CN209627207U - 一种高度集成的小型变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气技术领域，具体涉及一种高度集成的小型变频器，在所述散热风扇的风道上设置所述导热器、IGBT、及电容器件，用于将功率器件产生热量直接带至外部空间。应用本实用新型所述一种高度集成的小型变频器，所述散热风扇的吹风方向面向所述导热器的横截面方向，使得所述IGBT、电容器件都处于散热风扇的风道上，并所述外壳体对应所述散热风扇的风道的两侧面都开设有通风栅孔，所述散热风扇在所述外壳体内部空间形成流动的风道，持续将所述外壳体内部的热量带至外部，由于在小型变频器中产热量最大的功率器件设置在所述风道上，保证小型变频器的优异降温效果。

Description

一种高度集成的小型变频器

技术领域

本实用新型涉及电气技术领域，具体涉及一种高度集成的小型变频器。

背景技术

目前，变频器是现有技术中常用的电源器件。在变频器中含有大量的功率器件，如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、母线电容、整流桥、滤波器等等。在对变频器进行结构设计时，要基于各功率器件自身的性能，来综合考虑各器件之间的影响，系统的通风散热性能，结构的合理紧凑性以及安装维护等诸多因素，从而来得到性能指标最佳的变频器。

二变频器在安装过程中，大多数采用悬挂的方式，将变频器悬挂于墙上或者机器的表面，因其在使用过程中易产生大量的热量，需要进行散热以保护机器的正常工作，目前变频器散热靠风冷或自冷二种方式，而风冷散热结构是常用的一种散热方式，但是由于这种散热结构受空气流通速度的影响，往往散热效果不是很理想，尤其在变频器的模组中，由于电子元件设置较多，使用时容易产生高温，如果散热效果不好，易导致电子元件受损等故障；同样采用自冷形式的散热方式一般使用在小功率产品中，往往随着变频器的功率以及负载的增加，自冷散热方式非常不理想，即通过上述两者的冷却方式设计均不理想，容易造成散热效果不良，影响了整机性能。

实用新型内容

为了有效解决上述问题，本实用新型提供一种高度集成的小型变频器。

本实用新型的具体技术方案如下：一种高度集成的小型变频器，所述小型变频器包括外壳体、底壳、及设置在外壳体内部的变频组件，所述变频组件包括导热器、散热风扇、及功率器件；

所述功率器件包括若干个IGBT、及至少一个电容器件，所述导热器的一侧面上并排设置所述IGBT，并在对应所述IGBT的另一侧面上设置电容器件；

在所述散热风扇的风道上设置所述导热器、IGBT、及电容器件，用于将功率器件产生热量直接带至外部空间。

进一步地，所述底壳面向所述外壳体的一面上设置用于传导热量的导热器，所述导热器整体为矩形体结构，所述导热器从底面竖直向上延伸出支撑柱；

在支撑柱的两侧面上平行延伸出若干个散热片，所述散热片包括水平延伸距离较短的第一散热片、及水平延伸距离较长的第二散热片。

进一步地，所述电容器件为直流母线电容，其呈圆柱状结构，安装于第二电路板的一边缘处，且与IGBT相互平行设置，位于导热器的侧面位置。

进一步地，所述小型变频器还包括第一电路板、第二电路板，所述第二电路板设置在所述导热器上方；

在所述第二电路板上设置有至少三根支撑柱，所述支撑柱分别布置在第二电路板的三个方位上，并在所述支撑柱相反于第二电路板的一端水平连接设置第一电路板，所述第一电路板与第二电路板之间界定为容纳空间，在所述容纳空间内设置有工作元件。

进一步地，所述第一电路板上设置有控制旋钮、及控制面板，所述外壳体对应所述控制旋钮、及控制面板开设有通孔位置。

进一步地，所述导热器的支撑横板为贯穿的中空结构，在所述中空结构中设置有用于吸收热量的循环水冷卡块；

所述循环水冷卡块卡接至中空结构内，并分别面向第一散热片、第二散热片的两侧面上水平凹陷形成弧形凹槽，并在循环水冷卡块的两侧面上水平缠绕散热软管，所述散热软管为内部注满液态水，或冷却液的软管结构。

进一步地，所述小型变频器的外壳体的侧壁上设置有冷却水箱，所述散热软管的两端连接至冷却水箱内，所述冷却水箱内布置有冷却毛细网管，所述冷却毛细网管的输入口与散热软管的出水口连通，所述冷却毛细网管的输出口与散热软管的进水口连通。

进一步地，所述冷却毛细网管为逐层分级的分支管路结构，并整个冷却毛细网管处于冷却水箱内，在冷却水箱的顶部设置有水流入口，在冷却水箱的底部设置有水流出口，所述水流入口、水流出口均为可连接水管的螺纹口结构。

本实用新型的有益之处：应用本实用新型所述一种高度集成的小型变频器，所述散热风扇的吹风方向面向所述导热器的横截面方向，使得所述IGBT、电容器件都处于散热风扇的风道上，并所述外壳体对应所述散热风扇的风道的两侧面都开设有通风栅孔，所述散热风扇在所述外壳体内部空间形成流动的风道，持续将所述外壳体内部的热量带至外部，由于在小型变频器中产热量最大的功率器件设置在所述风道上，保证小型变频器的优异降温效果。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例的变频组件的结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例的变频组件的结构爆炸图；

图4为本实用新型第一实施例的变频组件的另一结构示意图；

图5为本实用新型第二实施例所述导热器的结构示意图；

图6为本实用新型第二实施例所述循环水冷卡块的结构示意图；

图7为本实用新型第二实施例所述冷却水箱的的内部示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

如图1、2所示，为本实用新型第一实施例的整体结构示意图，该实施例提供了一种高度集成的小型变频器，所述小型变频器包括外壳体1、底壳2、及设置在外壳体1内部的变频组件，所述变频组件包括用于控制内部元器件工作的第一电路板3、第二电路板4、导热器5、散热风扇6、功率器件，所述功率器件包括若干个并排设置的 IGBT7、及至少一个电容器件8；

如图3所示，所述底壳2面向所述外壳体1的一面上设置用于传导热量的导热器5，所述导热器5整体为矩形体结构，所述导热器5 从底面竖直向上延伸出支撑横板501，在支撑横板501的两侧面上平行延伸出若干个散热片，所述散热片包括水平延伸距离较短的第一散热片502、及水平延伸距离较长的第二散热片503，所述支撑横板501 对应所述第一散热片502的正上方位置设置有产生大热量的IGBT7，由于IGBT7的开关频率较高，从而产生大量热量，而将IGBT7设置在风道上，通过散热风扇6对导热器5的直吹，将迅速带走IGBT7产生的热量，从而保证整个小型变频器的内部的温度控制；

在本实施例中，所述IGBT7呈片状结构，且纵向设置，引脚向上，这样，保证IGBT7与导热器5侧面更好的贴合。本实施例中，所述 IGBT7数量为6个，且呈直线排列，在其他实施例中，所述IGBT7的数量也可为其它任意数量，在此不做具体限定。

在所述第二散热片503的底侧面延伸出比上方散热片长的支撑散热片504，在所述支撑散热片504上设置电容器件8，在本实施例中，所述电容器件8为直流母线电容，其呈圆柱状结构，安装于第二电路板4的一边缘处，且与IGBT7相互平行设置，位于导热器5的侧面位置；

在所述导热器5上方设置所述第二电路板4，所述第二电路板4 分别分别与IGBT7、及电容器件8连接，并在所述第二电路板4相反于导热器5一面上设置其他变频器必备的工作元件，此处的工作元件为本领域技术人员熟知的工作元件，在此不进行赘述；

所述第一电路板3、第二电路板4为本领域人员所熟知的电路板结构，并通过第一电路板3、第二电路板4连接控制必要工作元件，在此不做具体限定。

在所述第二电路板4上设置有至少三根支撑柱401，所述支撑柱 401分别布置在第二电路板4的三个方位上，并在所述支撑柱401相反于第二电路板4的一端水平连接设置第一电路板3，所述第一电路板3与第二电路板4之间界定为容纳空间，在所述容纳空间内设置有所述工作元件，通过分层空间的设置结构，保证第一电路板3、第二电路板4上的工作元件所产生的热量可在外壳体1空间内充分流动，更加容易通过风道被带出外部空间，保证整个小型变频器在长时间的工作过程中，保证优异的散热效果。

如图4所示，所述底壳2上竖直固定设置所述散热风扇6，所述散热风扇6位于所述第二电路板4与底壳2之间，且所述散热风扇6 的吹风方向面向所述导热器5的横截面方向，使得所述IGBT7、电容器件8都处于散热风扇6的风道上，并所述外壳体1对应所述散热风扇6的风道的两侧面都开设有通风栅孔，所述散热风扇6在所述外壳体1内部空间形成流动的风道，持续将所述外壳体1内部的热量带至外部，由于在小型变频器中产热量最大的功率器件设置在所述风道上，保证小型变频器的优异降温效果。

进一步地，在所述第一电路板3上设置有控制旋钮9、及控制面板10，所述外壳体1对应所述控制旋钮9、及控制面板10开设有通孔位置，实现用户可通过控制所述控制旋钮9和控制面板10，进行变频用电的参数设置。

如图5、6所示，在本实用新型的第二实施例中，所述第二实施例与第一实施例大部分相同，唯不同之处在于，所述导热器5的支撑横板501为贯穿的中空结构505，在所述中空结构505中设置有用于吸收热量的循环水冷卡块506，具体为，所述中空结构505的上下两侧面上凹陷形成有燕尾凹槽507，所述循环水冷卡块506为一个卡块片状体，所述循环水冷卡块506面向燕尾凹槽507的上下端面延伸出与燕尾凹槽507相互卡接配合的燕尾突起508，通过燕尾凹槽507与燕尾突起508的相互配合，实现将循环水冷卡块506插入所述中空结构505内，并在所述循环水冷卡块506的侧壁上方延伸出限位卡块 509，所述限位卡块509上贯穿开设有小螺纹孔，所述导热器5对应所述小螺纹孔的位置也开设有螺纹孔，在所述循环水冷卡块506插入所述中空结构505后，通过螺接固定，实现两者的固定设置；

所述循环水冷卡块506分别面向第一散热片502、第二散热片503 的两侧面上水平凹陷形成弧形凹槽510，并在循环水冷卡块506的两侧面上水平缠绕散热软管511，所述散热软管511为内部注满液态水，或冷却液的软管结构；

所述小型变频器的外壳体1的侧壁上设置有冷却水箱11，所述散热软管511的两端连接至冷却水箱11内，所述冷却水箱11内布置有冷却毛细网管110，所述冷却毛细网管110的输入口1101与散热软管511的出水口5111连通，所述冷却毛细网管110的输出口1102 与散热软管511的进水口5110连通，所述外壳体1对应所述散热软管511开设有通孔结构，便于所述散热软管连接至外部的冷却水箱 11上；

如图7所示，所述冷却毛细网管110为逐层分级的分支管路结构，并整个冷却毛细网管110处于冷却水箱11内，图中仅为冷却毛细网管110的内部结构示意图，在冷却水箱11的顶部设置有水流入口1103，在冷却水箱11的底部设置有水流出口1104，所述水流入口1103、水流出口1104均为可连接水管的螺纹口结构，在正常工作状态时，所述冷却水箱11内注满水，所述冷却毛细网管110全部浸润在水中，在所述循环水冷卡块506吸收热量后，将热量传递至冷却毛细网管 110，所述冷却毛细网管110将热量传递至冷却水箱11中，进行散热热量；在温度过高的特殊情况下，在冷却水箱11的水流入口1103、水流出口1104接通水管，持续流动的通入低温的液态水流，有效控制小型变频器内部的温度，保证各类元器件的正常工作。

进一步地，在水平高度方向上，所述冷却水箱11低于所述循环水冷卡块506的水平高度，从而保证循环水冷卡块506受热后水流可以顺利导热至冷却毛细网管110，保证小型变频器内的温度控制。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高度集成的小型变频器，所述小型变频器包括外壳体、底壳、及设置在外壳体内部的变频组件，其特征在于，所述变频组件包括导热器、散热风扇、及功率器件；

所述功率器件包括若干个IGBT、及至少一个电容器件，所述导热器的一侧面上并排设置所述IGBT，并在对应所述IGBT的另一侧面上设置电容器件；

在所述散热风扇的风道上设置所述导热器、IGBT、及电容器件，用于将功率器件产生热量直接带至外部空间。

2.根据权利要求1所述一种高度集成的小型变频器，其特征在于，所述底壳面向所述外壳体的一面上设置用于传导热量的导热器，所述导热器整体为矩形体结构，所述导热器从底面竖直向上延伸出支撑柱；

在支撑柱的两侧面上平行延伸出若干个散热片，所述散热片包括水平延伸距离较短的第一散热片、及水平延伸距离较长的第二散热片。

3.根据权利要求1所述一种高度集成的小型变频器，其特征在于，所述电容器件为直流母线电容，其呈圆柱状结构，安装于第二电路板的一边缘处，且与IGBT相互平行设置，位于导热器的侧面位置。

4.根据权利要求1所述一种高度集成的小型变频器，其特征在于，所述小型变频器还包括第一电路板、第二电路板，所述第二电路板设置在所述导热器上方；

在所述第二电路板上设置有至少三根支撑柱，所述支撑柱分别布置在第二电路板的三个方位上，并在所述支撑柱相反于第二电路板的一端水平连接设置第一电路板，所述第一电路板与第二电路板之间界定为容纳空间，在所述容纳空间内设置有工作元件。

5.根据权利要求4所述一种高度集成的小型变频器，其特征在于，所述第一电路板上设置有控制旋钮、及控制面板，所述外壳体对应所述控制旋钮、及控制面板开设有通孔位置。

6.根据权利要求1所述一种高度集成的小型变频器，其特征在于，所述导热器的支撑横板为贯穿的中空结构，在所述中空结构中设置有用于吸收热量的循环水冷卡块；

所述循环水冷卡块卡接至中空结构内，并分别面向第一散热片、第二散热片的两侧面上水平凹陷形成弧形凹槽，并在循环水冷卡块的两侧面上水平缠绕散热软管，所述散热软管为内部注满液态水，或冷却液的软管结构。

7.根据权利要求6所述一种高度集成的小型变频器，其特征在于，所述小型变频器的外壳体的侧壁上设置有冷却水箱，所述散热软管的两端连接至冷却水箱内，所述冷却水箱内布置有冷却毛细网管，所述冷却毛细网管的输入口与散热软管的出水口连通，所述冷却毛细网管的输出口与散热软管的进水口连通。

8.根据权利要求7所述一种高度集成的小型变频器，其特征在于，所述冷却毛细网管为逐层分级的分支管路结构，并整个冷却毛细网管处于冷却水箱内，在冷却水箱的顶部设置有水流入口，在冷却水箱的底部设置有水流出口，所述水流入口、水流出口均为可连接水管的螺纹口结构。