專利名稱：具有冷卻布置的電力電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括用于冷卻電力電子器件的冷卻布置的電力電子裝置，特別是變頻
O具體而言，本發(fā)明涉及其電功率超過IOkW并且可能達(dá)到甚至兆瓦的電力電子裝 置。因此需要有效冷卻，以便保證裝置的恰當(dāng)工作。對(duì)于許多應(yīng)用，最便利的冷卻方法是通過一個(gè)或者多個(gè)風(fēng)扇引起的氣流進(jìn)行冷 卻。在空氣冷卻的電力電子裝置中，也有各種風(fēng)扇和冷卻布置，并且特定系統(tǒng)的要求取決于 裝置設(shè)計(jì)所針對(duì)的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
US 2006/0158847 Al公開一種用于電子裝置如變頻器的冷卻設(shè)備。該冷卻設(shè)備包 括單個(gè)徑向扇。US 2007/0258219 Al公開一種具有適當(dāng)數(shù)目的相鄰風(fēng)扇的空氣冷卻的電力電子 器件模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于創(chuàng)建一種電力電子裝置，其具有尺寸緊湊并且噪聲水平可接受 的、允許相對(duì)有效冷卻的新冷卻布置。本發(fā)明的目的由一種電力電子裝置如變頻器實(shí)現(xiàn)，該裝置包括容納電力電子部 件的殼；以及至少兩個(gè)相鄰軸向風(fēng)扇，連接到殼，用于將氣流從外界引入殼中，以便冷卻電 力電子部件。另外，至少一對(duì)所述相鄰風(fēng)扇相對(duì)于彼此以角度α布置，以便減少風(fēng)扇所致噪聲。本發(fā)明提出一種具有尺寸緊湊并且噪聲水平可接受的、允許相對(duì)有效冷卻的新冷 卻布置的電力電子裝置。借助與電力電子裝置的殼連接的軸向流風(fēng)扇，來實(shí)現(xiàn)緊湊尺寸和有效氣流。這樣 的大功率風(fēng)扇通常有噪聲，但是噪聲水平因裝置的前述配置而減少卻無礙于氣流。在無單獨(dú)AC轉(zhuǎn)換器的情況下，常常也可以驅(qū)動(dòng)這樣的風(fēng)扇，這也有助于裝置的緊 湊尺寸。本發(fā)明的概念也允許若干提供進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)的有用和有利實(shí)施例。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，角度α在6度與50度之間，比如在10度與20度之間。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，風(fēng)扇設(shè)置成使得離開該對(duì)所述相鄰風(fēng)扇的氣流朝向彼此傾斜。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相鄰風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸基本上彼此匯合于遠(yuǎn)點(diǎn)，從而使得可以在旋 轉(zhuǎn)軸8之間測(cè)量角度a。這是其中旋轉(zhuǎn)軸沿著共同平面延伸的情況。根據(jù)另一實(shí)施例，相鄰風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸并未彼此匯合，而是相對(duì)于共同參考平面而 斜傾。于是，旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于參考平面具有傾角β，并且可以在旋轉(zhuǎn)軸在參考平面上的投影之 間測(cè)量角度α。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，傾角β少于5度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通過提供具有從至少兩個(gè)相鄰軸向風(fēng)扇之間向殼外延伸的分割 壁的裝置，來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降噪。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，各相鄰風(fēng)扇具有外徑d，并且分割壁在與氣流的方向相反的方向 上向殼外延伸長(zhǎng)度1，從而使得長(zhǎng)度1在外徑d的50%與100%之間，比如在外徑d的60% 與80%之間。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，分割壁在與氣流的方向垂直的方向上具有高度h，從而使得高度 h在外徑d的50%與300%之間，比如在外徑d的100%與200%之間。用于高度h的更加 受到限制的范圍是在外徑d的120%與170%之間，并且用于許多應(yīng)用的特別良好的值為外 徑d的150%或者約150%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，分割壁與氣流的方向基本上平行。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相鄰軸向風(fēng)扇和分割壁都固接到殼的共同面。如根據(jù)上文公開內(nèi)容清楚的那樣，本發(fā)明可以應(yīng)用于需要的大量各種應(yīng)用中。


為了更完整理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在借助例子并且參照以下附圖描述本發(fā)明， 其中圖1呈現(xiàn)根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的變頻器；圖2呈現(xiàn)根據(jù)另一實(shí)施例的變頻器；圖3呈現(xiàn)圖1的變頻器在一種可能構(gòu)造中的橫截面；圖4呈現(xiàn)圖1的變頻器在根據(jù)第一實(shí)施例的構(gòu)造中的橫截面；圖5是圖4的變頻器中的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的示意圖；圖6A和6B呈現(xiàn)圖1的變頻器在根據(jù)第二實(shí)施例的兩種修改構(gòu)造中的橫截面；圖7A和7B是圖6A和6B的變頻器中的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的示意圖；圖8呈現(xiàn)圖1的變頻器在根據(jù)第三實(shí)施例的構(gòu)造中的橫截面；圖9呈現(xiàn)具有三個(gè)風(fēng)扇的變頻器的一個(gè)實(shí)施例；圖10呈現(xiàn)具有三個(gè)風(fēng)扇的變頻器的另一實(shí)施例；圖11呈現(xiàn)具有四個(gè)風(fēng)扇的變頻器的一個(gè)實(shí)施例；圖12呈現(xiàn)具有四個(gè)風(fēng)扇的變頻器的另一實(shí)施例；圖13呈現(xiàn)具有四個(gè)風(fēng)扇的變頻器的又一實(shí)施例；并且圖14呈現(xiàn)具有三個(gè)風(fēng)扇的變頻器的又一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1呈現(xiàn)變頻器的殼1。該變頻器在殼1內(nèi)包括電力電子部件(未示出)，這些部 件散熱并且需要冷卻。圖1的變頻器為空氣冷卻型。因此，殼1的前面2限定充當(dāng)空氣入 口 3的兩個(gè)孔。圖1也示出適配到空氣入口 3中用于吹動(dòng)殼內(nèi)的冷卻空氣的兩個(gè)相鄰風(fēng)扇 4。圖中的箭頭描繪風(fēng)扇4在它們操作時(shí)引起的空氣移動(dòng)。在圖1的實(shí)施例中，殼在它的背 面包括空氣出口，該出口位于相對(duì)于正面2而言的殼的相反端。然而殼1的背面在圖中不 可見。如果希望，則也有可能將空氣出口定位于殼的其它面。例如，可以導(dǎo)引空氣在殼內(nèi)流通并且經(jīng)過在殼的正面2或者側(cè)板的空氣出口引向殼外。風(fēng)扇數(shù)目不受限制，而是可以根據(jù)各變頻器應(yīng)用的要求來選擇。圖2示出一種這 樣的修改，其具有裝配到殼1中的四個(gè)相鄰風(fēng)扇4。在根據(jù)實(shí)施例的變頻器中，功率耗散明顯。變頻器的電功率可以例如在IOkW與 5麗之間。于是，在殼1內(nèi)耗散的熱功率可能很明顯。為了借助空氣冷卻來有效地冷卻電力 電子部件，變頻器具有充足數(shù)目的空氣風(fēng)扇4。根據(jù)實(shí)施例，風(fēng)扇4為軸向流動(dòng)型。軸向氣流風(fēng)扇包括附著到中心輪軸的多個(gè)葉 片，并且在操作中，中心輪軸圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其中葉片在氣流未偏轉(zhuǎn)的情況下，使空氣在 與旋轉(zhuǎn)軸基本上平行的流向上流動(dòng)。在本文件中，風(fēng)扇的方向是指這樣的非偏轉(zhuǎn)主要流向 的方向，并且同時(shí)也是指旋轉(zhuǎn)軸的方向。根據(jù)實(shí)施例的風(fēng)扇4本身功率也相對(duì)大，以便實(shí)現(xiàn)經(jīng)過殼1的必需氣流。各風(fēng)扇 4的功率可以例如在IOW與1000W之間。在功耗更高的裝置中，通常使用輸入功率至少為 50W的風(fēng)扇4。這樣的風(fēng)扇的例子包括輸入功率為67W的Papst 6314/2TDHHP和輸入功率 為82W的日本krvo D1751S24B8ZP300o噪聲水平在這樣的風(fēng)扇操作時(shí)可以范圍為65dB至 85dB。在一個(gè)實(shí)施例中，從在IOkW與500kW之間選擇變頻器的電功率，并且風(fēng)扇4的輸 入功率在60W與200W之間。圖1示出具有風(fēng)扇4和空氣入口 3(占用殼1的正面區(qū)域的大部分)的變頻器的 一種緊湊布置。這有助于實(shí)現(xiàn)相對(duì)于殼1的尺寸而言的高冷卻氣流。一個(gè)弊端在于兩個(gè)相 對(duì)高功率風(fēng)扇4造成明顯的噪聲。圖3呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無降噪修改的根據(jù)圖1的變頻器的基本配置。圖3 是變頻器的示意俯視橫截面圖，該圖示出殼1、電力電子部件5、空氣入口 3、兩個(gè)相鄰風(fēng)扇4 和在殼1的背面的空氣出口 6。在第一測(cè)試設(shè)置中，當(dāng)在如圖3中所示變頻器的基本構(gòu)造中一次使用一個(gè)風(fēng)扇4 時(shí)測(cè)量噪聲。風(fēng)扇之一是輸入功率為67W的Papst 6314/2TDHHP，而另一風(fēng)扇是輸入功率為 82W的日本krvo D1751S24B8ZP300o發(fā)現(xiàn)當(dāng)一次一個(gè)地操作風(fēng)扇時(shí)，在參考點(diǎn)測(cè)量的噪聲 水平對(duì)于Papst 6314/2TDHHP風(fēng)扇為74. OdB而對(duì)于日本Servo D1751S24B8ZP300風(fēng)扇為 70. 3dB。因此，在同時(shí)操作兩個(gè)相鄰風(fēng)扇4時(shí)，圖3的基本構(gòu)造應(yīng)當(dāng)造成比上述值高約3dB 的噪聲水平。圖4呈現(xiàn)包括根據(jù)第一實(shí)施例的降噪布置的根據(jù)圖1的變頻器的示意俯視橫截面 圖。在第一實(shí)施例中，相鄰風(fēng)扇4適配于斜傾布置，使得主要?dú)饬鞣较虺虮舜藘A斜。圖5更接近地示出圖4的斜傾布置。圖5示出風(fēng)扇4和覆蓋圖4中所示空氣入口 3的柵欄7。圖5也描繪風(fēng)扇4的旋轉(zhuǎn)軸8和在軸之間的角度α。因此，風(fēng)扇4被設(shè)置為相 對(duì)于彼此成角度α。在圖5的實(shí)施例中，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸8沿著圖5中描繪的橫截面的平面延 伸。角度α的方向使得旋轉(zhuǎn)軸8朝向彼此傾斜。因此在圖5中，橫截面的平面可適用于作 為用于限定角度的參考平面。然而，也有如下實(shí)施例，其中風(fēng)扇4中的一個(gè)或者多個(gè)也可以 在垂直方向上斜傾，因此需要限定用于這些角度的更一般性的參考平面。一般而言，用于這些角度的參考平面穿過風(fēng)扇的中心輪軸，并且跟隨離開風(fēng)扇的 空氣的主要非偏轉(zhuǎn)流向。空氣的這樣的主要流向當(dāng)然在實(shí)際裝置設(shè)置中有些為假想，因?yàn)闅?和其它環(huán)境因素總是至少在某一程度上引導(dǎo)氣流。然而，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的讀者 將理解，需要參考平面以便清楚地限定這些角度，而不應(yīng)當(dāng)歸于其它技術(shù)含義。如根據(jù)上文討論所清楚的那樣，風(fēng)扇4也可以被適配成使得旋轉(zhuǎn)軸8相對(duì)于參考 平面(比如圖5中的橫截面平面)成角度延伸。然后，旋轉(zhuǎn)軸8相對(duì)于參考平面限定角度 β。這一角度β與角度α正交并且可以針對(duì)各風(fēng)扇4來個(gè)別地設(shè)置。因此，在具有兩個(gè) 風(fēng)扇4的一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二風(fēng)扇4分別具有第一和第二角度^^和β2。在典型實(shí) 施例中，角度^和β 2的絕對(duì)值基本上相等，但是角度方向相反。角度^和日2的絕對(duì)值 可以例如少于10度。更典型地，角度β工和β 2的絕對(duì)值少于5度。在角度β工和β 2的絕 對(duì)值少于2度的情況下，可以認(rèn)為該實(shí)施例基本上對(duì)應(yīng)于圖4和圖5的實(shí)施例。在圖4和圖5中，角度α為10度。一般而言，角度α可以例如在6與50度之間。 在角度更少的情況下，它不足以輔助降噪。另一方面，更大角度從氣流觀點(diǎn)而言并非有益， 并且也導(dǎo)致殼1中的空間使用的低效。當(dāng)考慮到這些方面時(shí)，有望針對(duì)多數(shù)應(yīng)用，可以在8 度與15度之間的范圍中發(fā)現(xiàn)用于角度α的良好值。在對(duì)第二測(cè)試設(shè)置進(jìn)行的測(cè)量中，也發(fā)現(xiàn)約10度的角度對(duì)減少風(fēng)扇的噪聲有效 而無礙于冷卻空氣的流動(dòng)。第二測(cè)試設(shè)置在其它方面對(duì)應(yīng)于上述第一測(cè)試設(shè)置，除了在相 鄰風(fēng)扇4的軸8之間有約10度的角度α。角度β工和β 2可忽略不計(jì)，即少于2度。當(dāng)同 時(shí)操作兩個(gè)日Ikrvo D1751S24B8ZP300風(fēng)扇時(shí)測(cè)量出65. 8dB的噪聲水平。因此，在參考 點(diǎn)的噪聲水平比在操作僅一個(gè)風(fēng)扇4時(shí)低約4. 5dB。如果考慮到噪聲水平在使用兩個(gè)相同 風(fēng)扇4而不是一個(gè)風(fēng)扇時(shí)應(yīng)當(dāng)已經(jīng)升高，可以推斷借助角度α實(shí)現(xiàn)明顯降噪。圖6Α呈現(xiàn)包括根據(jù)第二實(shí)施例的降噪布置的根據(jù)圖1的變頻器的示意俯視橫截 面圖。在第二實(shí)施例中，相鄰風(fēng)扇4適配于斜傾布置中使得主要?dú)饬鞣较虺虮舜藘A斜。此 外，在相鄰風(fēng)扇4之間提供分割壁9以便分離出自風(fēng)扇4的這些氣流。在圖6Α中呈現(xiàn)的修 改中，風(fēng)扇4適配于殼1內(nèi)。圖6Β呈現(xiàn)變頻器的示意俯視橫截面圖，該變頻器在其它方面與圖6Α的變頻器類 似，但是具有適配于殼1外的風(fēng)扇4。如圖6Α和6Β中可見，圖6Β中呈現(xiàn)的這一修改也允許 將殼1制造得更短，因?yàn)闊o需在殼1內(nèi)保留用于風(fēng)扇4的空間。圖7Α和圖7Β分別更接近地示出圖6Α和圖6Β的斜傾布置和分割壁9。關(guān)于角度 和傾斜度，第二實(shí)施例對(duì)應(yīng)于上文相對(duì)于圖4和圖5已經(jīng)描述的第一實(shí)施例。第二實(shí)施例 中的附加特征是在殼1外的兩個(gè)相鄰風(fēng)扇4之間固接的分割壁9。圖7Α和圖7Β也示出實(shí) 際風(fēng)扇4適配到其中的風(fēng)扇殼14。各風(fēng)扇殼14具有直徑d (下文也稱為風(fēng)扇4的直徑)和 深度a (下文也稱為風(fēng)扇4的深度)。分割壁9在與空氣的流動(dòng)方向相反的方向上延伸長(zhǎng)度1。長(zhǎng)度1在圖6A和圖6B 的實(shí)施例中為11cm。長(zhǎng)度1是從風(fēng)扇或者風(fēng)扇殼14(如果有)的最近邊緣的水平面測(cè)量 的。在長(zhǎng)度太小的情況下，分割壁9不足以輔助降噪。另一方面，太長(zhǎng)的壁將占用太多空間， 并因此在以噪聲低的緊湊結(jié)構(gòu)為目標(biāo)時(shí)將不可接受。在與圖6A和圖6B的實(shí)施例類似的實(shí) 施例中，例如當(dāng)風(fēng)扇4的直徑在16cm與18cm之間時(shí)，可以在8cm與16cm之間選擇長(zhǎng)度1。 如上文已經(jīng)聲明的那樣，風(fēng)扇4的直徑是指風(fēng)扇殼14的外徑，該外徑對(duì)于上述兩類風(fēng)扇類 型而言約為17cm。更一般而言，分割壁9的長(zhǎng)度1可以選擇成在風(fēng)扇殼14的外徑的20%與130%之間。有望對(duì)于多數(shù)應(yīng)用而言，可以在風(fēng)扇殼14的外徑的30%與60%之間的范圍中發(fā)現(xiàn)用 于長(zhǎng)度1的良好值?？梢愿鶕?jù)應(yīng)用的需要來選擇風(fēng)扇殼本身的外徑。典型外徑可以范圍例 如在15cm與40cm之間。一種用于更一般性地限定分割壁9的長(zhǎng)度1的替代方式為參照風(fēng)扇殼14的深度 a。按照這一方式的定義，分割壁9的長(zhǎng)度1可以選擇成在風(fēng)扇殼14的深度a的50%與 400%之間。預(yù)計(jì)對(duì)于多數(shù)應(yīng)用而言，可以在風(fēng)扇殼14的深度的80%與200%之間的范圍 中發(fā)現(xiàn)用于長(zhǎng)度1的良好值。典型深度可以范圍例如在4cm與15cm之間。當(dāng)設(shè)計(jì)分割壁9的長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意形成壁的實(shí)際部件比圖6B和圖7B中所示實(shí) 施例中的上述長(zhǎng)度1更長(zhǎng)。這是因?yàn)殚L(zhǎng)度1是從風(fēng)扇殼14的邊緣(如圖7B中所示)而不 是從分割壁9在圖6B和圖7B的實(shí)施例中所固接到的前板測(cè)量的。分割壁9的另一參數(shù)為它在與長(zhǎng)度1垂直的方向上的高度h。高度h可以例如選 擇成在風(fēng)扇殼的外徑的50%與300%之間。有望對(duì)于多數(shù)應(yīng)用而言，可以在風(fēng)扇殼的外徑 的100%與200%之間的范圍中發(fā)現(xiàn)用于高度h的良好值。用于許多應(yīng)用的特別好的值為 外徑d的150%或者約150%。分割壁9由充分硬的材料如金屬或者硬塑料制成，并且在它不含允許氣流彼此干 擾的孔的意義上而言，優(yōu)選為統(tǒng)一的。發(fā)現(xiàn)在相鄰風(fēng)扇之間使用分割壁9對(duì)于根據(jù)第二實(shí)施例的裝置設(shè)置而言，進(jìn)一步 減少噪聲水平。通過測(cè)量第三測(cè)試設(shè)置發(fā)現(xiàn)，該第三測(cè)試設(shè)置在別的方面對(duì)應(yīng)于上述第一 測(cè)試設(shè)置，但不同之處在于在相鄰風(fēng)扇4的軸8之間的角度α約為10度并且在風(fēng)扇4之 間的分割壁9的長(zhǎng)度1為11mm。角度β工和β 2可忽略不計(jì)，即少于2度。當(dāng)同時(shí)操作兩 個(gè)日本krvo D1751S24B8ZP300風(fēng)扇時(shí)測(cè)量到65. 6dB的噪聲水平。當(dāng)同時(shí)使用兩個(gè)Papst 6314/2TDHHP風(fēng)扇時(shí)，測(cè)量的噪聲水平在相同參考點(diǎn)為68. 4dB。因此，對(duì)于兩個(gè)同時(shí)操作的 Papst風(fēng)扇，這一實(shí)施例相對(duì)于在這樣的風(fēng)扇中的僅一個(gè)接通時(shí)進(jìn)行的測(cè)量而言，給出約 5. 6dB的降噪。因此，表明可以借助分割壁來獲得進(jìn)一步降噪。即使分割壁的效果不如角度α的 效果那么大，至少在變頻器(其中噪聲水平是關(guān)鍵的并且殼1可以容易地容納分割壁)的 這樣的應(yīng)用中提供分割壁仍然是合理的。分割壁本身并不昂貴，并且由于它無礙于冷卻氣 流，所以它是一種在這樣的應(yīng)用中使用的合理且安全的措施。因此在圖8中也示出又一實(shí) 施例，其中圖3中所示變頻器的基本構(gòu)造具有如上文相對(duì)于圖6和圖8描述的分割壁。當(dāng)然可以用各種方式修改上述實(shí)施例。例如，風(fēng)扇4的數(shù)目可以根據(jù)應(yīng)用的需要而變化。圖2示出具有四個(gè)風(fēng)扇的變頻 器。在這樣的配置中，有可能成對(duì)安裝風(fēng)扇，例如使得兩個(gè)左側(cè)風(fēng)扇如上文所述朝向彼此傾 斜，而兩個(gè)右側(cè)風(fēng)扇也相應(yīng)地斜傾。如果希望，則可以在相鄰風(fēng)扇之間提供分割壁。當(dāng)有數(shù) 目為偶數(shù)的風(fēng)扇并且該配置允許將它們視為成對(duì)時(shí)，可以允許相同過程。在數(shù)目為奇數(shù)的 風(fēng)扇或者風(fēng)扇未成對(duì)的情況下，有可能的是根據(jù)上述實(shí)施例安裝僅一些風(fēng)扇4，而其余風(fēng)扇 在未使用上述降噪手段的情況下獨(dú)自作用。也有可能的是，例如三個(gè)風(fēng)扇在三角形配置中都朝向彼此傾斜。圖9是這樣的三 角形配置的示意圖，其中三個(gè)風(fēng)扇4都朝向虛線所示共同假想中心軸10傾斜。圖9也示出 將在這樣的配置中使用的分割壁9的一種可能構(gòu)造。分割壁9由圖中所示三個(gè)板形成。
圖10示出一個(gè)實(shí)施例，其中三個(gè)風(fēng)扇4相鄰地放置成行。三個(gè)風(fēng)扇4可以放置成 例如使得左側(cè)和右側(cè)風(fēng)扇朝向處于中心的風(fēng)扇傾斜。假想中心軸(未示出)與在中心處的 風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸重合，并且在左側(cè)和右側(cè)的風(fēng)扇朝向共同假想中心軸傾斜。傾斜角度和其它 參數(shù)一般可以按照上文結(jié)合其它實(shí)施例描述的參數(shù)。也有可能如圖中所示在風(fēng)扇之間提供 分割壁9。圖11描繪一個(gè)實(shí)施例，其中前板已經(jīng)劃分成四個(gè)彎曲前板13，對(duì)應(yīng)數(shù)目的風(fēng)扇4 已經(jīng)適配到該四個(gè)彎曲前板。所有四個(gè)風(fēng)扇4可以朝向虛線所示共同假想中心軸10傾斜。圖12描繪了一個(gè)實(shí)施例，其中前板已經(jīng)劃分成四個(gè)直的前板13，這些前板適配成 彼此成角度關(guān)系。如圖12中所示，有固接到四個(gè)前板13中的各前板的風(fēng)扇4。在這一實(shí)施 例中，風(fēng)扇殼14可以固接到前板13，而在風(fēng)扇殼14與前板13之間無角度，并且仍然有可能 借助前板13之間的角度來實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇4之間的角度關(guān)系。也在這一實(shí)施例中，即使并非必須 但也有可能朝向共同假想中心軸10傾斜所有四個(gè)風(fēng)扇4。圖13描繪在其它方面與圖12的實(shí)施例相同但是在裝置前面具有分割壁9的一個(gè) 實(shí)施例。圖14描繪一個(gè)實(shí)施例，其中前板已經(jīng)依次劃分成三個(gè)直的前板13。風(fēng)扇4固接到 前板13的外表面，并且在風(fēng)扇4與關(guān)聯(lián)前板13之間無角度。該實(shí)施例在第一與第二風(fēng)扇 4(從圖14的左側(cè)計(jì)數(shù))之間具有分割壁9和在第二與第三風(fēng)扇4(同樣從圖14的左側(cè)計(jì) 數(shù))之間具有角度α。因此，通過在第二與第三風(fēng)扇4之間的角度α和在第一與第二風(fēng)扇 4之間的分割壁9來降噪。如圖14中可見，第一和第二風(fēng)扇4以方向與在降噪中使用的角 度α相反的角度來設(shè)置，因此在這些風(fēng)扇之間提供分割壁9。然而，由于借助角度α來降 噪，在第二與第三風(fēng)扇4之間無分割壁9，而通過分割壁9的任何進(jìn)一步降噪并非必需。另 外，在第二與第三風(fēng)扇4之間的分割壁9將從裝置的正面向外延伸、因此增加裝置的外部尺 度。也在圖11至圖14的實(shí)施例中，傾斜角度和其它參數(shù)一般可以按照上文結(jié)合其它 實(shí)施例描述的參數(shù)。如圖11至圖13中可見，該裝置可以包括放置于兩個(gè)相鄰行中的四個(gè)風(fēng)扇，從而使 得各風(fēng)扇4與兩個(gè)風(fēng)扇4( 一個(gè)在相同行中而另一個(gè)在相鄰行中)形成配對(duì)。另外，這樣的 各配對(duì)可以具有設(shè)置為相對(duì)于彼此成角度α的風(fēng)扇4，其中角度α如上文結(jié)合其它實(shí)施例 所述。這樣的裝置當(dāng)然可以例如包括以相同方式設(shè)置的六個(gè)或者八個(gè)風(fēng)扇。圖13也示出如上文所述包括放置于兩個(gè)相鄰行中的四個(gè)風(fēng)扇的裝置也具有用于 各所述風(fēng)扇的配對(duì)的分割壁。如圖11至圖14中可見，裝置的殼1可以包括具有至少兩個(gè)相鄰前板13的正面2。 另外，至少兩個(gè)相鄰前板13中的各前板具有與之固接的至少一個(gè)風(fēng)扇4，并且前板13設(shè)置 成相對(duì)于彼此成角度。同樣，角度α如上文結(jié)合其它實(shí)施例所述。圖13和圖14也示出如上文所述包括具有至少兩個(gè)相鄰前板13的正面2的裝置 也具有在所述至少兩個(gè)相鄰前板13之間固接的分割壁9。在相鄰風(fēng)扇4之間的最小距離通常在風(fēng)扇4的直徑d的20%與100%之間。一般 而言，在相鄰風(fēng)扇4之間的最小距離可以設(shè)計(jì)成少于直徑d的200%。在相鄰風(fēng)扇具有不同 直徑的情況下，可以基于具有更小直徑的風(fēng)扇4的直徑來計(jì)算最小距離。
上文描述僅為了舉例說明本發(fā)明，而并非限制權(quán)利要求書所賦予的保護(hù)范圍。權(quán) 利要求書還將覆蓋其等效含義而不應(yīng)按照字面加以理解。
權(quán)利要求
1.一種電力電子裝置，比如變頻器，包括殼⑴；所述殼(1)內(nèi)的至少一個(gè)電力電子部件(5)；至少兩個(gè)相鄰軸向風(fēng)扇G)，連接到所述殼(1)，用于將氣流從外界引入所述殼(1)中， 以便冷卻所述至少一個(gè)電力電子部件(5)；其中至少一對(duì)所述相鄰風(fēng)扇相對(duì)于彼此以在6 度至50度的角度(α)布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電子裝置，其中所述角度(α)在6度與25度，諸如在 10度至20度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力電子裝置，其中所述角度(α)的方向是離開所述一 對(duì)所述相鄰風(fēng)扇的所述氣流朝向彼此傾斜的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一權(quán)利要求所述的電力電子裝置，其中各所述相鄰風(fēng)扇 (4)具有旋轉(zhuǎn)軸(8)，并且在所述旋轉(zhuǎn)軸(8)之間測(cè)量所述角度(α)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一權(quán)利要求所述的電力電子裝置，其中各所述相鄰風(fēng)扇 (4)具有在參考平面上具有投影的旋轉(zhuǎn)軸(8)，所述參考平面在所述氣流的方向上延伸并 且穿過所述相鄰風(fēng)扇(4)的中心點(diǎn)，并且所述旋轉(zhuǎn)軸(8)相對(duì)于所述參考平面限定角度 (β )，并且其中在所述旋轉(zhuǎn)軸(8)在所述參考平面上的所述投影之間測(cè)量所述角度(α)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力電子裝置，其中所述角度(β)少于5度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一權(quán)利要求所述的電力電子裝置，其中所述電力電子裝置 的功率至少為10千瓦。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一權(quán)利要求所述的電力電子裝置，其中各所述相鄰軸向風(fēng) 扇⑷的功率至少為50瓦。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一權(quán)利要求所述的電力電子裝置，包括分割壁(9)，其從在 所述至少兩個(gè)相鄰軸向風(fēng)扇(4)之間在與所述氣流方向相反的方向上向殼(1)外延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力電子裝置，其中各所述相鄰風(fēng)扇(4)均具有外徑d，并 且所述分割壁(9)在與所述氣流相反的方向上向所述殼(1)外延伸長(zhǎng)度1，從而使得所述長(zhǎng) 度1在所述外徑d的50%與100%之間，比如在所述外徑d的60%與80%之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或者10所述的電力電子裝置，其中所述分割壁(9)在與所述氣流 的方向垂直的方向上具有高度h，從而使得所述高度h在所述外徑d的50%與300%之間， 比如在所述外徑d的100%與200%之間，或者在所述外徑d的120%與170%之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中的任一權(quán)利要求所述的電力電子裝置，其中所述分割壁(9) 與所述氣流的方向基本上平行。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中的任一權(quán)利要求所述的電力電子裝置，其中所述相鄰軸向風(fēng) 扇⑷和所述分割壁(9)兩者固接到所述殼⑴的共同面O)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任一權(quán)利要求所述的電力電子裝置，包括放置于兩個(gè)相鄰 行中的四個(gè)風(fēng)扇，從而使得對(duì)于各所述風(fēng)扇G)，有兩個(gè)風(fēng)扇(4)各自與所述風(fēng)扇(4)形成 配對(duì)，該兩個(gè)風(fēng)扇其中一個(gè)在相同行中而另一個(gè)在相鄰行中，并且各個(gè)對(duì)具有相對(duì)于彼此 以角度(α)布置的風(fēng)扇0)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任一權(quán)利要求所述的電力電子裝置，其中所述殼(1)包括具有至少兩個(gè)相鄰前板(13)的正面(2)，所述至少兩個(gè)相鄰前板(13)中的各前板均具有與之固接的至少一個(gè)風(fēng)扇，并且 所述至少兩個(gè)相鄰前板(13)相對(duì)于彼此以角度(α)布置。
全文摘要
一種具有冷卻布置的電力電子裝置，包括容納電力電子部件(5)的殼(1)。至少兩個(gè)相鄰軸向風(fēng)扇(4)連接到殼(1)，用于將氣流從外界引入殼(1)中，以便冷卻電力電子部件(5)。另外，至少一對(duì)所述相鄰風(fēng)扇(4)相對(duì)于彼此以角度α布置，以便減少風(fēng)扇所致噪聲。這樣的冷卻布置提供一種以緊湊尺寸具有有效冷卻并且也具有可接受噪聲水平的電力電子裝置。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102105038SQ20101052140
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者M·A·希爾維諾伊南, M·薩勒斯 申請(qǐng)人:Abb有限公司