一种机柜及电气柜的制作方法

1.本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种机柜及电气柜。


背景技术：

2.光伏逆变器、储能变流器等电气柜内通常包括逆变模组、电抗模块和电容母排模块，其中逆变模组和电抗模块往往会设置单独的风道进行散热，而电容母排模块一般通过自然冷却的方式进行散热。现有技术，如专利cn111465289a中，参见图1，电容母排模块6(图1中标号为6的右侧部分)通过热交换机4和扰流风机10进行散热，扰流风机10的出风口正对电容母排模块6设置，来自扰流风机10的风经过电容母排模块6后可通过热交换机4进行循坏散热，但由于电容母排模块6需要与逆变模组5电气耦合，电容母排模块6的散热面往往背离逆变模组，也即位于扰流风机10的出风口之外，电容母排模块的散热效率较差，从而影响电容母排模块的使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种机柜及电气柜，可提高电气件的散热效率。
4.为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.技术方案一，一种机柜，用于至少容置沿第一方向布设的第一电气件和第二电气件，所述第二电气件设有平行于第一方向的散热面，所述机柜包括：柜体，其沿第一方向的两端分别设有进风口和出风腔；风机用于驱动风流从进风口流动至出风腔；散热罩，其罩设于所述第一电气件上以收集部分从所述进风口进入柜体的风流；和过风管，其数量为两个，两个过风管沿垂直于第一方向且平行于所述散热面的第二方向间隔布设，并用于连通散热罩与所述出风腔；两个过风管均靠近所述散热面，且彼此之间的间隔对应所述散热面的中部设置；每个过风管设有朝向所述散热面的第一过风口和朝向另一过风管的第二过风口。
6.基于技术方案一，还设有技术方案二，技术方案二中，所述机柜还用于容置第三电气件，所述第二电气件和第三电气件分居于两个过风管沿第三方向的两侧，每个过风管还设有朝向所述第三电气件的第三过风口；所述第三方向垂直于所述散热面。
7.基于技术方案二，还设有技术方案三，技术方案三中，所述第三过风口相对于第一方向倾斜并朝向第三电气件远离进风口的一端。
8.基于技术方案三，还设有技术方案四，技术方案四中，所述过风管沿第一方向延伸并包括彼此连通的第一管和第二管，所述第一管连通所述散热罩，所述第二管连通所述出风腔，所述第二管的过风面积沿过风方向逐渐增大；所述第三过风口形成于所述第二管上。
9.基于技术方案四，还设有技术方案五，技术方案五中，所述第一管的中部设有所述第一过风口和第二过风口，所述第二管的侧壁上设有所述第一过风口、第二过风口和第三过风口。
10.基于技术方案五，还设有技术方案六，技术方案六中，所述出风腔和风机的数量均
为两个，两个风机分别装设于两个出风腔中，两个出风腔分别与两个第二管对应连通，每个风机朝向所述第三过风口且其轴线沿第一方向延伸。
11.基于技术方案六，还设有技术方案七，技术方案七中，所述第一管在垂直于第一方向和垂直于第二方向的投影均为矩形；所述第二管在垂直于第一方向的投影为矩形，在垂直于第二方向的投影为直角梯形；所述第一管朝向散热面的一侧和所述第二管朝向散热面的一侧位于同一平面上。
12.基于技术方案七，还设有技术方案八，技术方案八中，所述第一电气件为电抗模块，所述电抗模块的磁芯沿第一方向延伸；所述第二电气件为电容母排模块，所述散热面形成于所述电容母排模块的电容安装板上，所述电容安装板上沿第三方向开设有若干散热孔；所述第三电气件为断路器；两个第一管沿第二方向相背离的两侧分别固接于所述电容母排模块的电容安装板上。
13.基于技术方案八，还设有技术方案九，技术方案九中，所述柜体的侧部还设有侧进风口，所述侧进风口上设有过滤棉。
14.技术方案十，一种电气柜，包括技术方案一至九中任一项所述的一种机柜、第一电气件、第二电气件和第三电气件，第一电气件、第二电气件和第三电气件之间电气耦合，第一电气件和第二电气件沿第一方向布设于柜体内，第二电气件和第三电气件沿第三方向布设于柜体内。
15.由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：
16.1、技术方案一中，进风口的风流一部分从进风口进入散热罩后通过过风管进入出风腔排出，剩余的部分从进风口进入散热罩外的柜体内部空间后通过第一过风口和第二过风口进入过风管，再通过出风腔排出，也即过风管收集散热罩内的风流和散热罩外的风流；第一电气件的热量由散热罩收集，散热效率高；由于第一过风口朝向散热面，第二电气件的热量主要通过散热面散出，位于散热罩外的风流可流向散热面带走第二电气件的热量；两个过风管之间的间隔对应散热面的中部设置，由于电气件一般是中部发热量较大，如此设置，使得第二电气件的中部未被遮挡，散热罩外的风流可到达第二电气件的中部，两个相对的第二过风口使得风流更容易沿着第二电气件的中部流动，从而较快地带走第二电气件的热量；可知，采用本技术方案，第二电气件置于柜体内部的风流中，风流可流经第二电气件的散热面和第二电气件的中部较快地带走第二电气件的热量，相比于现有技术中由扰流风机和热交换机相配合实现散热，本发明的方案中通过第一过风口和第二过风口的设置即可带走第二电气件的热量，结构更为简单，成本更为低廉，且第二电气件的散热效果更佳。
17.2、技术方案二中，第三过风口的设置，使得风流会更多地通过第三电气件再流向第三过风口，从而提高了第三电气件的散热效率；且使得过风管可以从多个方向收集柜体内部的气流，从而提升了整个柜体内部的气流流动的速度，改善了柜体内电气件的散热效果。
18.3、技术方案三中，第三过风口相对于第一方向倾斜并朝向第三电气件远离进风口的一端，保证了风流自进风口整个流经第三电气件后再进入第三过风口，进一步提高了第三电气件的散热效率。
19.4、技术方案四中，过风管的结构设置，便于生产加工，且有利于实现第三过风口相对于第一方向倾斜以及朝向第三电气件远离进风口的一端；第二管的过风面积沿过风方向
逐渐增大，提升了风流速度，从而进一步改善了散热效果。
20.5、技术方案五中，第一管靠近散热罩，第一管上设置第一过风口和第二过风口；第二管靠近出风腔，第二管上设置第一过风口、第二过风口和第三过风口；即使得整个过风管的中部和靠近出风腔的一端均能收集柜体内部风流，既保证了第二电气件的热量在流经整个散热面后才进入第一过风口或第二过风口，也使得柜体内部风流基本流经了各电气件才被收集进入过风管，从而提高了柜体整体的散热气流。
21.6、技术方案六中，两个风机和两个出风腔的设置，抽风效率更高，风流流速更快；每个风机朝向第三过风口设置，使得第三过风口对应的柜体区域流速快，从而提升了整个柜体内部的气流流速。
22.7、技术方案七中，第一管和第二管的结构设置简单易加工，易于实现第二管的过风面积沿过风方向逐渐增大以及第三过风口的倾斜设置；第一管朝向散热面的一侧和第二管朝向散热面的一侧位于同一平面上，使得散热面和过风管之间的间隔基本一致，结合第一管的第一过风口和第二管的第一过风口，气流在散热面和过风管之间的流速更快，更有利于对第二电气件的散热。
23.8、技术方案七中，第一电气件为电抗模块，电抗模块的磁芯沿第一方向延伸，使得第一电气件内部形成两端分别连通进风口和散热罩的风道，提升了第一电气件的散热效率；第二电气件为电容母排模块，电容安装板上形成散热孔便于对电容的散热以及形成散热面；两个第一管沿第二方向相背离的两侧分别固接于电容母排模块的电容安装板上，安装更为简洁。
24.9、技术方案九中，柜体的侧部还设有侧进风口，侧进风口上设有过滤棉，增大了柜体内部的进风量，进一步提升了柜体内电气件的散热效率。
25.10、技术方案十中，本发明同时提供一种电气柜，包括上述的机柜，第一电气件的热量由散热罩收集，散热效率高；第二电气件和第三电气件置于柜体内部的风流中，风流可流经第二电气件的散热面和第二电气件的中部较快地带走第二电气件的热量，风流还可流经第三电气件的表面并带走第三电气件的热量，相比于现有技术中由扰流风机和热交换机相配合实现散热，本发明的方案中通过第一过风口和第二过风口的设置即可带走第二电气件的热量，结构更为简单，成本更为低廉，且第二电气件的散热效果更佳。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为现有技术的电气柜的示意图；
28.图2为本发明实施例的电气柜的整体示意图；
29.图3为本发明实施例电气柜垂直于第二方向的剖视图；
30.图4为本发明实施例第一电气件和罩体的示意图；
31.图5为本发明实施例第二电气件、过风管和出风腔的示意图一；
32.图6为本发明实施例第二电气件、过风管和出风腔的示意图二；
33.图7为本发明实施例过风管和出风腔的示意图；
34.图8为本发明实施例风机对着第三过风口的示意图。
35.主要附图标记说明：
36.第一电气件10；
37.第二电气件20；电容安装板21；散热面211；散热孔212；塑封母排22；防护板23；
38.第三电气件30；
39.柜体40；进风口41；出风腔42；抽风口421；排风口422；侧进风口43；
40.风机50；
41.散热罩60；对接口61；
42.过风管70；第一管71；第二管72；第一过风口73；第二过风口74；第三过风口75；
43.连接板80
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
46.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。
47.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
48.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
49.参见图2-8，图2-8示出了一种电气柜，包括机柜、第一电气件10、第二电气件20和第三电气件30。第一电气件10和第二电气件20沿第一方向布设于柜体40内，第二电气件20和第三电气件30沿第三方向布设于柜体40内。
50.本实施例中，第一电气件10为电抗模块，第一电气件10的磁芯平行于第一方向。
51.参见图5-6，第二电气件20为电容母排模块，电容母排模块包括电容安装板21、多个电容(图中未示出)、塑封母排22和防护板23，各电容一端安装在电容安装板21上并由防护板23进行限位，另一端与塑封母排22形成电性连接，防护板23围合在各电容外侧并与电容安装板21和塑封母排形成长方体结构。本实施例中，电容安装板21和塑封母排22均平行于第一方向并垂直于第三方向，电容安装板21上沿第三方向开设有若干散热孔212，防护板
23上也开设有若干散热孔，因此各电容的热量主要通过电容安装板21散出，以及通过防护板23散出，但主要还是电容安装板21散出，电容安装板21背离塑封母排22的一侧形成平行于第一方向的散热面211。
52.第三电气件在本实施例中为断路器。第一电气件、第二电气件、第三电气件之间电气耦合，此部分属于现有技术，本实施例对此不再赘述。
53.机柜包括柜体40、风机50、散热罩60和过风管70。
54.参见图3，a代表第一方向，b代表第三方向，柜体40沿第一方向的两端分别设有进风口41和出风腔42，本实施例中第一方向为竖直方向，柜体40的底部设有一圈网孔，该网孔即形成柜体40的进风口41。出风腔42为盒状结构，其设于柜体40的顶部，参见图8，风机50置于出风腔42内，本实施例中，参见图3，风机50为抽风风机，出风腔42的抽风口421朝下，出风腔42的排风口422开设于柜体40侧壁上，本实施例中，排风口422处设有过滤棉。具体实施中，参见图5-6，出风腔42和风机50的数量均为两个，两个出风腔42沿第二方向布设，第二方向垂直于第一方向和第三方向，两个风机50分别装设于两个出风腔42中，风机50的轴线沿第一方向延伸，两个风机50和两个出风腔42的设置，抽风效率更高，风流流速更快，风机50用于驱动风流从进风口41流动至出风腔42。具体实施中，柜体40于出风腔42的排风口422同侧的一侧还设有侧进风口43，侧进风口43可增大柜体内部进风量，且如此，柜体40背离排风口422和侧进风口43的一侧可与其他电气柜并柜，或与其他电气柜内部连通以形成一个大的电气柜。
55.本实施例中，第一电气件10由于体积较大且重量大置于柜体40的下部，从而可合理利用整个柜体40的承重结构，增加电抗模块在柜体40内部的稳定性，第二电气件20和第三电气件30均位于第一电气件10上方，第一电气件10的线圈悬空于柜体40底板，使得柜体40底部的进风口41可流向第一电气件10内部对第一电气件10散热。
56.散热罩60罩设于第一电气件10上以收集部分从进风口41进入柜体40的风流，本实施例中，参见图4，散热罩60部分罩设于第一电气件10上方，实际应用中，散热罩60为长方体结构，其侧壁上开设有供铜排穿过的通孔，铜排安装好之后，散热罩60基本与第一电气件10的上部形成封闭结构，从而使得风流进入电抗模块内部后之间进入散热罩60，散热罩60的上表面开设两个矩形的对接口61，也即散热罩60主要收集进风口41进入第一电气件10内部的风流。
57.过风管70的数量为两个，两个过风管70沿第二方向间隔布设并用于连通散热罩60和出风腔42，本实施例中，参见图5-8，两个过风管70的上端分别对应连通两个出风腔42的抽风口421，第二电气件20和第三电气件30分居于两个过风管70沿第三方向的两侧，也即两个过风管70位于第二电气件20和第三电气件30之间；两个过风管70均靠近散热面211，且彼此之间的间隔对应散热面211的中部设置；每个过风管70设有朝向散热面211的第一过风口73、朝向另一过风管70的第二过风口74和朝向第三电气件30的第三过风口75，其中，第三过风口75相对于第一方向倾斜并朝向第三电气件30远离进风口41的一端，也即第三过风口75高于第三电气件30的上端，本实施例中，第三过风口75自下而上向第三电气件30倾斜，可知，过风管70收集散热罩60内的风流和散热罩60外的风流，使得过风管70可以从多个方向收集柜体40内部的气流，从而提升了整个柜体40内部的气流流动的速度，改善了柜体40内电气件的散热效果。
58.具体而言，过风管70沿第一方向延伸并包括彼此连通的第一管71和第二管72，第一管71在垂直于第一方向和垂直于第二方向的投影均为矩形；第二管72在垂直于第一方向的投影为矩形，在垂直于第二方向的投影为直角梯形，第三过风口75即形成于直角梯形的斜腰上；第一管71朝向散热面211的一侧和第二管72朝向散热面211的一侧位于同一平面上，使得散热面211和过风管70之间的间隔基本一致，结合第一管71的第一过风口73和第二管72的第一过风口73，气流在散热面211和过风管70之间的流速更快，更有利于对第二电气件20的散热；第一管71下端的开口与散热罩60的对接口61对接，第一管71上端的开口与第二管72下端的开口对接，第二管72上端的开口与出风腔42的抽风口421对接，从而使得第一管71连通散热罩60，第二管72连通出风腔42，第二管72的过风面积沿过风方向逐渐增大，即第二管72的过风面积自下而上逐渐增大，过风管70的结构设置，便于生产加工，且有利于实现第三过风口75相对于第一方向倾斜且高于第三电气件30；第二管72的结构设置使得过风面积沿过风方向逐渐增大，提升了风流速度，从而进一步改善了散热效果。
59.本实施例中，参见图8，每个风机50朝向第三过风口75且其轴线沿第一方向延伸，使得第三过风口75对应的柜体40区域流速快，从而提升了整个柜体40内部的气流流速。
60.其中，第一管71的中部设有第一过风口73和第二过风口74；第二管72的侧壁上设有第一过风口73、第二过风口74和第三过风口75。即使得整个过风管70的中部和靠近出风腔42的一端均能收集柜体40内部风流，既保证了第二电气件20的热量在流经整个散热面211后才进入第一过风口73或第二过风口74，也使得柜体40内部风流基本流经了各电气件才被收集进入过风管70，从而提高了柜体40整体的散热气流。本实施例中，第一过风口73、第二过风口74和第三过风口75均由若干条形孔组合形成，但应理解，第一过风口73、第二过风口74和第三过风口75也可以为其他形状，本实施例对此不作限定。
61.具体实施中，两个第一管71沿第二方向相背离的两侧分别固接于电容母排模块的电容安装板21上，本实施例中主要通过一z形的连接板80实现第一管71和电容安装板21的固接，z形连接板80的两端的两段均垂直第三方向，中间的一段垂直于第二方向，过风管70和散热面211之间的间隔由z形连接板80的中段的长度决定，安装更为简洁。
62.工作过程如下：
63.参见图3，进风口41的风流一部分从进风口41进入散热罩60后通过过风管70进入出风腔42排出，剩余的部分从进风口41进入散热罩60外的柜体40内部空间后通过第一过风口73、第二过风口74和第三过风口75进入过风管70，再通过出风腔42排出；侧进风口43的风流通过过滤棉进入柜体40内部后通过第一过风口73、第二过风口74和第三过风口75后进入过风管70，再通过出风腔42排出。
64.本实施例中，第一电气件10的热量由散热罩60收集，散热效率高。
65.由于第一过风口73朝向散热面211，第二电气件20的热量主要通过散热面211散出，位于散热罩60外的风流可流向散热面211带走第二电气件20的热量；两个过风管70之间的间隔对应散热面211的中部设置，由于第二电气件一般是中部发热量较大，如此设置，使得第二电气件20的中部未被遮挡，散热罩60外的风流可到达第二电气件20的中部，两个相对的第二过风口74使得风流更容易沿着第二电气件20的中部流动，从而较快地带走第二电气件20的热量；可知，第二电气件20置于柜体40内部的风流中，风流可流经第二电气件20的散热面211和第二电气件20的中部较快地带走第二电气件20的热量，相比于现有技术中由
扰流风机和热交换机相配合实现散热，本发明的方案中通过第一过风口73和第二过风口74的设置即可带走第二电气件20的热量，结构更为简单，成本更为低廉，且第二电气件20的散热效果更佳。
66.第三过风口75可使得风流会更多地通过第三电气件30再流向第三过风口75，从而提高了第三电气件30的散热效率，第三过风口75的倾斜设置保证了风流自进风口41整个流经第三电气件30后再进入第三过风口75，进一步提高了第三电气件30的散热效率。
67.可知，本实施例中的技术方案，柜体40内的第一电气件10、第二电气件20和第三电气件30的散热效率高，且相对于现有技术中扰流风机和换热机的配合设置，成本更为低廉。
68.上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。