逆变器及其散热结构的制作方法

专利2025-04-23  12


本技术涉及光伏发电,更具体地说,涉及一种逆变器及其散热结构。


背景技术:

1、在并网光伏发电系统中,逆变器是光伏电站与电网连接的接口设备。其中,逆变器的功率越高,单瓦成本越低,越有利于光伏电站平价上网。

2、为了提高逆变器的功率,将逆变器的器件进行模块化以形成多个模块化组件。其中,多个模块化组件之间相互独立,通常情况下每个模块化组件独立散热,这样导致整个逆变器的散热成本较高。

3、综上所述,如何设计逆变器中模块化组件的散热,以降低逆变器的散热成本,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术的目的是提供一种逆变器及其散热结构,以降低逆变器的散热成本。

2、为了达到上述目的,本技术提供如下技术方案:

3、一种逆变器的散热结构,包括:第一柜体和第二柜体;

4、其中,所述第一柜体包括散热腔体和电子腔体,所述电子腔体用于容纳逆变功率模组部分,所述散热腔体用于供空气流经以用于冷却功率模块散热器,所述功率模块散热器用于对所述逆变功率模组部分的功率模块散热;

5、第二柜体,所述第二柜体包括直流配电腔体和交流配电腔体,所述直流配电腔体用于容纳直流配电部分,所述交流配电腔体用于容纳交流配电部分,所述直流配电腔体和所述交流配电腔体中至少一者与所述电子腔体连通以形成第一循环风道。

6、可选的,所述第二柜体还包括滤波电抗腔体,所述滤波电抗腔体用于容纳电抗器,所述滤波电抗腔体用于供空气流经以冷却所述电抗器。

7、可选的,所述第二柜体还包括至少一个第一换热器,所述第一换热器用于使所述循环风道内的空气和流经所述滤波电抗腔体的空气进行热交换。

8、可选的,至少一个所述第一换热器位于所述滤波电抗腔体的进风口和所述电抗器之间。

9、可选的,所述直流配电腔体包括第一直流分风道和第二直流分风道,所述第一直流分风道较所述第二直流分风道靠近所述电子腔体;

10、所述交流配电腔体包括第一交流分风道和第二交流分风道,所述第一交流分风道较所述第二交流分风道靠近所述电子腔体;

11、其中,所述第一直流分风道形成所述第一循环风道的部分、所述第一交流分风道形成所述第一循环风道的部分。

12、可选的,所述第二直流分风道和所述第二交流分风道连通以形成第二循环风道;

13、其中,至少一个所述第一换热器用于使所述第二循环风道内的空气和流经所述滤波电抗腔体的空气进行热交换。

14、可选的,所述第一循环风道和所述第二循环风道共用一段风道,至少一个所述第一换热器位于所述第一循环风道和所述第二循环风道共用的风道处。

15、可选的,所述电子腔体、所述直流配电腔体和所述交流配电腔体依次首尾连通以形成所述第一循环风道。

16、可选的,所述直流配电腔体内的风道自所述直流配电腔体的顶端延伸至所述直流配电腔体远离的底端,所述交流配电腔体内的风道自所述交流配电腔体的顶端延伸至所述交流配电腔体的底端。

17、可选的,所述直流配电腔体的底端和所述交流配电腔体的底端通过第一连接通道连通,所述直流配电腔体的顶端或所述交流配电腔体的顶端通过第二连接通道和所述电子腔体连通;

18、其中,所述第一连接通道和所述第二连接通道中,一者位于所述滤波电抗腔体的进风口和所述电抗器之间、另一者位于所述滤波电抗腔体的出风口和所述电抗器之间。

19、可选的,至少一个所述第一换热器设置于所述第一连接通道处、和/或至少一个所述第一换热器设置于所述第二连接通道处。

20、可选的,所述直流配电腔体包括并联的第一直流分风道和第二直流分风道,所述交流配电腔体包括并联的第一交流分风道和第二交流分风道;

21、其中,所述第一直流分风道和所述第一交流分风道连通,所述第二直流分风道和所述第二交流分风道连通。

22、可选的,所述第一直流分风道和所述第一交流分风道的连通位置、以及所述第二直流分风道和所述第二交流分风道的连通位置均位于所述直流配电腔体的顶端和底端之间、以及所述交流配电腔体的顶端和底端之间;

23、其中,所述第二直流分风道经过所述直流配电腔体的底端,所述第二交流分风道经过所述交流配电腔体的底端。

24、可选的,所述第一直流分风道和所述第一交流分风道、以及所述第二直流分风道和所述第二交流分风道共用第一连接通道连通;或者,所述第一直流分风道和所述第一交流分风道、以及所述第二直流分风道和所述第二交流分风道通过不同的第一连接通道连通;

25、所述直流配电腔体的顶端或所述交流配电腔体的顶端通过第二连接通道和所述电子腔体连通;

26、其中,所述滤波电抗腔体的进风口、所述第二连接通道、所述第一连接通道和所述电抗器沿所述滤波电抗腔体内的气流方向依次分布。

27、可选的,至少一个所述第一换热器设置在每个所述第一连接通道处,和/或至少一个所述第一换热器设置在所述第二连接通道处。

28、可选的,所述第一直流分风道和所述第一交流分风道的连通位置位于所述直流配电腔体的顶端和底端之间、以及所述交流配电腔体的顶端和底端之间;

29、所述第二直流分风道和所述第二交流分风道的连通位置位于所述直流配电腔体的底端、以及所述交流配电腔体的底端。

30、可选的,所述第一直流分风道和所述第一交流分风道通过第一连接通道连通,所述第二直流分风道和所述第二交流分风道通过第三连接通道连通;

31、所述直流配电腔体或所述交流配电腔体通过第二连接通道和所述电子腔体连通;

32、其中,所述滤波电抗腔体的进风口、所述第二连接通道、所述第一连接通道、所述电抗器和所述第三连接通道沿所述滤波电抗腔体内的气流方向依次分布。

33、可选的,至少一个所述第一换热器设置在每个所述第一连接通道处,和/或至少一个所述第一换热器设置在所述第三连接通道处,和/或至少一个所述第一换热器设置在所述第二连接通道处。

34、可选的,所述直流配电腔体和所述交流配电腔体中,一者与所述电子腔体连通以形成第一循环风道,另一者与所述电子腔体不连通;

35、所述第二柜体设置有第四连接通道和第五连接通道;所述直流配电腔体和所述交流配电腔体中,与所述电子腔体连通的一者、所述第四连接通道、所述电子腔体、所述第五连接通道依次首尾连通以形成第一循环风道。

36、可选的,至少一个所述第一换热器设置于所述第四连接通道处;和/或,至少一个所述第一换热器设置于所述第五连接通道处。

37、可选的,所述第二柜体设置有第二换热器,所述第二换热器具有能够进行热交换的第一通道和第二通道;所述直流配电腔体和所述交流配电腔体中,与所述电子腔体不连通的一者和所述第一通道连通,所述第二通道用于供空气流经。

38、可选的,所述散热腔体的进风口和出风口分别位于所述第一柜体的不同侧,所述滤波电抗腔体的进风口和出风口分别位于所述第二柜体的不同侧;所述第一柜体和所述第二柜体均为柜体,所述滤波电抗腔体的出风口和所述散热腔体的进风口位于所述柜体的不同侧,所述散热腔体的出风口和所述滤波电抗腔体的进风口位于所述柜体的不同侧;

39、和/或,所述直流配电腔体和所述交流配电腔体分布在所述滤波电抗腔体的相对两侧;

40、和/或,所述直流配电腔体和所述交流配电腔体均与所述滤波电抗腔体相对隔离。

41、可选的,所述第一柜体设置有第三换热器,所述第三换热器具有能够进行热交换的第一通道和第二通道,所述第一通道和所述散热腔体连通,所述第二通道和所述电子腔体连通;

42、和/或,所述散热腔体和所述电子腔体相对隔离,所述第一循环风道为封闭风道;

43、和/或,所述电子腔体还用于容纳控制电路部分;

44、和/或,所述第一柜体和所述第二柜体沿竖直方向依次分布。

45、基于上述提供的逆变器的散热结构,本技术还提供了一种逆变器,该逆变器包括上述任一项所述的逆变器的散热结构。

46、本技术提供的逆变器的散热结构中,通过将第一柜体分隔为散热腔体和电子腔体,采用散热腔体来对功率模块散热器进行散热,能够实现强迫风冷散热,有效提高了功率模块的散热效率,也便于保证电子腔体内器件的防护要求,还为电子腔体和其他腔体(直流配电腔体和/或交流配电腔体)的散热耦合提供了前提;同时,第二柜体包括直流配电腔体和交流配电腔体,直流配电腔体和交流配电腔体中至少一者与电子腔体连通以形成循环风道,使得直流配电部分和交流配电部分中至少一者的散热与电子腔体内器件的散热实现了耦合,较现有技术中第一柜体和第二柜体单独散热(每个模块化组件独立散热)相比,降低了散热成本。


技术特征:

1.一种逆变器的散热结构,其特征在于,包括第一柜体和第二柜体;

2.根据权利要求1所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述第二柜体还包括滤波电抗腔体,所述滤波电抗腔体用于容纳电抗器,所述滤波电抗腔体用于供空气流经以冷却所述电抗器。

3.根据权利要求2所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述第二柜体还包括至少一个第一换热器,至少一个所述第一换热器用于使所述第一循环风道内的空气和流经所述滤波电抗腔体的空气进行热交换。

4.根据权利要求3所述的逆变器的散热结构,其特征在于,至少一个所述第一换热器位于所述滤波电抗腔体的进风口和所述电抗器之间。

5.根据权利要求3或4所述的逆变器的散热结构,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述第二直流分风道和所述第二交流分风道连通以形成第二循环风道;

7.根据权利要求6所述的逆变器的散热结构,其特征在于,

8.根据权利要求3或4所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述电子腔体、所述直流配电腔体和所述交流配电腔体依次首尾连通以形成所述第一循环风道。

9.根据权利要求8所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述直流配电腔体内的风道自所述直流配电腔体的顶端延伸至所述直流配电腔体的底端,所述交流配电腔体内的风道自所述交流配电腔体的顶端延伸至所述交流配电腔体的底端。

10.根据权利要求9所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述直流配电腔体的底端和所述交流配电腔体的底端通过第一连接通道连通,所述直流配电腔体的顶端或所述交流配电腔体的顶端通过第二连接通道和所述电子腔体连通;

11.根据权利要求10所述的逆变器的散热结构,其特征在于,至少一个所述第一换热器设置于所述第一连接通道处、和/或至少一个所述第一换热器设置于所述第二连接通道处。

12.根据权利要求8所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述直流配电腔体包括并联的第一直流分风道和第二直流分风道,所述交流配电腔体包括并联的第一交流分风道和第二交流分风道;

13.根据权利要求12所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述第一直流分风道和所述第一交流分风道的连通位置、以及所述第二直流分风道和所述第二交流分风道的连通位置均位于所述直流配电腔体的顶端和底端之间、以及所述交流配电腔体的顶端和底端之间;

14.根据权利要求13所述的逆变器的散热结构,其特征在于,

15.根据权利要求14所述的逆变器的散热结构,其特征在于,至少一个所述第一换热器设置在每个所述第一连接通道处,和/或至少一个所述第一换热器设置在所述第二连接通道处。

16.根据权利要求12所述的逆变器的散热结构,其特征在于,

17.根据权利要求16所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述第一直流分风道和所述第一交流分风道通过第一连接通道连通,所述第二直流分风道和所述第二交流分风道通过第三连接通道连通;

18.根据权利要求17所述的逆变器的散热结构,其特征在于,至少一个所述第一换热器设置在所述第一连接通道处,和/或至少一个所述第一换热器设置在所述第三连接通道处,和/或至少一个所述第一换热器设置在所述第二连接通道处。

19.根据权利要求3或4所述的逆变器的散热结构,其特征在于,

20.根据权利要求19所述的逆变器的散热结构,其特征在于,至少一个所述第一换热器设置于所述第四连接通道处;和/或,至少一个所述第一换热器设置于所述第五连接通道处。

21.根据权利要求19所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述第二柜体设置有第二换热器,所述第二换热器具有能够进行热交换的第一通道和第二通道;所述直流配电腔体和所述交流配电腔体中,与所述电子腔体不连通的一者和所述第一通道连通,所述第二通道用于供空气流经。

22.根据权利要求2所述的逆变器的散热结构,其特征在于,

23.根据权利要求1所述的逆变器的散热结构,其特征在于,所述第一柜体设置有第三换热器,所述第三换热器具有能够进行热交换的第一通道和第二通道,所述第一通道和所述散热腔体连通,所述第二通道和所述电子腔体连通;

24.一种逆变器,其特征在于,包括如权利要求1-23中任一项所述的逆变器的散热结构。


技术总结
本申请公开了一种逆变器及其散热结构,逆变器的散热结构包括第一柜体和第二柜体;第一柜体包括散热腔体和电子腔体,电子腔体用于容纳逆变功率模组部分,散热腔体用于供空气流经以用于冷却功率模块散热器,功率模块散热器用于对逆变功率模组部分的功率模块散热;第二柜体包括直流配电腔体和交流配电腔体,直流配电腔体用于容纳直流配电部分,交流配电腔体用于容纳交流配电部分,直流配电腔体和交流配电腔体中至少一者与电子腔体连通以形成第一循环风道。上述逆变器的散热结构中,直流配电部分和交流配电部分中至少一者的散热与电子腔体内器件的散热实现了耦合,降低了散热成本。

技术研发人员:舒文涛,郑浩,王晓虎,朱其姚
受保护的技术使用者:阳光电源股份有限公司
技术研发日:20231116
技术公布日:2024/6/26
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