[發明專利]一種高散熱結構的風冷大功率逆變器功率柜

有效

• 申請號: 200710029765.8
• 申請日: 2007-08-17
• 公開（公告）號: CN101110548A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 姜新宇;楊忠民;石本星;王衛宏
• 申請（專利權）人: 廣州智光電機有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02B1/56;H02B1/01;H02B1/04;H02B1/26;H05K7/20;H05K7/02;H05K5/00
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文雄

技術領域

本發明涉及一種高散熱結構的風冷大功率逆變器功率柜，是一種應用于大 功率電力電子產品的風冷式大功率逆變器功率柜，特別適用于大功率逆變器。屬于電力 電子技術領域。

背景技術

大功率柜大功率電力電子產品的主體，它是涉及高壓、大功率或高壓大 功率的整流、逆變、變頻等功率轉換產品。對于電力電子大功率系統而言， 由于散熱性能對整個系統的工作穩定性、功率器件的使用壽命以及產品的體 積都有重要的影響，因此在大功率柜的設計中，需要注意配合設備功率部件 如電力電子器件及其散熱器，尤其需要考慮系統整體的散熱性能。

目前，市場上銷售的風冷式大功率逆變器功率柜(如采用功率單元級聯 式的高壓大功率變頻器)，其功率逆變部分的結構為前側安裝功率單元，功 率單元散熱器從前向后，風道較長，單元的風道在柜體的后部，在柜體上端 安裝風機，強迫風冷的流向為從前向后匯集，然后在柜體后部匯集向上排出。 一般柜體前后深度達1200mm以上，單元的散熱風道在500mm以上，造成 散熱器風道的阻力相對較大，散熱器的前端進冷風與后部風道熱風的溫差相 對較大，由此導致整體的散熱效果差，為防止發熱功率元件溫升過高(散熱 器溫升在設計范圍)，保證系統工作正常，必須將電力電子功率單元部分的 散熱器的設計相對較大。這樣，需要增加耗材、提高成本，價格較高。

發明內容

本發明的目的，是為了克服現有技術的風冷式大功率逆變器功率柜的散 熱風道長、散熱器體積相對較大的缺點，提供一種散熱風道短、散熱器體積 相對較小的高散熱結構的風冷大功率逆變器功率柜。

本發明的目的可以通過如下措施達到：

一種高散熱結構的風冷大功率逆變器功率柜，包括柜體和安裝在柜體內 腔的功率單元，其結構特點是：柜體的相對兩側設有進風門，柜體的頂部設 有抽風機；功率單元在柜體的內腔呈點狀分布或條狀分布，使功率單元之間 形成間隙，這些間隙及功率單元的散熱風道在柜體的內腔形成風道，抽風機 的吸風口正對風道。

本發明的目的還可以通過如下措施達到：

本發明的一種實施方式是：柜體的前、后兩側可以分別設置一個以上風 門，各風門設有濾塵網；相應地，柜體的頂部可以設有一臺以上抽風機。

本發明的一種實施方式是：在柜體的內腔壁可以設有多條立柱，立柱之 間可以設有橫桿，所述橫桿階梯式設置或層狀設置，功率單元固定在立柱和 橫桿上。

本發明的一種實施方式是：柜體可以呈長方體形狀，柜體的前、后側壁 可以分別開有多個風門，各風門可以分成多個小風門；與之對應，柜體的內 腔的左、右側壁可以各設有一排立柱，柜體的中間可以設有二排立柱，在立 柱之間可以設有四層橫桿。

本發明的一種實施方式是：位于柜體的前、后側壁柜門可以通過鉸鏈安 裝于柜體上、構成易開啟式結構。

本發明的一種實施方式是：柜體可以由鋼板等金屬材料構成。

本發明的一種實施方式是：功率單元的兩側設有風道隔板，由所述風道 隔板功率單元的散熱風道。

本發明的一種實施方式是：功率單元包括殼體及與殼體配套的殼蓋、濾 波電容器、電力電子器件、散熱器和母線/母排，散熱器采用寬截面、短風道 結構，散熱器的風道長度≤500mm，散熱器的進風口寬度為150mm～ 1000mm；電力電子器件橫向設置在散熱器上并與散熱器緊密連接，濾波電 容器和散熱器固定安裝在殼體上；電力電子器件與濾波電容器之間通過母線 /母排連接、形成電流電壓電路。

本發明的有益效果是：

本發明采用柜體前后進風、柜體中間頂部強制出風的結構形式，從而可 采用功率單元為截面寬、風道較短的散熱器設計，即冷卻風流過的散熱器時 的路徑小于500mm，進風口寬度根據功率單元容量大小、散熱量多少采用 150mm～1000mm不等的設計。使得系統內電力電子器件散熱器的冷卻風道 的阻力相對較小，后端熱風與前端冷風的溫升相對小，為保證相同溫升的散 熱器的設計可相對較小，提高功率單元的功率密度，對于相同容量的系統， 采用以上設計的功率單元箱體和整體柜體的具有散熱效果好、體積相對小 (可降低柜體體積10～30％)。本發明設計的功率柜的散熱效率較同類產品 一般采用的窄進口長風道設計有顯著提高，柜體的散熱效率高，從而相同容 量的柜體尺寸相應減小。

附圖說明