一种励磁功率柜的冷却系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种励磁功率柜的冷却系统，涉及发电机领域，用于给励磁功率柜散热，所述励磁功率柜包括多个晶闸管，该冷却系统包括：导热系统和换热系统，导热系统包括主进水管、主出水管和多根支水管，所述每个晶闸管上均贴合有水冷散热器，所述水冷散热器通过支水管连接于所述主进水管和主出水管之间；换热系统位于所述励磁功率柜外，所述换热系统包括换热器，所述换热器两端分别与主进水管和主出水管相连，且所述主出水管和换热器之间还串联有水泵。本发明的冷却系统能够将励磁功率柜产生的热量快速导出。
【专利说明】
一种励磁功率柜的冷却系统
技术领域
[0001]本发明涉及发电机领域，具体涉及一种励磁功率柜的冷却系统。
【背景技术】
[0002]励磁功率柜是发电机励磁系统中的重要组成部件，励磁功率柜主要是将三相交流电源转换为直流电源，为发电机的励磁绕组提供励磁电流，励磁功率柜的核心元件是晶闸管，在电源由交流转换为直流的过程中，晶闸管会产生大量热量，且产生的热量随着励磁功率柜整个工作功率的增大而增加，若晶闸管产生的热量不能及时排除，将影响励磁功率柜的正常运行，甚至烧坏整个励磁功率柜。
[0003]励磁功率柜常用的散热方式是采用风冷法，即采用大功率的抽风机，使励磁功率柜内、外的空气形成对流，排出柜内的热空气，将柜外的冷空气吸进柜内，从而将晶闸管产生的热量排至励磁功率柜外，达到散热的目的。但采用风冷法有两个突出的缺陷:一是晶闸管产生的热量大部分积存于晶闸管内部，采用风冷的方式无法快速地将晶闸管内部的热量传导至晶闸管外部，因而整个散热效果较差;二是采用大功率的抽风机，使励磁功率柜内、外的空气形成对流时，空气在经过励磁功率柜时，空气中的粉尘会吸附在励磁功率柜内元器件的表面，降低柜内元器件的绝缘性能，引发安全事故。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种励磁功率柜的冷却系统，能够将励磁功率柜产生的热量快速导出。
[0005]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:提供一种励磁功率柜的冷却系统，用于给励磁功率柜散热，所述励磁功率柜包括多个晶闸管，该冷却系统包括:
[0006]导热系统，其包括主进水管、主出水管和多根支水管，所述每个晶闸管上均贴合有水冷散热器，所述水冷散热器通过支水管连接于所述主进水管和主出水管之间；
[0007]换热系统，其位于所述励磁功率柜外，所述换热系统包括换热器，所述换热器两端分别与主进水管和主出水管相连，且所述主出水管和换热器之间还串联有水栗。
[0008]在上述技术方案的基础上，所述晶闸管为6个，且6个晶闸管呈横向2个，纵向3个的阵列排布，所述每个晶闸管上贴合的水冷散热器为两个，且两个水冷散热器分别位于所述晶闸管的左右两侧，所述水冷散热器上设有进水口和出水口。
[0009]在上述技术方案的基础上，纵向排布的晶闸管上外侧的水冷散热器间通过所述支水管串联，且左侧3个晶闸管中底部晶闸管外侧的水冷散热器的进水口与主进水管相连，左侦U个晶闸管中顶部晶闸管外侧的水冷散热器的出水口与主出水管相连。
[0010]在上述技术方案的基础上，右侧3个晶闸管中底部晶闸管外侧的水冷散热器的出水口与主出水管相连，右侧3个晶闸管中顶部晶闸管外侧的水冷散热器的入水口与主入水管相连。
[0011]在上述技术方案的基础上，横向排布的2个晶闸管上内侧的水冷散热器间通过所述支水管串联，且底部2个晶闸管中，左侧晶闸管内侧的水冷散热器的出水口与主出水管相连，右侧晶闸管内侧的水冷散热器的入水口与主入水管相连，顶部2个晶闸管中，左侧晶闸管内侧的水冷散热器的入水口与主入水管相连，右侧晶闸管内侧的水冷散热器的出水口与主出水管相连，中部的2个晶闸管上内侧的水冷散热器串联在所述主进水管与主出水管之间。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述换热系统还包括位于所述主出水管和水栗之间的缓冲水箱，所述缓冲水箱用于维持所述主进水管和主出水管中水压的恒定，所述缓冲水箱上设有液位计和液位开关。
[0013]在上述技术方案的基础上，所述换热系统还包括一综合控制器，所述综合控制器分别与所述水冷散热器、水栗和缓冲水箱电连接。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述换热器和缓冲水箱之间还串联有一去离子水罐，且所述去离子水罐与水栗间并联，所述去离子水罐中设有树脂，所述树脂用于吸附主出水管的水中含有的导电离子。
[0015]在上述技术方案的基础上，所述水栗为两台，且两台水栗并联设置，所述水栗上设有球阀和止回阀。
[0016]在上述技术方案的基础上，所述主进水管和主出水管上均设有压力表。
[0017]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0018](I)在晶闸管上贴合设置水冷散热器，并利用水的高比热容性，通过管道，使纯水在水冷散热器中循环流动，从而带走晶闸管产生的热量，达到对晶闸管快速散热的目的，且散热效果显著，能够极大地降低晶闸管的温度，有效保证励磁功率柜内各元器件的稳定运行。
[0019](2)晶闸管的左右两侧均设置有水冷散热器，进一步提高晶闸管的散热效果，同时为了简化水管在励磁功率柜中的走向布置，通过改变水管的纯水的流向，使晶闸管两侧的水冷散热器在散热能力上为一强一弱的配置，这样即优化了励磁功率柜内水管的布局结构，同时也顾及了对晶闸管的散热效果，使得整个导热系统在结构和散热性能上达到一种均衡的状态。
[0020](3)本发明的冷却系统中还设有去离子水罐，用以除去水管的纯水中可能混有的导电离子，有效保证整个冷却系统的绝缘性。
【附图说明】
[0021]图1为本发明一种励磁功率柜的冷却系统的导热系统的示意图；
[0022]图2为本发明一种励磁功率柜的冷却系统的换热系统的不意图。
[0023]图中:1-晶闸管，2-主进水管，3-主出水管，4-支水管，5-水冷散热器，6-换热器，7-水栗，8-缓冲水箱，9-综合控制器，10-去离子水罐，11-压力表。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0025]本发明提供一种励磁功率柜的冷却系统，用于给励磁功率柜散热，励磁功率柜内包括多个晶闸管I，励磁功率柜一般有6个晶闸管I，且6个晶闸管I呈横向2个，纵向3个的阵列排布，晶闸管I工作时会产生大量的热量，且晶闸管I是励磁功率柜内产生热量的主要元件，因此本发明的冷却系统主要用于给晶闸管I散热。
[0026]参见图1所示，本发明的冷却系统包括导热系统，导热系统包括主进水管2、主出水管3和多根支水管4，水管里的水为纯水，每个晶闸管I上均贴合有水冷散热器5，一般贴合两个水冷散热器5，两个水冷散热器5分别位于晶闸管I的左右两侧，水冷散热器5上设有进水口和出水口，水冷散热器5通过支水管4连接于主进水管2和主出水管3之间。主进水管2、主出水管3、支水管4和水冷散热器5间具体的连接方式为:按照进水口连出水口或出水口连进水口的连接方式，纵向排布的3个晶闸管I上外侧的水冷散热器5间通过支水管4串联，且左侧3个晶闸管I中底部晶闸管I外侧的水冷散热器5的进水口与主进水管2相连，左侧3个晶闸管I中顶部晶闸管I外侧的水冷散热器5的出水口与主出水管3相连，右侧3个晶闸管I中底部晶闸管I外侧的水冷散热器5的出水口与主出水管3相连，右侦彳3个晶闸管I中顶部晶闸管I夕卜侧的水冷散热器5的入水口与主入水管相连，横向排布的2个晶闸管I上内侧的水冷散热器5间通过支水管4串联，且底部2个晶闸管I中，左侧晶闸管I内侧的水冷散热器5的出水口与主出水管3相连，右侧晶闸管I内侧的水冷散热器5的入水口与主入水管相连，顶部2个晶闸管I中，左侧晶闸管I内侧的水冷散热器5的入水口与主入水管相连，右侧晶闸管I内侧的水冷散热器5的出水口与主出水管3相连，中部的2个晶闸管I上内侧的水冷散热器5串联在主进水管2与主出水管3之间。
[0027]参见图2所不，本发明的冷却系统还包括换热系统，换热系统设置在励磁功率柜夕卜，换热系统包括换热器6，换热器6两端分别与主进水管2和主出水管3相连，且主出水管3和换热器6之间还串联有水栗7。晶闸管I工作时产生的热量传导至贴合设置在晶闸管I上的水冷散热器5，将水冷散热器5中的纯水升温，在水栗7的驱动下，升温后的纯水经过支水管4流向主出水管3，然后经过水栗7流至换热器6中，在换热器6的作用下，纯水中的热量被排至空气中，纯水的温度降低，然后纯水经过主入水管和支水管4，再次流进晶闸管I上的水冷散热器5中，纯水循环流动，将晶闸管I产生的热量带到励磁功率柜外，达到对励磁功率柜散热冷却的目的。
[0028]纯水的比热容较大，且是热的良导体，因而整个冷却系统的散热效果极佳，且散热迅速，能够快速地将晶闸管I冷却，有效保证励磁功率柜内各元器件的正常运行。同时，采用导热系统中各水管与水冷散热器5间的连接方式，即主进水管2、主出水管3、支水管4和水冷散热器5间的连接方式，左侧的3个晶闸管I上外侧的水冷散热器5之间为串联的关系，且水管中纯水的流向为由下至上，越往上水管中纯水的水温会逐渐升高，因此由下至上，左侧3个晶闸管I外侧的水冷散热器5的散热能力逐渐减小，同理可得，根据水管中纯水的流向，由下至上，右侧3个晶闸管I外侧的水冷散热器5的散热能力逐渐增强，因而对比可得:底部2个晶闸管I上外侧的水冷散热器5的散热能力，左边的强于右边；中部2个晶闸管I上外侧的水冷散热器5的散热能力相同；顶部2个晶闸管I上外侧的水冷散热器5的散热能力，右边的强于左边的。为了平衡各个外侧水冷散热器5散热能力的差异，因而底部横向2个晶闸管I上内侧串联的水冷散热器5，水管中的纯水的流向为由右至左，故底部横向2个晶闸管I上内侧的水冷散热器5的散热能力，右边的强于左边的;顶部横向2个晶闸管I上内侧串联的水冷散热器5，水管中的纯水的流向为由左至右，故顶部横向2个晶闸管I上内侧的水冷散热器5的散热能力，左边的强于右边的；中部横向2个晶闸管I上外侧的水冷散热器5的散热能力相同，故中部横向2个晶闸管I上内侧的水冷散热器5，通过与入水管和主出水管3连接方式的改变，水管中纯水的流向可以由左至右，也可以由右至左。因而通过上述各水管与水冷散热器5间的连接方式，使得各个晶闸管I的被散热效果达到一种均衡的状态，同时该连接方式的水管布局，在结构上较为简单，使得整个导热系统在结构和散热性能上达到一种均衡的状
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[0029]换热系统还包括位于主出水管3和水栗7之间的缓冲水箱8，缓冲水箱8上设有液位计和液位开关，缓冲水箱8具有集气、自动充排气和缓冲的功能，且通过液位计可以观察缓冲水箱8里的水位，当缓冲水箱8中的水位过低时，通过液位开关给水管中补水，保证主进水管2和主出水管3中充满水，有效保证主进水管2和主出水管3中水压的恒定，主进水管2和主出水管3上均设有压力表11，用以实时监测主进水管2和主出水管3中的水压。换热器6和缓冲水箱8之间还串联有一去离子水罐10，去离子水罐10与水栗7间并联，去离子水罐10中设有混合型的树脂，整个水管中的纯水在循环流动时，一部分的纯水会经过去离子水罐10，从而树脂吸附主出水管3的纯水中含有的导电离子，维持整个冷却系统中纯水的电导率。还可以在主出水管3上设置一电导率仪，用以监测整个冷却系统中纯水的电导率。为了加快整个冷却系统中纯水的循环速度，还可以采用两台并联设置的水栗7，对水管中的纯水进行驱动，水栗7上设有球阀和止回阀，以方便水栗7的检修。
[0030]换热系统还包括一综合控制器9，综合控制器9分别与水冷散热器5、水栗7和缓冲水箱8电连接，在综合控制器9的控制下，水冷散热器5、水栗7和缓冲水箱8间配合运行，使得水管中的纯水循环流动，将晶闸管I产生的热量带到励磁功率柜外，同时也保证水管中水压的恒定。
[0031]本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种励磁功率柜的冷却系统，用于给励磁功率柜散热，所述励磁功率柜包括多个晶闸管(I)，其特征在于，该冷却系统包括: 导热系统，其包括主进水管(2)、主出水管(3)和多根支水管(4)，所述每个晶闸管(I)上均贴合有水冷散热器(5)，所述水冷散热器(5)通过支水管(4)连接于所述主进水管(2)和主出水管(3)之间； 换热系统，其位于所述励磁功率柜外，所述换热系统包括换热器(6)，所述换热器(6)两端分别与主进水管(2)和主出水管(3)相连，且所述主出水管(3)和换热器(6)之间还串联有水栗(7)。2.如权利要求1所述的一种励磁功率柜的冷却系统，其特征在于:所述晶闸管(I)为6个，且6个晶闸管(I)呈横向2个，纵向3个的阵列排布，所述每个晶闸管(I)上贴合的水冷散热器(5)为两个，且两个水冷散热器(5)分别位于所述晶闸管(I)的左右两侧，所述水冷散热器(5)上设有进水口和出水口。3.如权利要求2所述的一种励磁功率柜的冷却系统，其特征在于:纵向排布的晶闸管(I)上外侧的水冷散热器(5)间通过所述支水管(4)串联，且左侧3个晶闸管(I)中底部晶闸管(I)外侧的水冷散热器(5)的进水口与主进水管(2)相连，左侧3个晶闸管(I)中顶部晶闸管(I)外侧的水冷散热器(5)的出水口与主出水管(3)相连。4.如权利要求3所述的一种励磁功率柜的冷却系统，其特征在于:右侧3个晶闸管(I)中底部晶闸管(I)外侧的水冷散热器(5)的出水口与主出水管(3)相连，右侧3个晶闸管(I)中顶部晶闸管(I)外侧的水冷散热器(5)的入水口与主入水管相连。5.如权利要求4所述的一种励磁功率柜的冷却系统，其特征在于:横向排布的2个晶闸管(I)上内侧的水冷散热器(5)间通过所述支水管(4)串联，且底部2个晶闸管(I)中，左侧晶闸管(I)内侧的水冷散热器(5)的出水口与主出水管(3)相连，右侧晶闸管(I)内侧的水冷散热器(5)的入水口与主入水管相连，顶部2个晶闸管(I)中，左侧晶闸管(I)内侧的水冷散热器(5)的入水口与主入水管相连，右侧晶闸管(I)内侧的水冷散热器(5)的出水口与主出水管(3)相连，中部的2个晶闸管(I)上内侧的水冷散热器(5)串联在所述主进水管(2)与主出水管(3)之间。6.如权利要求1所述的一种励磁功率柜的冷却系统，其特征在于:所述换热系统还包括位于所述主出水管(3)和水栗(7)之间的缓冲水箱(8)，所述缓冲水箱(8)用于维持所述主进水管(2)和主出水管(3)中水压的恒定，所述缓冲水箱(8)上设有液位计和液位开关。7.如权利要求6所述的一种励磁功率柜的冷却系统，其特征在于:所述换热系统还包括一综合控制器(9)，所述综合控制器(9)分别与所述水冷散热器(5)、水栗(7)和缓冲水箱(8)电连接。8.如权利要求1所述的一种励磁功率柜的冷却系统，其特征在于:所述换热器(6)和缓冲水箱(8)之间还串联有一去离子水罐(10)，且所述去离子水罐(10)与水栗(7)间并联，所述去离子水罐(10)中设有树脂，所述树脂用于吸附主出水管(3)的水中含有的导电离子。9.如权利要求1所述的一种励磁功率柜的冷却系统，其特征在于:所述水栗(7)为两台，且两台水栗(7)并联设置，所述水栗(7)上设有球阀和止回阀。10.如权利要求1所述的一种励磁功率柜的冷却系统，其特征在于:所述主进水管(2)和主出水管(3)上均设有压力表(11)。
【文档编号】H05K7/20GK106061204SQ201610482665
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】苏军, 牛德敏, 金秀丽
【申请人】武汉洪山电工科技有限公司