DE102008060613B4 - Cooling arrangement for a converter arranged in a switch cabinet - Google Patents

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DE102008060613B4 DE102008060613.8A DE102008060613A DE102008060613B4 DE 102008060613 B4 DE102008060613 B4 DE 102008060613B4 DE 102008060613 A DE102008060613 A DE 102008060613A DE 102008060613 B4 DE102008060613 B4 DE 102008060613B4
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Abstract

Kühlanordnung für einen in einem Schaltschrank angeordneten Umrichter (1), der in einem Schaltschrank angeordnet ist, und Luftleitmittel (2, 3, 12) aufweist, wobei mindestens ein Umrichter (1) mindestens einen Kühlkörper mit Ausnehmungen aufweist, durch die Luft strömbar ist, und wobei mittels der Luftleitmittel (2, 3, 12) die Luft aus dem Schaltschrank herausführbar ist,wobei der Kühlkörper als Stranggussprofil gefertigt ist, in welchem Ausnehmungen vorgesehen sind, die sich in Stranggussrichtung erstrecken, die in allen zur Stranggussrichtung senkrechten Richtungen von Material umgeben sind,wobei der Schaltschrank einen Rahmen (11) aufweist, an welchem Seitenflächen mittels Gehäuseblechteilen (4) gebildet sind, indem die Gehäuseblechteile (4) am Rahmen (11) befestigt sind,wobei der Umrichter (1) am Rahmen (11) des Schaltschranks befestigt ist,wobei der Umrichter (1) in Modulen ausgeführt ist, also ein Leistungshalbleiter aufweisendes Wechselrichter-Modul, ein Steuerelektronik-Modul und weitere Module aufweist,wobei ein Wechselrichter-Modul des Umrichters (1) am Kühlkörper befestigt ist,wobei die Luftleitmittel (2, 3, 12) mit dem Schaltschrank verbunden sind,wobei als Luftleitmittel (2, 3, 12) zumindest ein Rohrteil (3) und eine Ablufthaube (2) am Schaltschrank angeordnet sind, wobei das Rohrteil (3) in der Ablufthaube (2) verschieblich angeordnet ist,wobei die Ablufthaube (2) am Kühlkörper derart angebracht ist, dass die aus den Ausnehmungen des Kühlkörpers austretende Luft durch das Innere der Ablufthaube (2) und das verbundene Rohrteil (3) weitergeleitet wird an die Oberseite des Schaltschrankes, wo eine Umlenkung des Luftstromes vorgesehen ist,indem an der Oberseite des Schaltschrankes ein Umlenkteil (10) angeordnet ist, mittels dem von den Luftleitmitteln (2, 3, 12) geführte, auf das Umlenkteil (10) strömende Luft senkrecht zur Gravitationsrichtung aus dem Schaltschrank herausleitbar ist,wobei das Umlenkteil (10) derart groß ist, also einen wesentlichen Teil der Fläche der Oberseite des Schaltschrankes bedeckend ausgebildet ist, sodass die Wärme des Kühlluftstroms aufgespreizt wird über das gesamte Umlenkteil.Cooling arrangement for a converter (1) arranged in a switch cabinet, which is arranged in a switch cabinet and has air guiding means (2, 3, 12), wherein at least one converter (1) has at least one heat sink with recesses through which air can flow, and wherein the air can be guided out of the switch cabinet by means of the air guiding means (2, 3, 12), wherein the heat sink is manufactured as a continuously cast profile in which recesses are provided which extend in the direction of continuous casting and are surrounded by material in all directions perpendicular to the direction of continuous casting are, the switch cabinet having a frame (11) on which side surfaces are formed by means of housing sheet metal parts (4) by the housing sheet metal parts (4) being attached to the frame (11), the converter (1) being on the frame (11) of the switch cabinet is attached, wherein the converter (1) is designed in modules, ie an inverter module having power semiconductors, an electronic control module and the like nd further modules, wherein an inverter module of the converter (1) is fastened to the heat sink, wherein the air guiding means (2, 3, 12) are connected to the control cabinet, wherein at least one tubular part ( 3) and an exhaust air hood (2) are arranged on the switch cabinet, with the tubular part (3) being arranged in the exhaust air hood (2) so that it can be displaced, the exhaust air hood (2) being attached to the heat sink in such a way that the air escaping from the recesses of the heat sink through the interior of the exhaust air hood (2) and the connected pipe part (3) to the top of the control cabinet, where the air flow is deflected, by a deflection part (10) being arranged on the top of the control cabinet, by means of which the air guiding means (2, 3, 12) guided air flowing onto the deflection part (10) can be guided out of the control cabinet perpendicularly to the direction of gravity, the deflection part (10) being so large, i.e. a substantial part d he surface of the top of the switch cabinet is designed to cover, so that the heat of the cooling air flow is spread over the entire deflection part.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für einen in einem Schaltschrank angeordneten Umrichter.The invention relates to a cooling arrangement for a converter arranged in a switch cabinet.

Es ist bekannt, Umrichter in Schaltschränken anzuordnen, um einen verbesserten gehäusebildenden Schutz zu erreichen.It is known to arrange converters in switch cabinets in order to achieve improved housing-forming protection.

Aus der EP 0 103 412 A1 ist eine Kühlanordnung bekannt, wobei an einem im Schaltschrank angeordneten Umrichter Luftleitmittel vorgesehen sind.From the EP 0 103 412 A1 a cooling arrangement is known, wherein air guiding means are provided on a converter arranged in the switch cabinet.

Aus der DE 196 09 796 C1 ist eine Kühlanordnung bekannt, bei der auf der Oberseite eines Schaltschrankes ein umlenkteil angeordnet ist, mittels dem von Luftleitmitteln geführte, auf das Umlenkteil strömende Luft senkrecht zur Gravitationsrichtung oder abwärtsgerichtet aus dem Schaltschrank herausleitbar ist.From the DE 196 09 796 C1 a cooling arrangement is known in which a deflection part is arranged on the top of a switch cabinet, by means of which air guided by air guiding means and flowing onto the deflector part can be guided out of the switch cabinet perpendicularly to the direction of gravity or downwards.

Aus der US 2007 / 0 064 389 A1 ist ein geführter Luftstrom bekannt.A guided air flow is known from US 2007/0 064 389 A1.

Aus der US 6 504 714 B1 ist ein Multilevel-Wärmemanagement bekannt.From the U.S. 6,504,714 B1 a multilevel thermal management is known.

Aus der DE 10 2005 017 770 A1 ist ein Schrank für die Unterbringung von elektrischen Komponenten bekannt.From the DE 10 2005 017 770 A1 a cabinet for accommodating electrical components is known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Kühlen weiterzubilden.The invention is therefore based on the object of further developing an arrangement for cooling.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Kühlanordnung für einen in einem Schaltschrank angeordneten Umrichter nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved with the cooling arrangement for a converter arranged in a switch cabinet according to the features specified in claim 1 .

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.The advantage here is that air can be driven through the recesses of the heat sink either passively, ie convectively, or actively by means of a fan, and after the waste heat has been absorbed into the air, it can be dissipated in a controlled manner to the environment. For this purpose, the air ducts separate the heated air from the rest of the interior of the control cabinet. This prevents heated air from penetrating back into the interior of the control cabinet. The effectiveness of the cooling is thus improved and an essentially predeterminable air flow can be implemented.

Erfindungsgemäß weist der Schaltschrank einen Rahmen auf, 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.According to the invention, the switch cabinet has a frame to which sheet metal housing parts are fastened, in particular to form side faces. The advantage here is that a stable base frame is provided, on which the entire arrangement can be accommodated and transported, side plates and thus a closed housing-forming surrounding device being able to be created here.

Erfindungsgemäß ist der Umrichter am Rahmen des Schaltschranks befestigt. Von Vorteil ist dabei, dass die große Masse des Umrichters stabil und fest befestigbar ist.According to the invention, the converter is attached to the frame of the control cabinet. The advantage here is that the large mass of the converter is stable and can be fixed firmly.

Erfindungsgemäß ist der Umrichter in Modulen ausgeführt, insbesondere als ein Leistungshalbleiter aufweisendes 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.According to the invention, the converter is designed in modules, in particular as an inverter module having power semiconductors, an electronic control module and possibly other modules. The advantage here is that in the event of a failure or maintenance, faults can be localized easily and quickly. A module can also be exchanged inexpensively and quickly. In addition, the associated holding means of a module only have to absorb the weight of the module and not of the entire converter.

Erfindungsgemäß ist ein Wechselrichter-Modul des Umrichters 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.According to the invention, an inverter module of the converter is attached to the heat sink. The advantage here is that good heat transfer, i.e. low heat transfer resistance, can be achieved between the power semiconductor and the heat sink. A high level of efficiency can be achieved in this way. In addition, a high level of stability against vibrations can be achieved and the entire arrangement can be transported in a simple and stable manner.

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.In an advantageous embodiment, the air conduction means are connected to the top, i.e. the cover, of the control cabinet or to a side surface, in particular in such a way that the air is guided out of the control cabinet perpendicularly to the direction of gravity or directed downwards, i.e. diagonally downwards at an angular distance of less than 90 ° to the direction of gravity. The advantage here is that no dust or dirt falling from above falls into the arrangement and the cooling channels therefore remain free.

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.In an advantageous embodiment, the air conduction means are detachably connected, in particular screwed, to a sheet metal housing part, in particular the control cabinet wall, which is fastened to the frame of the control cabinet. The advantage here is that a tight connection between the air conduction means and the outer wall can be achieved.

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.In an advantageous embodiment, the air guiding means comprise an air guiding part which is arranged between two heat sinks of converters arranged in the switch cabinet. The advantage here is that two or more converters or at least heat sinks of converters can be arranged one above the other in series and the cooling air can flow through this serial arrangement tion is feasible. In this way, a number of converters can be cooled with just one cooling air stream.

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.In an advantageous embodiment, the air guiding means comprise a deflection part or a deflection hood, which is arranged between a heat sink and the switch cabinet wall. The advantage here is that the cooling air flow can be deflected from the vertical to a horizontal direction. In this way, the ingress of dust, particularly when the arrangement is switched off, can be prevented.

Erfindungsgemäß 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.According to the invention, a deflection part is provided on the upper side of the control cabinet, in particular the cover, which directs air flowing in the gravitational direction, guided by the air guiding means, out of the control cabinet perpendicularly to the gravitational direction or downwards. The advantage here is that although the air is routed vertically to the upper side of the arrangement, it is deflected there in a horizontal direction or a slightly downward-sloping direction, in particular at an angle to the direction of gravity of less than 90°. In this way, the ingress of dust can be prevented and, on the other hand, the deflection part is so large, ie covering a significant part of the surface of the top of the switch cabinet, that the heat of the cooling air flow can be spread over the entire deflection part. Thus, efficient cooling can be achieved on the top not only by the exiting cooling air, but also by the large deflection part.

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.In an advantageous embodiment, the air guiding means have a rectangular cross section. The advantage here is that simple manufacture can be carried out and the air guiding means can be adapted in its cross section to the heat sink, which in turn can be manufactured simply and inexpensively as a rectangular continuous cast part.

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 Leistungshalbleiters aufweisenden Leistungsmoduls ist der Kühlkörper angepasst fertigbar.In an advantageous embodiment, the heat sink is manufactured as a continuously cast profile, in which recesses are provided which extend in the direction of continuous casting, in particular which are surrounded by material in all directions perpendicular to the direction of continuous casting. The advantage here is that simple manufacture can be achieved, with the length of the heat sink being able to be provided in a simple manner, namely by cutting off a part of the heat sink in the length required in each case. In this case, the extruded profile can be produced continuously and the heat sink can be produced in an adapted manner depending on the power and size of the converter or of the power module having power semiconductors.

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.In an advantageous embodiment, the air guiding means are made of sheet steel and the heat sink is made of aluminum. The advantage here is that inexpensive means with high thermal conductivity and thus good cooling capacity can be provided.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

  • In der 1 ist eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch skizziert, wobei Abluft der Umrichter an die Oberseite geleitet wird und dort zu den Seiten umgelenkt wird, da auf diese Weise eine Ausnehmung in der Oberseite des Schaltschrankes vermeidbar ist, durch die gegebenenfalls Staub oder Schmutz eindringen könnte.
  • In der 2 ist eine zweite nicht erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch skizziert, wobei Abluft der Umrichter an der Rückseite herausgeleitet wird.
  • In der 3 ist die Ablufthaube 2 der 1 ausschnittsweise vergrößert dargestellt.
  • In 4 ist ein Teil des Gehäuseblechteils 4 gezeigt, der eine Ausnehmung zur Durchführung eines mit der Ablufthaube verbundenen Rohrteils aufweist, wobei Bohrlöcher 5 gezeigt sind, an denen Verbindungsschrauben vorsehbar sind zum Anschrauben eines Rohrteils, also einer Komponente von Luftleitmitteln.
The invention will now be explained in more detail with reference to figures:
  • In the 1 a first device according to the invention is schematically sketched, with exhaust air from the converter being routed to the top and deflected there to the sides, since in this way a recess in the top of the control cabinet, through which dust or dirt could possibly penetrate, can be avoided.
  • In the 2 a second device not according to the invention is sketched schematically, the exhaust air from the converter being led out at the rear.
  • In the 3 is the exhaust hood 2 of 1 partially enlarged.
  • In 4 a part of the housing sheet metal part 4 is shown, which has a recess for passing through a pipe part connected to the exhaust air hood, with boreholes 5 being shown, on which connecting screws can be provided for screwing on a pipe part, i.e. a component of air ducting means.

In 1 sind in einem Schaltschrank, zwei Umrichter 1 angeordnet, die am Rahmen des Schaltschranks befestigt sind. Abdeckende, an den Seitenflächen befindliche Bleche sind nicht gezeigt. Die Umrichter 1 speisen außerhalb des Schaltschrankes angeordnete Elektromotoren, welche mittels nicht dargestellter, elektrischer Leitungen verbunden sind. Der Schaltschrank bietet für die Umrichter 1 einen gewissen Schutz dar und führt somit auch eine weitere gehäusebildende Funktion aus. Insbesondere werden große Schmutzpartikel abgehalten. Die Umrichter 1 umfassen einen Luftkühler, der einen als Stranggussteil hergestellten Kühlkörper umfasst. Vorzugsweise ist der Kühlkörper aus Aluminium und seine Ausnehmungen sind in Gravitationsrichtung, also entlang der in 1 neben dem Umrichter eingefügten Pfeilrichtungen gerichtet. Des Weiteren umfassen die Umrichter 1 jeweils einen Lüfter, zur Verstärkung des ansonsten nur konvektiv angetriebenen Luftstroms. Mittels des Kühlkörpers wird die Verlustwärme der Leistungshalbleiter eines vom Umrichter 1 umfassten Wechselrichters sowie eines Brems-Choppers an die Kühlluft abgeführt.In 1 are in a cabinet, two converters 1 arranged, which are attached to the frame of the cabinet. Covering metal sheets located on the side surfaces are not shown. The converters 1 feed electric motors which are arranged outside the control cabinet and are connected by means of electrical lines which are not shown. The control cabinet offers a certain degree of protection for the converter 1 and thus also performs another housing-forming function. In particular, large dirt particles are kept away. The converters 1 include an air cooler, which includes a heat sink manufactured as a continuously cast part. The heat sink is preferably made of aluminum and its recesses are in the direction of gravity, i.e. along the in 1 arrows inserted next to the converter. Furthermore, the converters 1 each have a fan to intensify the otherwise only convectively driven air flow. The heat loss of the power semiconductors of an inverter included in the converter 1 and of a brake chopper is dissipated to the cooling air by means of the heat sink.

Der Kühlkörper ist hierbei am Rahmen 11 des Schaltschrankes befestigt, insbesondere lösbar verbunden. Auf den Kühlkörper sind die die Leistungshalbleiter umfassenden Umrichter 1 als Ganzes lösbar verbunden, insbesondere angeschraubt.The heat sink is attached to the frame 11 of the switch cabinet, in particular detachably connected. The converters 1 comprising the power semiconductors are detachably connected as a whole, in particular screwed, to the heat sink.

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 2 zugeführt und durch eine Ausnehmung des Schaltschrankgehäuses herausgeführt wird.According to the invention, the air is either driven convectively through the recesses in the heat sink or, alternatively, actively driven by the fan and conducted out of the interior of the switch cabinet to the environment, in that the cooling air exiting the heat sink is fed to the exhaust hood 2 and guided out through a recess in the switch cabinet housing.

Die Ablufthaube 2 ist am Kühlkörper derart angebracht, dass die aus den Ausnehmungen des Kühlkörpers austretende Luft durch das Innere der Ablufthaube und ein verbundenes Rohrteil 3 weitergeleitet wird an die Oberseite des Schaltschrankes, wo eine Umlenkung des Luftstromes vorgesehen ist. Das Rohrteil ist quaderförmig ausgeführt und umfasst an seinem durch die Ausnehmung in der Gehäusewand hindurchtretenden Endbereich laschenförmige umgebogene Teile, mittels derer das Rohrteil anschraubbar am Gehäuseblechteil 4 ist. In 4 sind die hierzu vorgesehenen Bohrlöcher 5 gezeigt.The exhaust hood 2 is attached to the heat sink in such a way that the air escaping from the recesses of the heat sink is passed through the interior of the exhaust hood and a connected pipe part 3 to the top of the control cabinet, where the air flow is deflected. The tubular part is cuboid and, at its end region passing through the recess in the housing wall, comprises tab-shaped bent parts, by means of which the tubular part can be screwed to the housing sheet metal part 4 . In 4 the boreholes 5 provided for this purpose are shown.

Das Rohrteil 3 ist in der Ablufthaube 2 verschieblich angeordnet, so dass eine Anpassung an die jeweiligen zur Verfügung stehenden Abstände der Oberseite zum Kühlkörper durch Veränderung der Länge der aus Rohrteil 3 und Ablufthaube 2 gebildeten Luftabfuhrvorrichtung ausführbar ist.The tubular part 3 is movably arranged in the exhaust air hood 2 so that an adaptation to the respective available distances between the top and the heat sink can be carried out by changing the length of the air discharge device formed from the tubular part 3 and the exhaust air hood 2 .

Die Pfeilrichtungen in den Figuren deuten die Hauptströmungsrichtung der Luft an.The directions of the arrows in the figures indicate the main flow direction of the air.

In 2 ist ein weiteres nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem im Unterschied zur 1 die Abluft an der Rückseite des Schaltschrankes herausgeführt wird. Unterhalb des unteren Umrichters 1 wird Luft von der Rückseite des Schaltschrankes angesaugt, durch eine Umlenkhaube dem Kühlkörper des unteren Umrichters 1 zugeführt, von diesem durch ein Luftleitteil 12 weitergeleitet zum Kühlkörper eines oberhalb des ersten Umrichters angeordneten Umrichters 1 und von dort durch eine weitere Umlenkhaube 20 durch die Rückseite des Schaltschrankes heraus.In 2 Another non-inventive embodiment is shown in which, in contrast to 1 the exhaust air is routed out at the rear of the control cabinet. Below the lower converter 1, air is drawn in from the rear of the control cabinet, fed through a deflection hood to the heat sink of the lower converter 1, from which it is passed on through an air guide part 12 to the heat sink of a converter 1 arranged above the first converter and from there through a further deflection hood 20 through the back of the control cabinet.

Der Schaltschrank weist wiederum einen Rahmen auf, an dem die Kühlkörper befestigt sind. Die Umlenkhaube 20 ist entweder am Schaltschrank oder am Umrichter befestigbar ausgeführt. Das Luftleitteil 12 ist vorzugsweise an den Kühlkörpern der Umrichter befestigt. The switch cabinet in turn has a frame to which the heat sinks are attached. The deflection hood 20 is designed so that it can be fastened either to the control cabinet or to the converter. The air guide part 12 is preferably attached to the heat sinks of the converter.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auf den Kühlkörper anstatt der Umrichter 1 als Ganzes nur die Leistungshalbleiter umfassende Module des Umrichters lösbar verbunden, insbesondere angeschraubt. Weitere Module, wie beispielsweise Steuerelektronik des Umrichters enthaltende Module sind an anderer Stelle des Schaltschrankes befestigt, da diese keine mit den die Leistungshalbleiter enthaltenden Module vergleichbare, wesentliche Verlustwärme erzeugen.In further exemplary embodiments according to the invention, instead of the converter 1 as a whole, only the power semiconductor modules of the converter are releasably connected, in particular screwed. Other modules, such as modules containing the control electronics of the converter, are fastened elsewhere in the switch cabinet, since they do not generate any significant heat loss comparable to the modules containing the power semiconductors.

BezugszeichenlisteReference List

11
Umrichter mit LeistungsteilConverter with power section
22
Ablufthaubeexhaust hood
33
Rohrteiltube part
44
Gehäuseblechteilhousing sheet metal part
55
Bohrlöcherdrill holes
1010
Umlenkteildeflection part
1111
Rahmen des Schaltschranksframe of the control cabinet
1212
Luftleitteilair guide part
2020
Umlenkhaubedeflection hood

Claims (7)

Kühlanordnung für einen in einem Schaltschrank angeordneten Umrichter (1), der in einem Schaltschrank angeordnet ist, und Luftleitmittel (2, 3, 12) aufweist, wobei mindestens ein Umrichter (1) mindestens einen Kühlkörper mit Ausnehmungen aufweist, durch die Luft strömbar ist, und wobei mittels der Luftleitmittel (2, 3, 12) die Luft aus dem Schaltschrank herausführbar ist, wobei der Kühlkörper als Stranggussprofil gefertigt ist, in welchem Ausnehmungen vorgesehen sind, die sich in Stranggussrichtung erstrecken, die in allen zur Stranggussrichtung senkrechten Richtungen von Material umgeben sind, wobei der Schaltschrank einen Rahmen (11) aufweist, an welchem Seitenflächen mittels Gehäuseblechteilen (4) gebildet sind, indem die Gehäuseblechteile (4) am Rahmen (11) befestigt sind, wobei der Umrichter (1) am Rahmen (11) des Schaltschranks befestigt ist, wobei der Umrichter (1) in Modulen ausgeführt ist, also ein Leistungshalbleiter aufweisendes Wechselrichter-Modul, ein Steuerelektronik-Modul und weitere Module aufweist, wobei ein Wechselrichter-Modul des Umrichters (1) am Kühlkörper befestigt ist, wobei die Luftleitmittel (2, 3, 12) mit dem Schaltschrank verbunden sind, wobei als Luftleitmittel (2, 3, 12) zumindest ein Rohrteil (3) und eine Ablufthaube (2) am Schaltschrank angeordnet sind, wobei das Rohrteil (3) in der Ablufthaube (2) verschieblich angeordnet ist, wobei die Ablufthaube (2) am Kühlkörper derart angebracht ist, dass die aus den Ausnehmungen des Kühlkörpers austretende Luft durch das Innere der Ablufthaube (2) und das verbundene Rohrteil (3) weitergeleitet wird an die Oberseite des Schaltschrankes, wo eine Umlenkung des Luftstromes vorgesehen ist, indem an der Oberseite des Schaltschrankes ein Umlenkteil (10) angeordnet ist, mittels dem von den Luftleitmitteln (2, 3, 12) geführte, auf das Umlenkteil (10) strömende Luft senkrecht zur Gravitationsrichtung aus dem Schaltschrank herausleitbar ist, wobei das Umlenkteil (10) derart groß ist, also einen wesentlichen Teil der Fläche der Oberseite des Schaltschrankes bedeckend ausgebildet ist, sodass die Wärme des Kühlluftstroms aufgespreizt wird über das gesamte Umlenkteil. Cooling arrangement for a converter (1) arranged in a switch cabinet, which is arranged in a switch cabinet and has air guiding means (2, 3, 12), wherein at least one converter (1) has at least one heat sink with recesses through which air can flow, and wherein the air can be guided out of the control cabinet by means of the air guiding means (2, 3, 12), wherein the heat sink is manufactured as a continuously cast profile in which recesses are provided which extend in the direction of continuous casting and are surrounded by material in all directions perpendicular to the direction of continuous casting with the switch cabinet having a frame (11) on which side surfaces are formed by means of housing sheet metal parts (4), in that the housing sheet metal parts (4) are fastened to the frame (11), the converter (1) on the frame (11) of the switch cabinet is attached, wherein the converter (1) is designed in modules, ie an inverter module having power semiconductors, a control electronics mod ul and further modules, with an inverter module of the converter (1) being attached to the heat sink, with the air conduction means (2, 3, 12) being connected to the control cabinet, with at least one tubular part being used as the air conduction means (2, 3, 12). (3) and an exhaust air hood (2) are arranged on the control cabinet, with the tubular part (3) being arranged in the exhaust air hood (2) so that it can be displaced, the exhaust air hood (2) being attached to the heat sink in such a way that the Air is passed through the interior of the exhaust hood (2) and the connected pipe part (3) to the top of the control cabinet, where a deflection of the air flow is provided, in that a deflection part (10) is arranged on the upper side of the control cabinet, by means of which air flowing onto the deflection part (10) and guided by the air guiding means (2, 3, 12) can be guided out of the control cabinet perpendicularly to the direction of gravity, the deflection part (10 ) is so large, that is, it is designed to cover a significant part of the surface of the top of the switch cabinet, so that the heat of the cooling air flow is spread over the entire deflection part. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitmittel (2, 3, 12) lösbar verbunden, insbesondere schraubverbunden, sind mit einem Gehäuseblechteil (4), insbesondere Schaltschrankwand, wobei das Gehäuseblechteil (4) am Rahmen (11) des Schaltschranks befestigt ist.arrangement according to claim 1 , characterized in that the air conduction means (2, 3, 12) are detachably connected, in particular screwed, to a housing sheet metal part (4), in particular the control cabinet wall, the housing sheet metal part (4) being fastened to the frame (11) of the control cabinet. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaltschrank zwei Umrichter (1) angeordnet sind und die Luftleitmittel (2, 3, 12) ein Luftleitteil (12) aufweisen, das zwischen den Kühlkörpern der Umrichter (1) angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that two converters (1) are arranged in the switch cabinet and the air guiding means (2, 3, 12) have an air guiding part (12) which is arranged between the heat sinks of the converters (1). Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitmittel (2, 3, 12) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air guiding means (2, 3, 12) have a rectangular cross section. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitmittel (2, 3, 12) aus Stahlblech und der Kühlkörper aus Aluminium gefertigt sind.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air guiding means (2, 3, 12) are made of sheet steel and the heat sink is made of aluminium. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltschrank den oder die Umrichter (1) beziehungsweise die Module gehäusebildend umfasst und zur Befestigung derselben verwendet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the switch cabinet comprises the converter or converters (1) or the modules forming a housing and is used for fastening the same. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitmittel (2, 3, 12), die Module und/oder der Umrichter (1) am Rahmen des Schaltschranks mittels Anschlussvorrichtungen befestigt sind.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air conduction means (2, 3, 12), the modules and/or the converter (1) are fastened to the frame of the switch cabinet by means of connection devices.
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