CN204350525U - 带有具有至少两个腔室的壳体的逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及带有具有至少两个腔室的壳体的逆变器。一种包括壳体的逆变器，该壳体具有至少两个腔室，其中该至少两个腔室中的至少一个腔室相对于环境是密封地封闭的，并且该至少一个腔室具有比该另一个腔室更高的保护等级。电子和/或电力部件位于至少两个腔室中，这些部件借助于两个分开的气流冷却，其中两个气流通过至少一个热交换器彼此热耦合。该一个气流借助于安排在热交换器的区域中的鼓风机而在腔室中循环，使得至少一个部分流流过热交换器，并且位于另一个腔室中的另一个鼓风机通过空气入口从该壳体之外抽吸空气，使得另一个气流被引导通过热交换器、然后能够通过该壳体的另一个腔室的退出开口向外逸出。空气入口被安排在壳体的顶部区域中并且这些退出开口被安排在底部区域中。

Description

带有具有至少两个腔室的壳体的逆变器

技术领域

本实用新型涉及一种逆变器，该逆变器带有一个具有至少两个腔室的壳体。该逆变器尤其是用于光伏***的逆变器。

背景技术

两腔室的逆变器壳体是从现有技术中已知的(DE 10 2004 030 457 A1)。其中在一个腔室中容纳了需要保护以免受污物和湿气影响的部件。这些部件例如是电子部件，例如像半导体构造元件，这些元件本身没有任何保护或仅具有不充分的对污物和湿气的保护。这个事实表现为这些电子部件的较低的保护等级级数(下面称为保护级别)，该级数以所谓的国际保护编码(IP)的形式给出。腔室的保护级别在大小上是对应的(例如，IP65)。

为了实现具有对应的高保护级别的腔室，一般需要将其密封地相对于外部环境进行遮蔽。也就是说，这些腔室不具有到环境的通道。安排在这些腔室中的电子部件的冷却因此例如借助于冷却体进行，这些冷却体要么具有与该腔室的外壁的直接接触要么从该外壁中伸出。

在该壳体的另一个腔室中相反地安排有需要指定更高保护级别的构件，例如像绕组材料。这个由此可以具有较低保护级别(例如IP23)的腔室被一个(外部的)气流流过，该气流例如可以通过使用鼓风机来引起。以此方式，可以实现对其中包含的部件的非常有效的冷却。这些部件也可以是电子部件的冷却体，这些冷却体容纳在一个具有高保护级别的腔室中并且伸入到这个腔室中。

通过一个此类的用于逆变器的冷却***，已经在最高达到100KW的功率范围内的逆变器中实现了良好的结果。然而，现在还已知了在500到2000kW的功率范围内工作的逆变器。在此类逆变器运行中，产生了不可忽视的损耗热，这些损耗热必须从该壳体中导出。直到目前为止，此类逆变器被容纳在特殊适配的建筑物中，其中保证对该建筑物内部供应干净和干燥的冷却空气，以便冷却位于那里的逆变器。于是，在此该逆变器的整个壳体被冷却空气流过。

然而，为了接收此类逆变器而建造特殊的建筑物是与相对高的成本耗费相关的。

因此本实用新型的基本目的在于，提供一种在大于100kW的功率范围内工作并且在没有特殊保护装置的情况下能够设置在户外的逆变器。一种此类的逆变器带有一个具有至少两个腔室的壳体，其中该至少两个腔室中的至 少一个相对于环境是密封地封闭的，并且该至少一个腔室具有比另一个腔室更高的保护等级。

实用新型内容

在一个实施方式中，对应的逆变器带有一个具有至少两个腔室的壳体，其中该至少两个腔室中的至少一个相对于环境是密封地封闭的，并且该至少一个腔室具有比另一个腔室更高的保护等级。在该至少两个腔室中存在电子和/或电力部件，这些部件借助于两个分开的气流来冷却，其中这两个气流通过至少一个热交换器与彼此热耦合并且一个气流(稍后也称为内部气流)借助于一个安排在该热交换器的区域中的鼓风机在该腔室中循环，使得至少一个部分流流过该热交换器。位于另一个腔室中的一个另外的鼓风机通过空气入口从该壳体之外抽吸空气并且另一个气流(稍后也称为外部气流)被引导通过该热交换器、然后可以通过该壳体的另一个腔室的退出开口向外逸出。在此，这些空气入口被安排在顶部的区域中并且退出开口被安排在该壳体的底部的区域中。

本实用新型的基本构思在于，借助于两个分开的气流来冷却一个逆变器的两个腔室。该一个气流(也称为内部气流)在此仅仅在具有高保护级别的腔室(其中安排有电子和/或电力部件中循环，这些部件由于其较低的保护级别而必须被保护免受湿气和污物影响，例如像半导体构造元件、堆叠件以及保护或开关机构(Schutz-und Schaltorgane))，其中该一个气流通过使用至 少一个热交换器而被该另一个气流(稍后也称为外部气流)冷却。该另一个气流从外部被引导通过具有更低保护级别的该另一个腔室。在该另一个腔室中安排有用于该一个腔室中的这些电子和/或电力部件的冷却体，以及其他的对污物敏感的部件，例如像绕组材料、扼流器等等。也就是说，该另一个/外部气流一方面通过该至少一个热交换器来冷却该一个/内部气流、并且还负责从该另一个腔室的热导出。该一个/内部气流与环境没有直接的连接，这与该另一个/外部气流不同，该外部气流是从外部被引导通过该逆变器的壳体。

在本实用新型的一个实施方式中提出，该一个腔室具有两个隔室(Abteile)以用于接收较低保护级别的电子部件，这两个隔室处于彼此透气的连接中。此类的高功率(大于100kW)逆变器壳体可以例如具有超过2m的宽度、约2.20m的高度和大约1m的深度。在该壳体中可以设置分隔壁。只要该一个腔室形成两个隔室，如已经详述的，这两个隔室就处于彼此透气的连接中，例如通过安排一个孔板类型的具有穿通开口的分隔壁。为了通过内部气流对这两个隔室均匀地提供冷却空气，设置了一个所谓的气流分配室，通过该气流分配室这两个隔室彼此处于连接中。为了冷却气流的通过量足够大，对于该一个、第一腔室设置至少一个鼓风机，该鼓风机有利地被安排在该热交换器的区域中。通过该至少一个鼓风机，在该空气分配室中输送了内部气流。空气分配室具有被安排在逆变器壳体的侧壁的区域中的缝隙，通过这些缝隙该空气分配室与该一个腔室或还与这两个隔室处于连接中。也就是说，该一个气流分别侧向地供应到该一个腔室的两侧。该另一个腔室也 具有至少一个另外的鼓风机以用于抽吸环境空气，该鼓风机同样可以安排在该热交换器的区域中。于是，根据一个优选的实施方式，在该另一个腔室中可以通过该另外的鼓风机使该另一个气流首先环绕冲刷(umspülen)该一个鼓风机的电机、然后将其引导通过该热交换器并随后经过堆叠件和绕组材料的冷却体向外排出。

在这种逆变器的一个变体中提出，一个空气分配器与该热交换器邻接，该空气分配器具有多个通向该一个腔室的开口。也就是说，与先前已描述的第一变体相反，不存在具体的空气分配室，而是该一个气流的冷却后的空气的分配直接与该至少一个热交换器相联系地进行，该热交换器同样可以如第一实施方式中的热交换器一样被设计为交叉型热交换器。根据罩类型设计的该空气分配器设置有多个空气出口，这些空气出口均匀地分布在该一个腔室的宽度上，使得-如已经详述的-流出的空气均匀地围绕位于该腔室中的有待冷却的构件流动。

根据本实用新型的另一个特征提出，该逆变器壳体在顶部的区域中具有用于该另一个/外部气流的空气入口，并且优选在该逆变器壳体的底部或插座的区域中设置有用于该另一个气流的退出开口。与在插座区域中进行抽吸相反，通过在顶部区域中抽吸冷却空气，很大程度上避免了对污物颗粒的抽吸。该至少一个热交换器和该另一个腔室位于进入开口和退出开口之间。通过该至少一个另外的鼓风机，通过这些进入开口将环境空气抽吸而用于该另 一个气流、输送通过该另一个腔室并且从在插座区域中的退出开口输送到与进入开口对置的一侧上，以避免在抽吸的和排出的空气之间的循环。理论上，还可行的是从下到上的反向的空气供应，也就是说，在下方在该插座区域中进行抽吸并且在上方在顶部区域中使空气流出。该一个鼓风机的电机有利地位于该另一个/外部气流中，使得该电机一方面得以被优化地冷却并且另一方面不将其损耗热输出到该一个腔室中。

在本实用新型的一个实施方式中，该逆变器的该一个腔室具有两个隔室，这些隔室彼此处于透气连接中。在此可以在该一个腔室的这两个隔室之间设置一个处于孔板形式的分隔壁。此外，在本实用新型的一个另外的设计中，这两个隔室还通过一个空气分配室彼此处于连接中。在一个另外的实施方式中，该空气分配室通过缝隙与该一个腔室处于连接中。这些缝隙是安排在该壳体的这些侧壁与该一个腔室的后壁之间。

在一个另外的实施方式中，在该一个腔室中设置至少一个第一鼓风机，该第一鼓风机可以安排在该至少一个热交换器的区域中。

在一个另外的实施方式中，该另一个腔室具有至少一个另外的鼓风机以用于抽吸环境空气。该至少一个另外的鼓风机可以安排在该至少一个热交换器的区域中。在本实用新型的一个实施方式中，该至少一个另外的鼓风机可以如下地安排在该另一个腔室中：使得该另一个气流被抽吸穿过该至少一个 热交换器并且然后被引导经过这些电子和/或电力部件的冷却体和其他的对污物敏感的部件。该一个和该另外的鼓风机的电机还可以相应地位于该另一个腔室中并且被该外部气流环绕其流动。

在本实用新型的一个实施方式中，在该壳体的顶部的区域中设置有用于该另一个气流的空气入口。在此，在该壳体的顶部的区域中在这些空气入口后方存在一个迷宫(Labyrinth)，流入该壳体中的空气穿过该迷宫流动，该迷宫用作污物沉积器。依据本实用新型的实施方式，在该壳体的底部的区域中设置有用于该另一个气流的退出开口。

附图说明

下面借助附图来示例性地详细说明本实用新型所基于的概念。

图1展示了一个带有第一实施方式中的壳体的逆变器的一个示意性透视图；

图2展示了根据图1的线II/II的截面；

图3展示了根据图1的线III/III的截面；

图4展示了根据图1的逆变器，其中仅展示了该另一个气流；

图5展示了一个带有第二实施方式中的壳体的逆变器的一个截面图；

图6展示了根据图5的实施方式的视图；

具体实施方式

根据图1的逆变器1拥有一个用2标识的壳体。(开关)箱类型的壳体2具有两个腔室5、25。为了能看到壳体2之内，在图1中没有展示出部分侧壁还有门，壳体2自然具有这些侧壁和门。该一个腔室5被细分成两个隔室6、7，这些隔室通过一个分隔壁8彼此处于连接中。分隔壁8在下部区域中设置有穿通开口8a，这些穿通开口如在图1中所示可以设计为孔板的形式。该一个腔室5的隔室6具有一个后壁6a，该后壁用于接收例如堆叠件10、半导体构造元件11、其他的电子部件等。如已经详述的，隔室6由后壁6a从后侧被封闭。在后壁6a前方，在隔室6中的顶部2a的区域中存在两个鼓风机12，这些鼓风机与安排在其后的空气-空气热交换器13处于透气连接中并且提供该腔室5中的内部气流。在例如可以形成为交叉式热交换器的热交换器13下方，安排有该另一个腔室25。该另一个腔室25位于后壁6a后方。所谓的空气分配室30位于该另一个腔室25后方。这个空气分配室30基本上在该壳体的总宽度上延伸。向空气分配室30的两端(通过箭头31、32示出)分别产生了朝向壳体1的相应的侧壁1a的一个所谓的缝隙3、4，其中先前引入到空气分配室30中、从热交换器中出来的内部气流通过相应的缝隙被侧向地供应到隔室6和7。内部气流40穿过该一个带有隔室6和7以及空气分配室30两者的第一内部腔室5的流动曲线由与对应的参考符号40所标识的箭头导向得出。图2展示了内部气流40，该内部气流由这两个鼓风机12造成，这些鼓风机抽吸空气并将其供应到用13标识的热交换器。在那里，内部气流被该外部气流50冷却并且被供应到空气分配室30。从那里出发，该内部气流通过缝 隙3、4而到达腔室5的隔室6、7。这在图3中被表示出，该图展示了沿图1中的线III/III穿过壳体2的截面。

经由在壳体2的顶部的区域中的空气入口20，环境空气作为外部气流50被抽吸穿过该至少一个另外的鼓风机21并且被引导经过鼓风机12的电机。这个气流50同样被引导穿过热交换器13并且在此冷却了(除其他之外)该内部气流40。通过空气入口20被抽吸的外部气流50被引导通过该另一个腔室25并且在此冷却了位于那里的电子和/或电力部件14，在这些空气入口后方有利地安排有一个迷宫60，使得很少的湿气和污物能到达该热交换器13或该另一个腔室25。图3在此展示了例如冷却体10a和绕组材料10b，也就是具有更高保护级别的、有待安排在具有较低保护级别(小于IP54)的室中的总的部件。这个外部气流50从该另一个腔室25通过在逆变器1的壳体2的底部2b的区域中的退出开口20a被导出。外部气流50的曲线也在图4中通过对应地标识出的箭头来指示。

图5到6展示了一个对应的逆变器1的一个另外的实施方式。关于这个根据图5到6的第二实施方式，首先要注意的是，在这两个实施方式中相同的部件设有相同的参考符号。

图5和6展示了穿过逆变器1的壳体2的截面。经由在壳体2的顶部的区域中的空气入口20，环境空气作为外部气流50被抽吸穿过该至少一个另外 的鼓风机21并且被引导经过鼓风机12的电机。这个气流50同样被引导穿过热交换器13并且在此冷却了(除其他之外)该内部气流40。通过空气入口20被抽吸的外部气流50被引导通过该另一个腔室25并且在此冷却了位于那里的电子和/或电力部件14，在这些空气入口后方有利地安排有一个迷宫60，使得很少的湿气和污物能到达该热交换器13或该另一个腔室25。

内部气流40由鼓风机12造成，该鼓风机从该一个腔室5抽吸空气并且将其供应到用13标识出的热交换器。在那里，内部气流40被外部气流50冷却并且通过空气分配器17返回到该一个腔室5，如通过箭头40所标识出的内部气流40得出。图6详细展示了内部气流40的曲线。

在腔室5的下部区域中设置有传导金属片9，该传导金属片负责通过空气分配器17用位于其中的三个空气出口17a将空气预先引导经过在堆叠件10处的冷却体、使该空气再度被鼓风机12抽吸、并且被供应到热交换器13。也就是说，传导金属片9有利地负责将冷却空气均匀地分配在堆叠件10的区域中，由此分别以大致相同大小的体积流量来供应该冷却空气。为了内部气流40的空气供应，在该一个腔室的底部的区域中设置有一个底部通道5b，该底部通道在该堆叠件10的区域中相应地展示了多个开口5c，以使通过开口17a而输出的空气受控地通过空气通道5a被再度引导回到热交换器13。鼓风机12位于空气通道5a的末端，该鼓风机与该另一个鼓风机21一样是有利地设计为径向鼓风机。

Claims (12)

1.带有一个壳体(2)的逆变器(1)，该壳体具有至少两个腔室(5，25)，

其中该至少两个腔室(5，25)中的至少一个腔室相对于环境是密封地封闭的，并且该至少一个腔室(5)具有比该另一个腔室(25)更高的保护等级，

其中电子和/或电力部件(14)位于该至少两个腔室(5，25)中，这些部件借助于两个分开的气流(40，50)被冷却，

其中该两个气流(40，50)通过至少一个热交换器(13)彼此热耦合，

其中该一个气流(4)借助于一个安排在热交换器(13)的区域中的鼓风机(12)而在该一个腔室(5)中循环，使得至少一个部分流流过该热交换器(13)，

其中位于该另一个腔室(25)中的一个另外的鼓风机(21)通过多个空气入口(20)从该壳体(2)之外抽吸空气并且该另一个气流(50)被引导通过该热交换器(13)、然后能够通过该壳体(2)的该另一个腔室(25)的退出开口(20a)向外逸出，

其中这些空气入口(20)被安排在该壳体(2)的顶部的区域中并且这些退出开口被安排在底部的区域中。

2.根据权利要求1所述的逆变器，

其特征在于，

该一个腔室(5)具有两个隔室(6，7)，这些隔室彼此处于透气连接中。

3.根据权利要求2所述的逆变器，

其特征在于，

这两个隔室(6，7)通过一个气体分配室(30)而彼此处于连接中。

4.根据权利要求1所述的逆变器，

其特征在于，

一个空气分配器(17)邻接该至少一个热交换器(13)，该空气分配器具有通向该一个腔室(5)中的多个开口(17a)。

5.根据权利要求1所述的逆变器，

其特征在于，

该至少一个另外的鼓风机(21)是安排在该至少一个热交换器(13)的区域中。

6.根据权利要求1所述的逆变器，

其特征在于，

将必须保护以免受湿气和污物影响的电子和/或电力部件(14)安排在该一个腔室(5)中，例如半导体构造元件(11)、堆叠件(10)以及保护和开关机构。

7.根据权利要求1所述的逆变器，

其特征在于，

在该另一个腔室(25)中安排有用于该一个腔室(5)的这些电子和/或电力部件的冷却体(10a)以及其他的对污物敏感的部件(10b)，如例如绕组材料、扼流器等等。

8.根据权利要求2所述的逆变器，

其特征在于，

在该一个腔室(5)的这两个隔室(6，7)之间设置有一个处于孔板形式的分隔壁(8)。

9.根据权利要求3所述的逆变器，

其特征在于，

该空气分配室(30)与该一个腔室(5)通过被安排在该壳体(2)的侧壁(1a)与该后壁(6a)之间的缝隙(3，4)而处于连接中。

10.根据权利要求1所述的逆变器，

其特征在于，

该至少一个另外的鼓风机(21)如下地安排在该另一个腔室(25)中：使得该另一个气流(50)被抽吸穿过该至少一个热交换器(13)并且然后被引导经过这些电子和/或电力部件(14)的冷却体(10a)和其他的对污物敏感的部件(10b)。

11.根据权利要求1所述的逆变器，

其特征在于，

该一个和该另外的鼓风机(12，21)的电机相应地位于该另一个腔室(25)中并且被该外部气流(50)环绕其流动。

12.根据权利要求1所述的逆变器，

其特征在于，

一个迷宫(60)位于该壳体(2)的顶部(2a)的区域中而在这些空气入口(20)后方。