CN204131372U - 一种矿用变频器冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿用变频器冷却装置，包括变频器、变频器壳体、内循环冷却装置、外循环风冷装置、外循环水冷装置，所述变频器固定在变频器壳体内部，所述内循环冷却装置固定在变频器壳体内部，并且与变频器接触，所述外循环风冷装置通过阀门与内循环冷却装置连接，所述外循环水冷装置通过阀门与内循环冷却装置连接，外循环水冷装置通过阀门与外循环风冷装置连接。本实用新型的有益效果是可以根据实际情况选择风冷散热或水冷散热，提高散热效果，节约水资源。

Description

一种矿用变频器冷却装置

技术领域

本实用新型属于冷却设备领域，尤其是涉及一种矿用变频器冷却装置。

背景技术

随着变频调速技术的发展，以及满足煤矿节能和安全生产的要求，矿用变频器在煤矿矿井下应用越来越广泛。矿用变频器内部的电力电子器件在工作过程中的功率损耗会转化为热量，需要及时进行冷却处理，否则会由于热量积累产生高温，影响电力电子器件工作的可靠性，甚至损坏电力电子器件。目前，矿用变频器冷却技术主要有热管散热、水冷散热等。热管散热相对效率低、造价高，在大功率矿用变频器中，水冷散热由于其较高的散热效率逐渐成为主流的冷却方式。部分矿用变频器采用矿井水直接对矿用变频器内部的电力电子器件进行冷却。该冷却方式散热效率高，但矿井水水质复杂，长期使用会腐蚀或堵塞水路系统，降低矿用变频器冷却系统工作可靠性。考虑到上述风险，目前大部分矿用变频器选用内、外双循环水冷却系统，即内循环采用水冷对矿用变频器内部的电力电子器件进行冷却，外循环采用水冷通过水-水换热器与内循环冷却水进行热交换，将矿用变频器内部电力电子器件产生的热量携带至变频器壳体外。该内、外双循环水冷系统散热效果好，但是需要消耗大量的水资源。为了节省水资源，部分矿用变频器采用了内循环水冷、外循环风冷冷却系统，即内循环采用水冷对矿用变频器内部的电力电子器件进行冷却，外循环采用强制风冷通过水-空换热器与内循环冷却水进行热交换，将矿用变频器内部电力电子器件产生的热量携带至变频器壳体外。该内循环水冷、外循环风冷冷却系统，可避免消耗冷却水，节省水资源，但是风冷散热器相对效率低、体积大，当矿用变频器发热量较大或矿井下空气冷却条件恶化时，无法满足矿用变频器的冷却需求。存在浪费水资源、无法根据矿下环境选择不同的冷却方式等技术问题。

发明内容

本实用新型要解决的问题是提供一种矿用变频器冷却装置，尤其适合用于矿井用变频器的冷却。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种矿用变频器冷却装置，包括变频器、变频器壳体、内循环冷却装置、外循环风冷装置、外循环水冷装置，所述变频器固定在变频器壳体内部，所述内循环冷却装置固定在变频器壳体内部，并且与变频器接触，所述外循环风冷装置通过阀门与内循环冷却装置连接，所述外循环水冷装置通过阀门与内循环冷却装置连接，外循环水冷装置通过阀门与外循环风冷装置连接。

进一步的，所述内循环冷却装置包括内循环风冷换热器、用于为内循环风冷换热器散热的内循环风机、蓄水箱、过滤器、排气罐、冷板、水泵，所述内循环风冷换热器的进水口与所述外循环水冷装置的出水口连接，内循环风冷换热器的出水口与冷板的进水口连接，冷板出水口与排气罐进水口连接，所述蓄水箱出水口与排气罐进水口连接，蓄水箱出水口与排气罐进水口之间连接有过滤器，所述排气罐出水口与水泵进水口连接，所述水泵出水口与外循环风冷装置的进水口连接，外循环风冷装置的出水口与外循环水冷装置的进水口连接。

进一步的，所述外循环风冷装置包括外循环风冷换热器、用于为外循环风冷换热器散热的外循环风机，所述外循环水冷装置包括板式换热器，所述外循环风冷换热器的进水口、水泵出水口、板式换热器的热流进口通过三通球阀连接，外循环风冷换热器的出水口与板式换热器的热流进口连接，板式换热器的热流出口与内循环风冷换热器的进水口连接，板式换热器的冷流进口与供水管连接，板式换热器的冷流出口与回水管连接。

进一步的，所述板式换热器的冷流进口与供水管之间连接有减压阀、过滤器、流量调节阀和开关阀，板式换热器的冷流出口与回水管之间连接有开关阀，所述水泵出水口和三通球阀之间连接有自动排气阀，所述冷板出水口与排气罐进水口之间连接有排水阀，外循环风冷换热器的出水口与板式换热器的热流进口之间连接有开关阀。

进一步的，还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器包括设置在冷板上的第一温度传感器，设置在冷板出水口处的第二温度传感器，设置在外循环风机上的第三温度传感器，所述第一温度传感器与控制器连接，第二温度传感器与控制器连接，第三温度传感器与控制器连接，内循环风机与控制器连接，外循环风机与控制器连接。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，可以根据实际情况选择风冷散热或水冷散热，或风冷散热、水冷散热同时选用；具有环境适应性强、节约水资源、散热效果佳等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的电气控制部分的结构框图。

图中：

1、变频器            2、变频器壳体        3、内循环冷却装置

4、外循环风冷装置    5、外循环水冷装置    6、内循环风冷换热器

7、内循环风机        8、冷板              9、排气罐

10、过滤器           11、蓄水箱           12、水泵

13、第一温度传感器   14、第二温度传感器   15、排水阀

16、自动排气阀       17、三通球阀         18、外循环风冷换热器

19、外循环风机       20、第三温度传感器   21、开关阀

22、板式换热器       23、减压阀           24、流量调节阀

25、供水管           26、回水管           27、控制器

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型一种矿用变频器1冷却装置，包括变频器1、变频器壳体2、内循环冷却装置3、外循环风冷装置4、外循环水冷装置5，变频器1固定在变频器壳体2内部，内循环冷却装置3固定在变频器壳体2内部，并且与变频器1接触，外循环风冷装置4通过阀门与内循环冷却装置3连接，外循环水冷装置5通过阀门与内循环冷却装置3连接，外循环水冷装置5通过阀门与外循环风冷装置4连接；内循环冷却装置3包括内循环风冷换热器6、用于为内循环风冷换热器6散热的内循环风机7、蓄水箱11、过滤器10、排气罐9、冷板8、水泵12，内循环风冷换热器6的进水口与外循环水冷装置5的出水口连接，内循环风冷换热器6的出水口与冷板8的进水口连接，冷板8出水口与排气罐9进水口连接，蓄水箱11出水口与排气罐9进水口连接，蓄水箱11出水口与排气罐9进水口之间连接有过滤器10，排气罐9出水口与水泵12进水口连接，水泵12出水口与外循环风冷装置4的进水口连接，外循环风冷装置4的出水口与外循环水冷装置5的进水口连接；外循环风冷装置4包括外循环风冷换热器18、用于为外循环风冷换热器18散热的外循环风机19，外循环水冷装置5包括板式换热器22，外循环风冷换热器18的进水口、水泵12出水口、板式换热器22的热流进口通过三通球阀17连接，外循环风冷换热器18的出水口与板式换热器22的热流进口连接，板式换热器22的热流出口与内循环风冷换热器6的进水口连接，板式换热器22的冷流进口与供水管25连接，板式换热器22的冷流出口与回水管26连接；板式换热器22的冷流进口与供水管25之间连接有减压阀23、过滤器10、流量调节阀24和开关阀21，板式换热器22的冷流出口与回水管26之间连接有开关阀21，水泵12出水口和三通球阀17之间连接有自动排气阀16，冷板8出水口与排气罐9进水口之间连接有排水阀15，外循环风冷换热器18的出水口与板式换热器22的热流进口之间连接有开关阀21；还包括温度传感器和控制器27，温度传感器包括设置在冷板8上的第一温度传感器13，设置在冷板8出水口处的第二温度传感器14，设置在外循环风机19上的第三温度传感器20，第一温度传感器13与控制器27连接，第二温度传感器14与控制器27连接，第三温度传感器20与控制器27连接，内循环风机7与控制器27连接，外循环风机19与控制器27连接。

本实例的工作过程：第三温度传感器20检测矿下空气温度，控制器27读取第三温度传感器20的数据，在矿下环境满足散热需求时，调节三通球阀17，使水泵12与外循环风冷换热器18连通，同时关闭供水管25、回水管26的开关阀21，此时只开启外循环风冷4装置，水泵12将待冷却的高温水送入外循环风冷装置4，经过外循环风冷换热器18冷却后的冷却水流入位于变频器壳体2内的内循环风冷换热器6，通过内循环风机7和内循环风冷换热器6冷却变频器壳体2内的空气，从内循环风冷换热器6流出的冷却水流入冷板8，位于冷板8上的变频器1与冷板8内的冷却水热交换，冷却水温度升高成为高温水，高温水经过排气罐9流入水泵12；第一温度传感器13检测冷板8温度并将数据传输至控制器27，第二温度传感器14检测冷板8出水口高温水的温度并将数据传输至控制器27，控制器27根据第一温度传感器13和第二温度传感器14传输回的数据控制外循环风机19的转速，达到节约电能的目的。

当第三温度传感器20检测到的矿下空气温度无法满足散热需求时，调节三通球阀17使水泵12和板式换热器22导通，开启供水管25、回水管26的开关阀21，关闭外循环风冷换热器18的出水口与板式换热器22的热流进口之间的开关阀21，此时关闭外循环风冷装置4，启用外循环水冷装置5；使用外循环水冷装置5散热时水泵12将待冷却的高温水送入外循环水冷装置5，高温水在板式换热器22内与外循环冷却水进行热交换成为冷却水，冷却水流入位于变频器壳体2内的内循环风冷换热器6，通过内循环风机7和内循环风冷换热器6冷却变频器壳体2内的空气，从内循环风冷换热器6流出的冷却水流入冷板8，位于冷板8上的变频器1与冷板8内的冷却水热交换，冷却水温度升高成为高温水，高温水经过排气罐9流入水泵12；第一温度传感器13检测冷板8温度并将数据传输至控制器27，第二温度传感器14检测冷板8出水口高温水的温度并将数据传输至控制器27，控制器27根据第一温度传感器13和第二温度传感器14传输回的数据控制流量调节阀24的开度。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种矿用变频器冷却装置，其特征在于：包括变频器、变频器壳体、内循环冷却装置、外循环风冷装置、外循环水冷装置，所述变频器固定在变频器壳体内部，所述内循环冷却装置固定在变频器壳体内部，并且与变频器接触，所述外循环风冷装置通过阀门与内循环冷却装置连接，所述外循环水冷装置通过阀门与内循环冷却装置连接，外循环水冷装置通过阀门与外循环风冷装置连接。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述内循环冷却装置包括内循环风冷换热器、用于为内循环风冷换热器散热的内循环风机、蓄水箱、过滤器、排气罐、冷板、水泵，所述内循环风冷换热器的进水口与所述外循环水冷装置的出水口连接，内循环风冷换热器的出水口与冷板的进水口连接，冷板出水口与排气罐进水口连接，所述蓄水箱出水口与排气罐进水口连接，蓄水箱出水口与排气罐进水口之间连接有过滤器，所述排气罐出水口与水泵进水口连接，所述水泵出水口与外循环风冷装置的进水口连接，外循环风冷装置的出水口与外循环水冷装置的进水口连接。

3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于：所述外循环风冷装置包括外循环风冷换热器、用于为外循环风冷换热器散热的外循环风机，所述外循环水冷装置包括板式换热器，所述外循环风冷换热器的进水口、水泵出水口、板式换热器的热流进口通过三通球阀连接，外循环风冷换热器的出水口与板式换热器的热流进口连接，板式换热器的热流出口与内循环风冷换热器的进水口连接，板式换热器的冷流进口与供水管连接，板式换热器的冷流出口与回水管连接。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于：所述板式换热器的冷流进口与供水管之间连接有减压阀、过滤器、流量调节阀和开关阀，板式换热器的冷流出口与回水管之间连接有开关阀，所述水泵出水口和三通球阀之间连接有自动排气阀，所述冷板出水口与排气罐进水口之间连接有排水阀，外循环风冷换热器的出水口与板式换热器的热流进口之间连接有开关阀。

5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于：还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器包括设置在冷板上的第一温度传感器，设置在冷板出水口处的第二温度传感器，设置在外循环风机上的第三温度传感器，所述第一温度传感器与控制器连接，第二温度传感器与控制器连接，第三温度传感器与控制器连接，内循环风机与控制器连接，外循环风机与控制器连接。