专利名称：光伏逆变装置的冷却结构以及冷却方式的制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏并网逆变装置技术，具体涉及光伏逆变装置的冷却结构以及一种自冷却方式。
背景技术：
新能源中，太阳能作为一种高效无污染的最具发展前景的可再生能源，已成为当今能源供给中一个重要组成部分，并且光伏效应的太阳能成为可再生能源的主流能源已是发展趋势。光伏逆变器是太阳能光伏发电系统中关键设备。衡量一个光伏逆变器的品质，除一些重要的技术指标外，在特定的逆变损耗和运行发热状态下，最大限度地降低逆变器发热元件的温度是逆变器进步的一项重要技术。目前光伏逆变器冷却技术的难点主要表现在以下几个方面:1、对于小功率(1KW-6KW)的单相光伏逆变器,只依靠传统方式的散热器进行自然散热已无法满足设计要求。特别当功率大于一定功率如3KW时，热稳定后散热器普遍温升很高。因此容易产生安全隐患以及减少电子元器件的寿命。2、如果依靠强制风冷，则会降低逆变器运行的安全可靠性，影响逆变器的运行性能，并会提闻逆变器的制造成本。3、采用散热面积更大的散热器或者用传导系数更好的材料可以改善散热状况，但这会增加逆变器体积，提高逆变器的制造成本和运行成本，于光伏逆变器的普及使用不利。
发明内容
本发明针对现有光伏逆变装置在冷却技术方面所存在的缺陷，而提供一种光伏逆变装置的冷却结构。该冷却结构为低成本、以自然散热为主的多风道冷却结构，并附加了辅助的强迫风冷装置，其可以解决采用传统散热器存在散热降温不足，导致逆变装置因过热而引起故障和设备事故，或使逆变装置寿命减少等问题。为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:光伏逆变装置的冷却结构由前舱、中间通道和后舱组成，该冷却结构包括:散热主风道，所述散热主风道为位于逆变装置前舱和后舱之间的中间贯穿通道，该散热主风道内设置有复数个散热片；散热辅助风道，所述散热辅助风道位于逆变装置后舱内部，包括通风口、风道，所述风道经过变压器、电抗器安装位置，并通过后舱内散热齿间隙与散热主风道上部及排风槽连通，所述通风口开设在后舱两侧，并与风道连通。在上述方案的实例中，所述冷却结构还包括风机，所述风机安装在后舱内散热齿上。进一步的，所述风机倾斜一定角度如30度安装。进一步的，所述散热主风道内的散热片呈上下两部分分布，位于上部的散热片呈纵向等间距排布，并与前舱底板连为一体；位于下部的散热片呈人字形斜向对称排列，并在中间留出气流通道。再进一步的，所述散热片为齿状散热片。作为本发明的第二目的，本发明还提供一种光伏逆变装置的冷却方式，所述冷却方式为多风道自然散热方式，具体方式如下:散热主风道上部的散热片通过对流和辐射方式散发逆变功率器件损耗产生的热量；下部分呈人字形斜向对称排列的散热片从下部两侧及底端引入的气流在中间气道汇集，进而流向上部散热片，将上部散热片对流散发的热量带走并排出机箱；后舱内的散热辅助风道将气流引入散热主风道，进行辅助散热，并将后舱内散热齿散发的热量通过通风口排出机箱。进一步，所述冷却方式还包括由风机进行强迫式散热方式，由风机将发热区域热量经散热主风道上中间的气流通道排出机箱。根据上述方案得到的本发明具有以下特点:(I)主要由冷却舱的中间贯穿气流通道和后舱的辅助气流通道结构提供，借助机箱整个散热体，为逆变装置提供更高效的多风道自然散热。(2)在安装有变压器和电抗器的后舱内，设计了辅助气流通道，增加了辅助气流对后舱及冷却舱上半部分散热片的对流散热。(3)后舱设置冷却风机，必要时可对功率元件的发热区域进行强迫风冷，确保在不利的高温自然环境下逆变装置不因自然散热不足而发生过热。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1为光伏逆变装置机箱外形示意图。图2为机箱冷却舱结构示意图。图3为机箱后舱散热风道示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。参见图1，整个光伏逆变装置的机箱由前舱1、后舱2和冷却舱3组成。其中冷却舱的中间贯穿气流通道与前舱底板14及后舱2为一体，并以此为整体提供逆变装置的散热。本发明提供的光伏逆变装置的冷却结构主要包括散热主风道和散热辅助风道。参见图2，散热主风道位于冷却舱3中，具体为位于逆变装置前舱I和后舱2之间的中间贯穿通道，同时该散热主风道内设置有复数个齿状散热片4、5、6。这些散热片4、5、6散热主风道内分为上下两部分，其中位于上半部分的散热片4呈纵向等间距排布，并前舱底板14为一体。上半部分的散热片4之间的间隙形成排风槽，以便及时将热风排出。下半部分散热片5、6呈人字形斜向对称排列，并在中间留出气流通道15。左右两侧的散热片5、6之间的间隙形成导流槽，使得冷却舱下半部分散热片5、6具有导流汇聚作用，将外部气流引流至中间贯穿气流通道15，汇流后的对流气流流经功率元件7的发热区域，会同从冷却舱底部进入的对流气流，将将发热区域排出的热量从排风槽迅速带走，冷却舱上半部分的散热片和前舱底板。参见图3，散热辅助风道位于逆变装置后舱内部，包括通风口 10、风道16两部分。其中风道16由变压器12、电抗器11安装位置所组成，与后舱底部的进风口 13连通并通过后舱上部的散热齿8间隙与散热主风道连通。同时在后舱两侧设置有通风口 10,可帮助后舱内的散热齿8更好地将热量排出机箱。在上述方案的基础上，本发明还在机箱后舱设置了进行强迫风冷的风机9，使逆变装置可采用多风道自然散热和风机强迫风冷散热两种冷却工作方式。该风机9斜向45度安装在后舱内散热齿8上，开启风机后，迅速将发热区域热量经中间贯穿气流通道排出机箱，达到散热要求。根据上述方案形成的冷却结构，采用多风道自冷却方式，包括自然散热方式和强迫式散热方式两种:1、自然散热参见图2，底板14将逆变功率器件7损耗产生的热量传导至上半部散热片组4，通过对流和辐射方式，上半部散热片组4对底板及逆变功率器件进行降温，散热片组4散发的热量经过散热片4之间的排风槽排出舱外。下半部分散热片5、6呈人字形斜向对称排列，中间具有气流通道15，冷风从下部两侧及底端进入到散热片5、6的导流槽中，由导流槽将冷风汇集到中间的气流通道15中，经由流通道15流向上部竖向散热片4，通过竖向散热片4之间的排风槽将热风排出舱外，力口强上部对流散热降温效果。参见图3，散热辅助风道分自后舱进风口 13至出风口 10和至冷却舱上部散热齿8间排风槽等三路走向。当后舱工作在自然散热方式时，对流气流从进风口 13流入，绕过变压器12和电抗器11的左、右和上端气流通道16，流向后舱上方左右两侧的出风口 10，形成辅助风道进行散热；同时又流向冷却舱上方的排风槽，形成另一辅助风道进行散热，起到辅助加速上部对流散热的效果。逆变装置机箱设计的特定结构提供了大尺寸等值散热面积，使逆变装置内部发热元件的热导出更为有效。同时，多风道引流冷却加强了对流散热，结合逆变装置机箱所提供的整个散热体，使多风道自冷却方式具有显著的散热降温作用。2、强迫式散热在自然环境条件恶劣的情况下时，如逆变装置在高温环境下运行时，自然散热满足不了设计要求，采取强迫式散热方式。风机9按合适的倾角安装至可对后舱和冷却舱上半部分散热片及前舱发热区域底板高效强制风冷的位置，以在起动风机后达到快速冷却降温效果。其中当风机9启动后，冷风从后舱底部流入，经过进风口 13，绕过变压器12、电抗器11侧边和上部形成的风机强迫风道流向竖向散热片，再经冷却舱上方排风槽将热风排出。这样可迅速将发热区域热量经中间贯穿气流通道排出机箱，达到散热要求。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.光伏逆变装置的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构包括: 散热主风道，所述散热主风道为位于逆变装置前舱和后舱之间的中间贯穿通道，该散热主风道内设置有复数个散热片； 散热辅助风道，所述散热辅助风道位于逆变装置后舱内部，包括通风口、风道，所述风道经过变压器、电抗器安装位置，并通过后舱内散热齿间隙与散热主风道上部及排风槽连通，所述通风口开设在后舱两侧，并与风道连通。
2.根据权利要求1所述的光伏逆变装置的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构还包括风机，所述风机安装在后舱内散热齿上。
3.根据权利要求2所述的光伏逆变装置的冷却结构，其特征在于，所述风机倾斜一定角度女装。
4.根据权利要求1所述的光伏逆变装置的冷却结构，其特征在于，所述散热主风道内的散热片呈上下两部分分布，位于上部的散热片呈纵向等间距排布，并与前舱底板连为一体；位于下部的散热片呈人字形斜向对称排列，并在中间留出气流通道。
5.根据权利要求1或4所述的光伏逆变装置的冷却结构，其特征在于，所述散热片为齿状散热片。
6.光伏逆变装置的冷却方式，其特征在于，所述冷却方式为自然散热方式，具体方式如下: 散热主风道上部的散热片通过对流和辐射方式散发逆变功率器件损耗产生的热量；下部分呈人字形斜向对称排列的散热片从下部两侧及底端引入的气流在中间气道汇集，进而流向上部散热片，将上部散热片对流散发的热量带走并排出机箱；后舱内的散热辅助风道将气流引入散热主风道，进行辅助散热，并将后舱内散热齿散发的热量通过通风口排出机箱。
7.根据权利要求6所述的光伏逆变装置的冷却方式，其特征在于，所述冷却方式还包括由风机进行强迫式散热方式，由风机将发热区域热量经散热主风道上中间的气流通道排出机箱。
全文摘要
本发明公开了光伏逆变装置的冷却结构以及冷却方式，其主要由冷却舱的两侧及底部的对流进风道以及后舱的散热风道组成。主风道系位于逆变装置前舱和后舱之间的中间贯穿气流通道。辅助风道位于逆变装置后舱，从进风口分别到出风口和冷却舱排风槽形成辅助散热风道。为在高温环境条件下满足降温冷却要求，采用风扇进行强迫风冷散热。本发明多风道冷却方式可解决传统散热器方式存在的散热降温不足，导致逆变装置因过热而引起故障和设备事故，或使逆变装置寿命减少等问题。
文档编号H02M7/42GK103187893SQ20111045819
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者章伟康, 朋泰彧, 褚君浩 申请人:上海亿福新能源技术有限公司, 章伟康