CN211352094U - 散热结构以及变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种散热结构以及变频器，包括安装框和水冷板，其中，功率器件贴紧于水冷板，水冷板开设有走水通道、将走水通道连通至外部并供冷却液流入到走水通道的进水口以及将走水通道连通至外部并供冷却液从走水通道流出的出水口，水冷板中冷却液的循环流动能够带走功率器件产生的热量，通过设置水冷板，解决了使用散热器对变频器散热，由于散热器体积大，难以装配的技术问题。

Description

散热结构以及变频器

技术领域

本实用新型属于变频技术领域，更具体地说，是涉及一种散热结构以及变频器。

背景技术

变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的直流电源变成电压、频率都可调的交流电源，通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。

为了使变频器性能更稳定，通常变频器内部主要开关器件及功率模块的散热方法是将发热器件安装在散热器上将内部热量导出，再通过外部风扇将散热器上的热量带走。这样就要求散热器必须保证一定的体积以满足散热面积，另一方面还要求外部风扇的风量足够才能达到功率模块的正常运行的温度。因此，具有的缺点为：散热器体积过大，装配比较麻烦，变频器的内部结构不断加大，导致成本上升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种散热结构，以解决现有技术中存在的使用散热器对变频器散热，由于散热器体积大，难以装配的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种散热结构，与功率器件配合使用，包括：

安装框，包括框体基板、连接于所述框体基板左侧板边并垂直向上延伸形成的左支撑板以及连接于所述框体基板右侧板边并垂直向上延伸形成的右支撑板；

水冷板，与所述框体基板间隔且平行设置，所述水冷板远离所述框体基板的一表面固接所述功率器件，所述水冷板一板边与所述左支撑板固接，其另一板边则与所述右支撑板固接，所述水冷板开设有走水通道、将所述走水通道连通至外部并供冷却液流入到所述走水通道的进水口以及将所述走水通道连通至外部并供冷却液从所述走水通道流出的出水口。

进一步地，所述水冷板远离所述框体基板的一表面设有多个螺孔，通过螺栓将所述功率器件固定安装并贴紧于该表面，所述水冷板一板边与所述左支撑板卡接，所述水冷板的另一板边与所述右支撑板卡接。

进一步地，所述散热结构还包括设于所述安装框中部的排水盒，所述排水盒垂直于所述框体基板的方向设置，并且所述排水盒靠近所述水冷板的一表面凹设一开口，所述开口的宽度大于或等于所述水冷板在垂直所述框体基板方向的厚度，所述排水盒用于排出所述水冷板处因冷热温差产生的凝结水，所述排水盒垂直于所述开口方向的一侧边与所述左支撑板连接，其垂直于所述开口方向的另一侧边与所述右支撑板连接，所述排水盒开设有排水通道以及排水口，所述排水口将所述排水通道连通至外部并供所述凝结水从所述排水通道流出。

进一步地，所述走水通道为进水通道和出水通道并行的水道，所述进水通道的进水口与所述出水通道的出水口在同一端，所述进水通道的出水口与所述出水通道的进水口连通或所述进水通道的末端直接与所述出水通道的首端为一体结构，所述进水口、所述出水口以及所述排水口均穿过所述左支撑板或所述右支撑板延伸至外部。

进一步地，所述排水盒将所述安装框分为上框体和下框体，所述水冷板封盖于所述上框体，所述下框体中设有电容组件，所述电容组件与所述功率器件电连接，所述排水盒与所述框体基板之间有一段间隔距离，所述安装框、所述水冷板以及所述排水盒围成一个独立风道，所述风道连通至所述电容组件。

进一步地，所述散热结构还包括至少一个设于所述安装框上端的上定位件以及至少一个设于所述安装框下端的下定位件，所述上定位件以及所述下定位件的延伸方向均与所述安装框的延伸方向垂直。

本实用新型提供的散热结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型散热结构与功率器件配合使用并且具有水冷板，功率器件贴紧于水冷板，水冷板开设有走水通道、将走水通道连通至外部并供冷却液流入到走水通道的进水口以及将走水通道连通至外部并供冷却液从走水通道流出的出水口，水冷板中冷却液的循环流动能够带走功率器件产生的热量，通过设置水冷板，解决了使用散热器对变频器散热，由于散热器体积大，难以装配的技术问题；同时在水冷板下方设置排水盒，收集并排出水冷板产生的凝结水，避免了凝结水滴落至电容组件中从而影响电容组件与功率器件电连接的稳定性。

本实用新型还提供一种变频器，包括柜体，所述柜体内安装有上述散热结构。

进一步地，所述散热结构至少具有三个，各所述散热结构横向排布于所述柜体的中上部。

进一步地，所述柜体上还设有至少一个上导向件以及至少一个下导向件，所述上导向件以及所述下导向件的延伸方向均与所述柜体的延伸方向垂直。

进一步地，还包括设于所述安装框顶侧的风扇组件。

本实用新型提供的变频器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型变频器具有水冷板，功率器件贴紧于水冷板，水冷板开设有走水通道、将走水通道连通至外部并供冷却液流入到走水通道的进水口以及将走水通道连通至外部并供冷却液从走水通道流出的出水口，水冷板中冷却液的循环流动能够带走功率器件产生的热量，同时在安装框顶侧设置风扇组件，风扇组件通过水冷板下面的风道能够将散热结构内部的电容组件和变频器其他器件的热量带走从而保证整个变频器的温度处于正常状态。通过散热结构的水冷板120结合风扇组件，解决了使用散热器对变频器散热，由于散热器体积大，导致变频器内部空间太大，增加成本的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的散热结构的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的变频器的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的变频器的主视结构示意图；

图4为A处的放大图；

图5为B处的放大图。

其中，图中各附图标记：

标号	名称	标号	名称
				100	散热结构
110	安装框
				111	框体基板	112	左支撑板
113	右支撑板
				120	水冷板
121	进水口	122	出水口
				130	排水盒
131	排水口
				140	电容组件
150	上定位件
				160	下定位件
200	变频器
				210	柜体
211	上导向件	212	下导向件
				220	风扇组件

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，现对本实用新型提供的散热结构进行说明。散热结构100，与功率器件配合使用，此处的功率器件为用于在变频器200中电能的转换和控制电路方面的电子器件。

该散热结构100包括安装框110以及固接安装框110的水冷板120。

其中，安装框110包括框体基板111、连接于框体基板111左侧板边并垂直向上延伸形成的左支撑板112以及连接于框体基板111右侧板边并垂直向上延伸形成的右支撑板113。

需要说明的是，该安装框110的横截面形状可以为长方形、正方形或者其它便于安装的框体形状，该安装框110可以由铝合金、钢或者铁制成，也可以为钣金箱体，在本实施例中该安装框110为钣金箱体，钣金箱体具有结构稳定的优点。

左支撑板112、右支撑板113以及框体基板111一体成型，结构更加稳定，左支撑板112和右支撑板113与框体基板111的长度相同，并且左支撑板112、右支撑板113以及框体基板111共同围合成截面形状为U型的安装框110。

水冷板120与框体基板111间隔且平行设置，水冷板120一板边与左支撑板112固接，其另一板边则与右支撑板113固接。水冷板120供功率器件安置，具体地，水冷板120远离框体基板111的一表面设有多个螺孔，通过螺栓将功率器件固定安装并贴紧于该表面，以便于水冷板120带走功率器件发出的热量。

水冷板120内设置有走水通道，走水通道为进水通道和出水通道并行的水道；水冷板120还设有供冷却液从外部流入到进水通道的进水口121以及供冷却液从出水通道流出的出水口122。具体地，进水通道与出水通道形状相同或相似并相邻设置，同时进水通道的进水口121与出水通道的出水口122在同一端，进水通道的出水口与出水通道的进水口连通或进水通道的末端直接与出水通道的首端为一体结构。例如，走水通道可为S型，此时，进水通道与回水通道均为相同的S型，两S型通道的同一端分别为进水口和出水口，相对的另一端是相互连通的一体结构。其相当于将一根管道完成了两个S型，其两个口分别为进水口和出水口。自然，走水通道的形状不限于上述的S型，也可以是Z 型、蛇形等其他的形状。优选的，本发明实施例的走水通道为蛇形。

可以理解的是，在水冷板120内设置进、出水通道并行的走水通道，一方面，走水通道增大了水冷板120与走水通道内的液体的换热面积，从而提高了水冷板120的换热效率；另一方面，采用进、出水通道并行的走水通道，解决了因进水、出水温差引起的整体水冷板120温度不均匀的问题。

散热原理为：进水口121与外部进水管道连通，出水口122与外部出水管道连通，从进水管道流出的冷却液经过进水口121流入到水冷板120的走水通道中，冷却液再通过与走水通道连通的出水口122流出到出水管道，如此循环，能够将贴紧安装于水冷板120上的功率器件所发出的热量通过水冷板120带走，实现对功率器件的散热。

本实用新型提供的散热结构，与现有技术相比，本实用新型散热结构100 与功率器件配合使用并且具有水冷板120，功率器件贴紧于水冷板120，水冷板 120中冷却液的循环流动能够带走功率器件产生的热量，通过设置水冷板120，解决了使用散热器对变频器200散热，由于散热器体积大，难以装配的技术问题。

作为本实用新型提供的散热结构100的一种具体实施方式，水冷板120一板边与左支撑板112卡接，水冷板120的另一板边与右支撑板113卡接，卡接的连接方式便于安装和拆卸，提高安装效率。在其他实施例中，水冷板120也可通过螺丝、其他固定件或者胶体固定在左支撑板112和右支撑板113上。

请参阅图1，作为本实用新型提供的散热结构的一种具体实施方式，散热结构100还包括设于安装框110中部的排水盒130，排水盒130垂直框体基板 111方向设置，排水盒130靠近水冷板120的一表面凹设一开口，开口的宽度大于或等于水冷板120在垂直框体基板111方向的厚度，排水盒130垂直开口方向的一侧边与左支撑板112连接，其垂直开口方向的另一侧边与右支撑板113 连接。排水盒130开设有排水通道以及排水口131，排水口131将排水通道连通至外部并供凝结水从排水通道流出。排水盒130与框体基板111之间有一段间隔距离，因此，安装框110、水冷板120以及排水盒130围成一个独立风道，该风道连通至电容组件140。在其他实施例中，也可采用排水箱等其他排水结构代替排水盒，在此不作限定。

排水盒130用于排出从水冷板120处因冷热温差产生的凝结水，具体地，由于水冷板120会产生凝结水，将排水盒130设于水冷板120的下方能够收集凝结水，凝结水可以通过排水盒130中的排水通道和排水口131排出至排水管道中，避免了凝结水滴落至电容组件140中从而影响电容组件140与功率器件电连接的稳定性。

请参阅图1，作为本实用新型提供的散热结构的一种具体实施方式，进水口121、出水口122以及排水口131均穿过左支撑板112或右支撑板113延伸至外部；将进水口121、出水口122以及排水口131穿过左支撑板112或者右支撑板113，便于进水口121、出水口122以及排水口131与外部空间的导通。具体地，该进水口121处连接有进水嘴，出水口122处连接有出水嘴，排水口 131处连接有排水嘴，并且进水嘴、出水嘴和排水嘴均安装在左支撑板112或右支撑板113上，通过将进水嘴、出水嘴和排水嘴安装在一侧，方便外部管道的接入，并且内部空间更加紧凑、整洁。

请参阅图1，作为本实用新型提供的散热结构的一种具体实施方式，排水盒130将安装框110分为上框体和下框体，水冷板120封盖于上框体，下框体中设有电容组件140，电容组件140与功率器件电连接，将电容组件140安装于水冷板120的下方，方便功率模块与电容组件140的铜排搭接，减少主回路的走线长度。

请参阅图1，作为本实用新型提供的散热结构的一种具体实施方式，散热结构100还包括至少一个设于安装框110上端的上定位件150以及至少一个设于安装框110下端的下定位件160，上定位件150以及下定位件160的延伸方向均与安装框110的延伸方向垂直。具体地，该上定位件150和该下定位件160 均为导轨，用于辅助安装框110进行安装定位。

优选地，该上定位件150和下定位件160均具有两个，各上定位件150平行设置，并且规格大小相同，各下定位件160平行设置，并且规格大小相同。

请参阅图2至图3，本实用新型还提供一种变频器，变频器200包括柜体 210，该柜体210内安装有上述的散热结构100。

本实用新型提供的变频器200，采用了将功率器件贴紧于水冷板120的方案，水冷板120中冷却液的循环流动能够带走功率器件产生的热量，通过设置水冷板120，解决了使用散热器对变频器200散热，由于散热器体积大，导致变频器200内部空间太大，增加成本的技术问题。

请参阅图2至图3，作为本实用新型提供的变频器的一种具体实施方式，散热结构100至少具有三个，各散热结构100横向排布于柜体210的中上部，实现分别对变频器200中多个功率器件进行散热，变频器200的散热效果更好。

请参阅图1、图4及图5，作为本实用新型提供的变频器的一种具体实施方式，柜体210上还设有上导向件211以及下导向件212，上导向件211以及下导向件212的延伸方向均与柜体210的延伸方向垂直。

优选地，该上导向件211具有两个，该下导向件212具有两个，各个上导向件211平行设置，各个下导向件212平行设置。

安装散热结构100时，安装框110中的上定位件150能够通过上导向件211 的导向而装入柜体210内，避免安装散热结构100时从柜体210上方位置发生整体倾倒和歪斜的现象；安装框110中的下定位件160能够通过下导向件212 的导向而装入柜体210内，避免安装散热结构100时从柜体210下方位置发生整体错位现象。

请参阅图2，作为本实用新型提供的变频器的一种具体实施方式，还包括设于安装框110顶侧的风扇组件220，该风扇组件220通过水冷板120下面的风道将散热结构100内部的电容组件140和柜体210其他器件的热量带走从而保证整个柜体210的温度处于正常状态。可以理解的是，通过散热结构100的水冷板120结合风扇组件220，即采用风冷和水冷结合的散热方式对变频器实现散热，避免产生由于散热器体积过大导致变频器的内部结构不断加大的现象，节约成本，更加全面、高效地实现变频器的热量的散发。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热结构，与功率器件配合使用，其特征在于，包括：

安装框，包括框体基板、连接于所述框体基板左侧板边并垂直向上延伸形成的左支撑板以及连接于所述框体基板右侧板边并垂直向上延伸形成的右支撑板；

水冷板，与所述框体基板间隔且平行设置，所述水冷板远离所述框体基板的一表面固接所述功率器件，所述水冷板一板边与所述左支撑板固接，其另一板边则与所述右支撑板固接，所述水冷板开设有走水通道、将所述走水通道连通至外部并供冷却液流入到所述走水通道的进水口以及将所述走水通道连通至外部并供冷却液从所述走水通道流出的出水口。

2.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述水冷板远离所述框体基板的一表面设有多个螺孔，通过螺栓将所述功率器件固定安装并贴紧于该表面，所述水冷板一板边与所述左支撑板卡接，所述水冷板的另一板边与所述右支撑板卡接。

3.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热结构还包括设于所述安装框中部的排水盒，所述排水盒垂直于所述框体基板的方向设置，并且所述排水盒靠近所述水冷板的一表面凹设一开口，所述开口的宽度大于或等于所述水冷板在垂直所述框体基板方向的厚度，所述排水盒用于排出所述水冷板处因冷热温差产生的凝结水，所述排水盒垂直于所述开口方向的一侧边与所述左支撑板连接，其垂直于所述开口方向的另一侧边与所述右支撑板连接，所述排水盒开设有排水通道以及排水口，所述排水口将所述排水通道连通至外部并供所述凝结水从所述排水通道流出。

4.如权利要求3所述的散热结构，其特征在于，所述走水通道为进水通道和出水通道并行的水道，所述进水通道的进水口与所述出水通道的出水口在同一端，所述进水通道的出水口与所述出水通道的进水口连通或所述进水通道的末端直接与所述出水通道的首端为一体结构，所述进水口、所述出水口以及所述排水口均穿过所述左支撑板或所述右支撑板延伸至外部。

5.如权利要求3所述的散热结构，其特征在于，所述排水盒将所述安装框分为上框体和下框体，所述水冷板封盖于所述上框体，所述下框体中设有电容组件，所述电容组件与所述功率器件电连接，所述排水盒与所述框体基板之间有一段间隔距离，所述安装框、所述水冷板以及所述排水盒围成一个独立风道，所述风道连通至所述电容组件。

6.如权利要求1至5中任一项所述的散热结构，其特征在于，所述散热结构还包括至少一个设于所述安装框上端的上定位件以及至少一个设于所述安装框下端的下定位件，所述上定位件以及所述下定位件的延伸方向均与所述安装框的延伸方向垂直。

7.一种变频器，包括柜体，其特征在于，所述柜体内安装有上述权利要求1至6中任一项所述的散热结构。

8.如权利要求7所述的变频器，其特征在于，所述散热结构至少具有三个，各所述散热结构横向排布于所述柜体的中上部。

9.如权利要求7所述的变频器，其特征在于，所述柜体上还设有至少一个上导向件以及至少一个下导向件，所述上导向件以及所述下导向件的延伸方向均与所述柜体的延伸方向垂直。

10.如权利要求9所述的变频器，其特征在于，还包括设于所述安装框顶侧的风扇组件。

Images