一種電抗器散熱裝置及其制作方法和隔爆變頻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電抗器散熱裝置，包括：導(dǎo)熱基座，其安裝在電抗器底部；中空封裝殼體，其套在安裝了導(dǎo)熱基座的電抗器上，在中空封裝殼體的內(nèi)周壁與電抗器形成的空間內(nèi)含有膠體，該膠體用于固定上述中空封裝殼體和電抗器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，能夠有效地對電抗器進行散熱，同時也能夠避免電抗器發(fā)熱對周圍環(huán)境的影響。
【專利說明】一種電抗器散熱裝置及其制作方法和隔爆變頻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械制造領(lǐng)域，具體地說，涉及一種用在隔爆變頻器中的電抗器散熱裝置及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機和微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，煤炭和石化領(lǐng)域生產(chǎn)設(shè)備的自動化和信息化程度不斷提高，電子電力產(chǎn)品得到了廣泛地應(yīng)用。由于煤炭和石化領(lǐng)域生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，因而這些環(huán)境下使用的電子電力設(shè)備都要求做成防爆形式，其中在這種環(huán)境下使用的變頻器就需要為隔爆變頻器。隔爆變頻器一般由隔爆腔體和變頻器機芯組成，隔爆腔體是由厚度約15mm的鋼板焊接加工成型，密閉性較好，但其不利于散熱。環(huán)境溫度的升高會使材料性能退化，導(dǎo)致元器件失效率增大，而電抗器是隔爆變頻器內(nèi)部發(fā)熱較大的元器件之一，所以解決電抗器的散熱問題是改善整個隔爆變頻器隔爆腔體內(nèi)溫度的關(guān)鍵。
[0003]現(xiàn)有的電抗器的散熱方式主要有熱管冷卻、水冷卻和風(fēng)冷卻等三種方式。
[0004]熱管冷卻是在電抗器鐵芯與線圈周邊直接插入熱管，熱管的一部分插入到電抗器鐵芯發(fā)熱部位或線圈的發(fā)熱部位，熱管的另一部分全部集中在電抗器鐵芯的頂面，并與設(shè)置在頂面的片式散熱板連接在一起。電抗器發(fā)出的熱量就可以通過熱管傳導(dǎo)到電抗器頂面，再通過散熱片散熱。該方法雖然能夠起到一定效果，但仍無法滿足電抗器的散熱要求。
[0005]采用水冷卻的方式對電抗器進行散熱需要在電抗器鐵芯之間添加水冷散熱器，這就要求對隔爆變頻器進行改裝，增加了電抗器的整體成本。而采用風(fēng)冷卻的方式對電抗器進行散熱則需要額外添加用于吹風(fēng)或抽風(fēng)的風(fēng)扇，這在增加散熱成本的同時還會帶來額外的噪聲。
[0006]同時現(xiàn)有技術(shù)中還有一種嵌入式電抗器散熱裝置，該裝置由盒式鑄件、散熱片及連接蓋板組成。該裝置將電抗器安裝在變頻器隔爆腔體的外部，而散熱片安裝在盒式鑄件的左右兩側(cè)及后側(cè)，盒式鑄件的前口處固接有連接蓋板，連接蓋板上設(shè)有與電抗器及電抗器線接端子相適配的孔，同時連接蓋板的周邊還均勻分布有用于與變頻器隔爆腔體連接的安裝孔。利用該方法需要對隔爆變頻器的隔爆腔體進行復(fù)雜的改裝，同時改變了現(xiàn)有隔爆變頻器的整體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)不方便，工作量大。
[0007]根據(jù)上述問題，現(xiàn)在亟需一種結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、散熱效果好的電抗器散熱裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對上述問題，提供了一種電抗器散熱裝置，該裝置包括:
[0009]導(dǎo)熱基座，其安裝在所述電抗器底部；
[0010]中空封裝殼體，其套在安裝了所述導(dǎo)熱基座的電抗器上，其中，
[0011]在所述殼體的內(nèi)周壁與所述電抗器形成的空間里含有膠體，所述膠體用于固定所述殼體與所述電抗器。[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述導(dǎo)熱基座上包括多個安裝孔，通過所述安裝孔以鉚接或螺接方式安裝在所述電抗器底部。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述中空封裝殼體由絕緣隔熱材料制成。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述中空封裝殼體的外周設(shè)有凸起。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述膠體為導(dǎo)熱硅膠，其用于將所述電抗器產(chǎn)生的熱量集中傳遞給所述導(dǎo)熱基座。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一面，還提出了一種制作電抗器散熱裝置的方法，所述方法包括以下步驟:
[0017]在電抗器底部安裝導(dǎo)熱基座；
[0018]將中空封裝殼體套在安裝了所述導(dǎo)熱基座的電抗器上；
[0019]向所述封裝殼體中灌入膠體以固定所述殼體與所述電抗器。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，以鉚接或螺接方式將所述導(dǎo)熱基座安裝在所述電抗器底部。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述膠體為導(dǎo)熱硅膠。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述中空封裝殼體采用絕緣隔熱材料制成。
[0023]根據(jù)本明的再一面，還提出了一種隔爆變頻器，該隔爆變頻器包括:
[0024]隔爆腔體；
[0025]變頻器機芯，其設(shè)在所述隔爆腔體中，并包括輸入和輸出電抗器，其中，所述輸入和輸出電抗器上設(shè)置有如上所述的散熱裝置。
[0026]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)，在不改變電抗器各項電氣性能的前提下有效地降低了電抗器工作時的溫度，增強了電抗器的可靠性。
[0027]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是現(xiàn)有隔爆變頻器的結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電抗器散熱裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的導(dǎo)熱基座結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的中空封裝殼體結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電抗器散熱裝置的制作流程圖。
【具體實施方式】
[0033]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0034]圖1為現(xiàn)有隔爆變頻器結(jié)構(gòu)示意圖。隔爆變頻器100內(nèi)部的變頻器機芯一般由輸入電抗器101、變流器102和輸出電抗器103組成，變流器102中功耗較大的器件產(chǎn)生的熱量可以傳導(dǎo)至隔爆腔體105外部由變流器散熱器104進行散熱，而輸入電抗器101和輸出電抗器103的功耗發(fā)熱卻難以傳導(dǎo)至隔爆腔體105外部，這就需要對電抗器進行額外的散熱處理。
[0035]所以本發(fā)明提供了一種電抗器散熱裝置，能夠?qū)⑤斎腚娍蛊?01和輸出電抗器103工作時產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至隔爆腔體105中，再由隔爆腔體105和變流器散熱器104進行散熱。
[0036]如圖2所示，該散熱裝置包括導(dǎo)熱基座201、中空封裝殼體202。
[0037]導(dǎo)熱基座201安裝在電抗器200底部，其包含多個安裝孔203，通過安裝孔203以鉚接或螺接方式安裝在電抗器200底部。
[0038]中空封裝殼體202套在安裝有導(dǎo)熱基座201的電抗器200上，該封裝殼體202的外周設(shè)有凸起204，同時該封裝殼體內(nèi)周壁與電抗器200形成的空間里含有膠體205，該膠體用于固定中空封裝殼體202與電抗器200。
[0039]本實施例中，中空封裝殼體202與電抗器200形成的空間內(nèi)的膠體205為導(dǎo)熱硅膠。導(dǎo)熱硅膠以流體形態(tài)灌入中空封裝殼體202后，會填充整個封裝殼體內(nèi)部的空間，凝固后能夠緊緊包裹住電抗器鐵芯和電抗器線圈。
[0040]圖3示出了導(dǎo)熱基座301的結(jié)構(gòu)圖。
[0041]如圖3所示，導(dǎo)熱基座301安裝在電抗器300的底部，導(dǎo)熱基座301的側(cè)面設(shè)有安裝孔303，通過鉚接或螺接的方式與電抗器301連接。同時導(dǎo)熱基座301的邊緣也設(shè)有安裝孔303，用于通過鉚接或螺接的方式將電抗器300安裝在其他器件上。
[0042]本實施例中，中空封裝殼體由4塊絕緣隔熱材料制成的絕緣隔熱板(例如環(huán)氧絕緣板)構(gòu)成，圖4示出了絕緣隔熱板的結(jié)構(gòu)圖。絕緣隔熱板分為凸起板401和凹槽板402，其中凸起板401的外周設(shè)有若干凸起404，凹槽板402的外周靠近邊緣處設(shè)有若干凹槽405，凸起404與凹槽405相對應(yīng)，用于中空封裝殼體的組裝與固定。
[0043]當(dāng)電抗器上電工作時，電抗器鐵芯及電抗器線圈產(chǎn)生的熱量會由導(dǎo)熱硅膠進行傳導(dǎo)，導(dǎo)熱硅膠還能夠?qū)㈦娍蛊麒F芯和電抗器線圈的熱量進行平衡，降低線圈溫度，減小了電抗器鐵芯和電抗器線圈的溫度差。
[0044]同時因為中空封裝殼體具有良好的隔熱性能，所以電抗器鐵芯和電抗器線圈產(chǎn)生的熱量被集中在殼體內(nèi)，避免了電抗器鐵芯和電抗器線圈發(fā)出的熱量輻射至中空封裝殼體外部而使外部環(huán)境溫度升高。
[0045]當(dāng)電抗器鐵芯和電抗器線圈產(chǎn)生的熱量被集中在中空封裝殼體空間內(nèi)后，就需要通過導(dǎo)熱基座將熱量導(dǎo)出。本實施例中，導(dǎo)熱基座為純銅導(dǎo)熱基座，其表面平整，有利于安裝和傳導(dǎo)熱量，中空封裝殼體空間內(nèi)部集中的熱量能夠通過純銅導(dǎo)熱基座傳導(dǎo)至與電抗器連接的部件上，再由該部件進行進一步的散熱。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的另一面，還提供了一種制作上述電抗器散熱裝置的方法，其流程如圖5所示。
[0047]首先在步驟S501中，在電抗器底部安裝導(dǎo)熱基座。該導(dǎo)熱基座含有安裝孔，以便將導(dǎo)熱基座以鉚接或螺接方式安裝在電抗器底部。
[0048]隨后將中空封裝殼體套在安裝了導(dǎo)熱基座的電抗器上，此過程在步驟S502中完成。該中空封裝殼體采用隔熱絕緣材料(例如環(huán)氧絕緣板)制成，能夠?qū)㈦娍蛊鞴ぷ鲿r產(chǎn)生的熱量集中在中空封裝殼體內(nèi)部，避免因熱輻射引起電抗器周圍環(huán)境溫度升高。
[0049]最后在步驟S503中向上述中空封裝殼體中灌入膠體以固定中空封裝殼體和電抗器。該膠體可以采用導(dǎo)熱硅膠，其具有良好的導(dǎo)熱性能，能夠?qū)㈦娍蛊鞴ぷ鲿r電抗器鐵芯和電抗器線圈產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到導(dǎo)熱基座上，再由導(dǎo)熱基座將熱量傳導(dǎo)至與電抗器連接的部件進行散熱。同時，導(dǎo)熱硅膠通過熱量傳導(dǎo)還能夠減小電抗器鐵芯和電抗器線圈之間的溫度差。
[0050]本發(fā)明還提供了 一種使用上述電抗器散熱裝置對其內(nèi)部電抗器進行散熱的隔爆變頻器，其主要包括隔爆腔體和變頻器機芯，其中變頻器機芯含有輸入電抗器和輸出電抗器。
[0051]該隔爆變頻器中電抗器采用上述電抗器散熱裝置進行散熱，電抗器安裝在隔爆腔體內(nèi)部。當(dāng)隔爆變頻器上電工作時，電抗器會產(chǎn)生大量的熱量，通過上述電抗器散熱裝置將熱量傳導(dǎo)至隔爆腔體上，最后由隔爆腔體及隔爆變頻器散熱器進行散熱，從而使得電抗器達到良好的散熱效果。此外，上述電抗器散熱裝置還能夠有效防止電抗器工作時因熱輻射引起隔爆腔體內(nèi)部溫度升高。
[0052]雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何使用本發(fā)明提供的電抗器散熱裝置的電抗器和任何使用本發(fā)明提供的電抗器的隔爆變頻器也均在本發(fā)明的專利保護范圍。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電抗器散熱裝置，其特征在于，包括: 導(dǎo)熱基座，其安裝在所述電抗器底部； 中空封裝殼體，其套在安裝了所述導(dǎo)熱基座的電抗器上，其中， 在所述殼體的內(nèi)周壁與所述電抗器形成的空間里含有膠體，所述膠體用于固定所述殼體與所述電抗器。
2.如權(quán)利要求1所述的電抗器散熱裝置，其特征在于，所述導(dǎo)熱基座上包括多個安裝孔，通過所述安裝孔以鉚接或螺接方式安裝在所述電抗器底部。
3.如權(quán)利要求1所述的電抗器散熱裝置，其特征在于，所述中空封裝殼體由絕緣隔熱材料制成。
4.如權(quán)利要求3所述的電抗器散熱裝置，其特征在于，所述中空封裝殼體的外周設(shè)有凸起。
5.如權(quán)利要求利3或4所述的電抗器散熱裝置，其特征在于，所述膠體為導(dǎo)熱硅膠，其用于將所述電抗器產(chǎn)生的熱量集中傳遞給所述導(dǎo)熱基座。
6.一種制作電抗器散熱裝置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 在電抗器底部安裝導(dǎo)熱基座； 將中空封裝殼體套在安裝了所述導(dǎo)熱基座的電抗器上； 向所述封裝殼體中灌入膠體以固定所述殼體與所述電抗器。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，以鉚接或螺接方式將所述導(dǎo)熱基座安裝在所述電抗器底部。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述膠體為導(dǎo)熱硅膠。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述中空封裝殼體采用絕緣隔熱材料制成。
10.一種隔爆變頻器，其特征在于，包括: 隔爆腔體； 變頻器機芯，其設(shè)在所述隔爆腔體中，并包括輸入和輸出電抗器，其中，所述輸入和輸出電抗器上設(shè)置有如權(quán)利要求1-5中任一項所述的散熱裝置。
【文檔編號】H01F27/08GK103489574SQ201310441647
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】彭京, 周文勇, 魏凱, 秦燦華 申請人:株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司