CN210928479U - 一种集中式逆变器及其散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种散热装置，包括导热机构，所述导热机构的吸热端用以与逆变器本体传热连接，所述导热机构的散热端用以设于逆变器本体的外部；用以向所述导热机构的散热端鼓风的冷却风机。上述散热装置能够有效地降低散热器本体内部的温度，同时避免逆变器本体内部积灰，解决了逆变器本体散热效果逐渐变差的问题。此外，本实用新型还公开了一种包括上述散热装置的集中式逆变器。
Description
技术领域
本实用新型涉及逆变器散热技术领域，特别是涉及一种散热装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述散热装置的集中式逆变器。
背景技术
随着光伏发电技术的发展，我国光伏电站的数量迎来爆发式增长，截止2018年的年底，全国光伏发电装机量达到200GW，因此，光伏电站的供电稳定对电网输电来说也至关重要。
集中式逆变器是光伏发电***中最常用的设备，它在运行过程中，逆变器本体内部的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)和电抗器等元件会产生大量热量。
目前，集中式逆变器普遍采用贯通式强制风冷的方式来实现散热，也即通过逆变器本体内部的发热元件与外界环境接触来降低温度，但是这种散热方式容易使逆变器本体内部积灰，并会导致逆变器本体过热降频运行、停机保护甚至故障的后果，进而给光伏电站造成大量的经济损失。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种散热装置，该散热装置能够有效地降低散热器本体内部的温度，同时避免逆变器本体内部积灰，解决了逆变器本体散热效果逐渐变差的问题。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述散热装置的集中式逆变器。
为实现上述目的，本实用新型提供一种散热装置，包括：导热机构，所述导热机构的吸热端用以与逆变器本体传热连接，所述导热机构的散热端用以设于逆变器本体的外部；用以向所述导热机构的散热端鼓风的冷却风机。
优选地，所述导热机构具体为导热杆，所述导热杆的内部具有用以储装相变介质的腔体。
优选地，所述导热杆的吸热端设有外螺纹，以通过螺纹配合与逆变器本体固定连接。
优选地，所述导热杆的散热端设有散热翅片。
优选地，所述导热杆的散热端和所述导热杆的吸热端之间设有绝热套。
优选地，还包括：与所述冷却风机电连接、用以控制所述冷却风机的运行状态的控制器；与所述控制器电连接、用以监测逆变器本体内部温度的测温计。
相对于上述背景技术，本实用新型提供的散热装置，通过导热机构将逆变器本体的散热区域转移至逆变器本体的外部来避免逆变器本体的内部出现积灰。具体来说，导热机构的吸热端用于放置在逆变器本体的内部，而导热机构的散热端将置于逆变器本体的外部，而冷却风机用于向导热机构的散热端鼓风，以提高散热效率。
本实用新型还提供一种集中式逆变器，包括壳体和设于所述壳体内的逆变器本体，还包括与所述逆变器本体相连、如上述任一项所述的散热装置；其中，所述冷却风机和所述导热机构的散热端均设于所述壳体外，所述导热机构的吸热端位于所述壳体内并与所述逆变器本体相连。
优选地，所述散热装置具有多个并列设置的所述导热机构，所述散热装置通过一个所述冷却风机向全部所述导热机构鼓风。
优选地，所述壳体的上方还设有用以避免阳光直射所述散热装置的顶棚。
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实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型所提供的一种散热装置与逆变器本体装配的结构示意图；
图2为图1中导热机构的结构示意图；
图3为本实用新型所提供的一种集中式逆变器的结构示意图；
其中，
01-壳体、02-逆变器本体、03-顶棚、1-导热机构、11-散热翅片、12-绝热套、2-冷却风机。
具体实施方式
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，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1至图3，图1为本实用新型所提供的一种散热装置与逆变器本体装配的结构示意图；图2为图1中导热机构的结构示意图；图3为本实用新型所提供的一种集中式逆变器的结构示意图。
本实用新型所提供的一种散热装置，如图1和图3所示，该散热装置包括主要包括导热机构1和冷却风机2。其中，导热机构1的吸热端用于放置在逆变器本体02的内部并与逆变器本体02的发热元件传热连接，而导热机构1的散热端用于设置在逆变器本体02的外部，以将逆变器本体02内部的热量传递至其外部，进而起到散热的作用；冷却风机2用于向导热机构1的散热端鼓风，以提高导热机构1的散热效果。
需要说明的是，导热机构1的数量应根据逆变器本体02的功率和型号等实际情况而定，而冷却风机2仅需设置一个即可，如若配合小型的逆变器本体02使用，则可以仅设置一个或者其他少量的导热机构1，但若是配合大型的逆变器本体02，则需要设置多个导热机构1来满足逆变器本体02的正常运行需要；换句话说，导热机构1的设置数量应根据逆变器本体02的型号和发热量等实际情况而定，本文对此不做具体限定。
可以看出，本散热装置的核心有二：一是通过导热机构1将逆变器本体02的散热区域转移至逆变器本体02的外部，这样便可使逆变器本体02能够在相对封闭的环境中运行，以避免其内部出现积灰，进而保证其工作状态长时间不受其所处环境的影响；二是通过冷却风机2提高导热机构1的散热效果，进而避免逆变器本体02的内部积热。
综上所述，本散热装置一方面可以保证逆变器本体02的长时间稳定运行，以减小光伏供电***的维修频率；另一方面可以将逆变器本体02设置在相对密封的环境中，进而使集中式逆变器能够适用于较为复杂或恶劣的环境中，这样有利于在风沙较大且光源充足的地区建设光伏电站。
这里针对导热机构1的结构构造给出以下的优选实施例：
在第一种实施例中，如图1和图2所示，上述导热机构1具体为导热杆，也即导热机构1的形状为杆状，导热杆沿垂向设于逆变器本体02的顶部，为了提高导热杆的吸热端向散热端的传热效率，导热杆的内部具有储装有相变介质的腔体，使腔体内的相变介质在吸热端和散热端之间进行相变重力循环，以快速地将逆变器本体02内部的热量传导至外界环境中。
需要说明的是，上述腔体的内部应抽真空处理，以避免其内部存在空气而受热并涨破腔体；上述相变介质优选采用水或酒精等能够在较低温度状态下发生相变的介质。
在第二种实施例中，导热杆的吸热端设置外螺纹(图中未示)，而逆变器本体02设置内螺纹孔(图中未示)，以通过螺纹配合来保证导热杆与逆变器本体02的固定连接，此外，导热杆的吸热端还应能够通过上述内螺纹孔与逆变器本体02内部的发热元件导热连接。
在第三种实施例中，如图2所示，为了增大导热杆的散热端的散热速率，导热杆的散热端还设有散热翅片11，该散热翅片11能够吸收导热杆散热端的热量，其中，散热翅片11设置多个并沿导热杆的散热端的延伸方向依次设置，进而通过增大散热面积来提高本散热装置对逆变器本体02的冷却效果。
在第四种实施例中，如图1和图2所示，导热杆的吸热端和散热端之间设有绝热套12，该绝热套12用于封堵逆变器本体02的内螺纹孔的孔口，其作用有二：一是起到避免热量在机内扩散，另一个是避免风沙等杂质沿内螺纹孔进入逆变器本体02内。
作为优选，绝热套12靠近导热杆吸热端的一端呈圆柱状，并用于***逆变器本体02的内螺纹孔中，以起到隔热的作用；而绝热套12靠近导热杆散热端的一端呈倒圆台形，并用于封堵上述内螺纹孔的孔口，以避免风沙等杂质进入逆变器本体02内的作用。
在第五种实施例中，根据传热学的相关知识可知，若热源和冷源之间的温差越大，则上述两者的传热速率会越大，基于这个思想可以想到：若集中式逆变器所处的环境温度过低，则无需启动冷却风机2而直接通过导热机构1的散热端与外界环境直接进行热交换便可保证逆变器本体02的冷却效果；若集中式逆变器所处的环境温度较高，则需启动冷却风机2来提高导热机构1的散热端的散热速率，而且随着环境温度越高，冷却风机2的鼓风量也应随之增大。其中，“鼓风量”越大，冷却风机2所鼓风的风速也越大。
为了自动控制冷却风机2的运行状态，本散热装置还包括控制器和测温计，其中，测温计用于监测逆变器本体02内部的实时温度，测温计与控制器电连接以将其所监测的温度值反馈至控制器；控制器还与冷却风机2电连接，其用于控制冷却风机2的开闭和鼓风量大小。
具体来说，当外界环境的自然风冷无法有效地对逆变器本体02进行散热时，比如当环境温度较高时，测温计会测出逆变器本体02内部温度升高，当逆变器本体02内部温度高于预设开关温度时，控制器控制冷却风机2启动，若逆变器本体02内部温度仍然升高或稳定在标准工作温度区间之上时，则控制器逐渐提高冷却风机2的功率来提高鼓风量，以保证逆变器本体02的内部不会出现积热的情况，进而保证逆变器本体02的正常运行；若逆变器本体02内部温度逐渐降低，则控制器逐渐降低冷却风机2的功率来节省能耗，同时还能保证逆变器本体02的正常运行；当逆变器本体02内部温度低于预设开关温度时，则控制器控制冷却风机2关闭。
需要说明的是，上述测温计和控制器二者的结构构造和功能原理均可参考现有技术，本文对此不做介绍；上述预设开关温度和标准工作温度区间的具体数值应根据逆变器本体02的类型等实际情况而定，这里不做具体限定。
本实用新型所提供的一种集中式逆变器，如图1和图3所示，它包括壳体01和设于壳体01内部的逆变器本体02，使逆变器本体02能够在相对封闭的环境中运行，还包括如上所述的散热装置，作为优选，导热机构1的散热端和冷却风机2均设于壳体01的顶部，而逆变器本体02的内部具有与IGBT和电抗器等发热元件热传导连接的集热器(图中未示)，以通过集热器与导热机构1的吸热端热传导连接来起到对上述全部发热元件集中冷却的作用。
目前，随着逆变器本体02功能的完善和改进，逆变器本体02在运行时会产生大量热量，为了保证逆变器本体02的散热效果，散热装置具有多个并列地与逆变器本体02相连的导热机构1，以通过一个冷却风机2对全部导热机构1进行鼓风，而每一导热机构1的吸热端均与集热器相连。
为了避免阳光直射上述散热装置，如图1所示，本集中式逆变器还包括设于壳体01上方的顶棚03，该顶棚03还位于散热装置的上方以起到为散热装置遮蔽阳光的作用。
其中，上述壳体01、逆变器本体02、IGBT、电抗器、集热器以及集中式逆变器的其他部分均可参考现有技术，本文不再展开。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，所采用的“上”、“下”、“顶”、“底”以及“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是限定所指的元件或部分必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
以上对本实用新型所提供的集中式逆变器及其散热装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种散热装置，其特征在于，包括：
导热机构(1)，所述导热机构(1)的吸热端用以与逆变器本体(02)传热连接，所述导热机构(1)的散热端用以设于逆变器本体(02)的外部；
用以向所述导热机构(1)的散热端鼓风的冷却风机(2)。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述导热机构(1)具体为导热杆，所述导热杆的内部具有用以储装相变介质的腔体。
3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述导热杆的吸热端设有外螺纹，以通过螺纹配合与逆变器本体(02)固定连接。
4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述导热杆的散热端设有散热翅片(11)。
5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述导热杆的散热端和所述导热杆的吸热端之间设有绝热套(12)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的散热装置，其特征在于，还包括：
与所述冷却风机(2)电连接、用以控制所述冷却风机(2)的运行状态的控制器；
与所述控制器电连接、用以监测逆变器本体(02)内部温度的测温计。
7.一种集中式逆变器，包括壳体(01)和设于所述壳体(01)内的逆变器本体(02)，其特征在于，还包括与所述逆变器本体(02)相连、如权利要求1至6任一项所述的散热装置；其中，所述冷却风机(2)和所述导热机构(1)的散热端均设于所述壳体(01)外，所述导热机构(1)的吸热端位于所述壳体(01)内并与所述逆变器本体(02)相连。
8.根据权利要求7所述的集中式逆变器，其特征在于，所述散热装置具有多个并列设置的所述导热机构(1)，所述散热装置通过一个所述冷却风机(2)向全部所述导热机构(1)鼓风。
9.根据权利要求8所述的集中式逆变器，其特征在于，所述壳体(01)的上方还设有用以避免阳光直射所述散热装置的顶棚(03)。
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