本發(fā)明涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于風(fēng)冷變流設(shè)備的機(jī)柜。

背景技術(shù)：

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變流設(shè)備的功率密度越來越大，用于安裝變流設(shè)備的機(jī)柜必須具有散熱功能才能保證機(jī)柜內(nèi)部的環(huán)境溫度處于合理的范圍內(nèi)。目前，用于安裝變流設(shè)備的機(jī)柜所采用的散熱手段包括風(fēng)冷、水冷和油冷等；其中，受環(huán)境條件的約束，放置在戶外的變流設(shè)備的機(jī)柜一般采用風(fēng)冷散熱。

圖1和圖2是現(xiàn)有技術(shù)的戶外變流設(shè)備的機(jī)柜的結(jié)構(gòu)示意圖，包括機(jī)柜本體1和位于機(jī)柜本體1正上方的防水帽2，防水帽2和機(jī)柜本體1之間設(shè)置有第三出風(fēng)口15，機(jī)柜本體的底面設(shè)置有第三進(jìn)風(fēng)口14，變流設(shè)備以及電容器、控制器等其他電器元件安裝在機(jī)柜本體1的內(nèi)腔。機(jī)柜本體1的上部設(shè)置有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)在機(jī)柜本體1內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)自下而上的氣流，氣流進(jìn)入第三進(jìn)風(fēng)口14后自然分流并分別從各個(gè)電子元件的表面流過，氣流帶走電子元件產(chǎn)生的熱量并從第三出風(fēng)口15離開機(jī)柜本體。

這種現(xiàn)有技術(shù)的戶外流變?cè)O(shè)備的機(jī)柜的缺陷在于：1.機(jī)柜內(nèi)各個(gè)電子元件產(chǎn)熱量并不一致，模塊化的變流設(shè)備產(chǎn)生的熱量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容器、控制器等輔助電子元件產(chǎn)生的熱量；然而風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的散熱氣流經(jīng)自然分流后相對(duì)均衡的從各個(gè)電子元件的表面流過，這使得變流設(shè)備的散熱效果相對(duì)不足，現(xiàn)有技術(shù)為了滿足變流設(shè)備的散熱需求必須從整體上增加風(fēng)機(jī)的功率。2.機(jī)柜內(nèi)的氣流方向是自下而上的，熱空氣容易在機(jī)柜的頂部堆積，使得防水帽和機(jī)柜本體的上部溫度不斷增加，不利于機(jī)柜的散熱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新的用于安裝變流設(shè)備的機(jī)柜，針對(duì)模塊化的變流設(shè)備重點(diǎn)散熱，降低風(fēng)機(jī)的功率；同時(shí)，防止機(jī)柜內(nèi)部熱空氣堆積。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于風(fēng)冷變流設(shè)備的機(jī)柜，包括機(jī)柜本體和獨(dú)立風(fēng)道，機(jī)柜本體上設(shè)置有第一進(jìn)風(fēng)口和第一出風(fēng)口，第一進(jìn)風(fēng)口在上，第一出風(fēng)口在下，一般應(yīng)將第一出風(fēng)口設(shè)計(jì)在機(jī)柜本體的底部，以保持整個(gè)散熱氣流在機(jī)柜內(nèi)流通的路徑是豎直向下的。

機(jī)柜本體內(nèi)部安裝變流設(shè)備，目前的變流設(shè)備一般為模塊化結(jié)構(gòu)，變流設(shè)備內(nèi)部具有供散熱氣流流通的氣流通道以及設(shè)置在氣流通道兩端的第二進(jìn)風(fēng)口和第二出風(fēng)口，安裝時(shí)應(yīng)保持變流設(shè)備內(nèi)部的氣流通道豎直，第二進(jìn)風(fēng)口在上，第二出風(fēng)口在下，第二出風(fēng)口與第一出風(fēng)口通過獨(dú)立風(fēng)道連通；獨(dú)立風(fēng)道是一個(gè)由板材圍成的通道，獨(dú)立風(fēng)道將變流設(shè)備的第二出風(fēng)口與機(jī)柜內(nèi)的其他電子元件隔離；變流設(shè)備的氣流通道和獨(dú)立風(fēng)道共同形成一個(gè)位于機(jī)柜本體內(nèi)部的單獨(dú)的風(fēng)道，稱為第一風(fēng)道；機(jī)柜本體內(nèi)腔除了第一風(fēng)道之外的其他空間稱為第二風(fēng)道，第二風(fēng)道內(nèi)安裝有電容器、控制器等發(fā)熱量較低的電子元件；

如果模塊化的流變?cè)O(shè)備內(nèi)集成有風(fēng)機(jī)，則機(jī)柜本體內(nèi)部不需要額外安裝風(fēng)機(jī)，否則需要在流變?cè)O(shè)備的第二進(jìn)風(fēng)口處安裝風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)用于強(qiáng)制形成依次穿過第一進(jìn)風(fēng)口、第二進(jìn)風(fēng)口、變流設(shè)備、第二出風(fēng)口和第一出風(fēng)口的散熱氣流；在第二進(jìn)風(fēng)口處，少量散熱氣流分流至第二風(fēng)道用于對(duì)電容器、控制器等發(fā)熱量較低的電子元件散熱；

機(jī)柜本體的側(cè)面設(shè)置有散熱孔。

可以看出，第一風(fēng)道是一條上下貫通的豎直風(fēng)道，氣體流通量大，適合散熱發(fā)熱量大的變流設(shè)備；第二風(fēng)道是一條曲折的風(fēng)道，散熱孔排氣量小，整個(gè)第二風(fēng)道的氣體流通量小，適合散熱發(fā)熱量較小的電容器、控制器等電子元件；由此，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的散熱氣流被合理分配，滿足不同電子元件的散熱需求，降低了風(fēng)機(jī)的功率；

另一方面，由電容器、控制器等電子元件產(chǎn)生的熱空氣自下而上的流動(dòng)，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的散熱氣流是自上而下的，兩股相對(duì)方向的冷熱氣流在機(jī)柜本體的內(nèi)腔充分混合并從散熱口溢出，能夠有效防止熱空氣在機(jī)柜本體的上部堆積。

進(jìn)一步的，所述機(jī)柜本體的正上方設(shè)置有防水帽。

進(jìn)一步的，所述防水帽為雙坡屋頂形。

進(jìn)一步的，所述散熱孔位于機(jī)柜本體側(cè)面較低的位置，這是為了讓第二風(fēng)道內(nèi)的冷熱氣流具有較大的空間，以便充分混合。

進(jìn)一步的，所述散熱孔為防水型散熱孔，即每個(gè)散熱孔的上部設(shè)置由一個(gè)雨棚式的檐口，防止雨水進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)部。

進(jìn)一步的，所述第一進(jìn)風(fēng)口、第一出風(fēng)口和散熱孔處均設(shè)置有防塵網(wǎng)。

有益效果：(1)本發(fā)明的機(jī)柜將機(jī)柜本體的內(nèi)腔分隔為兩個(gè)風(fēng)道，第一風(fēng)道專用于發(fā)熱量大的變流設(shè)備散熱，第二風(fēng)道用于發(fā)熱量較小的電容器、控制器等電子元件散熱，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的散熱氣流大部分用于散熱變流設(shè)備，少部分用于散熱電容器、控制器等電子元件，散熱氣流分配更為合理，風(fēng)機(jī)的利用效率高，有助于節(jié)能。(2)本發(fā)明的機(jī)柜將高發(fā)熱量的變流設(shè)備和低發(fā)熱量的電容器、控制器等電子元件采用不同的風(fēng)道散熱，避免高發(fā)熱量的元件影響低發(fā)熱量的元件，更有利于各個(gè)電子元件持久穩(wěn)定的工作。(3)本發(fā)明的機(jī)柜內(nèi)的散熱氣流的流動(dòng)方向是自上而下的，散熱氣流與熱空氣的流動(dòng)方向相反，便于冷熱氣流充分混合，防止熱空氣在機(jī)柜上部空間的角落堆積。(4)本發(fā)明的機(jī)柜的頂部設(shè)置有雙坡屋頂形的防水帽，用于室外防水。(5)本發(fā)明的機(jī)柜在第一進(jìn)風(fēng)口、第一出風(fēng)口和散熱孔處均設(shè)置有防塵網(wǎng)，防止灰塵、雨水等進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)腔。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)機(jī)柜的正視圖。

圖2是圖1的a-a剖視圖。

圖3是實(shí)施例1機(jī)柜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是實(shí)施例1機(jī)柜的結(jié)構(gòu)示意圖(隱藏部分外殼)。

圖5是實(shí)施例1機(jī)柜的結(jié)構(gòu)示意圖(另一個(gè)視角)。

圖6是實(shí)施例1機(jī)柜的工作原理圖。

其中：1、機(jī)柜本體；2、防水帽；3、獨(dú)立風(fēng)道；4、第一進(jìn)風(fēng)口；5、第一出風(fēng)口；6、第二進(jìn)風(fēng)口；7、第二出風(fēng)口；8、電容器；9、控制器；10、變流設(shè)備；11、散熱孔；12、第一風(fēng)道；13、第二風(fēng)道；14、第三進(jìn)風(fēng)口；15、第三出風(fēng)口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

如圖3至圖6所示，本實(shí)施例的用于風(fēng)冷變流設(shè)備10的機(jī)柜，包括機(jī)柜本體1、防水帽2和獨(dú)立風(fēng)道3，防水帽2為雙坡屋頂形結(jié)構(gòu)，防水帽2位于機(jī)柜本體1的正上方，機(jī)柜本體1與防水帽2之間設(shè)置由開口朝下的第一進(jìn)風(fēng)口4。機(jī)柜本體1呈長方體形狀，機(jī)柜本體1的底部設(shè)置有第一出風(fēng)口5，機(jī)柜本體1的側(cè)面的較低的位置設(shè)置有多個(gè)防水型散熱孔11。

機(jī)柜本體1內(nèi)部安裝有模塊化的變流設(shè)備10，變流設(shè)備10內(nèi)部具有供散熱氣流流通的氣流通道以及設(shè)置在氣流通道兩端的第二進(jìn)風(fēng)口6和第二出風(fēng)口7，安裝時(shí)應(yīng)保持變流設(shè)備10內(nèi)部的氣流通道豎直，第二進(jìn)風(fēng)口6在上，第二出風(fēng)口7在下，第二出風(fēng)口7與第一出風(fēng)口5通過獨(dú)立風(fēng)道3連通，獨(dú)立風(fēng)道3是一個(gè)由板材圍成的通道，將變流設(shè)備10的第二出風(fēng)口7與機(jī)柜內(nèi)的其他電子元件隔離；變流設(shè)備10的氣流通道和獨(dú)立風(fēng)道3共同形成一個(gè)位于機(jī)柜本體1內(nèi)部的單獨(dú)的風(fēng)道，稱為第一風(fēng)道12；機(jī)柜本體1內(nèi)腔除了第一風(fēng)道12之外的其他空間稱為第二風(fēng)道13，第二風(fēng)道13內(nèi)安裝有電容器8、控制器9等發(fā)熱量較低的電子元件。

模塊化的變流設(shè)備10內(nèi)集成有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)用于強(qiáng)制形成依次穿過第一進(jìn)風(fēng)口4、第二進(jìn)風(fēng)口6、變流設(shè)備10、第二出風(fēng)口7和第一出風(fēng)口5的散熱氣流；在第二進(jìn)風(fēng)口6處，少量散熱氣流分流至第二風(fēng)道13用于對(duì)電容器8、控制器9等發(fā)熱量較低的電子元件散熱。

所述第一進(jìn)風(fēng)口4、第一出風(fēng)口5和散熱孔11處均設(shè)置有防塵網(wǎng)。

具體的，如圖6所示，本實(shí)施例機(jī)柜的散熱氣流流動(dòng)過程是：(1)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，第一氣流1000(冷空氣)從第一進(jìn)風(fēng)口4進(jìn)入機(jī)柜本體1；(2)第一氣流1000在第二進(jìn)風(fēng)口6處分流成第二氣流1001和第三氣流1003(第二氣流1001占比大)，其中第二氣流1001直接穿過變流設(shè)備10和獨(dú)立風(fēng)道3，經(jīng)熱交換后變成第四氣流1002(熱空氣)從第一出風(fēng)口5排出；(3)機(jī)柜內(nèi)電容器8、控制器9等電子元件加熱空氣產(chǎn)生向上流動(dòng)的第五氣流1004(熱空氣)，此時(shí)會(huì)有少量的第六氣流1005(冷空氣)從散熱孔11進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)；隨著第五氣流1004的上升，第五氣流1004與第三氣流1003彼此交匯混合并從散熱孔11溢出。

可以看出，第一風(fēng)道12是一條上下貫通的豎直風(fēng)道，氣體流通量大，適合散熱發(fā)熱量大的變流設(shè)備10；第二風(fēng)道13是一條曲折的風(fēng)道，散熱孔11排氣量小，整個(gè)第二風(fēng)道13的氣體流通量小，適合散熱發(fā)熱量較小的電容器8、控制器9等電子元件；由此，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的散熱氣流被合理分配，滿足不同電子元件的散熱需求，降低了風(fēng)機(jī)的功率；位于變流設(shè)備10下方的獨(dú)立風(fēng)道3不僅僅將變流設(shè)備10的第二出風(fēng)口7與其他電子元件隔離，還能起到抬高變流設(shè)備10的作用，當(dāng)機(jī)柜位于戶外時(shí)，即使有少量雨水通過第一出風(fēng)口5濺入機(jī)柜內(nèi)部也無法接觸到變流設(shè)備10。

另一方面，由電容器8、控制器9等電子元件產(chǎn)生的熱空氣自下而上的流動(dòng)，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的散熱氣流是自上而下的，兩股相對(duì)方向的冷熱氣流在機(jī)柜本體1的內(nèi)腔充分混合并從散熱口溢出，能夠有效防止熱空氣在機(jī)柜本體1的上部堆積。

本實(shí)施例所述的模塊化變流設(shè)備可以是電力電子行業(yè)所有的有源變流設(shè)備，如apf、svg、三相不平衡等；所述的電容器8、控制器9也可以是電抗器、電感等可以自冷的低發(fā)熱量電器件。

雖然說明書中對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式只是作為提示，不應(yīng)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換和變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。