专利名称：宽叶轮离心风机、散热装置及大功率调功/调压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种宽叶轮离心风机、散热装置及一种调功/调压器，尤其涉及一种内置有外转子电动机的宽叶轮离心风机、包括宽叶轮离心风机的大功率电子电力模块的散热装置以及一种包括该散热装置的大功率调功/调压器。
背景技术：
工业领域尤其是电加热行业中的电压调节主要是通过调功/调压器来实现的，而调功/调压器中的关键部件是大功率电子电力模块，如半导体晶闸管模块、IGBT等，这种大功率电子电力模块工作时通常有一定的热耗散功率，并且随着模块的工作电流的增加其热耗散功率也迅速增加，尤其是当电子电力模块中的电流达到几百甚至上千安培时，如果不对其加以散热，会导致电子电力模块被烧坏，因此大功率电子电力模块的散热就变得非常重要。
实现大功率电子电力模块的散热方法目前有两种，一种是水冷散热，一种是风冷散热。水冷散热方法是通过水冷进行散热的，这样虽然可以解决模块的散热要求，但是水冷散热方法所用的装置安装复杂、设备现场要求高，不利于广泛推广。
风冷散热方法的散热装置包括散热器和轴流风扇，通过增大散热器的质量来增加其热容量，并结合轴流风扇，提高其散热效率。但是，增大散热器的质量，相应的散热片的厚度也增大了，使得通过散热片间隙的风受到的阻力变大，不利于散热，采用该类散热装置的调功/调压器重量大，相应的用于装配调功/调压器的机柜厚度达1m，整体体积大、笨重，不利于运输和安装；并且，轴流风扇吹出的风为旋转风，虽然风量大，但风压很低，使得散热装置散热效率低，满足不了大功率模块的散热要求。当大功率电子电力模块中的电流超过200A时，现有风冷散热装置就不能满足散热要求。此外，也有一些散热装置采用离心风机来增大风压，现有的离心风机排气口排出的风虽然有很大的风压，但是排风量不足。使用这种离心风机的散热装置，通过单纯增加风压来提高散热效率，缺陷是风吹过散热器时摩擦产生的噪声以及风机本身由于转速很高产生的噪音很大，对环境造成一定的影响。另外，现有的离心风机的出风口的宽度太小，给散热装置的整体结构设计带来很大难度。
实用新型内容本实用新型的第一目的在于针对现有技术的不足提供一种宽叶轮离心风机，解决现有离心风机排出的风的风压大、风量小，工作时噪音大的问题，保证离心风机排出的风的风压和风量平衡，不需要很大的风压就能满足散热要求，并进一步降低风机工作时的噪音。
本实用新型的第二目的在于针对现有大功率电子电力模块的散热装置存在的问题提供一种散热装置，满足200A以上的大功率电子电力模块的散热要求。
本实用新型的第三目的在于针对现有技术的不足提出一种大功率调功/调压器，使调功/调压器重量轻、噪音小，便于走线和安装，并进一步使用于装配调功/调压器的机柜能变得更薄，更轻便。
为实现上述第一目的，本实用新型提供了一种宽叶轮离心风机，其包括内置有外转子电机的离心风机，其中，所述离心风机的叶轮宽度为140mm至340mm，增大了离心风机的排风量，在不需要很高风压的情况下，即可满足散热要求，这样转速就可以控制在一定范围内，从而降低了风机工作时的噪音。为了使排出的风的截面面积足够大且各处风压均匀，以及风机美观，将所述离心风机的排气口的宽度设为140mm至340mm，这样也便于大功率模块散热装置的整体结构设计。
为实现上述第二目的，本实用新型提供了一种散热装置，其包括散热器，其中，所述散热器的一端侧设有使冷却气流直线穿过所述散热器的散热片间隙的所述宽叶轮离心风机。
上述散热装置方案中，所述宽叶轮离心风机的蜗壳与所述散热器的散热片位于散热器底座的同侧，以便于在散热器上放置需要散热的模块。为了使散热装置在提高散热效率的同时更加轻便，用增加热交换面积的高密插齿散热器代替通过增加散热片质量增大热容量的散热器，来提高散热效率。
为实现上述第三目的，本实用新型提供了一种调功/调压器，其包括控制电路板以及与该控制电路板连接的大功率电子电力模块，其中，所述大功率电子电力模块固定在所述散热器的底座上。对于有多个大功率电子电力模块的多相调功/调压器，所述大功率电子电力模块均匀分布于所述散热器的底座上。
在上述散热装置方案中，使用宽叶轮离心风机满足了200A以上大功率电子电力模块的散热要求，采用高密插齿散热器也使得散热装置更加轻便，易于安装。
在上述调功/调压器方案中，由于采用上述方案中的散热装置，使得采用此结构的调功/调压器整体轻便，便于安装。将所述控制电路板置于所述大功率电子电力模块之上，保证了调功/调压器装配方便，使得大功率电子电力模块的走线顺畅，并且利于机柜合理布局，以做得更小更薄，减少了机柜占用的空间。在有多个大功率电子电力模块的情况下，将大功率电子电力模块沿着风机排气口的出风方向并排固定在所述散热器的底座上，使得所有大功率电子电力模块同一时刻的散热效果相同，即同步同程度散热。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型宽叶轮离心风机的较佳实施例的结构示意图；
图2为图1中的右视图；图3为图1中宽叶轮离心风机的叶轮宽度设置为260mm时排气口的风量与风压的关系图；图4为本实用新型散热装置的较佳实施例的结构示意图；图5为图4的左视图；图6为本实用新型大功率调功/调压器的较佳实施例的结构示意图；图7为图6中大功率电子电力模块设置的结构示意图；图8为图6中调功/调压器设置“”形壳板的结构示意图；图9为图6中调功/调压器设置“[”形板和“]”形板的结构示意图；图10为图6中调功/调压器安装在机柜中的结构示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型宽叶轮离心风机的较佳实施例的结构示意图，外转子电动机13设置在离心风机1的轴心，结合图2，当叶轮11宽度在140mm至340mm时，风机的转速控制在800转/分至2000转/分，排气口12的排出的风的风量与风压之间就会有一个高效合理的结合，满足散热需求，并且风机此时的噪音很低。图3为图1中宽叶轮离心风机的叶轮宽度设置为220mm时排气口的风量与风压的关系图，图中，纵轴为风压P，横轴为风量Q，A为本实用新型宽叶轮离心风机的风量与风压的关系曲线，B为现有轴流风扇的风量与风压的关系曲线，C为现有离心风机的风量与风压的关系曲线。由图3可以看出，在风量为d值的情况下，轴流风扇的风压过低，传统的离心风机风量又过低，本实用新型风机风压较为合理，同样在风压相同的情况下，本实用新型风机的风量最大，较为理想。此外，蜗壳14的宽度与排气口12的宽度一致，将其宽度设置在260mm，也可以根据叶轮11的宽度将排气口的宽度设置为140mm至340mm，这样排出的风截面面积较大且各处风压均匀，风机整体美观。
图4为本实用新型散热装置的较佳实施例的结构示意图，本实施例采用图1中宽叶轮离心风机的较佳实施例，离心风机1置于散热器2的一端侧，使得排气口12排出的风顺畅地穿过散热片22之间的间隙，并且由于离心风机产生的合理的风压使热量被迅速带出发热区，并且风吹过散热器时的噪音很低。如图5所示，散热器2采用高密插齿散热器，散热片22很薄，置于底座21中，增大散热器2与外界的接触面积，从而也增加了散热面积，提高了散热效率，甚至当大功率电子电力模块中的电流达到上千安培时也能满足其散热要求，而且散热装置质量轻，便于安装和运输。需要说明的是，散热器也可采用其他类型的散热器提高散热效率，由于高密插齿散热器不但能提高散热效率还能减少散热装置的整体重量，因此更为理想。为了更便于放置需要散热的模块如IGBT等，离心风机1的蜗壳14与散热器的散热片22在散热器底座21的同侧。
图6为本实用新型大功率调功/调压器的较佳实施例的结构示意图，散热器2用螺钉6固定在支架上，大功率电子电力模块3通过绝缘柱5固定在散热器2的底座21上，控制电路板4置于大功率电子电力模块的上方，离心风机1的蜗壳14也可以与散热器的散热片22在散热器底座21的同侧，利于调功/调压器走线，如图7所示。对于两相或三相调功/调压器，大功率电子电力模块3沿着离心风机1的排气口12的出风方向并排固定于散热器2的底座21上，大功率电子电力模块3等间隔并排设置，大功率电子电力模块3也可以以“品”形等形状均匀分布在散热器的底座上，只是本实施例中的分布较佳，使得各个模块发出的热量均匀分布，利于有效快速散热，并且各个模块在同一时刻的散热效果相同，即同步同程度散热，不会“厚此薄彼”。大功率电子电力模块横向放置也可以满足散热要求，只是这样会使得散热不均匀。散热器采用质量较轻的高密插齿散热器，方便了安装和运输。
本实施例中，调功/调压器的具体结构或控制电路板的放置也可以如图8和图9所示。
图8为图6中调功/调压器设置“”形壳板的结构示意图。如图8所示，散热器的外围设置有“”形壳板61，“”形壳板61将散热器包裹其中，使得穿过散热片的风能够集中散热，避免风的散失导致的散热效率降低。“”形壳板61的顶部设有支撑板63，用来放置控制电路板4，使得在机柜中安装调功/调压器时能更节省空间。
图9为图6中调功/调压器设置“[”形板和“]”形板的结构示意图。如图9所示，也可以在散热器的底座上设置“[”形板65和“]”形板66，并在“[”形板65和“]”形板66的顶部放置一平板64，将控制电路板4固定在该平板64上，使得在机柜中安装调功/调压器时能更节省空间。只是，由于散热器的散热片及其间隙敞露于外界，会有风量和风压的损失，因此图8所示的方式较佳。
如图10所示，将具有图7所示结构的调功/调压器7设置于机柜8中的支架81上，由于调功/调压器的整体重量较轻，安装起来也比较容易，而且机柜8的厚度可以减薄到0.46m，使得机柜更加轻巧美观。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种宽叶轮离心风机，包括内置有外转子电机的离心风机，其特征在于，所述离心风机的叶轮宽度为140mm至340mm。
2.根据权利要求1所述的宽叶轮离心风机，其特征在于，所述离心风机的排气口的宽度为140mm至340mm。
3.一种基于上述权利要求1或2所述宽叶轮离心风机的散热装置，包括散热器，其特征在于，所述散热器的一端侧设有使冷却气流直线穿过所述散热器的散热片间隙的所述宽叶轮离心风机。
4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述宽叶轮离心风机的蜗壳与所述散热器的散热片位于所述散热器的底座的同侧。
5.根据权利要求3或4所述的散热装置，其特征在于，所述散热器为高密插齿散热器。
6.一种基于权利要求3-5任意一项所述散热装置制成的调功/调压器，包括控制电路板以及与该控制电路板连接的大功率电子电力模块，其特征在于，所述大功率电子电力模块固定在所述散热器的底座上。
7.根据权利要求6所述的调功/调压器，其特征在于，所述大功率电子电力模块有多个，均匀分布于所述散热器的底座上。
8.根据权利要求6或7所述的调功/调压器，其特征在于，所述散热器的外围还设有“”形壳板；该“”形壳板的顶部设有用于固定所述控制电路板的支撑板。
9.根据权利要求6或7所述的调功/调压器，其特征在于，所述散热器的底座上还设有“[”形板和“]”形板，该“[”形板和“]”形板的顶部安装有控制电路板。
专利摘要本实用新型涉及一种宽叶轮离心风机、散热装置及大功率调功/调压器。宽叶轮离心风机包括内置有外转子电机，其中，所述离心风机的叶轮宽度为140mm至340mm，使离心风机的排气口的排风量和风压有一个高效合理的结合，同时降低了噪音，适应了大功率电子电力散热装置的需求。散热装置包括散热器，其中，所述散热器的一端侧设有使冷却气流直线穿过所述散热器的散热片间隙的所述宽叶轮离心风机，大大提高了散热效率。调功/调压器包括控制电路板以及与该控制电路板连接的大功率电子电力模块，其中，所述大功率电子电力模块固定在所述散热器的底座上，该结构使得调功/调压器更加轻便，易于安装。
文档编号H02M1/00GK2878750SQ20062000425
公开日2007年3月14日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者姜守仁 申请人:北京金曼顿科技发展有限公司