CN203378183U - 变频器散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变频器散热装置，包括变频器、控制器和变频器机柜，在所述变频器机柜内设置有所述变频器，在所述变频器上设置有控制器和多个功能模块，在每个所述功能模块附近的变频器机柜上设置一个用于单独为之散热的风扇，所述控制器设置有多个PWM信号输出端和多个信号输入端，所述多个PWM信号输出端分别与每个所述风扇的控制电路连接，在每个所述功能模块上设置有温度传感器，所述控制器的多个信号输入端分别通过传感器电路与每个所述温度传感器连接。本实用新型通过多个风扇分别对多个变频器内部的模块分别进行散热，通过对每个风扇进行单独的控制，实现了有针对性的散热，提高了散热效果，并使散热装置节能。

Description

变频器散热装置

技术领域

本实用新型涉及一种散热装置，特别涉及一种变频器散热装置。

背景技术

由于大功率工业变频器工作在较为恶劣的环境下，尤其是在满负荷运转的情况下，会导致变频器发热严重，直接影响变频器的工作效率和寿命，所以变频器的散热是至关重要的。如之前申请并公开的专利，申请号：201120451784.1，名称为一种带散热功能的低压变频器，该篇专利的方案是包括变频器机柜，变频器机柜内设置风扇电机及风扇控制装置，风扇控制装置包括用于控制风扇转速的MCU，MCU的输入端口上采样连接有设安装在变频器机柜中的温度传感器，MCU的用于输出PWM信号的输出端口通过驱动器控制连接风扇电机的控制电路。该篇专利虽然提供了一种通过调节PWM信号占空比使变频器散热风扇转速调整的方案，但只对整个变频器机柜设置一个风扇进行散热，不利于大功率工业变频器的散热。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种用于大功率工业变频器，具有多个散热风扇，并对多个风扇进行单独控制的变频器散热装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种变频器散热装置，包括变频器、控制器和变频器机柜，在所述变频器机柜内设置有所述变频器，在所述变频器上设置有所述控制器和多个功能模块，在每个所述功能模块附近的变频器机柜上设置一个用于单独为之散热的风扇，所述控制器设置有多个PWM信号输出端和多个信号输入端，所述多个PWM信号输出端分别与每个所述风扇的控制电路连接，在每个所述功能模块上设置有温度传感器，所述控制器的多个信号输入端分别通过传感器电路与每个所述温度传感器连接。

进一步，温度传感器为热敏电阻温度传感器。

进一步，传感器电路由热敏电阻RT1、电阻R1和电容C1组成，所述热敏电阻RT1与所述电阻R1串联，所述电容C1与热敏电阻RT1并联，所述电阻R1的一端连接电源，所述热敏电阻RT1的一端接地，所述热敏电阻RT1与所述电阻R1的公共端连接所述控制器信号输入端。

进一步，风扇的控制电路包括一个光电耦合器U1，所述光电耦合器U1包括一个发光元件和一个光敏元件，所述发光元件的一极连接电源，另一极与所述控制器的PWM信号输出端连接，所述光敏元件的一级与风扇端口连接，另一极接地，与所述光敏元件一极连接的风扇端口通过电阻R5与风扇电源连接。

进一步，发光元件为发光二极管D1，所述发光二极管D1的阳极与电源连接，阴极与所述控制器的PWM信号输出端连接。

进一步，光敏元件为光电三极管Q1，所述光电三极管Q1的集电极与所述风扇连接，发射极接地。

进一步，风扇为直流风扇。

进一步，多个功能模块分别为三个IGBT功率模块和一个三相整流桥模块。

综上内容，本实用新型所述的一种变频器散热装置，具有如下优点：

1、通过多个风扇分别对多个变频器内部的模块分别进行散热，提高了散热效果。

2、对每个风扇进行单独的控制，由于变频器不同模块的温升情况不同，对风扇单独控制可使每个模块所对应的风扇的开启时间和转速变化时间均不同，实现了有针对性的散热，提高了散热效果，并使散热装置节能。

3、通过在控制器内设定启动电压值，使变频器在刚开机或温度不高时，各个风扇关闭，不进行散热，使变频器散热装置节能。

4、通过控制器发送不同占空比的PWM信号，调节各个风扇的转速快慢，使温度升高或降低时，风扇也相对应的提高转速或降低转速。

附图说明

图1 是本实用新型的结构示意图；

图2 是本实用新型温度传感器电路的示意图；

图3 是本实用新型风扇控制电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种变频器散热装置，包括四个风扇，风扇为直流风扇，每个风扇相对应四个变频器的功能模块，分别是三个IGBT功率模块和一个三相整流桥模块，四个风扇与四个模块一一对应，通过四个风扇分别对四个变频器模块进行散热。四个风扇设置在变频器机柜上，每个风扇为一个变频器模块进行散热，并设置在靠近该变频器模块的机柜上。在变频器内部设置有控制器。

控制器用于分别控制四个风扇。在四个变频器功能模块上分别设置有温度传感器，四个温度传感器分别检测四个模块的温度。四个温度传感器分别通过各自的传感器电路与控制器的四个信号输入端连接，将四个模块的不同温度所对应的电压信号传输到控制器内。在控制器上预先设定一个开启电压值，该电压值为风扇开启所需温度对应的电压值，即当四个模块中某个模块达到一定温度时，需要开启风扇散热所对应的电压值，控制器接收来自四个温度传感器的电压信号，与开启电压值对比，如果小于该开启电压值，则不输出PWM信号，风扇关闭；如果大于该开启电压值，则输出PWM信号，风扇开启。通过该开启电压值，可使本方案所述的工业变频器散热装置节能。

控制器的四个PWM信号输出端分别连接四个模块相对应的风扇的控制电路，控制器通过接收不同温度相对应的电压信号，来确定所输出的PWM信号的占空比，再经风扇的控制电路，控制风扇的平均电压，从而控制风扇的转速，使四个模块在温度较高时，与模块相对应的风扇有较高的转速，当四个模块温度降低时，与模块相对应的风扇转速也降低。

控制器通过四个模块的温度传感器检测各个模块的温度，并接收由四个模块不同温度转换的不同电压信号，判断每个模块的风扇是否需要开启和开启后所需的转速。控制器通过输出不同占空比的PWM信号到各个风扇的控制电路，从而调节风扇电机的平均电压，达到调节风扇转速的目的。

本方案可分别控制每个风扇的开启和转速大小，即可分别就变频器内的每个风扇所对应的模块进行散热，四个模块中温升较快的模块，为该模块散热的风扇开启早，提高转速早；温升较慢的模块，为该模块散热的风扇开启晚，转速提升晚，这样有针对性的散热可有效的提高整个变频器的散热能力，并且节能。在变频器刚开启或温度较低时，各个模块的温度不需要风扇散热，控制器控制风扇关闭；当温度上升后，控制器控制风扇开启，使变频器散热装置更加节能。再通过控制器输出不同占空比的PWM信号，对风扇转速进行调整。

图2是温度传感器电路的示意图，如图2所示，温度传感器为热敏电阻温度传感器，传感器电路由热敏电阻RT1、电阻R1和电容C1组成，热敏电阻RT1与电阻R1串联，电容C1与热敏电阻RT1并联，电阻R1的一端连接电源，热敏电阻RT1的一端接地，热敏电阻RT1与电阻R1的公共端连接控制器的信号输入端。热敏电阻RT1随温度而变化，热敏电阻RT1两端的电压也随之变化，热敏电阻RT1两端的电压值通过控制器的信号输入端传输到控制器上。

图3是风扇的控制电路的示意图，如图3所示，风扇的控制电路包括一个光电耦合器U1，光电耦合器U1包括一个发光二极管D1和一个光电三极管Q1，发光二极管D1的阳极通过一组并联的电阻（R2、R3）与电源连接，阴极与控制器的PWM信号输出端连接，在发光二极管D1两级之间并联一个电阻R4和一个二极管D2；光电三极管Q1的集电极与风扇端口连接，发射极接地，与光电三极管Q1的集电极连接的风扇端口通过电阻R5与风扇电源连接。当PWM信号为高电平时，通过光电耦合器U1，光电三极管Q1接通，风扇电源通过光电三极管Q1接地，此时风扇为低电压；当PWM信号为低电平时，光电三极管Q1关闭，此时，风扇为高电压。控制器通过发出不同占空比的PWM信号来控制风扇电机的平均电压，从而控制风扇转速。

上述变频器散热装置的控制方法，主要为以下步骤：

步骤1，四个温度传感器分别检测变频器中四个功能模块的温度，即三个IGBT功率模块的温度和一个三相整流桥模块的温度。

步骤2，四个温度传感器分别将四个模块的温度通过传感器电路转换为电压信号，并传输到控制器的四个信号输入端。

步骤3，在控制器内预先设定一个开启电压值，该电压值为风扇开启所需温度对应的电压值，即当四个模块中某个模块达到一定温度时，需要开启风扇散热所对应的电压值，控制器接收来自四个温度传感器的电压信号，将四个电压信号分别与开启电压值对比，如果小于该开启电压值，则不输出PWM信号，该电压信号所对应的风扇关闭；如果大于该开启电压值，则输出PWM信号，该电压信号所对应的风扇开启。

步骤4，在风扇开启的情况下，当变频器中某个模块的温度上升或下降时，控制器接收该模块的电压信号也会变大或变小，控制器根据所接收的电压信号的大小，来确定所输出的PWM信号占空比大小，将PWM信号传输到该模块相对应的风扇的控制电路中，从而控制该模块的风扇转速大小。四个模块中每个模块均进行上述的单独控制，从而使控制器可单独的控制每个模块的风扇是否开启或开启后的转速大小，可分别对四个模块中温升较快的模块进行先散热，温升较慢的模块进行后散热，有针对性的进行散热，有效的提高了整个变频器的散热效果。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种变频器散热装置，包括变频器、控制器和变频器机柜，在所述变频器机柜内设置有所述变频器，在所述变频器上设置有所述控制器和多个功能模块，其特征在于：在每个所述功能模块附近的变频器机柜上设置一个用于单独为之散热的风扇，所述控制器设置有多个PWM信号输出端和多个信号输入端，所述多个PWM信号输出端分别与每个所述风扇的控制电路连接，在每个所述功能模块上设置有温度传感器，所述控制器的多个信号输入端分别通过传感器电路与每个所述温度传感器连接。

2.根据权利要求1所述的变频器散热装置，其特征在于：所述温度传感器为热敏电阻温度传感器。

3.根据权利要求2所述的变频器散热装置，其特征在于：所述传感器电路由热敏电阻RT1、电阻R1和电容C1组成，所述热敏电阻RT1与所述电阻R1串联，所述电容C1与热敏电阻RT1并联，所述电阻R1的一端连接电源，所述热敏电阻RT1的一端接地，所述热敏电阻RT1与所述电阻R1的公共端连接所述控制器信号输入端。

4.根据权利要求1所述的变频器散热装置，其特征在于：所述风扇的控制电路包括一个光电耦合器U1，所述光电耦合器U1包括一个发光元件和一个光敏元件，所述发光元件的一极连接电源，另一极与所述控制器的PWM信号输出端连接，所述光敏元件的一级与风扇端口连接，另一极接地，与所述光敏元件一极连接的风扇端口通过电阻R5与风扇电源连接。

5.根据权利要求4所述的变频器散热装置，其特征在于：所述发光元件为发光二极管D1，所述发光二极管D1的阳极与电源连接，阴极与所述控制器的PWM信号输出端连接。

6.根据权利要求4所述的变频器散热装置，其特征在于：所述光敏元件为光电三极管Q1，所述光电三极管Q1的集电极与所述风扇连接，发射极接地。

7.根据权利要求1所述的变频器散热装置，其特征在于：所述风扇为直流风扇。

8.根据权利要求1所述的变频器散热装置，其特征在于：所述多个功能模块分别为三个IGBT功率模块和一个三相整流桥模块。

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