变频器专用水冷散热器和变频器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于变频器技术领域，具体涉及一种变频器专用水冷散热器。
【背景技术】
[0002]变频器(Variable-frequency Drive，VFD)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
[0003]变频器工作时一般会产生一定热量，产生的热量会影响变频器的正常工作，为了使变频器的工作更加稳定，常常需要对变频器进行降温处理；而且随着大功率变流技术的飞速发展，对变频器功率模块散热的要求越来越高。
[0004]目前散热方法应用较多的有风冷、水冷和热管冷却。水冷散热也有多种形式，通常将所有需要冷却的功率模块安装在一个或多个铝制冷却模块上，冷却模块内部通入纯净去离子冷却水，通过水流将热量带走；或者将冷却模块做成平板，功率模块安装在冷却基板面上，基板内部或者背面镶嵌蛇形(亦称为S形)冷却水管，水管内通入纯净冷却水，将功率模块通过基板传导的热量带走。
[0005]上述水冷散热器存在以下缺点:
[0006]一、需要纯净水甚至去离子纯净水进行冷却，造价较高；
[0007]二、通常要采取双循环通过水-水热交换器与外界进行热传递，受水管密度限制，管径不可能太大，一方面影响散热能力，另一方面影响抗震能力；
[0008]三、对于恶劣环境(如野外钻探、矿山采掘、海洋作业等)适应能力差。
[0009]例如，中国专利CN201328069Y公开了一种平板形式的水冷散热器，用于防爆变频器，它在散热基板上直接加工了水道，采用铜垫加盖板密封。该散热器在煤矿井下工作时，就地使用井下冷却水，水质较硬，极易在水道内形成水垢，维护去垢比较困难且不彻底，严重影响散热基板的热传导能力；同时散热基板作为隔爆壳体的一部分，机械强度和刚度由于水道而大大降低，严重影响防爆变频器的隔爆性能；另外铜垫不适宜高压密封，极易引起漏水现象。
【实用新型内容】
[0010]为了克服现有技术的缺点，本实用新型的发明目的在于提供一种变频器专用水冷散热器，热交换效果好、散热能力强，可以直接驳接现场的工业用自来水，利于维护保养。
[0011]本实用新型技术方案提供了一种变频器专用水冷散热器，包括散热基板、水道板、密封元件和连接元件，其中所述散热基板一面用于安装功率模块，另一面用于安装所述水道板，所述水道板包括进水口、出水口和水道，所述散热基板和所述水道板均为平板状，两者由所述连接元件连接，形成冷却水水流通道，并采用所述密封元件密封，用于防止冷却水从所述散热基板和所述水道板的安装结合面外泄。
[0012]优选地，所述连接元件为紧固螺栓，所述散热基板具有多组螺孔，所述水道板具有与所述散热基板的所述螺孔相对应的螺栓安装孔。
[0013]优选地，所述散热基板的材料为铜板或者铝合金板，所述水道板的材料为钢板。
[0014]优选地，所述密封元件为O型密封橡胶圈，设置在外圈的所述紧固螺栓的内侧。
[0015]优选地，所述O型密封橡胶圈还设置在内圈的所述紧固螺栓的外侧。
[0016]优选地，所述进水口和所述出水口从所述水道板的背面或侧面通过水管接头与外供水路相连。
[0017]优选地，所述水道的横截面为扁长方形。
[0018]优选地，所述水道为S形或并列直线形。
[0019]优选地，所述水道与所述功率模块的安装位置相对应。
[0020]优选地，散热器用冷却水为工业用自来水。
[0021]优选地，被冷却的所述功率模块为阻性、容性或感性负载元器件，或半导体功率器件。
[0022]优选地，所述半导体功率器件为IGBT、可控硅或二极管。
[0023]本实用新型技术方案还提供了一种变频器，包括所述的散热器，所述散热器的散热基板具有安装孔，用于直接安装在所述变频器机柜中需要冷却的位置。
[0024]本实用新型技术方案还提供了一种变频器，包括所述的散热器，还包括功率部件和隔爆箱体，所述散热器的散热基板两面中的任意一面作为隔爆面与所述隔爆箱体的法兰隔爆面接合安装。
[0025]由此，本实用新型提供的变频器专用水冷散热器及变频器，克服了现有技术的缺点，具有以下优点:
[0026]一、该水冷散热器结构简单，易于装配，密封效果好，散热能力高，适用于大功率变流器散热冷却；
[0027]二、对冷却水要求不高，可以直接驳接现场的工业用自来水；
[0028]三、由于直接使用工业自来水冷却，无噪音，环境污染小；
[0029]四、由于水道与功率模块分置在散热基板的两侧，有利于电水分离，提高变频器的运行安全性；
[0030]五、散热基板背面为整版平面，也是围成冷却水水流通道的一面，与冷却水直接接触，且接触面大，热交换效果好，散热能力强；加工工艺简单，成本低；利于维护保养，拆卸水道板，即可对水道进行抛光去垢；
[0031]六、散热基板背面不加工任何水槽和密封槽，增加了基板机械强度，当其用作防爆产品的隔爆箱外壁时，具有很好的隔爆效果，满足相关安全要求；
[0032]七、水道板结构简单，无特殊要求，利于经济加工，降低成本。
[0033]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
【附图说明】
[0034]为了更好地描述本实用新型的实施例，绘制了以下附图。应当理解的是，附图仅是以示例的方式示出了本实用新型的优选实施例，而不应将附图解释为对本实用新型的限制，其中:
[0035]图1为本实用新型提供的一实施例的散热器结构示意图；
[0036]图2为图1的横向剖视图；
[0037]图3为图1的纵向剖视图；
[0038]图4为图2的局部放大图；
[0039]图5为本实用新型提供的另一实施例的水道示意图；
[0040]图6为本实用新型提供的一种防爆变频器的示意图。
[0041]附图标记对照表:
[0042]1-散热基板；2-出水口；3-水道板；
[0043]4-功率模块；5-密封元件；6-进水口；
[0044]7-水道；8-连接元件；21-散热器；
[0045]22-法兰隔爆面；23-功率部件；24-隔爆箱体。
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图和实施例，对本实用新型进行具体描述。应当理解的是:在下文的描述中，“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等术语仅用于表示参照附图所指示的方向；而“第一”、“第二”、“第三”等术语用于描述多个组成部分，但是这些组成部分之间不存在先后顺序，这些术语仅仅是为了将一个组成部分与另一组成部分区分。
[0047]本实用新型提供的变频器柜，电水分离，布局合理、紧凑，易于维护，可有效地解决变频器柜的结构设计中遇到的一系列问题，保证变频器运行的安全性、稳定性和可靠性。
[0048]图1?4示出了本实用新型提供的一实施例的变频器专用水冷散热器结构。如图所示，本实用新型水冷散热器由散热基板1、水道板3和密封元件5组成；散热基板I和水道板3采用连接元件8联接，连接元件8优选为螺栓，并采用密封元件5密封。
[0049]散热基板I呈平板状，两面分别加工有若干组螺孔，一面用于安装功率模块4等发热元件，另一面用于安装水道板3 ;其材料优选为铜板或者铝合金板，其功能就是将功率模块4工作时发出的热量通过自身传导给水道中的冷却水。
[0050]水道板3也呈平板状，其材料优选为钢板，抗腐蚀性能优于散热基板I。水