CN205029550U - 变流器及风力发电机组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种变流器及风力发电机组。变流器包括:柜体;风机,风机设置在柜体内,并具有进风口和出风口;换热部件,换热部件设置在柜体内,且对应于风机的出风口;分流板,分流板设置在柜体内,并与柜体的柜壁组成与风机的进风口连通的风道,分流板对应变流器的功率器件的位置处开设有回风口。本实用新型利用风机驱动柜体内的空气循环流动,循环流动的空气将功率器件产生的热量带入换热部件,由换热部件对其冷却,有效提高了该变流器柜体内部的散热效果;同时,该变流器的柜体内部结构简单紧凑,便于生产安装。

Description

变流器及风力发电机组
技术领域
[0001] 本实用新型涉及散热技术领域,尤其涉及一种变流器及风力发电机组。
背景技术
[0002] 风力发电技术是获取风能的主要技术手段,提高风力发电机组的单机容量可以获取更多的风能资源。目前,风力发电机组的单机容量正从1.5MW向6MW以上增长,而随着风力发电机组的单机容量的增长,风电变流器就需要更高效的散热系统,使得风电变流器的体积更小,功率密度更高,在单位体积内带走的更多的热量。
[0003] 现有技术中的风电变流器的散热系统,主要由散热风机、换热器和风道设计构成,再配合柜体上的进气口和出气口,对风电变流柜进行散热,其散热效果差,且还存在如下问题:1、柜体内部通过的进风口和出风口与外界进行空气交换,这会造成灰尘等外物进入柜体内部,污染柜体内部的功率器件;2、散热系统包括多台风机为多个功率器件提供风量,风机占用的空间较大,要求体积更大的柜体;3、大多数柜体的散热系统只能适应特定的发热体,而且风道的设计千差万别,这就造成了现有技术的散热系统拓展性较差。
[0004] 总之,现有技术中的风电变流器的散热系统,有散热效果差、柜体内部功率器件易被污染、柜体体积较大、散热系统拓展性较差的问题。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的实施例提供一种变流器及风力发电机组,以解决现有技术的风电变流器散热效果差、散热系统拓展性较差的问题。
[0006] 为达到上述目的,本实用新型的实施例提供一种变流器,包括:柜体;风机,风机设置在柜体内,并具有进风口和出风口 ;换热部件,换热部件设置在柜体内,且对应于风机的出风口;分流板,分流板设置在柜体内,并与柜体的柜壁组成与风机的进风口连通的风道,分流板对应变流器的功率器件的位置处开设有回风口。
[0007] 进一步地,变流器还包括隔板,隔板与分流板连接并将柜体的内部空间分割成为第一区域和第二区域,隔板上设置有贯通的通风口,换热部件设置在通风口处。
[0008] 进一步地,第一区域和第二区域仅通过分流板上的回风口和换热部件连通。
[0009] 进一步地,风机设置在第一区域内,换热部件设置在第二区域内,分流板与柜体的柜壁构成的风道位于第一区域内。
[0010] 进一步地,分流板间隔于柜体的后柜壁设置,以形成风道,回风口为多个且沿柜体的高低方向依次间隔设置在分流板上。
[0011] 进一步地,至少两个回风口的截面积不等。
[0012] 进一步地,回风口为矩形。
[0013] 进一步地,换热部件包括换热管和换热风道,换热管设置在换热风道的外周,风机的出风口吹出的风通过换热风道进入第二区域。
[0014] 进一步地,换热部件包括换热管和换热风道,换热管设置在换热风道外周,且换热管内具有冷却剂。
[0015] 根据本实用新型的另一方面,提供一种风力发电机组,包括上述的变流器。
[0016] 本实用新型的实施例的变流器及风力发电机组,利用风机驱动柜体内的空气循环流动,循环流动的空气将功率器件产生的热量带入换热部件,由换热部件对其冷却,实现了对功率器件的冷却,有效提高了该变流器柜体内部的散热效果。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型的实施例的变流器的结构示意图;
[0018] 图2为本实用新型的实施例的变流器提供的隔板的结构示意图。
[0019] 附图标记
[0020] 1、柜体;2、风机;3、换热部件;4、分流板;5、风道;6、功率器件;7、回风口 ;8、隔板;9、第一区域;10、第二区域;11、通风口 ;12、控制部件。
具体实施方式
[0021] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面参照附图并结合实施例对本实用新型的变流器进行详细描述。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0022] 图1为本实用新型实施例的变流器的结构示意图。在本实施例中,该变流器应用于风力发电机组中,该变流器具有很好散热效果。当然,该变流器还可以应用到其它环境中。
[0023] 如图1所示,根据本实用新型的本实施例,该变流器包括柜体I和设置在柜体I内的风机2、换热部件3、分流板4、功率器件6,其中,风机2具有进风口和出风口(图中未示出),其用于驱动柜体I内的空气流动;换热部件3对应于风机2的出风口设置,其用于将风机2吹出的风冷却;分流板4与柜体I的柜壁组成与风机2的进风口连通的风道5,且在分流板4对应功率器件6的位置处开设有回风口 7。由于分流板4对应于功率器件6的位置处开设了回风口 7,因而针对性地在对应各功率器件6的位置处形成了风道,可以对各个功率器件6进行针对性地散热,使得各功率器件6的散热效果良好,保证变流器内的各功率器件6均处于合适的工作温度中。
[0024] 其中,柜体I优选为长方体柜体,这样便于加工和运输。
[0025] 优选地,柜体I的内部还设置有隔板8,隔板8与分流板4连接并将柜体I的内部空间分割成为第一区域9和第二区域10,第一区域9和第二区域10除通过回风口 7和换热部件3连通外,其它部分均不连通。
[0026] 风机2设置在第一区域9内。这样设置是因为分流板4和柜体I的柜壁构成的风道5为第一区域9的一部分,更有利于回风进入风机2内。换热部件3对应于风机2的出风口设置在隔板8上且位于第二区域10内。如图2所示,隔板8上设置有通风口 11,供风机2吹出的风通过隔板8进入换热部件3内。变流器的功率器件6设置在第二区域10内。
[0027] 这使得风机2吹出的风必须全部经过换热部件3,由此保证空气被充分冷却,又由于风只能通过回风口 7流出第二区域10,因而可以保证冷却后的风必须经过功率器件6,可以对功率器件6进行良好地冷却,保证功率器件6处于较为适宜的工作温度。
[0028] 通过将柜体I内的空间隔离,并在对应于功率器件6的位置设置回风口 7,形成对应于功率器件6的风道,使风必须经过功率器件6,保证了散热效果和散热效率。
[0029] 当然,功率器件6、风机2和换热部件3设置的区域并不限于上述的方式。例如,功率器件6可以设置在第二区域内,风机2和换热部件3可以设置在同一区域内等。柜体I内的空间也不限定于仅隔离出第一区域9和第二区域10,还可以根据需要在需要的位置隔离出更多的区域。第一区域9和第二区域10之间除通过回风口 7和隔板8上的通风口11连通之外,可以还通过一些缝隙连通,只要保证大部分的空气经过换热部件3和回风口 7即可。
[0030] 在本实施例中,分流板4间隔于柜体I的后柜壁设置,并形成风道5,回风口 7为多个且沿柜体I的高低方向依次间隔设置在分流板4上。由于变流器的各功率器件6沿柜体I的高度方向依次间隔设置在柜体I内,为了保证能够针对性地散热,多个回风口 7对应于各功率器件6的位置设置。
[0031] 若功率器件6的设置方式改变,则可以相应地改变回风口 7的设置位置,以便在对应于功率器件6的位置处形成风道,使空气可以充分地与功率器件6接触,并带走功率器件6散发的热量。
[0032] 优选地,回风口 7的大小和形状可以根据其对应的不同的功率器件6确定。如根据不同的功率器件6的实际散热量,通过仿真设计计算确认出风通过其的风速和与其对应的回风口 7的大小(即截面积),不同大小的回风口 7得到相应的冷却风量,对相应的功率器件6进行散热,使柜体I内部的散热系统得到优化。
[0033] 由于回风口 7的大小是根据其对应的功率器件6的散热量确定的,因而多个回风口 7中可能其中两个回风口 7的大小不等。
[0034] 回风口 7的形状为矩形,因为通常功率器件6的形状为矩形,相应地,回风口 7的形状为矩形。当然,回风口 7的形状可以为圆形或其它形状(六边形、五边形等)。
[0035] 风机2可以为离心风机或轴流风机,其作用主要是引流,加速柜体I内的空气流动。在本实施例中,风机2设置在柜体I的底部。这样设置的好处是便于安装和固定风机2,且有助于下部的冷空气升至柜体I的上部,对柜体I上部的功率器件6进行冷却。当然,风机2的设置位置可以根据不同的需求选定,也可以设置在柜体I的顶部或侧壁上。
[0036] 换热部件3的作用为将风机2吹出的风(可以是其吹出的部分风,也可以是其吹出的全部风)冷却,其对应于风机2的出风口设置,以使风机2吹出的风更容易进入换热部件3。
[0037] 在本实施例中,换热部件3为水风换热器,即换热部件3包括换热风道和设置在风道外周的换热管。换热管内具有冷却介质,且其与位于柜体I外部的部分连通。风机2吹出的风通过换热风道时与换热管内的换热介质换热,使得风的温度降低,实现对风的冷却。当然,换热部件3可以为其他部件,只要能够降低风的温度即可。
[0038] 本实施例中,由于采用上述的散热方式,使得变流器在工作时,仅换热部件3的冷却剂管穿出柜壁,其他部分均不与柜体I的外部连通,因而使得变流器的IP(INGRESSPROTECT1N)防护等级很高,其可以达到IP54,可以有效避免柜内部件受外界污染,保证柜内部件安全。作为一种可实施方式,通风口 11的位置设置在风机2的左上方(图1中所示的左上方),则换热部件3就位于风机2的左上方,这样可以使空气向上流动。
[0039] 作为一种可实施方式,柜体I内还设置有控制部件12,控制部件12可以设置在换热部件3和位于最下方的功率器件6之间的位置,以使其第一时间接触到从换热部件3导出的冷却过的空气,保证其不会受到功率器件6所产生热量的影响。
[0040] 本实施例的变流器开始工作时,由风机2驱动柜体I内的空气循环流动(图1中所示的方向箭头表示柜体I内循环流动的空气),循环流动的空气将功率器件6产生的热量通过回风口 7带入风道5,由风机2将热风送入换热部件3,换热部件3对热风进行冷却,将热量导出柜体I外,冷风流入功率器件6,进而实现对功率器件6的冷却,使得变流器的柜体I内部的部件可以被良好地冷却,满足其所需要的散热要求。
[0041] 本实用新型的变流器具有如下效果:
[0042] 该变流器柜体内部结构简单紧凑,便于生产安装;
[0043] 利用分流板上的回风口分配风量,使功率器件得到合适的风量以满足其需要的散热量,进而提尚柜体内部的散热效率;
[0044] 柜体内部与外部没有空气交换,避免了对柜体内功率器件造成的污染。
[0045] 以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种变流器,其特征在于,包括: 柜体⑴; 风机(2),所述风机(2)设置在所述柜体(1)内,并具有进风口和出风口 ; 换热部件(3),所述换热部件(3)设置在所述柜体(1)内,且对应于所述风机(2)的出风口 ; 分流板(4),所述分流板(4)设置在所述柜体(1)内,并与所述柜体(1)的柜壁组成与所述风机(2)的进风口连通的风道(5),所述分流板(4)对应所述变流器的功率器件(6)的位置处开设有回风口(7)。
2.根据权利要求1所述变流器,其特征在于,所述变流器还包括隔板(8),所述隔板(8)与所述分流板(4)连接并将所述柜体(1)的内部空间分割成为第一区域(9)和第二区域(10),所述隔板(8)上设置有贯通的通风口(11),所述换热部件(3)设置在所述通风口(11)处。
3.根据权利要求2所述变流器,其特征在于,所述第一区域(9)和所述第二区域(10)仅通过所述回风口(7)和所述换热部件(3)连通。
4.根据权利要求2或3所述变流器,其特征在于,所述风机(2)设置在所述第一区域(9)内,所述换热部件(3)设置在所述第二区域(10)内,所述分流板(4)与所述柜体(1)的柜壁构成的所述风道(5)位于所述第一区域(9)内。
5.根据权利要求1所述变流器,其特征在于,所述分流板⑷间隔于所述柜体⑴的后柜壁设置,以形成所述风道(5),所述回风口(7)为多个且沿所述柜体(1)的高低方向依次间隔设置在所述分流板(4)上。
6.根据权利要求5所述变流器,其特征在于,至少两个所述回风口(7)的截面积不等。
7.根据权利要求5或6所述变流器,其特征在于,所述回风口(7)为矩形。
8.根据权利要求4所述变流器,其特征在于,所述换热部件(3)包括换热管和换热风道,所述换热管设置在所述换热风道的外周,所述风机(2)的出风口吹出的风通过所述换热风道进入所述第二区域(10)。
9.根据权利要求1所述变流器,其特征在于,所述换热部件(3)包括换热管和换热风道,所述换热管设置在所述换热风道外周,且所述换热管内具有冷却剂。
10.一种风力发电机组,其特征在于,所述风力发电机组包括权利要求1-9中任一项所述的变流器。
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