[发明专利]可变频驱动散热器总成

说明书

相关申请的交叉引用

本申请引用并要求2011年5月17日提交的以VARIABLEFREQUENCY DRIVE HEAT SINK ASSEMBLY为标题的美国临时申请第61/487,078号的优先权和权益，所述申请是以引用其全文的方式并入本文。

发明背景

本发明基本上是关于可变频驱动的冷却，且更特定地说，是关于与运输制冷单元的制冷剂蒸气压缩机关联的可变频驱动的冷却。

电力电子装置常常用于控制和/或操纵例如被供应到各种不同的电动装置的电力的频率和/或电压的特性。例如，可变频驱动常常与可变速发动机连用用于控制发动机的速度。可变速发动机与压缩机、水泵、风扇和其它装置连用。例如，制冷剂蒸气压缩机，如，但不限于涡旋式压缩机、往复式压缩机和螺杆式压缩机，以支持在各种操作速度下驱动压缩机的压缩机构。当压缩机构的操作速度变小时，压缩机的输出能力变小，和相反地当压缩机构的操作速度变大时，压缩机的输出能力变大。可变频驱动可操作以改变供应给压缩机的驱动发动机的电力的频率，从而改变发动机的操作速度，和因此改变压缩机的操作速度和输出能力。

运输制冷单元常常与运输容器连用用于维持货箱(其中易腐货物，如例如，但不限于，生鲜产品)被保存在指定温度范围内的温度下以保持新鲜和将运送期间的腐败减至最小。运输制冷单元包括被布置在货箱外部的制冷剂蒸气压缩机和冷凝器/气体冷却器和被布置在货箱的封闭空间内的蒸发器。压缩机、冷凝器/气体冷却器和蒸发器是按照在制冷循环中的串联制冷剂流动关系被连接在制冷剂回路中。当操作制冷单元时，空气从货箱内被抽出，与制冷剂成热交换关系地通过蒸发器，制冷剂循环通过制冷剂回路从而冷却空气，和空气被供应返回到货箱。

为了实现准确温度控制同时维持系统操作效率，需要响应于制冷负荷要求改变制冷单元的制冷输出能力。例如，在货箱暴露于周围环境后的温度下调期间，如在将货物装载到货箱中期间，制冷单元的压缩机一般在最大输出能力下操作。然而，在下调后的长期温度维持操作模式期间，制冷单元的压缩机是在低功率下，而且经常在接近零功率下操作。

改变制冷单元的制冷功率的一种方法是利用如先前所论述的可变频驱动修改被供应到驱动压缩机的电动发动机的电力的频率以改变压缩机的速度。然而，采用可变频驱动控制与运输制冷单元相连的压缩机速度给充分冷却可变频驱动的电力电子设备以维持可变频驱动的可靠性和功能提出了挑战。这种挑战对于操作环境、货物冷却要求和电力电子设备热输出在宽范围内变化的运输制冷应用来说甚至更为复杂。

发明概要

在一个方面，提供用于在所有周围条件和功率消耗水平下将可变频驱动的电力电子设备保持在低于指定临界温度的温度下的可变频驱动散热器总成。

在一个方面，提供用于将可变频驱动的电力电子设备容置在密封封闭中以保护电力电子设备避免暴露于潜在腐蚀性周围条件的可变频驱动散热器总成。

在一个方面，提供可变频驱动散热器总成，其具有供越过和横跨与被隔离在所述外壳内的封闭室中的可变频驱动的电力电子设备关联的散热器结构引导冷却空气的流动通过的外壳。

公开了用于冷却电力电子模块的散热器总成。散热器总成包括外壳和散热器结构。外壳界定用于封闭电力电子模块的内室且还界定在内室外部的冷却空气通道。散热器结构按照与内室成传导性热传递关系布置和具有被安置在外部冷却空气流动通道内的热传递表面。风扇被布置成与外壳操作关联用于使冷却空气的流动横跨和越过热传递表面通过外部通道。散热器结构的热传递表面因此按照与冷却空气的流动成对流性热传递关系布置，从而将热从内室经由外部热传递表面移除同时将电力电子模块从冷却空气的流动隔离。

外部热传递表面可以包括从外壳向外延伸到外部流动通道中的多个外部热传递鳍片。多个外部热传递鳍片可以从按照与所述内室成传导性热传递关系布置的散热器结构的基部向外延伸到尖端部分。多个外部热传递鳍片可以按照隔开关系布置从而界定在流动通道内的多个流动子通道。在实施方案中，多个外部热传递鳍片可以具有沿纵向扩张的弓形轮廓。为了促进冷凝液从热传递鳍片排水，可以在多个外部热传递鳍片中形成多个冷凝液排水水槽。多个外部热传递鳍片可以与外壳形成一体。