CN114071969A - 一种变频器水冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变频器冷却技术领域，具体为一种变频器水冷系统，包括壳体，所述壳体的内部一侧固定安装有变频器本体，所述变频器本体的外部螺旋安装有用于对变频器本体进行降温的第一导管，所述壳体的内顶部以及内底部分别开设有第一装置腔以及第二装置腔，所述壳体的内部于第一装置腔以及第二装置腔之间开设有矩形口，所述壳体的底部开设有圆槽，所述圆槽与第二装置腔之间开设有条形槽。本发明可以不断地带动冷却水循环流动并对变频器本体进行冷却散热，并加快冷却水的散热，使得冷却水可以更高效地对变频器本体进行冷却散热，再进一步加速对冷却水的降温，进一步提高对变频器本体的散热效率。
Description
技术领域
本发明涉及变频器冷却技术领域，具体为一种变频器水冷系统。
背景技术
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等，随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
现有专利(公告号：CN205453464U)一种变频器水冷系统包括总进水管、总出水管、至少一个变频单元、电抗单元和PLC控制系统，总进水管和总出水管上都设置有压力传感器、流量传感器和温度传感器，变频单元包括机芯，机芯上设置有多个水冷板，各变频单元都连接总进水管和总出水管，且变频单元的进水端和出水端都连接有温度传感器，各变频单元都单独连接总进水管和总出水管，使得变频单元之间并联设置，流出变频单元的水流汇集于一起后流向电抗器，确保电抗器具有较大的水流量。
在实际使用的时候，流出变频单元的水流汇集于一起后流向电抗器，确保电抗器具有较大的水流量，通过PLC控制系统对各传感器和电磁阀进行实时监控，采用了较多的传感器以及电路板以达到发明目的，但是在对变频器进行水冷散热的时候，会不可避免地产生大量的蒸汽，这些蒸汽会不可避免地通过缝隙进入到传感器以及控制系统的内部，进而对传感器以及内部电路产生损害，进而降低设备的使用寿命。
为此，提出一种变频器水冷系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变频器水冷系统，可以不断地带动冷却水循环流动并对变频器本体进行冷却散热，并加快冷却水的散热，使得冷却水可以更高效地对变频器本体进行冷却散热，再进一步加速对冷却水的降温，进一步提高对变频器本体的散热效率，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种变频器水冷系统，包括壳体，所述壳体的内部一侧固定安装有变频器本体，所述变频器本体的外部螺旋安装有用于对变频器本体进行降温的第一导管，所述壳体的内顶部以及内底部分别开设有第一装置腔以及第二装置腔，所述壳体的内部于第一装置腔以及第二装置腔之间开设有矩形口，所述壳体的底部开设有圆槽，所述圆槽与第二装置腔之间开设有条形槽，所述第二装置腔的一侧开设有圆腔，所述壳体的外部设有用于向圆腔的内部通入水体的供水设备，所述圆槽与第二装置腔之间设有用于带动第一导管内部的冷却水循环流动的驱动机构，所述矩形口的内部设有与驱动机构配合的用于对冷却水进行降温的传动机构，所述圆腔的内部设有与驱动机构以及传动机构配合的用于提高降温效率的震动机构。
优选的，所述驱动机构包括固定安装在圆槽内顶部的电机，所述电机的输出轴末端固定安装有转轴，所述转轴的上端贯穿圆槽的内顶壁以及条形槽并延伸至圆管的内部，所述转轴的上端于圆管的内部固定安装有转柱，所述转柱的外缘等间距固定安装有多个矩形板，所述转柱的上端开设有进水口，所述转柱的外缘等间距开设有多个排水口，所述第一导管的下端与圆管的内部相连通，所述第一导管的上端延伸至第一装置腔的内部，所述矩形口的内部固定安装有多个第二导管，所述第一装置腔的底部设有圆口，多个所述第二导管的上端共同与圆口相连通，所述第一装置腔的底部通过多个第二导管与第二装置腔的内部相连通。
在电机启动后，会通过转轴带动圆管内部的转柱转动，同时第二装置腔内部的冷却水会通过转柱上端的进水口以及侧壁的排水口进入第二装置腔的内部，在转柱转动后，会带动圆管内部的多个矩形板转动，进而不断地将圆管内部的冷却水“拨动”进第一导管的内部，并产生一定的压力，“压动”第一导管内部的冷却水不断地向上流动，并从第一装置腔的侧壁流出，并在此过程中不断地对变频器本体进行冷却散热，冷却水会再次通过多个第二导管回流至第二装置腔的内部，进而在电机启动后，不断地带动冷却水对变频器本体进行冷却散热。
优选的，所述传动机构包括固定安装在矩形口内部的固定杆，所述条形槽的内部转动安装有第一导杆，所述转轴的外缘于条形槽的内部固定安装有第一锥形齿轮，所述第一导杆的一端固定安装有第二锥形齿轮，所述第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合，所述圆腔的内部转动安装有第二导杆，所述第二导杆与第一导杆之间通过第一传动带传动连接，所述固定杆的内部转动安装有第三导杆，所述第二导杆与第三导杆之间通过第二传动带传动连接，所述第三导杆的一端固定安装有用于带动气体流动的扇叶。
在电机启动后，会通过转轴外部的第一锥形齿轮带动第二锥形齿轮以及第一导杆转动，随后第一导杆会通过第一传动带带动第二导杆转动，并再通过第二传动带带动固定杆内部的第三导杆转动，然后带动多个扇叶转动，对矩形口内部的多个第二导管进行通风散热，进而加快冷却水的散热，使得冷却水可以更高效地对变频器本体进行冷却散热。
优选的，所述震动机构包括等间距固定安装在圆腔内壁的多组金属板，所述第二导杆的外缘于圆腔的内部固定安装有用于拨动多组金属板震动的连接杆，所述圆腔的底部与壳体的外部相连通且连接处安装有仅允许气体从外部进入圆腔内部的单向阀，所述固定杆的内部对称安装有两个出水口，所述圆腔的顶部与两个出水口相连通。
在多个扇叶转动后，会带动固定杆两侧的气体流向多个第二导管，与此同时，第二导杆会带动圆腔内部的连接杆转动，并通过连接杆拨动多组金属板转动，进而通过连接杆拨动多组金属板震动，进而将圆腔内部的水体震成小液滴，由于固定杆两侧的气体流速较大，由伯努利原理可知，流速大的地方压强小，进而带动圆腔内部的气体以及小液滴通过出水口进入矩形口的内部，并均匀喷洒在多个第二导管的外部，小液滴落在第二导管的外部后，在气流的影响下会快速地气化，进而吸收大量的热，从而进一步加速对冷却水的降温，进一步提高对变频器本体的散热效率。
优选的，所述第二装置腔的内顶部固定安装有卡杆，所述卡杆的内部转动安装有第四导杆，所述第四导杆的底部外缘固定安装有用于带动水体转动的搅拌叶。
在冷却水流入第一装置腔的内部后，会对第四导杆底部的搅拌叶进行冲击，并带动搅拌叶转动，然后带动第一装置腔内部的冷却水转动，进而可以通过流体的涡流效应，即水流在第一装置腔底部的圆口处形成空气通道，进而在第一装置腔的底部形成漩涡，由于水具有粘持性，边缘的冷却水由于与第一装置腔的内壁摩擦而减速，边缘的冷却水与漩涡中心的水由于粘持性而形成速度梯度，使漩涡中心的水流速最快，进而加快冷却水的循环。
优选的，所述第一装置腔的内顶部开设有多个与外部相连通的通气口。
可以在冷却水流动的时候，保持第一装置腔内部的气压稳定，避免因第一装置腔的内顶部形成负压而影响冷却水的下流。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、在电机启动后，会通过转轴带动圆管内部的转柱转动，然后不断地带动冷却水循环流动并对变频器本体进行冷却散热。
2、在电机启动后，会带动多个扇叶转动，对矩形口内部的多个第二导管进行通风散热，进而加快冷却水的散热，使得冷却水可以更高效地对变频器本体进行冷却散热。
3、在多个扇叶转动后，会带动圆腔内部的气体以及小液滴通过出水口进入矩形口的内部，并均匀喷洒在多个第二导管的外部，小液滴落在第二导管的外部后，在气流的影响下会快速地气化，进而吸收大量的热，从而进一步加速对冷却水的降温，进一步提高对变频器本体的散热效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的矩形口内部结构侧视图；
图4为本发明的圆管内部结构俯视图；
图5为本发明的A处结构放大图；
图6为本发明的B处结构放大图；
图7为本发明的圆腔内部结构示意图。
图中：1、壳体；2、变频器本体；3、第一导管；4、第一装置腔；5、第二装置腔；6、矩形口；7、条形槽；8、圆管；9、转柱；10、矩形板；11、进水口；12、排水口；13、电机；14、转轴；15、第一锥形齿轮；16、第一导杆；17、第二锥形齿轮；18、圆腔；19、第二导杆；20、第一传动带；21、连接杆；22、金属板；23、第二传动带；24、固定杆；25、第二导管；26、扇叶；27、出水口；28、第三导杆；29、第四导杆；30、搅拌叶；31、通气口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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，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。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图7，本发明提供一种变频器水冷系统，技术方案如下：
一种变频器水冷系统，包括壳体1，壳体1的内部一侧固定安装有变频器本体2，变频器本体2的外部螺旋安装有用于对变频器本体2进行降温的第一导管3，壳体1的内顶部以及内底部分别开设有第一装置腔4以及第二装置腔5，壳体1的内部于第一装置腔4以及第二装置腔5之间开设有矩形口6，壳体1的底部开设有圆槽，圆槽与第二装置腔5之间开设有条形槽7，第二装置腔5的一侧开设有圆腔18，壳体1的外部设有用于向圆腔18的内部通入水体的供水设备，圆槽与第二装置腔5之间设有用于带动第一导管3内部的冷却水循环流动的驱动机构，矩形口6的内部设有与驱动机构配合的用于对冷却水进行降温的传动机构，圆腔18的内部设有与驱动机构以及传动机构配合的用于提高降温效率的震动机构。
作为本发明的一种实施方式，参照图2、图4和图5，驱动机构包括固定安装在圆槽内顶部的电机13，电机13的输出轴末端固定安装有转轴14，转轴14的上端贯穿圆槽的内顶壁以及条形槽7并延伸至圆管8的内部，转轴14的上端于圆管8的内部固定安装有转柱9，转柱9的外缘等间距固定安装有多个矩形板10，转柱9的上端开设有进水口11，转柱9的外缘等间距开设有多个排水口12，第一导管3的下端与圆管8的内部相连通，且第一导管3的下端与圆管8的连接处倾斜设置，第一导管3的上端延伸至第一装置腔4的内部，矩形口6的内部固定安装有多个第二导管25，第一装置腔4的底部设有圆口，多个第二导管25的上端共同与圆口相连通，第一装置腔4的底部通过多个第二导管25与第二装置腔5的内部相连通。
在电机13启动后，会通过转轴14带动圆管8内部的转柱9转动，同时第二装置腔5内部的冷却水会通过转柱9上端的进水口11以及侧壁的排水口12进入第二装置腔5的内部，在转柱9转动后，会带动圆管8内部的多个矩形板10转动，进而不断地将圆管8内部的冷却水“拨动”进第一导管3的内部，并产生一定的压力，“压动”第一导管3内部的冷却水不断地向上流动，并从第一装置腔4的侧壁流出，并在此过程中不断地对变频器本体2进行冷却散热，冷却水会再次通过多个第二导管25回流至第二装置腔5的内部，进而在电机13启动后，不断地带动冷却水对变频器本体2进行冷却散热，且第一导管3底端的倾斜设置，可以便于圆管8内部的冷却水流入第一导管3的内部。
作为本发明的一种实施方式，参照图2、图3和图6，传动机构包括固定安装在矩形口6内部的固定杆24，条形槽7的内部转动安装有第一导杆16，转轴14的外缘于条形槽7的内部固定安装有第一锥形齿轮15，第一导杆16的一端固定安装有第二锥形齿轮17，第一锥形齿轮15与第二锥形齿轮17啮合，圆腔18的内部转动安装有第二导杆19，第二导杆19与第一导杆16之间通过第一传动带20传动连接，固定杆24的内部转动安装有第三导杆28，第二导杆19与第三导杆28之间通过第二传动带23传动连接，第三导杆28的一端固定安装有用于带动气体流动的扇叶26。
在电机13启动后，会通过转轴14外部的第一锥形齿轮15带动第二锥形齿轮17以及第一导杆16转动，随后第一导杆16会通过第一传动带20带动第二导杆19转动，并再通过第二传动带23带动固定杆24内部的第三导杆28转动，然后带动多个扇叶26转动，对矩形口6内部的多个第二导管25进行通风散热，进而加快冷却水的散热，使得冷却水可以更高效地对变频器本体2进行冷却散热。
作为本发明的一种实施方式，参照图2、图3、图6以及图7，震动机构包括等间距固定安装在圆腔18内壁的多组金属板22，第二导杆19的外缘于圆腔18的内部固定安装有用于拨动多组金属板22震动的连接杆21，圆腔18的底部与壳体1的外部相连通且连接处安装有仅允许气体从外部进入圆腔18内部的单向阀，固定杆24的内部对称安装有两个出水口27，圆腔18的顶部与两个出水口27相连通。
在多个扇叶26转动后，会带动固定杆24两侧的气体流向多个第二导管25，与此同时，第二导杆19会带动圆腔18内部的连接杆21转动，并通过连接杆21拨动多组金属板22转动，进而通过连接杆21拨动多组金属板22震动，进而将圆腔18内部的水体震成小液滴，由于固定杆24两侧的气体流速较大，由伯努利原理可知，流速大的地方压强小，进而带动圆腔18内部的气体以及小液滴通过出水口27进入矩形口6的内部，并均匀喷洒在多个第二导管25的外部，小液滴落在第二导管25的外部后，在气流的影响下会快速地气化，进而吸收大量的热，从而进一步加速对冷却水的降温，进一步提高对变频器本体2的散热效率。
作为本发明的一种实施方式，参照图2，第二装置腔5的内顶部固定安装有卡杆，卡杆的内部转动安装有第四导杆29，第四导杆29的底部外缘固定安装有用于带动水体转动的搅拌叶30。
在冷却水流入第一装置腔4的内部后，会对第四导杆29底部的搅拌叶30进行冲击，并带动搅拌叶30转动，然后带动第一装置腔4内部的冷却水转动，进而可以通过流体的涡流效应，即水流在第一装置腔4底部的圆口处形成空气通道，进而在第一装置腔4的底部形成漩涡，由于水具有粘持性，边缘的冷却水由于与第一装置腔4的内壁摩擦而减速，边缘的冷却水与漩涡中心的水由于粘持性而形成速度梯度，使漩涡中心的水流速最快，进而加快冷却水的循环。
作为本发明的一种实施方式，参照图1和图2，第一装置腔4的内顶部开设有多个与外部相连通的通气口31。
可以在冷却水流动的时候，保持第一装置腔4内部的气压稳定，避免因第一装置腔4的内顶部形成负压而影响冷却水的下流。
工作原理：在电机13启动后，会通过转轴14带动圆管8内部的转柱9转动，同时第二装置腔5内部的冷却水会通过转柱9上端的进水口11以及侧壁的排水口12进入第二装置腔5的内部，在转柱9转动后，会带动圆管8内部的多个矩形板10转动，进而不断地将圆管8内部的冷却水“拨动”进第一导管3的内部，并产生一定的压力，“压动”第一导管3内部的冷却水不断地向上流动，并从第一装置腔4的侧壁流出，并在此过程中不断地对变频器本体2进行冷却散热，冷却水会再次通过多个第二导管25回流至第二装置腔5的内部，进而在电机13启动后，不断地带动冷却水对变频器本体2进行冷却散热，在电机13启动后，会通过转轴14外部的第一锥形齿轮15带动第二锥形齿轮17以及第一导杆16转动，随后第一导杆16会通过第一传动带20带动第二导杆19转动，并再通过第二传动带23带动固定杆24内部的第三导杆28转动，然后带动多个扇叶26转动，对矩形口6内部的多个第二导管25进行通风散热，进而加快冷却水的散热，使得冷却水可以更高效地对变频器本体2进行冷却散热，在多个扇叶26转动后，会带动固定杆24两侧的气体流向多个第二导管25，与此同时，第二导杆19会带动圆腔18内部的连接杆21转动，并通过连接杆21拨动多组金属板22转动，进而通过连接杆21拨动多组金属板22震动，进而将圆腔18内部的水体震成小液滴，由于固定杆24两侧的气体流速较大，由伯努利原理可知，流速大的地方压强小，进而带动圆腔18内部的气体以及小液滴通过出水口27进入矩形口6的内部，并均匀喷洒在多个第二导管25的外部，小液滴落在第二导管25的外部后，在气流的影响下会快速地气化，进而吸收大量的热，从而进一步加速对冷却水的降温，进一步提高对变频器本体2的散热效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种变频器水冷系统，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)的内部一侧固定安装有变频器本体(2)，所述变频器本体(2)的外部螺旋安装有用于对变频器本体(2)进行降温的第一导管(3)，所述壳体(1)的内顶部以及内底部分别开设有第一装置腔(4)以及第二装置腔(5)，所述壳体(1)的内部于第一装置腔(4)以及第二装置腔(5)之间开设有矩形口(6)，所述壳体(1)的底部开设有圆槽，所述圆槽与第二装置腔(5)之间开设有条形槽(7)，所述第二装置腔(5)的一侧开设有圆腔(18)，所述壳体(1)的外部设有用于向圆腔(18)的内部通入水体的供水设备，所述圆槽与第二装置腔(5)之间设有用于带动第一导管(3)内部的冷却水循环流动的驱动机构，所述矩形口(6)的内部设有与驱动机构配合的用于对冷却水进行降温的传动机构，所述圆腔(18)的内部设有与驱动机构以及传动机构配合的用于提高降温效率的震动机构。
2.根据权利要求1所述的一种变频器水冷系统，其特征在于：所述驱动机构包括固定安装在圆槽内顶部的电机(13)，所述电机(13)的输出轴末端固定安装有转轴(14)，所述转轴(14)的上端贯穿圆槽的内顶壁以及条形槽(7)并延伸至圆管(8)的内部，所述转轴(14)的上端于圆管(8)的内部固定安装有转柱(9)，所述转柱(9)的外缘等间距固定安装有多个矩形板(10)，所述转柱(9)的上端开设有进水口(11)，所述转柱(9)的外缘等间距开设有多个排水口(12)，所述第一导管(3)的下端与圆管(8)的内部相连通，所述第一导管(3)的上端延伸至第一装置腔(4)的内部，所述矩形口(6)的内部固定安装有多个第二导管(25)，所述第一装置腔(4)的底部设有圆口，多个所述第二导管(25)的上端共同与圆口相连通，所述第一装置腔(4)的底部通过多个第二导管(25)与第二装置腔(5)的内部相连通。
3.根据权利要求2所述的一种变频器水冷系统，其特征在于：所述传动机构包括固定安装在矩形口(6)内部的固定杆(24)，所述条形槽(7)的内部转动安装有第一导杆(16)，所述转轴(14)的外缘于条形槽(7)的内部固定安装有第一锥形齿轮(15)，所述第一导杆(16)的一端固定安装有第二锥形齿轮(17)，所述第一锥形齿轮(15)与第二锥形齿轮(17)啮合，所述圆腔(18)的内部转动安装有第二导杆(19)，所述第二导杆(19)与第一导杆(16)之间通过第一传动带(20)传动连接，所述固定杆(24)的内部转动安装有第三导杆(28)，所述第二导杆(19)与第三导杆(28)之间通过第二传动带(23)传动连接，所述第三导杆(28)的一端固定安装有用于带动气体流动的扇叶(26)。
4.根据权利要求3所述的一种变频器水冷系统，其特征在于：所述震动机构包括等间距固定安装在圆腔(18)内壁的多组金属板(22)，所述第二导杆(19)的外缘于圆腔(18)的内部固定安装有用于拨动多组金属板(22)震动的连接杆(21)，所述圆腔(18)的底部与壳体(1)的外部相连通且连接处安装有仅允许气体从外部进入圆腔(18)内部的单向阀，所述固定杆(24)的内部对称安装有两个出水口(27)，所述圆腔(18)的顶部与两个出水口(27)相连通。
5.根据权利要求1所述的一种变频器水冷系统，其特征在于：所述第二装置腔(5)的内顶部固定安装有卡杆，所述卡杆的内部转动安装有第四导杆(29)，所述第四导杆(29)的底部外缘固定安装有用于带动水体转动的搅拌叶(30)。
6.根据权利要求1所述的一种变频器水冷系统，其特征在于：所述第一装置腔(4)的内顶部开设有多个与外部相连通的通气口(31)。
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