[发明专利]具有空气冷却系统的变流装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有空气冷却系统的变流装置（Umrichteranordnung）。

这种变流装置具有：壳体；至少一个布置在壳体中的电容器；通风装置；和布置在壳体中的第一电力电子组件。

背景技术

由空气冷却的变流器是普遍已知的，并且常见的变流器具有：逆变器；中间电路电容器；以及整流器。铺设轨道体现为在三个变流元件之间的电连接。

由DE10153748A1已知了一种通过通风装置单元冷却的、具有中间电路电容器电池和功率模块的整流器单元。利用金属片使安装框架成为一个完整的冷却通道，并且电容器电池和功率模块彼此相对地分别布置在一个在两侧上都可以装配部件的冷却装置的一侧上。

发明内容

本发明的目的在于，实现一种冷却效果更好的变流装置。

该目的通过根据权利要求1所述的变流装置来实现，这种变流装置具有：壳体；至少一个布置在壳体中的电容器；用于产生冷却气流的通风装置；和布置在壳体中的第一电力电子组件，其中，第一电力电子组件沿冷却气流的方向布置在至少一个电容器和通风装置之间，第一电力电子组件相对于通风装置这样定位，即第一电力电子组件只被冷却气流的第一部分气流冷却，和其中，设置用于冷却至少一个电容器的、冷却气流的第二部分气流通过布置在壳体中的第一通道这样从第一电力电子组件旁边流过，即第一部分气流与第一电力电子组件之间隔热。

电力电子组件这一概念在这种情况下以及在整个文件中，既包括电力电子半导体构件、特别是大功率半导体或半导体开关，又包括设置用于可能对其进行冷却的冷却体。

将冷却气流分为第一部分气流和第二部分气流允许了，可以通过冷却气流的仍然处于低温状态的第一部分气流来对电力电子组件进行冷却。

冷却气流的第二部分气流通过以下方式为至少一个电容器供给仍然处于低温状态的冷却空气，即第二部分气流借助于第一通道与第一电力电子组件之间隔热并且因而尚未升温。

然后，尽管至少一个电容器沿冷却气流的方向布置在第一电力电子组件后面，第一电力电子组件和至少一个电容器还是通过仍然处于低温状态的冷却空气得到冷却。

由于电力电子组件会产生损耗热量，而温度过高会缩短电容器的使用寿命，因此根据本发明的变流装置与背景技术中所述的变流装置相比，特别是在使用寿命和最高环境温度方面具有优势。另外，电流负荷能力更高也是一项优点。

根据本发明的变流装置的其它有利的设计方案由从属权利要求2至11中得出。

在本发明的一个有利的设计方案中，设置用于冷却第一电力电子组件的第一部分气流通过布置在壳体中的第二通道这样从至少一个电容器旁边流过，即该第一部分气流与至少一个电容器之间隔热。

第一部分气流流过第一电力电子组件后升温，并沿冷却气流的方向在第一电力电子组件之后这样从至少一个电容器旁边流过，即为至少一个电容器供给仍然保持低温状态的冷却空气。

在本发明的一种有利的设计方案中，额外配备第二电力电子组件，其沿冷却气流的方向布置在至少一个电容器之后。

这种设计方案还具有用于使两个部分气流汇合的装置，其中，两个汇合的部分气流设置用于冷却第二电力电子组件。

这些装置可以布置在结构的壳体之内，使两个通道沿冷却气流的方向在至少一个电容器后面合并。这些装置可以由此实现，即两个部分气流从不同的通道中流出，并流入一个共同的通道，而该通道可以沿冷却气流的方向逐渐变窄。这些装置尤其可以是金属片形式的，用于输送部分气流。

按照这种设计方案，沿冷却气流的方向首先布置了通风装置，随后是第一电力电子组件，然后是至少一个电容器，以及最后是第二电力电子组件。通过这种设计方案，可以形成一种直接的、直线形的电气轨道，作为上述三个沿电流方向的电气单元之间的连接，并且可以避免形成电气轨道环线。直接的、直线形的电气轨道意味着减少铺轨费用，并且具有可以节省材料的特殊优势。由于相对高昂的成本，特别是铜质轨道，减少铺轨费用就可以明显节省成本。另一个优点是，可以利用仍然新鲜的冷却空气来冷却至少一个电容器以及第一电力电子组件。

在一种有利的设计方案中，变流装置可以是电压中间电路变流器，由于冷却效果得到改善，该变流器能够在更高的环境温度下运行。