冷却式电气设备组件制造技术

本实用新型专利技术提供了冷却式电气设备组件。冷却式电气设备组件包括：框架部件(2)、多个电力电子部件(42，44)以及适于冷却所述多个电力电子部件(42，44)的冷却装置，所述多个电力电子部件(42，44)通过冷却装置固定至框架部件(2)。对于每个电力电子部件(42，44)，冷却装置包括冷却元件(62，64)，该冷却元件以热传导方式连接至对应的电力电子部件(42，44)以将热出电力电子部件(42，44)，每个电力电子部件的冷却元件(62，64)位于与其他电力电子部件的冷却元件(62，64)相距一定距离处。框架部件(2)由具有不良导热率和导电率的材料制成，该导热率小于100W/(K·m)，该导电率小于1000S/m。

Cooling Electrical Equipment Components

【技术实现步骤摘要】
冷却式电气设备组件
本技术涉及冷却包括多个电力电子部件的电气设备组件。
技术介绍
已知提供具有铝冷却元件的频率转换器，该铝冷却元件适于冷却频率转换器的电力电子部件，并且电力电子部件以热传导方式固定至该铝冷却元件。以上所述的频率转换器的问题在于：电力电子部件处于导电连接并且通过铝冷却元件彼此热传导连接。电力电子部件之间的热传导连接对具有在冷却要求方面不同的电力电子部件的组件尤其不利。从电磁兼容性的角度，电力电子部件之间的导电连接可能又是有问题的。
技术实现思路
本技术的目的是开发一种冷却式电气设备组件，通过该冷却式电气设备组件可以解决上述问题。本技术的目的通过下面描述的冷却式电气设备组件来实现。本技术基于提供一种具有冷却装置的电气设备组件，其中，对于每个电力电子部件，指定的冷却元件的位置与电气设备组件的其他电力电子部件的冷却元件相距一定距离，使得电力电子部件的冷却元件之间的导热性和导电性弱。电气设备组件的框架部件由导热率和导电率低的材料制成，并且由导热性良好的材料制成的冷却元件彼此相隔一定距离地固定至导热较弱的框架。根据本技术的冷却式电气设备组件的优点在于：由于电力电子部件被更好地彼此电绝缘，因此电气设备组件的EMC设计与设置有电力电子部件的公共冷却元件的组件的情况相比更容易。另外，在电气设备组件包括具有不同冷却要求的电力电子部件的实施方式中，由于特定于部件的冷却元件之间的导热率较小，因此组件的热设计比以前更容易。在本技术的一个方面中，提供了一种冷却式电气设备组件。该冷却式电气设备组件包括框架部件；多个电力电子部件；冷却装置，所述冷却装置适于冷却所述多个电力电子部件，所述多个电力电子部件通过所述冷却装置固定至所述框架部件，其特征在于，对于每个电力电子部件，所述冷却装置包括冷却元件，所述冷却元件以热传导方式连接至对应的电力电子部件以将热传出所述电力电子部件，每个电力电子部件的所述冷却元件的位置与其他电力电子部件的所述冷却元件相距一定距离，以及所述框架部件由具有不良导热率和导电率的材料制成，该导热率小于100W/(K·m)，该导电率小于1000S/m。附图说明现在将结合优选实施方式并参照附图更详细地描述本技术，其中：图1示出了根据本技术的实施方式的冷却式电气设备组件；图2示出了图1的电气设备组件的一个电力电子部件和对应的冷却元件的横截面；以及图3是图1的电气设备组件的示意图。具体实施方式图1的电气设备组件包括框架部件2、多个电力电子部件以及适于冷却多个电力电子部件的冷却装置。框架部件2由具有不良导热率和导电率的材料制成。多个电力电子部件通过冷却装置固定至框架部件2。多个电力电子部件包括三个第一电力电子部件42和三个第二电力电子部件44。第一电力电子部件42彼此相同，第二电力电子部件44也彼此相同。对于每个电力电子部件42和44，冷却装置包括以热传导方式连接至对应的电力电子部件的冷却元件，以将热传出电力电子部件。对于每个第一电力电子部件42，第一冷却元件62被热传导地固定；对于每个第二电力电子部件44，第二冷却元件64被热传导地固定。冷却元件62和冷却元件64中的每个冷却元件的位置与其他冷却元件相距一定距离。第一冷却元件62彼此相同，第二冷却元件64也彼此相同。电力电子部件与对应的冷却元件之间的热传导连接可以包括传热箔或传热油。第一冷却元件62和第二冷却元件64由导热性良好的材料制成。在实施方式中，冷却元件由导热率至少为框架部件的材料的导热率的十倍的材料制成。例如，冷却元件可以由铜或铝制成。在电气设备组件的使用情况中，第一电力电子部件42需要比第二电力电子部件44基本上更小的冷却能力。在冷却装置的设计中，将这种情况考虑在内，使得第一冷却元件62的冷却能力基本上低于第二冷却元件64的冷却能力。第一冷却元件62基本上小于第二冷却元件64。在替代实施方式中，第一冷却元件和第二冷却元件可以以相互不同的技术来实现，使得例如第一冷却元件是空气冷却的，而第二冷却元件是液体冷却的。每个第一冷却元件62和每个第二冷却元件64通过螺钉固定至框架部件2。每个第一电力电子部件42通过螺钉固定至对应的第一冷却元件62，每个第二电力电子部件44通过螺钉固定至对应的第二冷却元件64。由于螺钉连接，更换单个部件是简单的。图中未示出螺钉连接。框架部件2不与电力电子部件42和44直接接触。电力电子部件所需的冷却能力尤其取决于所讨论的部件产生的耗散功率以及该部件的最大允许操作温度。例如，即使具有同一平均值的电流经过每个部件，以高开关频率控制的开关仍然可能比二极管需要更多的冷却。对于每个冷却元件，框架部件2包括壁8，壁8具有延伸通过壁8的安装开口。图2示出了图1的电气设备组件的细节的横截面，包括由在壁8的安装开口82处的第一电力电子部件42和对应的第一冷却元件62形成的实体。如从图2所见，第一冷却元件62安装在安装开口82中，使得第一电力电子部件42和第一冷却元件62的第一部分位于壁8的一侧，而第一冷却元件62的第二部分位于壁8的另一侧并且包括多个散热片622。框架部件2限定适于冷却空气流动的冷却通道25。第一冷却元件62的散热片622位于冷却通道25中，使得散热片622适于在使用情况下将热传递至在冷却通道25中流动的冷却空气。在本技术的替代实施方式中，每个第一冷却元件和每个第二冷却元件都包括设置有液体冷却通道的液体冷却元件。图3示出了图1的电气设备组件的简化电路图。电气设备组件包括频率转换器，该频率转换器包括整流器RB1和逆变器INV1。第一电力电子部件42是整流器RB1的半导体部件模块，第二电力电子部件44是逆变器INV1的半导体部件模块。频率转换器具有三相输入IFC和三相输出OFC。第一电力电子部件42、第二电力电子部件44和中间电路电容器C1连接在正轨DC+与负轨DC-之间。频率转换器的电路图依照现有技术。整流器RB1的每个第一电力电子部件42包括具有二极管的整流模块，该二极管与晶闸管串联连接，使得二极管的阳极连接至负轨DC-，并且使得晶闸管的阴极连接至正轨DC+。逆变器INV1的每个第二电力电子部件44包括具有串联连接的两个IGBT晶体管的IGBT模块。控制器CTRL适于控制IGBT晶体管和晶闸管。从若干制造商可获得图3的电路图中所示类型的整流模块和IGBT模块。在替代实施方式中，整流器完全用二极管来实现，逆变器用MOSFET晶体管来实现。其他已知的半导体部件也可以用于整流器和逆变器。框架部件2由塑料材料制成。在替代实施方式中，框架部件2由具有不良导热率和导电率的另一种材料制成，该导热率小于100W/(K·m)，该导电率小于1000S/m。在实施方式中，框架部件由导热率小于5W/(K·m)且导电率小于0.1S/m的材料制成。上面提到的导热率值和导电率值是在室温下确定的值。对本领域技术人员而言明显的是，本技术的基本思想可以以许多不同方式来实现。因此，本技术及其实施方式不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内改变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷却式电气设备组件，包括：框架部件(2)；多个电力电子部件(42，44)；冷却装置，所述冷却装置适于冷却所述多个电力电子部件(42，44)，所述多个电力电子部件(42，44)通过所述冷却装置固定至所述框架部件(2)，其特征在于，对于每个电力电子部件(42，44)，所述冷却装置包括冷却元件，所述冷却元件以热传导方式连接至对应的电力电子部件(42，44)以将热传出所述电力电子部件(42，44)，每个电力电子部件的所述冷却元件的位置与其他电力电子部件的所述冷却元件相距一定距离，以及所述框架部件(2)由具有不良导热率和导电率的材料制成，该导热率小于100W/(K·m)，该导电率小于1000S/m。

【技术特征摘要】
2017.06.20 FI U201741661.一种冷却式电气设备组件，包括：框架部件(2)；多个电力电子部件(42，44)；冷却装置，所述冷却装置适于冷却所述多个电力电子部件(42，44)，所述多个电力电子部件(42，44)通过所述冷却装置固定至所述框架部件(2)，其特征在于，对于每个电力电子部件(42，44)，所述冷却装置包括冷却元件，所述冷却元件以热传导方式连接至对应的电力电子部件(42，44)以将热传出所述电力电子部件(42，44)，每个电力电子部件的所述冷却元件的位置与其他电力电子部件的所述冷却元件相距一定距离，以及所述框架部件(2)由具有不良导热率和导电率的材料制成，该导热率小于100W/(K·m)，该导电率小于1000S/m。2.根据权利要求1所述的电气设备组件，其特征在于，所述多个电力电子部件(42，44)包括第一电力电子部件(42)和第二电力电子部件(44)，所述第一电力电子部件(42)在所述电气设备组件的使用情况下所需的冷却能力基本上低于所述第二电力电子部件(44)在所述电气设备组件的使用情况下所需的冷却能力，所述冷却装置包括热传导地固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔马·曼尼宁，米卡·西尔文诺伊宁，约尼·帕卡里宁，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：新型
国别省市：瑞士,CH