[实用新型]一种变频器蒸发冷却装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变频器冷却装置，特别涉及采用蒸发冷却自循环系统的变频器冷却装置。

背景技术

目前，交流变频调速技术因其优越的调速性能和显著的节能效果，成为现代电气传动的主要发展方向之一。随着变频器容量的增加，功率器件的发热量也大大提高，而且在大容量变频装置中一般将输入变压器、滤波器、平波电抗器及输出电抗器等放置于柜体内部，这些器件及部件在工作时也将产生大量的热量，导致整个变频器中功率器件的工作环境温度明显升高，当环境温度超过一定值时，功率器件将无法正常工作，甚至导致功率器件的损坏，所以在使用变频器时，一般限制工作环境温度不高于40℃。

现在变频器的冷却方式主要有三种方式：风冷、水冷、油冷。由于水冷、油冷存在工艺结构复杂、安全性低，且对介质要求高等问题，一般情况很少使用；而风冷就要求外界环境：海拔1000m以下、相对湿度小于95％或90％、无凝露，环境温度要求低于40℃；当海拔超过1000m或环境温度高于40℃时，变频器必须降容使用。环境气体为无腐蚀性、无尘埃、无引发火灾及爆炸性的气体。要保证这样的工作环境，在一般的工业场合是很困难的，特别在需要大风量的情况下，也不现实。目前风冷大功率变频器中，主要采用以下方法处理：较小功率变频器采用密闭空间风冷降温；而较大功率则需要在工作环境中加装空调，以降低环境温度，柜内部的风机将环境中的空气通过变频器柜前或柜后抽入，通过冷却风道，将发热部件产生的热量带走。这种方式在中小功率变频器中可以适用，但在大功率中，特别是在环境恶劣的情况时，如变频器集中使用，外界温度较高，就不能够达到要求。造成需要满负荷运行时，出现器件温度过高，频频过热保护的情况。

实用新型内容

为克服现有的风冷技术存在的缺点，本实用新型提出一种采用蒸发冷却方式的变频器装置，使变频器不受工作环境温度的影响，在恶劣的工况下仍能够安全可靠工作。

本实用新型可以采用风冷与蒸发冷却结合的方式，主要由风机、储液箱体、出风通道、出气管、回液管、冷凝器、变频器组成。风机位于变频器内下部，主要用于为嵌入风道内的电容器通风冷却，同时在柜体内部形成自然风冷却输入变压器、滤波器、平波电抗器及输出电抗器等变频器外围部件。储液箱体位于风机上部，发热部件固定在储液箱体外壁，外围部件的位置可以根据柜体内部结构进行布置。

本实用新型储液箱体内部灌入蒸发冷却介质，功率器件及其他发热部件固定在储液箱体的两侧载板上。箱体中部留有一通风管道，上下贯通，为位于下部的风机冷却电容器后的热风提供出风通道，同时箱体上装有出气管和回液管，并与冷凝器连接。

本实用新型工作过程：当变频器工作时，功率器件发热，功率器件基板通过储液箱的载板将热量传导给箱体内部的蒸发冷却介质，介质吸收热量，温度升高，当达到一定压力下对应的饱和温度时，开始沸腾，汽化吸热，将热量带走，汽化后的介质蒸汽沿出气管向上浮升，在冷凝器中遇到通有冷却水的冷凝管道，将热量传递给冷却水，同时介质蒸汽被冷凝为液体，沿回液管回到冷却箱体，周而复始，形成密闭自循环冷却系统。冷却风机提供的风沿着冷却风道将电容器产生的热量，通过储液箱体上的出气管排出。

本实用新型储液箱体的载板采用内部带肋的结构，可以是斜肋、网肋、凹凸状及他们的组合，这种载板结构既增加了传热能力，又增加了载板承重能力。

本实用新型冷凝器上设有进、出水口，上部装有压力表、排气阀门。冷凝器可以设计在柜体内部也可以放置在柜体外部。

如果变频器容量较小时，本实用新型也可以采用去掉风机的全蒸发冷却方式，去除上述风机后，电容器的冷却可以采用自然冷却或将其嵌入到蒸发冷却储液箱体上，电容器产生的热量，传递给储液箱体内部的蒸发冷却介质。而输入变压器、滤波器、平波电抗器及输出电抗器等外围部件则靠自然冷却。

本实用新型所用的蒸发冷却介质是具有高绝缘、低沸点、物化性能稳定、满足环保要求的蒸发冷却介质。常温下为液态，受热到45～70℃左右，吸热蒸发，变为气体。

本实用新型具有明显的优点：

1、冷却效率高。本发明使用低沸点、高绝缘、不燃烧、无毒、化学性能稳定的蒸发冷却介质，通过介质的汽化潜热将器件热量带走，保证了器件的基板温度均匀、可调。在工作压力为0mpa时，器件基板温度在50℃左右，远远低于限制的85℃；

2、结构简单、可靠性高；介质具有高绝缘，消除了现有水冷方式水泄漏造成的电击穿等缺点，即是在风机故障的情况下仍能够保证不损坏器件；