一种散热结构和基于该散热结构的电控箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种散热结构和基于该散热结构的电控箱。散热结构包括功率元件和散热板，功率元件直接安装在散热板的表面，功率元件与散热板绝缘固定连接，散热板的内部设置有冷却水道；本实用新型还涉及基于上述散热结构的电控箱。本实用新型可以使发热元件产生的热量的传递距离大大降低，提高了热量的传递率，热量直接传导到散热板，与冷却水道中流动的冷却水热量交换，达到散热的目的；而且功率元件与散热板之间采用导热硅脂，并用橡胶密封，更加有效地提升了热量传递率和散热效率。本实用新型结构简单、安装使用方便，散热效果好，可有效解决正常工作时，功率元件冷却散热不佳的问题。
【专利说明】一种散热结构和基于该散热结构的电控箱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种散热结构和基于该散热结构的电控箱。
【背景技术】
[0002]煤矿用电牵引采煤机的行走是采用PLC控制变频器实现一拖一或一拖二的变频调速方式。变频器在工作过程中逆变电路的IGBT模块会产生大量的热，需要及时冷却，否则影响变频器的正常工作。目前，国内采煤机变频器是通过对冷却方式为散热片加强制风冷的国外进口变频器进行改造而成。其结构形式是变频器底板固定在有水道槽的电控箱底上，其间涂一层导热硅脂，通过导热硅脂间接水冷。
[0003]如图1所示是一种传统的电控箱散热结构，变频器底板11 一般采用铝板，铝板上安装IGBT模块12和电容模块13，将该铝板直接贴设到电控箱底板14上，电控箱底板14是一种带有冷却水道15的散热板；IGBT模块12与变频器底板11之间涂有导热硅脂16，变频器底板11与电控箱底板14之间也涂有导热硅脂17。IGBT模块12和电容模块13产生的热量需要经过导热硅脂16，变频器底板11、导热硅脂17才能与电控箱底板14进行热量交换，这种冷却方式热量传递率低，散热效果不好，变频器工作中IGBT模块温度一直会很高，长期处在高温将会严重影响变频器的寿命。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种散热结构和基于该散热结构的电控箱，用以解决传统散热结构热量传递率低，散热效率不好的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种散热结构，该散热结构包括功率元件和散热板，功率元件安装在散热板的表面，功率元件与散热板绝缘固定连接；散热板的内部设置有冷却水道。
[0006]冷却水道为设有一个进水口和一个出水口的蛇形水道，冷却水道沿着功率元件的固定位置延伸、并在功率元件的对应区域布设。
[0007]功率元件为IGBT模块和电容模块。
[0008]冷却水道在IGBT模块安装区域形成至少两个首尾相接的U型结构，在电容模块的安装区域形成一个沿散热板长度方向延伸的U型结构。
[0009]散热板材质为黄铜，IGBT模块与散热板之间涂有导热硅脂。
[0010]一种基于上述散热结构的电控箱，该电控箱包括箱体、箱体的底板或侧板上直接固定的散热结构；散热结构包括功率元件和散热板，功率元件安装在散热板的表面，功率元件与散热板绝缘固定连接；散热板的内部设置有冷却水道。
[0011]冷却水道为设有一个进水口和一个出水口的蛇形水道，冷却水道沿着功率元件的固定位置延伸、并在功率元件的对应区域布设。
[0012]电控箱为采煤机电控箱，功率元件为采煤机变频器中的IGBT模块和电容模块。
[0013]冷却水道在IGBT模块安装区域形成至少两个首尾相接的U型结构，在电容模块的安装区域形成一个沿散热板长度方向延伸的u型结构。
[0014]散热板材质为黄铜，IGBT模块与散热板之间涂有导热硅脂。
[0015]本实用新型的有益效果在于:本实用新型提供一种新型的散热结构和基于该散热结构的电控箱，将变频器底板变为散热板，将功率元件直接固定在变频器底板上，使得功率元件热量传导的距离大大降低，提高散热效率。
[0016]本实用新型提供的电控箱的散热板(即变频器底板)面积比较小，而箱体底板和侧板可以采用一般的金属板，不用再设置为如【背景技术】中的电控箱底板14，大大降低了箱体金属使用量，节约了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是传统散热方式示意图；
[0018]图2是散热结构俯视图；
[0019]图3是冷却水道示意图；
[0020]图4是电控箱实施方式1结构示意图；
[0021]图5是电控箱实施方式2结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0023]—种散热结构，包括功率兀件和散热板，功率兀件安装在散热板的表面，功率兀件与散热板绝缘固定连接；散热板的内部设置有冷却水道。
[0024]一种基于上述散热结构的电控箱，电控箱包括箱体、箱体的底板或侧板上直接固定的散热结构；散热结构包括功率元件和散热板，功率元件安装在散热板的表面，功率元件与散热板绝缘固定连接；散热板的内部设置有冷却水道。
[0025]基于以上技术方案，给出以下一个【具体实施方式】。
[0026]本实用新型提供的电控箱主要应用于采煤机，电控箱包括箱体、箱体的底板或侧板上直接固定的散热结构；电控箱内有采煤机变频器，变频器的主要功率器件是IGBT模块和电容模块，在变频器工作中，IGBT模块和电容模块是主要产生热量的器件。
[0027]图2和图3所示为散热结构示意图，如图2所示，IGBT模块2通过螺钉固定在散热板1的表面上，电容模块3安装在散热板的圆形槽内，在散热板1的内部加工有冷却水道4，冷却水道4为设有一个进水口和一个出水口的蛇形水道，冷却水道沿着IGBT模块2和电容模块3的固定位置延伸、并在IGBT模块2和电容模块3的对应区域布设，如图3所示，冷却水道4在IGBT模块2安装区域形成至少两个首尾相接的U型结构，在电容模块3的安装区域形成一个沿散热板长度方向延伸的U型结构。为了提高导热的效率，散热板1的材质是导热率较高的黄铜。
[0028]散热结构可以固定在电控箱箱体的底板或侧板上，为了便于说明，以散热结构固定在电控箱底板上为具体实施例。
[0029]图4所示为电控箱实施例结构示意图。
[0030]如图4所示，散热结构通过螺栓固定在电控箱底板24上，IGBT模块22与散热板21之间采用密封橡胶密封，并且之间涂有导热硅脂26，为了增加接触面积，要排除导热硅脂之间的空气间隙，进而有利于IGBT模块22将产生的热量尽可能多的传导到散热板21上。
[0031]当采煤机正常工作时，电控箱里的变频器也投入工作，散热板21上的IGBT模块22和电容模块23等功率器件就会发热，热量直接传导到散热板21上，与冷却水道25中流经的冷却水进行热量交换，热量随冷却水而排出，达到冷却散热的目的。
[0032]图5所示为电控箱实施方式结构示意图。
[0033]如图5所示，散热结构通过螺栓固定在电控箱底板34上，IGBT模块32与散热板31之间采用密封橡胶密封，并且之间涂有导热硅脂36，为了增加接触面积，要排除导热硅脂之间的空气间隙，进而有利于IGBT模块32将产生的热量尽可能多的传导到散热板31上。
[0034]与图4不同的是，电控箱底板34中也设置有冷却水道，散热板31与电控箱底板之间涂有导热硅脂37。
[0035]当采煤机正常工作时，电控箱里的变频器也投入工作，散热板31上的IGBT模块32和电容模块33等功率器件就会发热，热量直接传导到散热板21上，与冷却水道25中流经的冷却水进行热量交换，热量随冷却水而排出；有的热量也可能会传导到电控箱底板34上，与电控箱底板34中的冷却水道38中流经的冷却水进行热量交换。这样能够达到双重冷却散热的目的。
[0036]以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种散热结构，其特征在于，所述散热结构包括功率元件和散热板，所述功率元件安装在散热板的表面，功率元件与散热板绝缘固定连接；所述散热板的内部设置有冷却水道。
2.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述冷却水道为设有一个进水口和一个出水口的蛇形水道，冷却水道沿着功率元件的固定位置延伸、并在功率元件的对应区域布设。
3.根据权利要求2所述的散热结构，其特征在于，所述功率元件为IGBT模块和电容模块。
4.根据权利要求3所述的散热结构，其特征在于，所述冷却水道在IGBT模块安装区域形成至少两个首尾相接的U型结构，在电容模块的安装区域形成一个沿散热板长度方向延伸的U型结构。
5.根据权利要求4所述的散热结构，其特征在于，所述散热板材质为黄铜，所述IGBT模块与散热板之间涂有导热硅脂。
6.一种基于权利要求1所述的散热结构的电控箱，其特征在于，所述电控箱包括箱体、箱体的底板或侧板上直接固定的散热结构；所述散热结构包括功率元件和散热板，所述功率元件安装在散热板的表面，功率元件与散热板绝缘固定连接；所述散热板的内部设置有冷却水道。
7.根据权利要求6所述的电控箱，其特征在于，所述冷却水道为设有一个进水口和一个出水口的蛇形水道，冷却水道沿着功率元件的固定位置延伸、并在功率元件的对应区域布设。
8.根据权利要求7所述的电控箱，其特征在于，所述电控箱为采煤机电控箱，所述功率元件为采煤机变频器中的IGBT模块和电容模块。
9.根据权利要求8所述的电控箱，其特征在于，所述冷却水道在IGBT模块安装区域形成至少两个首尾相接的U型结构，在电容模块的安装区域形成一个沿散热板长度方向延伸的U型结构。
10.根据权利要求9所述的电控箱，其特征在于，所述散热板材质为黄铜，所述IGBT模块与散热板之间涂有导热硅脂。
【文档编号】H05K7/20GK204244632SQ201420773111
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】葛艳辉, 范同勋, 赵松, 马金营, 王京涛, 宗广亚, 张博文, 杨青芽 申请人:平煤神马机械装备集团河南电气有限公司