专利名称:应用于有源补偿装置的水冷系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于有源补偿装置的水冷系统，它包括：多个水冷散热器，每个水冷散热器对应单元柜内的每个IGBT器件，并且设置在相对应的IGBT器件上；分支进水管，每个单元柜对应一个分支进水管，并且水冷散热器的进水端通过进水软管与分支进水管相连通；分支出水管，每个单元柜对应一个分支出水管，并且水冷散热器的出水端通过出水软管与分支出水管相连通；循环冷却水管路，所述的分支进水管与循环冷却水管路的出水口相连通，所述的分支出水管与循环冷却水管路的进水口相连通。本实用新型能够大大降低IGBT器件因过热带来的功率降低，可靠性降低的现象，实现了IGBT器件的高效化和高功率密度化。
【专利说明】应用于有源补偿装置的水冷系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于有源补偿装置的水冷系统，适用于多机并联的有源滤波装置。
【背景技术】
[0002]目前，随着近几年来国家对电力系统电能质量要求的逐步提高，国家对电力系统谐波的治理需求越来越广泛，要求也越来越高。同时随着电力电子设备(特别是变频器与整流装置)的发展与推广，用电环境也比以往更加多变复杂。传统的无源滤波装置已经远远不能满足实际需求，有源补偿装置(Active Power Filter，APF)作为谐波治理领域中最先进的技术，其市场也随之呈现出很大的增长，从实际应用效果上讲，APF无论是实际补偿效果还是抗干扰的能力都远远高于PPF产品。但是在现阶段，由于电解槽、氧化槽、焊接、锻造等大功率用电设备的实际需要，大电流APF应用也越来越广泛，IGBT等功率器件的散热日益受到广泛关注。由于低压大电流APF正常工作时，受到直流侧电压、输出电流和载波频率的限制，其逆变单元发热量较高，IGBT高效率的应用和散热成为了 APF发展的一个重要技术关键环节，水冷系统也愈发常见于电力电子设备之中，但是针对多台大电流设备同时并机使用的水冷式冷却系统却未有涉及。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种应用于有源补偿装置的水冷系统，它能够大大降低IGBT器件因过热带来的功率降低，可靠性降低的现象，实现了 IGBT器件的高效化和高功率密度化。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是:一种应用于有源补偿装置的水冷系统，它包括:
[0005]多个水冷散热器，每个水冷散热器对应单元柜内的每个IGBT器件，并且设置在相对应的IGBT器件上；
[0006]分支进水管，每个单元柜对应一个分支进水管，并且水冷散热器的进水端通过进水软管与分支进水管相连通；
[0007]分支出水管，每个单元柜对应一个分支出水管，并且水冷散热器的出水端通过出水软管与分支出水管相连通；
[0008]循环冷却水管路，所述的分支进水管与循环冷却水管路的出水口相连通，所述的分支出水管与循环冷却水管路的进水口相连通。
[0009]进一步提供了一种循环冷却水管路的具体结构，循环冷却水管路具有进水总管、出水总管、主循环泵和换热器，出水总管与主循环泵的进水口相连通，主循环泵的出水口与换热器的进水口相连通，换热器的出水口与进水总管相连通。
[0010]进一步，进水总管和主循环泵的进水口之间连通有脱气罐。
[0011]进一步为了手动控制个单元柜内冷却水流量，所述的分支进水管与循环冷却水管路的出水口的连接处设置有进水球阀，所述的分支出水管与循环冷却水管路的进水口的连接处设置有出水球阀。
[0012]进一步为了根据温度自动调节冷却水流通量，从而控制进出水流量，该应用于有源补偿装置的水冷系统还包括控制系统，所述的循环冷却水管路中设置有流量阀门，单元柜内设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端与控制系统的信号输入端相连接以便温度传感器用于采集相应的单元柜内的温度参数并将其传递给控制系统，控制系统的信号输出端与流量阀门相控制连接以便控制系统根据相应的温度参数控制流量阀门的流通量。
[0013]进一步为了实现对进水总管内水温的自动调节功能，根据不同功率、不同季节，对换热器内的散热执行元件，如风扇等进行转速控制，从而调节进水管水温，达到最佳的冷却效果，该应用于有源补偿装置的水冷系统还包括控制系统，所述的进水总管内设置有水温传感器，水温传感器的信号输出端与控制系统的信号输入端相连接，控制系统的信号输出端与换热器相控制连接。
[0014]采用了上述技术方案后，利用循环冷却水管路将冷却水在整个水冷管道中流通，冷却水水流经过水冷散热器，从而通过流动的冷却水带走IGBT部件上所产生的热量，在产品运行过程中其中某个或某几个单元柜发生故障，可以独立断开水路，对其故障点进行单独维修，不会对其他单元柜正常工作产生影响，这样就能够大大降低IGBT器件因过热带来的功率降低，可靠性降低的现象，实现了 IGBT器件的高效化和高功率密度化；另外，各单元柜内有独立的球阀，可根据不同容量和不同输出的条件下，对各单元柜冷却水流量进行手动调节，从而降低无效的水循环总量，降低水冷系统的整体功耗。进出水软管的作用在于更好地融合水管和散热器单元，便于安装、维护。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的应用于有源补偿装置的水冷系统的每个单元柜内的立体图；
[0016]图2为循环冷却水管路的管路连接图；
[0017]图3为IGBT器件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
[0019]如图1?3所示，一种应用于有源补偿装置的水冷系统，它包括:
[0020]多个水冷散热器I，每个水冷散热器I对应单元柜内的每个IGBT器件2，并且设置在相对应的IGBT器件2上；
[0021]分支进水管41，每个单元柜对应一个分支进水管41，并且水冷散热器I的进水端通过进水软管31与分支进水管41相连通；
[0022]分支出水管42，每个单元柜对应一个分支出水管42，并且水冷散热器I的出水端通过出水软管32与分支出水管42相连通；
[0023]循环冷却水管路，分支进水管41与循环冷却水管路的出水口相连通，分支出水管42与循环冷却水管路的进水口相连通。
[0024]如图2所示，循环冷却水管路具有进水总管5、出水总管6、主循环泵8和换热器9，出水总管5与主循环泵8的进水口相连通，主循环泵8的出水口与换热器9的进水口相连通，换热器9的出水口与进水总管5相连通。
[0025]如图2所示，进水总管5和主循环泵8的进水口之间连通有脱气罐10。
[0026]如图1所示，分支进水管41与循环冷却水管路的出水口的连接处设置有进水球阀71，所述的分支出水管42与循环冷却水管路的进水口的连接处设置有出水球阀72。
[0027]该应用于有源补偿装置的水冷系统还包括控制系统，循环冷却水管路中设置有流量阀门11，单元柜内设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端与控制系统的信号输入端相连接以便温度传感器用于采集相应的单元柜内的温度参数并将其传递给控制系统，控制系统的信号输出端与流量阀门11相控制连接以便控制系统根据相应的温度参数控制流量阀门11的流通量。
[0028]该应用于有源补偿装置的水冷系统还包括控制系统，进水总管5内设置有水温传感器，水温传感器的信号输出端与控制系统的信号输入端相连接，控制系统的信号输出端与换热器9相控制连接。
[0029]如图3所示，实用新型的单元柜内散热器设计结合了 IGB器件2块内部晶体管的分布和热仿真高温点分布等信息，管路设计更加合理和高效，既能很好地保证散热的可靠性，又能保证温度采集的有效性。
[0030]本实用新型的工作原理如下:
[0031]利用循环冷却水管路将冷却水在整个水冷管道中流通，冷却水水流经过水冷散热器1，从而通过流动的冷却水带走IGBT部件2上所产生的热量，在产品运行过程中其中某个或某几个单元柜发生故障，可以独立断开水路，对其故障点进行单独维修，不会对其他单元柜正常工作产生影响，这样就能够大大降低IGBT器件2因过热带来的功率降低，可靠性降低的现象，实现了 IGBT器件2的高效化和高功率密度化；另外，各单元柜内有独立的球阀，可根据不同容量和不同输出的条件下，对各单元柜冷却水流量进行手动调节，从而降低无效的水循环总量，降低水冷系统的整体功耗。进出水软管的作用在于更好地融合水管和散热器单元，便于安装、维护。
[0032]以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种应用于有源补偿装置的水冷系统，其特征在于，它包括: 多个水冷散热器(I)，每个水冷散热器(I)对应单元柜内的每个IGBT器件(2)，并且设置在相对应的IGBT器件⑵上； 分支进水管(41)，每个单元柜对应一个分支进水管(41)，并且水冷散热器(I)的进水端通过进水软管(31)与分支进水管(41)相连通； 分支出水管(42)，每个单元柜对应一个分支出水管(42)，并且水冷散热器(I)的出水端通过出水软管(32)与分支出水管(42)相连通； 循环冷却水管路，所述的分支进水管(41)与循环冷却水管路的出水口相连通，所述的分支出水管(42)与循环冷却水管路的进水口相连通。2.根据权利要求1所述的应用于有源补偿装置的水冷系统，其特征在于:所述的循环冷却水管路具有进水总管(5)、出水总管￠)、主循环泵(8)和换热器(9)，出水总管(5)与主循环泵⑶的进水口相连通，主循环泵⑶的出水口与换热器(9)的进水口相连通，换热器(9)的出水口与进水总管(5)相连通。3.根据权利要求2所述的应用于有源补偿装置的水冷系统，其特征在于:所述的进水总管(5)和主循环泵(8)的进水口之间连通有脱气罐(10)。4.根据权利要求1或2或3所述的应用于有源补偿装置的水冷系统，其特征在于:所述的分支进水管(41)与循环冷却水管路的出水口的连接处设置有进水球阀(71)，所述的分支出水管(42)与循环冷却水管路的进水口的连接处设置有出水球阀(72)。5.根据权利要求1或2或3所述的应用于有源补偿装置的水冷系统，其特征在于:还包括控制系统，所述的循环冷却水管路中设置有流量阀门(11)，单元柜内设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端与控制系统的信号输入端相连接以便温度传感器用于采集相应的单元柜内的温度参数并将其传递给控制系统，控制系统的信号输出端与流量阀门(11)相控制连接以便控制系统根据相应的温度参数控制流量阀门(11)的流通量。6.根据权利要求2或3所述的应用于有源补偿装置的水冷系统，其特征在于:还包括控制系统，所述的进水总管(5)内设置有水温传感器，水温传感器的信号输出端与控制系统的信号输入端相连接，控制系统的信号输出端与换热器(9)相控制连接。
【文档编号】H05K7-20GK204271645SQ201420721027
【发明者】孟令展, 张伟, 钱章桥, 是菡君 [申请人]北京博旺天成科技发展有限公司, 江苏博力电气科技有限公司