用于电机控制中心的具有改进的通风保护的电气单元的制作方法

本发明总体上涉及电气系统，并且更具体地，涉及用于电气系统例如电机控制中心(mcc)的电气单元，在该电气单元中，通过在被配置成在允许气流从中穿过的开口上与保护层结合地布置挡板组件来提供改进的通风保护。

背景技术：

具有封装的电气部件和电子部件的电气系统是公知的并且在使用中。例如，电机控制中心(mcc)用于大型操作和工业操作中的电力和数据分配。在mcc中，各种部件例如开关装置、半导体电力电子电路、可编程逻辑控制器、电机控制器等可以被容纳在大的电气外壳中，电气外壳可以被细分成区段或栏，区段或栏还可以被细分成隔间。mcc包括用于将电力分配至各个隔间的关联汇流条、互连和支承结构。

通常，mcc连接至主电力线，主电力线可以向mcc的水平汇流条馈送三相ac电力。水平汇流条继而可以将三相电力馈送至布置在mcc的每个区段或栏中的垂直汇流条。垂直汇流条继而可以将三相电力馈送至安装在区段的隔间中的各种电气单元(电气单元通常包括电气部件)。电气单元继而可以提供电力端子(导体)例如铜汇流条以用于根据各种应用所需来将三相电力馈送至系统环境例如电机。

通常期望防止这样的电气单元达到过高温度，因为长时间的这样的温度可能造成对系统的不可预见性和/或损害。通常已知在电气系统中提供通风或气流来作为用于移除热量的方法。这样的通风可以包括系统中用于使空气穿过以移除热量的开口。然而，对于mcc，这样的开口可能使系统暴露于环境的可能损害例如水侵、固体物体例如金属丝等的进入，以及/或者这样的开口可能使周围环境暴露于危险的可能性例如电弧闪光或爆炸、由于通过空气至地或者至另一电压相的低阻抗连接而引起的一种电气放电。因此，期望提供一种用于减轻一个或更多个前述缺点的通风保护的改进系统。

技术实现要素：

用于电机控制中心(mcc)的电气单元可以通过在该单元的门中的提供通风的开口上设置挡板组件与保护层的组合来改进，以提供通风来冷却单元的元件，同时还提供更好的系统保护。挡板组件可以被配置成提供防电弧闪光性以用于遏制单元内可能的电弧爆炸，以及防水侵性以用于保护单元免受可能的水侵，同时允许大量的气流。保护层可以被配置成防止大于特定大小的固体物体穿过允许气流的开口，保护层可以包括钢网和/或灰尘过滤器。因此，可以增加气流以冷却单元的元件，同时保持免受电弧闪光、水侵和/或固体物体的影响的保护。

本发明的一方面可以提供一种在门上的通风组件的系统或方法，以提供根据国际电工技术委员会(iec)标准en60529的高达ip-54(有限防止灰尘进入并且防止来自任何方向的水溅射)的入口保护(ip)等级，同时允许通过良好的通风和气流实现的高性能。该系统可以利用防电弧挡板、用于灰尘保护的过滤器和/或钢网点焊组件的组合。防电弧挡板和挡板周围的支架可以提供水的排出以防止水进入单元内。防电弧挡板的挡边的特殊布置与成型的支架相结合可以改善水的有效排出。此外，用于灰尘保护的过滤器可以防止灰尘进入单元内，灰尘进入单元内可能影响单元的操作。钢网点焊组件可以防止固体物体例如1mm的金属丝进入单元内，钢网点焊组件可以由两个板和具有1mm或更小孔尺寸的钢网组成。可以在不存在被安装用于满足更低ip等级例如ip-43(防止大于1.0mm的固体物体例如金属丝并且防止来自任何方向的水的溅射)的灰尘过滤器的情况下使用钢网点焊组件，同时钢网点焊组件仍然允许增强的气流。因此，可以在具有良好的通风以实现高性能的操作期间保持mcc的单元的良好的ip等级。

特别地，然后，本发明的一方面可以提供用于电机控制中心(mcc)的电气单元，电气单元包括门，其覆盖被容纳在内部空间中的部件组件，门包括：开口，其被配置成允许气流从中穿过；挡板组件，其布置在安装至门的支承架中，挡板组件覆盖开口并且包括按层布置的多个挡板，挡板被配置成是防电弧闪光的以用于遏制内部空间内的电弧爆炸，并且是防水侵的以用于保护内部空间免受水侵的影响，同时允许气流从中穿过；以及保护层，其覆盖开口，保护层被配置成防止具有大于阈值的大小的固体物体穿过开口。

本发明的另一方面可以提供mcc，mcc包括区段，其形成围绕设备安装空间以用于支承多个电气单元的壳体，每个电气单元包括门，其覆盖被容纳在内部空间中的部件组件，门包括：开口，其被配置成允许气流从中穿过；挡板组件，其布置在安装至门的支承架中，挡板组件覆盖开口并且包括按层布置的多个挡板，挡板被配置成是防电弧闪光的以用于遏制内部空间内的电弧爆炸，并且是防水侵的以用于保护内部空间免受水侵的影响，同时允许气流从中穿过；以及保护层，其覆盖开口，保护层被配置成防止具有大于阈值的大小的固体物体穿过开口。

根据以下描述，本发明的这些以及其他目的、优点和方面将变得明显。本文中描述的特定目的和优点可能适用于落入权利要求书的仅一些实施方式，并且因此不限定本发明的范围。在描述中，参照了形成本发明的一部分的附图，其中在附图中示出了本发明的优选实施方式。这样的实施方式不一定表示本发明的全部范围，因此，参考本文中的权利要求书来说明本发明的范围。

附图说明

在附图中示出了本发明的优选示例性实施方式，其中，贯穿上下文，相同的附图标记表示相同的部件，并且在附图中：

图1是根据本发明的一方面的示例性电气系统的等距视图，该示例性电气系统可以是其中可以容纳各种类型的电气单元的电机控制中心(mcc)；

图2是被容纳在图1的电气系统中的示例性电气单元的等距视图；

图3是安装至图2的电气单元的门的部分的分解图；

图4是安装至图2的门的示例性挡板组件；

图5是图4的挡板组件的横截面的详细等距视图；

图6是安装至图2的门的包括钢网的示例性保护层；以及

图7是安装至图2的门的包括灰尘过滤器的示例性保护层。

具体实施方式

现在参照图1，提供了示例性电气系统10，在该电气系统10中可以容纳各种类型的多个电气单元12。电气系统10可以是例如电机控制中心(mcc)或者其他工业、商业、船舶或其他电气系统。通常，电气系统10可以提供一个或更多个区段14，每个区段形成围绕设备安装空间以用于支承单元12的壳体。壳体可以由任何合适的材料例如厚板金、增强塑料等制成。电气系统10通常可以经由适当的管道(未示出)接收数据信号和/或从外部电源例如供电电网接收三相电力，并且将接收到的电力和/或数据信号以各种方式分配至一个或更多个区段14。区段14可以彼此电隔离，或者可替选地，区段14可以例如经由公共的水平汇流条与其他区段14电接合。

应当理解的是，可以使用不同的配置来设置单元12以在电气系统10中实现各种目的。另外参照图2，通过示例的方式示出了单元12的等距视图。通常，每个单元12可以包括用于覆盖被容纳且被支承在单元的内部空间中的部件18的组件的门16。在一方面，门16在闭合的情况下可以与单元的相对的侧壁19a和19b接触，并且门16在打开的情况下可以相对于相对的侧壁19a、19b中之一绕着铰链连接旋转。单元12继而可以经由公知的方法例如经由与内部空间连通的负载插件(loadstabs)20的螺丝(“固定进给”或“框架安装”)接合或者咬合(“可抽出的”)接合安装在区段14中，从而提供至电气系统10的机械连接和电气连接。除其他之外，单元12的示例性部件18可以包括继电器、电机起动器以及可编程逻辑控制器(plc)。用于单元12的门16还可以包括例如控制杆22(例如用于打开以及关闭单元内部的断路器并且使得在断路器关闭的情况下能够打开门的旋转控制杆)、用于防止门打开的锁24、用于指示针对打开门的安全状况的一个或更多个灯26和/或用于监视和控制单元12的各方面的用户界面28。可以在每个区段14中设置闩锁轨道以与单元12的各个门上的闩锁对接。

另外参照图3，根据本发明的一方面提供了可以安装至门16以用于更好地保护系统的部分的从单元12的外部看的分解前视图。门16可以包括在门中的一个或更多个开口30，开口30被配置成允许气流从中穿过以提供通风以用于冷却部件18的组件。在一方面，门16可以分别包括第一开口30a和第二开口30b。第一开口30a可以提供进入单元12的进入气流32a，同时第二开口30b可以提供离开单元12的外出气流32b，其中，这样的气流通过一个或更多个风扇来引导。然而，在其他方面，门16也可以提供单个开口或者更多开口。

挡板组件34可以被布置在安装至门16的支承架36中。优选地，挡板组件34和支承架36可以安装至门16的前面(或者外部)。支承架36可以包括用于接纳铆钉、螺钉或者用于将挡板组件34安装至门16的其他紧固件的多个孔。挡板组件34可以被布置成完全覆盖开口30。例如，如图3所示，第一挡板组件34a可以被布置在安装至门16的第一支承架36a中以完全覆盖第一开口30a，并且第二挡板组件34b可以被布置在安装至门16的第二支承架36b中以完全覆盖第二开口30b。

另外参照图4和图5，挡板组件34可以包括按层布置在挡板框架40中的多个单独挡板38。图5是沿着图4的横截面a-a截取的等距视图，如从图5的详细视图中可以最佳地看出，挡板38可以是倒置且一个在另一个上方分层堆放在挡板框架40中的v形百叶窗。挡板38可以紧密相间并且可以由导电材料例如钢来构造，使得挡板38被配置成是防电弧闪光的，以遏制来自单元12的内部空间内的可能的电弧爆炸(可能由于通过空气至地或者至另一电压相的低阻抗连接而引起的一种电气放电)。挡板38还可以紧密相间并且以倒置方式布置，使得挡板38被配置成是防水侵的，以保护单元12的内部空间免受水侵。因此，挡板38可以是防电弧闪光和防水侵的，同时允许气流32从中穿过。合适的挡板组件的一个示例是如从伊利诺伊州的克里斯特尔莱克的boltswitch股份有限公司可获取的3r型通风栅格。

另外，可以布置一个或更多个保护层以覆盖每个开口30。保护层可以被配置成防止具有大于阈值的大小的固体物体穿过开口30。在一方面，保护层可以包括网组件42。例如，如图3所示，可以将第一网组件42a安装至门16以完全覆盖第一开口30a，并且将第二网组件42b安装至门16以完全覆盖第二开口30b。优选地，可以将网组件42在与挡板组件34相反的一侧安装至门16，例如在门16的后面(内部)。另外参照图6，网组件42可以包括网44，网44被焊接在第一板46a与第二板46b之间，第一板46a和第二板46b分别具有第一板开口48a和第二开口48b。板46可以是金属的并且可以包括用于接纳铆钉、螺钉或者用于安装至门16的其他紧固件的多个孔。网44可以包括由钢、金属或者其他柔性或延性材料的连接股线制成的屏障，这些股线可以被布置成类似于网状物或孔状物的网格。在一方面，网组件42的网44可以被配置成具有1mm或更小的孔尺寸以防止1毫米或更大的固体物体例如金属丝穿过开口。另外，网44可以包括在网的整个表面上的约0.1毫米厚的粉末涂料涂层。因此，粉末涂料可以进一步将孔尺寸减小约0.1毫米。

在另一方面，保护层可以包括被配置成防止灰尘颗粒穿过开口30的灰尘过滤器组件50。例如，如图3所示，可以将第一灰尘过滤器组件50a安装至门16以完全覆盖第一开口30a，并且可以将第二灰尘过滤器组件50b安装至门16以完全覆盖第二开口30b。优选地，可以将灰尘过滤器组件50布置在门16与挡板组件34之间。另外参照图7，灰尘过滤器组件50可以包括灰尘过滤器52，其中，围绕灰尘过滤器52的周界具有垫圈54。垫圈54可以进一步保护单元12的内部空间免受水和/或其他污染物侵入。

网组件42和灰尘过滤器组件50可以同时使用或者相互排他地使用。在使用网组件42而不使用灰尘过滤器组件50的情况下，认为可以实现高达ip-43(防止大于1.0mm的固体物体例如金属丝并且防止来自任何方向的水溅射)的ip等级。在使用灰尘过滤器组件50而不使用网组件42的情况下，认为可以实现高达ip-54(有限防止灰尘进入并且防止来自任何方向的水溅射)的ip等级。无论如何，作为在开口30上与保护层结合地布置挡板组件34的结果，可以增强气流以冷却单元12的元件，同时保持免受电弧闪光、水侵和/或固体物体的影响。

仅出于参考的目的，在本文中使用了某些术语，并且因此这些术语不意在限制。例如，术语例如“上部”、“下部”、“上方”和“下方”指代在所参考的附图中的方向。术语例如“前面”、“后面”、“后部”、“底部”、“侧面”、“左”和“右”描述部件的各部分在一致但任意参照系内的取向，其通过参考文本和描述所讨论的部件的相关联的附图而变得清楚。这样的术语可以包括上面具体提及的词、其派生词以及类似含义的词。类似地，除非上下文明确地指出，否则术语“第一”、“第二”和涉及结构的其他这样的数字术语并不暗指序列或顺序。

在引入本公开内容和示例性实施方式的元件或特征时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意指存在一个或更多个这样的元件或特征。术语“包括”、“包含”和“具有”意在包括性的，并且意指除了具体指出的那些元件或特征以外还可以存在另外的元件或特征。还应当理解的是，除非被特别标识为执行的顺序，否则本文中描述的方法步骤、过程以及操作不应当被解释为必须要求它们按照所讨论或示出的特定顺序来执行。还应当理解的是，可以采用另外的或者替选的步骤。

特别地，意在本发明不限于本文中包含的实施方式和说明，并且权利要求书应当被理解为包括落入所附权利要求书的范围内的那些实施方式——包括实施方式的各部分以及不同实施方式的元件的组合——的修改形式。本文中描述的包括专利和非专利公布的所有公布的全部内容通过引用并入本文。