CN1794447A - 一种电传动电力电子功率变换器水冷方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种电传动电力电子功率变换器水冷方法及装置，采用循环水，并通过整体式的水冷散热板对功率元器件进行散热。水冷散热板为导热性能好的材料制成的空心槽板，水冷散热板是通过水冷散热板内的循环水槽采取循环水冷却方式进行冷却的。水冷散热板可以是铝合金空心槽板，也可以是铜合金或其它导热性能好的材料制成的空心槽板。可以整体加工成型，也可以是两块板组合成型的。循环水槽在水冷散热板内为封闭的直形或迴形状布置，其中一边为循环水入口，另一边为循环水的出口。整个电传动电力电子功率变换器以水冷散热板为核心，所有的电气元器件都安装在该水冷散热板的一面，须散热的元器件底表面紧贴固定在水冷散热板上，并通过水冷散热板散热。

Description

一种电传动电力电子功率变换器水冷方法及装置
技术领域
本发明属于一种电力电子功率器件的冷却方法，尤其是指一种电传动电力电子功率变换器的冷却方法。本发明还涉及到一种电传动电力电子功率变换器的水冷装置。
背景技术
电传动电力电子功率变换器是一种电传动中十分重要的半导体功率部件装置，由于这类型装置中的电力电子功率器件在电流的转换过程中会产生大量的热，而使元器件发热，而半导体功率器件的耐温性是有一定使用限制的，为了防止功率元器件因高温烧损或降低使用性能及寿命，在使用时必须对这类型功率元器件进行降温冷却，现有的功率变换器的冷却一般都是采取风冷的形式，风冷虽然比较简单，但从实际运行的情况来看，效果不是很理想。特别是现在的风冷散热器多是采用的开放式结构，因此散热器的散热片很容易被外界弄脏产生污垢，而影响散热效果。为此，许多企业和技术人员都在想法解决这方面的问题。中国专利ZL02151830.0(松下电器产业株式会社)公开了一种提高变换器的冷却能力的方法，它是在滑动触头上搭载一边面对记录媒体进行相对移动一边进行信息的记录或重放的变换器。滑动触头在其侧面上至少具有一对开口，通过相对于记录媒体的上述相对移动而产生的空气流从一个开口流入，通过变换器的与记录媒体相对的表面之外的表面附近之后，从另一个开口流出。这样虽可以提高变换器的冷却能力，但不能从根本上解决问题，尤其是空气污染的问题尚无法的得到有效解决。中国专利ZL97102932.6(株式会社日立制作所；日立水户工程株式会社；日立技术工程株式会社)也公开了一种变换装置的冷却方法，但它也只是通过冷却液将单个电子元器件的热源引出后在通过风冷进行冷却，这样不仅结构复杂，而且仍没有解决空气对散热片的污染问题。所以都有待进一步加以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有电传动电力电子功率变换器冷却方式的不足，提出一种新型的电传动电力电子功率变换器的冷却方法；
本发明的另一目的在于提供一种上述电传动电力电子功率变换器冷却方法的装置结构。
根据本发明的目的所提出的技术实施方案是：采用循环水，并通过整体式的水冷散热板对功率元器件进行散热。水冷散热板为导热性能好的材料制成的空心槽板，水冷散热板是通过水冷散热板内的循环水槽采取循环水冷却方式进行冷却的。在水冷散热板内有用于散热的循环水槽。水冷散热板可以是铝合金空心槽板，也可以是铜合金或其它导热性能好的材料制成的空心槽板。可以整体加工成型，也可以是两块板组合成型的。循环水槽在水冷散热板内为封闭的循环状布置，可以是直形或迴形状，其中一端设有循环水入口，另一端设有循环水的出口。整个电传动电力电子功率变换器以水冷散热板为核心，所有的电气元器件都安装在该水冷散热板的一面，须散热的元器件底表面紧贴固定在水冷散热板上，并通过水冷散热板散热。
本发明由于采用了循环水的冷却方式，并采用整体式水冷散热板散热，具有散热效果好，使用寿命长，运行噪声低等优点。特别是在体积上相对现有的散热器要小得多(体积比现有的散热器减小了一倍以上)。而且采用这种封闭式的循环水散热，并将需散热的元器件集中安装在的水冷散热板的一面，需散热的元器件底表面紧贴在散热板上，再将元器件密封在一个封闭的器件箱内，只要保证冷却循环水的水量，散热的效果就不会出现变化，也不会出现普通散热器因散热片裸露在外，产生外界的污染而导致冷却效果下降的现象。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图；
图2为本发明一个实施例的立体结构示意图；
图3为本发明一个实施例的水冷板结构示意图；
图4为本发明一个实施例的水冷板结构左向示意图。
图中：
1、功率变换器       2、功率变换器器件箱        3、水冷散热器
4、水冷散热板       5、循环水冷槽              6、进水管
7、出水管           8、箱体                    9、散热板主体
10、散热板盖板      11密封条
具体实施方式
附图给出了本发明的一个实施例，下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一
从附图中可以看出，本发明为一种电传动电力电子功率变换器水冷方法及装置，将功率变换器1分为功率变换器器件箱2和水冷散热器3两个部分，在功率变换器器件箱2装有各种控制电子器件，其特点在于：水冷散热器3是一种板式循环水冷散热器，采用循环水，并通过整体式的水冷散热板4对功率元器件进行散热。水冷散热板4为导热性能好的材料制成的空心槽板，水冷散热板4是通过水冷散热板内的空心槽采取循环水冷却方式进行冷却的。整个电传动电力电子功率变换器1以水冷散热器3的水冷散热板4为核心，所有的电气元器件都安装在该水冷散热板4的一面，须散热的元器件的底表面紧贴在水冷散热板上并通过紧固件固定。为了防止外界的污染，在水冷散热板4靠安装电气元器件一侧所有的电气元器件外面用箱体8将水冷散热板4上的所有零件盖起来，水冷散热板4与箱体8通过密封条11密封起来。为了增加传热效率，水冷散热板4是采用导热性能较好的铝合金制作的。水冷散热板4是空心槽板式的循环水冷散热板，在水冷散热板4空心槽内有循环水对水冷散热板4上的功率元器件进行散热。水冷散热板4是由散热板主体9和散热板盖板10两块板组合焊接成型的。在散热板主体9上有迴形状循环水冷凹槽5，散热板盖板10紧贴在散热板主体9上，并与散热板主体9焊接成一体，并形成水冷散热板4内的封闭循环水槽5，水冷散热板4是通过水冷散热板内的循环水冷槽采取循环水冷却方式进行冷却的，循环水冷槽在水冷散热板内为封闭状，其中一端设有循环水入口的进水管6，另一端设有循环水的出水管7。
实施例二
实施例二的总体结构与实施例一是相同的。只是水冷散热板4是由散热板主体9与散热板盖板10两块板是粘接成型的，且循环水槽5为直形形状布置。
实施例三
实施例三的总体结构与实施例一是相同的。只是水冷散热板4是采用导热性能较好铜制作的。且水冷散热板4是一整体结构的，水冷散热板4内的循环水槽5是采用整体加工成型。
实施例四
实施例四的总体结构与实施例一是相同的。只是水冷散热板4的散热板主体9与散热板盖板10两块板是通过紧固件组合成型的。在散热板主体9与散热板盖板10之间有用于密封的密封垫或密封胶，

Claims (9)

1、一种电传动电力电子功率变换器水冷方法，其特征在于：采用循环水，并通过整体式的水冷散热板(4)对功率元器件进行散热，水冷散热板为导热性能好的材料制成的空心槽板，在水冷散热板内有用于散热的循环水槽，水冷散热板是通过水冷散热板内的循环水槽采取循环水冷却方式进行冷却的，循环水槽在水冷散热板内为封闭循环状布置，其中一端设有循环水入口，另一端设有循环水的出口。
2、如权利要求1所述的一种电传动电力电子功率变换器水冷方法，其特征在于：整个电传动电力电子功率变换器以水冷散热板为核心，所有的电气元器件都安装在该水冷散热板的一面，须散热的元器件的底表面紧贴在水冷散热板上并通过紧固件固定。
3、如权利要求1所述的一种电传动电力电子功率变换器水冷方法，其特征在于：所述的循环水槽在水冷散热板内为封闭的直形或迴形状布置的。
4、如权利要求1所述的一种电传动电力电子功率变换器水冷方法的装置，为一种电传动电力电子功率变换器水冷装置，功率变换器(1)分为功率变换器器件箱(2)和水冷散热器(3)两个部分，在功率变换器器件箱(2)内装有各种控制电子器件，其特征在于：水冷散热器(3)是一种板式循环水冷散热器，整个电传动电力电子功率变换器以水冷散热器(3)的水冷散热板(4)为核心，所有的电气元器件都安装在该水冷散热板(4)的一面，水冷散热板(4)是空心槽板式的循环水冷散热板，在水冷散热板(4)空心槽内有对水冷散热板(4)上的功率元器件进行散热的循环水，水冷散热器(3)是采用整体式的水冷散热板进行功率器件散热的。
5、如权利要求2所述的一种电传动电力电子功率变换器水冷方法的装置，其特征在于：所述的水冷散热板(4)是由散热板主体(9)和散热板盖板(10)两块板组合成型的，水冷散热器(3)的散热板(4)在散热板主体(9)上有循环水槽(5)，散热板盖板(10)紧贴在散热板主体(9)上，并与散热板主体(9)焊成一体，循环水槽(5)在水冷散热板内为封闭状，其中一端为循环水入口的进水管(6)，另一端为循环水的出水管(7)。
6、如权利要求2所述的一种电传动电力电子功率变换器水冷方法的装置，其特征在于：所述的水冷散热板(4)是采用导热性能较好的铝合金或铜合金制作的。
7、如权利要求2所述的一种电传动电力电子功率变换器水冷方法的装置，其特征在于：所述的水冷散热板(4)的散热板主体(9)与散热板盖板(10)两块板是粘接成型的，也可以由密封垫或密封胶，并通过紧固件组合成型的。
8、如权利要求2所述的一种电传动电力电子功率变换器水冷方法的装置，其特征在于：所述的循环水槽(5)是直形或迴形状。
9、如权利要求2所述的一种电传动电力电子功率变换器水冷方法的装置，其特征在于：所述的水冷散热板(4)是一整体结构的，水冷散热板(4)内的循环水槽(5)是采用整体加工成型。
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