CN120321924A - 一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，属于集装箱式变频器技术领域；包括安装组件，所述安装组件包括变频器箱体，所述变频器箱体的侧边开设有若干个进风口，每块所述进风口处均设置有进风组件，所述变频器箱体内部设置有放置腔，所述放置腔侧面的变频器箱体内壁开设有安装内腔，所述安装腔内部设置有水冷组件，所述变频器箱体顶部设置有散热组件。本发明通过将散热部件嵌入到变频器的箱体中，不会额外占用场地空间，且通过三次吸附热量，充分吸取放置腔内安装的变频器核心电路模块散发的热量，并可以循环对放置腔内安装的变频器核心电路模块散发进行热量吸附，提升装置的散热效果。

Description

一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器

技术领域

本发明涉及集装箱式变频器技术领域，特别涉及一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器。

背景技术

随着工业自动化程度的提高，变频器作为电力控制设备，通过改变电机工作电源频率实现节能和调速，广泛应用于石油、页岩气等能源行业的电驱设备中。然而，变频器核心电路模块集成度高、高频高压高速工作特性导致其发热严重，正常工作温度范围为-10°C~+50°C，超出此范围会影响电子元器件性能，长期超温工作甚至会缩短设备寿命或引发爆炸、烧毁等严重后果。

传统变频器散热方式存在诸多问题。目前常见的是在变频器本体后侧散热基板上布满散热翅片，但散热效果不佳，变频器仍易超出正常工作温度。而且，部分变频器使用散热器时，一般直接将散热器固定在外部，通过管路与变频器连接，这不仅增加了场地占用，散热器与变频器之间的驱动电缆、冷却液管路散落在外，还面临被落物砸坏等风险，因此，本申请提供了一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器来满足需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器以解决现有的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，包括：安装组件，所述安装组件包括变频器箱体，所述变频器箱体的侧边开设有若干个进风口，每块所述进风口处均设置有进风组件，所述变频器的顶部开设有出风口，所述出风口内部设置有第一滤网，所述变频器箱体内部设置有放置腔，所述放置腔用于安装变频器核心电路模块，所述放置腔内部上方设置有安装腔，所述安装腔与放置腔之间设置有隔板，所述放置腔侧面的变频器箱体内壁开设有安装内腔，所述隔板的开设有穿槽，所述安装内腔与安装腔之间通过穿槽联通，所述安装腔内部设置有水冷组件，所述变频器箱体顶部设置有顶部护边，所述变频器箱体顶部设置有散热组件，所述变频器箱体底部设置有底部支架，所述散热组件包括底板，所述底板表面开设有安装孔，所述安装孔的位置与出风口的位置相对应，所述安装孔内部设置有风扇外壳，所述风扇外壳的顶部和底部均开设有若干个出风槽，所述风扇外壳内部设置有散热风扇。

可选地，还包括有，所述散热组件还包括侧边连接板和定位板，所述定位板与变频器箱体顶部固定连接，所述侧边连接板与底板固定连接，所述侧边连接板内部设置有若干个定位螺栓，每块所述定位螺栓均穿过侧边连接板，并延伸至定位板内部，所述定位螺栓与定位板螺纹连接。

可选地，还包括有，所述进风组件包括防护壳，所述防护壳与进风口固定连接，所述防护壳内部设置有第二滤网，所述防护壳靠近进风口和远离进风口的一侧均开设有若干个进风槽，所述第二滤网穿过防护壳顶部，且所述第二滤网与防护壳滑动连接，所述第二滤网穿过防护壳的一端顶部设置有把手。

可选地，还包括有，所述水冷组件包括水冷箱、第一侧边冷却管路、第二侧边冷却管路和第三侧边冷却管路，所述第一侧边冷却管路、第二侧边冷却管路和第三侧边冷却管路均由若干个管道串联而成，所述第一侧边冷却管路、第二侧边冷却管路和第三侧边冷却管路均位于安装内腔中。

可选地，还包括有，所述第一侧边冷却管路、第二侧边冷却管路和第三侧边冷却管路相互联通，所述水冷箱位于放置腔和安装腔之间的隔板上表面，所述水冷箱外侧的隔板上表面设置有循环泵，所述循环泵的出水口与第一侧边冷却管路连接，所述循环泵的进水口与第三侧边冷却管路连接。

可选地，还包括有，所述循环泵与水冷箱之间设置有出水管和回水管，所述出水管和回水管均穿过水冷箱，并延伸至水冷箱内部。

可选地，还包括有，所述水冷箱的顶部设置有加水管，所述加水管的一端位于水冷箱内部，所述加水管的另一端穿过变频器箱体侧壁，并延伸至变频器箱体外部，所述水冷箱内部设置有回水仓和注水仓。

可选地，还包括有，所述注水仓与回水仓之间设置有分割板，所述分割板底部开设有联通槽，所述注水仓和回水仓通过联通槽联通，所述出水管位于注水仓内，所述回水管位于回水仓内。

可选地，还包括有，所述回水仓内设置有挡板，所述挡板远离回水管的一侧表面开设有下水槽，所述下水槽贯穿挡板，所述挡板的上表面固定连接有若干块导热板，每块所述导热板的顶端均穿过水冷箱，并延伸至水冷箱外部，每块所述导热板与水冷箱顶部之间设置有密封垫，所述导热板的表面开设有若干个流水孔。

本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

本发明通过启动散热风扇，使安装腔内产生负压，外界空气通过外壳表面的进风槽进入外壳内，并通过第二滤网进行过滤，避免外界空气中的杂质进入装置内部，过滤后的空气进入安装内腔，带走侧边冷却管路未吸收的热量，从而使热空气通过第一滤网排出，进而提升装置的散热效果，并可以通过把手将第二滤网从外壳中抽出，对第二滤网进行更换，从而提升装置的实用性；

本发明通过循环泵将水冷箱中的冷却水抽出并通过出水管进入第一侧边冷却管路对放置腔内安装的变频器核心电路模块散发进行热量吸附，第一侧边冷却管路吸收热量后，通过管道将冷却水注入第三侧边冷却管路，第三侧边冷却管路进一步对放置腔内安装的变频器核心电路模块散发的热量进一步吸附，吸附完毕后，第三侧边冷却管路内的冷却水通过管道进入第二侧边冷却管路内，再次对放置腔内安装的变频器核心电路模块的散发热量进行吸附，通过三次吸附，充分吸取放置腔内安装的变频器核心电路模块散发的热量，提升装置的散热效果；

本发明通过将吸附热量后的冷却水经过循环泵进入回水管内，然后进入水冷箱内，使其落入水冷箱内部的回水仓内，然后通过导热板对冷却水中的热量进行引导，水流通过导热板表面的流水孔流出，并通过联通槽进入注水仓内，导热板吸附的热量，经过散热风扇带来的空气流动，将导热板表面吸附的热量带走，进而降低冷却水的热量，使冷却水可以循环对放置腔内安装的变频器核心电路模块散发进行热量吸附，进一步提升装置的散热效果；

通过将散热部件嵌入到变频器的箱体中，不会额外占用场地空间，箱体还能够对散热部件起到防护作用，防止被落物砸坏，散热部件与变频器之间的电缆和管路也集成在箱体中，不会对场地内人员的走动，车辆的移动形成干扰，也不会被杂物砸伤而损坏。

附图说明

并入本文中并且构成说明书的部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起进一步用来对本公开的原理进行解释，并且使相关领域技术人员能够实施和使用本公开。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明中安装组件的结构示意图；

图3为本发明的结构剖面图；

图4为本发明中进风组件的结构示意图；

图5为本发明中散热组件的结构示意图；

图6为本发明中水冷组件的结构示意图；

图7为本发明中水冷箱的剖面图；

图8为本发明中水冷箱的内部结构示意图。

［附图标记］

1、安装组件；101、变频器箱体；103、进风口；104、出风口；105、第一滤网；106、放置腔；107、安装内腔；108、穿槽；109、安装腔；2、顶部护边；3、散热组件；301、底板；302、侧边连接板；303、定位螺栓；304、定位板；305、风扇外壳；306、出风槽；307、散热风扇；4、进风组件；401、防护壳；402、进风槽；403、第二滤网；404、把手；5、底部支架；6、水冷组件；601、水冷箱；602、第一侧边冷却管路；603、第二侧边冷却管路；604、第三侧边冷却管路；605、加水管；606、循环泵；607、回水仓；608、注水仓；609、分割板；610、联通槽；611、挡板；612、导热板；613、流水孔；614、回水管；615、出水管；616、下水槽。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器进行详细描述。同时在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施列为最佳、优选实施例，对于一些公知技术领域技术人员也可采用其他替代方式而实施；而且附图部分仅是为了更具体地描述实施例，而并不旨在对本发明进行具体的限定。

需要指出的是，在说明书中提到“一个实施例”“实施例”“示例性实施例”“一些实施例”等指示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每块实施例都包括该特定特征、结构或特性。另外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其他实施例（无论是否明确描述）实现这种特征、结构或特性应在相关领域技术人员的知识范围内。

通常，可以至少部分从上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分取决于上下文，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数意义的特征、结构或特性的组合。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他性的因素，而是可以替代地，至少部分地取决于上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。

可以理解的是，本公开中的“在……上”“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示“直接在”某物“上”而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义，并且“在……之上”或“在……上方”不仅表示“在”某物“之上”或“上方”的含义，而且还可以包括其“在”某物“之上”或“上方”且其间没有居间特征或层的含义。

此外，诸如“在…之下”“在…下方”“下部”“在…之上”“上部”等空间相关术语在本文中为了描述方便可以用于描述一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系，如在附图中示出的。空间相关术语旨在涵盖除了在附图所描绘的取向之外的在设备使用或操作中的不同取向。设备可以以另外的方式被定向，并且本文中使用的空间相关描述词可以类似地被相应解释。

实施例1、如图1、图2、图4、图5所示的，本发明的实施例提供一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，包括：安装组件1，安装组件1包括变频器箱体101，变频器箱体101的侧边开设有若干个进风口103，每块进风口103处均设置有进风组件4，变频器的顶部开设有出风口104，出风口104内部设置有第一滤网105，变频器箱体101内部设置有放置腔106，放置腔106用于安装变频器核心电路模块，放置腔106内部上方设置有安装腔109，安装腔109与放置腔106之间设置有隔板，放置腔106侧面的变频器箱体101内壁开设有安装内腔107，隔板的开设有穿槽108，安装内腔107与安装腔109之间通过穿槽108联通，变频器箱体101顶部设置有顶部护边2，变频器箱体101顶部设置有散热组件3，变频器箱体101底部设置有底部支架5，散热组件3包括底板301，底板301表面开设有安装孔，安装孔的位置与出风口104的位置相对应，安装孔内部设置有风扇外壳305，风扇外壳305的顶部和底部均开设有若干个出风槽306，风扇外壳305内部设置有散热风扇307，散热组件3还包括侧边连接板302和定位板304，定位板304与变频器箱体101顶部固定连接，侧边连接板302与底板301固定连接，侧边连接板302内部设置有若干个定位螺栓303，每块定位螺栓303均穿过侧边连接板302，并延伸至定位板304内部，定位螺栓303与定位板304螺纹连接，进风组件4包括防护壳401，防护壳401与进风口103固定连接，防护壳401内部设置有第二滤网403，防护壳401靠近进风口103和远离进风口103的一侧均开设有若干个进风槽402，第二滤网403穿过防护壳401顶部，且第二滤网403与防护壳401滑动连接，第二滤网403穿过防护壳401的一端顶部设置有把手404。

本实施例需要进一步说明的是，通过启动散热风扇307，使安装腔109内产生负压，外界空气通过外壳表面的进风槽402进入外壳内，并通过第二滤网403进行过滤，避免外界空气中的杂质进入装置内部，过滤后的空气进入安装内腔107，带走热量，从而使热空气通过第一滤网105排出，进而提升装置的散热效果，并可以通过把手404将第二滤网403从外壳中抽出，对第二滤网403进行更换，从而提升装置的实用性。

实施例2、如图3、图6、图7和图8所示，本实施例在实施例1的基础上增加了水冷组件6，具体为：安装腔109内部设置有水冷组件6，水冷组件6包括水冷箱601、第一侧边冷却管路602、第二侧边冷却管路603和第三侧边冷却管路604，第一侧边冷却管路602、第二侧边冷却管路603和第三侧边冷却管路604均由若干个管道串联而成，第一侧边冷却管路602、第二侧边冷却管路603和第三侧边冷却管路604均位于安装内腔107中，第一侧边冷却管路602、第二侧边冷却管路603和第三侧边冷却管路604相互联通，水冷箱601位于放置腔106和安装腔109之间的隔板上表面，水冷箱601外侧的隔板上表面设置有循环泵606，循环泵606的出水口与第一侧边冷却管路602连接，循环泵606的进水口与第三侧边冷却管路604连接，循环泵606与水冷箱601之间设置有出水管615和回水管614，出水管615和回水管614均穿过水冷箱601，并延伸至水冷箱601内部，水冷箱601的顶部设置有加水管605，加水管605的一端位于水冷箱601内部，加水管605的另一端穿过变频器箱体101侧壁，并延伸至变频器箱体101外部，水冷箱601内部设置有回水仓607和注水仓608，注水仓608与回水仓607之间设置有分割板609，分割板609底部开设有联通槽610，注水仓608和回水仓607通过联通槽610联通，出水管615位于注水仓608内，回水管614位于回水仓607内，回水仓607内设置有挡板611，挡板611远离回水管614的一侧表面开设有下水槽616，下水槽616贯穿挡板611，挡板611的上表面固定连接有若干块导热板612，每块导热板612的顶端均穿过水冷箱601，并延伸至水冷箱601外部，每块导热板612与水冷箱601顶部之间设置有密封垫，导热板612的表面开设有若干个流水孔613。

本实施例需要进一步说明的是，二、通过循环泵606将水冷箱601中的冷却水抽出并通过出水管615进入第一侧边冷却管路602对放置腔106内安装的变频器核心电路模块散发进行热量吸附，第一侧边冷却管路602吸收热量后，通过管道将冷却水注入第三侧边冷却管路604，第三侧边冷却管路604进一步对放置腔106内安装的变频器核心电路模块散发的热量进一步吸附，吸附完毕后，第三侧边冷却管路604内的冷却水通过管道进入第二侧边冷却管路603内，再次对放置腔106内安装的变频器核心电路模块的散发热量进行吸附，通过三次吸附，充分吸取放置腔106内安装的变频器核心电路模块散发的热量，提升装置的散热效果，将吸附热量后的冷却水经过循环泵606进入回水管614内，然后进入水冷箱601内，使其落入水冷箱601内部的回水仓607内，然后通过导热板612对冷却水中的热量进行引导，水流通过导热板612表面的流水孔613流出，并通过联通槽610进入注水仓608内，导热板612吸附的热量，经过散热风扇307带来的空气流动，将导热板612表面吸附的热量带走，进而降低冷却水的热量，使冷却水可以循环对放置腔106内安装的变频器核心电路模块散发进行热量吸附，进一步提升装置的散热效果。

工作原理

通过启动散热风扇307，使安装腔109内产生负压，外界空气通过外壳表面的进风槽402进入外壳内，并通过第二滤网403进行过滤，避免外界空气中的杂质进入装置内部，过滤后的空气进入安装内腔107，带走侧边冷却管路未吸收的热量，从而使热空气通过第一滤网105排出，进而提升装置的散热效果，并可以通过把手404将第二滤网403从外壳中抽出，对第二滤网403进行更换，通过循环泵606将水冷箱601中的冷却水抽出并通过出水管615进入第一侧边冷却管路602对放置腔106内安装的变频器核心电路模块散发进行热量吸附，第一侧边冷却管路602吸收热量后，通过管道将冷却水注入第三侧边冷却管路604，第三侧边冷却管路604进一步对放置腔106内安装的变频器核心电路模块散发的热量进一步吸附，吸附完毕后，第三侧边冷却管路604内的冷却水通过管道进入第二侧边冷却管路603内，再次对放置腔106内安装的变频器核心电路模块的散发热量进行吸附，通过三次吸附，充分吸取放置腔106内安装的变频器核心电路模块散发的热量，通过将吸附热量后的冷却水经过循环泵606进入回水管614内，然后进入水冷箱601内，使其落入水冷箱601内部的回水仓607内，然后通过导热板612对冷却水中的热量进行引导，水流通过导热板612表面的流水孔613流出，并通过联通槽610进入注水仓608内，导热板612吸附的热量，经过散热风扇307带来的空气流动，将导热板612表面吸附的热量带走，进而降低冷却水的热量，使冷却水可以循环对放置腔106内安装的变频器核心电路模块散发进行热量吸附。

本发明提供的技术方案，将散热部件嵌入到变频器的箱体中，不会额外占用场地空间，箱体还能够对散热部件起到防护作用，防止被落物砸坏，散热部件与变频器之间的电缆和管路也集成在箱体中，不会对场地内人员的走动，车辆的移动形成干扰，也不会被杂物砸伤而损坏。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，其特征在于，包括：安装组件（1），所述安装组件（1）包括变频器箱体（101），所述变频器箱体（101）的侧边开设有若干个进风口（103），每块所述进风口（103）处均设置有进风组件（4），所述变频器的顶部开设有出风口（104），所述出风口（104）内部设置有第一滤网（105），所述变频器箱体（101）内部设置有放置腔（106），所述放置腔（106）用于安装变频器核心电路模块，所述放置腔（106）内部上方设置有安装腔（109），所述安装腔（109）与放置腔（106）之间设置有隔板，所述放置腔（106）侧面的变频器箱体（101）内壁开设有安装内腔（107），所述隔板的开设有穿槽（108），所述安装内腔（107）与安装腔（109）之间通过穿槽（108）联通，所述安装腔（109）内部设置有水冷组件（6），所述变频器箱体（101）顶部设置有顶部护边（2），所述变频器箱体（101）顶部设置有散热组件（3），所述变频器箱体（101）底部设置有底部支架（5），所述散热组件（3）包括底板（301），所述底板（301）表面开设有安装孔，所述安装孔的位置与出风口（104）的位置相对应，所述安装孔内部设置有风扇外壳（305），所述风扇外壳（305）的顶部和底部均开设有若干个出风槽（306），所述风扇外壳（305）内部设置有散热风扇（307）。

2.根据权利要求1所述的一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，其特征在于，所述散热组件（3）还包括侧边连接板（302）和定位板（304），所述定位板（304）与变频器箱体（101）顶部固定连接，所述侧边连接板（302）与底板（301）固定连接，所述侧边连接板（302）内部设置有若干个定位螺栓（303），每块所述定位螺栓（303）均穿过侧边连接板（302），并延伸至定位板（304）内部，所述定位螺栓（303）与定位板（304）螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，其特征在于，所述进风组件（4）包括防护壳（401），所述防护壳（401）与进风口（103）固定连接，所述防护壳（401）内部设置有第二滤网（403），所述防护壳（401）靠近进风口（103）和远离进风口（103）的一侧均开设有若干个进风槽（402），所述第二滤网（403）穿过防护壳（401）顶部，且所述第二滤网（403）与防护壳（401）滑动连接，所述第二滤网（403）穿过防护壳（401）的一端顶部设置有把手（404）。

4.根据权利要求1所述的一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，其特征在于，所述水冷组件（6）包括水冷箱（601）、第一侧边冷却管路（602）、第二侧边冷却管路（603）和第三侧边冷却管路（604），所述第一侧边冷却管路（602）、第二侧边冷却管路（603）和第三侧边冷却管路（604）均由若干个管道串联而成，所述第一侧边冷却管路（602）、第二侧边冷却管路（603）和第三侧边冷却管路（604）均位于安装内腔（107）中。

5.根据权利要求4所述的一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，其特征在于，所述第一侧边冷却管路（602）、第二侧边冷却管路（603）和第三侧边冷却管路（604）相互联通，所述水冷箱（601）位于放置腔（106）和安装腔（109）之间的隔板上表面，所述水冷箱（601）外侧的隔板上表面设置有循环泵（606），所述循环泵（606）的出水口与第一侧边冷却管路（602）连接，所述循环泵（606）的进水口与第三侧边冷却管路（604）连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，其特征在于，所述循环泵（606）与水冷箱（601）之间设置有出水管（615）和回水管（614），所述出水管（615）和回水管（614）均穿过水冷箱（601），并延伸至水冷箱（601）内部。

7.根据权利要求6所述的一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，其特征在于，所述水冷箱（601）的顶部设置有加水管（605），所述加水管（605）的一端位于水冷箱（601）内部，所述加水管（605）的另一端穿过变频器箱体（101）侧壁，并延伸至变频器箱体（101）外部，所述水冷箱（601）内部设置有回水仓（607）和注水仓（608）。

8.根据权利要求7所述的一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，其特征在于，所述注水仓（608）与回水仓（607）之间设置有分割板（609），所述分割板（609）底部开设有联通槽（610），所述注水仓（608）和回水仓（607）通过联通槽（610）联通，所述出水管（615）位于注水仓（608）内，所述回水管（614）位于回水仓（607）内。

9.根据权利要求8所述的一种具有内嵌式散热装置的集装箱式变频器，其特征在于，所述回水仓（607）内设置有挡板（611），所述挡板（611）远离回水管（614）的一侧表面开设有下水槽（616），所述下水槽（616）贯穿挡板（611），所述挡板（611）的上表面固定连接有若干块导热板（612），每块所述导热板（612）的顶端均穿过水冷箱（601），并延伸至水冷箱（601）外部，每块所述导热板（612）与水冷箱（601）顶部之间设置有密封垫，所述导热板（612）的表面开设有若干个流水孔（613）。