一种适用于通用变频器户外应用的控制柜及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于通用变频器户外应用的控制柜及其控制方法，包括柜体、设在控制柜内的内部强制排风通道和变频器，所述变频器设于内部强制排风通道下方，所述变频器出风口与内部强制排风通道的底部相连，还设有半导体加热器和多台散热风扇，通过半导体加热器和多台散热风扇的开启或关闭调控控制柜的内部温度。本发明确保通用变频器控制柜内部的温度处于0℃~50℃之间，确保变频器的安全可靠运行，解决了通用变频器无法在户外高温环境和超低温环境条件下使用的难题。
【专利说明】一种适用于通用变频器户外应用的控制柜及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种控制柜，尤其涉及一种适用于通用变频器户外应用的控制柜及其 控制方法。
【背景技术】
[0002] 变频器作为一种变频调速设备，被广泛应用于各行各业和各种环境中，但变 频器由于受其本身内部部分电子元件应用环境的限制，绝大多数通用变频器虽能满 足-40°C ~70°C的存放环境温度条件，但却只能适用于-10°C飞0°C的运行环境要求，通用变 频器的运行环境一旦低于-l〇°C或超过50°C，都将影响变频器的正常工作甚至引发一些故 障；而可适应较宽环境温度范围运行的变频器的价格又非常高。绝大多数通用型变频器，在 环境温度超过40°C时，需根据温度降容使用，且使用最高环境温度为50°C。而通用型变频 器一旦需户外使用时，在炎热的夏天，我国部分地区的最高气温已达到44°C左右，加上变频 器本身的发热（约变频器功率的2~3%)，因此，不增加相应的措施进行处理的话，在高温环 境下，变频器肯定无法正常工作。所以解决通用变频器户外应用的低温环境和高温环境问 题成了本发明研究和讨论的重点。
[0003] 申请号为201010526361. 1中国专利《散热型控制柜》公开了一种散热型控制柜， 具有电气柜门板，电气柜门板的下部安装带滤网棉的风机，电气柜门板的顶部安装含有滤 网孔的顶罩，顶罩的下端安装有变频器，变频器的顶部加装一防止热量回流的围板，电器柜 门板底部设置有密封圈。该发明能够防止部分热量回流，但其散热功能无法达到使其在低 温环境或高温环境下安全运行。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可在低温或高温环境安全运行 的适用于通用变频器户外应用的控制柜及其控制方法。
[0005] 本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现： 一种适用于通用变频器户外应用的控制柜，包括柜体、设在控制柜内的内部强制排风 通道和变频器，所述变频器设于内部强制排风通道下方，所述变频器出风口与内部强制排 风通道的底部相连，还设有半导体加热器和多台散热风扇，通过半导体加热器和多台散热 风扇的开启或关闭调控控制柜的内部温度，当控制柜内部温度过低时开启半导体加热器提 高控制柜内部温度，当控制柜内部温度过高时开启多台散热风扇降低控制柜内部温度。
[0006] 进一步地，设有第一温控开关和第二温控开关，所述第一温控开关与多台散热风 扇连接，所述第二温控开关与半导体加热器连接。第一温控开关和第二温控开关安装于柜 体内部靠上半部分的位置，其中第一温控开关在电路上与散热风扇相连接后接入交流220V 的回路中，第二温控开关在电路上与半导体加热器相连接后接入交流220V的回路中，通过 第一温控开关的开闭来控制多台散热风扇的开启或关闭，通过第二温控开关的开闭来控制 半导体加热器的开启或关闭。
[0007] 所述多台散热风扇设置在内部强制排风通道顶部上方。在控制柜内部温度过高 时，所述多台散热风扇加快变频器的散热，使变频器的热量迅速通过内部强制排风通道抽 离出来。进一步地，所述多台散热风扇有一台与内部强制排风通道的顶部相连。
[0008] 所述半导体加热器设在变频器的下方。在控制柜内部温度过低时，所述半导体加 热器于变频器下方开启，能够在更短的时间内提高控制柜温度。
[0009] 所述控制柜柜体包括防水罩，设在控制柜顶部两侧的出风口、下部回风口及回风 口滤网。所述出风口开在控制柜的顶部两侧，以加大出风口面积，所述防水罩与控制柜柜体 焊接成一体。
[0010] 进一步地，所述强制排风通道的外径稍大于变频器的整个出风口的外径。
[0011] 一种适用于通用变频器户外应用的控制柜的控制方法，所述控制柜的内部温度调 控为所述第一温控开关在控制柜柜体内部温度低于30°c时断开，在控制柜柜体内部温度超 过35°C时闭合，在控制柜内部温度介于30°C ~35°C之间变化时保持原有的断开或闭合不 变；所述第二温控开关在控制柜内部温度低于〇°C时闭合，在控制柜内部的温度高于5°C时 断开，在控制柜内部的温度介于〇°C ~5°C变化时保持原有的断开或闭合不变。
[0012] 当控制柜柜体内部温度低于30°C时，第一温度开关的触点断开，散热风扇因没得 电不工作，变频器散出来的热空气由变频器本身自带的内部风扇经强制排风通道直接吹 出，经控制柜出风口排向室外，当控制柜柜体内部温度超过35°C时，第一温控开关的触点闭 合，散热风扇得电工作，将控制柜内部的热空气直接往上抽出，经控制柜出风口排向室外， 加强控制柜内部的空气流动，起到强制降温的作用，确保控制柜内部温度满足变频器运行 环境温度的要求，保证变频器的安全可靠运行。当控制柜内部温度介于30°C ~35°C之间变 化时，温度开关的触点将保持原有的状态不变，此时散热风扇也保持原有的状态不变。当控 制柜内部温度低于〇°C时，第二温控开关的触点闭合，控制半导体加热器得电工作，控制柜 内部的温度升高，以确保在环境温度较低时，控制柜内部的温度维持在〇°C以上，保证低温 环境下变频器的安全运行。当控制柜内部的温度高于5°C时，第二温控开关的触点断开，半 导体加热器不得电停止工作。当控制柜内部的温度介于〇°C ~5°C度之间变化时，温控开关 2保持当前的状态不变，此时，半导体加热器也保持当前的状态不变。本发明无论环境温度 高低，均可确保通用变频器控制柜内部的温度处于〇°C ~50°C之间，确保变频器的安全可靠 运行，解决了通用变频器无法在户外高温环境和超低温环境条件下使用的难题。
[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下： 本发明结构简单，通过半导体加热器和多台散热风扇的开启或关闭调控控制柜的内部 温度在于〇°C ~50°C之间，使得变频器在高温或低温环境下仍能安全可靠运行； 说明书附图 图1为本发明的结构正视图；其中，1、防水罩；2、散热风扇；3、内部强制排风导风通道； 4、变频器；6、出风口；7、第一温控开关；8、第二温控开关；9、半导体加热器； 图2为本发明的结构侧视图； 图3为图1中A-A的剖视图，其中，5、回风口及回风滤网； 图4为本发明的电路图，其中，2、散热风扇；7、第一温控开关；8、第二温控开关；9、半导 体加热器。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，但实施例并 不对本发明做任何形式的限定。
[0015] 实施例1 如图1，2,3所示，一种适用于通用变频器户外应用的控制柜，包括柜体、设在控制柜内 的内部强制排风通道3和变频器4,所述变频器4设于内部强制排风通道3下方，所述变频 器出风口与内部强制排风通道3的底部相连，还设有半导体加热器9和三台散热风扇2,通 过半导体加热器9和三台散热风扇2的开启或关闭调控控制柜的内部温度。
[0016] 进一步地，设有第一温控开关7和第二温控开关8,所述第一温控开关7与三台散 热风扇2连接，所述第二温控开关8与半导体加热器9连接。第一温控开关7和第二温控 开关8安装于柜体内部靠上半部分的位置。
[0017] 如图4所示，其中第一温控开关7在电路上与散热风扇2相连接后接入交流220V 的回路中，第二温控开关8在电路上与半导体加热器9相连接后接入交流220V的回路中， 通过第一温控开关7的开闭来控制三台散热风扇2的开启或关闭，通过第二温控开关8的 开闭来控制半导体加热器的开启或关闭。
[0018] 所述三台散热风扇设置在内部强制排风通道3顶部上方。所述三台散热风扇2有 一台与内部强制排风通道3的顶部相连。所述半导体加热器9设在变频器4的下方。
[0019] 所述控制柜柜体包括防水罩1、设在控制柜顶部两侧的出风口 6、下部回风口及回 风口滤网5。所述出风口 6开在控制柜的顶部两侧，以加大出风口面积，所述防水罩1与控 制柜柜体焊接成一体。
[0020] 进一步地，所述强制排风通道3的外径稍大于变频器4的整个出风口的外径。
[0021] 一种适用于通用变频器户外应用的控制柜的控制方法，所述控制柜的内部温度调 控为所述第一温控开关7在控制柜柜体内部温度低于30°C时断开，在控制柜柜体内部温度 超过35°C时闭合，在控制柜内部温度介于30°C ~35°C之间变化时保持原有的断开或闭合不 变；所述第二温控开关8在控制柜内部温度低于0°C时闭合，在控制柜内部的温度高于5°C 时断开，在控制柜内部的温度介于〇°C ~5°C变化时保持原有的断开或闭合不变。
[0022] 本发明以北京某一具体的项目为例做了以下实际测试和验证： 项目主要信息：通用变频器使用地区为北京，夏季室外历史最高温度高达42.6°C。近 年来的夏季室外最高温度为40. 6°C。通用变频器为功率为37KW的西门子MM430变频器(其 功率损耗为1496W)，控制柜需满足IP54等级达到室外使用的要求。控制柜尺寸为(长X高 X深）：650X1000X400,单位：mm，散热风扇数量为3个，叶轮直径为145 mm，半导体加热器功 率为200W 应用本发明的控制柜和控制方法，实际测试和验证结果如下：
【权利要求】
1. 一种适用于通用变频器户外应用的控制柜，包括柜体、设在控制柜内的内部强制排 风通道和变频器，所述变频器设于内部强制排风通道下方，所述变频器出风口与内部强制 排风通道的底部相连，其特征在于，控制柜内还设有半导体加热器和多台散热风扇，通过半 导体加热器和多台散热风扇的开启或关闭调控控制柜的内部温度。
2. 根据权利要求1所述的适用于通用变频器户外应用的控制柜，其特征在于，设有第 一温控开关和第二温控开关，所述第一温控开关与多台散热风扇连接，所述第二温控开关 与半导体加热器连接。
3. 根据权利要求1所述的适用于通用变频器户外应用的控制柜，其特征在于，所述多 台散热风扇设置在内部强制排风通道顶部上方。
4. 根据权利要求3所述的适用于通用变频器户外应用的控制柜，其特征在于，所述多 台散热风扇有一台与内部强制排风通道的顶部相连。
5. 根据权利要求1所述的适用于通用变频器户外应用的控制柜，其特征在于，所述半 导体加热器设在变频器的下方。
6. 根据权利要求1所述的适用于通用变频器户外应用的控制柜，其特征在于，所述控 制柜柜体包括防水罩、设在控制柜顶部两侧的出风口、下部回风口及回风口滤网。
7. 根据权利要求1所述的适用于通用变频器户外应用的控制柜，其特征在于，所述强 制排风通道的外径稍大于变频器的整个出风口的外径。
8. 根据权利要求1~6任意一项所述的适用于通用变频器户外应用的控制柜的控制方 法，其特征在于，当控制柜内部温度过低时开启半导体加热器提高控制柜内部温度，当控制 柜内部温度过高时开启多台散热风扇降低控制柜内部温度。
9. 根据权利要求8所述的适用于通用变频器户外应用的控制柜的控制方法，其特征在 于，所述控制柜的内部温度调控为所述第一温控开关在控制柜柜体内部温度低于30°C时断 开，在控制柜柜体内部温度超过35°C时闭合，在控制柜内部温度介于30°C?35°C之间变化 时保持原有的断开或闭合不变；所述第二温控开关在控制柜内部温度低于〇°C时闭合，在 控制柜内部的温度高于5°C时断开，在控制柜内部的温度介于0°C ~5°C变化时保持原有的 断开或闭合不变。
【文档编号】H05K7/20GK104114012SQ201410243200
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】邱育群, 温军泉, 原志锋, 陈德庚, 陈志宏, 付慧亮 申请人:广东申菱空调设备有限公司