专利名称：一种用于高压电力电子装置的密闭功率柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于高压电力电子装置的密闭功率柜，属于电气自动化设备 技术领域。
技术背景 高压电力电子装置是一种高电压的变流装置，往往包含多个功率(电路)单元，每 个功率(电路)单元都包含有功率器件和散热器。目前的高电压变流装置，一般都用价格 适中的较低电压的功率器件，通过不同的主电路拓扑方案，解决了高电压的变流问题，因而 成为高压变频装置(MVD)，高压静止同步补偿装置(STATC0M或SVG)，TCR, DVR等高压电力 电子装置普遍采用的设计思路。业界把这些变流的功率器件所在的柜体也叫功率柜.这些装置都是连续运行的高压电气设备，其中的功率柜内，高电压，大电流，而且 都是弱电元器件与强电元器件近距离安装，极容易造成干扰，元器件数量也很多，使装置的 理论可靠性因此受到很大影响，因此特别需要好的运行环境来弥补。但由于运行过程中功 率(电路)单元中的功率器件会产生热量，这些热量产生的温升和常见的散热通风却不利 于营造功率柜内部元器件的良好运行环境，因此合理的散热设计和相关的结构设计一直是 这些装置功率柜设计中的一项重要工作。尽管市场上低压的电力电子产品(如低压变频器等)也都是直接风冷方式，但由 于总的元件数量小，因此其本身的理论可靠性就比高压电力电子产品高数倍甚至十倍以 上。上述高压装置的功率(电路)单元一般用铝合金散热器或热管散热器来散热，因 此风冷是目前最常用的冷却方式。目前常见的功率柜体结构方案都是电力设备行业习惯使 用的普通高压柜体形式其变流的功率部分都由多个功率(电路)单元布置在一个或多个 功率柜内，每个功率柜内有多个功率(电路)单元。功率柜的顶部或后部装有风机，用于把 功率柜内的这些功率(电路)单元运行中产生的热量，通过风道送到室外。而进风多从柜 体的前部进入。这种空气直接冷却方案下，室外的空气长期连续直接进入柜内，容易带入粉 尘，腐蚀性气体以及水雾，盐雾，非常不利于装置的长期稳定运行(对柜内电路板的腐蚀和 高压绝缘的影响)。市场上所见到为此设计的多种柜体用的进风口滤网，对运行维护要求很高，用户 使用很麻烦，另外也不能从根本上解决问题。这种柜体结构下的直接空冷散热方式，使装置 运行在海洋等盐雾环境，工矿等粉尘环境，工厂等空气污染环境，北方等低温地区以及南方 等湿热地区时的长期稳定运行面临巨大挑战。还有一种方案，是利用空气-水热交换的原理，将上述功率柜出来的热风，通过类 似家用取暖片原理的空水热交换器(管道内是水泵驱动的流动的普通自来水)，由水管内 的水把热量带走。这种冷却方式下，能够把该装置的建筑物密闭，建筑物内外没有空气交 换，使该装置运行于较好的密闭的空气环境中。但由于必须使用自来水和水池以及相应的 水泵系统，这种方式的推广使用受到了很多局限。实际上也很少用户会使用这种方案，结果还是大量使用前述的空气直接冷却的方案。电力电子产品，如节能产品高压变频器(MVD)以及显著改善电能质量的高压静止 同步补偿装置(STATC0M或叫SVG)的大量使用，迫切需要有冷却效果好，制造，安装，维护， 简单易行，又能够防范粉尘，盐雾，水雾，低温等不利环境的影响，能够确保装置连续稳定运 行的功率柜结构设计方案。
发明内容本实用新型的目的是提出一种用于高压电力电子装置的密闭功率柜，能够适用于 高压变频装置(MVD)，高压静止同步补偿装置(STATC0M或叫SVG)等高压电力电子装置，并 使其冷却效果好，制造、安装、维护等简单易行，又能够防范粉尘，盐雾，水雾，低温等不利环 境的影响，确保装置连续稳定运行。本实用新型提出的用于高压电力电子装置的密闭功率柜，包括外壳、进风口、出风 口、进风管道、出风管道、散热风机和散热器组件；所述的出风口和散热风机置于壳体顶部， 出风口与散热风机相连通；所述的进风口有1个或多个，位于壳体底部；所述的进风管道布 于壳体内，进风管道与进风口相连通，进风管道上设有出风小孔；所述的出风管道与进风管 道相互间隔，出风管道与壳体顶部的出风口相连通，出风管道上设有进风小孔；所述的散热 器组件安装在出风管道与进风管道之间。上述密闭功率柜中，散热器组件之间可以设有高压绝缘板，用以隔离高电压。本实用新型提出的用于高压电力电子装置的密闭功率柜，能够将高压电力电子装 置的电力电子元件与外界空气隔离开来，又将功率(电路)单元的散热器组件上的发热通 过简易的直接风冷方式带到了柜外。功率柜外的空气将不与功率柜内元件区域的空气交 换，这样，功率柜内的电子元器件能够免受粉尘、盐雾、水雾、低温等不利环境的影响，形成 一个有利于装置连续稳定运行的环境。因此本实用新型的密闭功率柜可以适用于海洋等盐 雾环境、工矿等粉尘环境，工厂等空气污染环境，北方等低温地区以及南方等湿热地区。如 果需要营造更好的条件，只需要配合散热风机的适当调速，并配置较小功率的普通空调，便 可以实现柜内的更好的温度和湿度指标。本实用新型提出的密闭功率柜，能够适用于高压 变频装置(MVD)，高压静止同步补偿装置(STATC0M或叫SVG)等高压电力电子装置的密闭功 率柜体，而且冷却效果好，现场安装快捷，制造维护简单易行。
图1是本实用新型提出的高压电力电子装置密闭功率柜的立体图。图2是图1所示闭功率柜的剖视图。图3是图2的A-A剖示图。图4是图2的B-B剖示图。图1-图4中，1是壳体，2是进风口，3是出风口，4是进风管道，5是出风管道，7是 散热风机，8是散热器组件，10是高压绝缘板。
具体实施方式
本实用新型提出的用于高压电力电子装置的密闭功率柜，其结构如图1和图2所示，包括壳体1、高压绝缘板10、进风口 2、出风口 3、进风管道4、出风管道5、散热风机7和散热器组件8。出风口 3和散热风机7置于壳体1的顶部，出风口 3与散热风机7相连通。 高压绝缘板10置于功率柜的中央。进风口 2有多个，对称均布于中央高压绝缘板7两侧的 壳体底部。进风管道4均布于壳体内，进风管道4与进风口 2相连通。出风管道5与进风 管道2相互间隔，出风管道5与壳体顶部的出风口 3相连通。散热器组件8均布于高压绝 缘板10的两侧，如图3和图4所示。本实用新型提出的用于高压电力电子装置的密闭功率柜，其结构如图1和图2所 示，包括壳体1、进风口 2、出风口 3、进风管道4、出风管道5、散热风机7和散热器组件8。 出风口 3和散热风机7置于壳体1顶部，出风口 3与散热风机7相连通。进风口 2有1个 或多个，位于壳体底部。进风管道4布于壳体内，进风管道4与进风口 2相连通，进风管道 4上设有出风小孔(图中未示出)。出风管道5与进风管道4相互间隔，出风管道5与壳体 顶部的出风口 3相连通，出风管道5上设有进风小孔(图中未示出)。散热器组件8安装在 出风管道5与进风管道4之间。上述密闭功率柜中，散热器组件8之间可以设有高压绝缘板10，用以隔离高电压， 如图3所示。本实用新型提出的用于高压电力电子装置的密闭功率柜，是一个密闭隔热柜体， 其中的进风口 2可以置于底部，也可以置于柜体侧面的偏下部；出风口 3可以置于顶部，也 可以置于柜体侧面的偏上部。散热风机7安装在柜体的出风口3处。进风口2的柜体内侧 与进风管道4连通；出风口 3的柜体内侧是出风管道5。进风管道4和出风管道5都是密 封的长方体，可以根据散热通风的需要，开多个进风和出风小孔，用于配合散热器组件和散 热风机的安装，形成依次经过进风口、进风管道、散热器组件、出风管道、出风口，以及散热 风机的空气流动通道。本实用新型提出的用于高压电力电子装置的密闭功率柜，其中的散热器组件8由 散热器组件和散热器组件的固定件(或导风道)组成。进风管道4和出风管道5之间安装 多个散热器组件8，进风管道和出风管道用高压绝缘材料制成。相邻的散热器组件之间、散 热器组件与柜体之间，利用空气或高压绝缘板材隔离高电压。其中的散热风机7的数量， 进出风管道的数量都可以由散热器组件的数量及其安装需要决定。使用时，整台高压电力 电子装置，既可以全部安装在一个密封功率柜内，也可以是只有功率器件部分安装在一个 (或分装在多个)密封功率柜内；各部件的选择的目的是使由散热风机7驱动的柜外空气，依次通过进风管道4，功 率(电路)单元的散热器组件8 (或散热器组件风道)和出风管道5，直接把散热器组件8 上的热量带到柜体外部，而没有柜外空气进入柜内其他空间，室外的空气不与密闭柜内的 电子元器件直接接触。柜内的进风管道4和出风管道5之间安装的是电力电子装置内的各 个功率(电路)单元的散热器组件8 ；散热器组件8彼此之间有高压绝缘板10或空气隔离 高电压，散热器组件8与柜体内壁之间靠空气隔离高电压。本实用新型的一个实施例中，一个电子电力装置的所有发热的散热器组件全部安 装在一个密封组合柜内。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的保护范围并不局限于此。 任何基于本实用新型技术方案的等效变换均属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种用于高压电力电子装置的密闭功率柜，其特征在于该功率柜包括外壳、进风口、出风口、进风管道、出风管道、散热风机和散热器组件；所述的出风口和散热风机置于壳体顶部，出风口与散热风机相连通；所述的进风口有1个或多个，位于壳体底部；所述的进风管道布于壳体内，进风管道与进风口相连通，进风管道上设有出风小孔；所述的出风管道与进风管道相互间隔，出风管道与壳体顶部的出风口相连通，出风管道上设有进风小孔；所述的散热器组件安装在出风管道与进风管道之间。
2.如权利要求1所述的密闭功率柜，其特征在于其中所述的散热器组件之间设有高压 绝缘板。
专利摘要本实用新型涉及一种用于高压电力电子装置的密闭功率柜，属于电气自动化设备技术领域。密闭功率柜的出风口和散热风机置于柜壳体顶部，出风口与散热风机相连通。进风口有1个或多个，位于壳体底部。进风管道位于壳体内，进风管道与进风口相连通。出风管道与进风管道相互间隔，出风管道与壳体顶部的出风口相连通。散热器组件位于出风管道与进风管道之间。本密闭功率柜将高压电力电子装置的电力电子元件与外界空气隔离开来，使电子元器件能够免受粉尘、盐雾、水雾、低温等不利环境的影响，确保柜内电子元器件的良好环境，为装置在各种恶劣环境下的稳定运行提供了保障。
文档编号H05K5/06GK201616968SQ20102010620
公开日2010年10月27日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者刘思颖 申请人:刘思颖