CN214506853U - 一种变频柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变频柜。本实用新型的变频柜包括柜体、变频器、散热器以及循环管路，变频器设置于柜体内，变频器包括第一接口结构和功率单元，变频器内设置有冷却液用于对功率单元进行散热，循环管路用于供冷却液的流通且循环管路连通第一接口结构与散热器，位于变频器的冷却液吸收功率单元的热量并通过循环管路将热量传输至散热器，经散热器散热后的冷却液温度降低，后由经过循环管路流回变频器，以此完成变频器与散热器之间的换热，提升换热效率，且功率单元使用循环管路连接散热器进行换热，使得功率单元在柜体内的布局设置不仅仅局限于设置于柜壁上，解决变频柜提升换热效率的同时降低安装、维护困难的技术问题。

Description

一种变频柜

技术领域

本实用新型涉及变频柜散热技术领域，特别涉及一种变频柜。

背景技术

在防爆变频器行业应用中，整个系统一般由功率单元(变频器)和变频柜体组成。为了保证防爆可靠性，内部变频器故障导致的明火等不至于蔓延到柜外。一般会把变频器的发热部件，如功率单元，具体的如逆变IGBT(IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)和整流管等贴到变频柜壁/散热腔体上，在变频柜的外壁上放置换热装置，但这种方式存在问题，换热效率有待提升且功率单元都必须平铺在变频柜内壁上，导致变频柜的体积上有一定的要求，从而也导致内部在器件布局的时候很受限制不利于安装和维护。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种变频柜，旨在解决提升换热效率的同时降低安装、维护困难的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种变频柜，包括：

柜体；

变频器，所述变频器设置于所述柜体内部，所述变频器包括第一接口结构和功率单元；

循环管路，所述循环管路的一端与所述第一接口结构连通，用于流通冷却液；

散热器，所述散热器包括腔体，所述循环管路的另一端与所述腔体连通，所述循环管路用以将为所述功率单元散热的冷却液传输至所述腔体内。

具体地，所述第一接口结构包括出液口和进液口，所述循环管路包括：

进液管，所述进液管与所述进液口连通；

出液管，所述出液管与所述出液口连通，所述变频器内的冷却液由所述出液管流至所述腔体，所述腔体内的冷却液由所述进液管流至所述变频器内。

具体地，所述腔体为一混合腔且与所述进液管和所述出液管连通，所述混合腔用于将来自所述出液管的较高温冷却液和设置于混合腔内的较低温冷却液进行混合，以对所述较高温冷却液进行降温。

具体地，所述腔体包括：

第一循环腔，所述第一循环腔与所述进液管和所述出液管连通；

第二循环腔，所述第二循环腔与所述第一循环腔通过一导热隔板间隔设置，所述第二循环腔用于对流经所述第一循环腔的较高温冷却液进行降温。

具体地，所述第二循环腔内设置有冷却液及/或第一散热件。

具体地，所述腔体设置于所述柜体外，或所述腔体设置于所述柜体内，又或所述腔体穿设于所述柜体的柜壁上。

具体地，所述散热器还包括：

第二散热件，所述第二散热件设置于所述腔体外侧，用以对流经所述腔体内的冷却液进行散热。

具体地，所述第二散热件为若干针翅或若干热管。

具体地，所述腔体与所述第二散热件为一体成型或拆卸连接。

具体地，所述第二散热结构还包括：

风机，所述风机与所述第二散热件对应设置，用以对所述腔体内的较高温冷却液进行散热。

本实用新型技术方案通过设置循环管路和散热器来解决变频柜提升换热效率的同时降低安装、维护困难的技术问题。本实用新型的变频柜包括柜体、变频器、散热器以及循环管路，变频器设置于柜体内，变频器包括第一接口结构和功率单元，变频器内设置有冷却液用于对功率单元进行散热，循环管路用于供冷却液的流通且循环管路连通第一接口结构与散热器，位于变频器的冷却液吸收功率单元的热量并通过循环管路将热量传输至散热器，经散热器散热后的冷却液温度降低，后由经过循环管路流回变频器，以此完成变频器与散热器之间的换热，提升换热效率，且本实用新型的功率单元使用循环管路连接散热器进行换热，使得功率单元在柜体内的布局设置就不仅仅局限于设置于柜壁上，解决了变频柜提升换热效率的同时降低安装、维护困难的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型变频柜实施例的散热器为液冷散热的结构示意图；

图2为本实用新型变频柜实施例的散热器为液冷散热的另一结构示意图；

图3为本实用新型变频柜实施例的散热器为风冷散热的结构示意图；

图4为本实用新型变频柜实施例的散热器为风冷散热的另一结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	散热器	1	柜体
10	变频器	11	第一接口结构
				111	进液口	112	出液口
30	循环管路	20	散热器
				31	进液管	21	腔体
32	出液管	22	第二散热件
				211	第一循环腔	23	混合腔
212	第二循环腔

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出了一种变频柜100。

如图1至图4所示，变频柜100包括：柜体1；变频器10，变频器10设置于柜体1内部，变频器10包括第一接口结构11和功率单元(图中未示出)；循环管路30，循环管路30的一端与第一接口结构11连通，用于流通冷却液；散热器20，散热器20包括腔体21，循环管路30的另一端与腔体21连通，循环管路30用以将为功率单元散热的冷却液传输至腔体21内。

在防爆变频器行业应用中，变频柜100由变频器和柜体1组成，为了保证防爆可靠性且内部变频器故障不至于蔓延到柜外，会把变频器的功率单元贴到变频柜壁上，但这种方式存在问题，所有的功率单元都必须平铺在变频柜内壁上，导致变频柜100在体积上有一定的要求，从而也导致变频柜100内部在器件布局的时候很受限制，存在系统故障维护的问题。因为功率单元上会放置PCB板或者钣金外壳等，一旦要更换功率单元，需要把所有的功率单元上所有的部件都拆除，更换好功率单元后再组装上去，基本相当于重新组装了整机，给维护、安装带来了很大不便。

本实施例中，变频柜100包括柜体1、变频器10、散热器20以及循环管路30，变频器10设置于柜体1内，变频器10包括第一接口结构11和功率单元，变频器10内设置有冷却液用于对功率单元进行散热，循环管路30用于供冷却液的流通且循环管路30连通第一接口结构11与散热器20，位于变频器10的冷却液吸收功率单元的热量并通过循环管路30将热量传输至散热器20，经散热器20散热后的冷却液温度降低，后由经过循环管路30流回变频器10，以此完成变频器10与散热器20之间的换热，提升换热效率，且本实用新型的功率单元使用循环管路30连接散热器20进行换热，使得功率单元在柜体1内的布局设置就不仅仅局限于设置于柜壁上，解决了变频柜100提升换热效率的同时降低安装、维护困难的技术问题。

可以理解的是，变频器10内的冷却液为较高温冷却液，较高温冷却液经循环管路30到达散热器20以对较高温冷却液进行换热降温，降温之后的较低温冷却液通过循环管路30再次回流至变频器10，功率单元设置于变频器10内部，以此循环对功率单元进行散热，有效提升换热速率。

可以理解的是，功率单元为变频器且为发热单元，在具体实施中功率单元如逆变IGBT和整流管等，采用本申请的变频器10、散热器20以及循环管路30的设置，能持续不断地对功率单元进行散热降温，使得功率单元的安装位置不受限制，对于变频柜100柜体1的体积要求降低，柜体1内部在器件布局的时候也不受限制，同时也有利于器件的拆卸、安装和维护。

具体地，所述第一接口结构11包括出液口111和进液口112，所述循环管路30包括：进液管31，所述进液管31与所述进液口112连通；出液管32，所述出液管32与所述出液口111连通，所述变频器10内的冷却液由所述出液管32流至所述腔体21，所述腔体21内的冷却液由所述进液管31流至所述变频器10内。

本实施例中，第一接口结构11包括一出液口111和一进液口112，进液口112和出液口111间隔设置，使得流出变频器10的较高温冷却液与流进变频器10的较低温的温差尽可能大，且较低温冷却液也能更全面地将功率单元的热量带走，循环管路30包括相互独立设置的进液管31和出液管32，进液管31与进液口112连通，出液管32和出液口111连通，且进液管31及/或出液管32远离变频器10的一端均与散热器20连接，变频器10内的较高温冷却液由所述出液管32流至所述散热器20，具体的，变频器10内的较高温冷却液由所述出液管32流至所述腔体21内，所述腔体21内的较低温冷却液由所述进液管31流至所述变频器10，以达到对变频器10内的功率单元的散热，由此，功率单元在柜体1内的布局安装不受柜体1的柜壁限制，同时也利于维护的拆装，解决了提升换热效率的同时降低安装、维护困难的技术问题。

具体地，所述腔体21为一混合腔且与所述进液管31和所述出液管32连通，所述混合腔用于将来自所述出液管32的较高温冷却液和设置于混合腔内的较低温冷却液进行混合，以对所述较高温冷却液进行降温。

如图1所示，本实施例中，散热器20对流出变频器10的较高温冷却液进行换热降温，其可使用液冷散热或者风冷散热等散热方式，在使用液冷换热方式时，且在一具体的实施例中，腔体21为一混合腔，混合腔与进液管31和出液管32是连通的，混合腔内设置有较低温冷却液，自变频器10和出液管32传输的较高温冷却液与混合腔内的较低温冷却液混合以降低冷却液的整体温度，后将降温后的冷却液经由进液管31传输至变频器10中，以实现对功率单元的持续性散热降温。

可以理解的是，混合腔与进液口111、出液口112均连通以实现其与变频器10的连通和对功率单元的散热，混合腔还外接循环的低温流体，循环的低温流体不断充入混合腔，并与来自于变频器10的较高温冷却液进行完全混合并使较高温冷却液的温度降低，混合腔内的冷却液整体温度均低于变频器10内的冷却液的温度，遂将混合腔内的较低温冷却液通过进液管31传输至变频器10内，以持续对功率单元进行散热。

具体地，所述腔体21包括：第一循环腔211，所述第一循环腔211与所述进液管31和所述出液管32连通；第二循环腔212，所述第二循环腔212与所述第一循环腔211通过一导热隔板(图中未标注)间隔设置，所述第二循环腔212用于对流经所述第一循环腔211的较高温冷却液进行降温。

如图2所示，本实施例中，在散热器20使用液冷换热方式时，且在另一具体的实施例中，腔体21包括一第一循环腔211和一第二循环腔212，第一循环腔211与第二循环腔212通过一导热隔板间隔设置，使得第一循环腔211与第二循环腔212之间相互独立设置，但第一循环腔211与第二循环腔212之间能通过导热隔板进行传热，第一循环腔211与进液管31、出液管32均连通，将变频器10内的较高温的循环液传输至第一循环腔211内，第二循环腔212内设置有较低温冷却液，用于通过导热隔板与第一循环腔211内的较高温冷却液进行换热并使之降温，降温后的冷却液再经进液管31进入变频器10内，以持续对功率单元进行散热。

可以理解的是，第二循环腔212外接循环的低温流体，循环的低温流体不断充入第二循环腔212，并与传输至第一循环腔211的较高温冷却液进行换热并使较高温冷却液的温度降低，经过降温后的第一循环腔211内的冷却液整体温度均低于变频器10内的冷却液的温度，遂将第一循环腔211内的较低温冷却液通过进液管31传输至变频器10内，以持续对功率单元进行散热。

可以理解的是，第一循环腔211和第二循环腔212均可设置于柜体1外部，亦可如图2所示，第一循环腔211设置于柜体1的内壁上，第二循环腔212设置于柜体1的外壁上，第二循环腔212上预留有与外部循环流体连接的连接口。

可以理解的是，第一循环腔211与第二循环腔212内的流体的流动方向会包括出现的以下两种情况：其一是第一循环腔211与第二循环腔212内的流体的流动方向相同，循环的外接低温流体通过导热隔板进行较高温冷却液的换热，两者流体部相互接触完成换热；其二是第一循环腔211与第二循环腔212内的流体的流动方向相反，经实施证明，对流换热的换热效率提升效果显著。

具体地，第二循环腔212内设置有冷却液及/或第一散热件(图中未示出)。

本实施例中，第二循环腔212内设置有冷却液及/或第一散热件，即其一是，第二循环腔212内设置有冷却液，设置于第二循环腔212内的冷却液温度低于或远低于传输至第一循环腔211内的较高温冷却液的温度，二者通过导热板进行传热换热，以使第一循环腔211内的较高温冷却液温度降低，降温后的冷却液通过进液管31传输至变频器10内，以持续对功率单元的散热；其二是，在第二循环腔212内的至少一侧壁上设置有第一散热件，第二循环腔212内还设置有较低温的冷却液，第一散热件的设置使得导热隔板与较低温冷却液的接触面积增大，使得位于第一循环腔211内的较高温冷却液能快速降温，通过进液管31传输至变频器10内的冷却液也温度更低，能够带走的功率模块的热量也就更多，有效提升换热效率。

可以理解的是，第一散热件还能为针翅或其他凸起状结构，设置第一散热件的目的是为了增大较低温冷却液与导热隔板的接触面积，以提升换热效率。

具体地，所述腔体21设置于所述柜体1外，或所述腔体21设置于所述柜体1内，或所述腔体21穿设于所述柜体1的柜壁上。

本实施例中，变频器10与散热器20之间通过进液管31和出液管32进行连通，散热器20用于对变频器10内的较高温冷却液进行降温，则功率单元在变频器10、散热器20以及循环管路30的设置下能持续不断地散热降温，则功率单元在柜体1内的安装位置不受空间限制，柜体1内部在器件布局的时候也不受限制，同时也有利于器件的拆卸、安装和维护，在变频器10设置于柜体1内部时，散热器20的腔体21可以设置于柜体1外，或腔体21设置于柜体1内，又或腔体21穿设与柜体1的柜壁上。当腔体21设置于柜体1外时，柜体1的柜壁上设置有供进液管31和出液管32穿过的通孔；当腔体21设置于柜体1内部时，柜体1的柜壁上设置有腔体21外接的循环流路穿孔的通道。

具体地，所述散热器20还包括：第二散热件22，所述第二散热件22设置于所述腔体21外侧，用以对流经所述腔体21内的冷却液进行散热。

本实施例中，散热器20对流出变频器10的较高温冷却液进行换热降温，其可使用液冷散热或者风冷散热等散热方式，在使用风冷换热方式时，散热器20包括腔体21以及第二散热件22，腔体21设置于柜体1的壁柜上，腔体21内设置有供冷却液流通的流道，腔体21与进液管31和出液管32连通，以供变频器10的较高温冷却液传输至腔体21中，第二散热件22设置于腔体21外侧，用于对腔体21内的较高温冷却液进行散热，即用于对流通于腔体21内的较高温冷却液进行散热降温，散热降温后的较低温冷却液经由进液管31传输至变频器10内，以持续对功率单元散热。

如图3至图4所示，可以理解的是，本实施例的腔体21外壁上设置有第二散热件22且采用风冷散热方式，腔体21设置于柜体1的柜壁上时，有两种方式，其一是腔体21设置于柜体1的内壁上，第二散热件22穿过柜体1的柜壁设置，使第二散热件22设置于柜体1外部；其二是腔体21和第二散热件22均设置于柜体1的外部，亦可以设置于柜体1的柜壁外侧上，进液管31和出液管32将变频器10内的较高温冷却液传输至柜体1外的腔体21内，第二散热件22的设置以进行对较高温冷却液的降温。以上两种安装方式使得第二散热件22均设置于柜体1外，柜体1外的温度低于柜体1内能使散热器的散热速度加快，对比第二散热件22设置于柜体1内的方式能有效提升散热效率。

可以理解的是，图示中的腔体21和第二散热件22的设置方向和位置只表示一种具体实施的安装，并不对腔体21和第二散热件22的设置方向和位置做唯一限定。例如，腔体21和第二散热件22设置的延伸方向亦可以与柜体1的底部或顶部平行或交叉，以实际布局的安装为准。

具体地，所述第二散热件22为若干针翅或若干热管。

本实施例中，第二散热件22为若干针翅或若干热管，若干针翅或若干热管设置于腔体21上时间隔设置，用于通风，以提升散热效率。

具体地，所述腔体21与所述第二散热件22为一体成型或拆卸连接。

本实施例中，腔体21与所述第二散热件22为一体成型需要使用特定的模具加工而成，或腔体21与所述第二散热件22为拆卸连接，则可根据使用需求更换不同大小的针翅或热管。

具体地，所述第二散热结构还包括：风机(图中未示出)，所述风机与所述第二散热件22对应设置，用以对所述腔体21内的较高温冷却液进行散热。

本实施例中，第二散热结构还包括风机，风机与第二散热件22对应设置，主要用于对第二散热件22送风，加速第二散热件22内的空气流动，以便带走更多热量，用以提升第二散热件22对腔体21内的较高温冷却液的散热速率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变频柜，其特征在于，包括：

柜体；

变频器，所述变频器设置于所述柜体内部，所述变频器包括第一接口结构和功率单元；

循环管路，所述循环管路的一端与所述第一接口结构连通，用于流通冷却液；

散热器，所述散热器包括腔体，所述循环管路的另一端与所述腔体连通，所述循环管路用以将为所述功率单元散热的冷却液传输至所述腔体内。

2.如权利要求1所述的变频柜，其特征在于，所述第一接口结构包括出液口和进液口，所述循环管路包括：

进液管，所述进液管与所述进液口连通；

出液管，所述出液管与所述出液口连通，所述变频器内的冷却液由所述出液管流至所述腔体，所述腔体内的冷却液由所述进液管流至所述变频器内。

3.如权利要求2所述的变频柜，其特征在于，所述腔体为一混合腔且与所述进液管和所述出液管连通，所述混合腔用于将来自所述出液管的较高温冷却液和设置于所述混合腔内的较低温冷却液进行混合，以对所述较高温冷却液进行降温。

4.如权利要求2所述的变频柜，其特征在于，所述腔体包括：

第一循环腔，所述第一循环腔与所述进液管和所述出液管连通；

第二循环腔，所述第二循环腔与所述第一循环腔通过一导热隔板间隔设置，所述第二循环腔用于对流经所述第一循环腔的较高温冷却液进行降温。

5.如权利要求4所述的变频柜，其特征在于，所述第二循环腔内设置有冷却液及/或第一散热件。

6.如权利要求2所述的变频柜，其特征在于，所述腔体设置于所述柜体外，或所述腔体设置于所述柜体内，又或所述腔体穿设于所述柜体的柜壁上。

7.如权利要求6所述的变频柜，其特征在于，所述散热器还包括：

第二散热件，所述第二散热件设置于所述腔体外侧，用以对流经所述腔体内的冷却液进行散热。

8.如权利要求7所述的变频柜，其特征在于，所述第二散热件为若干针翅或若干热管。

9.如权利要求7所述的变频柜，其特征在于，所述腔体与所述第二散热件为一体成型或拆卸连接。

10.如权利要求7所述的变频柜，其特征在于，所述第二散热结构还包括：

风机，所述风机与所述第二散热件对应设置，用以对所述腔体内的较高温冷却液进行散热。

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