CN205376347U - 固态开关用外置式水冷油箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了固态开关用外置式水冷油箱，包括箱体及和所述箱体连接的箱盖，所述箱盖包括和所述箱体连接的盖板及和所述盖板连接的冷却板，所述盖板和所述冷却板连接的一侧上设有冷管，所述固态开关安装在所述盖板和所述箱体连接的一侧上；油箱采用盖板压接冷管，增加箱体内部安装空间，降低加工难度；油箱内大功率器件直接与油箱盖板接触，通过盖板水冷及增大盖板散热面积来传递热量，提高其散热能力；冷管压接在油箱盖板上表面不与变压器油接触，避免了当铜管焊接失效会引起的冷却液与绝缘油混合，提高了可靠性。

Description

固态开关用外置式水冷油箱

技术领域

本实用新型涉及大功率电源调制器的固态开关的冷却，具体涉及固态开关用外置式水冷油箱。

背景技术

近年来，大功率电源调制器的发展趋势是用半导体器件组成固态开关取代电子管，如IGBT串联技术。使用大功率的IGBT串联方式组成的固态开关代替电子管可以使调制器具有体积小、效率高、寿命长、成本低及可靠性高等优点。

目前固态调制器需要的电压都很高，而单个IGBT的耐压较低，如果用IGBT代替传统的放电开关，需要采用串、并联的方式提高耐压。为了不增加调制器体积，则采用了将固态开关浸油的方式来提高其耐压，防止产生爬电电晕。

IGBT组成的固态开关功率损耗大，温升高，油箱的自然冷却无法满足固态开关的散热要求。由于固态开关安装于油箱内部，如果采用强迫风冷势必会造成箱体体积增加，且散热效果差。而液体冷却可以实现热量的快速传递，能够保证固态开关的正常工作。但油箱的液体冷却方式一般是在箱壁四周盘绕并焊接散热铜管，通过水冷加强冷却液的对流换热。油箱箱壁上焊接散热铜管，箱体内部安装空间小；油箱箱壁四周盘绕散热铜管，加工成本高；发热器件的热量是通过冷却液的对流和导热及箱体导热传递，散热效果不佳；如果散热铜管焊接失效容易造成冷却液与绝缘油混合，可靠性差；铁制油箱质量大，而铝制油箱箱壁不易焊接散热铜管，加工难度大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供箱体内部安装空间大，加工成本低，散热效果好，加工制作方便，可靠性好的固态开关用外置式水冷油箱。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

该种固态开关用外置式水冷油箱，包括箱体及和所述箱体连接的箱盖，所述箱盖包括和所述箱体连接的盖板及和所述盖板连接的冷却板，所述盖板和所述冷却板连接的一侧上设有冷管，所述固态开关安装在所述盖板和所述箱体连接的一侧上。

所述盖板上设有安装所述冷管的安装槽，所述冷管的进水口部和出水口部从所述盖板伸出和设在所述箱体上所设转接板连接，所述转接板上设有和所述冷管的进水口部和出水口部分别连接的快速接头。

所述冷却板上设有散热凹槽。

所述箱体包括侧板、和所述侧板底端连接的底板及设于侧板顶端上的和所述盖板连接的连接法兰，所述连接法兰上设有安装密封圈的凹槽，所述底板底端设有脚板。

所述侧板上设有安装观察窗的固定法兰，所述观察窗上设有和所述固定法兰连接的压板。

所述侧板上设有安装放油螺塞的固定螺母。

所述侧板上设有高压接线端，所述盖板上设有低压接线端。

所述侧板上设有安装转接板的固定弯角，所述固定弯角上设有安装快速接头的安装槽。

所述盖板上设有把手。

所述盖板和所述箱体通过螺栓连接，所述冷却板和所述盖板通过螺栓连接，所述固态开关和所述盖板通过螺栓连接。

本实用新型的优点在于：该种固态开关用外置式水冷油箱，首先，油箱采用盖板压接冷管，增加箱体内部安装空间，降低加工难度。

其次，大功率器件安装在盖板未压接面上，散热表面接触良好，油箱内大功率器件直接与油箱盖板接触，通过盖板水冷及增大盖板散热面积来传递热量，提高其散热能力。

再次，冷管压接在油箱盖板上表面不与变压器油接触，避免了当铜管焊接失效会引起的冷却液与绝缘油混合，提高了可靠性。

再其次，油箱采用铝板加工成型，结构简单，体积小、重量轻，便于运输。

最后，油箱的高压接线端与低压接线端分离，提高安全可靠性，油箱采用快速接头实现水管的快速插拔，由于固态开关组件安装在盖板上可从箱体内直接取出，便于其安装维修。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型固态开关用外置式水冷油箱结构示意图。

图2为图1固态开关用外置式水冷油箱的箱盖打开后的结构示意图。

图3为图1固态开关用外置式水冷油箱的箱盖的结构示意图。

上述图中的标记均为：

1、底板；2、脚板；3、侧板；4、连接法兰；5、固定弯角；6、固定螺母；7、固定法兰；8、盖板；9、冷管；10、冷却板；11、把手；12、密封圈；13、高压接线端；14、低压接线端；15、转接板；16、观察窗；17、压板；18、快速接头；19、放油螺塞；20、紧固件；21、密封垫圈；22、密封垫；23、IGBT模块。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1-图3所示，该种固态开关用外置式水冷油箱，包括箱体及和箱体连接的箱盖，箱盖包括和箱体连接的盖板8及和盖板8连接的冷却板10，盖板8和冷却板10连接的一侧上设有冷管9，固态开关安装在盖板8和箱体连接的一侧上。油箱内大功率器件固态开关直接与油箱盖板8接触，通过盖板8水冷增大盖板8散热面积来传递热量，提高其散热能力。冷管9压接在盖板8上不与箱体内变压器油接触，避免了现有技术中当铜管焊接失效会引起的冷却液与绝缘油混合，提高可靠性。由于盖板8和冷管9压接成型会造成盖板8压接面的平面度差，而采用将大功率器件安装在盖板8未压接面上，散热表面接触良好。油箱采用盖板8压接冷管9代替传统的油箱箱壁上焊接铜管，增加箱体内部安装空间，降低加工难度。

盖板8上设有安装冷管9的安装槽，冷管9的进水口部和出水口部从盖板8伸出和设在箱体上所设转接板15连接，转接板15上设有和冷管9的进水口部和出水口部分别连接的快速接头18。转接板15采用铜板加工，与冷管9焊接连接，转接板15与快速接头18螺纹连接，实现水管的快速插拔，保证箱盖的冷却通道密封可靠。采用快速接头18实现和冷管9相接的水管的快速插拔，固态开关组件安装在盖板8上可从箱体内直接取出，便于其安装维修。

冷却板10上设有散热凹槽；冷却板10采用厚铝板加工，加工出呈散热片式的散热凹槽，减小与盖板8安装的板厚，保证散热效果的同时，能够降低水冷油箱的总体重量。

箱盖由盖板8、冷管9及冷却板10组成。冷管9采用紫铜管折弯成型后将其压入盖板8的半圆的安装槽内，并用金属环氧树脂胶粘合，保证盖板8表面平整。盖板8上表面安装冷却板10，其下表面安装IGBT模块23。

箱体包括侧板3、和侧板3底端连接的底板1及设于侧板3顶端上的和盖板8连接的连接法兰4，连接法兰4上设有安装密封圈12的凹槽，密封圈12采用航空橡胶板加工，密封圈12保证箱体和箱盖间的可靠密封，底板1底端设有脚板2。底板1、脚板2、侧板3和连接法兰4均采用铝板，箱体结构简单，制作方便。油箱采用铝板加工成型，结构简单，体积小、重量轻，便于运输。

侧板3上设有安装观察窗16的固定法兰7，观察窗16上设有和固定法兰7连接的压板17；观察窗16采用透明有机玻璃板加工，压板17采用铝板加工，用来固定观察窗16。压板17与固定法兰7螺纹连接，并在二者之间安装密封垫22以防漏油。观察窗16能够随时观测箱体内部情况，提高使用安全性。

侧板3上设有安装放油螺塞19的固定螺母6；放油螺塞19用铝棒加工，放油螺塞19与固定螺母6螺纹连接，并安装密封垫圈21以防漏油。固定螺母6方便放油螺塞19的安装，便于更换变压器油。

侧板3上设有高压接线端13，盖板8上设有低压接线端14。油箱的高压接线端13与低压接线端14分离，提高安全可靠性。

侧板3上设有安装转接板15的固定弯角5，固定弯角5上设有安装快速接头18的安装凹槽；固定弯角5为L型直角板，方便转接板15的快速可靠安装，进而方便冷管9的安装。

盖板8上设有把手11；把手11采用圆钢不锈钢折弯成型。把手11为设于盖板8上的一对，把手11为移动整个冷却油箱及移动箱盖提供便利。

盖板8和箱体通过螺栓连接，冷却板10和盖板8通过螺栓连接，固态开关IGBT模块和盖板8通过螺栓连接；螺栓连接拆装方便，维修方便。

具体地，该固态开关用外置式水冷油箱的装配过程为：先焊接底板1、脚板2、侧板3和连接法兰4形成箱体，并在箱体相应位置焊接固定弯角5和固定螺母6。然后将高压接线端13固定于侧板3上，在侧板3的固定法兰7上安装观察窗16并用压板17固定，观察窗16与固定法兰7之间安装密封垫22。放油螺塞19安装在侧板3上，与固定螺母6螺纹紧固，盖板8和连接法兰4装配时安装密封圈12。箱盖则采用了在盖板8上压接冷管9并安装冷却板10的结构方案，盖板8上表面加工与冷管9对应的半圆的安装槽，下表面加工安装IGBT模块23的螺孔。冷却板10加工出呈散热片式的散热凹槽，与盖板8螺纹连接，增加其散热面积。冷管9采用弯管器折弯，在压入盖板8后，与转接板15焊接，焊后保证转接板15与固定弯角5的装配位置。接着将箱盖安装在箱体上，通过紧固件20使两者之间安装的密封圈12产生塑性变形，防止其漏油。把手11固定在盖板8上。之后再将低压接线端14安装在盖板8上，快速接头18与转接板15螺纹连接，保证箱盖的冷却通道密封可靠。最后通过密封试验，完成水冷油箱的制作与装配。

显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：包括箱体及和所述箱体连接的箱盖，所述箱盖包括和所述箱体连接的盖板及和所述盖板连接的冷却板，所述盖板和所述冷却板连接的一侧上设有冷管，所述固态开关安装在所述盖板和所述箱体连接的一侧上。

2.如权利要求1所述的固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：所述盖板上设有安装所述冷管的安装槽，所述冷管的进水口部和出水口部从所述盖板伸出和设在所述箱体上所设转接板连接，所述转接板上设有和所述冷管的进水口部和出水口部分别连接的快速接头。

3.如权利要求1所述的固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：所述冷却板上设有散热凹槽。

4.如权利要求2所述的固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：所述箱体包括侧板、和所述侧板底端连接的底板及设于侧板顶端上的和所述盖板连接的连接法兰，所述连接法兰上设有安装密封圈的凹槽，所述底板底端设有脚板。

5.如权利要求4所述的固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：所述侧板上设有安装观察窗的固定法兰，所述观察窗上设有和所述固定法兰连接的压板。

6.如权利要求4所述的固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：所述侧板上设有安装放油螺塞的固定螺母。

7.如权利要求4所述的固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：所述侧板上设有高压接线端，所述盖板上设有低压接线端。

8.如权利要求4所述的固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：所述侧板上设有安装转接板的固定弯角，所述固定弯角上设有安装快速接头的安装槽。

9.如权利要求1-8任一项所述的固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：所述盖板上设有把手。

10.如权利要求9所述的固态开关用外置式水冷油箱，其特征在于：所述盖板和所述箱体通过螺栓连接，所述冷却板和所述盖板通过螺栓连接，所述固态开关和所述盖板通过螺栓连接。