[發明專利]一種煤礦用防爆變頻器

在審

• 申請號: 201410364851.4
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104113188A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 孫永亮;呂洪章
• 申請（專利權）人: 青島威控電氣有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種變頻器，特別涉及一種煤礦專用防爆變頻器。

背景技術

隨著低壓交流變頻調速技術的日趨成熟和完善，通用變頻器得到了迅速廣泛的應用。但是有的時候，由于工況的特殊性，通用變頻器則顯得捉襟見肘了，比如說：煤礦井下膠帶運輸機、提升絞車、風機、刮板運輸機等需要調速的電機拖動設備，以及化學廠的部分設備，就是其中一例。防爆變頻器就是為這些比較特殊的工況而研制的由于防爆變頻器具有防塵、防潮、防爆等優點，它主要用于煤礦、石油天然氣、石油化工和化學工業。

礦用防爆變頻器的主要發熱單元是整流功率單元（IGBT）和逆變功率單元（IGBT）。整流功率單元與逆變功率單元使用相同的散熱裝置。

目前，礦用防爆變頻器的主要散熱裝置為熱管散熱器。根據不同功率等級變頻器的IGBT的發熱量來選擇對應熱管散熱器的型號和數量。

傳統熱管散熱器與防爆變頻器的連接方式軸向圖如圖1所示，傳統熱管散熱器與IGBT的貼合關系如圖2所示。

圖1與圖2中，IGBT作為主要發熱元件，工作時產生大量熱量，熱量通過導熱硅脂傳遞至熱管散熱基板，再由基板傳遞給鑲嵌在基板內的熱管，熱管內的冷媒吸熱氣化，沿向上傾斜的管道上升同時通過散熱翅片散熱并上升至散熱翅片處，氣化的冷媒將熱量傳遞給散熱翅片，散熱溫度降低后的冷媒重新凝結成液體，在重力的作用下回流至基板內，從而完成散熱。由于空氣自然流通及風機做功，散熱翅片將熱量散發到空氣中，完成一次散熱循環。如需散熱量過大，可輔以風機加大翅片周圍空氣的流量，從而增大散熱效率。

傳統變頻器的散熱方式是以上兩圖所示的熱管散熱，這種散熱方式簡單有效，但同時伴隨著諸多問題。

1.散熱效率低下。如上所述，一次散熱循環需要經過IGBT-導熱硅脂-散熱基板-熱管-冷媒-液/氣/液轉換，才能將熱量傳遞給冷媒發散到空氣中，整個散熱過程環節多，不同環節熱阻不同導致散熱效率可以散發的熱量逐環節遞減，且冷媒需要經過液化-氣化-液化三個階段，速度較慢，另外由于且冷媒比熱容相對較小，因此每次氣液轉換所能帶走的熱量不多導致整個系統反應速度不高，導致散熱效率低下。

2.散熱不均。熱管散熱主要通過經過抽真空處理的熱管內的冷媒的液-氣-液狀態變換散熱，所以熱管在熱管基板上的分布以及每根熱管內冷媒的量，在實際的生產過程中的一致性很難把握，會導致熱管不同區域的散熱效率有差別，從而導致安裝在同一熱管上的不同的半導體功率器件散熱條件不同，會導致部分半導體功率器件工作不正常而產生故障。由于IGBT在散熱基板上分布不均，普通材質的散熱基板無法將IGBT產生的熱量迅速擴散到基板其他部分，導致IGBT周邊溫度過高，熱管無法充分散熱，其他部分溫度不高，熱管內的冷媒吸收不到熱量，導致散熱不均。

???????3.管殼腐蝕。熱管內的冷媒大部分為易氣化的液體（液氨等），冷媒對熱管管壁有腐蝕性，經過長時間工作后，使熱管管壁變薄甚至泄漏，熱管散熱器泄漏后基本失去散熱能力。

???????4.容易形成氣塞。由于冷媒在高溫下會與管壁進行化學反應，或冷媒在高溫下發生分解，生成不凝性氣體，不凝性氣體一直滯留在熱管上部翅片處，使氣化的冷媒無法與翅片完成熱交換，嚴重降低熱管散熱效率。

???????5.熱管散熱器體積龐大。為滿足散熱效率，熱管散熱器的散熱翅片之間間距比較大，需散熱量大時且需要另外加裝軸流式散熱風機，使成本進一步升高，體積更加龐大。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是，提供一種結構簡單、成本低廉、體積更小、散熱效率更高且不存在腐蝕及氣塞的煤礦用防爆變頻器。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種煤礦用防爆變頻器，包括由殼體后板、殼體維護框體及門體組成的防爆殼體，所述防爆殼體內設置整流功率單元，所述殼體后板上設置有部分伸入防爆殼體內的散熱器基板，整流功率單元固定于散熱器基板上，所述散熱器基板的外部自散熱器基板向外延伸并列設置有多個散熱翅片，在各散熱翅片之間均設置有散熱間隙。

上述的煤礦用防爆變頻器，所述散熱翅片與散熱器基板一體成型設置。

上述的煤礦用防爆變頻器，所述散熱翅片沿散熱器基板的長度方向垂直于散熱器基板向外延伸設置。

上述的煤礦用防爆變頻器，所述殼體后板上設置有增強散熱間隙內空氣流動的散熱風機。

上述的煤礦用防爆變頻器，所述散熱風機的出風口與散熱間隙平行設置。