电控制仪器的制作方法

本发明涉及一种电控制仪器。

技术实现要素：

本发明基于如下任务，提供一种电控制仪器，所述电控制仪器实现尽可能理想的散热。

本发明通过根据权利要求1所述的电控制仪器解决所述任务。

所述电控制仪器具有壳体。所述壳体能够是在运行状态下关闭的壳体。所述壳体能够由多个壳体部件、尤其是由三个壳体部件构成。所述壳体能够由金属构成。所述壳体在两个不同于彼此的壳体侧处具有冷却空气开口。所述冷却空气开口设置成用于将冷却介质、尤其是空气导入到所述壳体内部中和/或从所述壳体内部中又导出。

此外所述电控制仪器具有尤其是有导电能力的冷却体，所述冷却体尤其是防触碰地布置在所述壳体内，并且所述冷却体相对于基准电势、例如保护接地（protectiveearth，pe）电绝缘。所述冷却体能够例如由金属、尤其是铜、黄铜或铝构成。所述冷却体能够具有比所述壳体高的导热能力。所述冷却体形成冷却空气通道。所述冷却空气通道能够无弯曲地或弯曲地伸延。所述冷却空气通道能够具有输入开口和输出开口。所述冷却空气通道能够在周缘侧关闭。所述冷却空气通道在所述不同于彼此的壳体侧的冷却空气开口之间伸延。所述冷却空气通道能够将所述不同于彼此的壳体侧的冷却空气开口导引流体地相互连接。冷却空气能够通过在一个壳体侧上的冷却空气开口进入到所述壳体内部中并且通过所述冷却空气通道导引到另一个壳体侧，其中，所述冷却空气在所述另一个壳体侧上从所述冷却空气开口中又从所述壳体中离开。

此外，所述电控制仪器具有电绝缘的保持元件。所述保持元件能够由塑料构成。所述保持元件能够通过注射成型方法制造。所述保持元件构造成用于将所述冷却体与所述壳体电绝缘地机械地固定在所述壳体内。所述保持元件能够作为中间元件将所述壳体的冷却空气开口与所述冷却空气通道流体技术地连接。所述壳体能够借助于所述保持元件保持或承载所述冷却体。

在一个实施方式中，所述保持元件具有第一塑料成形体和第二塑料成形体，其中，所述冷却体在其第一端侧处与所述第一塑料成形体例如借助于卡锁连接部形状配合地连接并且在其第二端侧处与所述第二塑料成形体例如借助于卡锁连接部形状配合地连接。所述塑料成形体能够通过注射成型方法制造。

此外，所述电控制仪器具有一定数量的（例如1和50个之间的）待冷却的结构元件。所述待冷却的结构元件能够是产生热的结构元件，所述结构元件例如在其运行期间将所供应的电能至少部分地转换成热能。所述待冷却的结构元件与所述冷却体导热地耦联。所述结构元件能够具有与所述冷却体的触碰的接触。所述待冷却的结构元件由所述冷却体保持或承载。

在一个实施方式中，两个不同于彼此的壳体侧彼此对置。所述两个不同于彼此的壳体侧能够相对彼此错开地平面平行地伸延。

在一个实施方式中，所述一定数量的待冷却的结构元件在所述冷却体的至少两个、尤其是三个不同于彼此的侧处与所述冷却体导热地耦联。所述冷却体能够具有矩形的横截面。所述冷却体的所述侧能够是平面的外部面或所述冷却体的周面的部分。

在一个实施方式中，所述电控制仪器具有通风装置。所述通风装置构造成用于在所述冷却空气通道中引起气体流。

在一个实施方式中，所述一定数量的待冷却的结构元件具有功率半导体和/或线圈和/或电容器。

在一个实施方式中，所述电控制仪器是频率变换器、伺服变换器或反馈单元，所述反馈单元例如构造成用于将在电中间回路中存在的多余的电能馈送返回到供给电网中。

在一个实施方式中，所述功率半导体构造成用于由中间回路直流电压产生随时间可改变的电压，例如用于电网反馈或用于馈送给电的机器。

在一个实施方式中，所述电控制仪器具有大于25千瓦、尤其是大于48千瓦的额定功率。

在一个实施方式中，所述电控制仪器具有电磁兼容性（emv）滤波器，所述电磁兼容性（emv）滤波器构造成与所述冷却体电地且热地解耦。所述emv滤波器能够具有emv扼流阀。

在一个实施方式中，在所述冷却体的第一侧处，第一数量的（例如3至10个）线圈与所述冷却体导热地耦联。在所述冷却体的第二侧处，第二数量的（例如1至5个）线圈与所述冷却体导热地耦联。所述冷却体的第一侧与所述冷却体的第二侧对置。所述冷却体的第一侧能够相对于所述冷却体的第二侧错开地平面平行地伸延。

在一个实施方式中，在所述冷却体的第三侧处，一定数量的（例如1至5）功率半导体与所述冷却体导热地耦联。所述冷却体的第三侧相对于所述冷却体的第一侧和第二侧垂直地定向。

在一个实施方式中，所述电控制仪器具有第一电路板。所述第一电路板能够具有导体线路，所述导体线路将电的结构元件适当地相互电连接。所述第一电路板相对于所述冷却体的第三侧错开地平面平行地定向地布置并且与所述功率半导体电连接。

在一个实施方式中，所述电控制仪器具有第二电路板。所述第二电路板相对于所述冷却体的第二侧错开地平面平行地伸延。所述第二电路板与所述第二数量的线圈电连接。

在一个实施方式中，所述电控制仪器具有第三电路板。所述第三电路板相对于所述冷却体的第二侧错开地平面平行地伸延。所述第三电路板承载一定数量的（例如3至20个）电触点。所述电触点能够是夹持连接器。所述电触点构造成用于将电供给线路联接到所述电控制仪器处。所述电供给线路能够以电能供给所述电控制仪器和/或所述电控制仪器能够经由所述电供给线路控制待控制的仪器。所述emv滤波器能够布置在所述第三电路板上。所述第二电路板布置在所述第三电路板与所述冷却体能够之间。

在一个实施方式中，所述第二电路板机械地固定在所述第三电路板处。所述第二电路板能够通过螺纹紧固连接部、卡锁连接部或插接连接部固定在所述第三电路板处。

在一个实施方式中，所述电控制仪器具有一定数量的（例如1和20个之间）抗干扰电容器（例如呈所谓的cy电容器形式），所述抗干扰电容器分别在其电联接部之一处与所述冷却体电连接并且在其联接部中的另一个联接部处与所述电控制仪器的电中间回路电连接。在所述中间回路方面参考有关的专业文献。

在切换功率半导体时，通过典型地非常薄壁的陶瓷绝缘部在所述功率半导体的情况下将高频的干扰电压耦合输入到所述冷却体中。类似的干扰也在经由冷却体散热的功率扼流阀中传递到所述冷却体中。

所述干扰由于高的切换速度和朝着所述冷却体方向的所需要的热引出而不能够被直接地影响。

因此，作为应对措施通常将cy电容器接入在所述中间回路与所述冷却体之间，所述cy电容器负责使至少一部分由此所产生的干扰电流直接地返回导引到所述中间回路中。

如果所述冷却体能从外部触碰，则必须将所述冷却体例如相应于根据en61140的保护等级i与pe（protectiveearth，保护接地）连接。然而，经由通向pe的这种低欧姆的连接部，一部分干扰电流流走到所述供给电网中并且由此不仅在有线的emv测量中而且在被发射的emv测量中可见。

为了遵守所述emv标准，必须增大所述cy电容器，然而这提高所述地线电流。所述地线电流的升高又结合故障电流-保护开关（f-开关）引起问题。

如果在it-电网中在逆变器输出端处出现接地，则所述cy电容器受高的热负载并且能够失灵。为了防止失灵必须装入it-分离部位，在所述it-分离部位处使所述cy电容器与所述pe电势分离。许多应用者对于这个问题有过高要求，这带来附加的支持耗费。

根据本发明，所述冷却体如此集成到所述控制仪器的壳体中，使得所述冷却体从外部不再能被触碰，从而所述冷却体也可以在例如根据en61140的保护等级i的仪器中与pe绝缘。

由此，省去通向pe的低欧姆的连接部，而耦合输入到所述冷却体中的干扰电流不能够离开所述控制仪器。由此，所述cy电容器能够更小地确定尺寸，并且所述干扰电流到所述中间回路中的回馈明显更好地起作用。

此外，在it-电网中，不再能够发生所述cy电容器的热过载，因为所述cy电容器不再与pe连接。由此，不再需要断开pe-连接部。

根据本发明，所述冷却体的电绝缘部在空气冷却的仪器的情况下能够以非常小的额外成本实现，所述额外成本明显小于所述附加地需要的emv抗干扰措施。总体上，由此能够实现带有如下功率电子装置的控制仪器，与当所述冷却体必须与pe连接时相比，该功率电子装置对于可对照的emv要求而言能够明显更成本适宜地制造。

根据本发明，将所述冷却体包入到壳体、例如板材壳体中，所述壳体接纳所述冷却体和所有固定或拧上在所述冷却体处的（且被一同冷却的）构件（尤其是扼流阀和功率半导体）的机械的力以及重量，并且进一步导引到所述壳体的固定点处、例如进一步导引到所述壳体的背壁处。

在此，两个塑料部件能够承担电绝缘部的功能，其方式为，所述两个塑料部件通过形状配合的连接部将所述冷却体机械地固定而没有导引作用的连接部（例如经由金属螺纹紧固件）跨接于所述绝缘部。

全部的如上面所描述的那样以类似的方式将干扰电压耦合输入到所述冷却体中的线圈或扼流阀到所述冷却体处的热连结如下地支持所述emv行为，使得所述干扰也以小的耗费保留在所述仪器中并且能够被引导返回到所述中间回路中。

理想地布置且被正确地确定尺寸的cy电容器降低所述冷却体中的干扰电压，其方式为，将被耦合输入的能量经由短的和由此低电感的连接部引导返回到所述中间回路中。

为了避免到随后的在所述控制仪器的例如呈电网反馈单元形式的输出部处的emv滤波器处的电容式耦合，使所述emv滤波器与所述冷却体分离地构造并且仅经由在所述仪器中循环的空气来冷却。这由于所述emv滤波器的明显更小的损失功率而能够简单地实现。通过所述emv滤波器的空间上的分开避免了所述干扰到所述供给线路（dc和ac）中的电容式耦合输入。

附图说明

随后详细地参照附图描述本发明。在此：

图1以第一视图示出部分地打开的根据本发明的控制仪器的透视的图示

图2以另一个视图示出部分地打开的根据本发明的控制仪器的透视。

具体实施方式

图1以第一视图示出部分地打开的根据本发明的电控制仪器10的透视的图示。图2以另外的视图示出部分地打开的根据本发明的控制仪器10的透视的图示。

所述控制仪器10当前是（电网）反馈单元，所述反馈单元构造成用于如有可能将在中间回路中存在的多余的电能馈送返回到供给电网中。就此而言，也参考所述有关的专业文献。

所述控制仪器具有大于48kw的额定功率。

所述控制仪器10具有金属壳体100，其中，所述壳体100在第一壳体侧101处并且在与所述第一壳体侧对置的第二壳体侧102处分别具有冷却空气开口105。

所述控制仪器10的冷却体110防触碰地布置在所述壳体100中。所述冷却体形成关闭的冷却空气通道111，所述冷却空气通道在所述第一壳体侧101的和所述第二壳体侧102的冷却空气开口105之间伸延。在所述冷却空气通道111内设置有一定数量的冷却肋条112。

此外，所述电控制仪器10具有带有第一塑料成形体115和第二塑料成形体115'的电绝缘的保持元件，其中，所述冷却体110在第一端侧处与所述第一塑料成形体115形状配合地连接并且在第二端侧处与所述第二塑料成形体115'形状配合地连接，其中，所述塑料成形体115和115'又分别机械地固定在所属的壳体区域处。

此外，所述电控制仪器10具有一定数量的待冷却的结构元件120、121、122，其中，所述结构元件120、121、122与所述冷却体110导热地耦联并且由所述冷却体110保持。所述结构元件120和121分别是指线圈，并且所述结构元件122是指功率半导体。

理解为，在图1和2中，所述壳体100出于描述本发明的原因而部分地打开地示出。在所述控制仪器10的运行状态下，所述壳体100例如通过添加另外的、未示出的壳体部件如此关闭，使得不能实现潜在地引起电压的构件、如例如所述冷却体110的触碰。

此外，所述控制仪器10具有通风装置135，所述通风装置构造成用于在所述冷却空气通道111中引起气体流。

此外所述电控制仪器10具有emv滤波器140，所述emv滤波器构造成与所述冷却体110电地且热地解耦。

所述结构元件120、121、122与所述冷却体110的不同的、关于所述冷却空气通道111外部的侧130、131、132、133导热地耦联。在所述冷却体110的第一侧133处，所述线圈120与所述冷却体110导热地耦联。在所述冷却体110的第二侧132处，所述线圈121与所述冷却体110导热地耦联。所述冷却体110的第一侧133与所述冷却体110的第二侧132对置。在所述冷却体110的第三侧131处，所述功率半导体122与所述冷却体110导热地耦联，其中，所述第三侧131与所述第一侧133和所述第二侧132处于垂直。

此外，所述电控制仪器10具有第一电路板145，所述第一电路板相对于所述冷却体110的第三侧131平行且错开地布置并且所述第一电路板与所述功率半导体122电连接。

此外，所述电控制仪器10具有第二电路板146，所述第二电路板相对于所述冷却体110的第二侧132平行且错开地布置并且所述第二电路板与所述线圈121电连接。

此外，所述电控制仪器10具有第三电路板147，所述第三电路板相对于所述冷却体110的第二侧132平行且错开地布置并且所述第三电路板承载一定数量的电触点150，其中，所述电触点150构造成用于将电供给线路联接到所述电控制仪器10处。所述第二电路板146机械地固定在所述第三电路板147处。

此外，所述电控制仪器10具有一定数量的（例如两个）cy抗干扰电容器123，所述cy抗干扰电容器分别在其电联接部之一处与所述冷却体110电连接并且在所述其联接部中的另一个联接部处与所述电控制仪器10的电的中间回路电连接。