一种具有自然散热能力的APF模块制造技术

本实用新型专利技术提供一种具有自然散热能力的APF模块，包括机箱、逆变单元、滤波单元和控制单元，所述机箱采用导热材料制造并且外表面设有散热片，所述逆变单元底部设有导热层，并紧贴所述机箱内表面固定安装。该APF模块不使用冷却风机等进行散热，无需通风，机箱可密闭，减少了外部灰尘和环境污染，通过自然方式散热，减小了散热体积和空间，减轻了APF模块的体积和重量，使装置的结构更加紧凑，外观更加小巧灵活，提高了设备使用寿命，减少了人工维护工作量。

A APF module with natural heat dissipation capacity

The utility model provides a APF module with natural cooling capacity, including chassis, inverter unit and a filtering unit and a control unit, wherein the case by heat conducting material manufacturing and the outer surface is provided with a heat sink, the bottom of the inverter unit is provided with a heat conducting layer, and close to the fixed surface mount machine box. The APF module does not use the cooling fan for cooling, without ventilation, the chassis can be closed, reducing external dust and environmental pollution, the natural way to reduce the volume of heat, cooling and space, reduce the volume and weight of the APF module, the device has the advantages of compact structure, the appearance of a more compact and flexible, improve equipment the service life, reduce the manual workload of maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种具有自然散热能力的APF模块
本技术涉及有源电力滤波（APF）模块
，尤其涉及一种具有自然散热能力的APF模块。
技术介绍
近几十年来，随着电力电子技术的飞速发展，大功率开关器件在现代工业和日常生活中得到了广泛的应用，如：电力电子变流装置、电弧炉等。使得电网电压和电流波形产生了严重的畸变，给公用电网中注入了大量的高次谐波，造成电能质量不断下降，严重影响了电气设备的正常运行，由谐波污染引起的各种故障和事故也不断发生。因此，电力系统谐波危害的严重性引起了人们的高度重视。无论是从保障电力系统正常运行的角度看，还是从用户用电设备的正常工作角度看，有效地治理谐波，将谐波含量限制在允许范围之内，给电网营造一个良好的电气环境，即“绿色电网”，改善和提高电能质量已经成为现在电力研究领域所必须解决和重点研究的问题。因此，必须采取有效的措施来抑制它们的影响。传统的有源电力滤波（APF）模块通常采用强迫风冷的散热方式，如中国专利ZL201520536488.X中，就是采用冷却风机方式通过空气流动吹风而散热。但是，采用这种散热方式，风扇高速转动时，会产生较大的噪声，对周围人们的工作和生活带来一定影响；另外，在风扇转动过程总中，由于需要通风，外部的灰尘会随之进入风扇和模块机箱内部，并附着在出风口的防尘网上，长时间运行之后，由于风扇和防尘网布满灰尘，会逐渐影响风扇的散热效率；同时灰尘或异物进入模块机箱内部后，也会对敏感元器件，如IGBT等的引脚可靠性造成影响，降低整个模块的使用寿命。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种具有自然冷却能力的APF模块，该模块不需要通过安装散热风扇或冷却风机的方式，而是将发热量较大的元器件，如开关器件IGBT，在其底部设置导热层并紧贴由导热材料制作的机箱内表面进行安装，使得该元器件所产生的热量可以通过机箱传导至外壳后，再利用机箱外壳上的散热片进行散热，同时，因为不需通风散热，机箱可处于密封状态。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种具有自然冷却能力的APF模块，包括机箱、逆变单元、滤波单元和控制单元，其特征在于：所述机箱外表面设有散热片，所述逆变单元底部设有导热层，并紧贴所述机箱内表面固定安装。更进一步，所述机箱包括上盖和下盖体，上、下盖可拆卸固定连接，二者合为整个箱体，中间设有密封件，上、下盖体内表面可以进行平整处理。所述机箱外部还设有防水接头、防水气压平衡阀、防水指示灯、航空插座等。所述机箱还可以用导热材料制造。优选地，所述逆变单元包括换流单元，所述换流单元结构相同，均安装在铝基板或铜基板正表面上，所述铝基板或铜基板背面均匀涂抹导热材料，并紧贴所述机箱的内表面固定安装。优选地，所述滤波单元采用灌封工艺，将滤波单元灌封于长方形铝盒中，并紧贴所述机箱内表面固定安装。进一步，所述具有自然冷却能力的APF模块，还可以包括滤波电阻，所述滤波电阻紧贴所述机箱的上盖内表面安装。进一步，所述具有自然冷却能力的APF模块，还可以包括预充电电阻，所述预充电电阻紧贴所述机箱的下盖内表面上部安装。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1）采用了自然散热方式，在保证对大发热量的开关电气元器件进行有效散热的前提下，避免了使用风扇或冷却风机等对APF模块进行散热，不仅减小了散热体积和空间，也减轻APF模块的体积和重量，使装置的结构更加紧凑，外观更加小巧灵活。此外，机箱可以采取密封设计，使APF模块内部元器件处于密封状态，避免了灰尘等杂物的进入，适用于野外环境。2）采用自然冷却的散热方式，取消了风扇强制风冷，APF模块运行时，噪音小，提高了设备的使用寿命，人工维护的工作量大大减少。附图说明图1为本技术的具有自然冷却能力的APF模块的箱体外观结构立体图。图2为本技术的具有自然冷却能力的APF模块的箱体外观结构仰视图。图3为本技术的具有自然冷却能力的APF模块的箱体内部结构图。1—铸铝机箱，2—散热片，3—防水接头，4—防水气压平衡阀，5—防水指示灯，6—防水连接器，7—IGBT逆变桥单元，8—滤波电感单元，9—滤波电阻，10—预充电电阻，11—上盖,12—下盖，13—螺栓，14—U型沟槽。具体实施方式为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将结合附图，对本技术进行具体描述。但本技术的实施方式不限于此。实施例1：参照附图1和附图3，一种具有自然冷却能力的APF模块，包括铸铝机箱1、三个IGBT逆变桥单元7，滤波电感单元8，三个滤波电阻9和三个预充电电阻10，以及控制单元。所述铸铝机箱1由上、下两部分盖合而成，内表面经过铣平工艺处理，机箱上、下盖的接合边缘开有U形沟槽14，沟槽内嵌入密封橡胶条围绕箱体一周。箱体上、下盖四边由八颗螺栓13紧固，保证接触面平整接合，紧压沟槽内的密封橡胶条，达到防尘防水效果。所述三个IGBT逆变桥单元7的结构相同，分别均采用铝基板工艺，即将发热量大的开关器件IGBT、箝位二极管以及相应的保护电路焊接在铝基板正表面上，铝基板背面均匀涂抹导热材料，形成导热层，然后紧贴所述铸铝机箱1的下盖12内表面中部固定安装。所述滤波电感单元8采用灌封工艺处理，将滤波电感用环氧树脂型灌封胶灌封于长方形铝盒中，所述长方形铝盒紧贴所述铸铝机箱1的上盖11内表面上部固定安装。所述三个滤波电阻9紧贴所述铸铝机箱1的上盖11内表面中部安装。所述三个预充电电阻10紧贴所述铸铝机箱1的下盖12内表面上部安装。参照附图2，所述铸铝机箱1包括散热片2，防水接头3，防水气压平衡阀4，防水指示灯5和航空插座6。所述散热片2设在所述铸铝机箱1的上盖11和下盖12表面，所述防水接头3，防水气压平衡阀4，防水指示灯5和防水连接器6设在铸铝机箱1的下盖12底部。当APF模块运行时，三个IGBT逆变桥单元7工作产生的热量，通过铝基板传导至铸铝机箱1的内表面，进一步通过铸铝机箱1的下盖12将热传导至其外表面的散热片2，并通过外部的空气流动带走热量。所述滤波电感单元8产生的热量通过铸铝机箱1的上盖11将热传导至其外表面的散热片2，并通过外部的空气流动带走热量。所述三个滤波电阻9产生的热量通过铸铝机箱1的上盖11将热传导至其外表面的散热片2，并通过外部的空气流动带走热量。所述三个预充电电阻10产生的热量通过铸铝机箱1的下盖12将热传导至其外表面的散热片2，并通过外部的空气流动带走热量。所述防水接头3和航空插座6分别用于APF模块内部与外部的主回路和控制回路线路的连接；所述防水气压平衡阀4用于保证APF模块内部的气压平衡，使模块外部的铸铝机箱1不会因为内外气压的不平衡而变形；所述防水指示灯用于APF模块内部运行状态的指示。该APF模块，由于三个逆变桥单元采用了铝基板工艺，可以有效地对IGBT等开关器件进行散热，避免了使用铝散热器，可以减小散热体积和空间，减轻APF模块的体积和重量，使装置的结构更加紧凑，外观更加小巧灵活。采用铸铝机箱进行自然冷却的散热方式，取消了风扇，模块运行时，噪音小，避免了灰尘的进入，提高了设备的使用寿命，人工维护的工作量大大减少。上述实施例只为说明本技术的技术构思、原理及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本技术的内容并据以实施，并不能以此限制本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自然散热能力的APF模块，包括机箱、逆变单元、滤波单元和控制单元，其特征在于：所述机箱外表面设有散热片，所述逆变单元底部设有导热层，并紧贴所述机箱内表面固定安装。

【技术特征摘要】
1.一种具有自然散热能力的APF模块，包括机箱、逆变单元、滤波单元和控制单元，其特征在于：所述机箱外表面设有散热片，所述逆变单元底部设有导热层，并紧贴所述机箱内表面固定安装。2.根据权利要求1所述的具有自然散热能力的APF模块，其特征在于：所述机箱包括上盖和下盖，上、下盖可拆卸固定连接，中间设有密封件。3.根据权利要求2所述的具有自然散热能力的APF模块，其特征在于：所述机箱设有防水接头、防水气压平衡阀、防水指示灯。4.根据权利要求1～3任一项所述的具有自然散热能力的APF模块，其特征在于：所述机箱还设有防水连接器。5.根据权利要求4所述的具有自然散热能力的APF模块，其特征在于：所述机箱的内表面经过表面平整处理。6.根据权利要求5所述的具有自...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国兵，谭宇科，蔡晓燕，
申请(专利权)人：广州开能电气实业有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44