一种电抗器散热装置及其制作方法和隔爆变频器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电抗器散热装置，包括：导热基座，其安装在电抗器底部；中空封装壳体，其套在安装了导热基座的电抗器上，在中空封装壳体的内周壁与电抗器形成的空间内含有胶体，该胶体用于固定上述中空封装壳体和电抗器。本发明结构简单，易于实现，能够有效地对电抗器进行散热，同时也能够避免电抗器发热对周围环境的影响。
【专利说明】一种电抗器散热装置及其制作方法和隔爆变频器
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械制造领域，具体地说，涉及一种用在隔爆变频器中的电抗器散热装置及其制作方法。
【背景技术】
[0002]随着计算机和微电子技术的不断发展，煤炭和石化领域生产设备的自动化和信息化程度不断提高，电子电力产品得到了广泛地应用。由于煤炭和石化领域生产环境的特殊性，因而这些环境下使用的电子电力设备都要求做成防爆形式，其中在这种环境下使用的变频器就需要为隔爆变频器。隔爆变频器一般由隔爆腔体和变频器机芯组成，隔爆腔体是由厚度约15mm的钢板焊接加工成型，密闭性较好，但其不利于散热。环境温度的升高会使材料性能退化，导致元器件失效率增大，而电抗器是隔爆变频器内部发热较大的元器件之一，所以解决电抗器的散热问题是改善整个隔爆变频器隔爆腔体内温度的关键。
[0003]现有的电抗器的散热方式主要有热管冷却、水冷却和风冷却等三种方式。
[0004]热管冷却是在电抗器铁芯与线圈周边直接插入热管，热管的一部分插入到电抗器铁芯发热部位或线圈的发热部位，热管的另一部分全部集中在电抗器铁芯的顶面，并与设置在顶面的片式散热板连接在一起。电抗器发出的热量就可以通过热管传导到电抗器顶面，再通过散热片散热。该方法虽然能够起到一定效果，但仍无法满足电抗器的散热要求。
[0005]采用水冷却的方式对电抗器进行散热需要在电抗器铁芯之间添加水冷散热器，这就要求对隔爆变频器进行改装，增加了电抗器的整体成本。而采用风冷却的方式对电抗器进行散热则需要额外添加用于吹风或抽风的风扇，这在增加散热成本的同时还会带来额外的噪声。
[0006]同时现有技术中还有一种嵌入式电抗器散热装置，该装置由盒式铸件、散热片及连接盖板组成。该装置将电抗器安装在变频器隔爆腔体的外部，而散热片安装在盒式铸件的左右两侧及后侧，盒式铸件的前口处固接有连接盖板，连接盖板上设有与电抗器及电抗器线接端子相适配的孔，同时连接盖板的周边还均匀分布有用于与变频器隔爆腔体连接的安装孔。利用该方法需要对隔爆变频器的隔爆腔体进行复杂的改装，同时改变了现有隔爆变频器的整体结构，实现不方便，工作量大。
[0007]根据上述问题，现在亟需一种结构简单、易于实现、散热效果好的电抗器散热装置。
【发明内容】
[0008]本发明针对上述问题，提供了一种电抗器散热装置，该装置包括:
[0009]导热基座，其安装在所述电抗器底部；
[0010]中空封装壳体，其套在安装了所述导热基座的电抗器上，其中，
[0011]在所述壳体的内周壁与所述电抗器形成的空间里含有胶体，所述胶体用于固定所述壳体与所述电抗器。[0012]根据本发明的一个实施例，所述导热基座上包括多个安装孔，通过所述安装孔以铆接或螺接方式安装在所述电抗器底部。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述中空封装壳体由绝缘隔热材料制成。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述中空封装壳体的外周设有凸起。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述胶体为导热硅胶，其用于将所述电抗器产生的热量集中传递给所述导热基座。
[0016]根据本发明的另一面，还提出了一种制作电抗器散热装置的方法，所述方法包括以下步骤:
[0017]在电抗器底部安装导热基座；
[0018]将中空封装壳体套在安装了所述导热基座的电抗器上；
[0019]向所述封装壳体中灌入胶体以固定所述壳体与所述电抗器。
[0020]根据本发明的一个实施例，以铆接或螺接方式将所述导热基座安装在所述电抗器底部。
[0021]根据本发明的一个实施例，所述胶体为导热硅胶。
[0022]根据本发明的一个实施例，所述中空封装壳体采用绝缘隔热材料制成。
[0023]根据本明的再一面，还提出了一种隔爆变频器，该隔爆变频器包括:
[0024]隔爆腔体；
[0025]变频器机芯，其设在所述隔爆腔体中，并包括输入和输出电抗器，其中，所述输入和输出电抗器上设置有如上所述的散热装置。
[0026]本发明结构简单、易于实现，在不改变电抗器各项电气性能的前提下有效地降低了电抗器工作时的温度，增强了电抗器的可靠性。
[0027]本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是现有隔爆变频器的结构图；
[0029]图2是根据本发明一个实施例的电抗器散热装置结构图；
[0030]图3是根据本发明一个实施例的导热基座结构图；
[0031]图4是根据本发明一个实施例的中空封装壳体结构图；
[0032]图5是根据本发明一个实施例的电抗器散热装置的制作流程图。
【具体实施方式】
[0033]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0034]图1为现有隔爆变频器结构示意图。隔爆变频器100内部的变频器机芯一般由输入电抗器101、变流器102和输出电抗器103组成，变流器102中功耗较大的器件产生的热量可以传导至隔爆腔体105外部由变流器散热器104进行散热，而输入电抗器101和输出电抗器103的功耗发热却难以传导至隔爆腔体105外部，这就需要对电抗器进行额外的散热处理。
[0035]所以本发明提供了一种电抗器散热装置，能够将输入电抗器101和输出电抗器103工作时产生的热量传导至隔爆腔体105中，再由隔爆腔体105和变流器散热器104进行散热。
[0036]如图2所示，该散热装置包括导热基座201、中空封装壳体202。
[0037]导热基座201安装在电抗器200底部，其包含多个安装孔203，通过安装孔203以铆接或螺接方式安装在电抗器200底部。
[0038]中空封装壳体202套在安装有导热基座201的电抗器200上，该封装壳体202的外周设有凸起204，同时该封装壳体内周壁与电抗器200形成的空间里含有胶体205，该胶体用于固定中空封装壳体202与电抗器200。
[0039]本实施例中，中空封装壳体202与电抗器200形成的空间内的胶体205为导热硅胶。导热硅胶以流体形态灌入中空封装壳体202后，会填充整个封装壳体内部的空间，凝固后能够紧紧包裹住电抗器铁芯和电抗器线圈。
[0040]图3示出了导热基座301的结构图。
[0041]如图3所示，导热基座301安装在电抗器300的底部，导热基座301的侧面设有安装孔303，通过铆接或螺接的方式与电抗器301连接。同时导热基座301的边缘也设有安装孔303，用于通过铆接或螺接的方式将电抗器300安装在其他器件上。
[0042]本实施例中，中空封装壳体由4块绝缘隔热材料制成的绝缘隔热板(例如环氧绝缘板)构成，图4示出了绝缘隔热板的结构图。绝缘隔热板分为凸起板401和凹槽板402，其中凸起板401的外周设有若干凸起404，凹槽板402的外周靠近边缘处设有若干凹槽405，凸起404与凹槽405相对应，用于中空封装壳体的组装与固定。
[0043]当电抗器上电工作时，电抗器铁芯及电抗器线圈产生的热量会由导热硅胶进行传导，导热硅胶还能够将电抗器铁芯和电抗器线圈的热量进行平衡，降低线圈温度，减小了电抗器铁芯和电抗器线圈的温度差。
[0044]同时因为中空封装壳体具有良好的隔热性能，所以电抗器铁芯和电抗器线圈产生的热量被集中在壳体内，避免了电抗器铁芯和电抗器线圈发出的热量辐射至中空封装壳体外部而使外部环境温度升高。
[0045]当电抗器铁芯和电抗器线圈产生的热量被集中在中空封装壳体空间内后，就需要通过导热基座将热量导出。本实施例中，导热基座为纯铜导热基座，其表面平整，有利于安装和传导热量，中空封装壳体空间内部集中的热量能够通过纯铜导热基座传导至与电抗器连接的部件上，再由该部件进行进一步的散热。
[0046]根据本发明的另一面，还提供了一种制作上述电抗器散热装置的方法，其流程如图5所示。
[0047]首先在步骤S501中，在电抗器底部安装导热基座。该导热基座含有安装孔，以便将导热基座以铆接或螺接方式安装在电抗器底部。
[0048]随后将中空封装壳体套在安装了导热基座的电抗器上，此过程在步骤S502中完成。该中空封装壳体采用隔热绝缘材料(例如环氧绝缘板)制成，能够将电抗器工作时产生的热量集中在中空封装壳体内部，避免因热辐射引起电抗器周围环境温度升高。
[0049]最后在步骤S503中向上述中空封装壳体中灌入胶体以固定中空封装壳体和电抗器。该胶体可以采用导热硅胶，其具有良好的导热性能，能够将电抗器工作时电抗器铁芯和电抗器线圈产生的热量传导到导热基座上，再由导热基座将热量传导至与电抗器连接的部件进行散热。同时，导热硅胶通过热量传导还能够减小电抗器铁芯和电抗器线圈之间的温度差。
[0050]本发明还提供了 一种使用上述电抗器散热装置对其内部电抗器进行散热的隔爆变频器，其主要包括隔爆腔体和变频器机芯，其中变频器机芯含有输入电抗器和输出电抗器。
[0051]该隔爆变频器中电抗器采用上述电抗器散热装置进行散热，电抗器安装在隔爆腔体内部。当隔爆变频器上电工作时，电抗器会产生大量的热量，通过上述电抗器散热装置将热量传导至隔爆腔体上，最后由隔爆腔体及隔爆变频器散热器进行散热，从而使得电抗器达到良好的散热效果。此外，上述电抗器散热装置还能够有效防止电抗器工作时因热辐射引起隔爆腔体内部温度升高。
[0052]虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何使用本发明提供的电抗器散热装置的电抗器和任何使用本发明提供的电抗器的隔爆变频器也均在本发明的专利保护范围。任何本发明所属【技术领域】内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种电抗器散热装置，其特征在于，包括: 导热基座，其安装在所述电抗器底部； 中空封装壳体，其套在安装了所述导热基座的电抗器上，其中， 在所述壳体的内周壁与所述电抗器形成的空间里含有胶体，所述胶体用于固定所述壳体与所述电抗器。
2.如权利要求1所述的电抗器散热装置，其特征在于，所述导热基座上包括多个安装孔，通过所述安装孔以铆接或螺接方式安装在所述电抗器底部。
3.如权利要求1所述的电抗器散热装置，其特征在于，所述中空封装壳体由绝缘隔热材料制成。
4.如权利要求3所述的电抗器散热装置，其特征在于，所述中空封装壳体的外周设有凸起。
5.如权利要求利3或4所述的电抗器散热装置，其特征在于，所述胶体为导热硅胶，其用于将所述电抗器产生的热量集中传递给所述导热基座。
6.一种制作电抗器散热装置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 在电抗器底部安装导热基座； 将中空封装壳体套在安装了所述导热基座的电抗器上； 向所述封装壳体中灌入胶体以固定所述壳体与所述电抗器。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，以铆接或螺接方式将所述导热基座安装在所述电抗器底部。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述胶体为导热硅胶。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述中空封装壳体采用绝缘隔热材料制成。
10.一种隔爆变频器，其特征在于，包括: 隔爆腔体； 变频器机芯，其设在所述隔爆腔体中，并包括输入和输出电抗器，其中，所述输入和输出电抗器上设置有如权利要求1-5中任一项所述的散热装置。
【文档编号】H01F27/08GK103489574SQ201310441647
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】彭京, 周文勇, 魏凯, 秦灿华 申请人:株洲变流技术国家工程研究中心有限公司