[發明專利]一種電力電子功率元件的隔爆式水冷裝置

有效

• 申請號: 200810054776.6
• 申請日: 2008-04-10
• 公開（公告）號: CN101325317A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 張忠國;金江;侯林;唐會成;石博;呼守信;曹建文
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院太原研究院;煤炭科學研究總院山西煤機裝備有限公司
• 主分類號: H02B1/56
• 分類號: H02B1/56;H05K7/20
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

本發明涉及一種電力電子功率元件的隔爆式水冷裝置，屬電力電子功率元件安全保護設施的技術領域。

背景技術

在煤礦井下惡劣環境作業中，大量使用著隔爆式電控箱、電子軟啟動器、變頻器和功率因數補償器，其中電力電子功率元件是必不可少的元器件，它們大都在電壓380V-1140V環境中運行，由于電力電子功率元件是安裝在密閉的窄小空間內，功率元件在運行過程中產生著大量的熱量，窄小的密閉空間散熱性極差，極易使電力電子功率元件老化、損壞，加大了功率元件的運行負荷，甚至引發安全事故，極大地制約著功率元件及整個電器設備的正常運轉，使電器設備內的電力電子功率元件的冷卻降溫成了一個技術難題，尤其是在一個密閉狹小的箱體空間內更是不易解決。

發明內容

發明目的

本發明的發明目的就是針對背景技術的不足，對密閉狀態下的電力電子功率元件進行隔爆式水循環冷卻，在模塊式功率元件的安裝基板上設置防爆水循環冷卻板，使功率元件在運行的同時進行自行散熱、降溫冷卻，使電器箱內的電力電子功率元件能夠在正常溫度下平穩運行，以大幅度提高電力電子功率元件的使用壽命和安全系數。

技術方案

本發明主要結構由：電控主箱體、上箱體、箱座、功率元件安裝冷卻板、隔爆法蘭板、冷卻防護板、回形水冷管、進水閥、出水閥組成；電控主箱體1上部為上箱體2、下部為箱座26，在電控主箱體1的左側部設有過渡聯接板3，在過渡聯接板3的外部設有隔爆法蘭板4，在隔爆法蘭板4的外部為功率元件安裝冷卻板5，功率元件安裝冷卻板5的外部為冷卻防護板6，冷卻防護板6的上部設有進水閥7、下部設有出水閥8，冷卻防護板6、功率元件安裝冷卻板5、隔爆法蘭板4由螺栓9固定，功率元件安裝冷卻板5由銷釘10定位，進水閥7、出水閥8與外接水源聯接。

所述的冷卻防護板6，呈方形，正面為筋板面27、反面為防護面28，在筋板面27上設有橫筋板11、縱筋板12，冷卻防護板6的左下部設有出水端接口14、右上部設有進水端接口13，冷卻防護板6的中部上下對稱設置銷釘孔15、16、四周邊均布通孔17。

所述的功率元件安裝冷卻板5，呈方形，正面為功率元件安裝面19、反面為水冷管面21，在功率元件安裝面19上設置數個功率元件安裝位20、螺孔29，在水冷管面21上設置回形水冷管22，回形水冷管22的右上部為進水端接口13、左下部為出水端接口14，在回形水冷管22的四周設置密封條23，在功率元件安裝冷卻板5的中部上、下對稱設有銷釘孔24、25，功率元件安裝冷卻板5的四周均布數個通孔18，與隔爆法蘭板4上的螺孔相對應，進水端接口13、出水端接口14與冷卻防護板6上的進水閥7、出水閥8連通。

有益效果

本發明與背景技術相比具有明顯的先進性，它是針對煤礦設備電控箱內的電力電子功率元件在井下惡劣環境運行的實際情況，使用電壓高，大都在380V-1140V，功率大，大都在31.5-315A，電力電子功率元件安裝在密閉的狹小的箱體內、功率元件的運行熱量無法及時散出，功率元件易老化、損壞，故在電控箱主箱體的外側部設置功率元件安裝冷卻板，并在功率元件安裝冷卻板的側部設置隔爆式水循環冷卻裝置，實現隔爆結構板、水冷板、功率元件安裝板連為一體，冷卻防護板與水流通道形成箱體外水循環冷卻，水冷通道采用回形彎管狀，增大散冷面積，大幅度降低了功率元件的溫度，此裝置設計合理，將電力電子元件的安裝、散熱、隔爆、水冷功能融為一體，結構緊湊，減少了防爆箱體的外形尺寸，冷卻防護板與回形水冷管共同組成水流通道，方便了水道的清理維修，安裝容易，使用方便，散熱、冷卻效果好，是十分理想的煤礦防爆設備電控箱的電力電子功率元件的冷卻裝置，此裝置也可在其他電控設備上使用。

附圖說明

圖1為電控箱及水冷裝置整體結構圖

圖2為冷卻防護板主視圖

圖3為圖2的A-A剖面圖

圖4為冷卻防護板后視圖

圖5為功率元件水循環冷卻板主視圖

圖6為圖5的B-B剖面圖

圖7為功率元件水循環冷卻板后視圖

圖中所示，附圖標記清單如下：

1、電控主箱體，2、上箱體，3、過渡聯接板，4、隔爆法蘭板，5、功率元件安裝冷卻板，6、冷卻防護板，7、進水口，8、出水口，9、螺栓，10、銷釘，11、橫筋板，12、縱筋板，13、進水端接口，14、出水端接口，15、銷釘孔，16、銷釘孔，17、通孔，18、通孔，19、功率元件安裝面，20、功率元件安裝位，21、水冷管面，22、回形水冷管，23、密封條，24、銷釘孔，25、銷釘孔，26、箱座，27、筋板面，28、防護面，29、螺孔。