一种散热结构，包括该结构的车载变流器及其散热方法技术

本发明专利技术公开了一种散热结构，包括该结构的车载变流器及其散热方法，散热结构对设置在变流器柜体内的功率单元进行散热，包括：设置在柜体内的送风风道、气液换热器和离心风机。离心风机包括进风口、出风口一和出风口二。若干个功率单元设置在柜体内的相对两侧，气液换热器和离心风机相邻设置在位于柜体两侧的功率单元之间，送风风道设置在功率单元与离心风机之间。通过出风口一和出风口二的正压，将自然风通过送风风道送入功率单元，再通过进风口的负压，使功率单元与柜体之间的间隙形成自然回风风道。本发明专利技术在满足车底吊装严苛的空间要求条件下，同时保证了车载变流器的高效散热，解决了车底有限空间内功率单元的散热问题。

【技术实现步骤摘要】
一种散热结构，包括该结构的车载变流器及其散热方法
本专利技术涉及电气设备领域，尤其是涉及一种应用于车载吊装卧式变流器的风道式散热结构，包括该结构的车载变流器及其散热方法。
技术介绍
随着机车的不断发展，系统对变流器可靠性、内部环境、整体外形结构等有着越来越高的要求，而良好的散热是保证设备可靠正确运行的必要条件。对于目前国内应用的动车车底吊装式变流器，车底空间限制非常苛刻，因此如何在充分利用车底空间的基础上，实现良好的散热，是国产动车车载变流器亟需解决的技术问题。国内动车车底吊装式高压变流器在功能上要求：系统整体尺寸满足装车要求、系统内各单元散热良好、系统内部环境较好以保证内部材料及设备性能。而在目前现有技术的风冷冷却系统中，系统的风道通常包括外循环和内循环两种结构形式。现有技术1（由苏州爱科博瑞电源技术有限责任公司于2013年11月07日申请，并于2014年04月30日公告，公告号为CN203574528U的中国技术专利《多功率单元集中散热结构》），以及现有技术2（由常州博瑞电力自动化设备有限公司于2013年08月22日申请，并于2014年02月12日公开，公开号为CN103580452A的中国专利技术专利申请《一种链式SVG功率柜》）均采用了外循环系统。在此类结构中，风道出入口需与外界环境相连，灰尘、盐雾等因素极大地影响了系统的内环境，降低了系统内部材料的电气和绝缘等性能。现有技术3（由浙江海得新能源有限公司于2012年10月23日申请，并于2014年05月07日公开，公开号为CN103780060A的中国专利技术专利申请《一种大功率变流器散热系统》）虽然采用内循环系统结构，但其所有器件均散置于柜体，无明确的引导性风道路径，风量损失较大，也易造成风分配不合理的技术问题，风不能充分有效地利用。现有技术4（由深圳市生瑞科技有限公司于2011年06月08日申请，并于2012年12月12日公开，公开号为CN102821562A的中国专利技术专利申请《一种柜外顶置通讯电源机柜》）采用内循环系统结构，其无特设风道，仅通过设备面板与安装面将柜体分隔为送风与回风两部分，虽然使结构较为简单，但是缺点也十分明显。其一是无特设送风风道，则会对所有设备进行冷却，极易造成风量损失。其二是无特设回风风道，仅利用冷热气流的流动特性，回风风道难以高效利用。另外，其它一些常见的内循环风道结构及其技术缺陷如下：（1）散热单元散置于风道中；（2）构建专门封闭风道送风回风；（3）采用额外的分隔板将散热单元四周封闭成一面入风、一面出风的密封单元。上述结构1的缺陷是，极易造成风冷分配不均，上述结构2和结构3的共同缺陷是均需进行额外的结构设计，增大外形的同时也增加了设计任务量，对于空间限制要求较大的车底吊装卧式变流器难以实现。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种散热结构，包括该结构的车载变流器及其散热方法，在满足车底吊装严苛的空间要求条件下，同时保证了车载变流器的高效散热，解决了车底有限空间内功率单元的散热问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种散热结构的技术实现方案，一种散热结构，对设置在变流器的柜体内的功率单元进行散热，包括：设置在所述柜体内的送风风道、气液换热器和离心风机，所述离心风机包括进风口和出风口。若干个所述功率单元在水平方向并排设置在所述柜体内的一侧，彼此相邻或相接触的气液换热器和离心风机设置在位于所述柜体内与所述功率单元相对的一侧，所述送风风道设置在所述功率单元与所述离心风机之间。利用所述离心风机出风口的正压，将自然风通过所述送风风道送入所述功率单元，再通过所述离心风机的进风口的负压，使风进入在所述功率单元与所述柜体之间的间隙形成的自然回风风道，从而形成一个柜体内部完整的风冷循环。本专利技术还具体提供了另一种散热结构的技术实现方案，一种散热结构，对设置在变流器的柜体内的功率单元进行散热，包括：设置在所述柜体内的送风风道、气液换热器和离心风机，所述离心风机包括进风口和出风口，所述出风口进一步包括出风口一和出风口二。若干个所述功率单元设置在所述柜体内的相对两侧，彼此相邻或相接触的气液换热器和离心风机设置在位于所述柜体两侧的功率单元之间，所述送风风道设置在所述功率单元与所述离心风机之间。利用所述离心风机的出风口一和出风口二的正压，将自然风通过所述送风风道送入所述功率单元，再通过所述离心风机的进风口的负压，使风进入在所述功率单元与所述柜体之间的间隙形成的自然回风风道，从而形成一个柜体内部完整的风冷循环。优选的，所述散热结构还包括设置在所述柜体内的密闭腔体，所述密闭腔体设置在所述功率单元靠近所述离心风机的一端。所述密闭腔体靠近所述离心风机的一侧设置有密闭腔体入风口，来自于所述出风口的自然风通过所述送风风道、密闭腔体入风口进入所述密闭腔体的内部，再通过所述密闭腔体送入所述功率单元。优选的，所述散热结构进一步包括设置在所述功率单元前部的前端面出口，以及设置在所述功率单元后部的后端面入口。位于所述密闭腔体内部送风风道的自然风通过所述后端面入口进入所述功率单元的内部，再由所述前端面出口排出至所述功率单元的外部，并进入所述功率单元与所述柜体之间的自然回风风道。优选的，所述出风口连通所述送风风道。优选的，所述进风口设置在所述离心风机的侧部，所述气液换热器设置在所述离心风机的进风口处，所述自然回风风道排出的风通过所述气液换热器进行气液热交换冷却后进入所述离心风机的进风口，所述气液换热器中的冷却水通过水冷管道与冷却柜连接。本专利技术还另外具体提供了一种具备上述散热结构的车载变流器的技术实现方案，一种车载变流器，包括：柜体和若干个设置在所述柜体内部的功率单元。优选的，所述车载变流器还包括若干个设置在所述柜体内部的功能单元，所述功能单元与所述功率单元沿水平纵向相对布置，并与所述离心风机沿水平横向并排布置，所述送风风道位于所述功率单元与所述功能单元之间。优选的，所述车载变流器还包括设置在所述柜体内，与所述离心风机沿水平纵向相对布置，并与所述功率单元沿水平横向并排布置的功能单元。优选的，所述柜体采用密闭卧式结构。本专利技术还另外具体提供了一种具备上述散热结构的车载变流器的散热方法的技术实现方案，一种如上所述车载变流器的散热方法，包括以下步骤：A：通过离心风机出风口处的正压，将自然风经特设的送风风道、密闭腔体复用送风风道、功率单元复用送风风道送入各个功率单元的内部；B：利用所述离心风机入风口处的负压，在所述功率单元与柜体之间的间隙形成非特设的自然回风风道，所述功率单元排出的风进入所述自然回风风道；C：来自于所述自然回风风道的风冷热量通过气液换热器进行热量交换冷却后进入所述离心风机的进风口，从而形成一个柜体内部的完整风冷循环。优选的，自然风从所述离心风机的出风口处，经过特设的送风风道后，通过所述密闭腔体的密闭腔体入风口依次进入密闭腔体的内部、后端面入口、功率单元的内部、前端面出口。所述密闭腔体与所述功率单元的配合处紧密连接，以确保所述密闭腔体复用送风风道、功率单元复用送风风道在所述配合处的密闭。所述密闭腔体入风口作为所述密闭腔体复用送风风道的入风口，所述密闭腔体复用为送风风道，位于所述密闭腔体与所述功率单元配合面的前端面出口为所述功率单元复用送风风道的出风口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热结构，对设置在变流器的柜体（1）内的功率单元（3）进行散热，其特征在于，包括：设置在所述柜体（1）内的送风风道（5）、气液换热器（6）和离心风机（7），所述离心风机（7）包括进风口（9）和出风口；若干个所述功率单元（3）在水平方向并排设置在所述柜体（1）内的一侧，彼此相邻或相接触的气液换热器（6）和离心风机（7）设置在位于所述柜体（1）内与所述功率单元（3）相对的一侧，所述送风风道（5）设置在所述功率单元（3）与所述离心风机（7）之间；利用所述离心风机（7）出风口的正压，将自然风通过所述送风风道（5）送入所述功率单元（3），再通过所述离心风机（7）的进风口（9）的负压，使风进入在所述功率单元（3）与所述柜体（1）之间的间隙形成的自然回风风道，从而形成一个柜体（1）内部完整的风冷循环。

【技术特征摘要】
1.一种散热结构，对设置在变流器的柜体（1）内的功率单元（3）进行散热，其特征在于，包括：设置在所述柜体（1）内的送风风道（5）、气液换热器（6）和离心风机（7），所述离心风机（7）包括进风口（9）和出风口；若干个所述功率单元（3）在水平方向并排设置在所述柜体（1）内的一侧，彼此相邻或相接触的气液换热器（6）和离心风机（7）设置在位于所述柜体（1）内与所述功率单元（3）相对的一侧，所述送风风道（5）设置在所述功率单元（3）与所述离心风机（7）之间；利用所述离心风机（7）出风口的正压，将自然风通过所述送风风道（5）送入所述功率单元（3），再通过所述离心风机（7）的进风口（9）的负压，使风进入在所述功率单元（3）与所述柜体（1）之间的间隙形成的自然回风风道，从而形成一个柜体（1）内部完整的风冷循环。2.一种散热结构，对设置在变流器的柜体（1）内的功率单元（3）进行散热，其特征在于，包括：设置在所述柜体（1）内的送风风道（5）、气液换热器（6）和离心风机（7），所述离心风机（7）包括进风口（9）和出风口，所述出风口进一步包括出风口一（10）和出风口二（11）；若干个所述功率单元（3）设置在所述柜体（1）内的相对两侧，彼此相邻或相接触的气液换热器（6）和离心风机（7）设置在位于所述柜体（1）两侧的功率单元（3）之间，所述送风风道（5）设置在所述功率单元（3）与所述离心风机（7）之间；利用所述离心风机（7）的出风口一（10）和出风口二（11）的正压，将自然风通过所述送风风道（5）送入所述功率单元（3），再通过所述离心风机（7）的进风口（9）的负压，使风进入在所述功率单元（3）与所述柜体（1）之间的间隙形成的自然回风风道，从而形成一个柜体（1）内部完整的风冷循环。3.根据权利要求1或2所述的散热结构，其特征在于：所述散热结构还包括设置在所述柜体（1）内的密闭腔体（2），所述密闭腔体（2）设置在所述功率单元（3）靠近所述离心风机（7）的一端；所述密闭腔体（2）靠近所述离心风机（7）的一侧设置有密闭腔体入风口（12），来自于所述出风口的自然风通过所述送风风道（5）、密闭腔体入风口（12）进入所述密闭腔体（2）的内部，再通过所述密闭腔体（2）送入所述功率单元（3）。4.根据权利要求3所述的散热结构，其特征在于：所述散热结构进一步包括设置在所述功率单元（3）前部的前端面出口（8），以及设置在所述功率单元（3）后部的后端面入口（13）；位于所述密闭腔体（2）内部送风风道的自然风通过所述后端面入口（13）进入所述功率单元（3）的内部，再由所述前端面出口（8）排出至所述功率单元（3）的外部，并进入所述功率单元（3）与所述柜体（1）之间的自然回风风道。5.根据权利要求4所述的散热结构，其特征在于：所述出风口连通所述送风风道（5）。6.根据权利要求4或5所述的散热结构，其特征在于：所述进风口（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭世慧，姜耀伟，周文勇，康国良，杨进锋，张定华，王婷，向言丰，丁祖辉，李滔，俞鹏程，
申请(专利权)人：南车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43