CN101772230B - 高频热辊加热控制柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高频热辊加热控制柜，包括柜体、内置金属散热板、高频热辊加热单元、进气导风板和金属散热块。内置金属散热板包括内侧金属散热板和外侧金属散热板，将柜体分隔成两个以上的空间，柜体下部设置抽风扇、在柜体顶部设置排风扇。内侧金属散热板上开有用于安装高频热辊加热单元的安装孔，高频热辊加热单元穿过安装孔并在内置金属散热板的另一面连接金属散热块，金属散热块与内置金属散热板连接。柜体下部还安装有进气导风板，与所述的内置金属散热板以及柜体侧壁形成竖直排风通道。本发明设计安装加工简单，成本低、散热能力强、具有广阔的市场应用前景。

Description

高频热辊加热控制柜

技术领域：

本发明涉及一种高频热辊加热控制柜的设计方法，尤其涉及一种低成本、散热能力强的、高频热辊加热控制柜的设计方法，属于电气控制柜设计领域。

背景技术：

热辊是化纤纺丝拉伸一步法工艺中的关键部件，也叫热牵伸辊。热辊按其电感应加热频率不一样可分为工频热辊和高频热辊，工频热辊加热频率为50赫兹，高频热辊的加热频率在千赫兹以上。高频热辊的加热回路的功率元件为电力电子器件，一般是绝缘栅极双极型晶体管IGBT，IGBT器件在工作中散发热量使其温度升高，电流容量降低，器件易损坏。故控制柜设计中IGBT器件的散热设计的好坏关系到高频热辊加热回路能否稳定工作的关键环节之一。

一个加热控制柜一般十几个甚至几十个IGBT器件，它们一般安装在铝制的散热块上，散热热块安装在控制柜上，它们其中在一起的发热量不容小觑，该加热控制柜的冷却方法包括：一是在散热热块内设有循环水冷管，通过冷水在管中不断循环带走热量，这种方法复杂，需要专门的制冷设备，成本高，如外挂式水冷散热器专利，专利号01239644.3；

再就是是在控制柜上安装半导体制冷器，如半导体制冷散热全封闭电气控制柜专利，专利号200510020100.1，该方法由于额外的增加半导体制冷器，复杂化并增加成本；

还可以在控制柜内两个散热器的相邻端之间设有电子制冷块，电子制冷块的低温端、高温端分别接触散热器，两个散热器通过螺杆紧固连接，两个散热器的另一端分别固定连接有风扇，如设备电器柜的散热装置专利，专利号200520033353.8，该方法结构复杂，成本高；

或者在柜体内设有水冷调节装置，底部设有至少一条供风管，将供风管一端与水冷调节装置的热交换器底部连通，如控制柜的水冷调节装置专利，专利号200620109442.0，该方法同样结构复杂，成本高。上述方法都存在成本高、安装加工复杂的局限。

发明内容：

本发明提出一种低成本、散热能力强、安装加工简单、高频热辊加热控制柜的设计方法，旨在解决高频热辊加热单元，主要指IGBT器件在工作时的散热问题，使其能够稳定可靠的工作。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种高频热辊加热控制柜，包括柜体、柜体内设置内置金属散热板、高频热辊加热单元和金属散热块，

1)所述内置金属散热板包括内侧金属散热板和外侧金属散热板，所述内侧金属散热板和外侧金属散热板将柜体分隔成两个以上的空间，

2)所述内侧金属散热板上开有用于安装高频热辊加热单元的安装孔，所述高频热辊加热单元设置在该安装孔内，所述金属散热块与内侧金属散热板相连接并与高频热辊加热单元相接触。

所述金属散热块在内侧金属散热板和外侧金属散热板之间的空间内设置。还包括进气导风板，抽风扇和排风扇，抽风扇设置在柜体顶部，排风扇设置所述柜体下部。

所述金属散热块通过安装孔与内侧金属散热板连接。所述的进气导风板与所述的内置金属散热板以及柜体侧壁形成竖直排风通道。

所述金属为导热性能良好的金属材料，优选为铝、铜。所述金属散热块为中间设置有空气流通通道的盒体结构。

所述高频热辊加热单元为电力电子器件

所述电力电子器件优选为IGBT晶体管。

所述进气导风板安装在内侧金属散热板和控制柜底部之间，与控制柜底部呈倾斜角。所述外侧金属散热板上开有用于通风的孔道。

通过采用本发明的结构设计，将常规的金属安装板改造成金属散热板，IGBT器件不仅通过+金属散热块散热，而且还因地制宜地利用控制柜的散热金属板进行散热，在不增加一分钱成本的情况下，提高了散热面积，大大增加散热能力。

此外，将两块金属散热板所形成空间的左右两边用柜体侧壁将其密封，空间的最上方对着控制柜顶部的地方安装抽风风扇，控制柜底部之间安装斜角的进气导风板，在控制柜后门底部安装进风风扇，进风风扇对着的外侧金属散热板需要开过孔，如此就形成一个风道，在基本不散失风力的情况下，控制柜底部的自然冷风通过散热板空隙，将空隙中IGBT器件的散热块上的热量带走，形成很好的对流散热通道。同时金属散热块在所述竖直排风通道内，通过风的对流效应，起到了良好的散热效果。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)IGBT器件不仅通过金属散热块散热，而且还因地制宜地利用控制柜的散热金属板进行散热，

2)通过本发明设计所形成的竖直排风通道，使散热风沿风道对高频热辊加热单元散热，避免了可能夹带油烟的风对器件的损坏和污染。

3)本发明中的倾斜角度的进气导风板控制风向沿风道向上方向排出，而不会四处漂移，损失能量，影响散热效果。

4)本发明的设计安装加工简单，成本低、散热能力强、具有广阔的市场应用前景。

附图说明：

图1为本发明高频热辊加热控制柜的结构图；

图2为IGBT器件安装在金属散热板上的安装图。

1-控制柜体，2-散热块，3-IGBT器件1，4-IGBT器件2，5-内侧散热金属板，6-外侧散热金属板，7-通孔，8-空隙，9-柜体侧壁1，10-柜体侧壁2，11-导风板，12-柜门，13-风扇，14-风扇，15-柜门，16-控制柜顶部，17-控制柜底部。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明实施例作进一步详细描述。

图1中，柜体1内有内侧散热金属板5和外侧散热金属板6，用来安装各种器件，内侧散热金属板5上安装有6个IGBT器件的铝质散热块，铝质散热块2是其中之一，铝质散热块在散热金属板5和6形成的空隙8中，IGBT器件3和4在散热金属板5与柜门15形成的空隙中，在IGBT器件3和4的位置上，散热金属板5开了同IGBT器件同样大小的两个过孔，IGBT器件3和4通过过孔安装在铝质散热块2上。柜体侧壁9和10将空隙8从两个侧面将其密封，外侧散热铁板6开了通孔7，薄铁皮11经过通孔7固定在内侧部金属板5和控制柜体1的底部17上，薄铁皮称之为导风板11，柜门12上安装有三个同样的风扇，风扇13是其中之一，当门12关上时，风扇13往柜体1里面吹风，导风板11阻止风通往控制柜体1的底部，使风通过空隙8往控制柜体1的顶部16前进，对着空隙8上方的控制柜体1顶部16安装了3个同样的风扇，风扇14是其中之一，它们的作用是将空隙8中的空气排往控制柜体1的外面。

如图2所示，铝质散热块2与IGBT器件3和4想接触的面与内侧散热铁金属板5紧密接触，IGBT器件通过铝质散热块2散热，而铝质散热块材2又通过内侧散热金属板5散热，大大提高了散热面积，增强了散热能力；本发明特点之二，在空隙8中形成了一个风道，控制室的冷空气通过柜门12的风扇吹进控制柜体1，通过此风道对铝质散热块2和内侧散热金属板5进行冷却，热空气再经柜体1顶部16的风扇排往控制柜体1外，在这个过程中，风力损失比较少，形似烟囱。

Claims (12)

1.一种高频热辊加热控制柜，包括柜体、柜体内设置内置金属散热板、高频热辊加热单元和金属散热块，其特征在于：

1)所述内置金属散热板包括内侧金属散热板和外侧金属散热板，所述内侧金属散热板和外侧金属散热板将柜体分隔成三个空间，

2)所述内侧金属散热板上开有用于安装高频热辊加热单元的安装孔，所述高频热辊加热单元设置在该安装孔内，所述金属散热块与内侧金属散热板相连接并与高频热辊加热单元相接触。

2.根据权利要求1所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述金属散热块在内侧金属散热板和外侧金属散热板之间的空间内设置。

3.根据权利要求1所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：还包括进气导风板，抽风扇和排风扇，抽风扇设置在柜体顶部，排风扇设置所述柜体下部。

4.根据权利要求1所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述金属散热块通过安装孔与内侧金属散热板连接。

5.根据权利要求3所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述的进气导风板与所述的内置金属散热板以及柜体侧壁形成竖直排风通道。

6.根据权利要求1所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述金属为导热性能良好的金属材料。

7.根据权利要求6所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述金属为铝或铜。

8.根据权利要求1所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述金属散热块为中间设置有空气流通通道的盒体结构。

9.根据权利要求1所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述高频热辊加热单元为电力电子器件。

10.根据权利要求9所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述电力电子器件为IGBT晶体管。

11.根据权利要求3所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述进气导风板安装在内侧金属散热板和控制柜底部之间，与控制柜底部呈倾斜角。

12.根据权利要求1所述的一种高频热辊加热控制柜，其特征在于：所述外侧金属散热板上开有用于通风的孔道。

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