CN101873788B - 电驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电驱动装置(1)，至少包括扼流器单元(2)、功率步进单元(3)以及电容器单元(4)，用于实现对用电设备的供电，以及进一步包括用于对扼流器单元(2)、功率步进单元(3)以及电容器单元(4)进行冷却的冷却装置。为了实现有益的且高效的冷却装置，将扼流器单元(2)、功率步进单元(3)以及电容器单元(4)分布到至少两个分离的且可分别冷却的实体中，以及冷却装置包括用于对至少两个分离的且可分别冷却的实体进行冷却的并行冷却机构(5、6、7)。

Description

电驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于实现对用电设备的供电的电驱动装置，具体而言，涉及一种用于确保电驱动装置的足够冷却的解决方案。
背景技术
电驱动装置包括许多在使用时需要被冷却的部件以防止电驱动装置的温度过度上升。这些部件包括例如扼流器单元、功率步进单元以及电容器单元。
在已知解决方案中，电驱动装置包括用于对扼流器单元、功率步进单元以及电容器单元进行冷却的冷却装置。在此解决方案中，从电驱动装置的外部将冷却空气吸取到鼓风机，该鼓风机将冷却空气吹到流动通道，经过依次布置在流动方向上的扼流器单元、功率步进单元以及电容器单元。
上述已知解决方案的缺点在于提供足够的冷却容量。为了提供足够的冷却气流，鼓风机由于流动通道中的显著反压而必须是高功率的。然而，这种高功率鼓风机是嘈杂的且昂贵的，并且，为了操作，它需要高功率的馈电单元，这种馈电单元本身就引起损耗和花费。
由于上述原因，可能没有对冷却装置做出足够的努力，但是在相反方面，要从电驱动装置得到的功率的量被限制在如下水平：在该水平，所生成的热负荷可由较便宜且功率较低的冷却装置进行管理。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题并提供一种解决方案，其使得能够在电驱动装置中实现便宜且高效的冷却装置，从而尽可能高效地利用电驱动装置的现有功率。此目的通过独立权利要求1中要求保护的电驱动装置得以实现。
根据本发明，将需要冷却的扼流器单元、功率步进单元以及电容器单元分布到至少两个分离的且可分别冷却的实体中。冷却装置的并行冷却机构使各实体能够被分别地冷却。这导致了包括被并行冷却的实体的电驱动装置，这些实体可由较低功率的冷却机构(例如，较低功率的鼓风机)冷却，这使得能够以便宜的方式实现冷却。由于可以按所需程度精确地、分别地对实体进行冷却，因此可以在不增加制造成本且没有过热风险的情况下，全面地利用电驱动装置的功率。
从属权利要求中公开了根据本发明的电驱动装置的优选实施例。
附图说明
在下文中，借助实例并参照附图对本发明进行更详细的描述，其中：
图1示出了电驱动装置的第一实施例，
图2示出了电驱动装置的第二实施例，
图3示出了电驱动装置的第三实施例，以及
图4示出了电驱动装置的第四实施例。
具体实施方式
图1示出了电驱动装置1的第一实施例。电驱动装置1使得能够实现对用电设备的供电。该设备可以是例如变频器，变频器借助于可获得自电力网络的电力来实现对电动机的供电，以使得电动机的旋转速度和旋转方向恒如所期望的那样。为此目的，图1中所描绘的电驱动装置1包括例如扼流器单元2、功率步进单元3以及电容器单元4。
在图1中，虽然根据本发明，将特定的部件分布到至少两个分离的且可分别冷却的实体中是足够的，但是，将扼流器单元2、功率步进单元3以及电容器单元4分布成使得每一个单元布置在其自身的分离的且可分别冷却的实体中。电驱动装置1的冷却装置包括用于对待冷却实体进行冷却的并行冷却机构。在图1的实施例中，冷却机构包括鼓风机5、6和7，每一个鼓风机负责通过生成进入待冷却实体中的空气流来对一个实体进行冷却。
图1的电驱动装置1被置于安装壳体8内部，在该情形中，鼓风机5、6和7通过经由安装壳体8的开口9从外部吸取空气来生成进入待冷却实体中的冷却空气流。借助于中间壁10和11将分离的且可分别冷却的实体从电驱动装置的其它部件分隔开。因此，在电驱动装置1的安装壳体8中提供了空间12，该空间可被用于电驱动装置的不需要分别冷却的部件。
包括扼流器单元2、功率步进单元3以及电容器单元4的分离的且可分别冷却的实体通过中间壁14和15彼此分隔开。中间壁使得能够为电驱动装置1提供并行流动通道，以使得包括扼流器单元2的实体驻留在其自身的流动通道中，包括功率步进单元3的实体驻留在其自身的流动通道中，并且包括电容器单元4的实体驻留在其自身的流动通道中。在图1的实例中，这些并行流动通道在同一排放通道16中重合，该排放通道16用于将冷却空气流从其传递出去。虽然存在公共排放通道16，但中间壁14和15防止了暖空气自由地从一个实体移动到另一个实体，这意味着针对每个实体布置容量仅足够对该特定实体进行冷却的冷却机构是足够的。
在图1的实施例中，电驱动装置通过入口连接器17和出口连接器18耦合到电力网络以及相应地耦合到由电驱动装置实现供电的用电设备，该入口连接器17和出口连接器18被布置成使得它们至少部分地驻留在一个或更多个待冷却实体中。在图1的实例中，入口连接器17部分地与扼流器单元2驻留在同一实体中，而出口连接器18部分地与电容器单元4驻留在同一实体中。然而，为了易于电连接，将入口连接器17以及相应地出口连接器18的形状确定为使得它们的末端(通过这些末端执行到电力网络以及相应地到用电设备的电连接)穿过中间壁10和11进入空间12，其中，电连接可以借助于例如线缆来实现。
上文通过实例说明了，当实现冷却解决方案时明确地需要特别关注扼流器单元、功率步进单元以及电容器单元。然而，这只是实例。在实践中，电驱动装置也可以包括需要高效冷却以及因此适于对其布置其自身的并行冷却的其它设备，诸如，制动斩波器。同一电驱动装置采用多于一个的相应模块(例如，具有其自身的并行冷却的两个电容器单元)也是可行的。
图2示出了电驱动装置1′的第二实施例。图2的实施例与图1的实施例非常类似，因此在下文中，将主要通过关注这些实施例之间的区别来对图2的实施例进行描述。
与图1不同，在图2的情形中，并非通过生成经过实体的空气流来对分离的且可分别冷却的实体进行冷却。相反，在图2的实施例中，提供了热虹吸元件，即所谓的热导管元件，以穿入每个实体中。热虹吸元件本身是现有技术的换热器，在图2的实例中被用于将热从包括扼流器单元2的实体、包括功率步进单元3的实体以及包括电容器单元4的实体传送出去。为了实现这一点，将热虹吸元件的第一末端相应地布置成穿入待冷却实体中，而将它们的第二末端布置在排放通道16中，经过该排放通道16生成了冷却空气流。因此可以将在热虹吸元件的第一末端处生成的热负荷经过第二末端移除到空气流中。
通过与图1的实施例中所公开的类似的方式，可以在不同实体之间布置中间壁以防止热负荷从一个实体传送到另一个实体。
图3示出了电驱动装置的第三实施例。图3的实施例与图1的实施例非常类似，因此在下文中，将主要通过关注这些实施例之间的区别来对图3的实施例进行描述。
与图1不同，在图3的情形中，并非通过生成经过实体的空气流来对分离的且可分别冷却的实体进行冷却。相反，在图3的实施例中，提供了冷却元件19以穿入每个实体中，冷却元件19与入口导管20以及与出口导管21相连以生成经过冷却元件的冷却通道的冷却流体流。通过以各自的方式确定各冷却元件19的形状和尺寸，可以为扼流器单元2、功率步进单元3以及电容器单元4提供精确地按照需要的高效冷却。
通过与图1的实施例中的类似的方式，可以在不同实体之间布置中间壁以防止热负荷从一个实体传送到另一个实体。
图4示出了电驱动装置的第四实施例。除以下不同之外，图4的实施例与图1的实施例类似：在图4的实例中，壳体8′的深度小于图1的情形。结果是，电驱动装置1″′的结构与图1的实施例的不同之处在于：鼓风机5、6和7被布置在壳体的开口中，以及在此实例中，它们被布置在开口的外部。这使得可以获得如下电驱动装置1″′，其可以在壳体深度方向上按节省空间的方式来实现。
上文通过实例示出了将电驱动装置的可分别冷却的实体实现为使得它们采用同一种冷却解决方案，即，空气流、热虹吸元件或冷却元件。然而，这只是实例。在实践中，如果例如，在不同实体中冷却需要不同，则可以在同一电驱动装置的不同实体中相互利用不同的冷却机构，例如，以使得通过空气流对第一个实体进行冷却，通过热虹吸元件对第二个实体进行冷却，并且通过具有液体冷却循环的冷却元件对第三个实体进行冷却。
将认识到，以上描述以及相关附图仅用于说明本发明。对于本领域技术人员将明显的是，在不偏离权利要求范围的前提下也可以按其它方式对本发明进行修改和变换。

Claims (10)

1.一种电驱动装置(1、1′、1″、1″′)，至少包括扼流器单元(2)、功率步进单元(3)以及电容器单元(4)，用于实现对用电设备的供电，以及进一步包括用于对所述扼流器单元(2)、所述功率步进单元(3)以及所述电容器单元(4)进行冷却的冷却装置，其特征在于，
所述扼流器单元(2)、所述功率步进单元(3)以及所述电容器单元(4)被分布到至少两个分离的且可分别冷却的实体中，以及
所述冷却装置包括用于对所述至少两个分离的且可分别冷却的实体进行冷却的并行冷却机构(5、6、7；5′、6′、7′；19)。
2.如权利要求1所述的电驱动装置(1、1′、1″、1″′)，其特征在于，将所述扼流器单元(2)、所述功率步进单元(3)以及所述电容器单元(4)分布成使得每一个单元构建其自身的分离的且可分别冷却的实体，以及，所述冷却装置包括用于每个可分别冷却的实体的并行冷却机构(5、6、7；5′、6′、7′；19)。
3.如权利要求1或2所述的电驱动装置(1、1′、1″、1″′)，其特征在于，所述分离的且可分别冷却的实体借助于第一中间壁(10、11)被从所述电驱动装置(1、1′、1″、1″′)的其它部件分隔开。
4.如权利要求1或2所述的电驱动装置(1、1″′)，其特征在于，所述扼流器单元(2)、所述功率步进单元(3)以及所述电容器单元(4)借助于第二中间壁(14、15)被分布到可分别冷却的实体中，所述第二中间壁(14、15)将所述实体彼此分隔开并且形成用于为每个待冷却实体生成分离空气流的所述冷却装置的并行流动通道的一部分。
5.如权利要求4所述的电驱动装置(1、1″′)，其特征在于，为每个可分别冷却的实体布置了分离的鼓风机(5、6、7)。
6.如权利要求4所述的电驱动装置(1、1″′)，其特征在于，所述冷却装置包括公共排放通道(16)，用于经过所述公共排放通道将空气流从所述待冷却实体排出。
7.如权利要求1或2所述的电驱动装置(1′)，其特征在于，所述冷却装置包括用于至少一个实体的热虹吸元件(5′、6′、7′)，所述热虹吸元件的第一末端被布置成穿入至少一个待冷却实体中，以及所述热虹吸元件的第二末端与所述至少一个待冷却实体分离地布置在空气流中，以将热负荷从所述待冷却实体传递到空气流。
8.如权利要求1或2所述的电驱动装置(1″)，其特征在于，冷却装置包括用于至少一个待冷却实体的冷却元件(19)，所述冷却元件被布置在所述至少一个待冷却实体中并与入口导管(20)和出口导管(21)相连，以提供经过所述冷却元件的冷却通道的冷却流体流。
9.如权利要求1或2所述的电驱动装置(1、1′、1″、1″′)，其特征在于，将所述电驱动装置(1、1′、1″、1″′)的入口连接器(17)和出口连接器(18)布置成至少部分地处于一个或更多个待冷却实体中。
10.如权利要求1或2所述的电驱动装置(1、1′、1″、1″′)，其特征在于，所述电驱动装置被置于安装壳体(8)内部。
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