本發(fā)明屬于軌道交通用的，尤其涉及一種變流器散熱裝置。

背景技術(shù)：

變流器具有逆變回饋、整流牽引、穩(wěn)壓等功能，其在用于城市軌道交通地面供電時(shí)，可實(shí)現(xiàn)變電所內(nèi)交直流電之間的轉(zhuǎn)換。變流器的主要發(fā)熱元器件包括自功率模塊和電抗器，而為了保證各元器件保持良好的性能，在變流器工作時(shí)，需要對(duì)各發(fā)熱元器件進(jìn)行散熱。

然而現(xiàn)有變流器散熱裝置的風(fēng)道設(shè)計(jì)是將各個(gè)發(fā)熱元器件串聯(lián)在整個(gè)通風(fēng)方向，以此很難將不同發(fā)熱元器件分開散熱，導(dǎo)致沿著散熱風(fēng)的流向的空氣溫度逐漸變高，即隨著散熱風(fēng)對(duì)發(fā)熱元器件的散熱能力逐漸變差，進(jìn)而使得部分元器件性能和使用壽命受到較大的影響。

中國發(fā)明專利CN105162310A公開了一種用于級(jí)聯(lián)式同相供電變流器的結(jié)構(gòu)裝置，其將功率單元(即本發(fā)明所述的功率模塊)并聯(lián)設(shè)置，每個(gè)功率單元設(shè)置有用于隔離相鄰功率單元的單柜，單柜沿散熱風(fēng)流向的兩端設(shè)置有風(fēng)口，即使得每個(gè)單柜有獨(dú)立的風(fēng)道，工作時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)風(fēng)沿各單柜風(fēng)道流動(dòng)，以此對(duì)功率單元進(jìn)行直接散熱。然而，由于功率單元的性能對(duì)周圍環(huán)境(如空氣濕度)要求較高，因此在應(yīng)用該裝置對(duì)功率單元進(jìn)行散熱時(shí)，會(huì)使各單柜內(nèi)的功率單元所處周圍環(huán)境的空氣濕度增大，進(jìn)而影響功率單元的性能及使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有變流器散熱裝置對(duì)發(fā)熱元器件散熱能力差且發(fā)熱元器件使用壽命低的技術(shù)問題，提出一種具有高散熱能力且可延長(zhǎng)發(fā)熱元器件使用壽命的變流器散熱裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種變流器散熱裝置，用于電抗器和功率模塊的散熱，包括可通有散熱風(fēng)的柜體，柜體沿散熱風(fēng)流通方向的兩端端部分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，柜體沿散熱風(fēng)流通方向設(shè)置有分隔板，以將柜體內(nèi)部分隔形成可安裝電抗器的第一腔室，以及可安裝功率模塊的第二腔室，分隔板與功率模塊密封連接，分隔板固定連接在柜體上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口的一端，分隔板沿垂直于散熱風(fēng)流通方向的兩端與柜體內(nèi)壁密封連接，第一腔室的兩端分別連通進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口；分隔板沿散熱風(fēng)流通方向固定設(shè)置有輸風(fēng)管道，輸風(fēng)管道的兩端分別連通進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，分隔板設(shè)置有連通輸風(fēng)管道和第二腔室的通風(fēng)孔，功率模塊的散熱片通過通風(fēng)孔伸入至輸風(fēng)管道內(nèi)部。

作為優(yōu)選，分隔板與柜體設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口的一端密封連接，出風(fēng)口正對(duì)第一腔室設(shè)置，并與第一腔室流出散熱風(fēng)的一端密封連接。

作為優(yōu)選，進(jìn)風(fēng)口正對(duì)第一腔室設(shè)置，并與第一腔室流入散熱風(fēng)的一端密封連接。

作為優(yōu)選，輸風(fēng)管道靠近出風(fēng)口的一端側(cè)部固定設(shè)置有可改變流通第一腔室散熱風(fēng)風(fēng)量的擋風(fēng)件。

作為優(yōu)選，輸風(fēng)管道包括連通進(jìn)風(fēng)口且呈錐形的第一管道，與第一管道連通的第二管道，以及與第二管道連通的第三管道，第三管道的另一端通向出風(fēng)口且呈錐形。

作為優(yōu)選，第一管道和/或第三管道沿垂直于散熱風(fēng)流通方向的一端位于第一腔室，另一端位于第二腔室。

作為優(yōu)選，對(duì)應(yīng)于柜體出風(fēng)口安裝有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)連接有可控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制單元。

作為優(yōu)選，風(fēng)機(jī)位于柜體腔室內(nèi)，風(fēng)機(jī)四周安裝有風(fēng)罩，第一腔室和輸風(fēng)管道通過風(fēng)罩與出風(fēng)口連通。

作為優(yōu)選，風(fēng)機(jī)位于柜體腔室外，第一腔室和輸風(fēng)管道均與出風(fēng)口接觸連通。

作為優(yōu)選，控制單元連接設(shè)置于電抗器且可檢測(cè)溫度的第一溫度傳感器，以及設(shè)置于功率模塊且可檢測(cè)溫度的第二溫度傳感器，以接收電抗器和功率模塊的溫度信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本發(fā)明變流器散熱裝置通過設(shè)置分隔板和輸風(fēng)管道，并在分隔板設(shè)置有連通輸風(fēng)管道和第二腔室的通風(fēng)孔，一方面使得電抗器和功率模塊可分別處于兩個(gè)具有不同風(fēng)道的腔室，從而在減少了相互串聯(lián)的發(fā)熱元器件數(shù)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同發(fā)熱元器件進(jìn)行分開散熱，進(jìn)而提高了對(duì)發(fā)熱元器件的散熱效率；另一方面，在實(shí)現(xiàn)了對(duì)耐熱性能差的功率模塊進(jìn)行集中散熱的同時(shí)，避免了散熱風(fēng)對(duì)功率模塊的直接接觸，進(jìn)而提高了發(fā)熱元器件的使用壽命。

2、本發(fā)明變流器散熱裝置通過設(shè)置風(fēng)機(jī)和控制單元，以及通過將控制單元連接第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)變流器發(fā)熱元件的實(shí)際工作狀況對(duì)散熱風(fēng)風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而節(jié)約了對(duì)變流器發(fā)熱元件散熱的成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明變流器散熱裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明變流器散熱裝置輸風(fēng)管道從第二腔室一側(cè)看的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明變流器散熱裝置輸風(fēng)管道從第一腔室一側(cè)看的結(jié)構(gòu)示意圖。

以上各圖中：1、柜體；2、分隔板；3、輸風(fēng)管道；4、第一腔室；5、第二腔室；6、通風(fēng)孔；7、擋風(fēng)件；8、第一管道；9、第二管道；10、第三管道；11、風(fēng)機(jī)；12、風(fēng)罩；13、第一溫度傳感器；14、第二溫度傳感器；15、控制單元；16、電抗器；17、功率模塊。

具體實(shí)施方式

下面，通過示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖1所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

參見圖1和圖2，圖1為本發(fā)明變流器散熱裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明變流器散熱裝置輸風(fēng)管道從第二腔室一側(cè)看的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，一種變流器散熱裝置，用于電抗器16和功率模塊17的散熱，包括可通有散熱風(fēng)的柜體1，柜體1沿散熱風(fēng)流通方向(如圖1所示為自下而上的箭頭方向)的兩端分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口；柜體1沿散熱風(fēng)流通方向設(shè)置有分隔板2，以將柜體1內(nèi)部分隔形成可安裝電抗器16的第一腔室4，以及可安裝功率模塊17的第二腔室5，分隔板2與功率模塊17密封連接，分隔板2固定連接在柜體1上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口的一端，分隔板2沿垂直于散熱風(fēng)流通方向的兩端與柜體1內(nèi)壁密封連接，第一腔室4的兩端分別連通進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，本發(fā)明設(shè)置分隔板2的作用是將柜體1腔室分隔成兩個(gè)具有不同風(fēng)道的腔室；

分隔板2沿散熱風(fēng)流通方向固定設(shè)置有輸風(fēng)管道3，輸風(fēng)管道3的兩端分別連通進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，分隔板2設(shè)置有連通輸風(fēng)管道3和第二腔室5的通風(fēng)孔6，功率模塊17的散熱片通過通風(fēng)孔6伸入至輸風(fēng)管道3內(nèi)部，本發(fā)明設(shè)置輸風(fēng)管道3和通風(fēng)孔6的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)功率模塊17進(jìn)行單獨(dú)且集中的散熱，同時(shí)避免散熱風(fēng)對(duì)功率模塊17的直接接觸。

本發(fā)明變流器散熱裝置通過設(shè)置分隔板2和輸風(fēng)管道3，并在分隔板2設(shè)置有連通輸風(fēng)管道3和第二腔室5的通風(fēng)孔6，一方面使得電抗器16和功率模塊17可分別處于兩個(gè)具有不同風(fēng)道的腔室，從而在減少了相互串聯(lián)的發(fā)熱元器件數(shù)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同發(fā)熱元器件進(jìn)行分開散熱，進(jìn)而提高了對(duì)發(fā)熱元器件的散熱效率；另一方面，在實(shí)現(xiàn)了對(duì)耐熱性能差的功率模塊17進(jìn)行集中散熱的同時(shí)，避免了散熱風(fēng)對(duì)功率模塊17的直接接觸，進(jìn)而提高了發(fā)熱元器件的使用壽命。

另外，為了進(jìn)一步使得第一腔室4與第二腔室5隔離，可設(shè)置分隔板2與柜體1設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口的一端密封連接，出風(fēng)口正對(duì)第一腔室4設(shè)置，并與第一腔室4流出散熱風(fēng)的一端密封連接。本發(fā)明通過上述改進(jìn)，進(jìn)一步使得第一腔室4與第二腔室5隔離，即使得從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的散熱風(fēng)只能通過第一腔室4和輸風(fēng)管道3從出風(fēng)口排出，進(jìn)而提高了本發(fā)明變流器散熱裝置對(duì)變流器發(fā)熱元器件的散熱能力，以及提高了發(fā)熱元器件的使用壽命。

進(jìn)一步，還可以使進(jìn)風(fēng)口正對(duì)第一腔室4設(shè)置，并與第一腔室4流入散熱風(fēng)的一端密封連接，從而進(jìn)一步提高了本發(fā)明變流器散熱裝置對(duì)變流器發(fā)熱元器件的散熱能力，以及提高了發(fā)熱元器件的使用壽命。

另外，參見圖3，圖3為本發(fā)明變流器散熱裝置輸風(fēng)管道從第一腔室一側(cè)看的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，輸風(fēng)管道3靠近出風(fēng)口的一端側(cè)部固定設(shè)置有可改變流通第一腔室4散熱風(fēng)風(fēng)量的擋風(fēng)件7，擋風(fēng)件7的寬度決定著散熱風(fēng)進(jìn)入第一腔室4風(fēng)量的大小。本發(fā)明設(shè)置擋風(fēng)件7的作用是可根據(jù)實(shí)際工作需要，更換不同寬度的擋風(fēng)件7，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了在風(fēng)速不變的情況下，調(diào)節(jié)第一腔室4和第二腔室5散熱風(fēng)風(fēng)量分布。

針對(duì)上述輸風(fēng)管道3的結(jié)構(gòu)，具體為：如圖3所示，輸風(fēng)管道3包括連通進(jìn)風(fēng)口且呈錐形的第一管道8，與第一管道8連通的第二管道9，以及與第二管道9連通的第三管道10，第三管道10的另一端通向出風(fēng)口且呈錐形。本發(fā)明的上述設(shè)置一方面有利于工作人員根據(jù)實(shí)際需要更換管道，從而便于維護(hù)；另一方面，提高了輸入及排出輸風(fēng)管道3的散熱風(fēng)風(fēng)量，進(jìn)而提高了對(duì)散熱元器件的散熱效率。

進(jìn)一步如圖3所示，作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，第一管道8和/或第三管道10沿垂直于散熱風(fēng)流通方向的一端位于第一腔室4，另一端位于第二腔室5。本發(fā)明通過上述設(shè)置，使得輸風(fēng)管道3能夠更多地利用空間，以輸入并排出更多的散熱風(fēng)，進(jìn)而提高了對(duì)散熱元器件的散熱效率。

此外，輸風(fēng)管道3還可以設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)，以便于裝配和拆卸。

進(jìn)一步，如圖2所示，對(duì)應(yīng)于柜體1出風(fēng)口安裝有風(fēng)機(jī)11，風(fēng)機(jī)11連接有可控制風(fēng)機(jī)11轉(zhuǎn)速的控制單元15。

針對(duì)風(fēng)機(jī)11的安裝位置，具體為：如圖1和圖2所示，風(fēng)機(jī)11位于柜體1腔室內(nèi)，并安裝于第一腔室4和輸風(fēng)管道3靠近柜體1出風(fēng)口的一端，從而可對(duì)第一腔室4和輸風(fēng)管道3內(nèi)散熱風(fēng)的流通提供動(dòng)力。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，風(fēng)機(jī)11四周安裝有風(fēng)罩12，第一腔室4和輸風(fēng)管道3通過風(fēng)罩12與出風(fēng)口連通。本發(fā)明設(shè)置風(fēng)罩12的作用在于，使得從第一腔室4和輸風(fēng)管道3排出的散熱風(fēng)集中從柜體1的出風(fēng)口排出，進(jìn)而提高了對(duì)變流器發(fā)熱元件的散熱能力。

另外，風(fēng)機(jī)11還可以設(shè)置為：風(fēng)機(jī)11位于柜體1腔室外，此時(shí)，第一腔室4和輸風(fēng)管道3均與出風(fēng)口接觸連通。

進(jìn)一步，如圖1所示，控制單元15連接設(shè)置于電抗器16且可檢測(cè)溫度的第一溫度傳感器13，以及設(shè)置于功率模塊17且可檢測(cè)溫度的第二溫度傳感器14，以接收電抗器16和功率模塊17的溫度信號(hào)，并對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行分析，進(jìn)而使得控制單元15根據(jù)發(fā)熱元器件溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)11的轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明變流器散熱裝置通過設(shè)置風(fēng)機(jī)11，以及可控制風(fēng)機(jī)11啟停的控制單元15，并通過將控制單元15連接第一溫度傳感器13和第二溫度傳感器14，從而可實(shí)現(xiàn)根據(jù)變流器發(fā)熱元件的實(shí)際工作狀況對(duì)散熱風(fēng)的風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而節(jié)約了對(duì)變流器發(fā)熱元件散熱的成本。

為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以如圖1所示的變流器散熱裝置結(jié)構(gòu)為例，本發(fā)明變流器散熱裝置的工作過程如下：

首先，設(shè)第一溫度傳感器13檢測(cè)到的電抗器16的溫度值為t₁，第二溫度傳感器14檢測(cè)到的功率模塊17的溫度值為t₂，基準(zhǔn)溫度為T；然后，設(shè)風(fēng)機(jī)11的兩個(gè)不同轉(zhuǎn)速分別為v₁(當(dāng)實(shí)時(shí)溫度小于或等于T時(shí))和v₂(當(dāng)實(shí)時(shí)溫度大于T時(shí))。

當(dāng)需要對(duì)發(fā)熱元器件進(jìn)行散熱時(shí)，控制單元15控制風(fēng)機(jī)11啟動(dòng)，帶動(dòng)散熱風(fēng)從柜體1的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，進(jìn)而通過第一腔室4和輸風(fēng)管道3分別對(duì)電抗器16和功率模塊17進(jìn)行散熱，最后將散熱風(fēng)通過柜體1的出風(fēng)口排出至大氣。

需要說明的是，在上述過程中，風(fēng)機(jī)11可根據(jù)發(fā)熱元器件的溫度實(shí)實(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)速，例如：

若t₁≤t₂，則當(dāng)t₂≤T時(shí)，風(fēng)機(jī)11轉(zhuǎn)速為v₁；當(dāng)t₂>T時(shí)，風(fēng)機(jī)11轉(zhuǎn)速為v₂；

若t₁>t₂，則當(dāng)t₁≤T時(shí)，風(fēng)機(jī)11轉(zhuǎn)速為v₁；t₁>T時(shí)，風(fēng)機(jī)11轉(zhuǎn)速為v₂。