CN101752998B - 热管散热式电梯用变频器和采用该变频器的电梯控制柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热管散热式电梯用变频器，包括驱动PCB板和控制PCB板，所述驱动PCB上电性连接了直流母线电容组、启动电阻以及若干功率器件，而控制PCB板作为电梯的主控系统与所述驱动PCB板电性连接，还包括：热管散热器，其进一步包括基座、多根热管以及鳍片盒，该鳍片盒内包含多个散热鳍片，鳍片盒侧面设置有用于穿设所述热管的插孔；功率器件与基座连接，多根热管的一端内插于基座内，延伸至该些功率器件的底部，多根热管的另一端连接所述散热鳍片；以及风扇，安装在鳍片盒上，用以采用强制对流散热的方式将鳍片上的热量散发到空气中。本发明提高了产品的散热性能，并且减少产品占用的空间，便于产品安装和集成化。

Description

热管散热式电梯用变频器和采用该变频器的电梯控制柜

技术领域

本发明涉及一种电梯变频调速的变频器，具体涉及一种采用了热管散热的电梯用变频器以及采用该种变频器的电梯控制柜。

背景技术

电梯控制柜用变频器在电梯中主要作用是调速。为了乘客乘坐舒适，使用变频器使得电梯的启动和停止的加速度都比较缓和，而中间运行过程的加速度比较快。

电梯变频器的很多故障是因为其工作环境温度高而使元件容易老化造成的，变频器本身及制动电阻的发热，使电气室内温度非常高，工作环境温度高会缩短电子元件的使用寿命。

如何降低变频器的工作环境温度，对延长变频器的工作寿命是至关重要的。现有的变频器散热多采用铝制插片式散热器(或铝挤压型材散热器)强制风冷的方式。如图1所示，散热器基板1紧贴到功率器件2上，热量由功率器件2传递到散热器基板1，再传递到散热片3，最后由风扇通过强制空气对流将散热片上的热量散发到空气中。该散热器和电路板5及其它电子器件一起装入到变频器箱体6内再装入控制柜中。

对于无机房电梯，其控制柜需要安装在建筑物墙体内，采用铝制散热器的变频器厚度较大，导致电梯控制柜厚度方向尺寸亦较大，对于较薄的墙体就带来安装不便的缺点，也不符合现代产品轻薄化的趋势，因此有必要采取措施减小变频器厚度。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种采用热管散热的电梯用变频器以及采用该种变频器的电梯控制柜，以解决现有技术散热效果较差，且尺寸较大安装不便的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术特征：

一种热管散热式电梯用变频器，包括驱动PCB板和控制PCB板，所述驱动PCB上电性连接了直流母线电容组、启动电阻以及若干功率器件，而控制PCB板作为电梯的主控系统与所述驱动PCB板电性连接，还包括：一热管散热器，其进一步包括一基座、多根热管以及一鳍片盒，该鳍片盒内包含多个散热鳍片，所述鳍片盒一侧面设置有用于穿设所述热管的插孔；所述功率器件与基座连接，所述多根热管的一端内插于基座内，延伸至该些功率器件的底部，所述多根热管的另一端连接所述散热鳍片；以及一风扇，安装在所述鳍片盒上，用以采用强制对流散热的方式将鳍片上的热量散发到空气中。

依照本发明较佳实施例所述的热管散热式电梯用变频器，所述风扇设置在鳍片盒上，并且鳍片盒设置风扇的侧面异于用于连接热管的一面。

依照本发明较佳实施例所述的热管散热式电梯用变频器，还包括一变频器箱体，驱动PCB板、热管散热器和其上设置风扇的鳍片盒分别竖立在该箱体内，并且，鳍片盒设置在该变频器箱体内的上方，驱动PCB板、热管散热器位于变频器箱体内的下方。

依照本发明较佳实施例所述的热管散热式电梯用变频器，鳍片盒上连接热管的一侧面朝向变频器箱体的下底面，鳍片盒设置风扇的侧面与鳍片盒上连接热管的一侧面为两相邻面，鳍片盒设置风扇的侧面朝向变频器箱体的背面。

依照本发明较佳实施例所述的热管散热式电梯用变频器，所述鳍片盒设置在所述变频器箱体外，且位于变频器箱体顶部，其上连接热管的一侧面朝向变频器箱体的下底面，鳍片盒设置风扇的侧面与鳍片盒上连接热管的一侧面为两个相对的面，并且风扇位于鳍片盒的顶部。

本发明另提供一种电梯控制柜，包括一柜体，柜体内设置有用于提供额定电压的电源模块、用于安全保护的安全模块、执行控制命令的执行模块、检测外围信号的信号模块以及热管散热式电梯用变频器，其进一步包括驱动PCB板和控制PCB板，所述驱动PCB上电性连接了直流母线电容组、启动电阻以及若干功率器件，而控制PCB板作为电梯的主控系统与所述驱动PCB板电性连接，其特征在于，热管散热式电梯用变频器还包括：

一热管散热器，其进一步包括一基座、多根热管以及一鳍片盒，该鳍片盒内包含多个散热鳍片，所述鳍片盒一侧面设置有用于穿设所述热管的插孔；，所述功率器件与基座连接，所述多根热管的一端内插于基座内，延伸至该些功率器件的底部，所述多根热管的另一端连接所述散热鳍片；以及一风扇，安装在所述鳍片盒上，用以以采用强制对流散热的方式将鳍片上的热量散发到空气中。

依照本发明较佳实施例所述的电梯控制柜，还包括金属管制动电阻组件，其包括一电阻箱体，该电阻箱体内容置有至少一金属管制动电阻，所述金属管制动电阻包括：

一管式电阻，其端部设置有引出棒；以及

多个散热翅片，该些散热翅片其均匀地串装在所述管式电阻上，或藉由两翅片基座与所述管式电阻固定连接。

依照本发明较佳实施例所述的电梯控制柜，所述金属管制动电阻组件设置在电梯控制柜内的上方，所述热管散热式电梯用变频器位于电梯控制柜内的中下方。

依照本发明较佳实施例所述的电梯控制柜，还包括一变频器箱体，驱动PCB板、热管散热器和其上设置风扇的鳍片盒分别容置在该变频器箱体内，并且，鳍片盒设置在该变频器箱体内的上方，驱动PCB板、基座位于变频器箱体内的中下方，鳍片盒上连接热管的一侧面朝向变频器箱体的下底部，鳍片盒设置风扇的侧面与鳍片盒上连接热管的一侧面相邻。

依照本发明较佳实施例所述的电梯控制柜，还包括一变频器箱体，驱动PCB板、热管散热器和其上设置风扇的鳍片盒分别容置在该变频器箱体内，并且，鳍片盒设置在该变频器箱体内的上方，驱动PCB板、基座位于变频器箱体内的中下方，鳍片盒上连接热管的一侧面朝向变频器箱体的下底面，鳍片盒设置风扇的侧面与鳍片盒上连接热管的一侧面为相对的两侧面，风扇位于变频器箱体的上底部。

由于采用了以上的技术特征，使得本发明相比于现有技术，具有如下的优点和积极效果：

第一，本发明的变频器采用热管散热器代替传统的插片式散热器，大大提高了产品的散热性能，使得功率器件的温度分布更为均匀，有利于产品延长寿命；

第二，本发明的变频器相比传统插片式的散热器，可以大大减少厚度，从而减少产品占用的空间，便于产品安装和集成化。

第三、由于减少了变频器的厚度，使得将变频器置于一种体积较小的电梯控制柜成为可能，从而有利于产品的集成化。

附图说明

图1为现有技术的插片式散热器的示意图；

图2为本发明热管散热式电梯用变频器的总装图；

图3为本发明的热管散热器部分的结构示意图；

图4为本发明的热管散热器变频器的部分装配示意图图；

图5为本发明的热管散热电梯用变频器的第二实施例的示意图。

图6为本发明的一种电梯控制柜的总装图；

图7为图6中的制动电阻组件的结构图；

图8为本发明的电梯控制柜的第二实施例的示意图；

图9为本发明的电梯控制柜的第二实施例的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明做进一步详细阐述。

本发明的核心思想在于，用热管式散热器代替传统插片式散热器，应用在电梯用的变频器上，以达到增强功率器件的散热效果，并且减少产品体积，方便集成化的目的。

实施例一

请参考图2A和图2B，为本发明一种热管散热式电梯用变频器的总装图，由图可见，其包括一变频器箱体1，变频器箱体1外侧固定了控制PCB板7，变频器箱体1内固定了热管式散热器2和驱动PCB板3，驱动PCB板3上电性连接了两个发热的功率器件以及直流母线电容组和启动电阻，其中功率器件进一步分为散热较大的第一功率器件4和产热较少的第二功率器件5。控制PCB板7作为电梯的主控系统与所述驱动PCB板3电性连接；直流母线电容组用于滤除变频器母线上的交流杂波，维持直流母线电压稳定。而启动电阻则用于吸收变频器启动瞬间的冲击电流，防止变频器因瞬间电流冲击而损坏。变频器箱体1上设置有若干散热通孔。

驱动PCB板3、热管散热器2和其上设置风扇的鳍片盒23分别竖立设置在变频器箱体1内，并且，鳍片盒23设置在该变频器箱体1内的上方，驱动PCB板3、热管散热器2位于变频器箱体1内的下方。

请参考图3，为本发明的热管散热器的结构图，由图可见，该热管散热器2，其进一步包括一基座21，该基座内插管式并列设置了多根热管22，热管的一端内插于基座内，使其延伸至功率器件的底部；该些热管22进一步串接了多个放置在鳍片盒23中的散热鳍片24，鳍片盒23外部设置了两个风扇25，一侧面设置有用于穿设所述热管的插孔，所述鳍片盒23和热管散热器2呈并行排列；风扇，连接在所述散热鳍片上，用以将散热鳍片散发的热量与空气进行热交换。鳍片盒设置风扇的侧面朝向变频器箱体1的背面，变频器箱体1的背面设置有利于散热的空间，例如空隙等，这样的设计对散热有较大的好处。

鳍片盒23上连接热管22的一侧面朝向变频器箱体1的下底部，鳍片盒设置风扇25的一面与鳍片盒上连接热管的一侧面相邻。或者鳍片盒设置风扇25的一面与鳍片盒上连接热管的一侧面相对，朝向箱体的上底部。

请参考图4，在该图中可见，当应用时，将所述基座21固定在所述功率器件与PCB板3之间。功率器件与基座贴设连接，第一功率器件4安装在基座21顶部，第二功率器件5则安装在基座21底部，基座21内的热管22的长度也对应功率器件的安放位置，多数热管22位于第一功率器件4底部，而少数热管22延伸到第二功率器件5的底部，以达到最好的利用效率。

为减少界面接触热阻，在功率器件与基座21之间涂覆有导热硅脂层，功率器件产生的热量由功率器件通过导热硅脂层传导至基座21，再由基座21传导至热管22，热管22再传导至散热鳍片24，最后由风扇25强制空气对流将散热鳍片24上的热量散发到空气中。

鳍片盒23采用普通钢板制作，主要有三个作用，其一是作为气体流过的通道，使气流从盒体内流过，避免气体泄漏，有利于散热；其二是起隔热的作用，鳍片盒内的热空气同外面的冷空气隔离开来；其三是充当风扇和热管散热器的固定架。

并且，相比于传统的变频器，方由于热管散热器2的散热鳍片24在上方而不是堆放在发热的功率器件的背面，因而整个变频器箱体的厚度可随之减少，变得更加轻薄，从而减少占用的厚度空间。

请参考图5，为本发明的热软散热式电梯用变频器的第二实施例的示意图，与实施例一的区别在于，箱体1上设置有若干通孔，所述驱动PCB板3设置在箱体1内，所述装有散热鳍片24的鳍片盒23设置在箱体上底部，所述热管22穿过所述些通孔，固定在箱体1内的基座21，并且风扇25位于鳍片盒23的上底部。

其工作方式和实施例一类似，不加以赘述。

请参考图6，为本本发明另提供一种采用了上述热管散热式变频器的电梯控制柜，包括一柜体60，柜体60内设置有用于提供额定电压的电源模块、用于安全保护的安全模块、执行控制命令的执行模块、检测外围信号的信号模块以及热管散热式电梯用变频器，柜体内还装有热管散热式电梯用变频器61和金属管制动电阻组件62，金属管制动电阻组件62设置在电梯控制柜的柜体60内的上方，热管散热式电梯用变频器61位于电梯控制柜内的中下方。

其中，热管散热式电梯用变频器61的结构在前一部分已经详细描述，不加以赘述。

请参考图7，金属管制动电阻组件62包括一电阻箱体620，该电阻箱体620内容置有至少一金属管制动电阻621，所述金属管制动电阻621包括：管式电阻622，其端部设置有引出棒623；以及多个散热翅片624，该些散热翅片624其均匀地串装在所述管式电阻622上，或藉由两翅片基座与所述管式电阻固定连接，电阻箱体620还作为支架固定了一风扇组625，用以将散热翅片624散发的热量与空气交换。

在该实施例中，PCB板、热管散热器和其上设置风扇的鳍片盒都分别容置在热管散热式电梯用变频器61的箱体内，并且，鳍片盒设置在箱体内的上方，PCB板、热管散热器位于箱体内的下方，鳍片盒上连接热管的一侧面朝向箱体的下底部，鳍片盒上设置风扇的侧面与鳍片盒上连接热管的一侧面相邻，金属管制动电阻组件62和热管散热式电梯用变频器61各自独立使用一组风扇。

请参考图8，为本发明的电梯控制柜的第二实施例的结构示意图。

请参考图8，为本发明的电梯控制柜的第二实施例的结构示意图，其区别在于，金属管制动电阻组件横向设置在柜体的顶部，其本身的风扇组设置在电阻箱体上朝向柜体外的一侧。

请参考图9，为本发明的电梯控制柜的第三实施例的结构示意图。

请参考图9，在第三实施例中，热管散热式电梯用变频器和金属管制动电阻公用一组风扇。热管散热式电梯用变频器的鳍片盒设置在箱体的上底部，鳍片盒上连接热管的一侧面朝向箱体的下底部。风扇组625可设置在箱体的上侧面，该侧面不同于箱体上穿设热管的插孔的一面，也可设置在电阻箱体朝向箱体的一面。金属管制动电阻散发的热量藉由散热翅片散发，与热管散热式变频器的散热鳍片散发的热量，藉由公用的风扇组可形成对流。

综上所述，采用了热管散热器的电梯用变频器，相比于传统的插片散热式变频器，首先，本发明采用热管散热器代替传统的插片式散热器，大大提高了产品的散热性能，使得功率器件的温度分布更为均匀，有利于产品延长寿命；其次，本发明相比传统插片式的散热器，可以大大减少厚度，从而减少产品占用的空间，便于产品安装和集成化。

而本发明的电梯控制柜，由于采用了热管散热式电梯用变频器，使得原本分离的制动电阻和变频器，集成在同一个柜体内，且体积非常小，可以安置在墙体内，复合产品集成化的趋势，并且，节省空间。

以上公开的仅仅是本发明的较佳实施例，但并非用来限制本发明，任何熟习本领域的技术人员，在不违背本发明内涵的情况下，所作的均等变化和更动，均应落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种热管散热式电梯用变频器，包括驱动PCB板和控制PCB板，所述驱动PCB板上电性连接了直流母线电容组、启动电阻以及若干功率器件，而控制PCB板作为电梯的主控系统与所述驱动PCB板电性连接，其特征在于，还包括：

一热管散热器，其进一步包括一基座、多根热管以及一鳍片盒，该鳍片盒内包含多个散热鳍片，所述鳍片盒一侧面设置有用于穿设所述热管的插孔，所述功率器件与基座连接，所述多根热管的一端内插于基座内，延伸至该些功率器件的底部，所述多根热管的另一端连接所述散热鳍片；以及

一风扇，安装在所述鳍片盒上，用以采用强制对流散热的方式将鳍片上的热量散发到空气中。

2.如权利要求1所述的热管散热式电梯用变频器，其特征在于，所述风扇设置在鳍片盒上，并且鳍片盒设置风扇的侧面异于用于连接热管的一面。

3.如权利要求2所述的热管散热式电梯用变频器，其特征在于，还包括一变频器箱体，驱动PCB板、热管散热器分别竖立在该箱体内，并且，鳍片盒设置在该变频器箱体内的上方，驱动PCB板、热管散热器位于变频器箱体内的下方。

4.如权利要求3所述的热管散热式电梯用变频器，其特征在于，鳍片盒上连接热管的一侧面朝向变频器箱体的下底面，鳍片盒设置风扇的侧面与鳍片盒上连接热管的一侧面为两相邻面，鳍片盒设置风扇的侧面朝向变频器箱体的背面。

5.如权利要求3所述的热管散热式电梯用变频器，其特征在于，所述鳍片盒设置在所述变频器箱体外，且位于变频器箱体顶部，其上连接热管的一侧面朝向变频器箱体的下底面，鳍片盒设置风扇的侧面与鳍片盒上连接热管的一侧面为两个相对的面，并且风扇位于鳍片盒的顶部。

6.一种电梯控制柜，包括一柜体，柜体内设置有用于提供额定电压的电源模块、用于安全保护的安全模块、执行控制命令的执行模块、检测外围信号的信号模块以及热管散热式电梯用变频器，其进一步包括驱动PCB板和控制PCB板，所述驱动PCB板上电性连接了直流母线电容组、启动电阻以及若干功率器件，而控制PCB板作为电梯的主控系统与所述驱动PCB板电性连接，其特征在于，热管散热式电梯用变频器还包括：

一热管散热器，其进一步包括一基座、多根热管以及一鳍片盒，该鳍片盒内包含多个散热鳍片，所述鳍片盒一侧面设置有用于穿设所述热管的插孔，所述功率器件与基座连接，所述多根热管的一端内插于基座内，延伸至该些功率器件的底部，所述多根热管的另一端连接所述散热鳍片；以及

一风扇，安装在所述鳍片盒上，用以以采用强制对流散热的方式将鳍片上的热量散发到空气中。

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