11），其内设有APF模块（31），APF模块（31）的前侧设有模块进风口，后侧设有模块出风口（32）；

柜体进风口（18），设置在柜体（11）的前侧壁上，与APF模块（31）的模块进风口对应；

其特征在于，还包括：

模块隔板（21），模块隔板（21）上下间隔布置，在柜体（11）内分隔出两个以上模块安装腔；

柜体（11）的后侧壁设有柜体出风口（19）；

散热结构还包括风道（41），风道（41）与模块隔板（21）固定，风道（41）的前端开口对接在APF模块（31）后侧的模块出风口（32）上，风道（41）的后端开口朝向所述柜体出风口（19）。

2.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热结构包括风道扣板（47），风道扣板（47）的横截面为U形，扣合在APF模块（31）上方或下方的模块隔板（21）上，与模块隔板（21）围成风道（41）。

3.根据权利要求2所述的散热结构，其特征在于，所述APF模块（31）支撑在相应模块隔板（21）的顶面上，相应的风道扣板（47）扣装在模块隔板（21）的顶面上。

4.根据权利要求1或2或3所述的散热结构，其特征在于，风道（41）的后端开口与柜体出风口（19）之间具有前后间隔。

5.根据权利要求1或2或3所述的散热结构，其特征在于，所述柜体（11）上设有后封板，后封板上设有网孔，所述柜体出风口（19）由网孔形成。

6.根据权利要求1或2或3所述的散热结构，其特征在于，柜体（11）的后侧壁由后门板（15）形成。

7.根据权利要求1或2或3所述的散热结构，其特征在于，所述风道（41）的竖向侧壁上设有一次转接端子（42），APF模块（31）的后端设有一次端子（33），一次端子（33）通过设置在风道（41）内的转接母排（44）与一次转接端子（42）连接。

8.根据权利要求7所述的散热结构，其特征在于，柜体（11）上用于支撑APF模块（31）的模块隔板（21）上设有母排避让口（22），供并联母排（46）沿上下方向通过以使各APF模块（31）并联连接。

9.根据权利要求1或2或3所述的散热结构，其特征在于，所述风道（41）的竖向侧壁上设有二次转接端子（43），APF模块（31）的后端设有二次端子，二次端子通过二次转接线（45）与二次转接端子（43）连接。

10.根据权利要求1或2或3所述的散热结构，其特征在于，最上方的APF模块（31）的上方设有散热腔，散热腔的后侧腔壁上设有散热风扇（51）。