一種電抗器散熱裝置及其製作方法和隔爆變頻器的製造方法
2023-04-29 12:10:46 2
一種電抗器散熱裝置及其製作方法和隔爆變頻器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種電抗器散熱裝置，包括：導熱基座，其安裝在電抗器底部；中空封裝殼體，其套在安裝了導熱基座的電抗器上，在中空封裝殼體的內周壁與電抗器形成的空間內含有膠體，該膠體用於固定上述中空封裝殼體和電抗器。本發明結構簡單，易於實現，能夠有效地對電抗器進行散熱，同時也能夠避免電抗器發熱對周圍環境的影響。
【專利說明】一種電抗器散熱裝置及其製作方法和隔爆變頻器
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械製造領域，具體地說，涉及一種用在隔爆變頻器中的電抗器散熱裝置及其製作方法。
【背景技術】
[0002]隨著計算機和微電子技術的不斷發展，煤炭和石化領域生產設備的自動化和信息化程度不斷提高，電子電力產品得到了廣泛地應用。由於煤炭和石化領域生產環境的特殊性，因而這些環境下使用的電子電力設備都要求做成防爆形式，其中在這種環境下使用的變頻器就需要為隔爆變頻器。隔爆變頻器一般由隔爆腔體和變頻器機芯組成，隔爆腔體是由厚度約15mm的鋼板焊接加工成型，密閉性較好，但其不利於散熱。環境溫度的升高會使材料性能退化，導致元器件失效率增大，而電抗器是隔爆變頻器內部發熱較大的元器件之一，所以解決電抗器的散熱問題是改善整個隔爆變頻器隔爆腔體內溫度的關鍵。
[0003]現有的電抗器的散熱方式主要有熱管冷卻、水冷卻和風冷卻等三種方式。
[0004]熱管冷卻是在電抗器鐵芯與線圈周邊直接插入熱管，熱管的一部分插入到電抗器鐵芯發熱部位或線圈的發熱部位，熱管的另一部分全部集中在電抗器鐵芯的頂面，並與設置在頂面的片式散熱板連接在一起。電抗器發出的熱量就可以通過熱管傳導到電抗器頂面，再通過散熱片散熱。該方法雖然能夠起到一定效果，但仍無法滿足電抗器的散熱要求。
[0005]採用水冷卻的方式對電抗器進行散熱需要在電抗器鐵芯之間添加水冷散熱器，這就要求對隔爆變頻器進行改裝，增加了電抗器的整體成本。而採用風冷卻的方式對電抗器進行散熱則需要額外添加用於吹風或抽風的風扇，這在增加散熱成本的同時還會帶來額外的噪聲。
[0006]同時現有技術中還有一種嵌入式電抗器散熱裝置，該裝置由盒式鑄件、散熱片及連接蓋板組成。該裝置將電抗器安裝在變頻器隔爆腔體的外部，而散熱片安裝在盒式鑄件的左右兩側及後側，盒式鑄件的前口處固接有連接蓋板，連接蓋板上設有與電抗器及電抗器線接端子相適配的孔，同時連接蓋板的周邊還均勻分布有用於與變頻器隔爆腔體連接的安裝孔。利用該方法需要對隔爆變頻器的隔爆腔體進行複雜的改裝，同時改變了現有隔爆變頻器的整體結構，實現不方便，工作量大。
[0007]根據上述問題，現在亟需一種結構簡單、易於實現、散熱效果好的電抗器散熱裝置。
【發明內容】
[0008]本發明針對上述問題，提供了一種電抗器散熱裝置，該裝置包括:
[0009]導熱基座，其安裝在所述電抗器底部；
[0010]中空封裝殼體，其套在安裝了所述導熱基座的電抗器上，其中，
[0011]在所述殼體的內周壁與所述電抗器形成的空間裡含有膠體，所述膠體用於固定所述殼體與所述電抗器。[0012]根據本發明的一個實施例，所述導熱基座上包括多個安裝孔，通過所述安裝孔以鉚接或螺接方式安裝在所述電抗器底部。
[0013]根據本發明的一個實施例，所述中空封裝殼體由絕緣隔熱材料製成。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述中空封裝殼體的外周設有凸起。
[0015]根據本發明的一個實施例，所述膠體為導熱矽膠，其用於將所述電抗器產生的熱量集中傳遞給所述導熱基座。
[0016]根據本發明的另一面，還提出了一種製作電抗器散熱裝置的方法，所述方法包括以下步驟:
[0017]在電抗器底部安裝導熱基座；
[0018]將中空封裝殼體套在安裝了所述導熱基座的電抗器上；
[0019]向所述封裝殼體中灌入膠體以固定所述殼體與所述電抗器。
[0020]根據本發明的一個實施例，以鉚接或螺接方式將所述導熱基座安裝在所述電抗器底部。
[0021]根據本發明的一個實施例，所述膠體為導熱矽膠。
[0022]根據本發明的一個實施例，所述中空封裝殼體採用絕緣隔熱材料製成。
[0023]根據本明的再一面，還提出了一種隔爆變頻器，該隔爆變頻器包括:
[0024]隔爆腔體；
[0025]變頻器機芯，其設在所述隔爆腔體中，並包括輸入和輸出電抗器，其中，所述輸入和輸出電抗器上設置有如上所述的散熱裝置。
[0026]本發明結構簡單、易於實現，在不改變電抗器各項電氣性能的前提下有效地降低了電抗器工作時的溫度，增強了電抗器的可靠性。
[0027]本發明的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是現有隔爆變頻器的結構圖；
[0029]圖2是根據本發明一個實施例的電抗器散熱裝置結構圖；
[0030]圖3是根據本發明一個實施例的導熱基座結構圖；
[0031]圖4是根據本發明一個實施例的中空封裝殼體結構圖；
[0032]圖5是根據本發明一個實施例的電抗器散熱裝置的製作流程圖。
【具體實施方式】
[0033]以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，並達成技術效果的實現過程能充分理解並據以實施。需要說明的是，只要不構成衝突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特徵可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護範圍之內。
[0034]圖1為現有隔爆變頻器結構示意圖。隔爆變頻器100內部的變頻器機芯一般由輸入電抗器101、變流器102和輸出電抗器103組成，變流器102中功耗較大的器件產生的熱量可以傳導至隔爆腔體105外部由變流器散熱器104進行散熱，而輸入電抗器101和輸出電抗器103的功耗發熱卻難以傳導至隔爆腔體105外部，這就需要對電抗器進行額外的散熱處理。
[0035]所以本發明提供了一種電抗器散熱裝置，能夠將輸入電抗器101和輸出電抗器103工作時產生的熱量傳導至隔爆腔體105中，再由隔爆腔體105和變流器散熱器104進行散熱。
[0036]如圖2所示，該散熱裝置包括導熱基座201、中空封裝殼體202。
[0037]導熱基座201安裝在電抗器200底部，其包含多個安裝孔203，通過安裝孔203以鉚接或螺接方式安裝在電抗器200底部。
[0038]中空封裝殼體202套在安裝有導熱基座201的電抗器200上，該封裝殼體202的外周設有凸起204，同時該封裝殼體內周壁與電抗器200形成的空間裡含有膠體205，該膠體用於固定中空封裝殼體202與電抗器200。
[0039]本實施例中，中空封裝殼體202與電抗器200形成的空間內的膠體205為導熱矽膠。導熱矽膠以流體形態灌入中空封裝殼體202後，會填充整個封裝殼體內部的空間，凝固後能夠緊緊包裹住電抗器鐵芯和電抗器線圈。
[0040]圖3示出了導熱基座301的結構圖。
[0041]如圖3所示，導熱基座301安裝在電抗器300的底部，導熱基座301的側面設有安裝孔303，通過鉚接或螺接的方式與電抗器301連接。同時導熱基座301的邊緣也設有安裝孔303，用於通過鉚接或螺接的方式將電抗器300安裝在其他器件上。
[0042]本實施例中，中空封裝殼體由4塊絕緣隔熱材料製成的絕緣隔熱板(例如環氧絕緣板)構成，圖4示出了絕緣隔熱板的結構圖。絕緣隔熱板分為凸起板401和凹槽板402，其中凸起板401的外周設有若干凸起404，凹槽板402的外周靠近邊緣處設有若干凹槽405，凸起404與凹槽405相對應，用於中空封裝殼體的組裝與固定。
[0043]當電抗器上電工作時，電抗器鐵芯及電抗器線圈產生的熱量會由導熱矽膠進行傳導，導熱矽膠還能夠將電抗器鐵芯和電抗器線圈的熱量進行平衡，降低線圈溫度，減小了電抗器鐵芯和電抗器線圈的溫度差。
[0044]同時因為中空封裝殼體具有良好的隔熱性能，所以電抗器鐵芯和電抗器線圈產生的熱量被集中在殼體內，避免了電抗器鐵芯和電抗器線圈發出的熱量輻射至中空封裝殼體外部而使外部環境溫度升高。
[0045]當電抗器鐵芯和電抗器線圈產生的熱量被集中在中空封裝殼體空間內後，就需要通過導熱基座將熱量導出。本實施例中，導熱基座為純銅導熱基座，其表面平整，有利於安裝和傳導熱量，中空封裝殼體空間內部集中的熱量能夠通過純銅導熱基座傳導至與電抗器連接的部件上，再由該部件進行進一步的散熱。
[0046]根據本發明的另一面，還提供了一種製作上述電抗器散熱裝置的方法，其流程如圖5所示。
[0047]首先在步驟S501中，在電抗器底部安裝導熱基座。該導熱基座含有安裝孔，以便將導熱基座以鉚接或螺接方式安裝在電抗器底部。
[0048]隨後將中空封裝殼體套在安裝了導熱基座的電抗器上，此過程在步驟S502中完成。該中空封裝殼體採用隔熱絕緣材料(例如環氧絕緣板)製成，能夠將電抗器工作時產生的熱量集中在中空封裝殼體內部，避免因熱輻射引起電抗器周圍環境溫度升高。
[0049]最後在步驟S503中向上述中空封裝殼體中灌入膠體以固定中空封裝殼體和電抗器。該膠體可以採用導熱矽膠，其具有良好的導熱性能，能夠將電抗器工作時電抗器鐵芯和電抗器線圈產生的熱量傳導到導熱基座上，再由導熱基座將熱量傳導至與電抗器連接的部件進行散熱。同時，導熱矽膠通過熱量傳導還能夠減小電抗器鐵芯和電抗器線圈之間的溫度差。
[0050]本發明還提供了 一種使用上述電抗器散熱裝置對其內部電抗器進行散熱的隔爆變頻器，其主要包括隔爆腔體和變頻器機芯，其中變頻器機芯含有輸入電抗器和輸出電抗器。
[0051]該隔爆變頻器中電抗器採用上述電抗器散熱裝置進行散熱，電抗器安裝在隔爆腔體內部。當隔爆變頻器上電工作時，電抗器會產生大量的熱量，通過上述電抗器散熱裝置將熱量傳導至隔爆腔體上，最後由隔爆腔體及隔爆變頻器散熱器進行散熱，從而使得電抗器達到良好的散熱效果。此外，上述電抗器散熱裝置還能夠有效防止電抗器工作時因熱輻射引起隔爆腔體內部溫度升高。
[0052]雖然本發明所揭露的實施方式如上，但所述的內容只是為了便於理解本發明而採用的實施方式，並非用以限定本發明。任何使用本發明提供的電抗器散熱裝置的電抗器和任何使用本發明提供的電抗器的隔爆變頻器也均在本發明的專利保護範圍。任何本發明所屬【技術領域】內的技術人員，在不脫離本發明所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本發明的專利保護範圍，仍須以所附的權利要求書所界定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種電抗器散熱裝置，其特徵在於，包括: 導熱基座，其安裝在所述電抗器底部； 中空封裝殼體，其套在安裝了所述導熱基座的電抗器上，其中， 在所述殼體的內周壁與所述電抗器形成的空間裡含有膠體，所述膠體用於固定所述殼體與所述電抗器。
2.如權利要求1所述的電抗器散熱裝置，其特徵在於，所述導熱基座上包括多個安裝孔，通過所述安裝孔以鉚接或螺接方式安裝在所述電抗器底部。
3.如權利要求1所述的電抗器散熱裝置，其特徵在於，所述中空封裝殼體由絕緣隔熱材料製成。
4.如權利要求3所述的電抗器散熱裝置，其特徵在於，所述中空封裝殼體的外周設有凸起。
5.如權利要求利3或4所述的電抗器散熱裝置，其特徵在於，所述膠體為導熱矽膠，其用於將所述電抗器產生的熱量集中傳遞給所述導熱基座。
6.一種製作電抗器散熱裝置的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟: 在電抗器底部安裝導熱基座； 將中空封裝殼體套在安裝了所述導熱基座的電抗器上； 向所述封裝殼體中灌入膠體以固定所述殼體與所述電抗器。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，以鉚接或螺接方式將所述導熱基座安裝在所述電抗器底部。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述膠體為導熱矽膠。
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述中空封裝殼體採用絕緣隔熱材料製成。
10.一種隔爆變頻器，其特徵在於，包括: 隔爆腔體； 變頻器機芯，其設在所述隔爆腔體中，並包括輸入和輸出電抗器，其中，所述輸入和輸出電抗器上設置有如權利要求1-5中任一項所述的散熱裝置。
【文檔編號】H01F27/08GK103489574SQ201310441647
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】彭京, 周文勇, 魏凱, 秦燦華 申請人:株洲變流技術國家工程研究中心有限公司