CN110944499A - 变流器散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变流器散热装置，涉及变流器技术领域，解决了现有技术中存在的变流器散热装置至少需要两个才能达到散热要求，同时散热装置在电容侧的散热效果不佳的技术问题。该变流器散热装置包括后背板、导轨和散热背包；所述后背板位于变流器的电子元器件后部，所述导轨设置在所述后背板上；所述散热背包的数量为一个，能够沿所述导轨往复运动对所述电子元器件进行循环散热。本发明中一个散热背包沿导轨往复运动时对变流器循环散热，从而降低了成本；同时在电子元器件的电容侧导轨可以通过多次弯曲实现对所有电容的冷源覆盖，提高了散热背包在电容侧的散热效果，从而提高了对变流器的散热效果。

Description

变流器散热装置

技术领域

本发明涉及变流器技术领域，尤其是涉及一种变流器散热装置。

背景技术

大功率变流器，包含电抗器、断路器、IGBT模块及电容等电气元件。运行过程中每个电气件均会散发大量的热，因此在变流器后面需要增加散热风扇进行散热，而散热风扇的散热效果因为有限，需要和蒸发器一起配合使用组成散热装置，才能使系统温度降到理想的效果。

散热装置通常是固定的，这样会产生两方面的问题：一是在电抗器侧和电容侧均需要增加散热装置，成本很高；二是散热装置固定不动时，散热风扇吹出的冷风覆盖面积很小，只能对个别电容利用流体原理循环散热，导致部分电容温度合适，但冷风到达不到的地方电容温度依旧很高，起不到良好的散热效果。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有的变流器散热装置至少需要两个才能达到散热要求，同时散热装置在电容侧的散热效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变流器散热装置，以解决现有技术中存在的变流器散热装置至少需要两个才能达到散热要求，同时散热装置在电容侧的散热效果不佳的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种变流器散热装置，包括后背板、导轨和散热背包；所述后背板位于变流器的电子元器件后部，所述导轨设置在所述后背板上；所述散热背包的数量为一个，能够沿所述导轨往复运动对所述电子元器件进行循环散热。

可选地，所述散热背包包括壳体、固定架和滚轮；所述固定架、滚轮均固定在所述壳体上。

可选地，所述固定架能够将所述散热背包与所述后背板固定；所述滚轮能够沿所述导轨运动。

可选地，所述散热背包还包括风扇和蒸发器，所述风扇、蒸发器分别设置在所述壳体内部的两端。

可选地，所述固定架上设置有控制器，所述控制器能够控制所述滚轮移动的位置和速度。

可选地，所述导轨的形状为曲线。

可选地，所述变流器散热装置还包括箱体，所述电子元器件、后背板均设置在所述箱体内。

可选地，所述箱体的内部包括第一容纳腔体和第二容纳腔体；所述第一容纳腔体内布置的电子元器件包括电容，所述第二容纳腔体内布置的电子元器件包括电抗器。

可选地，所述第一容纳腔体、第二容纳腔体内均设置有一个或多个温度传感器。

可选地，所述温度传感器设置在所述第一容纳腔体和/或第二容纳腔体的顶部或靠近所述电子元器件设置。

可选地，所述导轨穿过所述第一容纳腔体、第二容纳腔体在所述后背板的对应位置。

可选地，所述导轨至少一次穿过所述第一容纳腔体在所述后背板的对应位置。

上述任一技术方案至少可以产生如下技术效果：

本发明中散热背包的数量由原来的两个或多个变为一个，一个散热背包沿导轨往复运动时就实现了对变流器的循环散热，达到了原来固定设置的多个散热背包相同或相近的散热效果，从而降低了成本；同时导轨的形状可根据需要设置，尤其在电子元器件的电容侧导轨可以通过多次弯曲等方式以实现对所有电容的冷源覆盖，提高了散热背包在电容侧的散热效果，使各个电容的温度达到均衡，从而提高了对变流器的散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是变流器散热装置的示意图；

图2是散热背包的主视图；

图3是散热背包的侧视图。

图中1、后背板；2、导轨；3、散热背包；31、壳体；32、固定架；33、滚轮；34、风扇；35、蒸发器；4、箱体；41、第一容纳腔体；42、第二容纳腔体；5、电子元器件；51、电容；52、电抗器；6、温度传感器；7、断路器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种变流器散热装置，如图1所示，包括后背板1、导轨2和散热背包3。后背板1位于变流器的电子元器件5后部，后背板1与电子元器件5的电路板固定，后背板1的在变流器中的固定方式与现有技术中相同，即后背板1上设置有若干柱套，每一个柱套开设有一螺纹孔，若干螺丝穿过电子元器件5的电路板并锁入这些柱套的螺纹孔，从而将后背板1固定于电路板固定电子元器件5的另一侧。导轨2设置在后背板1上，导轨2可通过胶接、焊接等方式固定在后背板1上，导轨2的形状可根据需要选择，以实现散热背包3产生的冷源对电子元器件5的均匀覆盖为宜。散热背包3的数量为一个，能够沿导轨2往复运动对电子元器件5循环散热，散热背包3在运动的过程中对临近的区域进行同步散热，散热方式可以为水冷或风冷，导轨2对散热背包3的运动起到了导向作用，通过导轨2的位置变化就实现了散热背包3的位置变化，也实现了散热区域的变化。本发明中散热背包3的数量由原来的两个或多个变为一个，一个散热背包3沿导轨2往复运动时就实现了对变流器的循环散热，达到了原来固定设置的多个散热背包3相同或相近的散热效果，从而降低了成本；同时导轨2的形状可根据需要设置，尤其在电子元器件5的电容侧导轨2可以通过多次弯曲等方式以实现对所有电容的冷源覆盖，提高了散热背包在电容侧的散热效果，使各个电容的温度达到均衡，从而提高了对变流器的散热效果。

作为可选地实施方式，如图2-3所示，散热背包3包括壳体31、固定架32和滚轮33。固定架32、滚轮33均固定在壳体31上，固定架32位于滚轮33的上方并与壳体31通过螺钉连接，固定架32选择现有技术中的滚轮固定架即可，可实现对滚轮33的固定限位并起到滚轮33与壳体31之间连接的作用。固定架32能够将散热背包3安装于后背板1。滚轮33能够沿导轨2运动，可采用现有技术中常见的滚轮33与导轨2之间槽或脊配合等方式，即导轨2设置有凹槽，滚轮33设置有与该凹槽匹配的脊，从而实现滚轮在导轨2上的运动，这种匹配方式也能够避免滚轮33滑出轨道。散热背包3还包括风扇34和蒸发器35，风扇34、蒸发器35分别设置在壳体31内部的两端，蒸发器35、风扇34可通过螺栓与壳体31固定。蒸发器35由外接软管进出冷媒，软管可以随散热背包3进行任意弯曲移动。蒸发器35吸收电子元器件5散发的热量后转换成冷气，并由风扇34将冷气吹出，风扇34吹出的冷风随着导轨2移动时，可以到达变流器内部任何位置，各处均能吹到冷风，从而使变流器内部达到均温实现较好的散热效果。固定架32上设置有控制器(图中未画出)，控制器能够控制滚轮33移动的位置和速度。散热背包3上还包括电机(图中未画出)，电机可与壳体31通过螺钉连接并位于滚轮33的两侧，而且电机与滚轮33传动连接，电机优选为微型减速电机，电机带动滚轮33转动实现整个散热背包3在导轨2上的移动。电机与控制器电连接，控制器能够对电机发出控制信号，从而控制电机的转动速度实现散热背包3运动的快慢切换，控制器也可控制关停电机，将散热背包3停留在某一位置，控制器还可以实现电机转动方向的切换，实现滚轮33往复运动。控制器对电机的控制属于现有技术中的成熟技术，此处直接采用现有技术即可，此处不再详述。

作为可选地实施方式，如图1所示，导轨2的形状为曲线，导轨2的曲线既能够便于对电子元器件5实现均匀覆盖，同时曲线形状也便于对导轨2进行转向，实现散热背包3的转向。优选导轨2的形状呈“S型”曲线，并在转向位置设置较小的曲率，实现散热背包3运动的平稳转向，滚轮33进行流畅运动，确保散热背包3能够进行持续运动，同时散热背包3可在一个运动周期内在电容侧和电抗器侧均停留两次。

作为可选地实施方式，如图1所示，变流器散热装置还包括箱体4，电子元器件5、后背板1均设置在箱体4内，箱体4用于容纳变流器的电子元器件5及相应电路板、后背板1及与后背板1连接的导轨2和散热背包3等。箱体4的内部包括第一容纳腔体41和第二容纳腔体42，电子元器件5包括电容51和电抗器52，以及变流器中其他类型的电子元器件，如IGBT器件(图中未画出)、断路器7等。第一容纳腔体41内布置的电子元器件包括电容51，电容51在竖向方向分两格布置。第二容纳腔体内布置的电子元器件包括电抗器52，电抗器52的上方还设置有断路器7，用于控制变流器的电流通断。

作为可选地实施方式，如图1所示，第一容纳腔体41、第二容纳腔体42内均设置有一个或多个温度传感器6，温度传感器6可与箱体4的内侧进行固定，对第一容纳腔体41、第二容纳腔体42内的温度信号进行采集并转换成电信号，温度传感器6与控制器电连接，温度传感器6的温度电信号传输给控制器后，控制器就能够根据相应的温度控制电机的转动带动滚轮33的移动。当电容51的工作温度偏高，第一容纳腔体41内的温度传感器6采集到的温度信号超出设定值(具体值根据需要设定)后，控制器控制滚轮33，使散热背包3运动到第一容纳腔体41对应的后背板1位置(即电容51在电路板位置的正后方所对的后背板1位置)，实现对电容51的持续散热。与此相似，当电抗器52的工作温度偏高时，控制器控制滚轮33，使散热背包3运动到第二容纳腔体42对应的后背板1位置(即电抗器52在电路板位置的正后方所对的后背板1位置)，实现对电抗器52的持续散热。温度传感器6的数量可根据需要设置一个或多个，设置多个时能够更准确采集相应温度信息，便于对多处温度信息进行采集，而且其中一个温度传感器6损坏时也能够采集到部分温度信息。温度传感器6设置在第一容纳腔体41和/或第二容纳腔体42的顶部，由于热空气的密度较小，会在第一容纳腔体41、第二容纳腔体42的内部持续上升，温度传感器6设置在顶部便于采集到第一容纳腔体41、第二容纳腔体42更准确的温度信息，有利于控制器发出更准确的控制操作，实现对变流器更好的散热。温度传感器6也可靠近电子元器件5设置，电子元器件5为变流器散热装置的发热源，温度传感器6设置在电容51和/或电抗器52等附近就能够实现对相应温度信息的采集，从而便于后续控制器的控制操作。此时温度传感器6的具体位置可以根据第一容纳腔体41、第二容纳腔体42内的空间情况进行选择，温度传感器6通过胶接、卡接等方式在电路板上进行固定即可。

作为可选地实施方式，如图1所示，导轨2穿过第一容纳腔体41、第二容纳腔体42在后背板1的对应位置(即第一容纳腔体41、第二容纳腔体42在电路板位置的正后方所对的后背板1位置)。导轨2的一端位于第一容纳腔体41对应的电容侧，另一端位于第二容纳腔体42对应的电抗器52侧。散热背包3的初始位置为图中实线标出的散热背包3，终止位置为图中虚线标出的散热背包3，散热背包3在导轨2上从初始位置到终止位置，然后由终止位置回到初始位置，如此往复。导轨2至少一次穿过第一容纳腔体41在后背板1的对应位置，一般第一容纳腔体41对应的电容侧体积更大，因此，如果导轨2只是一次穿过第一容纳腔体41在后背板1的对应位置，不一定能够实现对电容51的良好散热，导轨2至少两次穿过电容51侧后，散热背包3沿导轨2运动就能对电容实现了更好的散热，具体穿过的次数可根据散热背包3与第一容纳腔体41的相对体积大小尤其是第一容纳腔体41的高度进行设置。

本发明的工作过程如下：变流器运行时，散热背包3的风扇34启动，安装在散热背包3上的控制器通过控制电机转动实现控制滚轮转动，从而散热背包3随导轨2的轨迹往复运行，在变流器的内部对个电子元器件5进行均匀散热。当第一容纳腔体41对应的电容51侧温度偏高时，安装在电容51侧的温度传感器6将温度信号传至散热背包3上的控制器，控制散热背包移动到电容51侧进行散热。同样，当第二容纳腔体42对应的电抗器52侧温度偏高时，电抗器52的温度传感器6将温度信号传送至控制器，散热背包3又移动到断路器7和电抗器52侧进行散热。如此往复的运动，使变流器内部各处温度达到平衡。而当变流器停止运行时，散热背包3又由控制器控制回到初始位置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种变流器散热装置，其特征在于，包括后背板、导轨和散热背包；所述后背板位于变流器的电子元器件后部，所述导轨设置在所述后背板上；所述散热背包的数量为一个，能够沿所述导轨往复运动对所述电子元器件进行循环散热。

2.根据权利要求1所述的变流器散热装置，其特征在于，所述散热背包包括壳体、固定架和滚轮；所述固定架、滚轮均固定在所述壳体上。

3.根据权利要求2所述的变流器散热装置，其特征在于，所述固定架能够将所述散热背包安装于所述后背板；所述滚轮能够沿所述导轨运动。

4.根据权利要求2所述的变流器散热装置，其特征在于，所述散热背包还包括风扇和蒸发器，所述风扇、蒸发器分别设置在所述壳体内部的两端。

5.根据权利要求2所述的变流器散热装置，其特征在于，所述固定架上设置有控制器，所述控制器能够控制所述滚轮移动的位置和速度。

6.根据权利要求1所述的变流器散热装置，其特征在于，所述导轨的形状为曲线。

7.根据权利要求1-6任一所述的变流器散热装置，其特征在于，所述变流器散热装置还包括箱体，所述电子元器件、后背板均设置在所述箱体内。

8.根据权利要求7所述的变流器散热装置，其特征在于，所述箱体的内部包括第一容纳腔体和第二容纳腔体；所述第一容纳腔体内布置的电子元器件包括电容，所述第二容纳腔体内布置的电子元器件包括电抗器。

9.根据权利要求8所述的变流器散热装置，其特征在于，所述第一容纳腔体、第二容纳腔体内均设置有一个或多个温度传感器。

10.根据权利要求9所述的变流器散热装置，其特征在于，所述温度传感器设置在所述第一容纳腔体和/或第二容纳腔体的顶部或靠近所述电子元器件设置。

11.根据权利要求8所述的变流器散热装置，其特征在于，所述导轨穿过所述第一容纳腔体、第二容纳腔体在所述后背板的对应位置。

12.根据权利要求8所述的变流器散热装置，其特征在于，所述导轨至少一次穿过所述第一容纳腔体在所述后背板的对应位置。

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