一种自冷热管散热功率柜风道自动切换装置的制作方法

本发明涉及一种自冷热管散热功率柜风道自动切换装置，属于自冷热管散热功率柜技术领域。

背景技术：

自冷热管散热功率柜内，三相全控整流桥六组晶闸管组件分为上下两层安装，三组上层正桥臂安装在上层热管散热器风道内，三组下层负桥臂安装在下层热管散热器风道内。正常情况下，晶闸管工作时产生的热量通过热管、翅片及空气间的热交换带走。柜体的前方底部设有柜底进风口4，柜体的顶部设有柜顶出风口1，在垂直贯通的风道内，由于下层晶闸管组件的热量积聚引起下部热空气上升，导致上层晶闸管组件进风口温度提升，使得上层晶闸管结温高于下层晶闸管，限制了自冷散热功率柜出力能力。在发生机端短路等特殊工况需要功率柜输出较大电流时，上层晶闸管易发生热击穿。

传统自冷热管散热功率柜的垂直风道内，上层晶闸管组件受下层晶闸管组件发热影响，导致上层散热器件温度高，限制了功率柜自冷状态下出力能力；另外，在保证自冷状态出力能力的情况下，风道难以在自冷与风冷工况之间进行灵活切换。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种自冷热管散热功率柜风道自动切换装置，本发明实现了热管散热功率柜处于自冷散热状态时上下层晶闸管组件具备独立散热通道的功能，提高了热管散热功率柜自冷散热状态下的出力能力；当热管散热功率柜需要开启后备风机辅助散热时又可以将上下层独立散热风道切换为上下层垂直贯通的风道，保证上下层晶闸管组件同时风冷。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种自冷热管散热功率柜风道自动切换装置，包括柜体、上层热管散热器、下层热管散热器和风机；柜体包括前板、后板和位于前板与后板之间的中间板；前板包括上前板和下前板，所述下前板的顶端连接有前导风板；中间板包括上中间板和下中间板，下中间板的顶端连接有后导风板；前导风板通过前后导风板连杆连接后导风板；上层热管散热器位于上前板与上中间板之间的第一区域，所述下层热管散热器位于下前板与下中间板之间的第二区域；风机位于下层热管散热器的下方；自冷状态时，所述前导风板及后导风板在自身重力的作用下向后转动，形成中部前进风口和中部后出风口；所述上层热管散热器通过中部前进风口和柜顶出风口进行热交换，所述下层热管散热器通过柜底进风口和中部后出风口进行热交换；从而上下层热管散热器具备相互独立风道；风冷状态时，所述前导风板带动后导风板由后向前转动，最终处于直立状态，此时独立风道变为垂直贯通的风道；由所述风机从柜底进风口将柜外冷空气抽进柜内，柜内热空气从柜顶出风口溢出柜外，达到上下层热管散热器同时风冷的效果。

上述前导风板和后导风板的形状均为圆弧状。

上述前导风板和后导风板的曲率为1/r，弧度为a，弧宽为2rsinα/2，其中，r为曲率半径。

上述弧宽大于下前板顶端与上中间板下端对角线长度。

上述前导风板和后导风板均采用硬质pvc制作。

上述前导风板及后导风板下端均通过轴承安装在下前板及下中间板的顶端。

上述前导风板、后导风板与前后导风板连杆均通过轴承连接。

本发明的有益效果如下：风道切换方法简单可靠；消除了传统风道内下层晶闸管组件发热对上层晶闸管组件温升的影响；提升了自冷热管散热功率柜的散热效率，进而提高了其出力电流。

附图说明

图1为本发明的自冷热管散热功率柜前视图；

图2为本发明的自冷时风道示意图；

图3为本发明的风冷时风道示意图；

图中各标号：1柜顶出风口，2上层热管散热器，3下层热管散热器，4柜底进风口，5柜体，5-1-1上前板，5-1-2下前板，5-2后板，5-3-1上中间板，5-3-2下中间板，6前导风板，7后导风板，8中部后出风口，9中部前进风口，10前后导风板连杆，11轴承，12风机。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明的一种自冷热管散热功率柜风道自动切换装置，包括柜体5、上层热管散热器2、下层热管散热器3、风机12。柜体5包括前板、后板5-2和位于前板与后板5-2之间的中间板；前板包括上前板5-1-1和下前板5-1-2，下前板5-1-2的顶端连接有前导风板6；中间板包括上中间板5-3-1和下中间板5-3-2，下中间板5-3-2的顶端连接有后导风板7；前导风板6通过前后导风板连杆10连接后导风板7(以保证前导风板6、后导风板7围绕轴承11等距移动)。上层热管散热器2位于上前板5-1-1与上中间板5-3-1之间的第一区域，下层热管散热器3位于下前板5-1-2与下中间板5-3-2之间的第二区域；风机12位于下层热管散热器3的下方。

本实施例中，在自冷热管散热功率柜内上下层各放置三套热管散热器，上下层热管散热器设计为独立风道，上层热管散热器2的风道进风口在柜体前侧中部，下层热管散热器3的风道进风口在柜体前侧下部。

自冷状态下，上层热管散热器2通过柜体前侧的中部前进风口9及柜顶出风口1进行热交换；下层热管散热器3通过柜体下部的柜底进风口4和柜体后侧的中部后出风口8进行热交换。

前导风板6下端通过润滑效果良好的轴承11安装在下中间板5-3-2，自冷时因自重落下将垂直贯通的风道隔开为独立风道，上下层热管散热器与外界进行独立热交换，不受彼此影响。

当自冷热管散热功率柜后备热保护动作时，即风冷状态下，在大流量风机12的作用下，前导风板6被吹起抬升，该导风板采用高热阻材料制作(自冷状态时，阻断上下风道热交换)，保证风冷时前导风板6能被抬升至垂直位。

前导风板6、后导风板7通过安装在导风板中部的前后导风板连杆10联接，转动部位采用润滑效果良好的轴承11安装，当前导风板6被吹抬升时通过前后导风板连杆10带动后导风板7由后向前转动，最终处于直立状态。此时上下独立风道变为垂直贯通的风道，由风机12从柜体下部进风口将柜外冷空气抽进柜内，柜内热空气从柜顶出风口1溢出柜外，达到上下层热管散热器同时风冷的效果。

本发明优化了热管散热功率柜自冷和风冷两个工况下的风道切换设计，提高了自冷热管散热功率柜的出力电流，降低了晶闸管由于过热导致热击穿的几率。

参见图2，前导风板6、后导风板7均为圆弧设计，其曲率为1/r，弧度为a，弧宽为2rsinα/2，该宽度大于下前板5-1-2顶端与上中间板5-3-1下端对角线长度，保证前导风板6在自冷状态下能够隔绝上下风道形成上下独立风道。前导风板6、后导风板7设计为具有一定弧度，可以降低风阻，更有利于自冷散热。自冷状态时，前导风板6、后导风板7在其自身重力的作用下，前导风板6与后导风板7以轴承11为支点向柜后转动，直至前导风板6遮住上下风道的连接通道，形成中部前进风口9和中部后出风口8，上层热管散热器2通过中部前进风口9和柜顶出风口1进行热交换，下层热管散热器3通过柜底进风口4和中部后出风口8进行热交换。这样上下层热管散热器即可具备相互独立风道，上层热管散热器2温升不再受下层热管散热器3温升的影响。

参见图3，前导风板6所受风力可由公式f＝k*s*v(k为风阻系数，s为迎风面积，v为风速)。当前导风板6完全达到竖直位时，其迎风面积s最小，若此时前导风板6所受风力fmin＞前后导风板自重g，即可保证前后导风板在风机12启动后，可被上升的气流吹至竖直位，使得上下风道连通，靠强迫风冷对上下层热管散热器进行散热。此时风道进风口为柜底进风口4，出风口为柜顶出风口1。为使前导风板6获得较大的风力，除采用大流量风机外，导风板设计为曲率为1/r，弧度为a的弧形板，从而得到理想的迎风面积。导风板和柜体连接部位及前后导风板和前后导风板连杆10的连接部位均通过润滑理想的轴承11相连，以防止由于转动机构的卡涩导致导风板动作不到位。当风机12由运行转为停止时，前导风板6、后导风板7具有弧度的设计可使其在自身重力的作用下，自然落下，又形成上下独立风道。

本发明实现了热管散热功率柜处于自冷散热状态时上下层晶闸管组件具备独立散热通道的功能，提高了热管散热功率柜自冷散热状态下的出力能力。当热管散热功率柜需要开启后备风机辅助散热时又可以将上下层独立散热风道切换为上下层垂直贯通的风道，保证上下层晶闸管组件同时风冷。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。