[实用新型]逆变器

说明书

本实用新型涉及逆变器。一种逆变器(1)，包括用于容纳电子元件(4、5)的封闭的壳体室(6)和热交换器(8)，该热交换器借由内部的部分(8a)伸入到该壳体室(6)中并穿过该壳体室(6)的外壁借由外部的部分(8b)伸出到壳体室(6)外部的区域中。在壳体室(6)内部布置了用于驱动环绕气流的通风装置(12)，其中热交换器(8)被环绕气流所围住，并且壳体室(6)中的间隔壁(3)将流动方向相反指向的环绕气流的两个部分彼此分隔开。通过这种结构可以使密封的壳体有效地散热，这使得特别是在转换器功率等级高的情况下能够实现逆变器的紧凑的壳体。

技术领域

本实用新型涉及逆变器，并且具体地涉及具有冷却设计以用于特别使逆变器的电子元件有效散热的逆变器。

背景技术

目前，太阳能逆变器市场面临着很大的价格压力。用于降低特定成本 (欧元/瓦特)的有效措施在于提高器件性能。申请人通过开发150kW的逆变器来顺应市场参与者的广告设备所追求的这种趋势。

相比于由SMA开发的下一代高性能的50kW逆变器，新开发的逆变器的性能已经变成了三倍。这种性能提升直接转移到电子组件的损耗功率上，并且对其散热提出了巨大的挑战。大部分的损耗功率分摊在了半导体模块和电抗器上，因此，它们通常直接经由有效的冷却元件(例如，冷却体或通过外壳的部件中的浇铸)与逆变器的环境连接。然而，大约5％-15％的损耗功率是电子元件造成的，这些电子元件位于逆变器的内部空间并且会致使内部空间变热。内部空间温度高会导致电子元件的使用寿命缩短。因此，有必要通过使逆变器的内部空间有效地散热来限制内部空间空气的温度并从而将元件的温度限制在80℃-85℃。

根据太阳能逆变器的现有技术，内部空间的散热通过两种物理传热机制来实现：

1.逆变器的壳体壁上的自然对流。

2.从壳体壁到环境的热辐射。

通过这两种机制使逆变器散热原则上无需其它措施总是可行的，前提是逆变器的壳体表面足够大。

然而，在150kW的逆变器中，功率损耗密度高到使得在壳体尺寸预先设定的情况下只有大约一半的在内部空间累积的功率损耗可以通过壳体表面被引走。因此，上面概述的通过自然对流和热辐射进行的散热策略在功率级>100kW的太阳能逆变器上通过当今技术上的可行方案和可以实现的壳体表面遇到了瓶颈。

实用新型内容

因此，本实用新型的任务在于提供可以通过有效且低成本的方式足够地散热的逆变器，特别是功率级>100kW的逆变器。

该任务通过以下所描述的逆变器得以解决。

在一个方面，本实用新型涉及逆变器，该逆变器包括用于容纳电子元件的封闭的壳体室和热交换器，该热交换器借由内部的部分伸入到壳体室中并穿过壳体室的外壁借由外部的部分伸出到壳体室外部的区域中。在壳体室内部布置了用于驱动环绕气流的通风装置，其中热交换器被环绕气流所围住，并且壳体室中的间隔壁将流动方向相反指向的环绕气流的两个部分彼此分隔开。通过这种结构可以使密封的壳体有效地散热，这使得特别是在转换器功率等级高的情况下能够实现逆变器的紧凑的壳体。

优选地，逆变器还具有另外的通风装置，该另外的通风装置被布置成使得由另外的通风装置产生的气流围住热交换器的外部的部分。在这种情况下，另外的通风装置可以被布置在逆变器的外部或者被布置在逆变器壳体的其他部分中，该其他部分具有空气入口和空气出口。当然，在该室中可以布置另外的待散热的部件，特别是电抗器或其他热交换器。

在有利的实施方案中，包围壳体室的壳体至少部分地以压铸工艺制成，优选与构成壳体的所有部分(诸如，盖和壳体槽池)以压铸工艺制成。然后，热交换器可以被设计为壳体的一部分，例如盖的一部分或壳体池的一部分。但同样可以的是，热交换器是独立的部件，该部件被装配到壳体的相应的开口中并将该开口完全闭锁。热交换器例如可以被设计成具有片材(Lamellen)的冷却体，经冷却的气流流经该片材。