CN212259690U - 散热装置、变频器、电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种散热装置、变频器、电机，其中一种散热装置，包括散热基板、热源部件，所述热源部件连接于所述散热基板上，所述散热基板上设有毛细管，所述毛细管用于将冷媒引入到散热基板中以冷却所述热源部件。根据本实用新型的一种散热装置、变频器、电机，采用管径更小的毛细管替代现有技术中的单铜管，极大增加了冷媒的换热面积，进而提升散热装置的散热性能。

Description

散热装置、变频器、电机

技术领域

本实用新型属于变频器制造技术领域，具体涉及一种散热装置、变频器、电机。

背景技术

变频器在使用过程中，功率模块散热性能的优劣直接关系到变频器的可靠运行，所以对功率模块性能的设计是变频器设计过程中必须要量化的重要因素之一。同时，随着变频器功率的不断提升，电流等级也逐步变大，对功率模块的散热设计也提出了更高的要求。传统的变频器散热主要采用风冷散热和冷媒散热两种。风冷散热效率比较低，冷媒散热相比风冷散热效率高一些，但是传统的冷媒散热一般采用单铜管蛇形布局在铝基板的形式，冷媒的工作压力决定了冷媒的工作温度。由于单铜管的管径较大，导致其在铝基板上的布置受到尺寸限制，整体布局不够灵活，换热面积相对较小，这导致现有的单铜管蛇形布局的散热装置散热性能不佳。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种散热装置、变频器、电机，采用管径更小的毛细管替代现有技术中的单铜管，极大增加了冷媒的换热面积，进而提升散热装置的散热性能。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种散热装置，包括散热基板、热源部件，所述热源部件连接于所述散热基板上，所述散热基板上设有多根毛细管，所述毛细管用于将冷媒引入到散热基板中以冷却所述热源部件。

可选地，所述毛细管的冷媒进口设置有节流元件。

可选地，所述节流元件包括电子膨胀阀。

可选地，所述毛细管包括第一毛细管支路、第二毛细管支路，所述第一毛细管支路与所述第二毛细管支路并联于所述冷媒进口与冷媒出口之间。

可选地，所述第一毛细管支路与所述第二毛细管支路中的冷媒流向相反。

可选地，所述第一毛细管支路与所述第二毛细管支路皆呈蛇形结构，所述第一毛细管支路的蛇形结构具有的凸出部处于所述第二毛细管支路的蛇形结构具有的凹进部之中。

可选地，所述散热装置还包括第一检测部件，用于检测热源部件的实时运行电流；和/或，还包括第二检测部件，用于检测热源部件的实时温度。

可选地，所述散热装置还包括控制部件，当包括第一检测部件时，所述控制部件用于接收所述第一检测部件检测的实时运行电流控制所述节流元件的开度，和/或，当包括第二检测部件时，所述控制部件用于接收所述第二检测部件检测的实时温度控制变频器启停。

可选地，所述节流元件的开度与所述实时运行电流呈正比例关系；和/或，当实时温度不低于预设温度阈值时，所述控制部件控制变频器停机。

可选地，当实时运行电流与热源部件的额定电流相等时，所述控制部件控制所述节流元件的开度达到最大。

本实用新型还提供一种变频器，包括散热装置，所述散热装置为上述的散热装置。

本实用新型还提供一种电机，包括上述的变频器。

本实用新型提供的一种散热装置、变频器、电机，在所述散热基板中设置毛细管，与现有技术中的采用单铜管的散热结构相比较，毛细管具有更小的管径，这能够极大增加了冷媒的换热面积，进而提升散热装置的散热性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的散热装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的散热装置的内部结构示意图；

图3为采用了本实用新型实施例的散热装置的变频器与现有技术中的单铜管散热结构的变频器的散热效果对比；

图4为本实用新型实施例中散热装置的节流元件开度与热源部件运行电流的对应关系示意图。

附图标记表示为：

1、散热基板；2、毛细管；21、第一毛细管支路；22、第二毛细管支路；23、冷媒进口；24、冷媒出口；3、节流元件。

具体实施方式

结合参见图1至图4所示，根据本实用新型的实施例，提供一种散热装置，包括散热基板1、热源部件，所述热源部件连接于所述散热基板1上，所述散热基板1上设有多根毛细管2，所述毛细管2用于将冷媒引入到散热基板1中以冷却所述热源部件。该技术方案中，在所述散热基板1(例如铝基板)中设置毛细管2，与现有技术中的采用单铜管的散热结构相比较，毛细管2具有更小的管径，这能够极大增加了冷媒的换热面积，进而提升散热装置的散热性能。具体的，所述毛细管2的管径一般应低于6mm。所述热源部件例如功率模块等。而可以理解的，由于毛细管2管径极小，这可以通过将多根毛细管2均匀布设于所述散热基板1内，在具体的布设形状选择上也更加丰富，进而增大换热面积以及提升温度分布的均匀性。

在一些实施例中，所述毛细管2的冷媒进口23设置有节流元件3，所述节流元件3例如可以包括电子膨胀阀，从而可以通过所述节流元件3的开度对流入的冷媒的温度及压力进行调整，使毛细管2中的冷媒的温度调节能够与变频器中的热源部件的散热量更为匹配，具体的，这样能够防止现有技术中由于不能根据变频器的散热需求进行调整(温度恒定的控制方式)在一些情况下导致散热装置在某些区域或者整体处于较低温度(低于外围环境温度)时的凝露现象的方式，进而防止电气安全事故的发生。同时而可以理解的是，所述节流元件3尤其是为电子膨胀阀时，在开度控制上更加方便，在其通过变频器的相应控制部件、检测部件的作用下，使冷媒的散热能力与变频器的发热量之间以及冷媒的温度与外围环境温度之间更加匹配。

在一些实施例中，所述毛细管2包括第一毛细管支路21、第二毛细管支路22，所述第一毛细管支路21与所述第二毛细管支路22并联于所述冷媒进口23与冷媒出口24之间。而可以理解的是，所述毛细管2还可以包括更多的毛细管支路，多个毛细管支路皆彼此并联，本实施例中仅以第一毛细管支路21、第二毛细管支路22作为具体示例而已，而将所述第一毛细管支路21以及第二毛细管支路22采用并联方式则能够简化管路的具体布置，使散热装置的结构精简，同时便于集中控制，简化控制结构，进而降低设计成本。

在一些实施例中，所述第一毛细管支路21与所述第二毛细管支路22中的冷媒流向相反。进一步的，所述第一毛细管支路21与所述第二毛细管支路22皆呈蛇形结构，所述第一毛细管支路21的蛇形结构具有的凸出部处于所述第二毛细管支路22的蛇形结构具有的凹进部之中。通过将冷媒流向彼此相反的两根毛细管支路彼此间隔均匀布置，可以使散热基板1的表面温度更为均匀，散热装置冷媒管的一端为一组毛细管的冷媒入口和另一端的冷媒出口，冷媒进入时温度相对较低，经过散热装置后冷媒需要带走一部分热量，因此冷媒的温度相对上升，若采用现有技术中的单根铜管单冷媒流向的技术方案，可能会造成散热基板表面冷热不均，影响散热效率，同时由于管路中冷媒压力保持恒定，即温度保持很定，可能造成凝露，而采用本实用新型的技术方案，一组冷媒的出口也是另一组冷媒的入口，使得散热装置表面温度相对均衡，这样可以有效解决散热基板表面温度不均匀的问题，提高散热效率。

在一些实施例中，所述散热装置还包括第一检测部件，用于检测热源部件的实时运行电流；和/或，还包括第二检测部件，用于检测热源部件的实时温度；还包括控制部件，所述控制部件用于接收所述第一检测部件检测的实时运行电流控制所述节流元件3的开度，和/或，用于接收所述第二检测部件检测的实时温度控制变频器启停。具体的，所述第二检测部件可以是热源部件例如功率模块自带的温度检测部件也可以是单独设置的温度检测部件，当实时温度不低于预设温度阈值时，所述控制部件控制变频器停机，防止变频器的运行温度过高实现对变频器的停机保护。

在变频器运行过程中，如图3(其中a为安装毛细管的散热装置也即采用了本实用新型技术方案的散热装置、b为安装单铜管的散热装置也即现有技术中的散热装置)，其中T₀代表变频器实际所处的外围环境温度，由图中可以看到其功率模块(热源部件)产生的温度与运行的电流成正比例关系，随着运行电流的增加，功率模块产生的热量也在逐渐增加，当运行电流达到额定值I₀时，其产生的热量达到最大。而两者曲线相比，工作在相同等级电流情况下，采用本实用新型技术方案的变频器的温度T₁小于现有技术中的变频器的温度T₂，说明本实用新型的技术方案的散热效率更高。

图4所示，设置电子膨胀阀可以保证变频器停机或者刚开机时，限制冷媒管中的冷媒量，避免冷媒较多造成功率模块或者主板凝露。当变频器停机(运行电流为0)时，应保证冷媒管路中的压力为0，即保持膨胀阀为关闭状态，这样做可以使散热装置的温度不至于太低而造成散热装置凝露；当变频器刚开机时(运行电流较小)，由于模块运行电流在上升，温度也逐步上升，此时需要逐步打开膨胀阀，以保证正常散热；之后随着开机运行电流的增加，功率模块产生的热量也在逐步增加，此时逐渐增大电子膨胀阀的开度，当运行到额定电流I₀时，电子膨胀阀达到稳定控制范围K₁。当变频器运行电流逐渐减小或者需要停机时，与以上所述恰好相反。也即，所述节流元件3的开度与所述实时运行电流呈正比例关系，具体的，当实时运行电流与热源部件的额定电流相等时，所述控制部件控制所述节流元件3的开度达到最大。

根据本实用新型的实施例，还提供一种变频器，包括散热装置，所述散热装置为上述的散热装置。

根据本实用新型的实施例，还提供一种电机，包括上述的变频器。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

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。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种散热装置，其特征在于，包括散热基板(1)、热源部件，所述热源部件连接于所述散热基板(1)上，所述散热基板(1)上设有多根毛细管(2)，所述毛细管(2)用于将冷媒引入到散热基板(1)中以冷却所述热源部件。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述毛细管(2)的冷媒进口(23)设置有节流元件(3)。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述节流元件(3)包括电子膨胀阀。

4.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述毛细管(2)包括第一毛细管支路(21)、第二毛细管支路(22)，所述第一毛细管支路(21)与所述第二毛细管支路(22)并联于所述冷媒进口(23)与冷媒出口(24)之间。

5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第一毛细管支路(21)与所述第二毛细管支路(22)中的冷媒流向相反。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述第一毛细管支路(21)与所述第二毛细管支路(22)皆呈蛇形结构，所述第一毛细管支路(21)的蛇形结构具有的凸出部处于所述第二毛细管支路(22)的蛇形结构具有的凹进部之中。

7.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，还包括第一检测部件，用于检测热源部件的实时运行电流；和/或，还包括第二检测部件，用于检测热源部件的实时温度。

8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，还包括控制部件，当包括第一检测部件时，所述控制部件用于接收所述第一检测部件检测的实时运行电流控制所述节流元件(3)的开度，和/或，当包括第二检测部件时，所述控制部件用于接收所述第二检测部件检测的实时温度控制变频器启停。

9.根据权利要求8所述的散热装置，其特征在于，所述节流元件(3)的开度与所述实时运行电流呈正比例关系；和/或，当实时温度不低于预设温度阈值时，所述控制部件控制变频器停机。

10.根据权利要求9所述的散热装置，其特征在于，当实时运行电流与热源部件的额定电流相等时，所述控制部件控制所述节流元件(3)的开度达到最大。

11.一种变频器，包括散热装置，其特征在于，所述散热装置为权利要求1至10中任一项所述的散热装置。

12.一种电机，包括变频器，其特征在于，所述变频器为权利要求11所述的变频器。

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