CN118870737A - 具有散热功能的紧凑型滤波器装置及电气柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有散热功能的紧凑型滤波器装置及电气柜，紧凑型滤波器装置包括电抗器组件、散热器、电容器组件、预充电组件；导电排固定座固定设置于电抗器组件上端的一侧，散热器固定设置于导电排固定座的上方，电容器组件固定设置于散热器的上方，预充电组件固定设置于电容器组件的上方；电抗器组件通过导电排固定座及电缆与电容器组件进行电连接；电抗器组件外侧面包裹设置壳体，壳体采用绝缘板围合得到。上述具有散热功能的紧凑型滤波器装置，通过设置由绝缘板围合的壳体形成烟囱效应并使热气流向上流动，配合散热器的使用以实现高效散热，通过层叠设置各组件以使内部结构紧凑，该紧凑型滤波器装置的散热性能较强并可装配于小尺寸的柜体中。

Description

具有散热功能的紧凑型滤波器装置及电气柜

技术领域

本发明涉及电气设备的技术领域，尤其涉及一种具有散热功能的紧凑型滤波器装置及电气柜。

背景技术

双电感滤波器等电气产品，因其布置空间紧凑，且因其工作特性具有较大的发热量。现有技术方法均是将双电感滤波器等电气产品设置于外形尺寸较大的外壳内，从而通过扩大外部散热空间来提高散热能力，然而外壳的外形尺寸较大必然需要大型的柜体对电气产品进行放置，则无法实现紧凑设计的目的，导致需要使用占地面积巨大的电器柜，影响了空间利用效率。因此，现有技术方法中的双电感滤波器装置存在设置结构不紧凑的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种具有散热功能的紧凑型滤波器装置及电气柜，旨在解决现有技术方法中的双电感滤波器装置所存在的设置结构不紧凑的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种具有散热功能的紧凑型滤波器装置，包括电抗器组件、散热器、电容器组件、预充电组件；

导电排固定座固定设置于所述电抗器组件上端的一侧，所述散热器固定设置于所述导电排固定座的上方，所述电容器组件固定设置于所述散热器的上方，所述预充电组件固定设置于所述电容器组件的上方；所述电抗器组件通过所述导电排固定座及电缆与所述电容器组件进行电连接；所述电抗器组件外侧面包裹设置壳体，所述壳体采用绝缘板围合得到；

所述电抗器组件底端设有支撑座，所述壳体内部形成至少一条竖直风道；

低温气流由所述支撑座的中部空腔流入并依次流经所述竖直风道、所述散热器、所述电容器组件及所述预充电组件后向上排出。

第二方面，本发明实施例提供了一种电气柜，所述电气柜包括柜体及第一方面所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置；所述具有散热功能的紧凑型滤波器装置设置于所述柜体内；

所述电抗器组件、所述电容器组件及所述预充电组件与所述柜体的内侧壁之间均通过侧梁进行固定连接；

所述柜体与所述支撑座相对的位置设有柜体通孔；所述柜体的顶面设置有顶面通孔，所述柜体的顶面上方设置有顶盖，所述顶盖与所述柜体的顶面通过围板进行固定连接，所述围板上设置有排气孔。

通过以上方案可知，本发明提供的一种具有散热功能的紧凑型滤波器装置及电气柜，紧凑型滤波器装置包括电抗器组件、散热器、电容器组件、预充电组件；导电排固定座固定设置于电抗器组件上端的一侧，散热器固定设置于导电排固定座的上方，电容器组件固定设置于散热器的上方，预充电组件固定设置于电容器组件的上方；电抗器组件通过导电排固定座及电缆与电容器组件进行电连接；电抗器组件外侧面包裹设置壳体，壳体采用绝缘板围合得到。上述具有散热功能的紧凑型滤波器装置，通过设置由绝缘板围合的壳体形成烟囱效应并使热气流向上流动，配合散热器的使用以实现高效散热，通过层叠设置各组件以使内部结构紧凑，提高空间利用效率，该紧凑型滤波器装置的散热性能较强并可装配于尺寸较小的柜体中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的具有散热功能的紧凑型滤波器装置的整体结构图；

图2为本发明实施例提供的具有散热功能的紧凑型滤波器装置的另一整体结构图；

图3为本发明实施例提供的具有散热功能的紧凑型滤波器装置的局部结构图；

图4为本发明实施例提供的具有散热功能的紧凑型滤波器装置的另一局部结构图；

图5为本发明实施例提供的具有散热功能的紧凑型滤波器装置的又一局部结构图；

图6为本发明实施例提供的具有散热功能的紧凑型滤波器装置的再一局部结构图；

图7为本发明实施例提供的具有散热功能的紧凑型滤波器装置的后一局部结构图；

图8为本发明实施例提供的具有散热功能的紧凑型滤波器装置的电连接结构图。

附图标记：11、壳体；12、电抗器组件；13、散热器；14、电容器组件；15、预充电组件；21、导电排固定座；22、电缆；23、侧梁；24、支撑座；131、外转子轴流风机；132、水冷散热组件；133、导流管；135、导热翅片；KM2、继电器；MU21、电压检测芯片；PT、温敏电阻；134、安装基板；1341、顶板；1342、侧板；241、连接板；242、支撑板；30、柜体；31、顶盖；32、围板；33、排气孔；25、铜排。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。

为了解决现有技术中的双电感滤波器装置所存在的设置结构不紧凑的问题，本发明实施例提供了一种具有散热功能的紧凑型滤波器装置。请参阅图1及图2，该具有散热功能的紧凑型滤波器装置包括电抗器组件12、散热器13、电容器组件14、预充电组件15；导电排固定座21固定设置于所述电抗器组件12上端的一侧，所述散热器13固定设置于所述导电排固定座21的上方，所述电容器组件14固定设置于所述散热器13的上方，所述预充电组件15固定设置于所述电容器组件14的上方；所述电抗器组件12通过所述导电排固定座21及电缆22与所述电容器组件14进行电连接；所述电抗器组件12外侧面包裹设置壳体11，所述壳体11采用绝缘板围合得到；所述电抗器组件12底端设有支撑座24，所述壳体11内部形成至少一条竖直风道；低温气流由所述支撑座24的中部空腔流入并依次流经所述竖直风道、所述散热器13、所述电容器组件14及所述预充电组件15后向上排出。

在紧凑空间中层叠设置各组件，并将散热器13设置于导电排固定座21与电容器组件14之间，通过导电排固定座21及电缆22对电抗器组件12与电容器组件14进行电连接，通过新型结构设计实现了在紧凑空间内通过散热器13强制冷却从而能够适用高功率密度的电气组件(高功率密度的电气组件包括电抗器组件12、电容器组件14、预充电组件15等)。上述结构的紧凑型滤波器装置易于加工制造，且易于保障并能够提高使用可靠性。其中，电抗器组件12为双电感滤波电抗器。

通过层叠设置电抗器组件12、散热器13、电容器组件14、预充电组件15，紧凑型滤波器装置整体呈竖直瘦高状，从而满足小尺寸在电器柜内进行紧凑安装的应用需求，以提高电器柜整体的功率密度，节省占地面积。

其中，由于电抗器组件12下端设置支撑座24，则电抗器组件12底面镂空，因此上述电抗器组件12支持前后、左右互换进出线，从而能够满足各种场景的使用需求(如柜体30靠墙安装)，有利于后期对电器柜内的紧凑型滤波器装置进行检修。同时，电抗器组件12底面允许交流母线穿过，从而提高空间利用效率，电抗器组件12下侧设有多个铜排25用于与交流母线进行电连接。

电抗器组件的四周使用绝缘板围合形成壳体11，则壳体11内可形成烟囱效应，使热气流自发向上流动，从而有利于散热。同时，绝缘板还可以提高柜体30的IP防护等级，并防止电磁波向壳体11外部辐射。

将预充电组件15置于顶部，降低其发热时对电容器等器件的损害，同时有利于装置散热。如图3所示，将导电排固定座21进行上置(导电排固定座21设置于电抗器组件12上端)，并通过电缆22对导电排固定座21与电容器组件14进行电连接，从而缩短电抗器组件12与电容器组件14之间电缆22的长度，同时使电抗器组件12与电容器组件14串联散热，并提升电容器组件14的应用效果。

在更具体的实施例中，所述散热器13为外转子轴流风机131。或者是，所述散热器13包括外转子轴流风机131及水冷散热组件132；所述水冷散热组件132包括平行排布的多个导热翅片135；导流管133由导流入口向导流出口进行延伸并依次贯穿各所述导热翅片135，所述导流管133在所述导流入口与所述导流出口之间形成流体回路；所述水冷散热组件132设置于所述外转子轴流风机131的下方。

具体的，可设置散热器13为如图4所示的外转子轴流风机131，则风机可将下侧空气向上抽出，从而在竖直方向上形成气流以对外壳内部设置的电抗器组件12、电容器组件14及预充电组件15进行冷却降温。

如图6及图7所示，还可以是，将外转子轴流风机131与水冷散热组件132组合作为散热器13，通过风冷与水冷方式组合以将紧凑型滤波器装置的热量转移出去，从而降低电抗器组件12的温度。其中，水冷散热组件132包括平行排布的多个导热翅片135，为增强使用效果，可设置导热翅片135均垂直排布，则相邻导热翅片135之间的间隙可对气流进行导通，从而提高气流流通速度，并以此提高水冷散热组件132的散热效果。导流入口用于输入冷媒，导流出口用于输出冷媒，冷媒可以是水。通过将外转子轴流风机131与水冷散热组件132进行组合，外转子轴流风机131启动并使气流流通，流通的空气与导热翅片135进行热交换以带走热量，同时导流管133内流通的冷媒同样与导热翅片135热交换带走热量，进一步提高散热器13的散热效能。

更具体的，如图8所示，上述紧凑型滤波器装置还包括继电器KM2、配置于预充电组件15内的电压检测芯片MU21及配置于所述电抗器组件12内的温敏电阻PT；所述电抗器组件12的至少一个中间相线内嵌设置有所述温敏电阻PT；各所述温敏电阻PT的两端分别与所述电压检测芯片MU21进行电连接；所述电压检测芯片MU21的两个控制连接端分别连接交流相线及继电器KM2的一个控制端；所述继电器KM2的另一控制端连接交流零线；所述继电器KM2的控制开关对交流相线及交流零线与所述外转子轴流风机131的两个电压输入端之间的电连接同时进行通断控制。具体的，所述电抗器组件12的两个中间相线分别内嵌设置一个所述温敏电阻PT。

可通过温敏电阻PT对中间相线的温度进行感应，其中，中间相线可以是如图8所示的L1相线及L2相线。电压检测芯片MU21可获取温敏电阻PT对应通路上的电压变化，温敏电阻PT紧邻的中间相线温度升高，则温敏电阻PT受热阻值下降，对应通路上的电压产生变化；当电压检测芯片MU21检测到任一温敏电阻PT对应通路上电压的变化值超出预设电压值时，则发出控制指令以使继电器KM2导通，则此时继电器KM2的控制开关将交流相线与外转子轴流风机131的一个电压输入端接通、控制开关同时将交流零线与外转子轴流风机131的另一个电压输入端接通，则此时外转子轴流风机131上电并开始工作。

其中，预充电组件15的T端及R端均与T0进线断路器的进线端头相连接，电抗器组件12的T端、S端、R端均与T0进线断路器的出线端头相连接。电抗器组件12的W端、V端及U端作为三相电输出端进行电压输出。交流相线即对应ACH端，交流零线即对应ACL端。

通过设置散热器13从而降低电抗器组件12内部导电排线的温度，从而避免导电排线之间搭接部位被氧化；使内部的导电排线维持在正常的机械强度范围内，防止因温度过高而出现导电排线退火的现象，从而有效提高设备运行的安全性及可靠性。

在更具体的实施例中，所述散热器13固定设置于安装基板134上，所述安装基板134包括顶板1341及与所述顶板1341两侧进行固定连接的侧板1342；所述顶板1341上设置有通风孔，所述侧板1342沿所述电抗器组件12顶面的两侧进行水平滑动后与所述导电排固定座21相抵接。

具体的，可将散热器13固定于安装基板134上，安装基板134的侧板1342可沿电抗器组件12顶面的两侧进行水平滑动，具体结构如图5所示，当安装基板134向导电排固定座21一侧进行滑动后可与导电排固定座21相抵接。当需要对散热器13进行检修时，可将安装基板134拉出，此时安装基板134向远离导电排固定座21的一侧进行滑动。从而方便在柜体30靠墙的应用场景中，将散热器13整体抽出以进行正面维护。

在更具体的实施例中，所述支撑座24包括沿第一方向水平排布设置的至少两块连接板241，以及沿第二方向水平排布设置的至少两个支撑板242；所述第一方向与所述第二方向相垂直；所述连接板241均与所述电抗器组件12的底端固定连接，所述支撑板242均设置于所述连接板241的下方并均各与所述连接板241进行固定连接；所述连接板241之间的间隙及所述支撑板242之间的间隙组合为所述支撑座24的中部空腔。其中，支撑座24的高度为10-35cm。

为进一步提高支撑座24的支撑性能，可设置支撑座24由支撑板242及连接板241组成；本申请实施例中设置有两个连接板241及两个支撑板242，具体结构如图3所示。则连接板241之间的间隙与支撑板242之间的间隙即组合为支撑座24的中部空腔，中部空腔可用于气体向上流通，中部空腔还便于交流母线穿过。具体的，支撑座24的高度可设置为10-35cm，优选设置为15-25cm。

本申请实施例还公开了一种电气柜，所述电气柜包括柜体30及第一方面所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置，该具有散热功能的紧凑型滤波器装置设置于所述柜体30内，所述电抗器组件12、所述电容器组件14及所述预充电组件15与所述柜体30的内侧壁之间均通过侧梁23进行固定连接；所述柜体30与所述支撑座24相对的位置设有柜体通孔；所述柜体30的顶面设置有顶面通孔，所述柜体30的顶面上方设置有顶盖31，所述顶盖31与所述柜体30的顶面通过围板32进行固定连接，所述围板32上设置有排气孔33。

在柜体30的侧面设置柜体通孔，并在围板32上设置排气孔33，从而更有利于气体流通。通过侧梁23对电抗器组件12、电容器组件14及预充电组件15与柜体30的内侧壁之间进行固定连接，从而避免各组件之间相互接触，并实现对组件进行层叠设置以使结构更加紧凑。

在更具体的实施例中，所述柜体30为长方体形结构，所述柜体30的长度与宽度相等且均不大于0.6米。具体的，上述紧凑型滤波器装置可装配于宽度、长度均为0.6米的电气柜内，电器柜整体呈长方体结构。

本发明提供的一种具有散热功能的紧凑型滤波器装置及电气柜，紧凑型滤波器装置包括电抗器组件12、散热器13、电容器组件14、预充电组件15；导电排固定座21固定设置于电抗器组件12上端的一侧，散热器13固定设置于导电排固定座21的上方，电容器组件14固定设置于散热器13的上方，预充电组件15固定设置于电容器组件14的上方；电抗器组件12通过导电排固定座21及电缆22与电容器组件14进行电连接；电抗器组件12外侧面包裹设置壳体11，壳体11采用绝缘板围合得到。上述具有散热功能的紧凑型滤波器装置，通过设置由绝缘板围合的壳体11形成烟囱效应并使热气流向上流动，配合散热器13的使用以实现高效散热，通过层叠设置各组件以使内部结构紧凑，提高空间利用效率，该紧凑型滤波器装置的散热性能较强并可装配于尺寸较小的柜体30中。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种具有散热功能的紧凑型滤波器装置，其特征在于，包括电抗器组件、散热器、电容器组件、预充电组件；

导电排固定座固定设置于所述电抗器组件上端的一侧，所述散热器固定设置于所述导电排固定座的上方，所述电容器组件固定设置于所述散热器的上方，所述预充电组件固定设置于所述电容器组件的上方；所述电抗器组件通过所述导电排固定座及电缆与所述电容器组件进行电连接；所述电抗器组件外侧面包裹设置壳体，所述壳体采用绝缘板围合得到；

所述电抗器组件底端设有支撑座，所述壳体内部形成至少一条竖直风道；

低温气流由所述支撑座的中部空腔流入并依次流经所述竖直风道、所述散热器、所述电容器组件及所述预充电组件后向上排出。

2.根据权利要求1所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置，其特征在于，所述散热器为外转子轴流风机。

3.根据权利要求1所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置，其特征在于，所述散热器包括外转子轴流风机及水冷散热组件；

所述水冷散热组件包括平行排布的多个导热翅片；导流管由导流入口向导流出口进行延伸并依次贯穿各所述导热翅片，所述导流管在所述导流入口与所述导流出口之间形成流体回路；

所述水冷散热组件设置于所述外转子轴流风机的下方。

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置，其特征在于，还包括继电器、配置于预充电组件内的电压检测芯片及配置于所述电抗器组件内的温敏电阻；

所述电抗器组件的至少一个中间相线内嵌设置有所述温敏电阻；各所述温敏电阻的两端分别与所述电压检测芯片进行电连接；

所述电压检测芯片的两个控制连接端分别连接交流相线及继电器的一个控制端；所述继电器的另一控制端连接交流零线；所述继电器的控制开关对交流相线及交流零线与所述外转子轴流风机的两个电压输入端之间的电连接同时进行通断控制。

5.根据权利要求4所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置，其特征在于，所述电抗器组件的两个中间相线分别内嵌设置一个所述温敏电阻。

6.根据权利要求4所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置，其特征在于，所述散热器固定设置于安装基板上，所述安装基板包括顶板及与所述顶板两侧进行固定连接的侧板；

所述顶板上设置有通风孔，所述侧板沿所述电抗器组件顶面的两侧进行水平滑动后与所述导电排固定座相抵接。

7.根据权利要求4所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置，其特征在于，所述支撑座包括沿第一方向水平排布设置的至少两块连接板，以及沿第二方向水平排布设置的至少两个支撑板；所述第一方向与所述第二方向相垂直；

所述连接板均与所述电抗器组件的底端固定连接，所述支撑板均设置于所述连接板的下方并均各与所述连接板进行固定连接；

所述连接板之间的间隙及所述支撑板之间的间隙组合为所述支撑座的中部空腔。

8.根据权利要求7所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置，其特征在于，支撑座的高度为10-35cm。

9.一种电气柜，其特征在于，所述电气柜包括柜体及如权利要求1-8任一项所述的具有散热功能的紧凑型滤波器装置；所述具有散热功能的紧凑型滤波器装置设置于所述柜体内；所述电抗器组件、所述电容器组件及所述预充电组件与所述柜体的内侧壁之间均通过侧梁进行固定连接；所述柜体与所述支撑座相对的位置设有柜体通孔；所述柜体的顶面设置有顶面通孔，所述柜体的顶面上方设置有顶盖，所述顶盖与所述柜体的顶面通过围板进行固定连接，所述围板上设置有排气孔。

10.根据权利要求9所述的电气柜，其特征在于，所述柜体为长方体形结构，所述柜体的长度与宽度相等且均不大于0.6米。