專利名稱：頻率轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及頻率轉(zhuǎn)換器，具體涉及頻率轉(zhuǎn)換器的冷卻設(shè)備。
背景技術(shù)：
頻率轉(zhuǎn)換器包括多個在頻率 轉(zhuǎn)換器的使用期間產(chǎn)生熱量的部件。因此，為現(xiàn)有技 術(shù)中的頻率轉(zhuǎn)換器提供了用于將所產(chǎn)生的熱量傳遞到頻率轉(zhuǎn)換器的周圍環(huán)境的解決方案?？梢詫㈩l率轉(zhuǎn)換器的這些部件分成產(chǎn)生大量熱負(fù)荷或出于某種其他原因需要有 效冷卻的主要部件以及產(chǎn)生少量熱負(fù)荷或其冷卻不是很關(guān)鍵的次要部件。典型地，將主要 部件附接到將主要部件的熱負(fù)荷傳遞到流經(jīng)冷卻通道的流體的第一傳熱元件。用第二傳熱 元件冷卻上述流體，第二傳熱元件將熱負(fù)荷從上述流體傳遞到頻率轉(zhuǎn)換器的周圍環(huán)境。另一方面，次要部件不附接到任何傳熱元件。因此，提供其他的系統(tǒng)來冷卻這些次 要部件。現(xiàn)有技術(shù)解決方案的缺點是需要單獨的系統(tǒng)來冷卻次要部件。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決上述缺陷，并提供一種新的具有成本效率、簡單而又有 效的為頻率轉(zhuǎn)換器提供足夠的冷卻的解決方案。通過本實用新型的實施例所限定的頻率轉(zhuǎn) 換器可以實現(xiàn)這個目的。根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種頻率轉(zhuǎn)換器包括接口，用于將所述頻率轉(zhuǎn) 換器連接到電力網(wǎng)絡(luò)；輸出端，用于將電能供應(yīng)給耗能裝置；控制器，用于控制所述電能的 供應(yīng)；以及冷卻設(shè)備，用于對所述頻率轉(zhuǎn)換器的部件進(jìn)行冷卻，所述冷卻設(shè)備包括第一傳 熱元件，用于接收來自附接到所述第一傳熱元件的至少一個主要部件的熱負(fù)荷，以及將所 述熱負(fù)荷傳遞到流經(jīng)冷卻通道的第一部分的流體；以及第二傳熱元件，其布置在距離所述 第一傳熱元件一定距離的位置處并且連接到所述冷卻通道的第一部分，以便接收流經(jīng)所述 冷卻通道的所述流體，以及將所述熱負(fù)荷從所述流體傳遞到所述頻率轉(zhuǎn)換器的周圍環(huán)境， 特征在于所述冷卻設(shè)備包括第三傳熱元件，其連接到所述冷卻通道，以便將來自所述頻率 轉(zhuǎn)換器中的氣流的熱負(fù)荷傳遞到所述流體，所述第三傳熱元件連接到所述冷卻通道的第二 部分以便接收來自所述第二傳熱元件的流體并將所述流體經(jīng)由所述冷卻通道的第三部分 傳送到所述第一傳熱元件；以及風(fēng)扇，其用于產(chǎn)生經(jīng)由所述第三傳熱元件和所述頻率轉(zhuǎn)換 器的、沒有附接到所述第一傳熱元件的至少一個次要部件傳送的氣流，以便將來自所述至 少一個次要部件的熱量經(jīng)由所述第三傳熱元件傳遞到所述流體。根據(jù)本實用新型的另一方面，所述第三傳熱元件和所述風(fēng)扇布置在所述頻率轉(zhuǎn)換 器的外殼內(nèi)，并與所述頻率轉(zhuǎn)換器的周圍環(huán)境隔離，以獲得所述外殼中的內(nèi)部氣流。根據(jù)本實用新型的又一方面，所述第一傳熱元件和所述至少一個主要部件也布置 在所述外殼內(nèi)；以及所述第二傳熱元件布置在所述外殼外。根據(jù)本實用新型的實施例，所述第一傳熱元件布置在比所述第二傳熱元件低的高度，以有助于在沒有泵的情況下將蒸氣從所述蒸發(fā)器傳遞到所述冷凝器以及將液體從所述 冷凝器傳遞到所述蒸發(fā)器。根 據(jù)本實用新型的另一實施例，布置所述冷凝器以便將所述蒸氣冷凝為過冷液 體。當(dāng)?shù)谌齻鳠嵩B接到冷卻通道以便將經(jīng)由第三傳熱元件傳送的氣流的熱負(fù)荷 傳遞到冷卻流體時，實現(xiàn)了一種有效冷卻設(shè)備。這樣，不再需要冷卻次要部件的單獨系統(tǒng)。

在下文中，通過示例并參照附圖對本實用新型進(jìn)行更詳盡的說明，在附圖中圖1是頻率轉(zhuǎn)換器的實施例的框圖；圖2示出了頻率轉(zhuǎn)換器的冷卻設(shè)備；以及圖3示出了布置在頻率轉(zhuǎn)換器外殼中的冷卻設(shè)備的各部分。
具體實施方式
圖1是頻率轉(zhuǎn)換器1的實施例的框圖。圖1的頻率轉(zhuǎn)換器包括供電裝置2，供電裝 置2通過接口 3連接到電力網(wǎng)絡(luò)，以及通過輸出端5連接到耗能裝置4(例如電機(jī))。供電 裝置2在控制器6的控制下對耗能裝置4進(jìn)行供電。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，供電裝置2可以包括 例如整流器、用于通過低通濾波器濾除從整流器接收到的脈動直流電壓或用于通過濾波扼 流器將這種電壓轉(zhuǎn)換成直流的中間電路、以及將中間電路的直流轉(zhuǎn)換成期望頻率的交流的 逆變器。控制器6可以包括存儲器和處理器，根據(jù)存儲在存儲器中的參數(shù)和計算機(jī)程序， 處理器控制供電裝置2。頻率轉(zhuǎn)換器還可以包括其他的部件，例如具備顯示器和鍵盤的操作 面板。不過，這種操作面板并非在所有的實施例中都是必需的。除了固定的操作面板，頻率 轉(zhuǎn)換器可以連接到分離的操作面板，或者可替選地連接到分離的顯示器和鍵盤，而程序和 參數(shù)存儲在控制器的存儲器中。為了將頻率轉(zhuǎn)換器的部件所產(chǎn)生的熱量傳遞到周圍環(huán)境，頻率轉(zhuǎn)換器包括布置在 頻率轉(zhuǎn)換器1的外殼7中的第一傳熱元件和距第一傳熱元件一定距離布置的第二傳熱元件 8。在圖1中，第二傳熱元件布置在外殼7之外。外殼7中的部件所產(chǎn)生的熱量被第一傳熱 元件傳遞給流體，該流體被傳送到第二傳熱元件8，第二傳熱元件8將熱量從流體傳遞到頻 率轉(zhuǎn)換器1的周邊環(huán)境。圖2示出了諸如圖1的頻率轉(zhuǎn)換器1之類的頻率轉(zhuǎn)換器的冷卻設(shè)備。將頻率轉(zhuǎn)換器1的部件分為產(chǎn)生大量熱負(fù)荷或出于某種其他原因需要有效冷卻 的主要部件和產(chǎn)生少量熱負(fù)荷或?qū)υ摬考睦鋮s由于某種其他原因而不是很關(guān)鍵的次要 部件。這種主要部件的例子為產(chǎn)生大量熱負(fù)荷或需要有效冷卻以確保其溫度不會達(dá)到足夠 高以至于發(fā)生故障的程度的電子電路。在圖2中，這種主要部件附接到第一傳熱元件9。第 一傳熱元件9經(jīng)由冷卻通道10的第一部分連接到第二傳熱元件8。附接到第一傳熱元件的 主要部件所產(chǎn)生的熱量從而被冷卻通道中流動的流體傳遞到第二傳熱元件8。第二傳熱元件8布置在距第一傳熱元件9 一定距離的位置處。這個距離應(yīng)當(dāng)足夠 大以保證來自冷卻通道10的流體的、被第二傳熱元件8傳遞到周圍環(huán)境的熱負(fù)荷不會對頻率轉(zhuǎn)換器的部件產(chǎn)生其他的熱負(fù)荷。優(yōu)選地，如圖1所示，第二傳熱元件8被布置在頻率 轉(zhuǎn)換器的外殼7之外，盡管在某些實施例中可以將第二傳熱元件8布置在頻率轉(zhuǎn)換器的外 殼7內(nèi)部。圖2的冷卻設(shè) 備包括第三傳熱元件12，第三傳熱元件12經(jīng)由冷卻通道的第二部分 11接收已經(jīng)被第二傳熱元件8冷卻的流體。第三傳熱元件12用于冷卻布置在頻率轉(zhuǎn)換器 的外殼7內(nèi)部的次要部件。對這些次要部件的有效冷卻不如對主要部件的冷卻那么重要。 因此，這些部件布置在氣流中，第三傳熱元件12通過將熱負(fù)荷從氣流傳遞到在冷卻通道中 循環(huán)的液體來冷卻上述氣流。第三傳熱單元12經(jīng)由冷卻通道的第三部分13連接到第一傳熱元件9。抵達(dá)第一 傳熱元件9的輸入端的流體因此不像從第二傳熱元件8傳送到冷卻通道的第二部分11的 流體那么涼。不過，在第三傳熱元件12處出現(xiàn)的流體溫度升高相對較小，從而，流體的溫度 仍然足夠低，以對第一傳熱元件9和附接到第一傳熱元件9的主要部件提供有效的冷卻。在優(yōu)選實施例中，第一傳熱元件9包括蒸發(fā)冷卻流體的蒸發(fā)器。從第一傳熱元 件9經(jīng)由冷卻通道10的第一部分傳送到第二傳熱元件8的蒸氣通過第二傳熱元件8的 冷凝器恢復(fù)為液體狀態(tài)。第二傳熱元件8從而將作為飽和狀態(tài)下的液體或通常具有過冷 (sub-cooling)液體的冷卻流體傳送到第三傳熱元件12。第三傳熱單元12將熱量從傳送 的氣流傳遞到冷卻流體，這消除了對(液態(tài)下的)冷卻流體的過冷。經(jīng)由冷卻通道的第三 部分13抵達(dá)第一傳熱元件9的冷卻流體從而具有從過冷液體變化成具有少量蒸氣量的飽 和液體的狀態(tài)。假定具有蒸發(fā)器的第一熱交換器以物理方式布置在比具有冷凝器的第二熱 交換器低的高度上，在類似于此的方案中，不需要利用任何泵在冷卻通道中傳送冷卻流體。 不過，如果必要的話，可以采用泵來循環(huán)冷卻流體。在圖2中通過示例示出了冷卻通道的不同部分10、11、12。它們的位置和形狀在實 際實現(xiàn)中可以不同。一種替選形式是冷卻通道的第二部分11與冷卻通道的第一部分10是 同軸的。圖3示出了布置在頻率轉(zhuǎn)換器的外殼內(nèi)的冷卻設(shè)備的各部分。圖3所示的各部分 可以用于圖2的冷卻設(shè)備中以冷卻圖1中的頻率轉(zhuǎn)換器。在圖3中，在外殼7內(nèi)部產(chǎn)生與頻率轉(zhuǎn)換器的周圍環(huán)境隔絕的內(nèi)部氣流14。為了 產(chǎn)生該氣流，在本例中將風(fēng)扇16布置在外殼的底部，使得它直接將氣流向上引入包含次 要部件的隔間15。不過，風(fēng)扇可以布置在其他位置并指向可替選的方向。因此，定位在外 殼7的壁和隔間15的壁之間的空間中的這些次要部件以及此外可能的次要部件由氣流進(jìn) 行冷卻。氣流的方向可以很自然地與圖中所示的方向相反。第三傳熱元件12布置在隔間15的上部。在圖3的示例中，第三傳熱元件12被示 為環(huán)形冷卻器，將熱量從氣流傳遞到第三傳熱元件12內(nèi)的冷卻流體。因此不管該閉合循環(huán) 如何，氣流的溫度可以被保持在足夠低的水平。不需要為了冷卻目的使空氣從外殼7之外 進(jìn)入外殼7。只需要一個到位于外殼7外的第三傳熱元件8的連接管道17。管道17被密 封套18密封，確定管道17的尺寸以為冷卻通道和可能的電纜19提供足夠的空間。在圖3的示例中，第一傳熱元件9和附接到第一傳熱元件9的主要部件也被布置 在隔間15中。不過，不是在所有的實施例中都必然如此，還可以將第一傳熱元件9和主要 部件布置在隔間15之外。[0031]第一管道作為冷卻通道的第一部分10，并將冷卻流體從第一傳熱元件9傳送到第 二傳熱元件8。在采用蒸發(fā)器的情況下，冷卻流體可以以蒸氣狀態(tài)被傳送到第二傳熱元件 8。 第二管道作為冷卻通道的第二部分11，將冷卻流體從第二傳熱元件8傳送到在圖 3中為環(huán)形冷卻器的第三傳熱元件12。環(huán)形冷卻器接收的冷卻流體可以是過冷液體。最后，第三管道作為冷卻通道的第三部分13，將冷卻流體從第三傳熱元件12傳送 到第一傳熱元件9的底部。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述說明和附圖只是用來說明本實用新型。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員 而言明顯的是，可以在不脫離本實用新型范圍的情況下對本實用新型進(jìn)行改變和變型。
權(quán)利要求1.一種頻率轉(zhuǎn)換器，包括接口(3)，用于將所述頻率轉(zhuǎn)換器連接到電力網(wǎng)絡(luò)； 輸出端(5)，用于將電能供應(yīng)給耗能裝置； 控制器(6)，用于控制所述電能的供應(yīng)；以及冷卻設(shè)備，用于對所述頻率轉(zhuǎn)換器(1)的部件進(jìn)行冷卻，所述冷卻設(shè)備包括 第一傳熱元件(9)，用于接收來自附接到所述第一傳熱元件(9)的至少一個主要部件 的熱負(fù)荷，以及將所述熱負(fù)荷傳遞到流經(jīng)冷卻通道的第一部分(10)的流體；以及第二傳熱元件(8)，其布置在距離所述第一傳熱元件(9) 一定距離的位置處并且連接 到所述冷卻通道的第一部分(10)，以便接收流經(jīng)所述冷卻通道的所述流體，以及將所述熱 負(fù)荷從所述流體傳遞到所述頻率轉(zhuǎn)換器(1)的周圍環(huán)境，特征在于所述冷卻設(shè)備包括第三傳熱元件(12)，其連接到所述冷卻通道，以便將來自所述頻率轉(zhuǎn)換器中的氣流 的熱負(fù)荷傳遞到所述流體，所述第三傳熱元件(1 連接到所述冷卻通道的第二部分(11) 以便接收來自所述第二傳熱元件(8)的流體并將所述流體經(jīng)由所述冷卻通道的第三部分 (13)傳送到所述第一傳熱元件(9)；以及風(fēng)扇(16)，其用于產(chǎn)生經(jīng)由所述第三傳熱元件和所述頻率轉(zhuǎn)換器的、沒有附接到所述 第一傳熱元件的至少一個次要部件傳送的氣流，以便將來自所述至少一個次要部件的熱量 經(jīng)由所述第三傳熱元件(1 傳遞到所述流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第三傳熱元件(12)和所述風(fēng)扇(16)布置在所述頻率轉(zhuǎn)換器的外殼(7)內(nèi)，并與 所述頻率轉(zhuǎn)換器(1)的周圍環(huán)境隔離，以獲得所述外殼(7)中的內(nèi)部氣流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一傳熱元件(9)和所述至少一個主要部件也布置在所述外殼(7)內(nèi)；以及 所述第二傳熱元件(8)布置在所述外殼(7)夕卜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一傳熱元件(9)包括蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器通過由第一管道組成的所述冷卻通道 (10)的第一部分連接到所述第二傳熱元件(8)，以便將蒸氣饋送給所述第二傳熱元件(8)； 所述第二傳熱元件(8)包括冷凝器，用于將所述蒸氣冷凝為液體相，并通過由第二管 道組成的冷卻通道的第二部分(11)將所述液體饋送給所述第三傳熱元件(1 ；以及所述第三傳熱元件(1 通過由第三管道組成的冷卻通道的第三部分(1 連接到所述 第一傳熱元件(9)的底部，以便將所述液體引入所述第一傳熱元件(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述第一傳熱元件(9)布置在比所述第二傳熱元件(8)低的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4到5中任一所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述液體作為飽和液體或以少量的蒸氣量從所述第三傳熱元件(1 引入所述第一傳 熱元件(9)。
專利摘要本實用新型涉及一種頻率轉(zhuǎn)換器(1)，包括用于冷卻頻率轉(zhuǎn)換器(1)的部件的冷卻設(shè)備，上述冷卻設(shè)備包括用于從至少一個主要部件接收熱負(fù)荷的第一傳熱元件(9)和用于接收流經(jīng)冷卻通道的流體并將上述熱負(fù)荷傳遞到周圍環(huán)境的第二傳熱元件(8)。為了獲得有效的冷卻設(shè)備，上述冷卻設(shè)備包括第三傳熱單元(12)和風(fēng)扇(16)，上述第三傳熱單元(12)用于將來自上述頻率轉(zhuǎn)換器內(nèi)的氣流的熱負(fù)荷經(jīng)由上述第三傳熱元件(12)傳遞到上述流體，上述風(fēng)扇(16)用于產(chǎn)生經(jīng)由上述第三傳熱單元(12)和上述頻率轉(zhuǎn)換器(1)的上述至少一個次要部件傳送的上述氣流。
文檔編號H05K7/20GK201887669SQ20102053152
公開日2011年6月29日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者布魯諾·阿戈斯蒂尼, 弗朗切斯科·阿戈斯蒂尼, 貝爾克·葉辛 申請人:Abb研究有限公司