CN201887647U - 一种矿用变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用变频器，包括壳体，所述壳体内安装有水冷板(1)，所述水冷板(1)上安装有IGBT模块(2)；所述水冷板(1)包括正面安装板(11)和与所述正面安装板(11)相对的反面安装板(12)，所述正面安装板(11)和所述反面安装板(12)上均安装有所述IGBT模块(2)。这样，水冷板(1)的两面均能够安装IGBT模块(2)，从而在保证冷却功率不变的条件下，显著减小了水冷板(1)的空间面积，使矿用变频器的结构更为紧凑，提高了矿用变频器的空间利用率。

Description

一种矿用变频器

技术领域

本实用新型涉及矿用设备技术领域，特别涉及一种矿用变频器。

背景技术

在煤矿等矿业生产中，为了节约能源，通常在矿井内使用矿用变频器。

由于变频器的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块在工作的过程中会产生大量的热量，为了降低IGBT模块的温度，以便保证其正常工作，需要使用水冷板对IGBT模块进行实时冷却。在一种典型的矿用变频器中，通常将水冷板固定在变频器的内部壳体上，水冷板的第一面固定在变频器的内壁，第二面上固定有IGBT模块。水冷板的第一面与第二面之间具有腔体，水冷管布置在该腔体中，通过水冷管中流动的冷却介质实现对IGBT模块的冷却降温。

目前，为了满足矿井大型化的发展，矿用变频器也不断向着大型化、大功率化方向发展。IGBT模块作为变频器的主要工作元件，大功率的变频器使得IGBT模块的体积也较大，使得水冷板的面积也相应地增大。在一定程度上，水冷板的面积限制了矿用变频器的体积。由于矿用变频器放置于矿井中，变频器需要在工作过程中移入矿井，转场时又需要移出矿井，因此，矿用变频器的大型化为设备的搬运与设备的维护带来了诸多不便，同时也增加了矿用变频器转场和维护的成本。为了尽可能地在保证功率的情况下，缩小矿用变频器的体积，提高矿用变频器内部的空间利用率显得尤为重要，任何提高内部空间利用率的设计都有着非常重要的意义。

因此，如何在保证冷却功率的条件下，减小矿用变频器中水冷板的面积，提高矿用变频器的内部空间利用率，缩小矿用变频器的体积，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种矿用变频器，其水冷板的面积较小，从而具有较高的空间利用率和较小的体积。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种矿用变频器，包括壳体，所述壳体内安装有水冷板，所述水冷板上安装有IGBT模块；所述水冷板包括正面安装板和与所述正面安装板相对的反面安装板，所述正面安装板和所述反面安装板上均安装有所述IGBT模块。

优选地，所述正面安装板与所述反面安装板之间形成空腔，所述水冷板的水冷管穿过所述空腔。

优选地，所述正面安装板和所述反面安装板上均开设有第一安装孔，所述IGBT模块开设有与所述第一安装孔相对应的第二安装孔；所述正面安装板和所述反面安装板均通过连接螺栓与相应的所述IGBT模块固定连接，所述连接螺栓穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔。

优选地，所述第一安装孔为螺纹孔。

优选地，每个所述IGBT模块上开设有若干所述第二安装孔，所述第一安装孔的数目也为多个，且各所述第一安装孔与任一所述第二安装孔对应。

优选地，所述正面安装板上的IGBT模块沿所述正面安装板的横向布置，所述反面安装板上的IGBT模块沿所述反面安装板的纵向布置。

优选地，还包括安装架，所述水冷板通过所述安装架固定于所述壳体内。

优选地，所述安装架包括竖板和安装于所述竖板底端的底板，所述水冷板固定于所述竖板，所述安装架通过所述底板固定于所述壳体的底面。

优选地，所述竖板与所述水冷板通过螺栓连接。

优选地，所述底板与所述壳体通过螺栓连接。

本实用新型所提供的矿用变频器，包括壳体，所述壳体内安装有水冷板，所述水冷板上安装有IGBT模块；所述水冷板至少包括正面安装板和与所述正面安装板的板面相对的反面安装板，所述正面安装板和所述反面安装板上均安装有所述IGBT模块。这样，水冷板的两面均能够安装IGBT模块，从而在保证冷却功率不变的条件下，显著减小了水冷板的空间面积，使矿用变频器的结构更为紧凑，提高了矿用变频器的空间利用率。

在一种优选的实施方式中，本实用新型所提供的矿用变频器的正面安装板上的IGBT模块沿所述正面安装板的横向布置，所述反面安装板上的IGBT模块沿所述反面安装板的纵向布置；这样，减少了正反面安装的两块IGBT模块造成的水冷板高温点分布不均匀的问题，改善了水冷板的冷却效果。

在另一种优选的实施方式中，本实用新型所提供的水冷板可以通过安装架固定于壳体内，从而提高了水冷板的安装可靠性和安装性能，简化了水冷板的安装工序过程。

附图说明

图1为本实用新型所提供的矿用变频器一种具体实施方式中水冷板与IGBT模块的组装示意图；

图2为本实用新型所提供的水冷板的正面与IGBT模块一种组装方式示意图；

图3为图2所示水冷板的反面与IGBT模块一种组装方式的示意图；

图4为本实用新型所提供的水冷板与安装架的组装示意图；

图5为图4所示安装架的立体图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种矿用变频器，其水冷板的面积较小，从而具有较高的空间利用率和较小的体积。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1、图2和图3；图1为本实用新型所提供的矿用变频器一种具体实施方式中水冷板与IGBT模块的组装示意图；图2为本实用新型所提供的水冷板的正面与IGBT模块一种组装方式示意图；图3为图2所示水冷板的反面与IGBT模块一种组装方式的示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的矿用变频器包括壳体、水冷板1、IGBT模块2以及各种连接管路和其他电气元件，其中，壳体是整个矿用变频器的外罩，用于将矿用变频器的多个零部件整合在一个集成空间内，并且为壳体内部的零部件提供保护；壳体的材料可以为各种具有足够强度的金属材料。壳体内安装有水冷板1，水冷板1内设置有水冷管，水冷管通过开设在水冷板1上的进水口41进入水冷板1内部，并从水冷板1上的出水口42伸出到水冷板1的外部，水冷管中流动有冷却介质，从而实现水冷板1的冷却降温作用。水冷板1上安装有IGBT模块2，IGBT模块2是变频器的主要工作部件，其在工作时会产生热量，导致温度升高而影响正常使用，水冷板1的作用主要是为安装在其上的IGBT模块2降低温度。水冷板1包括正面安装板11和与正面安装板11相对的反面安装板12，正面安装板11和反面安装板12上均安装有IGBT模块2。

需要指出的是，为了满足IGBT模块2的使用要求，IGBT模块2通常安装在正面安装板11的远离反面安装板12的外表面，以及反面安装板12的远离正面安装板11的外表面。但是，并不局限于IGBT模块2一定安装在两安装板的外表面，只要能够实现IGBT模块2的正常使用，将IGBT模块2均安装在两安装板的内表面，或者分别安装在内表面和外表面，在理论上均可以实现。

这样，水冷板1的两面均能够安装IGBT模块2，从而在保证冷却功率不变的条件下，显著减小了水冷板1的空间面积，使矿用变频器的结构更为紧凑，提高了矿用变频器的空间利用率。

水冷板1的正面安装板11与反面安装板12之间形成空腔，水冷板1的水冷管穿过所述空腔，此时，可以将IGBT模块2分别安装在正面安装板11的外表面和反面安装板12的外表面，水冷管从空腔中穿过，不仅能够节约水冷板1占用的外部空间，同时能够保证安装在正面安装板11和反面安装板12上的IGBT模块2能够均匀散热。

水冷管中流动的冷却介质可以为水，也可以为其他能够实现冷热交换的流体介质，例如有机冷却液等。

水冷板1的正面安装板11和反面安装板12上均开设有第一安装孔3，IGBT模块2开设有与第一安装孔3相对应的第二安装孔；所述正面安装板11和所述反面安装板12均通过连接螺栓与相应的所述IGBT模块2固定连接；具体地，所述正面安装板11与安装在正面安装板11上的IGBT模块2通过连接螺栓连接的方式固定连接，反面安装板12与安装在反面安装板12上的IGBT模块2也通过连接螺栓固定连接，所述连接螺栓穿过所述第一安装孔3和所述第二安装孔，并通过螺母旋紧，实现固定。

上述与正面安装板11相对应的IGBT模块2是指安装在正面安装板11上的IGBT模块2，同样的，与反面安装板12相对应的IGBT模块2是指安装在反面安装板12上的IGBT模块2。

上述开设在正面安装板11和反面安装板12上的第一安装孔3可以为螺纹孔，这样，当正面安装板11和反面安装板12分别与相应的IGBT模块2连接时，连接螺栓穿过IGBT模块2上的第二安装孔后可以直接旋入第一安装孔3，从而较为方便地实现固定和定位。

水冷板1的正面安装板11和反面安装板12也不局限于通过螺栓连接的方式与各自的IGBT模块2固定连接，其也可以通过本领域中常规使用的其他固定连接方式实现安装板与IGBT模块2的安装，只要能够实现IGBT模块2与安装板的可靠固定，两者的具体固定连接方式在此不做限定。

每个IGBT模块2上开设有若干第二安装孔，第一安装孔3的数目也为多个，且各第一安装孔3与任一第二安装孔对应；这样，通过第一安装孔3与第二安装孔的任意组合，使得多个IGBT模块2在安装板上自由组合，以其得到最大的板面利用率。

本实用新型所提供的矿用变频器的正面安装板11上的IGBT模块2沿所述正面安装板11的横向布置，所述反面安装板12上的IGBT模块2沿所述反面安装板12的纵向布置；这样，减少了正反面安装的两块IGBT模块2造成的水冷板1高温点分布不均匀的问题，改善了水冷板1的冷却效果。

还可以对本发明所提供的矿用变频器进行进一步的改进。

请参考图4和图5，图4为本实用新型所提供的水冷板与安装架的组装示意图；图5为图4所示安装架的立体图。

本发明所提供的矿用变频器还包括安装架5，水冷板1通过该安装架5固定于壳体内；从而提高了水冷板1的安装可靠性和安装性能，简化了水冷板1的安装工序过程。

上述安装架包括竖板51和安装于竖板51底端的底板52，水冷板1固定于竖板51，安装架通过底板52固定于壳体的底面，以便提高安装可靠性。

安装架也不局限于上述具体形式，其也可以为其他形式，只要能够实现水冷板1和壳体通过安装架的固定连接即可。

竖板51与水冷板1通过螺栓连接，以便可以方便地将水冷板1与竖板51实现拆装。

底板52与壳体通过螺栓连接，以便可以方便地实现底板52与壳体的拆装。

以上对本实用新型所提供的一种矿用变频器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种矿用变频器，包括壳体，所述壳体内安装有水冷板(1)，所述水冷板(1)上安装有IGBT模块(2)；其特征在于，所述水冷板(1)包括正面安装板(11)和与所述正面安装板(11)相对的反面安装板(12)，所述正面安装板(11)和所述反面安装板(12)上均安装有所述IGBT模块(2)。

2.根据权利要求1所述的矿用变频器，其特征在于，所述正面安装板(11)与所述反面安装板(12)之间形成空腔，所述水冷板(1)内的水冷管穿过所述空腔。

3.根据权利要求2所述的矿用变频器，其特征在于，所述正面安装板(11)和所述反面安装板(12)上均开设有第一安装孔(3)，所述IGBT模块(2)开设有与所述第一安装孔(3)相对应的第二安装孔；所述正面安装板(11)和所述反面安装板(12)均通过连接螺栓与相应的所述IGBT模块(2)固定连接，所述连接螺栓穿过所述第一安装孔(3)和所述第二安装孔。

4.根据权利要求3所述的矿用变频器，其特征在于，所述第一安装孔(3)为螺纹孔。

5.根据权利要求4所述的矿用变频器，其特征在于，每个所述IGBT模块(2)上开设有若干所述第二安装孔，所述第一安装孔(3)的数目也为多个，且各所述第一安装孔(3)与任一所述第二安装孔对应。

6.根据权利要求5所述的矿用变频器，其特征在于，所述正面安装板(11)上的IGBT模块(2)沿所述正面安装板(11)的横向布置，所述反面安装板(12)上的IGBT模块(2)沿所述反面安装板(12)的纵向布置。

7.根据权利要求1至6任一项所述的矿用变频器，其特征在于，还包括安装架(5)，所述水冷板(1)通过所述安装架(5)固定于所述壳体内。

8.根据权利要求7所述的矿用变频器，其特征在于，所述安装架(5)包括竖板(51)和安装于所述竖板(51)底端的底板(52)，所述水冷板(1)固定于所述竖板(51)，所述安装架通过所述底板(52)固定于所述壳体的底面。

9.根据权利要求8所述的矿用变频器，其特征在于，所述竖板(51)与所述水冷板(1)通过螺栓连接。

10.根据权利要求9所述的矿用变频器，其特征在于，所述底板(52)与所述壳体通过螺栓连接。

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