本申請(qǐng)總體上涉及一種用于變速驅(qū)動(dòng)裝置的冷卻歧管。本申請(qǐng)更具體涉及一種用于變速驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)框架冷卻歧管。

容納電力開(kāi)關(guān)器件的電氣面板產(chǎn)生大量熱量，這些熱量必須移除以使得電子部件不會(huì)由于溫度過(guò)高而發(fā)生故障。在諸如電機(jī)控制中所使用的變速驅(qū)動(dòng)裝置的應(yīng)用和暖通空調(diào)(HVAC)應(yīng)用中，所使用的電氣面板通常將軟管用于分配冷卻劑并將鋼構(gòu)件用于結(jié)構(gòu)支撐。

本公開(kāi)內(nèi)容公開(kāi)了一種起到冷卻流體歧管和結(jié)構(gòu)構(gòu)件作用的單個(gè)零件。軟管可能發(fā)生故障和導(dǎo)致流體接觸電氣齒輪內(nèi)的通電部件或總線(xiàn)，從而造成短路或設(shè)備停機(jī)。所公開(kāi)的布置消除了軟管的使用或?qū)④浌艿氖褂脺p到最少并且提供與支撐電氣柜和安裝在柜內(nèi)的電氣部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件成為一體的冷卻通道。

所公開(kāi)的系統(tǒng)和/或方法的預(yù)期優(yōu)點(diǎn)滿(mǎn)足這些需求中的一個(gè)或多個(gè)需求或者提供其他有利特征。從本說(shuō)明書(shū)中將使其他特征和優(yōu)點(diǎn)明顯。所公開(kāi)的傳授內(nèi)容擴(kuò)展至在權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的那些實(shí)施例，而不管其是否滿(mǎn)足前述一個(gè)或多個(gè)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個(gè)實(shí)施例涉及一種變速驅(qū)動(dòng)裝置，所述變速驅(qū)動(dòng)裝置包括連接至交流電源的轉(zhuǎn)換器、連接至所述轉(zhuǎn)換器的直流環(huán)節(jié)、以及連接至所述直流環(huán)節(jié)的逆變器，所述逆變器被配置為將來(lái)自直流環(huán)節(jié)的直流電壓轉(zhuǎn)換成具有所述可變電壓和所述可變頻率的輸出交流電，所述逆變器進(jìn)一步包括至少一個(gè)電力電子器件模塊和相關(guān)聯(lián)的控制電路；與所述電力電子器件模塊熱連通并且與歧管流體連通的不導(dǎo)電散熱器，所述歧管包括中空管狀構(gòu)件、用于將冷卻流體導(dǎo)入和導(dǎo)出所述管狀構(gòu)件的多個(gè)端口、用于將所述歧管聯(lián)接至結(jié)構(gòu)框架上的至少一個(gè)托架、和用于將所述至少一個(gè)電力電子器件模塊聯(lián)接至所述管狀構(gòu)件上的至少一個(gè)托架。在示例性實(shí)施例中，所述管狀構(gòu)件包括與至少一個(gè)水平構(gòu)件部流體連通的至少一個(gè)豎直構(gòu)件部。

另一個(gè)實(shí)施例涉及一種歧管，所述歧管包括具有流體連通的至少一個(gè)豎直構(gòu)件部和至少一個(gè)水平構(gòu)件部的中空管狀構(gòu)件、用于將冷卻流體導(dǎo)入和導(dǎo)出所述歧管的多個(gè)端口、用于將所述歧管聯(lián)接至結(jié)構(gòu)框架上的至少一個(gè)托架、和用于將電力電子器件模塊聯(lián)接至所述歧管上的至少一個(gè)托架。

本文中所描述的實(shí)施例的某些優(yōu)點(diǎn)包括用于包括歧管的VSD的結(jié)構(gòu)框架。歧管可以由用于循環(huán)液體冷卻劑的中空不銹鋼管構(gòu)成。歧管提供用于連接VSD冷卻區(qū)的分配端口。歧管通過(guò)將VSD內(nèi)的軟管減到最少?gòu)亩档土死鋮s流體在VSD內(nèi)分配的復(fù)雜度。歧管還為VSD內(nèi)的部件提供結(jié)構(gòu)支撐。通過(guò)使流體冷卻的VSD內(nèi)的軟管減到最少?gòu)亩档土死鋮s系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。任何非腐蝕性材料，例如非腐蝕性金屬、陶瓷或聚合物材料，均可用于歧管管子，或者涂覆歧管管子，從而防止腐蝕。

替代的示例性實(shí)施例涉及可以在權(quán)利要求書(shū)中一般引用的其他特征和特征的組合。

附圖說(shuō)明

圖1示出了商務(wù)環(huán)境中的暖通空調(diào)和制冷((HVAC&R)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。

圖2示意性展示了圖1的示例性實(shí)施例中可以使用的蒸汽壓縮系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。

圖3示出了具有冷卻構(gòu)件的示例性實(shí)施例的變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分的分解圖。

圖4示出了示例性實(shí)施例中的位于電力電子器件組件上的多個(gè)冷卻構(gòu)件。

圖5示出了封閉在VSD中的內(nèi)部部件的示例性視圖的立面圖。

圖6示出了圖5中所示的內(nèi)部部件的對(duì)面的側(cè)視圖。

圖7示出了示例性冷卻歧管的透視圖。

圖8示出了圖7的冷卻歧管的平面圖。

圖9示出了圖7的冷卻歧管的端視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了用于典型商業(yè)設(shè)置的在建筑物12中的暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC系統(tǒng))10的示例性環(huán)境。系統(tǒng)10可以包括壓縮機(jī),所述壓縮機(jī)可以合并到能夠供應(yīng)可以用于冷卻建筑物12的冷凍液體的蒸汽壓縮系統(tǒng)14中。系統(tǒng)10還可以包括鍋爐16和配風(fēng)系統(tǒng)，所述鍋爐16提供可以用于加熱建筑物12的已加熱液體，所述配風(fēng)系統(tǒng)使空氣循環(huán)通過(guò)建筑物12。配風(fēng)系統(tǒng)可以包括回風(fēng)管道18、送風(fēng)管道20和空氣處理裝置22?？諝馓幚硌b置22可以包括熱交換器，所述熱交換器通過(guò)導(dǎo)管24連接至鍋爐16和蒸汽壓縮系統(tǒng)14。取決于系統(tǒng)10的運(yùn)行模式，空氣處理裝置22中的熱交換器可以從鍋爐16接收已加熱液體或從蒸汽壓縮系統(tǒng)14接收冷凍液體。系統(tǒng)10示出了在建筑物12的每個(gè)樓層上的單獨(dú)的空氣處理裝置，但將認(rèn)識(shí)到樓層之間可以共享這些部件。

圖2示意性展示了圖1中的建筑物12中可以使用的、帶有VSD 26的蒸汽壓縮系統(tǒng)14的示例性實(shí)施例。蒸汽壓縮系統(tǒng)14可以包括壓縮機(jī)28、冷凝器30、液體冷凍機(jī)或蒸發(fā)器32和控制面板34。通過(guò)由VSD 26供電的電機(jī)36驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)28。VSD 26從交流電源38接收具有具體的固定線(xiàn)電壓和固定線(xiàn)頻率的交流電并且向電機(jī)36提供處于所需電壓和所需頻率的交流電，電壓和頻率都可以改變以滿(mǎn)足具體的要求?？刂泼姘?4可以包括各種不同的部件，諸如模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器、微處理器、非瞬態(tài)存儲(chǔ)器、和接口板，以控制蒸汽壓縮系統(tǒng)14的運(yùn)行。控制面板34還可以用于控制VSD 26和電機(jī)36的運(yùn)行。

壓縮機(jī)28壓縮制冷劑蒸汽并且通過(guò)排放管路將蒸汽輸送至冷凝器30。壓縮機(jī)28可以是任何合適類(lèi)型的壓縮機(jī)，例如，螺桿式壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)等。壓縮機(jī)28輸送至冷凝器30的制冷劑蒸汽與流體(例如，空氣或水)形成熱交換關(guān)系，并且由于與流體的熱交換關(guān)系而經(jīng)歷相變成為制冷劑液體。來(lái)自冷凝器30的冷凝液體制冷劑流過(guò)膨脹裝置(未示出)到達(dá)蒸發(fā)器32。

蒸發(fā)器32可以包括冷卻負(fù)載的供給管路與回流管路的連接。工藝流體(例如，水、乙二醇、氯化鈣鹵水或氯化鈉鹵水)經(jīng)由回流管路行進(jìn)到蒸發(fā)器32中并且經(jīng)由供給管路離開(kāi)蒸發(fā)器32。蒸發(fā)器32中的液體制冷劑與工藝流體形成熱交換關(guān)系從而降低工藝流體的溫度。由于與工藝流體的熱交換關(guān)系，蒸發(fā)器32中的制冷劑液體經(jīng)歷相變成為制冷劑蒸汽。蒸發(fā)器32中的蒸汽制冷劑離開(kāi)蒸發(fā)器32并且通過(guò)抽吸管路返回到壓縮機(jī)28從而完成循環(huán)。

圖3示出了具有多個(gè)位于冷卻構(gòu)件42上方的開(kāi)關(guān)40的變速驅(qū)動(dòng)裝置26的一部分。針對(duì)不同的應(yīng)用或HVAC系統(tǒng)，VSD 26可以用于向電機(jī)提供所需電力。例如，這種電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮系統(tǒng)的壓縮機(jī)。VSD 26的開(kāi)關(guān)40被描繪成帶有3個(gè)雙IGBT的英飛凌模塊，但可以使用冷卻構(gòu)件42冷卻需要冷卻的其他半導(dǎo)體裝置或其他電子部件。管道43、45連接至入口通道47和出口通道49，以分別將冷卻流體引入冷卻構(gòu)件42和將冷卻流體移出冷卻構(gòu)件42。管道43和45或其他合適的流動(dòng)通道連接至冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)提供連續(xù)流動(dòng)的冷卻流體至冷卻構(gòu)件42。冷卻流體應(yīng)用于管道43，流經(jīng)構(gòu)件42，并且通過(guò)管道45流出。

各種不同的冷卻流體(包括冷凝水、水、和已知制冷劑)可以在冷卻構(gòu)件42內(nèi)循環(huán)并且用于冷卻電子部件。此外，各種不同的冷卻系統(tǒng)可以用于冷卻流出冷卻構(gòu)件42的冷卻流體。

冷卻構(gòu)件42冷卻被用于為HVAC系統(tǒng)的電機(jī)提供電力的VSD 26中的模塊。這些模塊可以以密封關(guān)系連接至冷卻構(gòu)件42。應(yīng)用于冷卻構(gòu)件42的冷卻流體可以是流經(jīng)封閉環(huán)路中的冷卻構(gòu)件42和熱交換器的水。熱交換器在水被再次引入冷卻構(gòu)件42之前對(duì)水進(jìn)行冷卻。熱交換器可以是管殼式熱交換器，并且來(lái)自HVAC系統(tǒng)的冷卻塔的水可以用于冷卻應(yīng)用于冷卻構(gòu)件42的水。

圖4示出了有待安裝到VSD 26的部件上的多個(gè)冷卻構(gòu)件42。冷卻構(gòu)件42豎直定位并且安裝在部件74的側(cè)部(例如，直流環(huán)節(jié)電容器)。在另一個(gè)實(shí)施例中，部件74可以被定向?yàn)槌魏魏线m的方向，如豎直、水平、或?qū)侨∠颉?/p>

接下來(lái)參照?qǐng)D5和圖6，示出了封閉在VSD 26中的內(nèi)部部件的示例性視圖的立面圖。歧管50安裝在VSD 26的框架52內(nèi)。歧管50包括呈90°角連接的水平管狀構(gòu)件54和豎直管狀構(gòu)件56，水平管狀構(gòu)件54和豎直管狀構(gòu)件56流體連通，以便冷卻流體流動(dòng)到供給聯(lián)接器或端口58。供給端口58通過(guò)軟管段43與冷卻估計(jì)42的入口通道47以流式連通方式連接，從而向安裝在開(kāi)關(guān)40上的冷卻構(gòu)件42提供冷卻流體。在冷卻流體循環(huán)通過(guò)冷卻構(gòu)件42之后，冷卻流體通過(guò)出口通道49離開(kāi)冷卻構(gòu)件42并且流入回流導(dǎo)管62，并且從與導(dǎo)管62流體連通的排放端口64離開(kāi)VSD 26。至少一個(gè)供給端口58被指定為連接至來(lái)源(未示出)的入口端口，用于將冷卻流體接收進(jìn)入歧管50。

參照?qǐng)D7至圖9，示出了示例性冷卻歧管50。多個(gè)端口58沿著水平歧管段54和豎直歧管段56定位。端口58的數(shù)量和位置可以根據(jù)應(yīng)用(例如，開(kāi)關(guān)40的數(shù)量及其在框架52內(nèi)的位置)而變化。角托架66沿著水平歧管段54設(shè)置以便聯(lián)接開(kāi)關(guān)40。端托架68位于水平歧管段54和豎直歧管段56的遠(yuǎn)端，以便分別在端面板72和底座76聯(lián)接至框架段52。輔助角托架70也可以在鄰近豎直歧管段56與水平歧管段54相交處附接至歧管50，從而將歧管50連接至內(nèi)部框架構(gòu)件78。

歧管50向框架52和開(kāi)關(guān)40提供結(jié)構(gòu)支撐，同時(shí)將同一空間用作冷卻流體的導(dǎo)管。雙用途歧管在VSD 26內(nèi)提供附加有用的空間并且減少將冷卻構(gòu)件42與冷卻流體來(lái)源連接所需的軟管量。

應(yīng)理解到，本申請(qǐng)不局限于以下說(shuō)明中所闡述的或圖中所展示的細(xì)節(jié)或方法。還應(yīng)理解到，本文中所采用的措辭和術(shù)語(yǔ)僅僅是為了說(shuō)明目的，而不應(yīng)視為限制性的。

雖然圖中所示的和本文中所描述的示例性實(shí)施例目前是優(yōu)選的，但應(yīng)理解的是，這些實(shí)施例僅是通過(guò)示例方式提供的。相應(yīng)地，本發(fā)明并不限定于具體示例，而是擴(kuò)展至也落入所附權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的各種修改。任何過(guò)程或方法步驟的順序或次序可以根據(jù)替代性實(shí)施例被改變或被重新排序。

重要的是應(yīng)注意各種示例性實(shí)施例中所示的變速驅(qū)動(dòng)裝置的構(gòu)造和布置僅是說(shuō)明性的。盡管本公開(kāi)中已經(jīng)詳細(xì)描述了僅幾個(gè)實(shí)施例，但審查本公開(kāi)的人員將容易認(rèn)識(shí)到在實(shí)質(zhì)上不脫離權(quán)利要求書(shū)中所引用的主題的新穎性教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的情況下可以進(jìn)行許多修改(例如，各種元件的大小的變化、尺寸的變化、結(jié)構(gòu)的變化、不同元件的形狀和比例的變化、參數(shù)值的變化、安裝布置的變化、材料使用的變化、顏色的變化、取向的變化等)。例如，示出為一體形成的元件可以由多個(gè)零件或元件構(gòu)造而成，元件的位置可以顛倒或以其他方式變化，并且分立元件的性質(zhì)或數(shù)量或位置可以更改或變化。相應(yīng)地，所有這類(lèi)修改都旨在被包括在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。任何過(guò)程或方法步驟的順序或次序可以根據(jù)替代性實(shí)施例而不同或被重新排序。在權(quán)利要求書(shū)中，任何“方法加功能”的條款表述意欲涵蓋本文中所描述的執(zhí)行所引用的功能的結(jié)構(gòu)，并且不僅涵蓋結(jié)構(gòu)等同物，而且還涵蓋等同結(jié)構(gòu)。在不脫離本申請(qǐng)的范圍的情況下，可以對(duì)示例性實(shí)施例的設(shè)計(jì)、操作條件和布置進(jìn)行其他替代、修改、改變和省略。