一种用于大功率控制柜的散热装置及控制柜的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种用于大功率控制柜的散热装置，包括控制柜体，控制柜体内部通过高导热板分隔为相互密封隔离的密闭电器室和气体流通室，高导热板面向密闭电器室的一侧板面用于固定位于密闭电器室内的电器设备；气体流通室设置有用于与控制柜体外部进行气体交换的气体交换组件。本散热装置中，电器设备产生的热量大部分直接通过高导热板传递至气体流通室内，通过气体交换组件对气体流通室内的气体与外界进行交换，从而将热量散发到控制柜体外部，剩余少部分密闭电器室内的热量通过控制柜体散发出去。因此，密闭电器室和电器设备内的温度大大降低，提高了散热效率。同时，电器设备安装在密闭电器室内，能够保护电器设备不受外界环境的损坏。
【专利说明】
一种用于大功率控制柜的散热装置及控制柜
技术领域
[0001]本实用新型涉及电气控制柜技术领域，特别涉及一种用于大功率控制柜的散热装置。还涉及一种应用该散热装置的控制柜。
【背景技术】
[0002]在生产实践中，很多装有大功率半导体器件的控制柜要放置在户外，为了保护控制柜内的控制电路、半导体元器件等不受户外雨水、粉尘、腐蚀性气体的破坏，控制柜必须具备很高的防护等级，如IP54或更高。这意味着，控制柜的密封性要好，才能防止水、粉尘等进入。但现在先进的控制柜越来越多地采用大功率半导体器件(如IGBT模块)作为开关，并工作在较高的开关频率下。这些大功率半导体器件工作在高的频率时，功耗很大，会产生很大的热量，这些热量如果不能及时散掉，会导致器件损毁，故而，要求大功率控制柜能够较好地散热。因此，控制柜散热和控制柜密闭防护构成了一对矛盾，既要保证控制柜的密闭防护，同时保证控制柜的散热是一个很难平衡的问题。
[0003]目前最为典型、有效的解决方法是采用热交换器，图1为现有技术中的一种大功率控制柜的散热方法的原理图，即在密闭的控制柜体01中装一个或多个空气热交换器04，把控制柜体01内的电器设备02产生的热量通过空气热交换器04 “交换”到控制柜体01外，且空气热交换器04是空气隔离的，即控制柜体01内的空气和控制柜体01外的空气是隔绝的，柜顶一般安装有风机03进行控制柜体01内空气的搅动。这样就可实现既密闭又散热，有效地解决了大功率控制柜在户外使用时既要密闭又要充分散热的矛盾。
[0004]但是这种方法存在的不足之处为:功率器件发出的热量先散发到控制柜体01内部，加热控制柜体01内部的空气，然后由空气热交换器04把内部空气的热量换到控制柜体01外的环境中，此时控制柜体01内部的空气承担着热传递介质的作用。由于空气作为传热介质的导热能力很差，且热阻较大，功率器件产生的热量不能及时散发到控制柜体01外部，且热量容易积聚在功率器件内部和控制柜体01内，导致功率器件被高温损坏。
[0005]综上所述，如何既保证大功率控制柜的密闭防护又能有效地进行散热，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于大功率控制柜的散热装置，以保证大功率控制柜的密闭防护的同时，提高大功率控制柜的散热效率。
[0007]本实用新型的另一个目的在于提供一种应用该散热装置的控制柜，以保证控制柜的密闭防护的同时，提高控制柜的散热效率。
[0008]为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案:
[0009]—种用于大功率控制柜的散热装置，包括控制柜体，所述控制柜体内部通过高导热板分隔为相互密封隔离的密闭电器室和气体流通室，所述高导热板面向所述密闭电器室的一侧板面用于固定位于所述密闭电器室内的电器设备;所述气体流通室设置有用于与所述控制柜体外部进行气体交换的气体交换组件。
[0010]优选的，在上述的散热装置中，还包括设置于所述密闭电器室内用于搅动所述密闭电器室内的气体流动的循环风机。
[0011]优选的，在上述的散热装置中，所述循环风机安装于所述密闭电器室的内部顶板上。
[0012]优选的，在上述的散热装置中，所述气体交换组件包括设置于所述气体流通室的室壁上且连通所述气体流通室内部和外界的进气风机和出气风机。
[0013]优选的，在上述的散热装置中，所述进气风机设置于所述气体流通室的下部室壁上;所述出气风机设置于所述气体流通室的上部室壁上。
[0014]优选的，在上述的散热装置中，所述高导热板为铜质板、铝质板或热管。
[0015]优选的，在上述的散热装置中，所述高导热板的面向所述气体流通室的一侧板面上设置有第一散热翅片。
[0016]优选的，在上述的散热装置中，所述第一散热翅片的表面涂覆有氧化膜。
[0017]优选的，在上述的散热装置中，所述控制柜体的外壁面上设置有第二散热翅片。
[0018]本实用新型还提供了一种控制柜，包括电器设备，还包括如以上任一项所述的散热装置，所述电器设备位于所述散热装置的密闭电器室内且固定于所述散热装置的高导热板面向所述密闭电器室的一侧板面上。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0020]本实用新型提供的用于大功率控制柜的散热装置中，控制柜体内部通过高导热板分隔成相互密封隔离的密闭电器室和气体流通室，密闭电器室用于容置电器设备，且高导热板的面向密闭电器室的一侧板面上用于固定电器设备，气体流通室设置有用于与控制柜体外部进行气体交换的气体交换组件。工作时，电器设备工作产生的热量大部分直接通过高导热板传递至气体流通室内，通过气体交换组件对气体流通室内的气体与外界进行交换，从而将电器设备的热量散发到控制柜体外部，剩余少部分密闭电器室内的热量通过控制柜体散发出去。由于电器设备直接与高导热板连接，因此，热量能够快速扩散出密闭电器室，因此，密闭电器室和电器设备内的温度大大降低，不会对电器设备造成损坏，与现有的通过空气热交换器进行散热的方法相比，本散热装置提高了散热效率。同时，电器设备密封在密闭电器室内，能够保护电器设备不受外界环境的损坏。
[0021]本实用新型提供的控制柜由于采用了本实用新型中的散热装置，因此具有和上述相同的有益效果，在此不再赘述。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0023]图1为现有技术中的一种大功率控制柜的散热方法的原理图；
[0024]图2为本实用新型实施例提供的一种大功率控制柜的散热装置的结构示意图。
[0025]在图1和图2中，01为控制柜体、02为电器设备、03为风机、04为空气热交换器；
[0026]I为控制柜体、2为循环风机、3为密闭电器室、4为电器设备、5为高导热板、501为安装面、502为散热面、6为气体流通室、7为进气风机、8为出气风机；
[0027]图中的实心箭头表示热量扩散的方向，框形箭头表示气体流动方向。
【具体实施方式】
[0028]本实用新型的核心是提供了一种用于大功率控制柜的散热装置，能够在保证大功率控制柜的密闭防护的同时，提高了大功率控制柜的散热效率。
[0029]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]请参考图2，本实用新型实施例提供一种用于大功率控制柜的散热装置，以下简称散热装置，其包括控制柜体1、高导热板5和气体交换组件，其中，控制柜体I内部通过高导热板5分隔为相互密封隔离的密闭电器室3和气体流通室6，密闭电器室3内用于安装电器设备4，高导热板5面向密闭电器室3的一侧板面为安装面501，安装面501用于固定电器设备4，高导热板5面向气体流通室6的一侧板面为散热面502;气体交换组件设置于气体流通室6上，用于与控制柜体I外部进行气体流通交换。
[0031]上述散热装置的工作原理是:位于密闭电器室3内的电器设备4工作产生的热量大部分直接通过与之接触固定的高导热板5传递至气体流通室6内，通过气体交换组件对气体流通室6内的气体与外界进行交换流通，从而将电器设备4的热量散发到控制柜体I外部，剩余少部分密闭电器室3内的热量通过控制柜体I的壁面散发出去。由于电器设备4直接与高导热板5连接，因此，电器设备4的热量能够快速扩散出密闭电器室3，密闭电器室3和电器设备4内的温度大大降低，不会对电器设备4造成损坏，与现有的通过空气热交换器进行散热的方法相比，本散热装置提高了散热效率。同时，电器设备4密封在密闭电器室3内，能够保护电器设备4不受外界环境的损坏。达到了既能保证大功率控制柜的密闭防护的同时，提高大功率控制柜的散热效率的目的。
[0032]如图2所示，进一步地，在本实施例中，散热装置还包括设置于密闭电器室3内部的循环风机2，用于搅动密闭电器室3内的气体流动，从而加快密闭电器室3内的热量通过控制柜体I向外部散热O
[0033]作为优化，循环风机2安装于密闭电器室3的内部顶板上，气体循环流通效果更好。当然，循环风机2还可以安装在密闭电器室3的内部其它位置，只要能够使密闭电器室内的气体流通即可。
[0034]如图2所示，本实施例提供了一种具体的气体交换组件，其包括设置于气体流通室6的室壁上且连通气体流通室6内部和外界的进气风机7和出气风机8。通过进气风机7和出气风机8将气体流通室6与外界形成气体循环流通通道，通过流通的气流将高导热板5的热量带出控制柜体I外部，起到迅速散热的目的。
[0035]作为优化，进气风机7设置于气体流通室6的下部室壁上；出气风机8设置于气体流通室6的上部室壁上。使冷空气从底部进入，换热后的空气从上部排出，换热效果更好。当然，进气风机7和出气风机8还可以设置在气体流通室6的其它位置，只要能够进行气体流通室与外界进行空气流通散热即可。
[0036]当然，气体交换组件还可以为进气风机7和出风口，出风口设置于气体流通室6的室壁上，只通过进气风机7的鼓风作用，推动气体流通室6内的气体排出出风口。或者气体交换组件为出气风机8和进风口，通过出气风机8的抽吸作用，将气体从进风口抽进气体流通室6，并抽吸排出。或者气体交换组件为进风口和出风口，气体自然地从进风口经气体流通室6至出风口，形成气体的自然对流循环，适用于发热量相对较小的控制柜。同样能够达到气体在气体流通室6和外界之间的交换。
[0037]在本实施例中，高导热板5优选为铜质板、铝质板或热管，具有高导热性能，能够加快电器设备4的热量向外传递。
[0038]进一步地，为了提高散热效率，本实施例中的高导热板5的面向气体流通室6的一侧板面上，即散热面502上设置有第一散热翅片。通过翅片状的散热面增大散热面积，从而加快电器设备4的散热。
[0039]更进一步地，第一散热翅片的表面涂覆有抗腐蚀性的氧化膜，提高使用寿命。
[0040]为了更进一步地加快控制柜体I的散热，本实施例中的控制柜体I的外壁面上设置有第二散热翅片，通过翅片状的控制柜体I外壁面增大散热面积，提高散热效率。
[0041]本实用新型实施例还提供了一种控制柜，包括电器设备4和散热装置，其中散热装置为以上全部实施例所描述的散热装置，电器设备4位于该散热装置的密闭电器室3内且固定于散热装置的高导热板5面向密闭电器室3的一侧板面上，即安装在安装面501上。
[0042]本实用新型中的控制柜采用的散热装置具有较高的散热效率，能够保证电器设备4正常工作，同时，密封性能好，能够保护电器设备4不受外界环境的损坏，具有高防护等级，适用于大功率器件。
[0043]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0044]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种用于大功率控制柜的散热装置，包括控制柜体(I)，其特征在于，所述控制柜体(I)内部通过高导热板(5)分隔为相互密封隔离的密闭电器室(3)和气体流通室(6)，所述高导热板(5)面向所述密闭电器室(3)的一侧板面用于固定位于所述密闭电器室(3)内的电器设备(4);所述气体流通室(6)设置有用于与所述控制柜体(I)外部进行气体交换的气体交换组件。2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，还包括设置于所述密闭电器室(3)内用于搅动所述密闭电器室(3)内的气体流动的循环风机(2)。3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述循环风机(2)安装于所述密闭电器室(3)的内部顶板上。4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述气体交换组件包括设置于所述气体流通室(6)的室壁上且连通所述气体流通室(6)内部和外界的进气风机(7)和出气风机5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述进气风机(7)设置于所述气体流通室(6)的下部室壁上;所述出气风机(8)设置于所述气体流通室(6)的上部室壁上。6.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述高导热板(5)为铜质板、铝质板或热管。7.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述高导热板(5)的面向所述气体流通室(6)的一侧板面上设置有第一散热翅片。8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述第一散热翅片的表面涂覆有氧化膜。9.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述控制柜体(I)的外壁面上设置有第二散热翅片。10.—种控制柜，包括电器设备(4)，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的散热装置，所述电器设备(4)位于所述散热装置的密闭电器室(3)内且固定于所述散热装置的高导热板(5)面向所述密闭电器室(3)的一侧板面上。
【文档编号】H05K7/20GK205491634SQ201620274785
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】陈纪援, 廖佳荣, 江道应, 张原 , 林春源, 王建春
【申请人】福建龙净脱硫脱硝工程有限公司