一種具有散熱結構的逆變器裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有散熱結構的逆變器裝置，包括功率元件、磁性元件、散熱器和機箱，機箱的背板外側(cè)面上設有散熱導流罩，散熱導流罩設有上開口部和下開口部以使散熱導流罩和機箱背板之間形成上下流向的散熱風道，下開口部處設有第一風機組件以使空氣快速通過散熱風道，上開口部靠近機箱的頂板處設置，磁性元件安裝于機箱頂板的頂面上，功率元件安裝于機箱內(nèi)，連接功率元件的散熱器安裝于散熱風道內(nèi)。本實用新型具有結構簡單緊湊、散熱效果好、使用壽命長、運行穩(wěn)定性高的優(yōu)點。
【專利說明】
一種具有散熱結構的逆變器裝置
技術領域
[0001]本實用新型主要涉及到電力電子技術領域，具體涉及一種具有散熱結構的逆變器
目.0
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術的逆變器主要包含有功率元件、磁性元件、散熱器等，其中功率元件、磁性元件在工作狀態(tài)時都具有高散熱的特點。現(xiàn)有技術的逆變器主要有以下三種布局方式:
[0003](I)將電子器件、磁性元件設置在一個機箱內(nèi)，將散熱器安裝在機箱的外側(cè)，散熱器完全至于空氣中，雖然可以充分使用散熱器的效能，但是在逆變器工作時，磁性元件散發(fā)的大部分熱量積累在機箱內(nèi)部，從而對機箱內(nèi)部的電子器件形成較高的熱福射，降低了電子器件的使用壽命。
[0004](2)將電子器件設置在一個箱體內(nèi)，將磁性元件和散熱器布局放置在一起，通過風扇對磁性元件和散熱器進行吹風散熱，由于磁性元件正對著散熱器的出風處，這種布局會使得磁性元件對流過散熱器的冷風產(chǎn)生阻礙，降低散熱器的散熱效果。
[0005](3)設置兩個箱體結構，將磁性元件完全放置在外部，第一個箱體放在電子功率元件，第二個箱體安裝散熱器和所需的風扇。其中散熱器與磁性元件平行放置，磁性元件完全靠外部熱輻射進行散熱。此種布局一是結構相對較復雜、占用空間大;二是使得磁性元件完全暴露在戶外，極易老化失效，并在戶外使用中，陽光的直射會造成磁性元件溫度升高，無法有效保證磁性元件的可靠運行。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型要解決的技術問題在于:針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種結構簡單緊湊、散熱效果好、使用壽命長、運行穩(wěn)定性高的具有散熱結構的逆變器裝置。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0008]—種具有散熱結構的逆變器裝置，包括功率元件、磁性元件、散熱器和機箱，所述機箱的背板外側(cè)面上設有散熱導流罩，所述散熱導流罩設有上開口部和下開口部以使散熱導流罩和機箱背板之間形成上下流向的散熱風道，所述下開口部處設有第一風機組件以使空氣快速通過散熱風道，所述上開口部靠近機箱的頂板處設置，所述磁性元件安裝于機箱頂板的頂面上，所述功率元件安裝于機箱內(nèi)，連接所述功率元件的散熱器安裝于散熱風道內(nèi)。
[0009]進一步，在較佳實施例中，所述機箱的頂部設有散熱防護罩，所述散熱防護罩包括防護罩頂板和設于防護罩頂板四周的防護罩側(cè)板，所述散熱防護罩罩設于上開口部和磁性元件的上方，所述散熱防護罩上設有多個通風散熱孔。
[0010]進一步，在較佳實施例中，多個所述通風散熱孔均設于防護罩側(cè)板上。
[0011]進一步，在較佳實施例中，所述散熱導流罩包括導流主板和設于導流主板兩側(cè)的導流側(cè)板，所述導流主板的頂部高度低于機箱背板的頂部高度，以使導流主板的頂部與對應的防護罩側(cè)板的底部之間形成側(cè)向通風口。
[0012]進一步，在較佳實施例中，所述散熱器的上部靠近機箱的頂板處設置，所述散熱器的底部靠近第一風機組件設置。
[0013]進一步，在較佳實施例中，所述機箱內(nèi)設有用于加快箱內(nèi)空氣流動的第二風機組件。
[0014]進一步，在較佳實施例中，所述機箱的底部設有一個以上用于維持箱內(nèi)氣壓穩(wěn)定的空氣呼吸閥。
[0015]進一步，在較佳實施例中，所述第一風機組件包括向散熱風道內(nèi)吹風的吹風風扇。
[0016]進一步，在較佳實施例中，所述機箱的兩側(cè)壁上均設有一個拉手件。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0018](I)本實用新型的具有散熱結構的逆變器裝置，將功率元件布置在機箱內(nèi)，將磁性元件布置在機箱的頂板上，還在機箱的背板外側(cè)面上設有散熱導流罩以形成散熱風道。這樣設置，一是避免了具有高散熱性的磁性元件使機箱內(nèi)溫度急劇上升的風險;二是通過將磁性元件布置在機箱的頂板上可以充分利用外界氣流對磁性元件進行散熱。三是可以使得流經(jīng)散熱風道的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)兩次熱交換、實現(xiàn)同時對功率元件和磁性元件進行降溫。最終使得本裝置結構簡單緊湊、散熱效果好、器件使用壽命長、設備運行穩(wěn)定性高。
[0019](2)本實用新型的具有散熱結構的逆變器裝置，機箱的頂部設有散熱防護罩，一是能夠?qū)Σ贾迷跈C箱頂板上的磁性元件形成保護，使得磁性元件既能充分利用外界氣流經(jīng)通風散熱孔進行散熱，但又不會完全暴露在戶外，有效保證了磁性元件的可靠運行。二是能夠?qū)ι犸L道形成保護，避免碎石肩等異物掉落進散熱風道內(nèi)后擊中散熱器和第一風機組件，使得設備使用壽命長、運行穩(wěn)定性高。三是散熱防護罩能夠和下方的散熱導流罩形成配合，對流經(jīng)散熱風道內(nèi)的空氣進行導流，使流經(jīng)散熱風道內(nèi)的空氣能夠氣流更集中、停留時間更長的流經(jīng)散熱防護罩內(nèi)，以對散熱防護罩內(nèi)的磁性元件進行更好的散熱作業(yè)。
[0020](3)本實用新型的具有散熱結構的逆變器裝置，導流主板的頂部與對應的防護罩側(cè)板的底部之間形成側(cè)向通風口。通過設置側(cè)向通風口，能夠進一步對流經(jīng)散熱風道內(nèi)的空氣進行導流，使得散熱效果更佳。
[0021](4)本實用新型的具有散熱結構的逆變器裝置，機箱內(nèi)設有第二風機組件，機箱的底部設有空氣呼吸閥，能使箱體內(nèi)的氣流加速流動并通過金屬外殼散熱，最終有效降低了機箱內(nèi)的溫度，延長了設備的使用壽命。同時，空氣呼吸閥能有效保證不會因為氣壓原因?qū)е孪潴w內(nèi)部凝結水珠，保證機箱內(nèi)器件的正常運行，提高設備的運行穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的具有散熱結構的逆變器裝置的立體結構原理示意圖。
[0023]圖2是本實用新型具有散熱結構的逆變器裝置安裝散熱防護罩前的立體結構原理示意圖。
[0024]圖3是本實用新型的具有散熱結構的逆變器裝置在圖2中的A處放大圖。
[0025]圖4是本實用新型的具有散熱結構的逆變器裝置的正面透視結構原理示意圖。
[0026]圖5是本實用新型的散熱防護罩的立體結構原理示意圖。
[0027]圖例說明:
[0028]1、功率元件；2、磁性元件；3、散熱器;4、機箱;41、第二風機組件;42、空氣呼吸閥；43、拉手件;5、散熱導流罩;51、上開口部;52、下開口部;53、導流主板;54、導流側(cè)板;6、散熱風道;7、第一風機組件;8、散熱防護罩;81、防護罩頂板;82、防護罩側(cè)板;83、通風散熱孔;9、側(cè)向通風口。
【具體實施方式】
[0029]如圖1至圖5所示，本實用新型提供一種具有散熱結構的逆變器裝置，包括功率元件1、磁性元件2、散熱器3和機箱4，機箱4的背板外側(cè)面上設有散熱導流罩5，散熱導流罩5設有上開口部51和下開口部52以使散熱導流罩5和機箱4背板之間形成上下流向的散熱風道6，下開口部52處設有第一風機組件7以使空氣快速通過散熱風道6，在本實施例中，第一風機組件7包括向散熱風道6內(nèi)吹風的吹風風扇，當然，在其他實施例中，第一風機組件7也可以設置有向散熱風道6內(nèi)抽風的抽風風扇。散熱導流罩5的上開口部51靠近機箱4的頂板處設置，磁性元件2安裝于機箱4頂板的頂面上，功率元件I安裝于機箱4內(nèi)，連接功率元件I的散熱器3安裝于散熱風道6內(nèi)。
[0030]本實用新型將功率元件I布置在機箱4內(nèi)，將磁性元件2布置在機箱4的頂板上，這樣分開布置，一是避免了具有高散熱性的磁性元件2使機箱4內(nèi)溫度急劇上升的風險；同時，通過將磁性元件2布置在機箱4的頂板上可以充分利用外界氣流對磁性元件2進行散熱。尤為重要的是，在上述基礎上，本實用新型還在機箱4的背板外側(cè)面上設有散熱導流罩5以形成散熱風道6，連接機箱4內(nèi)功率元件I的散熱器3安裝于散熱風道6內(nèi)。散熱導流罩5的下開口部52處設有第一風機組件7以使空氣快速通過散熱風道6帶走散熱器3的熱量，進而快速降低機箱4內(nèi)的功率元件I的溫度，同時散熱導流罩5的上開口部51靠近機箱4的頂板處設置。這樣特殊的科學設計，可以使得流經(jīng)散熱風道6的空氣在通過上開口部51時，還能夠同時帶走靠近上開口部5設置的磁性元件2的部分溫度。即:使得流經(jīng)散熱風道6的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)兩次熱交換、實現(xiàn)兩個降溫目的。并且磁性元件2布置在機箱4的頂板上，并不會對設置在機箱4的背板外側(cè)面上的散熱風道6造成阻擋，使得流經(jīng)散熱風道6的空氣流動順暢，最終使得本裝置結構簡單緊湊、散熱效果好、器件使用壽命長、設備運行穩(wěn)定性高。具體實施如下:
[0031]當?shù)谝伙L機組件7中設有吹風風扇時，在第一風機組件7的吹風作用下，外界冷空氣先從下開口部52處吹入散熱風道6內(nèi)，向上流動的冷空氣帶走散熱器3的熱量，對功率元件I進行降溫后從上開口部51處排出，并同時帶走靠近上開口部5設置的磁性元件2散發(fā)的部分熱量，對磁性元件2進行降溫。而當?shù)谝伙L機組件7中設有抽風風扇時，在第一風機組件7的抽風作用下，冷空氣先流經(jīng)上開口部51，并帶走部分磁性元件2散發(fā)的部分熱量，對磁性元件2進行降溫后進入散熱風道6內(nèi)，并進一步帶走散熱風道6內(nèi)散熱器3的熱量，對功率元件I進行降溫后從下開口部52處排出。
[0032]如圖1、圖2、圖5所示，進一步，在較佳實施例中，機箱4的頂部設有散熱防護罩8，散熱防護罩8包括防護罩頂板81和設于防護罩頂板81四周的防護罩側(cè)板82，散熱防護罩8罩設于上開口部51和磁性元件2的上方，散熱防護罩8上設有多個通風散熱孔83。設置散熱防護罩8并且將其罩設于上開口部51和磁性元件2的上方是為了實現(xiàn)以下三個技術目的:一是能夠?qū)Σ贾迷跈C箱4頂板上的磁性元件2形成保護，使得磁性元件2既能充分利用外界氣流經(jīng)通風散熱孔83進行散熱，但又不會完全暴露在戶外，避免了陽光直射造成磁性元件2溫度升高、磁性元件2易老化失效的風險，有效保證了磁性元件2的可靠運行。二是能夠?qū)ι犸L道6形成保護，避免碎石肩等異物掉落進散熱風道6內(nèi)后擊中散熱器3和第一風機組件7，使得設備使用壽命長、運行穩(wěn)定性高。三是散熱防護罩8上還設有多個通風散熱孔83，罩設于散熱導流罩5上開口部51上方的散熱防護罩8能夠和下方的散熱導流罩5形成配合，對流經(jīng)散熱風道6內(nèi)的空氣進行導流，使流經(jīng)散熱風道6內(nèi)的空氣能夠氣流更集中、停留時間更長的流經(jīng)散熱防護罩8內(nèi)，以對散熱防護罩8內(nèi)的磁性元件2進行更好的散熱作業(yè)。
[0033]進一步，在較佳實施例中，多個通風散熱孔83均設于防護罩側(cè)板82上。如圖5所示，在本實施例中，為美觀考慮，位于逆變器裝置正面的防護罩側(cè)板82上沒有設置通風散熱孔83，而其他三面的防護罩側(cè)板82上均設有多個通風散熱孔83ο當然，在其他實施例中，四面防護罩側(cè)板82上也均可以設置多個通風散熱孔83;甚至防護罩頂板81上也可以設置多個通風散熱孔83，只要該多個通風散熱孔83布置相對密集，能夠起到隔物保護的目的即可。以上變換都應屬于本實用新型的保護范圍。
[0034]如圖1至圖3所示，進一步，在較佳實施例中，散熱導流罩5包括導流主板53和設于導流主板53兩側(cè)的導流側(cè)板54，導流主板53的頂部高度低于機箱4背板的頂部高度，以使導流主板53的頂部與對應的防護罩側(cè)板82的底部之間形成側(cè)向通風口 9。通過設置側(cè)向通風口 9，能夠進一步對流經(jīng)散熱風道6內(nèi)的空氣進行導流，使得散熱效果更佳。具體如下:
[0035]當為吹風散熱時，在第一風機組件7的吹風作用下，外界冷空氣先從下開口部52處吹入散熱風道6內(nèi)，向上流動的冷空氣與散熱器3進行首次熱交換后，一部分氣流向上流動并從側(cè)向通風口 9處迅速排出，以迅速降低散熱風道6內(nèi)的整體溫度，提高熱交換效能;與此同時，另一部分向上氣流則繼續(xù)向上流動，進入散熱防護罩8內(nèi)，對處于罩內(nèi)的磁性元件2進行二次熱交換。這樣也有效保證了對磁性元件2和散熱器3進行同步、高效地散熱。
[0036]當為抽風散熱時，在第一風機組件7的抽風作用下，外界冷空氣一部分從散熱防護罩8上的多個通風散熱孔83進入，對處于罩內(nèi)的磁性元件2進行首次熱交換后再進入散熱風道6內(nèi)對散熱器3進行二次散熱;與此同時，另一部分外界冷空氣在抽風作用下，直接從側(cè)向通風口 9處進入散熱風道6內(nèi)直接對散熱器3進行散熱。這樣有效保證了對磁性元件2和散熱器3進行同步、高效地散熱。
[0037]如圖1至圖3所示，進一步，在較佳實施例中，散熱器3的上部靠近機箱4的頂板處設置，散熱器3的底部靠近第一風機組件7設置。這樣的設置一是可以使散熱器3的上部位于側(cè)向通風口 9處，使得吸風時外界冷風能快速通過側(cè)向通風口 9直接對散熱器3進行散熱，縮短進風進程，或者吹風時與散熱器3熱交換后的氣流能迅速通過側(cè)向通風口9排出，縮短排風進程，迅速降低散熱風道6內(nèi)的整體溫度。二是散熱器3的頂部翅片靠近機箱4的頂板處設置，在吹風時可以使部分氣流順著翅片的方向迅速吹向機箱4的頂板處的磁性元件2，進一步保證氣流流向，提高散熱效率。三是散熱器3的底部靠近第一風機組件7設置，不論是吹風還是進風，均縮短了氣流和散熱器3的接觸進程，可以使與散熱器3熱交換后的氣流能迅速通過第一風機組件7排出散熱風道6外，或使外界氣流能通過第一風機組件7迅速吹向散熱器3，進一步提尚散熱效率。
[0038]如圖4所示，進一步，在較佳實施例中，機箱4內(nèi)設有用于加快箱內(nèi)空氣流動的第二風機組件41，機箱4的底部設有一個以上用于維持箱內(nèi)氣壓穩(wěn)定的空氣呼吸閥42。本實用新型的逆變器裝置的機箱4內(nèi)部設置的電源和小功率器件在工作時也會產(chǎn)生熱量，此熱量如果長期堆積在機箱4內(nèi)會導致器件加速老化，致使產(chǎn)品壽命降低。為解決這一技術問題，本實用新型在機箱4內(nèi)設有第二風機組件41，第二風機組件41工作時將機箱4內(nèi)的氣體擾動，使箱體內(nèi)的氣流加速流動，箱體內(nèi)的部分熱量會迅速的擴散到機箱4的四周壁，并通過金屬外殼通過輻射的方式散發(fā)到外界中，最終有效降低了機箱4內(nèi)的溫度，延長了設備的使用壽命。同時，機箱4底部的空氣呼吸閥42能在箱內(nèi)氣體正常流動時，有效保證不會因為氣壓原因?qū)е孪潴w內(nèi)部凝結水珠，保證機箱4內(nèi)器件的正常運行，提高設備的運行穩(wěn)定性。
[0039]如圖1所示，進一步，在較佳實施例中，為便于操作人員在轉(zhuǎn)移或安裝本實用新型的逆變器裝置時更加方便、快捷，在機箱4的兩側(cè)壁上均設有一個拉手件43。
[0040]以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種具有散熱結構的逆變器裝置，包括功率元件(1)、磁性元件(2)、散熱器(3)和機箱(4)，其特征在于，所述機箱(4)的背板外側(cè)面上設有散熱導流罩(5)，所述散熱導流罩(5)設有上開口部(51)和下開口部(52)以使散熱導流罩(5)和機箱(4)背板之間形成上下流向的散熱風道(6)，所述下開口部(52)處設有第一風機組件(7)以使空氣快速通過散熱風道(6)，所述上開口部(51)靠近機箱(4)的頂板處設置，所述磁性元件(2)安裝于機箱(4)頂板的頂面上，所述功率元件(I)安裝于機箱(4)內(nèi)，連接所述功率元件(I)的散熱器(3)安裝于散熱風道(6)內(nèi)。2.根據(jù)權利要求1所述的具有散熱結構的逆變器裝置，其特征在于，所述機箱(4)的頂部設有散熱防護罩(8)，所述散熱防護罩(8)包括防護罩頂板(81)和設于防護罩頂板(81)四周的防護罩側(cè)板(82)，所述散熱防護罩(8)罩設于上開口部(51)和磁性元件(2)的上方，所述散熱防護罩(8)上設有多個通風散熱孔(83)。3.根據(jù)權利要求2所述的具有散熱結構的逆變器裝置，其特征在于，多個所述通風散熱孔(83)均設于防護罩側(cè)板(82)上。4.根據(jù)權利要求2所述的具有散熱結構的逆變器裝置，其特征在于，所述散熱導流罩(5)包括導流主板(53)和設于導流主板(53)兩側(cè)的導流側(cè)板(54)，所述導流主板(53)的頂部高度低于機箱(4)背板的頂部高度，以使導流主板(53)的頂部與對應的防護罩側(cè)板(82)的底部之間形成側(cè)向通風口(9)。5.根據(jù)權利要求4所述的具有散熱結構的逆變器裝置，其特征在于，所述散熱器(3)的上部靠近機箱(4)的頂板處設置，所述散熱器(3)的底部靠近第一風機組件(7)設置。6.根據(jù)權利要求1至5中任意一項所述的具有散熱結構的逆變器裝置，其特征在于，所述機箱(4)內(nèi)設有用于加快箱內(nèi)空氣流動的第二風機組件(41)。7.根據(jù)權利要求6所述的具有散熱結構的逆變器裝置，其特征在于，所述機箱(4)的底部設有一個以上用于維持箱內(nèi)氣壓穩(wěn)定的空氣呼吸閥(42)。8.根據(jù)權利要求1至5中任意一項所述的具有散熱結構的逆變器裝置，其特征在于，所述第一風機組件(7 )包括向散熱風道(6 )內(nèi)吹風的吹風風扇。9.根據(jù)權利要求1至5中任意一項所述的具有散熱結構的逆變器裝置，其特征在于，所述機箱(4)的兩側(cè)壁上均設有一個拉手件(43)。
【文檔編號】H02M7/00GK205566117SQ201620232089
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】劉玉柱, 蹇芳, 唐洲, 吳建雄, 廖遠輝, 管仁德, 陳藝峰
【申請人】中車株洲電力機車研究所有限公司