RU208219U1 - Герметичная оболочка электротехнического устройства - Google Patents
Герметичная оболочка электротехнического устройства Download PDFInfo
- Publication number
- RU208219U1 RU208219U1 RU2020139250U RU2020139250U RU208219U1 RU 208219 U1 RU208219 U1 RU 208219U1 RU 2020139250 U RU2020139250 U RU 2020139250U RU 2020139250 U RU2020139250 U RU 2020139250U RU 208219 U1 RU208219 U1 RU 208219U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- heat exchanger
- electronic components
- cooling
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Заявляемое техническое решение относится к области электротехники, в частности к областям автоматизированного электропривода (ЭП) и преобразовательной техники с принудительной системой воздушного охлаждения, и может быть применено для построения средневольтных/высоковольтных преобразователей частоты и других электротехнических устройств шкафного исполнения с защитой от влаги и пыли. Сущность технического решения заключается в том, что внутренний воздушный контур герметичной оболочки сформирован потоком охлаждающего воздуха, разделенного воздушными каналами силовых электронных компонентов на потоки подогретого воздуха, замкнутые на теплообменник, где указанный теплообменник и рециркуляционный вентилятор установлены на участке замкнутого потока подогретого воздуха. Технический результат, достигнутый от реализации полезной модели, заключается в снижении габаритов без снижения эффективности охлаждения силовых электронных компонентов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Заявляемое техническое решение относится к области электротехники, в частности к областям автоматизированного электропривода (ЭП) и преобразовательной техники с принудительной системой воздушного охлаждения, и может быть применено для построения средневольтных/высоковольтных преобразователей частоты и других электротехнических устройств шкафного исполнения с защитой от влаги и пыли.
На данный момент известны способы и системы охлаждения высоковольтного электротехнического оборудования, выделяющего значительную рассеиваемую энергию в виде тепла, которые обеспечивают отвод выделяемого тепла посредством как природного, так и принудительного вентилирования.
В шкафах, выполненных в виде герметичной оболочки, применяют двухконтурную систему охлаждения, где внутренний контур является замкнутым и теплопередача обеспечивается посредством теплообменника.
В зависимости от типа применяемого хладагента различают жидкостную, воздушную и смешанную системы охлаждения, каждая из которых имеет как свои преимущества, так и недостатки в зависимости от условий эксплуатации.
Одной из наиболее распространенных, можно считать воздушную систему принудительного охлаждения, ввиду относительной простоты конструкции и удобства в эксплуатации и эффективности.
Основной задачей в конструкции систем воздушного охлаждения, является обеспечение герметичности оболочек с уменьшением габаритных размеров и упрощением конструкции, что также позволит обеспечить высокую ремонтопригодность и эксплуатационные характеристики.
Заявляемое техническое решение обеспечивает решение таких задач.
Технический результат, достигнутый от реализации полезной модели, заключается снижении габаритов без снижения эффективности охлаждения силовых электронных компонентов.
Из патента на полезную модель RU 144730 от 10.03.2014 известен способ охлаждения отсека трансформатора высоковольтного электротехнического устройства, где используют четыре тангенциальных вентилятора, установленные в нижней части шкафа многообмоточного трансформатора. На дверях шкафа многообмоточного трансформатора установлены три осевых вентилятора, которые обеспечивают подачу воздуха из помещения внутрь.
К недостаткам описанного технического решения можно отнести большое количество вентиляторов, что приводит к увеличению габаритов устройства.
Также из патента на изобретение RU 2731958 Мобильный центр обработки данных, представляющий собой грузовой контейнер с внутренним усиленным каркасом, выполненным с возможностью размещения в нем стоек для аппаратуры вычислительной техники, средств электроснабжения, средств пожаротушения, средств оповещения и средств охлаждения, размещенных внутри грузового контейнера вдоль одной из его торцевых сторон. На противоположной его торцевой стороне установлен фильтрационный отсек грубой очистки воздуха с вентиляционными решетками в стенке контейнера, и последовательно установленные за ними внутри контейнера фильтры грубой очистки воздуха, фильтры тонкой очистки воздуха, регулируемые жалюзи подачи очищенного воздуха, теплообменник и вентиляторы с регулируемыми или гравитационными жалюзи.
К недостаткам описанного технического решения можно отнести значительные габариты устройства, что вызвано наличием отдельной зоной охлаждения воздуха, а также установкой дополнительных внешних блоков охлаждения.
Описанное техническое решение принято за ближайший аналог.
Сущность технического решения заключается в том, что внутренний воздушный контур герметичной оболочки сформирован потоком охлаждающего воздуха, разделенного воздушными каналами силовых электронных компонентов на потоки подогретого воздуха, замкнутые на теплообменник, где указанный теплообменник и рециркуляционный вентилятор установлены на участке замкнутого потока подогретого воздуха.
Также согласно преимущественному варианту реализации заявленного технического решения конструкция, по меньшей мере, силовых электронных компонентов содержит часть воздушных каналов внутреннего воздушного контура.
Также преимущественному варианту реализации заявленного технического решения поток холодного воздуха разделен на, по меньшей мере, два параллельных потока подогретого воздуха.
Также, по меньшей мере, один теплообменник установлен в отдельном воздушном канале, сопряженном с одной из боковых граней герметичной оболочки, при этом отдельный воздушный канал в верхней части оснащен вытяжным вентилятором.
Сущность заявленного технического решения поясняется, но не ограничивается, приведенными графическими материалами:
фиг.1 - преобразователь частоты, общий вид;
фиг.2 - преобразователь частоты, общий вид, конструкция;
фиг.3 - внутренний контур воздушного охлаждения преобразователя частоты.
Электротехническое устройство, в частности средневольтный преобразователь частоты (фиг.1) выполнен в корпусе моноблочного исполнения в виде прямоугольного параллелепипеда с проемами под двери и технологические люки с четырех сторон. Корпус 1 рамной конструкции из коррозионностойкого материала, по длине разделен на отсеки. Один отсек 2 выполнен в виде герметичной оболочки с двухконтурным воздушным охлаждением. По меньшей мере, внутренний контур охлаждения выполнен герметичным и включает, по меньшей мере, силовые электронные компоненты, в частности трансформатор 3 и силовые ячейки 4 (СЯ). Трансформатор 3 сухого исполнения установлен на подвижной раме. Подвижная рама выполнена в виде роликовой платформы, которая установлена на направляющих, позволяющих извлекать трансформатор при техническом обслуживании. Часть отсека 2 в области трансформатора 3 содержит герметичный люк, что позволяет обеспечить удобство доступа для обслуживания. Герметичный отсек 2 дополнительно может быть укомплектован термоэлектрическими устройствами отвода влаги, а также средствами осушения воздуха с нагревающими элементами.
Конструкция силовых электронных компонентов 3, 4 содержит или формирует часть воздушных каналов, указанного внутреннего воздушного контура (ВВК). Указанный ВВК сформирован из, по меньшей мере, одного потока 5 охлаждающего воздуха, разделенного воздушными каналами силовых электронных компонентов 3, 4 на потоки 6 подогретого воздуха, при этом, по меньшей мере, один поток 61 подогретого воздуха замкнут на теплообменник 7.
Разделение потоков подогретого и холодного воздуха обеспечивается посредством рециркуляционного вентилятора 8 и теплообменника 7 установленных на участке, по меньшей мере, одного замкнутого потока подогретого воздуха.
На выходе рециркуляционного вентилятора 8, воздушный контур замыкается в один поток 5 холодного воздуха, который подается на силовые электронные компоненты 3, 4. Конструкция, по меньшей мере, силовых электронных компонентов 3, 4, содержит часть воздушных каналов внутреннего воздушного контура.
В частности, воздушные потоки могут распределяться равномерно, через каналы СЯ и трансформатора, также возможен вариант реализации, при котором воздушные каналы СЯ 4 обеспечивают первоочередное прохождение направленного потока воздуха через корпус СЯ и установленные в нем радиаторы силовых ключей IGBT (не показаны). После чего поток проходит через воздушные каналы трансформатора 3, устроенные между обмотками и корпусом.
Расположение силовых электронных компонентов 3, 4 в отсеке 2 в два яруса (СЯ над трансформатором), с возможным смещением в горизонтальной плоскости, позволяет существенно уменьшить габариты и оптимизировать траекторию движения воздушного потока. После прохождения силовых электронных компонентов 3, 4 поток 6 подогретого воздуха может замыкаться на теплообменник 7, также, указанный поток может быть разделен на, по меньшей мере, два параллельных потока 61, 62 подогретого воздуха.
В преимущественном варианте реализации с разделением потока на два параллельных потока 61, 62, указанный внутренний герметичный контур включает, по меньшей мере, два герметичных теплообменника 7, воздушные каналы 9, в которых установлены рециркуляционные вентиляторы 8.
При этом теплообменники установлены в отдельных воздушных каналах 10, в верхней части которых установлены вытяжные вентиляторы в защитных кожухах 11, которые могут быть оснащены управляемыми жалюзи. Вытяжные вентиляторы обеспечивают подачу внешнего воздуха в канал 10, где реализован теплообмен с внутренним герметичным контуром через теплообменники 7. Отдельный воздушный канал 10, сопряжен с одной из боковых граней герметичной оболочки.
Силовые ячейки 4 инвертора установлены на изолированной раме, выполненной из электроизоляционного материала. Силовые ячейки выполнены легкосъемными и взаимозаменяемы. Каждая СЯ может быть оснащена механическим быстродействующим коммутационным устройством (байпасом), например таким, как указано в патентах RU195146 от 14.11.2019; RU 2 686 659 от 16.01.2018.
Доступ к модулю ячеек реализован, а также иным элементам конструкции может быть реализован через герметичные двери 12, при этом доступ другим элементам конструкции обеспечивается через съемные герметичные люки 121 (фиг.1) на боковых поверхностях шкафа, например, таким образом, может быть обеспечен доступ к отсеку внешних подключений или к трансформатору.
Указанное конструктивное выполнение позволяет повысить ремонтопригодность и удобство эксплуатации устройства.
С одной из сторон от герметичного отсека 2 устроен герметичный блок 13 управления (фиг.1, 2), совмещенный с отсеком коммутации 14 и блоком внешних подключений 15.
Реализация заявляемого техническое решение способствует достижению указанного технического результата, обеспечивая оптимальные габариты, герметичность, коррозионностойкость корпуса электротехнического устройства, улучшенные эргономические показатели, а также эффективное принудительное воздушное охлаждение силовых электронных компонентов, помещенных в герметичной оболочке с защитой от попадания влаги и пыли по стандарту не ниже NEMA 4, посредством интегрированной системы двухконтурного воздушного охлаждения.
Claims (4)
1. Герметичная оболочка электротехнического устройства моноблочного исполнения с двухконтурным воздушным охлаждением, содержащего силовые и слаботочные электронные компоненты, помещенные во внутреннем герметичном воздушном контуре с одним воздушным теплообменником, отличающаяся тем, что внутренний воздушный контур сформирован потоком охлаждающего воздуха, разделенного воздушными каналами силовых электронных компонентов на потоки подогретого воздуха, замкнутые на теплообменник, где указанный теплообменник и рециркуляционный вентилятор установлены на участке замкнутого потока подогретого воздуха.
2. Герметичная оболочка электротехнического устройства по п.1, отличающаяся тем, что конструкция, по меньшей мере, силовых электронных компонентов содержит часть воздушных каналов внутреннего воздушного контура.
3. Герметичная оболочка электротехнического устройства по п.1, отличающаяся тем, что поток холодного воздуха разделен на, по меньшей мере, два параллельных потока подогретого воздуха.
4. Герметичная оболочка электротехнического устройства по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один теплообменник установлен в отдельном воздушном канале, сопряженном с одной из боковых граней герметичной оболочки, при этом отдельный воздушный канал в верхней части оснащен вытяжным вентилятором.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139250U RU208219U1 (ru) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | Герметичная оболочка электротехнического устройства |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139250U RU208219U1 (ru) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | Герметичная оболочка электротехнического устройства |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU208219U1 true RU208219U1 (ru) | 2021-12-08 |
Family
ID=79174615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020139250U RU208219U1 (ru) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | Герметичная оболочка электротехнического устройства |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU208219U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2203523C2 (ru) * | 1996-12-03 | 2003-04-27 | Дагестанский государственный технический университет | Шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры |
| US9113579B2 (en) * | 2011-10-31 | 2015-08-18 | Abb Technology Ag | Cabinet with modules having a thermosiphon cooler arrangement |
| RU2718470C1 (ru) * | 2018-12-29 | 2020-04-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро Борей" | Шкаф для электронного оборудования и способ охлаждения электронного оборудования |
| RU2729533C1 (ru) * | 2018-12-06 | 2020-08-07 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Шкаф электротехнического устройства с жидкостной системой охлаждения |
-
2020
- 2020-11-30 RU RU2020139250U patent/RU208219U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2203523C2 (ru) * | 1996-12-03 | 2003-04-27 | Дагестанский государственный технический университет | Шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры |
| US9113579B2 (en) * | 2011-10-31 | 2015-08-18 | Abb Technology Ag | Cabinet with modules having a thermosiphon cooler arrangement |
| RU2729533C1 (ru) * | 2018-12-06 | 2020-08-07 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Шкаф электротехнического устройства с жидкостной системой охлаждения |
| RU2718470C1 (ru) * | 2018-12-29 | 2020-04-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро Борей" | Шкаф для электронного оборудования и способ охлаждения электронного оборудования |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4212625B2 (ja) | 機器及びネットワークのキャビネット冷却システム、及び、機器及びネットワークのキャビネット冷却方法 | |
| US4528614A (en) | Electric control center having integral air-ventilation system | |
| US5235491A (en) | Safety power supply | |
| US10524382B2 (en) | System and method for forced air cooling of electrical device | |
| CN102791109A (zh) | 机柜式电脑系统及其冷却结构 | |
| JP2007074865A (ja) | 電力変換装置 | |
| US11864358B2 (en) | Multi-compartment electrical apparatus with shared cooling assembly | |
| US11477920B2 (en) | Power module | |
| EP3499525B1 (en) | Power supply device for ozone generator, and ozone generating device | |
| MX2009000038A (es) | Modulo electronico configurado para permitir el paso de un flujo de aire y sistema que lo incluye. | |
| US20200392952A1 (en) | Variable frequency drive and method of its air cooling | |
| WO2014191533A1 (en) | Cooling module for data processing centre | |
| RU208219U1 (ru) | Герметичная оболочка электротехнического устройства | |
| EP0268137B1 (en) | Metal-clad switchgear | |
| CN218770846U (zh) | 一种公共场所用的配电设备 | |
| RU2729203C1 (ru) | Преобразователь частоты и способ воздушного охлаждения преобразователя частоты | |
| WO2019045668A1 (ru) | Система и способ принудительного воздушного охлаждения электротехнического устройства | |
| US2878300A (en) | Bus structure | |
| CN101959392B (zh) | 散热系统 | |
| UA147310U (uk) | Герметична оболонка електротехнічного пристрою | |
| US3684943A (en) | Converter valve-pair arrangement | |
| CN209823215U (zh) | 一种具有减震散热功能的高低压开关柜 | |
| JP5869093B1 (ja) | 制御盤 | |
| JP2007159193A (ja) | 特殊車両用インバータ装置 | |
| NO792493L (no) | Kjoeleanordning for kapslete bryterfelt |