本發(fā)明涉及一種功率柜，特別是涉及一種采用晶閘管等開關(guān)器件通過組串壓接形成并聯(lián)風(fēng)道散熱的功率柜。

背景技術(shù)：

目前的壓接式開關(guān)器件功率柜，例如大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置、大功率整流器，大多采用單只開關(guān)器件與二片梯形散熱器連接成單元，各個單元之間分層布置，通過銅排連接的方式，使各層散熱器之間形成串聯(lián)風(fēng)道。這種串聯(lián)風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)位置開關(guān)器件散熱條件明顯優(yōu)于出風(fēng)位置，造成各開關(guān)器件之間的溫度不平衡。并且由于散熱器為梯形，風(fēng)道密封性差，部分風(fēng)量不經(jīng)散熱器直接進(jìn)入風(fēng)機(jī)，使得散熱效率低下，限制柜體最大出力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明目的是提供一種并聯(lián)風(fēng)道散熱的功率柜，該功率柜可以使各開關(guān)組件溫升一致，且能夠有效提高風(fēng)道的散熱效率，增大柜體的功率密度。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種并聯(lián)風(fēng)道散熱的功率柜，包括柜體以及連通柜體內(nèi)外的風(fēng)機(jī)，所述柜體內(nèi)部設(shè)有閥串單元，閥串單元包括多個壓接散熱器和若干個開關(guān)器件，壓接散熱器與開關(guān)器件依次間隔排布連接，每個開關(guān)器件設(shè)置在相鄰兩個壓接散熱器之間，各壓接散熱器風(fēng)道的延伸方向一致；柜體內(nèi)部還設(shè)有絕緣隔板，所述絕緣隔板將柜體內(nèi)部分隔為進(jìn)風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)，絕緣隔板上開有多個通孔，壓接散熱器一一對應(yīng)嵌入通孔并與通孔四周密封，進(jìn)風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)位于壓接散熱器的風(fēng)道兩側(cè)并且通過壓接散熱器的風(fēng)道連通。

有益效果：本發(fā)明所述的一種并聯(lián)風(fēng)道散熱的功率柜采用采用壓接散熱器與開關(guān)器件依次間隔排布連接，形成并聯(lián)風(fēng)道的閥串單元，使得閥串中各開關(guān)器件的溫升一致，通過絕緣隔板密封閥串單元與柜體之間的空隙，使全部風(fēng)量流經(jīng)壓接散熱器，有效的提高了散熱效率，增大柜體的功率密度，在其他條件相同時可以選擇小型風(fēng)機(jī)，減小噪音水平；并且每組閥串為一個單元，方便不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1是并聯(lián)風(fēng)道散熱的功率柜結(jié)構(gòu)及原理示意圖；

圖2是壓接散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是閥串組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是并聯(lián)風(fēng)道風(fēng)阻及等效風(fēng)阻示意圖；

圖5是梯級風(fēng)道示意圖；

圖6是梯級風(fēng)道風(fēng)阻及等效風(fēng)阻示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1-3所示，本發(fā)明所述的一種并聯(lián)風(fēng)道散熱的功率柜，包括柜體1以及設(shè)置在柜體1頂部的風(fēng)機(jī)2，風(fēng)機(jī)2與柜體1內(nèi)部連通，可從柜體1內(nèi)部向外抽風(fēng)。柜體1內(nèi)部設(shè)有閥串單元，閥串單元包括n個開關(guān)器件4和n+1個壓接散熱器3，壓接散熱器3和開關(guān)器件4依次間隔排布相互壓接，每個開關(guān)器件4設(shè)置在相鄰的壓接散熱器3之間。壓接散熱器3為端面平整的雙面壓接散熱器，并且壓接散熱器3的進(jìn)出風(fēng)口32的截面形狀規(guī)則，這樣有利于形成封閉風(fēng)道，提高散熱效率，壓接散熱器3的端面上設(shè)有接觸面31，開關(guān)器件4壓接在接觸面31上，各壓接散熱器3布置的方向相同，即各壓接散熱器3的風(fēng)道延伸方向一致。柜體1內(nèi)部還設(shè)有絕緣隔板5，絕緣隔板5將柜體1內(nèi)部分隔為進(jìn)風(fēng)區(qū)6和出風(fēng)區(qū)7，絕緣隔板5的延伸方向與壓接散熱器3風(fēng)道的延伸方向正交，絕緣隔板5上開有多個通孔，壓接散熱器3一一對應(yīng)嵌入通孔內(nèi)切與通孔四周密封，進(jìn)風(fēng)區(qū)6和出風(fēng)區(qū)7位于壓接散熱器3的風(fēng)道兩側(cè)，進(jìn)風(fēng)區(qū)6和出風(fēng)區(qū)7通過壓接散熱器3的風(fēng)道連通，絕緣隔板5將各壓接散熱器3之間以及壓接散熱器3與柜體1內(nèi)壁的空隙密封，使進(jìn)風(fēng)區(qū)6的全部風(fēng)量都流經(jīng)壓接散熱器3進(jìn)入出風(fēng)區(qū)7。另外，針對現(xiàn)有技術(shù)中吸收電阻常采用柱形繞線電阻或鋁殼電阻，放置在出風(fēng)口進(jìn)行散熱，散熱性能和吸收性能只能折中考慮的問題，本發(fā)明柜體1內(nèi)部設(shè)有吸收電阻的同時還設(shè)有用于粘附吸收電阻的電阻散熱器8，吸收電阻采用大功率平面電阻，通過電阻散熱器8散熱，電阻散熱器8設(shè)置在壓接散熱器3的出風(fēng)口處，一個電阻散熱器8對應(yīng)一個壓接散熱器3，利用壓接散熱器3的出風(fēng)給電阻散熱器8散熱，形成梯級風(fēng)道。采用大功率平面電阻配電阻散熱器8的方式解決吸收電阻功耗較大時的空間優(yōu)化和散熱問題，在中高壓場合尤其明顯。平面電阻額定功率大，具有較高的耐熱性，且電阻功耗相對開關(guān)器件4功耗小很多，因此壓接散熱器3和電阻散熱器8之間不用密封，壓接散熱器3出來的風(fēng)部分流經(jīng)電阻散熱器8，其余部分直接被風(fēng)機(jī)2抽走，使得兩種散熱器串聯(lián)引起的風(fēng)道風(fēng)阻增加并不明顯，不會顯著減小流經(jīng)壓接散熱器3的風(fēng)量，可以兼顧開關(guān)器件4和吸收電阻兩種不同熱源的散熱問題，同時，最大限度的縮短了吸收電阻回路與開關(guān)器件4之間的距離，減小回路雜散參數(shù)，降低開關(guān)器件4的電壓應(yīng)力，柜體1內(nèi)部還設(shè)有實(shí)時檢測壓接散熱器3風(fēng)道兩側(cè)壓力的風(fēng)壓傳感器，通過風(fēng)壓狀態(tài)判斷流經(jīng)壓接散熱器3的風(fēng)量，進(jìn)一步判斷散熱效果。

如圖4，并聯(lián)風(fēng)道總風(fēng)阻約為單個開關(guān)器件散熱器的1/(n+1)，rheat為一個開關(guān)器件散熱器的風(fēng)阻，rheat/(n+1)為n+1個散熱器的并聯(lián)風(fēng)阻，則本實(shí)施例中7個壓接散熱器組成的并聯(lián)風(fēng)道風(fēng)阻的等效風(fēng)阻為rheat/7。梯級風(fēng)道的風(fēng)阻關(guān)系及等效風(fēng)阻如圖5、圖6，其中rheat_r為電阻散熱器8的風(fēng)阻，rheat_a為壓接散熱器3出風(fēng)后直接從柜體1內(nèi)進(jìn)入風(fēng)機(jī)2的風(fēng)阻，三者數(shù)量關(guān)系為：

rheat＞rheat_r＞＞rheat_a式(1)

所以

即梯級風(fēng)道總風(fēng)阻約等于壓接散熱器3的風(fēng)阻，因此電阻散熱器8并不會對開關(guān)器件4的壓接散熱器3的風(fēng)量產(chǎn)生大的影響，流經(jīng)電阻散熱器8的風(fēng)量遠(yuǎn)小于流經(jīng)壓接散熱器3的風(fēng)量，正好符合功率柜中吸收電阻功耗遠(yuǎn)小于開關(guān)器件4功耗，對風(fēng)量需求小的特點(diǎn)。很好的兼顧了開關(guān)器件4和吸收電阻兩種不同熱源的散熱問題。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種并聯(lián)風(fēng)道散熱的功率柜，包括柜體以及連通柜體內(nèi)外的風(fēng)機(jī)，柜體內(nèi)部設(shè)有閥串單元，閥串單元包括多個壓接散熱器和若干個開關(guān)器件，壓接散熱器與開關(guān)器件依次間隔排布連接，每個開關(guān)器件設(shè)置在相鄰兩個壓接散熱器之間，各壓接散熱器風(fēng)道的延伸方向一致；柜體內(nèi)部還設(shè)有絕緣隔板，所述絕緣隔板將柜體內(nèi)部分隔為進(jìn)風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)，絕緣隔板上開有多個通孔，壓接散熱器一一對應(yīng)嵌入通孔并與通孔四周密封，進(jìn)風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)位于壓接散熱器的風(fēng)道兩側(cè)并且通過壓接散熱器的風(fēng)道連通。本發(fā)明的功率柜各開關(guān)器件的溫升一致，有效的提高了散熱效率，增大柜體的功率密度，可以使用小型風(fēng)機(jī)，降低噪音水平，且單元化設(shè)計易于不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊合民;簡優(yōu)宗;王小紅;朱振飛;胡靜;楊海英;梁帥奇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.19
技術(shù)公布日：2017.10.03