一种带有水冷结构的高压变频器及其工作方法与流程

本发明涉及高压变频器技术领域，具体为一种带有水冷结构的高压变频器及其工作方法。

背景技术：

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。高压大功率变频调速装置被广泛地应用于大型矿业生产厂、石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等。

高压变频器在工作的过程中会产生大量的热量，如果不进行及时的散热，高压变频器会长时间工作在高温的环境中，易造成高压变频器烧毁，影响高压变频器的使用寿命。因此，设计一种带有水冷结构的高压变频器及其工作方法是很有必要的。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种带有水冷结构的高压变频器及其工作方法，本发明结构新颖，构思巧妙，实现在地面上对ftu进行简单的巡视和运维，提升巡视和运维的效率，保证工作人员的安全。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有水冷结构的高压变频器及其工作方法，包括壳体，所述壳体的内壁对称安装有电路板，所述壳体的内部靠近电路板安装有水冷结构；

所述水冷结构包括上水管、水箱、制冷组件、回水管、板式换热器、蛇形水冷管、上水泵、第一连接管和三通接头，所述蛇形水冷管安装在壳体的内部，且电路板与蛇形水冷管接触，所述蛇形水冷管的进水口通过上水管与固定在水箱底部的上水泵连接，所述蛇形水冷管的出水口安装有三通接头，所述三通接头通过第一连接管与板式换热器的进水口连接，所述板式换热器对称安装在壳体的外壁两侧，所述板式换热器的出水口通过回水管与水箱的顶部一侧连接，所述水箱的一侧安装有制冷组件。

优选的，所述制冷组件包括定位箱、半导体制冷器、第二连接管、循环泵、进水管、循环管和出水喷头，所述定位箱固定在水箱的一侧，所述定位箱的内部一侧安装有循环泵，所述循环泵的进水口安装有与水箱内部连通的进水管，所述循环泵的出水口通过第二连接管与半导体制冷器一端连接，所述半导体制冷器的另一端固定有与水箱内部连通的循环管，所述循环管上安装有出水喷头。

优选的，所述进水管的顶端安装有温度传感器，所述定位箱的一侧内壁安装有plc控制器，所述温度传感器电性连接plc控制器的输入端，所述plc控制器的输出端电性连接半导体制冷器和循环泵。

优选的，所述壳体的内壁等距离安装有滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑条，所述滑轨的顶部一端转动连接有第一顶紧螺母，所述滑条的一侧安装有定位座，所述定位座上固定有电路板。

优选的，所述滑条的底部等距离安装有滚轮，所述滚轮滚动连接在滑轨内部开设的轮槽内部。

优选的，所述电路板的底部固定有导热片，所述导热片与蛇形水冷管之间填充有导热硅胶层。

优选的，所述板式换热器的底部卡接固定有散热风扇。

优选的，所述壳体的背部对称开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有滑块，且相邻两个滑块之间通过定位板连接，所述定位板上旋接有穿过滑块的第二顶紧螺母。

一种带有水冷结构的高压变频器的工作方法，该装置的具体操作步骤为：

步骤一：上水泵工作，将水箱内部的冷却液通过上水管导入到蛇形水冷管的内部循环，电路板工作过程中产生的热量通过导热片和导热硅胶层传递到蛇形水冷管上外表面上，与内部的冷却液进行热交换，经过热交换的冷却液通过第一连接管进入到板式换热器的内部进行热交换，使冷却液冷却后通过回水管再次回到水箱中；

步骤二：通过设置的进水管上的温度传感器进行冷却液的温度采集，并将收集的信号值传递给plc控制器，当plc控制器处理后的数值大于plc控制器的预设值时，plc控制器控制制冷组件工作；

步骤三：循环泵工作，通过进水管抽取冷却液，并通过第二连接管进入到半导体制冷器的内部进行制冷工作，接着通过循环管将制冷后的冷却液回流到水箱的内部，循环泵和半导体制冷器持续工作，直至温度传感器检测的温度值小于或等于plc控制器的预设值。

本发明的有益效果为：

1、上水泵工作，将水箱内部的冷却液通过上水管导入到蛇形水冷管的内部循环，电路板工作过程中产生的热量通过导热片和导热硅胶层传递到蛇形水冷管上外表面上，与内部的冷却液进行热交换，经过热交换的冷却液通过第一连接管进入到板式换热器的内部进行热交换，使冷却液冷却后通过回水管再次回到水箱中,不仅可以有效的降低电路板的工作温度，提升电路板的使用寿命，而且回到水箱内部的冷却液经过板式换热器换热，可以回到常温，便于冷却液的重复利用；

2、循环泵工作，通过设置的进水管上的温度传感器进行冷却液的温度采集，通过进水管抽取冷却液，并通过第二连接管进入到半导体制冷器的内部进行制冷工作，接着通过循环管将制冷后的冷却液回流到水箱的内部，循环泵和半导体制冷器持续工作，直至温度传感器检测的温度值小于或等于plc控制器的预设值，便于实现冷却液的快速降温，以提升水冷效果；

3、将滑条插接固定在滑轨上，并使用第一顶紧螺母进行固定，接着再将电路板固定在滑条一侧的定位座上，方便电路板的快速安装和拆卸，便于电路板的维修与保养。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明整体三维结构示意图；

图2是本发明壳体内部剖视平面结构示意图；

图3是本发明水冷结构平面结构示意图；

图4为本发明制冷组件平面结构示意图；

图5为本发明壳体背部平面结构示意图；

图中标号：1、壳体；2、上水管；3、水箱；4、制冷组件；5、回水管；6、板式换热器；7、蛇形水冷管；8、滑轨；9、滚轮；10、滑条；11、第一顶紧螺母；12、定位座；13、电路板；14、导热片；15、导热硅胶层；16、上水泵；17、第一连接管；18、三通接头；19、定位箱；20、半导体制冷器；21、第二连接管；22、循环泵；23、进水管；24、温度传感器；25、plc控制器；26、循环管；27、出水喷头；28、滑槽；29、第二顶紧螺母；30、滑块；31、定位板。

具体实施方式

下面结合附图1-5对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

由图1-5给出，本发明提供如下技术方案：一种带有水冷结构的高压变频器及其工作方法，包括壳体1，壳体1的内壁对称安装有电路板13，壳体1的内部靠近电路板13安装有水冷结构；

水冷结构包括上水管2、水箱3、制冷组件4、回水管5、板式换热器6、蛇形水冷管7、上水泵16、第一连接管17和三通接头18，蛇形水冷管7安装在壳体1的内部，且电路板13与蛇形水冷管7接触，蛇形水冷管7的进水口通过上水管2与固定在水箱3底部的上水泵16连接，蛇形水冷管7的出水口安装有三通接头18，三通接头18通过第一连接管17与板式换热器6的进水口连接，板式换热器6对称安装在壳体1的外壁两侧，板式换热器6的出水口通过回水管5与水箱3的顶部一侧连接，水箱3的一侧安装有制冷组件4。

制冷组件4包括定位箱19、半导体制冷器20、第二连接管21、循环泵22、进水管23、循环管26和出水喷头27，定位箱19固定在水箱3的一侧，定位箱19的内部一侧安装有循环泵22，循环泵22的进水口安装有与水箱3内部连通的进水管23，循环泵22的出水口通过第二连接管21与半导体制冷器20一端连接，半导体制冷器20的另一端固定有与水箱3内部连通的循环管26，循环管26上安装有出水喷头27。

进水管23的顶端安装有温度传感器24，定位箱19的一侧内壁安装有plc控制器25，温度传感器24电性连接plc控制器25的输入端，plc控制器25的输出端电性连接半导体制冷器20和循环泵22。

壳体1的内壁等距离安装有滑轨8，滑轨8上滑动连接有滑条10，滑轨8的顶部一端转动连接有第一顶紧螺母11，滑条10的一侧安装有定位座12，定位座12上固定有电路板13。

滑条10的底部等距离安装有滚轮9，滚轮9滚动连接在滑轨8内部开设的轮槽内部，减小滑条10与滚轮9之间的摩擦力。

电路板13的底部固定有导热片14，导热片14与蛇形水冷管7之间填充有导热硅胶层15，便于热传递。

板式换热器6的底部卡接固定有散热风扇，便于对板式换热器6吹风，提升板式换热器6的换热效率。

壳体1的背部对称开设有滑槽28，滑槽28的内部滑动连接有滑块30，且相邻两个滑块30之间通过定位板31连接，定位板31上旋接有穿过滑块30的第二顶紧螺母29，旋松第二顶紧螺母29，使滑块30可以在滑块30的内部运动，便于将定位板31调节到合适的位置后，在使用第二顶紧螺母29进行定位，方便将变频器安装到不同的位置，提升使用的方便性。

一种带有水冷结构的高压变频器的工作方法，该装置的具体操作步骤为：

步骤一：上水泵16工作，将水箱3内部的冷却液通过上水管2导入到蛇形水冷管7的内部循环，电路板13工作过程中产生的热量通过导热片14和导热硅胶层15传递到蛇形水冷管7上外表面上，与内部的冷却液进行热交换，经过热交换的冷却液通过第一连接管17进入到板式换热器6的内部进行热交换，使冷却液冷却后通过回水管5再次回到水箱3中；

步骤二：通过设置的进水管23上的温度传感器24进行冷却液的温度采集，并将收集的信号值传递给plc控制器25，当plc控制器25处理后的数值大于plc控制器25的预设值时，plc控制器25控制制冷组件4工作；

步骤三：循环泵22工作，通过进水管23抽取冷却液，并通过第二连接管21进入到半导体制冷器20的内部进行制冷工作，接着通过循环管26将制冷后的冷却液回流到水箱3的内部，循环泵22和半导体制冷器20持续工作，直至温度传感器24检测的温度值小于或等于plc控制器25的预设值。

本发明使用时，上水泵16工作，将水箱3内部的冷却液通过上水管2导入到蛇形水冷管7的内部循环，电路板13工作过程中产生的热量通过导热片14和导热硅胶层15传递到蛇形水冷管7上外表面上，与内部的冷却液进行热交换，经过热交换的冷却液通过第一连接管17进入到板式换热器6的内部进行热交换，使冷却液冷却后通过回水管5再次回到水箱3中,不仅可以有效的降低电路板13的工作温度，提升电路板13的使用寿命，而且回到水箱3内部的冷却液经过板式换热器6换热，可以回到常温，便于冷却液的重复利用；

循环泵22工作，通过设置的进水管23上的温度传感器24进行冷却液的温度采集，通过进水管23抽取冷却液，并通过第二连接管21进入到半导体制冷器20的内部进行制冷工作，接着通过循环管26将制冷后的冷却液回流到水箱3的内部，循环泵22和半导体制冷器20持续工作，直至温度传感器24检测的温度值小于或等于plc控制器25的预设值，便于实现冷却液的快速降温，以提升水冷效果；

将滑条10插接固定在滑轨8上，并使用第一顶紧螺母11进行固定，接着再将电路板13固定在滑条10一侧的定位座12上，方便电路板13的快速安装和拆卸，便于电路板13的维修与保养。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。