专利名称：变压器的冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对配置在框体内的变压器进行冷却的变压器的冷却装置。
背景技术：
在半导体电力变换装置中，将冷却构成主电路的半导体单元、主电路变压器等的发热设备的部分、以及冷却以对热比较弱的由控制印刷电路板的电气设备构成的控制单元的部分分别在三个盘(框体)中分开进行收纳。特别地，收纳发热量多的主电路变压器的盘(框体)采用至少在正面设有吸气口，并用顶扇排气的强制换气方式(例如参照专利文献I)。在该专利文献I记载的现有例中，公开了将框体内分隔成上部空间和下部空间的变压器盘。在该变压器盘，设有变压器侧绝缘板、框体侧绝缘支承部件、以及吸气整流板，所述变压器侧绝缘板成为框体内部空间分隔部件，其阻止由冷却风扇产生的冷却风在上部空间和 下部空间相互流通。进而，公开了以下构成在该变压器盘，将由冷却风扇旋转在框体内产生的冷却风导向包围变压器的线圈的外周部的筒状绝缘物内，对变压器的线圈进行冷却。另外，作为另一种冷却方式，提出了强制通风型变压器箱，从箱体下部的分隔板立起设置有在内侧游嵌变压器的线圈整体的导风筒，使得从分隔板的下侧的吸气口吸入内部的冷却空气在导风筒的内侧和线圈间上升，在大致相同冷却条件下冷却一次侧的线圈和二次侧的线圈，减少温度上升的差(例如参照专利文献2)。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开2009-76825号公报专利文献2日本特开2000-232022号公报
发明内容
在此，在上述专利文献I和专利文献2记载的现有例中，为强制换气方式，其仅仅从收纳变压器的框体的正面侧取入空气，使得取入到框体内的冷却风通过变压器周围，利用配置在上方的冷却风扇向外部排气。但是，在上述专利文献I和专利文献2记载的现有例中，都将从框体的正面取入的冷却风导向到变压器周围，因此，需要送风扇、包围变压器的线圈的外周部的筒状绝缘物和游嵌线圈的导风筒、将冷却风导向上述筒状绝缘部和导风筒的下部的导风机构。因此，存在构成复杂且框体大型化的未解决课题。另外，在专利文献I和专利文献2记载的现有例中，将冷却风通道仅仅限制在变压器周围，因此，空气阻力变大，冷却风扇风量降低，存在冷却效率降低的未解决课题。进而，在上述专利文献I记载的现有例中，在二次线圈周围设有筒状绝缘物，因此，必须变更变压器本身的设计，引起成本大幅度上升，存在作为干式变压器不能说是合适的未解决课题。于是，本发明着眼于上述现有例的未解决的课题，本发明的目的在于，提供能以简单构成有效地冷却变压器的变压器的冷却装置。
为了实现上述目的，本发明第一方式涉及的变压器的冷却装置形成有收纳变压器的框体和第一分隔板，该第一分隔板在该框体内将上述变压器的周围分隔成前后，在该变压器的背面侧形成第一通风道。并且，在该冷却装置形成有排气用顶扇，与上述第一通风道相对，配置在上述框体的上面；和冷却风吸气口，其形成在上述框体正面的与上述变压器的基部相对的位置。另外，在该冷却装置设有第二分隔板，其将上述冷却风吸气口上下分害I]，且在上述变压器的基部侧将其周围上下分隔，并至少具有与上述变压器的绕组部相对的开口部。并且，形成有从上述冷却风吸气口通过上述第二分隔板的下部的第二通风道，并通过上述变压器的绕组部，再通过上述第一通风道到达上述排气用顶扇的冷却风通道；和从上述冷却风吸气口通过变压器的绕组部之间的间隙到达上述第一通风道的冷却风通道。根据该结构，能形成从冷却风吸气口通过上述第二分隔板的下部的第二通风道，通过上述变压器的绕组部，再通过上述第一通风道到达上述排气用顶扇的冷却风通道；和从上述冷却风吸气口通过变压器的绕组部之间的间隙到达上述第一通风道的冷却风通道。由此，能使得冷却风通过变压器的绕组部内以及周围，能提高变压器的冷却效率。另外，没 有必要将冷却风通道限制为不必要的狭小，因此，即使冷却风扇的风量降低也能抑制冷却效率降低。另外，本发明第二方式涉及的变压器的冷却装置设有第三分隔板，该第三分隔板在上述变压器的上部侧将其周围上下分隔，并至少设有与上述变压器的绕组部相对向的开口部。根据该结构，能在变压器的下部侧用第二分隔板将冷却风导入变压器的绕组部的周围，在变压器的上部侧用第三分隔板从变压器的绕组部的周围吸引冷却风，能效率良好地将冷却风导向到变压器周围。另外，本发明第三方式涉及的变压器的冷却装置的上述第一分隔板包括上部分隔板部和侧面分隔板部，所述上部分隔板部具有弯折部，该弯折部与该变压器的上面之间隔开间隙，配设在上述变压器的上面和框体的上面之间，所述侧面分隔板部从该上部分隔板部的两侧部通过上述变压器的侧面延伸到上述框体的后面侧和下面侧。根据该结构，由分隔变压器的前后的第一分隔板的上部分隔板部和侧面分隔板部覆盖变压器周围，能将框体分割为前后，在变压器的背面侧，形成与该变压器的宽度对应的宽度的第一通风道。由此，从冷却风吸气口吸进的冷却风通过变压器的绕组部的间隙，能进一步提高变压器的冷却效率。另外，本发明第四方式涉及的变压器的冷却装置的上述排气用顶扇以风扇中心轴线相比于所述变压器的绕组部的前后方向的中心位置位于背面侧，并且开口部的前端缘成为所述变压器的前端缘附近的方式进行配置。根据该结构，用排气用顶扇能确实排出通过变压器的绕组部到达背面侧的冷却风。另外，本发明第五方式涉及的变压器的冷却装置的特征在于，上述排气用顶扇沿着宽度方向排列设置多台。根据该结构，能用多台排气用顶扇排出通过变压器的绕组的冷却风，能提高冷却风的风量，提高变压器的冷却效率。
下面说明本发明的效果。根据本发明，通过仅仅设置至少具有与上述变压器的绕组部相对的开口部的第二分隔板的简单结构，能得到以下效果。根据本发明的结构，能形成有从冷却风吸气口通过上述第二分隔板的下部的第二通风道，并通过上述变压器的绕组部，再通过上述第一通风道到上述排气用顶扇的冷却风通道；和从上述冷却风吸气口通过变压器的绕组部之间的间隙到上述第一通风道的冷却风通道。由此，能使得冷却风无死角地通过变压器的绕组部的内部和周围，能得到提高变压器的冷却效率的效果。而且，没有冷却风通道狭小的限制，因此，冷却风扇的风量不会降低，能有效地冷却变压器。
图I是表示本发明一实施方式的主视图。 图2是图I的卸下前面板的主视图。图3是图2的A-A线的截面图。图4是图2的B-B线的截面图。图5是图4的C-C线的截面图。图6是表示本发明变形例的与图4相同的截面图。符号说明I 框体Ia前面板Ib后面板Ic上面板Id底面板Ie左侧面板If右侧面板2主电路变压器2a 基部2b 上部3开闭门4a、4b冷却风吸气口6第一分隔板6a上部分隔板部6b 6e侧部分隔板部7第一通风道8a、8b排气用顶扇10第二分隔板11 开口部12第二通风道13第三分隔板14 开口部。
具体实施例方式下面，参照
本发明实施方式。图I 图5是表不本发明第一实施方式的图。图中，I为框体(盘)，该框体I由前面板la、后面板lb、上面板lc、底面板IcU左侧面板le、以及右侧面板If形成为长方体形状。在该框体I内的大致中央部以使得三相的绕组部Lu、LvjP Lw沿宽度方向排列的状态收纳有三相的主电路变压器2。主电路变压器2连接在例如具有半导体开关元件的逆变电路等的电力变换装置的三相输出和负载之间。该主电路变压器2的基部2a的底面固定在框体I的底面板Id。在此，各绕组部Lu Lw分别如图5所示，具有中心侧的一次绕组LI和保持所定间隔配设在该一次绕组LI周围的二次绕组L2。 框体I的前面板Ia在上下二层沿着宽度方向设有二列开闭门3U、3L，在下层的开闭门3L的与主电路变压器2的绕组部Lu、Lv和Lw的中间部对应的基部2a对应的位置，形成有冷却风吸气口 4a和4b。上述冷却风吸气口 4a和4b各自用网状部件5遮覆。另外，以包围框体I内部的主电路变压器2的前后方向的中央部的周围的方式，配置有第一分隔板6，该第一分隔板6对框体I的前后进行分隔。该分隔板6通过上部分隔板部6a和与其连接的侧部分隔板部6b和6c形成为俯视时呈包围主电路变压器2的前后方向的中央部的U字形状。上部分隔板部6a包括中央板部6d、弯折板部6e和前板部6f，所述中央板部6d的下端与框体I的前后方向的中间位置的主电路变压器2的上部具有规定间隙gl地相对，并延伸到框体I的左侧面板Ie和右侧面板If，所述弯折板部6e在该中央板部6d上方向前方弯折延伸，所述前板部6f从该弯折板部6e前端向上方到达框体I的上面板lc。另外，侧部分隔板部6b和6c的内侧面形成为从上部分隔板部6a的左右两端相对于主电路变压器2的左右端部隔开规定间隙向下方延伸，且到达左侧面板Ie和右侧面板If的宽度。并且，由第一分隔板6的上部分隔板部6a、侧部分隔板部6b、6c、和主电路变压器2的背面侧形成第一通风道7。另外，在框体I的上面板Ic的与第一通风道7相对的位置，配设有二个排气用顶扇8a、8b。上述排气用顶扇8a、8b各自如图4所示,风扇中心轴线Lf比主电路变压器2的前后方向的中央位置稍稍靠近背面侧，以前端缘接近主电路变压器2的前端缘的方式，配设在上面板Ic。 另外，在框体I中的主电路变压器2的基部2a侧，配设有第二分隔板10，其在上下方向以例如下侧面积较小的的方式分隔冷却风吸气口 4a和4b，且将主电路变压器2的基部2a上下分隔。如图3所示，该第二分隔板10形成有开口部11，当透视主电路变压器2的各绕组部Lu Lw的二次绕组L2的外周面时，该开口部11相对于上述外周面隔开极小间隙地相对。因此，在第二分隔板10的下面侧形成第二通风道12。另外，在框体I内的主电路变压器2的上部2b侧，配设上下分隔主电路变压器2的上部2b的第三分隔板13。该第三分隔板13也如图3所示，形成有开口部14，当透视主电路变压器2的各绕组部Lu Lw的二次绕组L2的外周面时，该开口部14相对于上述外周面隔开极小间隙地相对。
下面，说明上述第一实施方式的动作。排气用顶扇8a和Sb配置在用分隔板6包围的主电路变压器2的背面侧的第一通风道7的上方。并且，该第一通风道7通过第一分隔板6的上部分隔板部6a和主电路变压器2的上端部之间的间隙gl、主电路变压器2的各绕组部Lu Lw的中间部的间隙g2、第二分隔板10的与主电路变压器2的基部2a的间隙g3、主电路变压器2的各绕组部Lu Lw的内部的一次绕组LI和二次绕组L2之间的空间g4、和第三分隔板13的与主电路变压器2的上部2b之间的间隙g5，与配设在框体I的前面板Ia的冷却风吸气口 4a和4b连接。因此，通过驱动排气用顶扇8a和Sb旋转，能将外部空气作为冷却风从冷却风吸气口 4a和4b取入框体I内。如图4所示，被取入到框体I内的冷却风通过第二分隔板10被上下分流，下方侧的冷却风通过第二分隔板10的下方的第二通风道12流向主电路变压器2的下侧的基部2a 侦U。并且，从开口部11向着上方主要通过主电路变压器2的各绕组部Lu Lw的一次绕组LI和二次绕组L2之间的空间g4，流向上方。此后，通过第三分隔板13的开口部14和上部2b之间的间隙g5，漏到上方。漏到该上方的冷却风在第一分隔板6的前方侧，通过第一分隔板6的上部分隔板部6a与主电路变压器2的上面之间的间隙gl，到达第一通风道7。另夕卜，漏到该上方的冷却风在第一分隔板6的后方侧，直接到达第一通风道7，由排气用顶扇8a和8b排出到外部。另一方面，由于主电路变压器2的左侧缘与框体I左侧面板Ie和If之间被第一分隔板6的侧部分隔板部6b和6c闭塞。因此,从冷却风吸气口 4a和4b的第二分隔板10的上面侧吸入的冷却风通过主电路变压器2的各绕组部Lu Lw的前面，经由各绕组部Lu Lw之间的间隙g2到达第一分隔板6的背面侧的第一通风道7，由排气用顶扇8a和Sb排出到外部。因此，主电路变压器2的各绕组部Lu、Lv和Lw利用通过其内部的一次绕组LI和二次绕组L2之间的空间部的冷却风、和通过各绕组部Lu、Lv, Lw的前面侧并通过各绕组部Lu、Lv, Lw之间的间隙的冷却风，在内部和表面侧两方被冷却。由此，能有效地对作为主电路变压器2的发热部的各绕组部Lu Lw进行强制冷却。而且，冷却风吸气口 4a和4b与排气用顶扇8a和Sb之间的冷却风通道形成多条，能增大冷却风的通道面积。因此，排气用顶扇8a、8b的风量不会降低，能有效地强制冷却主电路变压器2。进而，上述作用效果仅仅通过在框体I内设置第一分隔板6、第二分隔板10和第三分隔板13即可实现，能使得整体构成简单化，抑制框体I大型化，且能抑制制造成本上升。由此，主电路变压器2能进行以强制风冷为前提的设定，能够实现小型化。另外，仅仅从设在框体I的正面侧的冷却风吸气口 4a和4b吸进冷却风，因此，没有必要在框体I的背面侧设置吸气口。另外，由于仅仅从设在框体I的正面侧的冷却风吸气口 4a和4b吸进冷却风，所以没有必要在框体I的背面侧设置吸气用空间，因此能配置使得框体I的背面侧与壁等接触。因此，能实现收纳主电路变压器2的框体I的小型化和设置空间的缩小化。在上述第一实施形态中，对设有第三分隔板13的情况进行了说明，但是，本发明并不局限于此。即，如图6所示，也可以采用省略第三分隔板13的结构。即，由第二分隔板10导入主电路变压器2内部的一次绕组LI与二次绕组L2之间的空间部的冷却风虽然多少流向主电路变压器2的背面侧的第一通风道7，但不会大量减少。另外，该冷却风对于来自主电路变压器2的内部的冷却，不会带来很大影响，且利用流过主电路变压器2的背面侧的第一通风道7的冷却风，冷却各绕组部Lu Lw的背面侧。因此，整体冷却效率不会产生大的变化。
在上述实施形态中，对在框体I的正面侧形成二个冷却风吸气口 4a和4b的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，可以形成横长的一个、或三个以上的冷却风吸气口。在上述实施形态中，对作为变压器使用主电路变压器的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，对于将任意的变压器收纳在框体I的情况也可以适用本发明。
权利要求
1.一种变压器的冷却装置，其特征在于，包括 收纳变压器的框体； 第一分隔板，其在该框体内将所述变压器的周围分隔成前后，在该变压器的背面侧形成第一通风道； 排气用顶扇，其与所述第一通风道相对，并配置在所述框体的上面； 冷却风吸气口，其形成在所述框体正面的与所述变压器的基部相对的位置；和 第二分隔板，其上下分割所述冷却风吸气口，且在所述变压器的基部侧将其周围上下分隔，并至少设有与所述变压器的绕组部相对的开口部， 该变压器的冷却装置形成有从所述冷却风吸气口通过所述第二分隔板的下部的第二通风道，并通过所述变压器的绕组部，再通过所述第一通风道到达所述排气用顶扇的冷却风通道；和从所述冷却风吸气口通过变压器的绕组部之间的间隙到达所述第一通风道的冷却风通道。
2.如权利要求I所述的变压器的冷却装置，其特征在于 具有第三分隔板，该第三分隔板在所述变压器的上部侧将其周围上下分隔，并至少具有与所述变压器的绕组部相对的开口部。
3.如权利要求I所述的变压器的冷却装置，其特征在于 所述第一分隔板包括上部分隔板部和侧面分隔板部，所述上部分隔板部具有弯折部，该弯折部与该变压器的上面之间隔开间隙，配设在所述变压器的上面和框体的上面之间，所述侧面分隔板部从该上部分隔板部的两侧部通过所述变压器的侧面延伸到所述框体的后面侧和下面侧。
4.如权利要求I 3中任一项所述的变压器的冷却装置，其特征在于 所述排气用顶扇以风扇中心轴线相比于所述变压器的绕组部的前后方向的中心位置位于背面侧，并且开口部的前端缘为所述变压器的前端缘附近的方式进行配置。
5.如权利要求4所述的变压器的冷却装置，其特征在于 所述排气用顶扇沿着宽度方向排列设置多台。
全文摘要
本发明提供能以简单构成有效地冷却变压器的变压器的冷却装置。本发明的变压器的冷却装置包括收纳变压器(2)的框体(1)；第一分隔板(6)，在该框体内将变压器的周围分隔成前后，在该变压器的背面侧形成第一通风道(7)；排气用顶扇(8a、8b)，其与第一通风道相对，并配置在框体的上面；冷却风吸气口(4a、4b)，形成在框体正面的与变压器的基部(2a)相对的位置；和第二分隔板(10)，将冷却风吸气口上下分割，且在变压器的基部侧将其周围上下分隔。形成有从冷却风吸气口通过第二分隔板的下部的第二通风道，并通过变压器的绕组部，再通过第一通风道到达排气用顶扇的冷却风通道；和从冷却风吸气口通过变压器的绕组部之间的间隙到达第一通风道的冷却风通道。
文档编号H01F27/08GK102832015SQ20121018018
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月1日 优先权日2011年6月14日
发明者前田哲也, 城市洋, 丰嶋达矢 申请人:富士电机株式会社