CN214102186U - 一种模块化励磁功率单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模块化励磁功率单元，包括机箱壳体以及均分别设置于所述机箱壳体内部且由下至上依次连通的进风区、主散热区、次散热区和排风区；所述进风区设置于所述机箱壳体内部的底部的左侧空间；所述主散热区内设有吸收电容组件，以及固定连接的整流模块和散热片；所述次散热区内设有散热风机组件，所述排风区内设有吸收电阻组件；还包括设置于所述机箱壳体内部的机箱铝排，所述整流模块分别与所述机箱铝排、所述吸收电容组件和所述吸收电阻组件电连接，所述吸收电容组件与所述吸收电阻组件电连接。本实用新型实现完整独立的励磁整流回路，空间占比小，可并排布置多台机箱，风流的自然上升，能有效提高散热效果，设备维护难度低。

Description

一种模块化励磁功率单元

技术领域

本实用新型涉及励磁整流技术领域，特别涉及一种模块化励磁功率单元。

背景技术

随着励磁行业的发展，对励磁设备的特性要求不断提高。作为励磁设备中的核心部件——整流管，其在交直流转换过程中会产生大量的热量，整流管自身为对热敏感元件，为保证整流管不超温，需给整流管配置散热器并进行强迫风冷，保证整流管长期稳定可靠运行。

目前，传统励磁整流柜中通常选用若干单独带散热器的整流管统一布置在柜内的绝缘板上，绝缘板左、右、前方均以绝缘板材遮挡形成一个统一的风道，并在柜顶配置一个大风量风机进行散热。然而，此传统方案中，风道通常会占据柜体内部其水平位置的全部宽度，并占据大部分风道上部至柜顶风机的空间形成均压箱，浪费了柜内大部分空间；散热器的排布方式也导致各散热器之间散热均匀性差，整体性能偏弱；尤其在设备后期维护方面，会造成设备维护困难、耗时长等问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种模块化励磁功率单元，解决了现有技术中励磁整流柜空间占比大、散热性能差和设备维护困难的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种模块化励磁功率单元，包括机箱壳体以及均分别设置于所述机箱壳体内部且由下至上依次连通的进风区、主散热区、次散热区和排风区；

所述进风区设置于所述机箱壳体内部的底部的左侧空间；所述主散热区内设有吸收电容组件，以及固定连接的整流模块和散热片；所述次散热区内设有散热风机组件，所述排风区内设有吸收电阻组件；

还包括设置于所述机箱壳体内部的机箱铝排，所述整流模块分别与所述机箱铝排、所述吸收电容组件和所述吸收电阻组件电连接，所述吸收电容组件与所述吸收电阻组件电连接。

本实用新型的有益效果是：进风区、主散热区、次散热区和排风区由下至上依次连通，由于固定连接的整流模块和散热片位于进风区上方的主散热区，而整流模块为主要发热器件，冷风从机箱壳体的底部进入进风区再进入主散热区，通过散热片和机箱壳体之间形成的通道对整流模块进行降温，起到整个励磁功率单元的主要散热作用；风进入散热器后被次散热区的散热风机组件抽走，同时散热风机组件抽出来的风直吹位于排风区的吸收电阻组件，而吸收电阻组件为次要发热器件，因此还可以起到整个励磁功率单元的次要散热作用；经过排风区排出来的风再经过机箱壳体排出；整个过程中，通过机箱铝排为整个机箱内部的电气元件(包括整流模块、吸收电容组件和吸收电阻组件)接入机箱外部的电源供电，实现独立的励磁整流回路，散热风机组件单独与外部电源连接；整体机箱散热风流下进上出，不会对水平方向的部件造成风流干扰，有效减少了横向占用空间，可并排布置多台机箱，且风流的自然上升，能有效提高散热效果，保证整个模块化的励磁功率单元长期处于安全温度范围内的工作；

本实用新型的模块化励磁功率单元，在实现完整独立的励磁整流回路的基础上，还有效减少了横向占用空间，空间占比小，可并排布置多台机箱，风流的自然上升，形成一个闭合的烟囱形状的风道，能有效提高散热效果，散热效果佳，设备维护难度低。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还有如下改进：

进一步：所述机箱壳体包括机箱前盖、机箱顶盖和机箱底壳；

所述进风区设置于所述机箱底壳的底部的左侧空间，所述散热片、所述散热风机组件和所述吸收电阻组件均分别与所述机箱底壳固定连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过上述结构的机箱壳体，可以使得励磁功率单元以完整独立的励磁整流回路、独立的风道、更小的外形尺寸，以一个独立模块安装在机箱壳体内，拆卸方便、安装快捷，降低维护难度。

进一步：所述机箱前盖和所述机箱顶盖均设有若干个散热孔。

上述进一步技术方案的有益效果是：经过排风区排出的风流会经过机箱前盖和机箱顶盖，而通过机箱前盖和机箱顶盖上分别设置的若干个散热孔，可以进一步提高整个励磁功率单元的散热效果；此外，传统的励磁整流柜通过在柜顶设置外挂散热风机，该种方式存在安全隐患的同时也导致柜体的整体防护水平不高，因此本实用新型与传统方式相比，可以提高柜体的整体防护等级，例如防水等级由无防护的等级IPX0提升至防止垂直水滴进入柜体的防护等级IPX1，并消除了外挂风机所存在的风险。

进一步：所述机箱底壳的侧面设有至少一个上挂孔和至少一个下挂孔。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过机箱底壳侧面设置的至少一个上挂孔和至少一个下挂孔，可以让整个励磁功率单元挂装，以便机箱的拆装，进一步大大降低设备维护难度。

进一步：所述主散热区内还设有风道金属板；

所述吸收电容组件设置于所述风道金属板的下方；所述散热风机组件、所述风道金属板、所述散热片以及所述机箱底壳的侧面所围成的空间形成垂直流向的风流均压区。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过设置风道金属板，以便形成垂直流向的风流均压区，并使得整个机箱风道形成一个垂直于水平面的“烟囱”，当机箱外部的冷风从进风区进入机箱风道内，在风流均压区形成均匀的负压，有利于主散热区的散热片的均匀散热，进而进一步提高散热效果。

进一步：当还包括设置于所述机箱底壳底部的右侧空间的电子控制盒以及设置于所述机箱铝排上的电流采集模块；

所述电子控制盒分别与所述整流模块和所述电流采集模块电连接，所述电流采集模块与所述机箱铝排电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过电子控制盒，一方面为整流模块的运行提供必需的脉冲信号，并结合电流采集模块对整流模块经由机箱铝排输出的电流信号进行反馈，有利于实现整流模块的自动化控制；另一方面通过该电子控制盒设置在机箱底壳底部的右侧空间，可以对整个机箱底壳起到平衡的支撑作用。

进一步：所述电子控制盒中的主控芯片具体为F283系列的DSP芯片。

进一步：所述整流模块和所述散热片的固定连接处设有导热硅脂层。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过整流模块与散热片之间的导热硅脂层，可以进一步提高散热片对整流模块的散热作用，进一步提高整个励磁功率单元的散热效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种模块化励磁功率单元的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中模块化励磁功率单元的剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例中模块化励磁功率单元的侧视结构示意图；

图4为传统励磁整流柜的柜顶结构示意图；

图5为本实用新型实施例中模块化励磁功率单元的柜顶结构示意图；

图6为本实用新型实施例中机箱底壳的侧面结构示意图；

图7为本实用新型实施例中模块化励磁功率单元的电气原理图；

图8为本实用新型实施例中吸收电容组件、吸收电阻组件及整流模块之间的电气连接示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、机箱壳体，2、进风区，3、主散热区，4、次散热区，5、排风区，6、机箱铝排，7、风流均压区，8、电子控制盒，9、电流采集模块，11、机箱前盖，12、机箱顶盖，13、机箱底壳，31、整流模块，32、散热片，33、吸收电容组件，34、风道金属板，41、散热风机组件，51、吸收电阻组件，131、上挂孔，132、下挂孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

下面结合附图，对本实用新型进行说明。

实施例、如图1所示，一种模块化励磁功率单元，包括机箱壳体1以及均分别设置于所述机箱壳体1内部且由下至上依次连通的进风区2、主散热区3、次散热区4和排风区5；

所述进风区2设置于所述机箱壳体1内部的底部的左侧空间；所述主散热区3内设有吸收电容组件33，以及固定连接的整流模块31和散热片32；所述次散热区4内设有散热风机组件41，所述排风区5内设有吸收电阻组件51；

还包括设置于所述机箱壳体1内部的机箱铝排6，所述整流模块31分别与所述机箱铝排6、所述吸收电容组件33和所述吸收电阻组件51电连接，所述吸收电容组件33与所述吸收电阻组件51电连接。

进风区、主散热区、次散热区和排风区由下至上依次连通，由于固定连接的整流模块和散热片位于进风区上方的主散热区，而整流模块为主要发热器件，冷风从机箱壳体的底部进入进风区再进入主散热区，通过散热片和机箱壳体之间形成的通道对整流模块进行降温，起到整个励磁功率单元的主要散热作用；风进入散热器后被次散热区的散热风机组件抽走，同时散热风机组件抽出来的风直吹位于排风区的吸收电阻组件，而吸收电阻组件为次要发热器件，因此还可以起到整个励磁功率单元的次要散热作用；经过排风区排出来的风再经过机箱壳体排出；整个过程中，通过机箱铝排为整个机箱内部的电气元件(包括整流模块、吸收电容组件和吸收电阻组件)接入机箱外部的电源供电，实现独立的励磁整流回路，散热风机组件单独与外部电源连接；整体机箱散热风流下进上出，不会对水平方向的部件造成风流干扰，有效减少了横向占用空间，可并排布置多台机箱，且风流的自然上升，能有效提高散热效果，保证整个模块化的励磁功率单元长期处于安全温度范围内的工作；

本实施例的模块化励磁功率单元，在实现完整独立的励磁整流回路的基础上，还有效减少了横向占用空间，空间占比小，可并排布置多台机箱，风流的自然上升，形成一个闭合的烟囱形状的风道，能有效提高散热效果，散热效果佳，设备维护难度低。

具体地，本实施例中励磁系统交流电通过机箱铝排进入整流模块，经过整流模块转换为直流电，再通过机箱铝排输出；吸收电阻组件及吸收电容组件通过电气连接，保护整流模块长期稳定可靠运行，电气回路简单可靠；机箱整体形成一组完整的整流回路，可多台机箱并联在励磁系统回路中。

优选地，如图2和图3所示，所述机箱壳体1包括机箱前盖11、机箱顶盖12和机箱底壳13；

所述进风区2设置于所述机箱底壳13的底部的左侧空间，所述散热片32、所述散热风机组件41和所述吸收电阻组件51均分别与所述机箱底壳13固定连接。

通过上述结构的机箱壳体，可以使得励磁功率单元以完整独立的励磁整流回路、独立的风道、更小的外形尺寸，以一个独立模块安装在机箱壳体内，拆卸方便、安装快捷，降低维护难度。

具体地，本实施例的机箱底壳包括机箱底面和左右两个侧面，具体为U型底壳。

优选地，如图3和图5所示，所述机箱前盖11和所述机箱顶盖12均设有若干个散热孔。

经过排风区排出的风流会经过机箱前盖和机箱顶盖，而通过机箱前盖和机箱顶盖上分别设置的若干个散热孔，可以进一步提高整个励磁功率单元的散热效果；此外，传统的励磁整流柜通过在柜顶设置外挂散热风机，该种方式存在安全隐患的同时也导致柜体的整体防护水平不高，因此本实施例与传统方式相比，可以提高柜体的整体防护等级，例如防水等级由无防护的等级IPX0提升至防止垂直水滴进入柜体的防护等级IPX1，并消除了外挂风机所存在的风险。其中，传统励磁整流柜柜顶设置的外挂散热风机的示意图如图4所示。

优选地，如图6所示，所述机箱底壳13的侧面设有至少一个上挂孔131和至少一个下挂孔132。

通过机箱底壳侧面设置的至少一个上挂孔和至少一个下挂孔，可以让整个励磁功率单元挂装，以便机箱的拆装，进一步大大降低设备维护难度。

具体地，本实施例上挂孔和下挂孔分别设置有2个，且2个上挂孔和2个下挂孔均分别以机箱侧面的中心对称设置。

优选地，如图2和图3所示，所述主散热区3内还设有风道金属板34；

所述吸收电容组件33设置于所述风道金属板34的下方；所述散热风机组件41、所述风道金属板34、所述散热片32以及所述机箱底壳13的侧面所围成的空间形成垂直流向的风流均压区7。

通过设置风道金属板，以便形成垂直流向的风流均压区，并使得整个机箱风道形成一个垂直于水平面的“烟囱”，当机箱外部的冷风从进风区进入机箱风道内，在风流均压区形成均匀的负压，有利于主散热区的散热片的均匀散热，进而进一步提高散热效果。

优选地，如图2和图3所示，还包括设置于所述机箱底壳13底部的右侧空间的电子控制盒8以及设置于所述机箱铝排6上的电流采集模块9；

所述电子控制盒8分别与所述整流模块31和所述电流采集模块9电连接，所述电流采集模块9与所述机箱铝排6电连接。

通过电子控制盒，一方面为整流模块的运行提供必需的脉冲信号，并结合电流采集模块对整流模块经由机箱铝排输出的电流信号进行反馈，有利于实现整流模块的自动化控制；另一方面通过该电子控制盒设置在机箱底壳底部的右侧空间，可以对整个机箱底壳起到平衡的支撑作用。

具体地，本实施例中电子控制盒中的主控芯片具体为F283系列的DSP芯片；其中，电子控制盒的型号为iPC800A。

优选地，所述整流模块31和所述散热片32的固定连接处设有导热硅脂层。

通过整流模块与散热片之间的导热硅脂层，可以进一步提高散热片对整流模块的散热作用，进一步提高整个励磁功率单元的散热效果。

具体地，本实施例中整个励磁功率单元的电气原理图如图7所示，在图7中，散热风机和电子控制盒分别接入机箱外部电源供电，电子控制盒为整流模块提供脉冲信号，整流模块通过机箱铝排接入交流电，并通过机箱铝排输出直流电，电流采集模块采集输出的直流电并反馈至电子控制盒，通过电子控制盒内部的主控芯片可以帮助实现机箱内部的自动化控制；吸收电容组件与吸收电阻之间电气连接，同时吸收电容组件和吸收电阻还分别与整流模块电气连接。

具体地，本实施例中的电流采集模块设置在机箱铝排上，机箱铝排通过绝缘支架设置在整流模块的下方，便于电子控制盒与整流模块、以及电流采集模块和机箱铝排之间的电气连接。整流模块通过螺栓固定在散热片的右侧，接触面涂抹导热硅脂层减小接触热阻；散热片通过螺栓固定在机箱底壳的侧面上，形成机箱风道的主散热区；散热风机组件位于散热片的上方，二者之间留出足够空间用风道金属板闭合形成风流均压区，其中风道金属板的一端通过螺栓与散热片固定连接，另一端靠自身刚性压在散热风机组件上；吸收电容组件通过螺栓固定在风道金属板的下方；吸收电阻组件通过螺栓固定在机箱底壳的侧面上，并位于散热风机组件、机箱前盖、机箱顶盖和机箱底壳所围成的排风区内，利用散热风机组件抽出的风流进行散热，并排出机箱外。

在设备运行时，整个机箱是通过图6所述的上挂孔和下挂孔以竖直方向挂在机柜内，机箱风道形成一个垂直于水平面的“烟囱”，散热风机组件处于工作状态，在风流均压区中形成均匀的负压，将机箱外部冷风从进风区处吸进机箱风道内，因为在风流均压区中形成均匀的负压，冷风在流经机箱底壳与散热片组成的主散热区时，会给散热片的散热齿均匀散热，通过主散热风道的风流被散热风机组件抽出到排风区并给次要发热元件(即吸收电阻组件)散热后，经机箱前盖和机箱顶盖的散热孔排出机箱。

本实施例的风道为下进上出的垂直风道、机箱的外壳安全无电、整流回路完整独立，机箱的外形体积相较于传统的整流方式占用空间小，可以并排布置多台并联在励磁系统中，机箱的挂装式开孔可以方便机箱的拆装，机箱内部配套的散热风机可以省掉柜顶的散热风机，提高柜体的整体防护等级，解决了传统励磁整流方式中传统励磁整流柜空间占用比大、防护等级低、整体性能偏低及维护困难等问题。

需要说明的是，本实施例中所采用的机箱铝排、整流模块、散热片、散热风机组件、风道金属板、电流采集模块、吸收电阻组件及吸收电容组件等分立部件，均为现有技术中常见的结构或型号的产品，本实施例不对上述分立部件的结构进行改进。

此外，吸收电阻组件中包括多个吸收电阻，例如R1、R2、R3、R4、R5和R6，吸收电容组件中包括多个吸收电容，例如C1、C2、C3、C4、C5和C6，这些吸收电阻和吸收电容与整流模块之间的电气连接方式具体如图8所示。在图8中，整流模块为三相六桥臂整流模块，吸收电容C1和吸收电阻R1串联后与A相上桥臂并联，吸收电容C4和吸收电阻R4串联后与A相下桥臂并联，吸收电容C3和吸收电阻R3串联后与B相上桥臂并联，吸收电容C6和吸收电阻R6串联后与B相下桥臂并联，吸收电容C5和吸收电阻R5串联后与C相上桥臂并联，吸收电容C2和吸收电阻R2串联后与C相下桥臂并联。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模块化励磁功率单元，其特征在于，包括机箱壳体(1)以及均分别设置于所述机箱壳体(1)内部且由下至上依次连通的进风区(2)、主散热区(3)、次散热区(4)和排风区(5)；

所述进风区(2)设置于所述机箱壳体(1)内部的底部的左侧空间；所述主散热区(3)内设有吸收电容组件(33)，以及固定连接的整流模块(31)和散热片(32)；所述次散热区(4)内设有散热风机组件(41)，所述排风区(5)内设有吸收电阻组件(51)；

还包括设置于所述机箱壳体(1)内部的机箱铝排(6)，所述整流模块(31)分别与所述机箱铝排(6)、所述吸收电容组件(33)和所述吸收电阻组件(51)电连接，所述吸收电容组件(33)与所述吸收电阻组件(51)电连接。

2.根据权利要求1所述的模块化励磁功率单元，其特征在于，所述机箱壳体(1)包括机箱前盖(11)、机箱顶盖(12)和机箱底壳(13)；

所述进风区(2)设置于所述机箱底壳(13)的底部的左侧空间，所述散热片(32)、所述散热风机组件(41)和所述吸收电阻组件(51)均分别与所述机箱底壳(13)固定连接。

3.根据权利要求2所述的模块化励磁功率单元，其特征在于，所述机箱前盖(11)和所述机箱顶盖(12)均设有若干个散热孔。

4.根据权利要求2所述的模块化励磁功率单元，其特征在于，所述机箱底壳(13)的侧面设有至少一个上挂孔(131)和至少一个下挂孔(132)。

5.根据权利要求2所述的模块化励磁功率单元，其特征在于，所述主散热区(3)内还设有风道金属板(34)；

所述吸收电容组件(33)设置于所述风道金属板(34)的下方；所述散热风机组件(41)、所述风道金属板(34)、所述散热片(32)以及所述机箱底壳(13)的侧面所围成的空间形成垂直流向的风流均压区(7)。

6.根据权利要求2所述的模块化励磁功率单元，其特征在于，还包括设置于所述机箱底壳(13)底部的右侧空间的电子控制盒(8)以及设置于所述机箱铝排(6)上的电流采集模块(9)；

所述电子控制盒(8)分别与所述整流模块(31)和所述电流采集模块(9)电连接，所述电流采集模块(9)与所述机箱铝排(6)电连接。

7.根据权利要求6所述的模块化励磁功率单元，其特征在于，所述电子控制盒(8)中的主控芯片具体为F283系列的DSP芯片。

8.根据权利要求1至7任一项所述的模块化励磁功率单元，其特征在于，所述整流模块(31)和所述散热片(32)的固定连接处设有导热硅脂层。

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