[发明专利]电气设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气设备并且特别地涉及一种对电气设备进行冷却的方案。

背景技术

之前已知有如下的方案：其利用风扇结构来经由附接有电气部件的至少两个冷却元件提供空气流，使得冷却元件接收由电气部件产生的热负荷。经由冷却元件穿行的空气流接收来自冷却元件的热负荷并且将热负荷送入环境。

上述方案的缺点是不同的冷却元件接收不同量的冷却。最初相对冷的空气穿过第一冷却元件，在该第一冷却元件处空气随着它对第一冷却元件进行冷却而被加热。因此，空气流动方向上的随后的冷却元件将接收已被之前的冷却元件加热过的空气。在包括串联的多个冷却元件的实施方案中，对于空气流到达的每个随后的冷却元件，空气流的温度均将升高。这称为热堆积。

一种处理冷却元件在不同温度运行的上述问题的常见的试图方法是增加空气的体积流量。然而，这需要更大的风扇并且会增加压降、能耗、以及噪声。

发明内容

本发明的目的是解决以上提及的缺点以及提供一种具有改进的冷却方案的电气设备。

具有不同流动方向的两个不同空气流的使用使得能够确保每个冷却元件和对应的电气部件接收均匀并且充足的冷却。

附图说明

下面将通过示例并参照附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了设备的第一实施方式，

图2和图3示出了冷却元件的实施方式，

图4和图5示出了第一实施方式中的温度行为，

图6示出了设备的第二实施方式，

图7示出了设备的第三实施方式，以及

图8示出了设备的第四实施方式。

具体实施方式

图1示出了设备的第一实施方式。示出的电气设备1可以为对电动马达提供电力的马达驱动装置，例如频率转换器。

在示出的示例中，电气部件2经由基板3附接至冷却元件4。然而，基板不是在所有的实施方案中都是必须的。在电气部件使用期间由电气部件产生的热量被传导至冷却元件4。在示出的示例中，大致平行的冷却元件4的第一端设置有电气部件2，而冷却元件的相反的第二端布置在空气流中。

冷却元件4可以由例如铝或者具有优异的导热性能的其他适当材料制成。在冷却元件4最简单的形式中，冷却元件4可以由散热片组成，散热片的金属材料(例如)将热量从电气部件2传导至空气流。然而，作为替代方式，能够利用更精密且更有效的冷却元件。这种冷却元件可以包括例如内部流体循环。如图2和图3中所示出的，还能够利用脉动热管或者两相热虹吸管。

在根据图1的示例中，设备包括分别包含第一风扇7和第二风扇8的第一风扇结构5和第二风扇结构6。第一风扇7产生从第一入口9到第一出口10的第一空气流。第一空气流11对冷却元件4的第一部分13进行冷却，第一部分13在示出的示例中为冷却元件的最上端。经由第一入口9进入壳体或部件空间14的第一空气流11具有温度Tin,1并且经由第一出口10离开壳体的空气流11具有温度Tout,1。

第二风扇8产生从第二入口15到第二出口16的第二空气流12。第二空气流12对冷却元件4的第二部分17进行冷却，第二部分17在示出的示例中位于冷却元件4的中间。经由第二入口15进入壳体或部件空间14的第二空气流12具有温度Tin,2并且经由第二出口16离开壳体或部件空间14的空气流12具有温度Tout,2。

一个或更多个的中间壁18可以在冷却元件4之间延伸以将第一空气流和第二空气流引导至冷却元件4的不同部分。这种中间壁不是在所有实施方式中都是必须的。如果使用了中间壁，则密闭性不是重要的而是可以允许合理量的泄露。然而，目的是确保具有不同的流动方向的第一空气流11和第二空气流12不会发生很大程度的混合，而是相反地，气流基本上如已示出和说明的出现以对冷却元件的不同部分进行冷却。在图1中，已经通过示例示出了两个中间壁18。位于图1中的下侧的中间壁18防止第二空气流到达电气部件2所位于的冷却元件4的下端，上侧中间壁18保持第一空气流11和第二空气流12彼此隔开。

虽然在图1中电气设备布置在壳体14中，但是这种壳体不是在所有实施方式中都是必须的。

在图1中，冷却元件4以串联构型布置，其中冷却元件4与附接至冷却元件4的相应的电气部件2之间具有距离(空气间隙)。然而，作为替代方式，图1中的冷却元件可以以堆积构型布置，在堆积构型中冷却元件4和/或电气部件2彼此接触(热接触)。