風機在我們的生活中非常產檢,而風機的一種主要作用就是散熱。為了提高散熱風機的效率,一系列針對散熱風機而研發的新型技術被創造出來。在這篇文章中,我們就將為大家介紹一種新型的apf風機散熱模塊的制作方法。
近幾十年來,隨著電力電子技術的飛速發展,大功率開關器件在現代工業和日常生活中得到了廣泛的應用,如:電力電子變流裝置、電弧爐等。使得電網電壓和電流波形產生了嚴重的畸變,給公用電網中注入了大量的高次諧波,造成電能質量不斷下降,嚴重影響了電氣設備的正常運行,由諧波污染引起的各種故障和事故也不斷發生。因此,電力系統諧波危害的嚴重性引起了人們的高度重視。無論是從保障電力系統正常運行的角度看,還是從用戶用電設備的正常工作角度看,有效地治理諧波,將諧波含量限制在允許范圍之內,給電網營造一個良好的電氣環境,即“綠色電網”,改善和提高電能質量已經成為現在電力研究領域所必須解決和重點研究的問題。因此,必須采取有效的措施來抑制它們的影響。
傳統的有源電力濾波(APF)模塊通常采用強迫風冷的散熱方式,如中國專利ZL201520536488.X中,就是采用冷卻風機方式通過空氣流動吹風而散熱。但是,采用這種散熱方式,風扇高速轉動時,會產生較大的噪聲,對周圍人們的工作和生活帶來一定影響;另外,在風扇轉動過程總中,由于需要通風,外部的灰塵會隨之進入風扇和模塊機箱內部,并附著在出風口的防塵網上,長時間運行之后,由于風扇和防塵網布滿灰塵,會逐漸影響風扇的散熱效率;同時灰塵或異物進入模塊機箱內部后,也會對敏感元器件,如IGBT等的引腳可靠性造成影響,降低整個模塊的使用壽命。
技術實現要素:
為了克服現有技術的不足,本實用新型提供了一種具有自然冷卻能力的APF模塊,該模塊不需要通過安裝散熱風扇或冷卻風機的方式,而是將發熱量較大的元器件,如開關器件IGBT,在其底部設置導熱層并緊貼由導熱材料制作的機箱內表面進行安裝,使得該元器件所產生的熱量可以通過機箱傳導至外殼后,再利用機箱外殼上的散熱片進行散熱,同時,因為不需通風散熱,機箱可處于密封狀態。
為實現上述目的,本實用新型采用如下技術方案:
一種具有自然冷卻能力的APF模塊,包括機箱、逆變單元、濾波單元和控制單元,其特征在于:所述機箱外表面設有散熱片,所述逆變單元底部設有導熱層,并緊貼所述機箱內表面固定安裝。
更進一步,所述機箱包括上蓋和下蓋體,上、下蓋可拆卸固定連接,二者合為整個箱體,中間設有密封件,上、下蓋體內表面可以進行平整處理。所述機箱外部還設有防水接頭、防水氣壓平衡閥、防水指示燈、航空插座等。所述機箱還可以用導熱材料制造。
優選地,所述逆變單元包括換流單元,所述換流單元結構相同,均安裝在鋁基板或銅基板正表面上,所述鋁基板或銅基板背面均勻涂抹導熱材料,并緊貼所述機箱的內表面固定安裝。
優選地,所述濾波單元采用灌封工藝,將濾波單元灌封于長方形鋁盒中,并緊貼所述機箱內表面固定安裝。
進一步,所述具有自然冷卻能力的APF模塊,還可以包括濾波電阻,所述濾波電阻緊貼所述機箱的上蓋內表面安裝。
進一步,所述具有自然冷卻能力的APF模塊,還可以包括預充電電阻,所述預充電電阻緊貼所述機箱的下蓋內表面上部安裝。
與現有技術相比,本實用新型的有益效果是:
1)采用了自然散熱方式,在保證對大發熱量的開關電氣元器件進行有效散熱的前提下,避免了使用風扇或冷卻風機等對APF模塊進行散熱,不僅減小了散熱體積和空間,也減輕APF模塊的體積和重量,使裝置的結構更加緊湊,外觀更加小巧靈活。此外,機箱可以采取密封設計,使APF模塊內部元器件處于密封狀態,避免了灰塵等雜物的進入,適用于野外環境。
2)采用自然冷卻的散熱方式,取消了風扇強制風冷,APF模塊運行時,噪音小,提高了設備的使用壽命,人工維護的工作量大大減少。
附圖說明
圖1為本實用新型的具有自然冷卻能力的APF模塊的箱體外觀結構立體圖。
圖2為本實用新型的具有自然冷卻能力的APF模塊的箱體外觀結構仰視圖。
圖3為本實用新型的具有自然冷卻能力的APF模塊的箱體內部結構圖。
1—鑄鋁機箱,2—散熱片,3—防水接頭,4—防水氣壓平衡閥,5—防水指示燈,6—防水連接器,7—IGBT逆變橋單元,8—濾波電感單元,9—濾波電阻,10—預充電電阻,11—上蓋, 12—下蓋,13—螺栓,14—U型溝槽。
具體實施方式
為了更清楚地說明本實用新型的技術方案,下面將結合附圖,對本實用新型進行具體描述。但本實用新型的實施方式不限于此。
實施例1:
參照附圖1和附圖3,一種具有自然冷卻能力的APF模塊,包括鑄鋁機箱1、三個IGBT逆變橋單元7,濾波電感單元8,三個濾波電阻9和三個預充電電阻10,以及控制單元。所述鑄鋁機箱1由上、下兩部分蓋合而成,內表面經過銑平工藝處理,機箱上、下蓋的接合邊緣開有U形溝槽14,溝槽內嵌入密封橡膠條圍繞箱體一周。箱體上、下蓋四邊由八顆螺栓13緊固,保證接觸面平整接合,緊壓溝槽內的密封橡膠條,達到防塵防水效果。
所述三個IGBT逆變橋單元7的結構相同,分別均采用鋁基板工藝,即將發熱量大的開關器件IGBT、箝位二極管以及相應的保護電路焊接在鋁基板正表面上,鋁基板背面均勻涂抹導熱材料,形成導熱層,然后緊貼所述鑄鋁機箱1的下蓋12內表面中部固定安裝。所述濾波電感單元8采用灌封工藝處理,將濾波電感用環氧樹脂型灌封膠灌封于長方形鋁盒中,所述長方形鋁盒緊貼所述鑄鋁機箱1的上蓋11內表面上部固定安裝。所述三個濾波電阻9緊貼所述鑄鋁機箱1的上蓋11內表面中部安裝。所述三個預充電電阻10緊貼所述鑄鋁機箱1的下蓋12內表面上部安裝。
參照附圖2,所述鑄鋁機箱1包括散熱片2,防水接頭3,防水氣壓平衡閥4,防水指示燈5和航空插座6。所述散熱片2設在所述鑄鋁機箱1的上蓋11和下蓋12表面,所述防水接頭3,防水氣壓平衡閥4,防水指示燈5和防水連接器6設在鑄鋁機箱1的下蓋12底部。
當APF模塊運行時,三個IGBT逆變橋單元7工作產生的熱量,通過鋁基板傳導至鑄鋁機箱1的內表面,進一步通過鑄鋁機箱1的下蓋12將熱傳導至其外表面的散熱片2,并通過外部的空氣流動帶走熱量。所述濾波電感單元8產生的熱量通過鑄鋁機箱1的上蓋11將熱傳導至其外表面的散熱片2,并通過外部的空氣流動帶走熱量。所述三個濾波電阻9產生的熱量通過鑄鋁機箱1的上蓋11將熱傳導至其外表面的散熱片2,并通過外部的空氣流動帶走熱量。所述三個預充電電阻10產生的熱量通過鑄鋁機箱1的下蓋12將熱傳導至其外表面的散熱片2,并通過外部的空氣流動帶走熱量。
所述防水接頭3和航空插座6分別用于APF模塊內部與外部的主回路和控制回路線路的連接;所述防水氣壓平衡閥4用于保證APF模塊內部的氣壓平衡,使模塊外部的鑄鋁機箱1不會因為內外氣壓的不平衡而變形;所述防水指示燈用于APF模塊內部運行狀態的指示。
該APF模塊,由于三個逆變橋單元采用了鋁基板工藝,可以有效地對IGBT等開關器件進行散熱,避免了使用鋁散熱器,可以減小散熱體積和空間,減輕APF模塊的體積和重量,使裝置的結構更加緊湊,外觀更加小巧靈活。采用鑄鋁機箱進行自然冷卻的散熱方式,取消了風扇,模塊運行時,噪音小,避免了灰塵的進入,提高了設備的使用壽命,人工維護的工作量大大減少。
上述實施例只為說明本實用新型的技術構思、原理及特點,其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本實用新型的內容并據以實施,并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾,都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
綜上所述,以上就是一種新型的apf風機散熱模塊的制作方法。其實關于散熱風機的新型技術還有很多,我們應該關注散熱風機的新興技術的發展方向和動態,這樣才能夠了解散熱風機的發展方向,從而能夠對散熱風機有更多了解。
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