一种并联风道散热的功率柜的制作方法

本发明涉及一种功率柜，特别是涉及一种采用晶闸管等开关器件通过组串压接形成并联风道散热的功率柜。

背景技术：

目前的压接式开关器件功率柜，例如大型发电机励磁装置、大功率整流器，大多采用单只开关器件与二片梯形散热器连接成单元，各个单元之间分层布置，通过铜排连接的方式，使各层散热器之间形成串联风道。这种串联风道的进风位置开关器件散热条件明显优于出风位置，造成各开关器件之间的温度不平衡。并且由于散热器为梯形，风道密封性差，部分风量不经散热器直接进入风机，使得散热效率低下，限制柜体最大出力。

技术实现要素：

发明目的：本发明目的是提供一种并联风道散热的功率柜，该功率柜可以使各开关组件温升一致，且能够有效提高风道的散热效率，增大柜体的功率密度。

技术方案：本发明所述的一种并联风道散热的功率柜，包括柜体以及连通柜体内外的风机，所述柜体内部设有阀串单元，阀串单元包括多个压接散热器和若干个开关器件，压接散热器与开关器件依次间隔排布连接，每个开关器件设置在相邻两个压接散热器之间，各压接散热器风道的延伸方向一致；柜体内部还设有绝缘隔板，所述绝缘隔板将柜体内部分隔为进风区和出风区，绝缘隔板上开有多个通孔，压接散热器一一对应嵌入通孔并与通孔四周密封，进风区和出风区位于压接散热器的风道两侧并且通过压接散热器的风道连通。

有益效果：本发明所述的一种并联风道散热的功率柜采用采用压接散热器与开关器件依次间隔排布连接，形成并联风道的阀串单元，使得阀串中各开关器件的温升一致，通过绝缘隔板密封阀串单元与柜体之间的空隙，使全部风量流经压接散热器，有效的提高了散热效率，增大柜体的功率密度，在其他条件相同时可以选择小型风机，减小噪音水平；并且每组阀串为一个单元，方便不同拓扑结构的实现。

附图说明

图1是并联风道散热的功率柜结构及原理示意图；

图2是压接散热器的结构示意图；

图3是阀串组件结构示意图；

图4是并联风道风阻及等效风阻示意图；

图5是梯级风道示意图；

图6是梯级风道风阻及等效风阻示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1-3所示，本发明所述的一种并联风道散热的功率柜，包括柜体1以及设置在柜体1顶部的风机2，风机2与柜体1内部连通，可从柜体1内部向外抽风。柜体1内部设有阀串单元，阀串单元包括n个开关器件4和n+1个压接散热器3，压接散热器3和开关器件4依次间隔排布相互压接，每个开关器件4设置在相邻的压接散热器3之间。压接散热器3为端面平整的双面压接散热器，并且压接散热器3的进出风口32的截面形状规则，这样有利于形成封闭风道，提高散热效率，压接散热器3的端面上设有接触面31，开关器件4压接在接触面31上，各压接散热器3布置的方向相同，即各压接散热器3的风道延伸方向一致。柜体1内部还设有绝缘隔板5，绝缘隔板5将柜体1内部分隔为进风区6和出风区7，绝缘隔板5的延伸方向与压接散热器3风道的延伸方向正交，绝缘隔板5上开有多个通孔，压接散热器3一一对应嵌入通孔内切与通孔四周密封，进风区6和出风区7位于压接散热器3的风道两侧，进风区6和出风区7通过压接散热器3的风道连通，绝缘隔板5将各压接散热器3之间以及压接散热器3与柜体1内壁的空隙密封，使进风区6的全部风量都流经压接散热器3进入出风区7。另外，针对现有技术中吸收电阻常采用柱形绕线电阻或铝壳电阻，放置在出风口进行散热，散热性能和吸收性能只能折中考虑的问题，本发明柜体1内部设有吸收电阻的同时还设有用于粘附吸收电阻的电阻散热器8，吸收电阻采用大功率平面电阻，通过电阻散热器8散热，电阻散热器8设置在压接散热器3的出风口处，一个电阻散热器8对应一个压接散热器3，利用压接散热器3的出风给电阻散热器8散热，形成梯级风道。采用大功率平面电阻配电阻散热器8的方式解决吸收电阻功耗较大时的空间优化和散热问题，在中高压场合尤其明显。平面电阻额定功率大，具有较高的耐热性，且电阻功耗相对开关器件4功耗小很多，因此压接散热器3和电阻散热器8之间不用密封，压接散热器3出来的风部分流经电阻散热器8，其余部分直接被风机2抽走，使得两种散热器串联引起的风道风阻增加并不明显，不会显著减小流经压接散热器3的风量，可以兼顾开关器件4和吸收电阻两种不同热源的散热问题，同时，最大限度的缩短了吸收电阻回路与开关器件4之间的距离，减小回路杂散参数，降低开关器件4的电压应力，柜体1内部还设有实时检测压接散热器3风道两侧压力的风压传感器，通过风压状态判断流经压接散热器3的风量，进一步判断散热效果。

如图4，并联风道总风阻约为单个开关器件散热器的1/(n+1)，rheat为一个开关器件散热器的风阻，rheat/(n+1)为n+1个散热器的并联风阻，则本实施例中7个压接散热器组成的并联风道风阻的等效风阻为rheat/7。梯级风道的风阻关系及等效风阻如图5、图6，其中rheat_r为电阻散热器8的风阻，rheat_a为压接散热器3出风后直接从柜体1内进入风机2的风阻，三者数量关系为：

rheat＞rheat_r＞＞rheat_a式(1)

所以

即梯级风道总风阻约等于压接散热器3的风阻，因此电阻散热器8并不会对开关器件4的压接散热器3的风量产生大的影响，流经电阻散热器8的风量远小于流经压接散热器3的风量，正好符合功率柜中吸收电阻功耗远小于开关器件4功耗，对风量需求小的特点。很好的兼顾了开关器件4和吸收电阻两种不同热源的散热问题。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种并联风道散热的功率柜，包括柜体以及连通柜体内外的风机，柜体内部设有阀串单元，阀串单元包括多个压接散热器和若干个开关器件，压接散热器与开关器件依次间隔排布连接，每个开关器件设置在相邻两个压接散热器之间，各压接散热器风道的延伸方向一致；柜体内部还设有绝缘隔板，所述绝缘隔板将柜体内部分隔为进风区和出风区，绝缘隔板上开有多个通孔，压接散热器一一对应嵌入通孔并与通孔四周密封，进风区和出风区位于压接散热器的风道两侧并且通过压接散热器的风道连通。本发明的功率柜各开关器件的温升一致，有效的提高了散热效率，增大柜体的功率密度，可以使用小型风机，降低噪音水平，且单元化设计易于不同拓扑结构的实现。

技术研发人员：杨合民;简优宗;王小红;朱振飞;胡静;杨海英;梁帅奇
受保护的技术使用者：国电南瑞科技股份有限公司;国电南瑞南京控制系统有限公司
技术研发日：2017.07.19
技术公布日：2017.10.03