CN209947611U - 基于相变散热***的电力装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于相变散热***的电力装置，该电力装置包括铁芯组件，铁芯组件包括从上至下依次设置的上铁轭、芯柱及下铁轭；热管包括第一热管和第二热管，第一热管包括第一吸热端和第一冷却端，第一冷却端弯曲延伸，第二热管包括第二吸热端和第二冷却端，第二冷却端弯曲延伸，第一吸热端和第二吸热端相对且间隔设置；线圈套设在芯柱上且位于上铁轭与下铁轭之间，线圈分别与第一吸热端和第二吸热端接触；盖板设置在第二冷却端上；第一冷却端和第二冷却端间隔形成一容纳空间，水冷散热板可拆卸的安装在容纳空间内，且水冷散热板分别与第一冷却端和第二冷却端接触。电力装置为电抗器或者变压器。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力装置散热技术领域，尤其涉及一种基于相变散热***的电力装置。
背景技术
电抗器也叫电感器，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中***铁心，称铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗，比较科学的归类是感抗器(电感器)和容抗器(电容器)统称为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称为电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感器。
当电抗器应用在风电领域时，电抗器的可靠性显得尤为重要，因为，一旦电抗器发生故障，需要利用直升机先将风力发电机中的电抗器拆下来才能维护，因此，维护成本非常高。在现有技术中，由于水冷散热板结构设计的缺陷，容易导致以下问题：1、拆装困难，当水冷散热板损坏时，需要先将整个电抗器拆下来才能维护，导致维护成本高；2、容易漏水；3、一旦水冷散热板漏水，将导致电抗器内的线圈在短时间内发生短路，从而因无法及时抢修而损坏电抗器。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种基于相变散热***的电力装置，旨在解决现有技术中水冷散热板拆装困难、容易漏水及漏水容易在短时间内损坏电力装置的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：
一种基于相变散热***的电力装置，包括：铁芯组件，所述铁芯组件包括从上至下依次设置的上铁轭、芯柱及下铁轭；热管，所述热管包括第一热管和第二热管，其中，所述第一热管包括第一吸热端和第一冷却端，所述第一冷却端弯曲延伸，所述第二热管包括第二吸热端和第二冷却端，所述第二冷却端弯曲延伸，所述第一吸热端和所述第二吸热端相对且间隔设置；线圈，所述线圈套设在所述芯柱上且位于所述上铁轭与所述下铁轭之间，所述线圈分别与所述第一吸热端和所述第二吸热端接触；盖板，所述盖板设置在所述第二冷却端上，所述盖板用于压紧所述第二冷却端；以及水冷散热板，所述第一冷却端和所述第二冷却端间隔形成一容纳空间，所述水冷散热板可拆卸的安装在所述容纳空间内，且水冷散热板分别与所述第一冷却端和所述第二冷却端接触。
其中，所述盖板上设有锁紧件，通过拧紧所述锁紧件，使盖板、所述第二冷却端、所述水冷散热板及所述第一冷却端四者相互抵接。
其中，所述水冷散热板上设有均温热管。
其中，所述电力装置还包括第一防护块，所述第一防护块上开设有第一凹槽，所述第一冷却端设置在所述第一凹槽内，所述第一防护块位于所述第一冷却端和所述盖板之间，所述第一防护块和所述水冷散热板接触；和/或，所述电力装置还包括第二防护块，所述第二防护块上开设有第二凹槽，所述第二冷却端设置在所述第二凹槽内，所述第二防护块位于所述第二冷却端和所述盖板之间，所述第二防护块和所述水冷散热板接触。
其中，所述第一凹槽和所述第一冷却端过盈配合，和/或，所述第二凹槽和所述第二冷却端过盈配合。
其中，所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈套设在所述芯柱上，所述第二线圈套设在所述第一线圈上，其中，所述第一吸热端位于所述芯柱和所述第一线圈之间且与所述第一线圈接触，所述第二吸热端位于所述第一线圈和所述第二线圈之间且与所述第二线圈接触。
其中，所述电力装置还包括第三防护块和第一均温热管，所述第三防护块上开设有第三凹槽，所述第一均温热管设置在所述第三凹槽内，所述第三防护块位于所述芯柱和所述第一线圈之间且与所述第一热管相邻设置，其中，所述第一均温热管的一端和所述第一线圈接触，另一端和所述第一吸热端接触；和/或，所述电力装置还包括第四防护块和第二均温热管，所述第四防护块上开设有第四凹槽，所述第二均温热管设置在所述第四凹槽内，所述第四防护块位于所述第一线圈和所述第二线圈之间，并且与所述第二热管相邻设置，其中，所述第二均温热管的一端和所述第二线圈接触，另一端和所述第二吸热端接触。
其中，所述第三凹槽和所述第一均温热管过盈配合，和/或，所述第四凹槽和所述第二均温热管过盈配合。
其中，所述电力装置为电抗器或者变压器。
本实用新型的有益效果为：
1、通过第一冷却端和第二冷却端共同形成的容纳空间，使得水冷散热板可拆卸的安装在容纳空间内，当水冷散热板损坏时，只需将损坏的水冷散热板从容纳空间内取出，再将新的水冷散热板安装在容纳空间内即可，整个拆装过程简单、方便，从而实现快速拆装。
2、由于水冷散热板安装在一个独立的空间内，大大降低了水冷散热板受周围元器件影响的概率，从而降低了漏水的概率，提高了电力装置的可靠性。
3、将水冷散热板设置在远离线圈的区域，即使水冷散热板漏水，水流也不会在短时间内流经线圈，从而提高了抢修的成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型的一个实施例的基于相变散热***的电力装置的***图。
图2是根据本实用新型的一个实施例的基于相变散热***的电力装置的示意性立体图。
10、电力装置；1、铁芯组件；11、上铁轭；12、芯柱；13、下铁轭；2、热管；21、第一热管；211、第一吸热端；212、第一冷却端；22、第二热管；221、第二吸热端；222、第二冷却端；3、线圈；31、第一线圈；32、第二线圈；4、水冷散热板；5、盖板；51、锁紧件；61、均温热管；62、第一均温热管；63、第二均温热管；71、第一防护块；72、第二防护块；73、第三防护块；74、第四防护块；8、夹板；81、第一夹板；82、第二夹板。
具体实施方式
为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1是根据本实用新型的一个实施例的基于相变散热***的电力装置的***图。图2是根据本实用新型的一个实施例的基于相变散热***的电力装置的示意性立体图。
从图中可以看出，该基于相变散热***的电力装置10可以具有铁芯组件1、热管2、线圈3、水冷散热板4以及盖板5，铁芯组件1包括从上至下依次设置的上铁轭11、芯柱12及下铁轭13；热管2包括第一热管21和第二热管22，其中，第一热管21包括第一吸热端211和第一冷却端212，第一冷却端212弯曲延伸，第二热管22包括第二吸热端221和第二冷却端222，第二冷却端222弯曲延伸，第一吸热端211和第二吸热端221相对且间隔设置；线圈3套设在芯柱12上且位于上铁轭11与下铁轭13之间，线圈3分别与第一吸热端211和第二吸热端221接触；盖板5设置在第二冷却端222上，盖板5用于压紧第二冷却端222；第一冷却端212和第二冷却端222间隔形成一容纳空间(图未示出)，水冷散热板4可拆卸的安装在容纳空间内，且水冷散热板4分别与第一冷却端212和第二冷却端222接触。
在本实施例中，通过第一冷却端212和第二冷却端222共同形成的容纳空间，使得水冷散热板4可拆卸的安装在容纳空间内，当水冷散热板4损坏时，只需将损坏的水冷散热板4从容纳空间内取出，再将新的水冷散热板4安装在容纳空间内即可，整个拆装过程简单、方便，从而实现快速拆装。由于水冷散热板4安装在一个独立的空间内，大大降低了水冷散热板4受周围元器件影响的概率，从而降低了漏水的概率，提高了电力装置10的可靠性。将水冷散热板4设置在远离线圈3的区域，即使水冷散热板4漏水，水流也不会在短时间内流经线圈3，从而提高了抢修的成功率。
在本实施例中，采用两根第一热管21和两根第二热管22的装配方式，此时，两根第一热管21分别位于芯柱12的两侧且两根第二热管22分别位于芯柱12的两侧，并且两根第一热管21一一对应两根第二热管22设置，一根第一热管21与相应的一根第二热管22均位于芯柱12的同一侧且该第一冷却端212的弯曲延伸方向与该第二冷却端222的弯曲延伸方向相同，两根第一热管21的第一冷却端212相向地弯曲延伸并位于同一水平高度，两根第二热管22的第二冷却端222相向地弯曲延伸并位于同一水平高度，第一冷却端212低于第二冷却端222。可以了解，在可选的实施例中，第一热管21与第二热管22可以采用多种相互配合的装配方式。其中一种为仅采用一根第一热管21和一根第二热管22的装配方式，并且第一热管21与第二热管22均位于芯柱12的同一侧，此时，第一冷却端212的弯曲延伸方向与第二冷却端222的弯曲延伸方向相同，第一冷却端212低于第二冷却端222。在其他的实施例中，采用一根第一热管21和一根第二热管22的装配方式，并且第一热管21和第二热管22位于芯柱12的相对两侧，此时，第一冷却端212的弯曲延伸方向与第二冷却端222的弯曲延伸方向两者相向，第一冷却端212低于第二冷却端222。
在本实施例中，盖板5上设有锁紧件51，通过拧紧锁紧件51，使盖板5压紧第二冷却端222、水冷散热板4及第一冷却端212四者相互抵接。当水冷散热板4损坏时，通过拧松锁紧件51即可取出损坏的水冷散热板4，通过拧紧锁紧件51即可固定新的水冷散热板4。因此，通过拧松或者拧紧锁紧件51，从而实现快速拆装水冷散热板4。
在本实施例中，水冷散热板4上设有均温热管61。通过均温热管61使水冷散热板4表面的温度处于均匀状态，从而保证水冷散热板4的散热性能。
在本实施例中，水冷散热板4的材料为铝。可以了解，在可选的实施例中，水冷散热板4的材料也可以为铜或者其他金属。
在本实施例中，水冷散热板4通过挤压成型，从而降低生产成本，提高产品的竞争力。
在本实施例中，电力装置10可以具有第一防护块71和第二防护块72，第一防护块71上开设有第一凹槽(图未示出)，第一冷却端212设置在第一凹槽内，第一防护块71位于第一冷却端212和盖板5之间，第一防护块71和水冷散热板4接触；第二防护块72上开设有第二凹槽(图未示出)，第二冷却端222设置在第二凹槽内，第二防护块72位于第二冷却端222和盖板5之间，第二防护块72和水冷散热板4接触。第一防护块71和第二防护块72不仅可以起到防护的作用，从而保障第一冷却端212和第二冷却端222的使用寿命。而且第一防护块71和第二防护块72本身具有热传导效应，可以将第一冷却端212和第二冷却端222产生的热量传导至水冷散热板4上散热。通过双重散热，从而提高水冷散热板4的散热效率。
在本实施例中，第一凹槽和第一冷却端212过盈配合，第二凹槽和第二冷却端222过盈配合。通过过盈配合，从而使凹槽和热管之间实现紧密接触，使得两者之间的热阻非常小，大大提高了两者之间热传导的效率，从而提高了电力装置10的散热效率。
在本实施例中，线圈3包括第一线圈31和第二线圈32，第一线圈31套设在芯柱12上，第二线圈32套设在第一线圈31上，其中，第一吸热端211位于芯柱12和第一线圈31之间且与第一线圈31接触，第二吸热端221位于第一线圈31和第二线圈32之间且与第二线圈32接触。
发明人发现，受限于结构的影响，热管只能设置在线圈的两侧，另外两侧的线圈只能通过线圈本身传导至热管散热，该散热效率低，导致线圈表面的散热不均匀，容易出现局部温度过高的现象，从而影响电力装置的性能，当局部温度超过临界值时，甚至会烧坏电力装置。在本实施例中，电力装置10可以具有第三防护块73和第一均温热管62，第三防护块73上开设有第三凹槽(图未示出)，第一均温热管62设置在第三凹槽内，第三防护块73位于芯柱12和第一线圈31之间，并且与第一热管21相邻设置，其中，第一均温热管62的一端和第一线圈31接触，另一端和第一吸热端211接触。第一线圈31另外两侧产生的热量通过第三防护块73内的第一均温热管62传导至第一吸热端211上，从而降低第一线圈31另外两侧的温度，使第一线圈31内表面的温度处于均匀状态，从而保障电力装置10的性能和使用寿命。第三防护块73不仅可以起到防护的作用，从而保障第一均温热管62的使用寿命。而且第三防护块73本身具有热传导效应，可以将第一线圈31另外两侧产生的热量传导至第一均温热管62上，再通过第一均温热管62传导至第一吸热端211上散热。通过双重散热，从而提高第一线圈31的散热效率。
在本实施例中，电力装置10可以具有第四防护块74和第二均温热管63，第四防护块74上开设有第四凹槽(图未示出)，第二均温热管63设置在第四凹槽内，第四防护块74位于第一线圈31和第二线圈32之间，并且与第二热管22相邻设置，其中，第二均温热管63的一端和第二线圈32接触，另一端和第二吸热端221接触。第四防护块74和第二均温热管63的效果如上，此处不再赘述。通过第四防护块74和第二均温热管63，从而提高第二线圈32的散热效率。
在本实施例中，第三凹槽和第一均温热管62过盈配合，第四凹槽和第二均温热管63过盈配合。通过过盈配合，从而使凹槽和均温热管之间实现紧密接触，使得两者之间的热阻非常小，大大提高了两者之间热传导的效率，从而提高了线圈3的散热效率。
在本实施例中，第一防护块71、第二防护块72、第三防护块73及第四防护块74的材料为铝。可以了解，在可选的实施例中，第一防护块71、第二防护块72、第三防护块73及第四防护块74的材料也可以为铜或者其他金属。
在本实施例中，通过第一均温热管62和第二均温热管63，使得线圈3表面产生的热量能够均匀的传导至热管2上散热，从而使线圈3表面的温度始终处于均匀的状态下，保障了电力装置10的性能和使用寿命。
如图中所示，电力装置10可以具有夹板8，夹板8包括第一夹板81和第二夹板82，第一夹板81上开设有第五凹槽(图未示出)，第一吸热端211设置在第五凹槽内；第二夹板82上开设有第六凹槽(图未示出)，第二吸热端221设置在第六凹槽内。第一夹板81位于铁芯组件1和第一线圈31之间且分别与铁芯组件1和第一线圈31接触，第二夹板82位于第一线圈31和第二线圈32之间且分别与第一线圈31和第二线圈32接触。铁芯组件1和第一线圈31产生的热量通过第一夹板81内的第一热管21传导至水冷散热板4上，从而降低铁芯组件1和第一线圈31的温度。第一线圈31和第二线圈32产生的热量通过第二夹板82内的第二热管22传导至水冷散热板4上，从而降低第一线圈31和第二线圈32的温度。
在现有技术中，热管通过间隙配合的方式设置在夹板的凹槽内，因此，热管和凹槽之间存在间隙，使得两者之间的热阻非常大，大大降低了两者之间热传导的效率，从而降低了电力装置的散热效率。在本实施例中，第五凹槽和第一吸热端211过盈配合，第六凹槽和第二吸热端221过盈配合。通过过盈配合，从而使凹槽和热管之间紧密接触，使得两者之间的热阻非常小，大大提高了两者之间热传导的效率，从而提高了电力装置10的散热效率。
具体地，上铁轭11、芯柱12及下铁轭13通过第一夹板81夹紧固定，上铁轭11、芯柱12及下铁轭13之间通过气隙板隔开，芯柱12的数量为多个，多个芯柱12之间通过气隙板隔开。
在本实施例中，电力装置10为电抗器。可以了解，在可选的实施例中，电力装置10也可以为变压器。
热管的工作原理：
物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。从热传递的三种方式：辐射、对流、传导，其中热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。一般热管包括管壳、吸液芯和端盖。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
以上为对本实用新型所提供的一种基于相变散热***的电力装置的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (9)
1.一种基于相变散热***的电力装置，其特征在于，包括：
铁芯组件，所述铁芯组件包括从上至下依次设置的上铁轭、芯柱及下铁轭；
热管，所述热管包括第一热管和第二热管，其中，所述第一热管包括第一吸热端和第一冷却端，所述第一冷却端弯曲延伸，所述第二热管包括第二吸热端和第二冷却端，所述第二冷却端弯曲延伸，所述第一吸热端和所述第二吸热端相对且间隔设置；
线圈，所述线圈套设在所述芯柱上且位于所述上铁轭与所述下铁轭之间，所述线圈分别与所述第一吸热端和所述第二吸热端接触；
盖板，所述盖板设置在所述第二冷却端上，所述盖板用于压紧所述第二冷却端；以及
水冷散热板，所述第一冷却端和所述第二冷却端间隔形成一容纳空间，所述水冷散热板可拆卸的安装在所述容纳空间内，且水冷散热板分别与所述第一冷却端和所述第二冷却端接触。
2.根据权利要求1所述的电力装置，其特征在于，所述盖板上设有锁紧件，通过拧紧所述锁紧件，使盖板、所述第二冷却端、所述水冷散热板及所述第一冷却端四者相互抵接。
3.根据权利要求1所述的电力装置，其特征在于，所述水冷散热板上设有均温热管。
4.根据权利要求1所述的电力装置，其特征在于，所述电力装置还包括第一防护块，所述第一防护块上开设有第一凹槽，所述第一冷却端设置在所述第一凹槽内，所述第一防护块位于所述第一冷却端和所述盖板之间，所述第一防护块和所述水冷散热板接触；和/或，所述电力装置还包括第二防护块，所述第二防护块上开设有第二凹槽，所述第二冷却端设置在所述第二凹槽内，所述第二防护块位于所述第二冷却端和所述盖板之间，所述第二防护块和所述水冷散热板接触。
5.根据权利要求4所述的电力装置，其特征在于，所述第一凹槽和所述第一冷却端过盈配合，和/或，所述第二凹槽和所述第二冷却端过盈配合。
6.根据权利要求1所述的电力装置，其特征在于，所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈套设在所述芯柱上，所述第二线圈套设在所述第一线圈上，其中，所述第一吸热端位于所述芯柱和所述第一线圈之间且与所述第一线圈接触，所述第二吸热端位于所述第一线圈和所述第二线圈之间且与所述第二线圈接触。
7.根据权利要求6所述的电力装置，其特征在于，所述电力装置还包括第三防护块和第一均温热管，所述第三防护块上开设有第三凹槽，所述第一均温热管设置在所述第三凹槽内，所述第三防护块位于所述芯柱和所述第一线圈之间且与所述第一热管相邻设置，其中，所述第一均温热管的一端和所述第一线圈接触，另一端和所述第一吸热端接触；和/或，所述电力装置还包括第四防护块和第二均温热管，所述第四防护块上开设有第四凹槽，所述第二均温热管设置在所述第四凹槽内，所述第四防护块位于所述第一线圈和所述第二线圈之间，并且与所述第二热管相邻设置，其中，所述第二均温热管的一端和所述第二线圈接触，另一端和所述第二吸热端接触。
8.根据权利要求7所述的电力装置，其特征在于，所述第三凹槽和所述第一均温热管过盈配合，和/或，所述第四凹槽和所述第二均温热管过盈配合。
9.根据权利要求1所述的电力装置，其特征在于，所述电力装置为电抗器或者变压器。
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