CN101997400A - 一种风力发电igbt变流功率模块热板式冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器，包括铝基板、热板、散热翅片和导风罩，通过螺栓将各个部件组装在一起，铝基板的热量通过热板传递给散热翅片，再通过风冷方式散失掉。本发明的优点：1)采用热板方式可以将铝基板背面IGBT变流功率模块产生的不均匀的热流密度，通过热板特有的性能，均匀地传递给热板另一侧的散热翅片，保障了良好的散热效果。2)采用热板结构来传递热量，无悬臂应力的副作用。3)体积小，热板加上散热翅片的高度与热管结构的散热器相比，体积减少了84％。紧凑的结构也符合用户的要求。

Description

一种风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器

技术领域

本发明涉及一种风力发电IGBT变流功率模块冷却器，具体地说是一种热板式冷却器。

背景技术

在风力发电中的IGBT变流功率模块通常都固定在一块金属基板上，因为功率不同，因此产生的热流密度就有很大差异。产生的热量透过基板，被基板另一侧的散热器带走。现在常见到直接用散热翅片固定于基板另一侧，将IGBT变流功率模块产生的热量通过风冷方式散失掉。因为IGBT变流功率模块产生的热流密度不同，因而散热效果并不理想。

还有的散热器利用了热管技术，即将热管管束生根于铝基板，将铝基板上的电器元件散发的热量传输到热管的冷凝段，再通过风冷方式将热量带走。虽然说热管在热交换领域里被誉为热的超导体，但采用热管生根的方式，每根热管与铝基板接触面也只有管内径的面积，相对加热面积有限，因此需要很多热管。又因为热管较长，整个散热器体积较大。热管式散热器也存在因IGBT变流功率模块产生热流密度不同，散热效果不理想的情况。另外因铝基板为竖直布置方式，因此热管管束均为悬臂状态布置，热管与铝基板连接部位应力较大，对可靠性有较大影响。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述缺陷，旨在提供一种热板式散热器。

解决上述问题采用的技术方案是：一种风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器，包括铝基板、热板、散热翅片和导风罩，通过螺栓将各个部件组装在一起，铝基板的热量通过热板传递给散热翅片，再通过风冷方式散失掉。

根据本发明，热板尺寸要覆盖铝基板背面电器元件的散热区域。

根据本发明，散热翅片与热板面积相同。

根据本发明，一个散热翅片和一个热板构成一个散热单元，一个或多个散热单元间隔设置在所述的铝基板上，其上设置一个总的导风罩。

根据本发明，所述的热板金属材料为铜，内部介质为水。为保障在-40℃甚至更低的环境中能正常工作，在热板介质中加有60～80目的水雾铜粉。

根据本发明，散热翅片材料为铝，齿间距为4mm，翅片高度为40～50mm，翅片顶宽度为1.5mm，翅根宽度为2.5mm，翅片基板厚度为5mm。

根据本发明，铝基板、热板和散热翅片接触面的部位平面度要求不超过0.5，接触面面用导热胶涂覆，再用螺栓固定装配在一起。

本发明的优点：

1)采用热板方式可以将铝基板背面IGBT变流功率模块产生的不均匀的热流密度，通过热板特有的性能，均匀地传递给热板另一侧的散热翅片，保障了良好的散热效果。

2)采用热板结构来传递热量，无悬臂应力的副作用。

3)体积小，热板加上散热翅片的高度与热管结构的散热器相比，体积减少了84％。紧凑的结构也符合用户的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是铝基板示意图。

图2是热板示意图。

图3是散热翅片。

图4是导风罩示意图。

图5是铝基板、热板和散热翅片的组合示意图。

图6是铝基板、热板和散热翅片的组装示意图。

图7是整个散热器总成示意图。

具体实施方式

参照图1，铝基板1上的安装孔均装有钢丝螺套。

参照图6，将热板2放置在铝基板1上，其位置与铝基板1背面的电气元件散热区域相对应，再将散热翅片3压于热板上，各接触面面用导热胶涂覆，再用螺栓将散热翅片3、热板2和铝基板1紧固住。这样，完成了一个散热单元的安装。

本实施方式中，散热翅片3与热板2面积相同。所述的热板金属材料为铜，内部介质为水。为保障在-40℃甚至更低的环境中能正常工作，在热板介质中加有60～80目的水雾铜粉。散热翅片材料为铝，齿间距为4mm，翅片高度为40～50mm，翅片顶宽度为1.5mm，翅根宽度为2.5mm，翅片基板厚度为5mm。

参照图7，将多个散热单元用相同的方法依次间隔设置在铝基板1上，再用螺栓将一个总的导风罩4固定到铝基板1上。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器，包括铝基板(1)、热板(2)、散热翅片(3)和导风罩(4)，其特征在于所述的铝基板(1)、热板(2)、散热翅片(3)和导风罩(4)通过螺栓组装在一起。

2.如权利要求1所述的风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器，其特征在于所述的热板(2)尺寸要覆盖铝基板(1)背面电器元件的散热区域。

3.如权利要求2所述的风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器，其特征在于所述的散热翅片(3)与热板(2)面积相同。

4.如权利要求3所述的风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器，其特征在于一个散热翅片(3)和一个热板(2)构成一个散热单元，一个或多个散热单元间隔设置在所述的铝基板(1)上，其上设置一个总的导风罩(4)。

5.如权利要求1所述的风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器，其特征在于所述的热板(2)金属材料为铜，内部介质为水，在热板介质中加有60～80目的水雾铜粉。

6.如权利要求1所述的风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器，其特征在于所述的散热翅片(3)为铝，齿间距为4mm，翅片高度为40～50mm，翅片顶宽度为1.5mm，翅根宽度为2.5mm，翅片基板厚度为5mm。

7.如权利要求1所述的风力发电IGBT变流功率模块热板式冷却器，其特征在于所述的铝基板(1)、热板(2)和散热翅片(3)接触面的平面度要求不超过0.5，连界面用导热胶涂覆。

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