用于变换和整流多相电压的设备的制作方法

本发明涉及能量转换设备，并且更具体地涉及用于变换和整流多相电压的设备。

本发明更具体地涉及一种用于变换和整流电压的设备，该设备被安装在飞机上并且被本领域技术人员称为变压器整流器单元(首字母缩略词为tru)。

背景技术：

图1和2示意性地描绘了用于变换和整流三相电压的设备1。

该设备1包括：整流电路，该整流电路包括整流二极管9和散热辐射器8；以及三相变压器3，该三相变压器3包括磁路4和三个绕组5、6和7。整个组件被安装在设置有底板p的壳体2中。

散热辐射器8被设置有散热片10并且消散由二极管9产生的热量。

设备1还包括风扇11，该风扇11被附接至壳体2的包括前开口的一个面2a。该风扇能够产生流入壳体2的冷却气流，以使得一些气流流过冷却散热器8的散热片10之间的冷却回路，以便特别地使二极管9冷却。

然而，尽管该设备提供了优点，但是该设备的部件并未完全令人满意地冷却，并且仍存在进一步减小所述设备的重量和体积的需要。

因此，本发明的目的是在不增加设备的体积或重量的情况下改进根据现有技术的用于变换和整流多相电压的设备的冷却。

技术实现要素：

鉴于上述情况，本发明提出了一种用于变换和整流多相电压的设备，所述设备包括：具有空心中心区的多相(特别地三相)变压器、被连接到所述变压器的电压整流电路以及风扇。

所述电压整流电路包括至少三个散热单元，它们形成具有空心中心区的正多边形截面的直棱柱。变压器、电压整流电路和风扇被定位成使得由风扇产生的至少一些气流流过整流器的空心中心区，以便浸没变压器。

根据另一个特征，风扇、整流电路和变压器的准线轴与同一轴线平行、或甚至与同一轴线对齐，以使得气流由整流电路引导。

有利地，变压器的外围面和整流电路的外围面位于平行的平面内，或甚至位于共面的平面内。

优选地，第一扩散器被放置在风扇和整流电路之间，该扩散器的第一端邻接风扇，并且该扩散器的第二端与整流电路接触，该扩散器的第一端和第二端的截面分别与风扇和整流电路的截面基本上相同，以便将气流引导到整流电路中。

优选地，该风扇包括用于吹送气流的有效区和不用于吹送所述气流的死区，该设备还包括引导装置，其尺寸基本上等于死区的尺寸，以便朝向死区周围的整流电路导引气流。

根据另一个特征，该变压器和整流器设备还包括第二扩散器，其被布置在变压器周围，以便围绕变压器引导不流过整流器的空心中心区并且不流过变压器的空心中心区的至少一些气流。

根据另一个特征，至少一个散热单元包括：散热辐射器，其一个面包括特别地被布置在整流电路的空心中心区中的散热片；以及整流二极管，其被布置在与包括散热片的面相对的面上。

有利地，多相变压器包括磁路，磁路形成具有正多边形截面的直棱柱，特别地基于三角形的直棱柱、基于星形的直棱柱或基于六边形的直棱柱。

优选地，磁路包括穿过一个或多个线圈的多个磁性元件，每个磁性元件都形成基本上穿过直棱柱的边缘的闭环。

有利地，磁性元件的数量是三的倍数。

根据第一实施例，用于变换和整流多相电压的设备还包括气流出口孔，所述气流出口孔布置成使得由风扇产生的气流在通过所述孔离开之前流过整流电路和变压器。

根据另一方面，提出的是一种飞机，其包括至少一个诸如上面所述的用于变换和整流多相电压的设备、以及结合所述设备的壳体。

附图说明

通过阅读以下描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得显而易见，所述描述仅通过非限制性示例并参考附图来给出，在附图中：

已经提到的图1和图2示意性地示出了根据现有技术的用于变换和整流多相电压的设备；

图3、4、5和5a示出了根据本发明的用于变换和整流多相电压的设备的第一实施例；

图6示出了根据本发明的用于变换和整流多相电压的设备的第二实施例；

图7示出了根据本发明的结合在壳体内的设备的另一个实施例；

图8示出了多相变压器的第二实施例；

图9示出了多相变压器的第三实施例；

图10示出了包括用于变换和整流多相电压的设备的飞机。

具体实施方式

参照示出了用于变换和整流多相电压的设备15的第一实施例的图3、4和5。该设备被放置在壳体16中，所述壳体16的尺寸与根据现有技术的壳体2的尺寸相同或小于根据现有技术的壳体2的尺寸。

设备15包括：多相变压器17，其包括空心中心区；以及三相电压整流电路18，其电连接到变压器。

在下文中，变压器17是还包括空心中心区22的三相变压器。

根据第一优选实施例，三相变压器17包括形成具有正多边形截面的直棱柱的磁路。多边形截面的直棱柱的面的数量是三的倍数。如图所示，磁路可以包括基于三角形的直棱柱。

磁路包括穿过一个或多个线圈的多个磁性元件，每个磁性元件都形成基本上穿过棱柱的边缘的闭合回路。

磁性元件的数量是三的倍数。

电压整流电路18是基于二极管d而形成的。作为变体，整流器功能可以借助于晶体管或晶闸管或借助于其他半导体部件来实现。

如图所示，整流电路包括整流模块，每个整流模块都包括安装在散热单元上的整流器元件(在这里是四个二极管)的桥。整流电路包括例如相同的散热单元18a、18b和18c，它们被布置成形成多边形截面的直棱柱，其中所述直棱柱包括冷却气流流过的空心中心区23。

如图4和5所示，整流电路包括三个散热单元18a、18b和18c，它们布置成形成包括空心中心区23的直棱柱、特别是具有等边三角形截面的直棱柱。

作为变体，在图5a的实施例中，三相电压整流电路32包括六个相同的散热单元32a、32b、32c、32d、32e和32f，它们被布置成形成正六边形截面的直棱柱。设备15包括整流电路32，所述整流电路32包括空心中心区33，其外形基本上是六边形的并且其内部形状基本上是圆形的。

每个单元18a、18b和18c都包括分布在散热辐射器的与整流二极管d相对的面上的散热片25。每个单元可以具有相同数量的整流二极管。

每个散热片25导引来自散热器的一些热量。散热片25各自都面向由风扇20产生的气流，以达到被冷却的目的。换句话说，散热片25布置在整流电路18的空心中心区23中。

根据另一个实施例(未示出)，整流二极管d被布置在空心中心区23内部，并且散热器24的散热片25被布置在与空心中心区相对的面上。

散热片25可以被均匀地分布在散热器24上，以便增加热交换面积。

散热片可以通过挤压和机械加工来获得。

每个散热片的轮廓可以是等腰梯形，其最小的底边是自由的/不受约束的，因此便于挤压操作。

作为变体，每个散热片的轮廓是矩形或波纹状。

风扇20被附接到壳体16的第一侧16a，优选地被附接到壳体16的外侧。在用于安装风扇20的区中，壳体被设置有轴向开口o，该轴向开口o优选地与变压器17和整流回路18同轴，以使得由风扇产生的气流进入壳体16。

在相对侧16b上，壳体包括空气出口孔16c，它们被布置并且共同地确定尺寸，以使得由风扇20产生的气流在通过孔16c离开壳体之前穿过整流回路18和变压器17。

引导气流的第一扩散器21可以被附接到壳体的侧面16a上的内表面，以使得气流被引导到壳体中。

第一扩散器21可以包括用于校正气流的翅片(未示出)。

第一扩散器21被放置在风扇20和整流电路18之间，该扩散器的第一端21a邻接风扇20，并且第二端21b与整流电路18接触。

第一扩散器的第一端21a的截面基本上与风扇的截面相同，并且第一扩散器的第二端21b的截面基本上与整流电路的截面相同，以便将气流引导到整流电路中。

由风扇20产生的至少一些、或甚至大部分、或全部气流被引导至整流电路18。在图3至图5的实施例中，借助于扩散器21，整个气流被引导至整流电路18。然而，壳体16可以没有扩散器21。

变压器17、电压整流电路18和风扇20被定位成使得由风扇产生的至少一些气流流过整流器的空心中心区23，以便浸没/包围变压器，从风扇20产生的气流流过变压器的中心区并围绕变压器(箭头f)。

风扇20、整流电路18和变压器17的准线轴基本平行于同一个轴(a)或甚至与同一个轴(a)对齐，以使得气流由整流电路来引导。

变压器17和整流电路18具有位于平行平面或基本共面的平面内的外围面，诸如面170和180。术语“外围面”应被理解为意指不面向空心区并且所述空心区不会穿过的面。

风扇20的准线轴基本上与风扇的旋转轴线对齐。

风扇20、整流电路和变压器17的准线轴与空心区的准线轴共线。所述准线轴基本上与所述风扇的旋转轴线对齐。

根据可以在图5中看到的另一个实施例，设备15被附加地设有一偏转装置26。

风扇20包括用于吹送气流的有效区和不用于吹送所述气流的死区。

偏转装置26的尺寸基本上等于死区的尺寸，并且偏转装置26沿轴向位于该死区中，以便朝向有效区导引气流。

因此，迫使气流穿过更靠近散热装置的散热片25的空心中心区。

如图所示，偏转装置26可以是圆柱形的，或者它可以与散热片的三角形形状匹配并且在其端部处成形/具有特定的轮廓。

如图所示，在这里该(偏转)装置可以附接到风扇的死区。作为变体，它也可以通过散热片连接到扩散器21，以便校正来自风扇的、易于形成涡流的流动。

根据图6中所示的另一个实施例，设备15可以包括第二扩散器27，该第二扩散器27被布置成围绕变压器，以便围绕变压器引导不会流过整流器的空心中心区22的那部分气流。

在图7的实施例中，壳体30(其在其它方面与上述实施例及其变体相同)包括第二风扇31，其能够抽出从风扇20产生的空气。

第二风扇31被附接到在壳体的侧面30b上，该侧面30b与壳体30的其上安装了第一风扇20的侧面30a相对。

在该侧30b上，壳体包括开口，以使得由第一风扇20产生的气流被第二风扇31从壳体30中抽出。

可以用如图3的第一实施例中所示的空气出口孔来代替该开口。

第二风扇31可以位于壳体30的内部或外部。

对示出了变压器17的实施例的图8和9进行参考。

图8示意性地示出了包括磁路的变压器17的第二实施例，磁路形成基于六边形的直棱柱。

变压器17的绕组36被布置在六边形的边缘上。

在图9的实施例中，磁路形成基于星形的直棱柱，这里其具有三个分支，在每个分支上都布置有变压器17的绕组37。

有利地，所述实施例的变压器17中的每一个的重量都轻于根据现有技术的、结合在用于变换和整流三相电压的设备中的变压器。

因此，对于相同的电气特性，根据本发明的设备的重量比现有技术中已知的用于变换和整流三相电压的设备轻。

如图10所示，这样的设备可以有利地结合在飞机100上。

风扇的特性(主要是气流速率)、变压器的空心中心区和整流电路的空心中心区的大小被确定成：使得对于通过该设备变换的给定电功率来说，变压器和整流二极管所产生的热量的热耗散足以使壳体中的每个部件保持低于其最大工作温度的温度。

通过释放壳体内的空间，棱柱形的三相变压器的使用以及变压器、整流电路、扩散器和风扇的布置改善了气流的运动。

因此，降低了热点和冷点之间的温度差异，改善了壳体内部的部件的冷却，并且改善了满足空间和重量约束与用于冷却布置在壳体内的部件的能力之间的权衡。