一種變流器冷卻裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種變流器冷卻裝置，用于變流器，所述變流器包括功能柜（51）和功率柜（52），所述功能柜（51）內(nèi)部形成有功能柜容置空間，該功能柜容置空間中容置有變流器功能元器件；所述功率柜（52）內(nèi)部形成有功率柜容置空間；所述變流器冷卻裝置包括用于給所述功率模塊（201）散熱的液冷散熱器（203），所述變流器冷卻裝置還包括設(shè)置于所述變流器內(nèi)的用于給所述變流器功能元器件和電感器（54）散熱的液冷裝置（10），所述變流器內(nèi)部還設(shè)置有用于產(chǎn)生循環(huán)氣流的風(fēng)機(jī)（202）。本實(shí)用新型通過(guò)在變流器內(nèi)部設(shè)置液冷裝置，大大地降低了變流器機(jī)柜內(nèi)的空氣溫度，從而提高了機(jī)柜內(nèi)元器件的使用壽命和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種變流器冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種變流器冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率變流器(包括風(fēng)電變流器、光伏逆變器)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越緊湊，這樣，一方面造成熱量越來(lái)越集中，另一方面造成散熱更加困難。過(guò)去解決之道通常是將變流器中的發(fā)熱元件(如IGBT，整流橋)等安裝在銅(鋁)制的散熱器上，并在該散熱器的柜(殼)體上加裝風(fēng)扇，配合設(shè)計(jì)的風(fēng)道讓熱量散到外部。但是隨著功率密度的提高，變流器發(fā)熱量的增大，風(fēng)冷已經(jīng)不能滿足散熱的要求。近年來(lái)，水冷散熱技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不但在散熱效果上超過(guò)了如風(fēng)冷、熱管等散熱方式，在噪音控制，應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性等方面也達(dá)到了良好的效果。因此，在大功率，高功率密度的電力電子產(chǎn)品的散熱上，水冷散熱技術(shù)得到廣泛的運(yùn)用。
[0003]在采用水冷散熱以后，為了使變流器機(jī)柜的密封IP等級(jí)可以做得更高，同時(shí)也為了滿足各種惡劣環(huán)境的使用要求，除了高熱流密度的IGBT采用直接水冷的散熱方式以外(通過(guò)液冷散熱器將IGBT的熱量散發(fā)到機(jī)柜外)，變流器機(jī)柜內(nèi)部的其它發(fā)熱元件(包括電感、銅排、接觸器、斷路器、電容模塊、熔絲等等)通常采用先將熱量傳遞給變流器機(jī)柜內(nèi)部的空氣，被加熱后的空氣在風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入變流器柜內(nèi)的氣液熱交換器，由于溫差的作用，空氣的熱量將傳遞給氣液熱交換器，氣液熱交換器的熱量將進(jìn)一步地傳遞給氣液熱交換器的冷卻液，流動(dòng)的冷卻液將該熱量帶出變流器機(jī)柜，進(jìn)入外部的熱交換器中(通常為風(fēng)冷式的熱交換器)，最終由該外部的熱交換器將熱量傳遞到大氣中，從而達(dá)到冷卻的目的，如圖1所示。
[0004]根據(jù)熱力學(xué)第一定律，熱量只能從高溫物體傳遞到低溫物體。上述所敘述的熱量傳遞過(guò)程中，由于熱阻的存在，變流器機(jī)柜內(nèi)發(fā)熱元件的溫度必須大于機(jī)柜內(nèi)的空氣溫度，機(jī)柜內(nèi)的空氣溫度必須大于氣液熱交換器的溫度，氣液熱交換器的溫度必須大于冷卻液的溫度；同樣的，變流器機(jī)柜內(nèi)的冷卻液溫度必須大于外界的環(huán)境溫度，才能滿足熱量從柜內(nèi)的發(fā)熱元件傳遞到變流器外界空氣的過(guò)程。
[0005]因此，機(jī)柜內(nèi)的空氣溫度一般會(huì)比外界環(huán)境溫度高10度?30度，局部區(qū)域甚至?xí)?。例如?dāng)外界環(huán)境溫度為45度的時(shí)候，機(jī)柜內(nèi)的空氣溫度將達(dá)到70度甚至更高。
[0006]眾所周知，影響器件使用壽命和可靠性的主要因素之一是其所使用的環(huán)境溫度。采用水冷散熱的變流器，其柜內(nèi)空氣溫度比外界環(huán)境溫度要高很多，為了保證器件的使用壽命和可靠性，一般需要使用非標(biāo)耐高溫的器件來(lái)解決，而采用非標(biāo)耐高溫的器件的成本將成倍增加。但是如果不使用耐高溫器件，變流器將會(huì)頻繁的出現(xiàn)各種故障，器件的定期更換和定期維護(hù)成本將更高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有使用水冷散熱的變流器，其柜內(nèi)空氣溫度比外界環(huán)境溫度要高很多，降低了機(jī)柜內(nèi)元器件的使用壽命和可靠性，增加了變流器的制造成本以及維護(hù)成本的問(wèn)題，提供一種變流器的冷卻系統(tǒng)。
[0008]本實(shí)用新型就其技術(shù)目的所提供的解決方案如下:
[0009]本實(shí)用新型提供了一種變流器冷卻裝置，用于變流器，所述變流器包括功能柜和功率柜，所述功能柜的側(cè)面與所述功率柜的側(cè)面貼合在一起；所述功能柜內(nèi)部形成有功能柜容置空間，該功能柜容置空間中容置有變流器功能元器件；
[0010]所述變流器冷卻裝置包括進(jìn)液管道和出液管道；所述功率柜內(nèi)部形成有功率柜容置空間，所述進(jìn)液管道和所述出液管道貫穿該功率柜，并伸入所述功率柜容置空間中；所述功率柜容置空間設(shè)有功率模塊容置空間和電感器容置空間；所述功率模塊容置空間中設(shè)置有功率模塊，所述電感器容置空間中設(shè)置有電感器；
[0011]所述變流器冷卻裝置還包括設(shè)置于所述功率模塊容置空間中用于給所述功率模塊散熱的液冷散熱器，該液冷散熱器具有液冷散熱器進(jìn)液口和液冷散熱器出液口 ；所述功率模塊設(shè)置在所述液冷散熱器上；
[0012]所述變流器冷卻裝置還包括設(shè)置于所述變流器內(nèi)的用于給所述變流器功能元器件和所述電感器散熱的液冷裝置，該液冷裝置包括冷凝器、壓縮機(jī)以及蒸發(fā)器；所述冷凝器、所述蒸發(fā)器和所述壓縮機(jī)通過(guò)管路連接成第一封閉回路；該第一封閉回路中設(shè)有制冷劑；所述冷凝器具有冷凝器進(jìn)液口和冷凝器出液口 ；
[0013]所述液冷散熱器進(jìn)液口和所述冷凝器進(jìn)液口分別與所述進(jìn)液管道連通；所述液冷散熱器出液口和所述冷凝器出液口分別與所述出液管道連通；
[0014]所述變流器內(nèi)部還設(shè)置有用于產(chǎn)生循環(huán)氣流的風(fēng)機(jī)。
[0015]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述冷凝器和所述壓縮機(jī)設(shè)置在所述電感器容置空間中所述電感器的側(cè)部；
[0016]所述液冷裝置包括多個(gè)所述蒸發(fā)器，該多個(gè)蒸發(fā)器分別設(shè)置在所述功能柜容置空間和所述電感器容置空間中；
[0017]所述電感器容置空間中的所述蒸發(fā)器設(shè)置在所述電感器的上部或側(cè)部。
[0018]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述變流器功能元器件設(shè)置在所述功能柜容置空間的上部；
[0019]所述功能柜容置空間中的所述蒸發(fā)器設(shè)置在所述功能柜容置空間的下部。
[0020]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述功率模塊包括IGBT。
[0021]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述變流器功能元器件包括接觸器、斷路器、繼電器、變壓器、電容模塊。
[0022]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述變流器冷卻裝置還包括設(shè)置在所述變流器外部的外部熱交換器以及冷卻液供應(yīng)裝置；所述外部熱交換器具有外部熱交換器進(jìn)液口和外部熱交換器出液口，所述冷卻液供應(yīng)裝置具有冷卻液供應(yīng)裝置進(jìn)液口和冷卻液供應(yīng)裝置出液口；
[0023]所述出液管道與所述外部熱交換器進(jìn)液口連通，所述外部熱交換器出液口與所述冷卻液供應(yīng)裝置進(jìn)液口連通，所述冷卻液供應(yīng)裝置出液口與所述進(jìn)液管道連通；
[0024]所述出液管道、所述進(jìn)液管道、所述外部熱交換器、所述冷卻液供應(yīng)裝置及其相互連通的通道中設(shè)有第一冷卻液。[0025]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述液冷裝置還包括泵、第一液冷熱交換器；該第一液冷熱交換器具有第一液冷熱交換器進(jìn)液口和第一液冷熱交換器出液口，所述蒸發(fā)器具有蒸發(fā)器進(jìn)液口和蒸發(fā)器出液口；
[0026]所述蒸發(fā)器出液口與所述泵的泵進(jìn)液口連通，所述泵的泵出液口與所述第一液冷熱交換器進(jìn)液口連通，所述第一液冷熱交換器出液口與所述蒸發(fā)器進(jìn)液口連通，從而構(gòu)成第三封閉回路；所述第三封閉回路中設(shè)有第二冷卻液。
[0027]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述泵設(shè)置于所述電感器容置空間中所述電感器的側(cè)部。
[0028]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述液冷裝置包括多個(gè)所述第一液冷熱交換器，所述多個(gè)第一液冷熱交換器分別設(shè)置在所述功能柜容置空間和所述電感器容置空間中；
[0029]所述電感器容置空間中的所述第一液冷熱交換器設(shè)置在所述電感器的上部或側(cè)部。
[0030]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述液冷裝置還包括第二液冷熱交換器；該第二液冷熱交換器具有第二液冷熱交換器進(jìn)液口和第二液冷熱交換器出液口，所述蒸發(fā)器具有蒸發(fā)器進(jìn)液口和蒸發(fā)器出液口；
[0031 ] 所述蒸發(fā)器進(jìn)液口與所述進(jìn)液管道連通，所述蒸發(fā)器出液口與所述第二液冷熱交換器進(jìn)液口連通，所述第二液冷熱交換器出液口與所述出液管道連通。
[0032]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述風(fēng)機(jī)安裝于所述第一液冷熱交換器或所述第二液冷熱交換器上。
[0033]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述風(fēng)機(jī)安裝于所述蒸發(fā)器上。
[0034]本實(shí)用新型上述的變流器冷卻裝置中，所述功率柜容置空間和所述功能柜容置空間分別密閉或相互導(dǎo)通。
[0035]本實(shí)用新型通過(guò)在變流器內(nèi)部設(shè)置液冷裝置，大大地降低了變流器機(jī)柜內(nèi)的空氣溫度，從而提高了機(jī)柜內(nèi)元器件的使用壽命和可靠性；另一方面，本發(fā)明的液冷裝置和液冷散熱器共用進(jìn)液和出液管道，其管路結(jié)構(gòu)布局緊湊、簡(jiǎn)單實(shí)用，成本較低。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0036]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0037]圖1為現(xiàn)有的變流器冷卻裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的變流器冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3為圖2所示的變流器冷卻裝置的另一方向上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例的變流器冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5為圖4所示的變流器冷卻裝置的另一方向上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例的變流器冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖7為圖6所示的變流器冷卻裝置的另一方向上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖8為本發(fā)明第四實(shí)施例的變流器冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖9為圖8所示的變流器冷卻裝置的另一方向上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖10為本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的變流器冷卻裝置的管路連接示意圖；[0047]圖11為本發(fā)明第三實(shí)施例和第四實(shí)施例的變流器冷卻裝置的管路連接示意圖；
[0048]圖12為本發(fā)明第五實(shí)施例的變流器冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖13為圖12所示的變流器冷卻裝置的另一方向上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖14為本發(fā)明第五實(shí)施例的變流器冷卻裝置的管路連接示意圖；
[0051]圖15為本發(fā)明第六實(shí)施例的變流器冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖16為圖15所示的變流器冷卻裝置的另一方向上的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]第一實(shí)施例
[0054]參見(jiàn)圖2、圖3和圖10，圖2、圖3和圖10示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的變流器
冷卻裝置。
[0055]參照?qǐng)D2和圖3，該變流器冷卻裝置，用于變流器，變流器包括功能柜51和功率柜52，功能柜51的側(cè)面與功率柜52的側(cè)面貼合在一起；功能柜51內(nèi)部形成有密閉的功能柜容置空間，該功能柜容置空間中容置有變流器功能元器件；
[0056]本實(shí)施例中，變流器功能元器件包括接觸器、斷路器、繼電器、變壓器、電容模塊。
[0057]進(jìn)一步地，參見(jiàn)圖2，變流器冷卻裝置包括進(jìn)液管道401和出液管道402 ;功率柜52內(nèi)部形成有密閉的功率柜容置空間，進(jìn)液管道401和出液管道402貫穿該功率柜52，并伸入功率柜容置空間中；功率柜容置空間劃分為上部的功率模塊容置空間和下部的電感器容置空間，進(jìn)液管道401和出液管道402設(shè)置在功率模塊容置空間和電感器容置空間之間；功率模塊容置空間中設(shè)置有功率模塊201，電感器容置空間中設(shè)置有電感器54 ;在本實(shí)施例中，該電感器54為立式擺放。
[0058]一般地，功率模塊包括IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)。
[0059]進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖2和圖3，變流器冷卻裝置還包括設(shè)置于功率模塊容置空間中用于給功率模塊201散熱的液冷散熱器203，該液冷散熱器203具有液冷散熱器進(jìn)液口和液冷散熱器出液口 ；功率模塊201設(shè)置在液冷散熱器203上。液冷散熱器201 —般由金屬導(dǎo)熱體或其它非金屬導(dǎo)熱體制成，功率模塊201工作時(shí)散發(fā)的熱量，通過(guò)熱傳導(dǎo)傳遞給由導(dǎo)熱體制成的液冷散熱器201，液冷散熱器201上的熱量則通過(guò)該液冷散熱器201中的冷卻液帶走。
[0060]具體地，本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖10，液冷散熱器進(jìn)液口與進(jìn)液管道401連通；液冷散熱器出液口與出液管道402連通；
[0061]變流器冷卻裝置還包括設(shè)置在變流器外部的外部熱交換器30以及冷卻液供應(yīng)裝置40 ;外部熱交換器30具有外部熱交換器進(jìn)液口和外部熱交換器出液口，冷卻液供應(yīng)裝置40具有冷卻液供應(yīng)裝置進(jìn)液口和冷卻液供應(yīng)裝置出液口 ；
[0062]出液管道402與外部熱交換器進(jìn)液口連通，外部熱交換器出液口與冷卻液供應(yīng)裝置進(jìn)液口連通，冷卻液供應(yīng)裝置出液口與進(jìn)液管道401連通；
[0063]這樣，液冷散熱器203、出液管道402、進(jìn)液管道401、外部熱交換器30、冷卻液供應(yīng)裝置40及其相互連通的通道構(gòu)成第二封閉回路；
[0064]冷卻液供應(yīng)裝置40用于向進(jìn)液管道401中輸入第一冷卻液。該第一冷卻液可在第二封閉回路中循環(huán)。[0065]本實(shí)施例中，第一冷卻液可為水、乙二醇、丙二醇中的任意一種，或者其中兩者的混合液等(例如乙二醇水溶液、丙二醇水溶液)。本實(shí)施例中，該第一冷卻液為水、乙二醇的混合液。
[0066]液冷散熱器203對(duì)功率模塊201的散熱過(guò)程如下:功率模塊201在工作時(shí)發(fā)出熱量，該熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)傳遞給由導(dǎo)熱體制成的液冷散熱器203，該液冷散熱器203中的第一冷卻液通過(guò)與該液冷散熱器203進(jìn)行熱交換獲得該液冷散熱器203上的熱量，然后該第一冷卻液將熱量帶出變流器，再通過(guò)外部熱交換器30將熱量散發(fā)到變流器外部的空氣中，最后重新回到冷卻液供應(yīng)裝置40中，從而實(shí)現(xiàn)了第一冷卻液的循環(huán)使用。
[0067]當(dāng)然可以理解，外部熱交換器30并不是必要裝置，變流器內(nèi)部的空氣將熱量傳遞給第一冷卻液后,該第一冷卻液可通過(guò)出液管道402直接排出，或進(jìn)入其他系統(tǒng)(如鍋爐系統(tǒng))。
[0068]本實(shí)施例中，變流器冷卻裝置還包括設(shè)置于變流器內(nèi)的用于給變流器功能元器件和電感器54散熱的液冷裝置10，該液冷裝置10包括冷凝器103、壓縮機(jī)102以及蒸發(fā)器101 ;冷凝器103、蒸發(fā)器101和壓縮機(jī)102通過(guò)管路連接成第一封閉回路，該管路包括膨脹閥等管路組件；該第一封閉回路中設(shè)有制冷劑；冷凝器103具有冷凝器進(jìn)液口和冷凝器出液口 ；
[0069]冷凝器進(jìn)液口與進(jìn)液管道401連通；冷凝器出液口與出液管道402連通；這樣，冷卻液供應(yīng)裝置40向進(jìn)液管道401中輸入的第一冷卻液可經(jīng)冷凝器103流到出液管道402中，從而流出變流器。
[0070]液冷裝置10的散熱過(guò)程如下:變流器內(nèi)部的變流器功能元器件和電感器54將其發(fā)出的熱量散發(fā)給變流器內(nèi)部的空氣，蒸發(fā)器101將變流器內(nèi)部的空氣所攜帶的熱量吸收，并通過(guò)該熱量將蒸發(fā)器中的制冷劑蒸發(fā)；該蒸發(fā)的制冷劑在壓縮機(jī)102的作用下進(jìn)入冷凝器103，并在該冷凝器103中與同樣處于該冷凝器103中的第一冷卻液進(jìn)行熱交換，從而將制冷劑所攜帶的熱量傳遞給第一冷卻液，并由第一冷卻液帶出變流器。
[0071]本實(shí)施例中，冷凝器103和壓縮機(jī)102設(shè)置在電感器容置空間中電感器54的側(cè)部;
[0072]本實(shí)施例中，液冷裝置10包括多個(gè)蒸發(fā)器101，該多個(gè)蒸發(fā)器101分別設(shè)置在功能柜容置空間和電感器容置空間中；進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，電感器容置空間中的蒸發(fā)器101設(shè)置在電感器54的上部；
[0073]本實(shí)施例中，變流器功能元器件設(shè)置在功能柜容置空間的上部；功能柜容置空間中的蒸發(fā)器101設(shè)置在功能柜容置空間的下部。
[0074]功率柜容置空間和功能柜容置空間分別設(shè)置有用于產(chǎn)生循環(huán)氣流的風(fēng)機(jī)202。
[0075]具體地，本實(shí)施例中，每個(gè)蒸發(fā)器101上均安裝有風(fēng)機(jī)202 ;在柯恩達(dá)效應(yīng)的作用下，功能柜容置空間中的風(fēng)機(jī)202可產(chǎn)生在該功能柜容置空間中循環(huán)的氣流，從而加快功能柜容置空間中的空氣的流動(dòng)速度。相似地，電感器容置空間中的風(fēng)機(jī)202可產(chǎn)生在該功率柜容置空間中循環(huán)的氣流，從而加快功率柜容置空間中的空氣的流動(dòng)速度。
[0076]第二實(shí)施例
[0077]參照?qǐng)D4、圖5和圖10，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于電感器54以及電感器容置空間中的蒸發(fā)器101和風(fēng)機(jī)202的設(shè)置位置。[0078]在本實(shí)施例中，電感器54為臥式擺放。
[0079]電感器容置空間中的蒸發(fā)器101設(shè)置在該電感器54的側(cè)部(如電感器54與變流器后門(mén)板之間)。同樣地，安裝于該電感器容置空間中的蒸發(fā)器101上的風(fēng)機(jī)202也設(shè)置在該電感器54的側(cè)部。而這種設(shè)置方式使得變流器內(nèi)部元件布局得更加緊湊。
[0080]第三實(shí)施例
[0081]參照?qǐng)D6、圖7和圖11，第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于:液冷裝置10還包括泵104、第一液冷熱交換器106 ;并且蒸發(fā)器101僅設(shè)置在功率柜容置空間中；風(fēng)機(jī)202安裝于第一液冷熱交換器106上。
[0082]該第一液冷熱交換器106具有第一液冷熱交換器進(jìn)液口和第一液冷熱交換器出液口，蒸發(fā)器101具有蒸發(fā)器進(jìn)液口和蒸發(fā)器出液口 ；
[0083]蒸發(fā)器出液口與泵104的泵進(jìn)液口連通，泵104的泵出液口與第一液冷熱交換器進(jìn)液口連通，第一液冷熱交換器出液口與蒸發(fā)器進(jìn)液口連通，從而構(gòu)成第三封閉回路；第三封閉回路中設(shè)有第二冷卻液。
[0084]本實(shí)施例中，第二冷卻液可為水、乙二醇、丙二醇中的任意一種，或者其中兩者的混合液等(例如乙二醇水溶液、丙二醇水溶液)。本實(shí)施例中，該第二冷卻液為水、乙二醇的混合液。
[0085]其中，泵104用于提供該第二冷卻液在該第三封閉回路中循環(huán)的動(dòng)力。第二冷卻液在該泵104的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)第一液冷熱交換器進(jìn)液口進(jìn)入第一液冷熱交換器106中，與變流器內(nèi)部的空氣進(jìn)行熱交換，吸收變流器內(nèi)部的空氣所攜帶的熱量，然后從第一液冷熱交換器出液口流出，再通過(guò)蒸發(fā)器進(jìn)液口進(jìn)入蒸發(fā)器101，并在蒸發(fā)器101中與同樣在該蒸發(fā)器101中的制冷劑進(jìn)行熱交換，從而將該第二冷卻液所攜帶的熱量傳遞給制冷劑；最后，通過(guò)在冷凝器103中所進(jìn)行的制冷劑與第一冷卻液之間的熱交換將變流器內(nèi)部空氣的熱量傳遞到變流器外部。
[0086]本實(shí)施例中，泵104設(shè)置于電感器容置空間中電感器54的側(cè)部。
[0087]本實(shí)施例中，液冷裝置10包括多個(gè)第一液冷熱交換器106，多個(gè)第一液冷熱交換器106分別設(shè)置在功能柜容置空間和電感器容置空間中。
[0088]電感器容置空間中的第一液冷熱交換器106設(shè)置在電感器54的上部。
[0089]每個(gè)第一液冷熱交換器106上均安裝有風(fēng)機(jī)202 ;在柯恩達(dá)效應(yīng)的作用下，功能柜容置空間中的風(fēng)機(jī)202可產(chǎn)生在該功能柜容置空間中循環(huán)的氣流，從而加快功能柜容置空間中的空氣的流動(dòng)速度。相似地，電感器容置空間中的風(fēng)機(jī)202可產(chǎn)生在該功率柜容置空間中循環(huán)的氣流，從而加快功率柜容置空間中的空氣的流動(dòng)速度。
[0090]第四實(shí)施例
[0091]參照?qǐng)D8、圖9和圖11，第四實(shí)施例與第三實(shí)施例的區(qū)別在于電感器54以及電感器容置空間中的第一液冷熱交換器106和風(fēng)機(jī)202的設(shè)置位置。
[0092]在本實(shí)施例中，電感器54為臥式擺放。
[0093]電感器容置空間中的第一液冷熱交換器106設(shè)置在該電感器54的側(cè)部(即電感器54與后門(mén)板之間)。同樣地,安裝于該電感器容置空間中的第一液冷熱交換器106上的風(fēng)機(jī)202也設(shè)置在該電感器54的側(cè)部。而這種設(shè)置方式使得變流器內(nèi)部元件布局得更加緊湊。
[0094]第五實(shí)施例[0095]參考圖12、圖13以及圖14，第五實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于:液冷裝置10還包括第二液冷熱交換器105，并且蒸發(fā)器101僅設(shè)置在功率柜容置空間中；風(fēng)機(jī)202安裝于第二液冷熱交換器105上。
[0096]本實(shí)施例中，參照?qǐng)D14，液冷裝置10還包括第二液冷熱交換器105，該第二液冷熱交換器105具有第二液冷熱交換器進(jìn)液口和第二液冷熱交換器出液口，蒸發(fā)器101具有蒸發(fā)器進(jìn)液口和蒸發(fā)器出液口 ；
[0097]蒸發(fā)器進(jìn)液口與進(jìn)液管道401連通，蒸發(fā)器出液口與第二液冷熱交換器進(jìn)液口連通，第二液冷熱交換器出液口與出液管道402連通。這樣，第一冷卻液可以依次通過(guò)蒸發(fā)器101和第二液冷熱交換器105而流出變流器。
[0098]其中，第一冷卻液從蒸發(fā)器進(jìn)液口進(jìn)入蒸發(fā)器101，被蒸發(fā)器101吸收熱量而降溫，然后從蒸發(fā)器出液口流出，進(jìn)入第二液冷熱交換器105，與變流器內(nèi)部的空氣進(jìn)行熱交換，從而吸收變流器空氣中的熱量，然后流出變流器。
[0099]為了使變流器內(nèi)部的空氣與第一冷卻液之間的熱交換更有效率，第二液冷熱交換器105可以設(shè)置多個(gè)。該多個(gè)第二液冷熱交換器105分別設(shè)置在功能柜容置空間和電感器容置空間中。
[0100]每個(gè)第二液冷熱交換器105上均安裝有風(fēng)機(jī)202 ;在柯恩達(dá)效應(yīng)的作用下，功能柜容置空間中的風(fēng)機(jī)202可產(chǎn)生在該功能柜容置空間中循環(huán)的氣流，從而加快功能柜容置空間中的空氣的流動(dòng)速度。相似地，電感器容置空間中的風(fēng)機(jī)202可產(chǎn)生在該功率柜容置空間中循環(huán)的氣流，從而加快功率柜容置空間中的空氣的流動(dòng)速度。
[0101]第六實(shí)施例
[0102]參考圖15以及圖16,第六實(shí)施例與上述任意一實(shí)施例的不同點(diǎn)在于功能柜51和功率柜52是相互導(dǎo)通的，且風(fēng)機(jī)202在變流器內(nèi)僅產(chǎn)生一個(gè)氣流循環(huán)。
[0103]具體地，參照?qǐng)D15，在科恩達(dá)效應(yīng)的作用下，由風(fēng)機(jī)202所產(chǎn)生的氣流可以貼著功能柜容置空間和功率柜容置空間的內(nèi)壁進(jìn)行流動(dòng)，從而構(gòu)成一個(gè)氣流循環(huán)，加快蒸發(fā)器101與變流器內(nèi)部空氣之間的熱交換。
[0104]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種變流器冷卻裝置，用于變流器，所述變流器包括功能柜(51)和功率柜(52)，所述功能柜(51)的側(cè)面與所述功率柜(52)的側(cè)面貼合在一起；所述功能柜(51)內(nèi)部形成有功能柜容置空間，該功能柜容置空間中容置有變流器功能元器件； 其特征在于，所述變流器冷卻裝置包括進(jìn)液管道(401)和出液管道(402);所述功率柜(52)內(nèi)部形成有功率柜容置空間，所述進(jìn)液管道(401)和所述出液管道(402)貫穿該功率柜(52)，并伸入所述功率柜容置空間中；所述功率柜容置空間設(shè)有功率模塊容置空間和電感器容置空間；所述功率模塊容置空間中設(shè)置有功率模塊(201)，所述電感器容置空間中設(shè)置有電感器(54)； 所述變流器冷卻裝置還包括設(shè)置于所述功率模塊容置空間中用于給所述功率模塊(201)散熱的液冷散熱器(203)，該液冷散熱器(203)具有液冷散熱器進(jìn)液口和液冷散熱器出液口 ；所述功率模塊(201)設(shè)置在所述液冷散熱器(203)上； 所述變流器冷卻裝置還包括設(shè)置于所述變流器內(nèi)的用于給所述變流器功能元器件和所述電感器(54)散熱的液冷裝置(10)，該液冷裝置(10)包括冷凝器(103)、壓縮機(jī)(102)以及蒸發(fā)器(101);所述冷凝器(103)、所述蒸發(fā)器(101)和所述壓縮機(jī)(102)通過(guò)管路連接成第一封閉回路；該第一封閉回路中設(shè)有制冷劑；所述冷凝器(103)具有冷凝器進(jìn)液口和冷凝器出液口； 所述液冷散熱器進(jìn)液口和所述冷凝器進(jìn)液口分別與所述進(jìn)液管道(401)連通；所述液冷散熱器出液口和所述冷凝器出液口分別與所述出液管道(402 )連通； 所述變流器內(nèi)部還設(shè)置有用于產(chǎn)生循環(huán)氣流的風(fēng)機(jī)(202 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述冷凝器(103)和所述壓縮機(jī)(102)設(shè)置在所述電感器容置空間中所述電感器(54)的側(cè)部； 所述液冷裝置(10)包括多個(gè)所`述蒸發(fā)器(101 )，該多個(gè)蒸發(fā)器(101)分別設(shè)置在所述功能柜容置空間和所述電感器容置空間中； 所述電感器容置空間中的所述蒸發(fā)器(101)設(shè)置在所述電感器(54 )的上部或側(cè)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述變流器冷卻裝置，其特征在于，所述變流器功能元器件設(shè)置在所述功能柜容置空間的上部； 所述功能柜容置空間中的所述蒸發(fā)器(101)設(shè)置在所述功能柜容置空間的下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述功率模塊(201)包括IGBT。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述變流器功能元器件包括接觸器、斷路器、繼電器、變壓器、電容模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述變流器冷卻裝置還包括設(shè)置在所述變流器外部的外部熱交換器(30)以及冷卻液供應(yīng)裝置(40);所述外部熱交換器(30 )具有外部熱交換器進(jìn)液口和外部熱交換器出液口，所述冷卻液供應(yīng)裝置(40 )具有冷卻液供應(yīng)裝置進(jìn)液口和冷卻液供應(yīng)裝置出液口 ； 所述出液管道(402)與所述外部熱交換器進(jìn)液口連通，所述外部熱交換器出液口與所述冷卻液供應(yīng)裝置進(jìn)液口連通，所述冷卻液供應(yīng)裝置出液口與所述進(jìn)液管道(401)連通； 所述出液管道(402)、所述進(jìn)液管道(401)、所述外部熱交換器(30)、所述冷卻液供應(yīng)裝置(40)及其相互連通的通道中設(shè)有第一冷卻液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述液冷裝置(10)還包括泵(104)、第一液冷熱交換器(106);該第一液冷熱交換器(106)具有第一液冷熱交換器進(jìn)液口和第一液冷熱交換器出液口，所述蒸發(fā)器(101)具有蒸發(fā)器進(jìn)液口和蒸發(fā)器出液口 ； 所述蒸發(fā)器出液口與所述泵(104)的泵進(jìn)液口連通，所述泵(104)的泵出液口與所述第一液冷熱交換器進(jìn)液口連通，所述第一液冷熱交換器出液口與所述蒸發(fā)器進(jìn)液口連通，從而構(gòu)成第三封閉回路；所述第三封閉回路中設(shè)有第二冷卻液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述泵(104)設(shè)置于所述電感器容置空間中所述電感器(54)的側(cè)部。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述液冷裝置(10)包括多個(gè)所述第一液冷熱交換器(106)，所述多個(gè)第一液冷熱交換器(106)分別設(shè)置在所述功能柜容置空間和所述電感器容置空間中； 所述電感器容置空間中的所述第一液冷熱交換器(106)設(shè)置在所述電感器(54)的上部或側(cè)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述液冷裝置(10)還包括第二液冷熱交換器(105);該第二液冷熱交換器(105)具有第二液冷熱交換器進(jìn)液口和第二液冷熱交換器出液口，所述蒸發(fā)器(101)具有蒸發(fā)器進(jìn)液口和蒸發(fā)器出液口 ； 所述蒸發(fā)器進(jìn)液口與所述進(jìn)液管道(401)連通，所述蒸發(fā)器出液口與所述第二液冷熱交換器進(jìn)液口連通，所述第二液冷熱交換器出液口與所述出液管道(402 )連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或10所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)(202)安裝于所述第一液冷熱交換器(106)或所述第二液冷熱交換器(105)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)(202)安裝于所述蒸發(fā)器(101)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-10任意一項(xiàng)所述的變流器冷卻裝置，其特征在于，所述功率柜容置空間和所述功能柜容置空間分別密閉或相互導(dǎo)通。
【文檔編號(hào)】H02M1/00GK203537218SQ201320602890
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】周澤平, 盛小軍, 周黨生 申請(qǐng)人:深圳市禾望電氣有限公司