一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，包括柜體及若干設置在柜體內的功率模塊、并網斷路器、電容模塊，在柜體中部設置有一將柜體分為前柜體和后柜體的風道擋板，功率模塊內設置有散熱通道，散熱通道連通前柜體和后柜體，在后柜體外側設置有與后柜體連通的抽風機，使得前柜體、散熱通道、后柜體在柜體內形成散熱風道，在柜體內的散熱風道不僅能夠很好的帶走功率模塊內的熱量，并能夠對疊成母排、連接銅排進行散熱，整機的風道布置合理高效，散熱效果好，且維護方便、成本低，當部分抽風機出現故障時，剩下的抽風機仍能保證變流器內散熱風道的正常運作，變流器內的溫度不會短時間升高，減少風機失效而造成的風險，可靠性高。
【專利說明】一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風電變流器，特別是一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器。
【背景技術】
[0002]隨著風電機組的功率不斷的增大，目前所使用的風電變流器的功率也在不斷的增大，3MW風電變流器在風電行業內屬于大功率變流器，整機內部有IGBT、電解電容這樣的高發熱電子元器件，一臺3MW風電變流器共有16個功率模塊，每個功率模塊內部有16個電解電容，同時還包含一塊連接IGBT與電解電容的正負疊層母排。其中，每只電解電容的發熱量為78.4W，16個模塊的總發熱量就有20.07KW,由于變流器內部空氣流動空間狹小、局部阻力過大，電解電容分散安裝在各自的模塊內部，軸流風扇強制對流冷卻對模塊內部的256個電解電容的散熱效果很差，當電解電容溫度過高時會發生爆炸現場，電解電容的爆炸會導致IGBT也爆炸；此外，疊層母排在狹小的空間內連接IGBT與電解電容，疊層母排的溫度在變流器全功率運行時會高達近100°C，一旦散熱不充分，不僅會導致銅排的載流量下降，同時會導致正極與負極母線排之間的絕緣層老化，發生放電爆炸的情況。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種具有高效風道散熱、維護方便、可靠、安全等級高的大功率風電變流器。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，包括柜體及若干設置在柜體內的功率模塊、并網斷路器、電容模塊，所述柜體中部設置有一將柜體分為相互密封隔離的前柜體和后柜體的風道擋板，所述功率模塊內設置有散熱通道，所述散熱通道連通前柜體和后柜體，使得前柜體和后柜體之間的流動氣流流經功率模塊內部，使得前柜體、散熱通道、后柜體在柜體內形成散熱風道。
[0006]所述散熱通道包括設置在功率模塊一端的模塊進風口及設置在功率模塊另一端的模塊出風口，所述模塊進風口連通前柜體與功率模塊內腔，所述模塊出風口連通后柜體與功率模塊內腔。
[0007]所述模塊進風口開設在功率模塊底部，所述模塊出風口開設在功率模塊的后端面上。
[0008]所述散熱通道還包括設置在功率模塊兩側的輔助進風口，所述輔助進風口連通前柜體與功率模塊內腔。
[0009]所述功率模塊在模塊出風口端設置有若干銅排連接端，所述銅排連接端通過疊成母排與并網斷路器、電容模塊連接，所述散熱通道還包括與疊成母排對應的疊成母排出風□。
[0010]所述柜體配置有若干能夠在前柜體和后柜體之間產生氣流流動的風機組件。[0011]所述風機組件包括若干設置在后柜體外側上方并與后柜體連通的抽風機。
[0012]所述前柜體上開設有若干外部進風口，所述外部進風口上設置有濾網。
[0013]所述電容模塊內設置有電容模塊散熱風道，所述電容模塊散熱風道包括有一風道出風口及風道進風口，所述風道出風口和風道進風口分別連通后柜體和前柜體。
[0014]本實用新型的有益效果是:在柜體中部設置有一將柜體分為前柜體和后柜體的風道擋板，功率模塊內設置有散熱通道，散熱通道連通前柜體和后柜體，在后柜體外側設置有與后柜體連通的抽風機，使得前柜體、散熱通道、后柜體在柜體內形成散熱風道，氣流從前柜體吸入變流器，經功率模塊內的散熱通道后由后柜體的抽風機送出變流器，能夠很好的帶走功率模塊內的熱量，散熱通道的模塊出風口與變流器內的連接銅排對應，且散熱通道還配置有與疊成母排對應的疊成母排出風口，故在柜體內的散熱風道不僅能夠很好的帶走功率模塊內的熱量，對功率模塊內進行散熱，且能夠對疊成母排、連接銅排進行散熱，整機的風道布置合理高效，散熱效果好。
[0015]進一步，變流器采用多個設置在后柜體外側的抽風機進行抽風散熱產生對流，無需在功率模塊內單獨配置散熱風扇，維護方便，減少成本，且當部分抽風機出現故障時，剩下的抽風機仍能保證變流器內散熱風道的正常運作，變流器內的溫度不會短時間升高，提供足夠的預警或報警時間，減少風機失效而造成的風險，可靠性高。
【專利附圖】
【附圖說明】[0016]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。[0017]圖1是本實用新型的內部正面視圖；[0018]圖2是本實用新型圖1中A-A的剖面示意圖；[0019]圖3是本實用新型圖1中B-B的剖面示意圖；[0020]圖4是本實用新型的功率模塊的結構示意圖；[0021]圖5是本實用新型的功率模塊的后視圖；[0022]圖6是本實用新型圖5中C-C的剖面示意圖；[0023]圖7是本實用新型圖5中D-D的剖面示意圖。【具體實施方式】[0024]參照圖1至圖7，圖1至圖7是本實用新型一個具體實施例的結構示意圖，如圖所
示，一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，包括柜體I及若干設置在柜體I內的功率模塊2、并網斷路器3、電容模塊4，所述柜體包括第一模塊柜71、第二模塊柜72、第三模塊柜73及第四模塊柜74，所述第一模塊柜71、第二模塊柜72、第三模塊柜73內均設置有四組的功率模塊2及一組的并網斷路器3，所述第四模塊柜74內設置有四組的功率模塊2及一組的電容模塊4。
[0025]如圖所示，所述柜體I中部設置有一將柜體I分為相互密封隔離的前柜體11和后柜體12的風道擋板13，在前柜體11上開設有若干外部進風口，所述外部進風口上設置有濾網14，在后柜體12外側上端設置有四組與后柜體12連通的抽風機6，所述功率模塊2內設置有散熱通道，該散熱通道包括設置在功率模塊2前端底部的模塊進風口 51、設置在功率模塊2的后端面的模塊出風口 52、設置在功率模塊2兩側的輔助進風口 53，所述模塊進風口 51、輔助進風口 53連通前柜體11與功率模塊2內腔，所述模塊出風口 52連通后柜體12與功率模塊2內腔。
[0026]如圖所示，所述功率模塊2在模塊出風口 52端設置有若干銅排連接端21，所述銅排連接端21通過疊成母排與并網斷路器3、電容模塊4連接，所述散熱通道還包括與疊成母排對應的疊成母排出風口 54，當抽風機6開啟時，外部的氣流從外部進風口經濾網14過濾后吸入前柜體11內，此時由于風道擋板13的阻擋，氣流經功率模塊2的模塊進風口 51、輔助進風口 53進入功率模塊2內腔，帶走功率模塊2內腔的熱量，對功率模塊2內的電解電容22進行散熱，然后氣流從模塊出風口 52、疊成母排出風口 54送出，同時對疊成母排、柜體I內的連接銅排進行散熱，最后被抽風機6排出變流器柜體，故在柜體I的的散熱風道不僅能夠很好的帶走功率模塊2內的熱量，對功率模塊內進行散熱,且能夠對疊成母排、連接銅排進行針對性的散熱，很好的控制了疊層母排的溫升，整機的風道布置合理高效，散熱效果好，且功率模塊2均為統一制作、統一結構，具有良好的互換性，便于安裝與維護。
[0027]如圖所示，在功率模塊2內，主進風口為設置在功率模塊2底部的模塊進風口 51，而模塊出風口 52、疊成母排出風口 54的位置均比模塊進風口 51高，此外，柜體I的抽風機6設置在后柜體12外側上端，外部進風口均比抽風機6低，符合熱空氣向上流動的空氣對流原理，形成了均勻穩定的流道，使得整機的散熱更充分合理。
[0028]在本實施例中，抽風機6配置有四組，在具體的實施過程中還可配置為兩組或多組,柜體I內通過抽風機6進行抽風散熱產生對流，無需在功率模塊2內單獨配置散熱風扇，維護方便，減少成本，且當部分抽風機6出現故障時，剩下的抽風機6仍能保證變流器內散熱風道的正常運作，變流器內的溫度不會短時間升高，提供足夠的預警或報警時間，減少風機失效而造成的風險，可靠性更高。
[0029]進一步，在本實用新型中，前柜體11和后柜體12均配置有柜門，方便于維護作業，而外部進風口設置在前柜體11的柜門上，本實用新型工作時，柜門均關閉密封，柜體I上僅留有外部進風口開放，且外部進風口上的濾網14為防塵防潮的海綿濾網，提高整機的IP防護等級，且可以在海上及高潮濕環境使用。
[0030]再進一步，所述電容模塊4內也設置有電容模塊散熱風道，所述電容模塊散熱風道包括有一風道出風口 41及風道進風口，所述風道出風口 41和風道進風口分別連通后柜體12和前柜體11，使得氣流能夠從前柜體11經風道進風口進入電容模塊4內對電容模塊4進行散熱，然后從風道出風口 41送出，并在風道出風口 41處對電容模塊4的連接銅排進行散熱，提高電容模塊4內及其連接銅排的散熱效果，防止電容模塊4溫度過高。
[0031]以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【權利要求】
1.一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，其特征在于:包括柜體(I)及若干設置在柜體(I)內的功率模塊(2)、并網斷路器(3)、電容模塊(4)，所述柜體(I)中部設置有一將柜體(I)分為相互密封隔離的前柜體(11)和后柜體(12)的風道擋板(13)，所述功率模塊(2)內設置有散熱通道，所述散熱通道連通前柜體(11)和后柜體(12)，使得前柜體(11)和后柜體(12)之間的流動氣流流經功率模塊(2)內部，使得前柜體(11)、散熱通道、后柜體(12)在柜體(I)內形成散熱風道。
2.根據權利要求1所述的一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，其特征在于:所述散熱通道包括設置在功率模塊(2 ) —端的模塊進風口( 51)及設置在功率模塊(2 )另一端的模塊出風口( 52 )，所述模塊進風口( 51)連通前柜體(11)與功率模塊(2 )內腔，所述模塊出風口( 52 )連通后柜體(12)與功率模塊(2 )內腔。
3.根據權利要求2所述的一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，其特征在于:所述模塊進風口( 51)開設在功率模塊(2 )底部，所述模塊出風口( 52 )開設在功率模塊(2 )的后端面上。
4.根據權利要求2所述的一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，其特征在于:所述散熱通道還包括設置在功率模塊(2 )兩側的輔助進風口( 53 )，所述輔助進風口( 53 )連通前柜體(11)與功率模塊(2)內腔。
5.根據權利要求2所述的一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，其特征在于:所述功率模塊(2 )在模塊出風口( 52 )端設置有若干銅排連接端(21)，所述銅排連接端(21)通過疊成母排與并網斷路器(3 )、電容模塊(4)連接，所述散熱通道還包括與疊成母排對應的疊成母排出風口(54)。
6.根據權利要求1所述的一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，其特征在于:所述柜體(I)配置有若干能夠在前柜體(11)和后柜體(12)之間產生氣流流動的風機組件。
7.根據權利要求6所述的一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，其特征在于:所述風機組件包括若干設置在后柜體(12)外側上方并與后柜體(12)連通的抽風機(6)。
8.根據權利要求2所述的一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，其特征在于:所述前柜體(11)上開設有若干外部進風口，所述外部進風口上設置有濾網(14 )。
9.根據權利要求1所述的一種具有高效風道散熱的大功率風電變流器，其特征在于:所述電容模塊(4)內設置有電容模塊散熱風道，所述電容模塊散熱風道包括有一風道出風口(41)及風道進風口，所述風道出風口(41)和風道進風口分別連通后柜體(12)和前柜體(11)。
【文檔編號】H02M1/00GK203398979SQ201320471033
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月2日 優先權日:2013年8月2日
【發明者】周世彤, 鐘道禎, 馬小龍, 傅亮招 申請人:廣東明陽龍源電力電子有限公司