DE102008060613A1 - Arrangement for control cabinet and power converter, has power converter associated with cooling body, and air guiding unit connected with control cabinet and for guiding air from recesses of cooling body through control cabinet - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Anordnung, umfassend einen Schaltschrank und mindestens einen Umrichter.The The invention relates to an arrangement comprising a control cabinet and at least one inverter.
Es ist bekannt, Umrichter in Schaltschränken anzuordnen, um einen verbesserten gehäusebildenden Schutz zu erreichen.It It is known to arrange inverters in control cabinets to an improved housing forming To achieve protection.
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung, umfassend
einen Schaltschrank und mindestens einen Umrichter, weiterzubilden,
wobei
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe bei der Anordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst.The invention is therefore based on the object, an arrangement comprising a control cabinet and at least one inverter, further, wherein
According to the invention the object is achieved in the arrangement according to the features specified in claim 1.
Wichtige
Merkmale der Erfindung bei der Anordnung sind, dass sie einen Schaltschrank
und mindestens einen Umrichter umfasst,
wobei jedem Umrichter
mindestens ein jeweiliger Kühlkörper zugeordnet
ist,
wobei Luftleitmittel vorgesehen sind, mit welchen die durch
Ausnehmungen des Kühlkörpers geleitete
Luft aus dem Schaltschrank herausgeführt ist,
wobei die Luftleitmittel
mit dem Schaltschrank verbunden sind.Important features of the invention in the arrangement are that it comprises a control cabinet and at least one inverter,
wherein each inverter is associated with at least one respective heat sink,
wherein air guide means are provided with which the guided through recesses of the heat sink air is led out of the cabinet,
wherein the air guiding means are connected to the control cabinet.
Von Vorteil ist dabei, dass Luft durch die Ausnehmungen des Kühlkörpers entweder passiv, also konvektiv, oder aktiv mittels eines Lüfters antreibbar ist und nach Aufnahme der Abwärme in die Luft diese kontrolliert ableitbar ist an die Umgebung. Hierzu separieren die Luftleitmittel die aufgewärmte Luft vom restlichen Innenraum des Schaltschrankes. Es wird also verhindert, dass aufgewärmte Luft wieder zurück in den Innenraum des Schaltschrankes eindringt. Somit ist die Effektivität der Kühlung verbessert und ein im Wesentlichen vorgebbarer Luftstrom realisierbar.From The advantage here is that air through the recesses of the heat sink either passive, ie convective, or actively driven by a fan and after absorbing the waste heat into the air this controlled derivable is to the environment. For this the air conduction separates the heated air from the rest of the interior of the control cabinet. It is thus prevented from warmed up air back again penetrates into the interior of the control cabinet. Thus, the effectiveness of the cooling is improved and a substantially predeterminable air flow feasible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Schaltschrank einen Rahmen, an welchem Gehäuseblechteile befestigt sind, insbesondere zur Bildung von Seitenflächen. Von Vorteil ist dabei, dass ein stabiler Grundrahmen vorgesehen ist, an welchem die gesamte Anordnung aufnehmbar und transportierbar ist, wobei hier auch Seitenbleche und somit eine geschlossene gehäusebildend umgebende Vorrichtung schaffbar ist.at an advantageous embodiment, the cabinet comprises a Frame on which housing strips are attached, in particular for the formation of side surfaces. From The advantage here is that a stable base frame is provided, on which the entire arrangement can be received and transported is, here also side plates and thus a closed housing forming surrounding device is schaffbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Umrichter am Schaltschrank, insbesondere an dessen Rahmen, befestigt. Von Vorteil ist dabei, dass die große Masse des Umrichters stabil und fest befestigbar ist.at an advantageous embodiment of the inverter on the control cabinet, in particular to the frame attached. It is advantageous that the big one Ground of the inverter is stable and firmly fastened.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Umrichter in Modulen ausgeführt, insbesondere als ein Leistungshalbleiter umfassendes Wechselrichter-Modul, ein Steuerelektronik-Modul und gegebenenfalls weitere Module. Von Vorteil ist dabei, dass bei Ausfall oder Wartung ein Lokalisieren von Fehlern leicht und schnell ausführbar ist. Ebenso ist ein Austausch eines Moduls kostengünstig und schnell ausführbar. Die zugehörigen Haltemittel eines Moduls müssen außerdem nur das Gewicht des Moduls und nicht des ganzen Umrichters aufnehmen.at According to an advantageous embodiment, the converter is implemented in modules, in particular as a power semiconductor comprehensive inverter module, a Control electronics module and optionally further modules. Advantageous It is easy to locate errors in case of failure or maintenance and fast executable is. Likewise, a replacement of a module is inexpensive and fast executable. The associated Holding means of a module must Furthermore only pick up the weight of the module and not the whole inverter.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Wechselrichter-Modul des Umrichters oder der Umrichter am Kühlkörper befestigt. Von Vorteil ist dabei, dass ein guter Wärmeübergang, also ein niedriger Wärmeübergangswiderstand zwischen Leistungshalbleiter und Kühlkörper erreichbar ist. Auf diese Weise ist ein hoher Wirkungsgrad erreichbar. Außerdem ist eine hohe Stabilität gegen Schwingungen erreichbar und die gesamte Anordnung einfach und stabil transportierbar.at an advantageous embodiment is an inverter module of Inverter or the inverter attached to the heat sink. Advantageous is there that a good heat transfer, So a low heat transfer resistance achievable between power semiconductor and heat sink. In this way is a high efficiency achievable. In addition, a high stability against Vibrations achievable and the entire arrangement simple and stable transportable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Luftleitmittel mit der Oberseite, also Deckel, des Schaltschranks oder mit einer Seitenfläche verbunden, insbesondere so dass die Luft senkrecht zur Gravitationsrichtung aus dem Schaltschrank herausgeleitet wird oder abwärtsgerichtet, also schräg nach unten mit einem Winkelabstand von weniger als 90° zur Gravitationsrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass kein von oben herabfallender Staub oder Schmutz in die Anordnung hineinfällt und somit die Kühlkanäle frei bleiben.at an advantageous embodiment, the air guide with the Top, so lid, the cabinet or connected to a side surface, especially so that the air is perpendicular to the gravitational direction is led out of the control cabinet or downwards, so weird downwards with an angular distance of less than 90 ° to the gravitational direction. The advantage here is that no falling from above dust or Dirt falls into the arrangement and thus the cooling channels free stay.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Luftleitmittel lösbar verbunden, insbesondere schraubverbunden, mit einem Gehäuseblechteil, insbesondere Schaltschrankwand, das am Rahmen des Schaltschranks befestigt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine dichte Verbindung zwischen Luftleitmittel und Außenwand erreichbar ist.at In an advantageous embodiment, the air guiding means are detachably connected, in particular screw-connected, with a Gehäuseblechteil, in particular Control cabinet wall, which is attached to the frame of the control cabinet. The advantage here is that a tight connection between the air guide and outer wall is reachable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Luftleitmittel ein Luftleitteil, das zwischen zwei Kühlkörpern von im Schaltschrank angeordneten Umrichtern angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass zwei oder mehr Umrichter oder zumindest Kühlkörper von Umrichtern seriell übereinander anordenbar sind und die Kühlluft durch diese serielle Anordnung führbar ist. Auf diese Weise ist mit nur einem Kühlluftstrom eine Menge von Umrichtern kühlbar.at According to an advantageous embodiment, the air guiding means comprise Air baffle between two heat sinks in the control cabinet arranged converters is arranged. The advantage here is that two or more inverters or at least heat sinks of converters in series one above the other can be arranged and the cooling air feasible by this serial arrangement is. In this way, with only one cooling air flow, a lot of Converters coolable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Luftleitmittel ein Umlenkteil oder eine Umlenkhaube, das oder die zwischen einem Kühlkörper und der Schaltschrankwand angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Kühlluftstrom umlenkbar ist von der vertikalen in eine horizontale Richtung. Auf diese Weise ist ein Eindringen von Staub, insbesondere bei ausgeschalteter Anordnung, verhinderbar.at According to an advantageous embodiment, the air guiding means comprise Diverter or a Umlenkhaube, or between a heat sink and the control cabinet wall is arranged. The advantage here is that the cooling air flow is deflectable from the vertical to a horizontal direction. To this Way is a penetration of dust, especially when switched off Arrangement, preventable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Oberseite des Schaltschrankes, insbesondere Deckel, ein Umlenkteil vorgesehen, das von den Luftleitmitteln geführte, in Gravitationsrichtung einströmende Luft senkrecht zur Gravitationsrichtung oder abwärtsgerichtet aus dem Schaltschrank herausleitet. Von Vorteil ist dabei, dass die Luft zwar vertikal zur Oberseite der Anordnung hingeleitet wird, dort aber in eine horizontale Richtung oder eine leicht abwärtsgeneigte Richtung, insbesondere mit einem Winkel zur Gravitationsrichtung von weniger als 90°, umgelenkt wird. Auf diese Weise ist das Eindringen von Staub verhinderbar und andererseits ist das Umlenkteil derart groß, also einen wesentlichen Teil der Fläche der Oberseite des Schaltschrankes bedeckend, ausbildbar, dass die Wärme des Kühlluftstroms aufspreizbar ist über das gesamte Umlenkteil. Somit ist an der Oberseite nicht nur durch die austretende Kühlluft sondern auch durch das große Umlenkteil eine leistungsfähige Kühlung erzielbar.at an advantageous embodiment is at the top of the cabinet, in particular cover, a deflecting provided by the air guiding means guided, inflowing in the direction of gravity Air perpendicular to the direction of gravity or downwards from the control cabinet out forwards. The advantage here is that the air while vertical to Top of the arrangement is passed, but there in a horizontal Direction or slightly downhill Direction, in particular with an angle to the direction of gravity less than 90 °, deflected becomes. In this way, the ingress of dust can be prevented and on the other hand, the deflection part is so large, so a significant Part of the area covering the top of the control cabinet, that can be formed Heat of the Cooling air flow is spreadable over the entire deflection part. Thus, at the top is not only through the exiting cooling air but also by the big one Diverter a powerful cooling achievable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Luftleitmittel einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Fertigung ausführbar ist und das Luftleitmittel in seinem Querschnitt an den Kühlkörper anpassbar ist, der wiederum einfach und kostengünstig als rechteckförmiges Stranggussteil fertigbar ist.at According to an advantageous embodiment, the air guiding means have a rectangular Cross-section on. The advantage here is that a simple production executable is and the air guide in its cross section adaptable to the heat sink is, in turn, simple and inexpensive as a rectangular extruded casting is manufacturable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kühlkörper als Stranggussprofil gefertigt, in welchem Ausnehmungen vorgesehen sind, die sich in Stranggussrichtung erstrecken, insbesondere die in allen zur Stranggussrichtung senkrechten Richtungen von Material umgeben sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Fertigung erreichbar ist, wobei die Länge des Kühlkörpers in einfacher Weise, nämlich durch Abtrennen eines Kühlkörperteils in jeweils benötigter Länge, bereitstellbar ist. Das Stranggussprofil ist dabei kontinuierlich fertigbar und je nach Leistung und Größe des Umrichters beziehungsweise des Leistungshalbleiter umfassenden Leistungsmoduls ist der Kühlkörper angepasst fertigbar.at an advantageous embodiment, the heat sink is manufactured as a continuous casting profile, in which recesses are provided which are in the continuous casting extend, in particular the vertical in all to the casting direction Directions are surrounded by material. The advantage here is that one simple production can be achieved, the length of the heat sink in a simple manner, namely by Disconnecting a heat sink part in each required Length, is available. The continuous casting profile is continuous manufacturable and depending on the power and size of the inverter or the Power semiconductor comprehensive power module is adapted to the heat sink manufacturable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Luftleitmittel aus Stahlblech und der Kühlkörper aus Aluminium gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass kostengünstige Mittel mit hoher Wärmeleitfähigkeit und somit guter Kühlleistung bereitstellbar sind.at In an advantageous embodiment, the air guiding means are made of sheet steel and the heat sink off Made of aluminum. The advantage here is that inexpensive means with high thermal conductivity and thus good cooling performance are available.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Advantages emerge from the subclaims.
- 11
- Umrichter mit Leistungsteilinverter with power section
- 22
- Ablufthaubeexhaust hood
- 33
- Rohrteilpipe part
- 44
- GehäuseblechteilHousing sheet metal part
- 55
- Bohrlöcherwells
- 1010
- Umlenkverteilerturning manifold
- 1111
- Rahmen des Schaltschranksframe of the control cabinet
- 1212
- Luftleitteilair guide
- 2020
- Umlenkhaubedeflection hood
Die
Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der
In the
In
der
In
der
In
In
Der
Kühlkörper ist
hierbei am Rahmen
Erfindungsgemäß wird die
Luft hierbei durch die Ausnehmungen des Kühlkörpers entweder konvektiv angetrieben
oder alternativ aktiv vom Lüfter angetrieben
und aus dem Schaltschrankinneren an die Umgebung herausgeleitet,
indem die aus dem Kühlkörper austretende
Kühlluft
der Ablufthaube
Die
Ablufthaube
Das
Rohrteil
Die Pfeilrichtungen in den Figuren deuten die Hauptströmungsrichtung der Luft an.The Arrow directions in the figures indicate the main flow direction the air.
In
Der
Schaltschrank weist wiederum einen Rahmen auf, an dem die Kühlkörper befestigt
sind. Die Umlenkhaube
Bei
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
sind auf den Kühlkörper anstatt
der Umrichter
Claims (15)
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |