CN102166684B

CN102166684B - 用于小型逆变式直流电焊机的散热装置

Info

Publication number: CN102166684B
Application number: CN 201110094133
Authority: CN
Inventors: 李元阳; 刘振华; 何志兵; 庞乐
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-04-14
Also published as: CN102166684A

Abstract

一种散热器技术领域的用于小型逆变式直流电焊机的散热装置，包括：两块导风板、电子原件散热器组件、主风扇和侧风扇，主风扇与电焊机机壳的第一侧壁固定连接，两块导风板与主风扇固定连接，主风扇和电子原件散热器组件设置于两块导风板形成的梯形区域内，电子原件散热器组件与电焊机机壳连接，侧风扇设置于第二侧壁和第一导风板形成的梯形区域内，第二侧壁与第一侧壁相交，侧风扇与机壳的顶部固定连接且侧风扇的出风端与机壳的底部相对设置，机壳的第一侧壁、第三侧壁和顶部均设有通风口，第三侧壁与第一侧壁相对。本发明重量轻、装配容易、散热效果好且安全稳定性高。

Description

用于小型逆变式直流电焊机的散热装置

技术领域

本发明涉及的是一种散热器技术领域的装置，具体是一种用于小型逆变式直流电焊机的散热装置。

背景技术

逆变式电焊机可用于高空作业，野外作业，室内外装修等多种给需要焊接金属材料的工作应用场合，具有体积小、重量轻、携带简便、操作容易和使用220伏电源等优点，其不足之处在于：随着逆变式电焊机内部的电力电子装置的功能越来越完善，其体积也越来越小，在电力电子装置内部产生的高热流密度对逆变式电焊机的可靠性造成极大威胁。由于电焊机长时间工作伴随而来的电焊机高温问题是电焊机失效的主要问题。散热问题成为逆变式电焊机向小型化和稳定化方向发展的瓶颈。散热问题会导致逆变式直流电焊机的绝缘栅双极型晶体管及整流器元件烧毁，绝缘材料热老化过程加快，使用寿命变短，而水冷式焊机结构复杂，携带不方便，使用不可靠，此外在一些电源电压较低的地区使用时，也不能正常工作。

经过对现有技术文献的检索发现，现有的逆变式直流电焊机的冷却装置总体上有三类，即自然冷却、水冷和强制风冷。自然冷却效率很低，效果不好，焊机重量重，生产成本高，使用寿命短。水冷由于可靠性低，装置复杂也不易广泛推广。强制风冷而言，利用风扇对焊机发热部件进行吹风或抽风，形成强制对流，将部件散发出的热量向外传递，使焊机的温升不超出行业标准所界定的范围，进而保证焊机安全、可靠地工作。专利申请号：200520034327.7，实用新型名称为：有独立散热风道的电焊机，该实用新型在电焊机内安装有冷却风机，把电焊机内部所有需要冷却的大功率元器件都安装在一个用金属制作的四面密闭，另外两面通风的独立风道内，小功率元器件、电路板、电焊机的小电流接线都放在风道以外。改进后的优点为：风道截面积减小，风力集中，焊机的散热效果改善，同时实现了大功率电路与控制电路之间的电磁屏蔽，实现了控制电路与外界空间的隔离。但是这使得电焊机重量较重、耗电量较大、装配难度较大、生产成本较高且散热效果并不十分理想。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于小型逆变式直流电焊机的散热装置，该系统重量轻、装配容易、散热效果好且安全稳定性高。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：两块导风板、电子原件散热器组件、主风扇和侧风扇，其中：主风扇与电焊机机壳的第一侧壁固定连接，两块导风板与主风扇固定连接，主风扇和电子原件散热器组件设置于两块导风板形成的梯形区域内，电子原件散热器组件与电焊机机壳连接，侧风扇设置于第二侧壁和第一导风板形成的梯形区域内，第二侧壁与第一侧壁相交，侧风扇与机壳的顶部固定连接且侧风扇的出风端与机壳的底部相对设置，机壳的第一侧壁、第三侧壁和顶部均设有通风口，第三侧壁与第一侧壁相对设置，第一侧壁的通风口、两块导风板之间的梯形区域、主风扇和电子原件散热器组件构成主风道。

所述的两块导风板对称放置且不平行，两块导风板进风端的宽度大于出风端的宽度，两块导风板进风端与主风扇的出风端连接。

所述的电子原件散热组件包括：两个带卡槽的绝缘栅双极型晶体管散热器和两个带卡槽的整流器散热器，其中：两个绝缘栅双极型晶体管散热器和两个整流器散热器分别对称放置且对称轴为同轴，绝缘栅双极型晶体管散热器设置于主风扇和整流器散热器之间，两个绝缘栅双极型晶体管散热器和两个整流器散热器均与电焊机的机壳固定连接且散热器之间两两不接触。

所述的绝缘栅双极型晶体管散热器为板形翅片式换热器，换热器的翅片截面为矩形或者三角形，翅片的表面为波纹强化面，翅片厚度为1～2mm，翅片间距为3～5mm，翅片高度为1.5～3cm。

所述的整流器散热器为板形翅片式换热器，换热器的翅片截面为矩形或者三角形，翅片的表面为波纹强化面，翅片厚度为1～2mm，翅片间距为3～5mm，翅片高度为1.5～3cm。

所述的第一侧壁的通风口和机壳顶部的通风口的位置分别与主风扇和侧风扇的位置对应，通风口为均匀分布于机壳表面的百叶窗结构的长条形空隙。

所述的第一导风板与第二侧壁之间的梯形区域、机壳顶部的通风口、侧风扇、电焊机的变压器和电焊机的桥堆散热组件构成辅助风道，其中：侧风扇设置于第一侧壁和变压器之间，变压器与机壳顶部之间的距离为2cm～4cm，变压器设置于侧风扇和桥堆散热组件之间，桥堆散热组件设置于变压器的下方。

当主风道通风时，风力能够先集中于绝缘栅双极型晶体管散热器上，由于绝缘栅双极型晶体管散热量大于整流器散热量，所以风经过绝缘栅双极型晶体管散热器后温度就会上升很多，通过导风板将风道逐渐变小，这样风速会在导风板所形成的渐缩风腔中逐渐增大，风速变大后能够弥补风温的升高，使得风经过绝缘栅双极型晶体管散热器后虽然温度会上升，但由于风速增大也会更高效地带走整流器散热器上的热量。主风扇针对布置在导风板中央的绝缘栅双极型晶体管和整流器进行散热。

辅助风道是由侧风扇对辅助散热部件进行风冷散热，并将体积较大的电焊机变压器设置于靠近出风口的靠上的位置，桥堆散热器组件布置在变压器的右下角，这样电焊机变压器与导风板为桥堆散热器组件形成导风道，使得各辅助散热部件散热良好，保证电焊机长期高效稳定运行。

本发明的电子元件散热器有对应于绝缘栅双极型晶体管和整流器的安装卡槽，绝缘栅双极型晶体管和整流器的接触面用导热硅胶分别紧贴在卡槽中，能够有效地使热量传导向散热器，本发明的导风板将主要发热的绝缘栅双极型晶体管和整流器及其散热器置于其中间。所形成的渐缩风腔中能够使风速逐渐增大，弥补风温的升高，使得风先经过绝缘栅双极型晶体管散热器依然能够有效地带走整流器散热器上的热量，本发明针对各辅助散热部件在焊机顶部布置小功率水平风扇进行针对散热，并优化各部件的摆放位置形成导风道使得各辅助散热部件散热良好，保证电焊机长期高效稳定运行。

附图说明

图1为实施例1的整体俯视图。

图2为实施例1的绝缘栅双极型晶体管散热器组件主视图。

图3为实施例1的绝缘栅双极型晶体管散热器组件俯视图。

图4为实施例1的绝缘栅双极型晶体管散热器组件侧视图。

图5为实施例1的整流管散热器组件的主视图。

图6为实施例1的整流管散热器组件的俯视图。

图7为实施例1的整流管散热器组件的侧视图。

图8为实施例1的通风口的百叶窗结构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：第一导风板1、第二导风板2、电子原件散热器组件3、主风扇4和侧风扇5，其中：主风扇4与电焊机机壳的第一侧壁固定连接，两块导风板1、2与主风扇4固定连接，主风扇4和电子原件散热器组件3设置于两块导风板1、2形成的梯形区域内，电子原件散热器组件3与电焊机机壳连接，侧风扇5设置于第二侧壁和第一导风板1形成的梯形区域内，第二侧壁与第一侧壁相交，侧风扇5与机壳的顶部固定连接且侧风扇5的出风端与机壳的底部相对设置，机壳的第一侧壁、第三侧壁和顶部均设有通风口，第三侧壁与第一侧壁相对。

所述的两块导风板1、2对称放置且两块导风板1、2的延长线夹角为15°，两块导风板1、2进风端的宽度大于两块导风板1、2出风端的宽度，两块导风板1、2进风端与主风扇4的出风端连接，该导风板1、2为铝或者塑料材质。

如图1所示，所述的电子原件散热器组件3包括：两个带卡槽的绝缘栅双极型晶体管散热器6和两个带卡槽的整流器散热器7，其中：两个绝缘栅双极型晶体管散热器6和两个整流器散热器7分别对称放置且对称轴为同轴，绝缘栅双极型晶体管散热器6设置于主风扇4和整流器散热器7之间，绝缘栅双极型晶体管散热器6和整流器散热器7均与电焊机的机壳固定连接且散热器6、7之间两两不接触。

如图2、图3和图4所示，所述的绝缘栅双极型晶体管散热器6为板形翅片式换热器，换热器的翅片为矩形，翅片的表面为波纹强化面，翅片厚度为1mm，翅片间距为4mm，翅片高度为2cm。

如图5、图6和图7所示，所述的整流器散热器7为板形翅片式换热器，换热器的翅片为矩形，翅片的表面为波纹强化面，翅片厚度为1mm，翅片间距为4mm，翅片高度为2cm。

如图1和图8所示，所述的第一侧壁的通风口和机壳顶部的通风口的位置分别与主风扇4和侧风扇5的位置对应，所述的通风口为百叶窗结构，该百叶窗结构为在尺寸为8cm×6cm的表面上冲压出均匀分布的长条形的空隙。空隙尺寸为5.5cm×0.3cm，每两个空隙间隔0.2cm。该百叶窗结构能够防止水及异物吸入风扇。

如图1所示，所述的第一侧壁的通风口、两块导风板1之间的梯形区域、主风扇4和电子原件散热器组件3构成主风道。

如图1所示，所述的第一导风板1与第二侧壁之间的梯形区域、机壳顶部的通风口、侧风扇5、电焊机的变压器7和电焊机的桥堆散热组件8构成辅助风道，其中：侧风扇5设置于第一侧壁和变压器7之间，变压器7与机壳顶部之间的距离为4cm，变压器7设置于侧风扇5和桥堆散热组件8之间，桥堆散热组件8设置于变压器7的下方。

本发明的电子元件散热器组件2有对应于绝缘栅双极型晶体管和整流器的安装卡槽，绝缘栅双极型晶体管和整流器的接触面用导热硅胶分别紧贴在卡槽中，能够有效地使热量传导向对应的散热器，本发明的导风板1将主要发热的绝缘栅双极型晶体管和整流器及其散热器至于其中间。所形成的渐缩风腔中可使风速逐渐增大，弥补风温的升高，使得风先经过绝缘栅双极型晶体管散热器6依然能够有效的带走整流器散热器7上的热量，本发明针对各辅助散热部件在焊机顶部布置小功率水平风扇进行针对散热，并优化各部件的摆放位置形成导风道使得各辅助散热部件散热良好，保证电焊机长期高效稳定运行。

Claims

1.一种用于小型逆变式直流电焊机的散热装置，包括：两块导风板、电子原件散热器组件、主风扇和侧风扇，其特征在于：主风扇与电焊机机壳的第一侧壁固定连接，两块导风板与主风扇固定连接，主风扇和电子原件散热器组件设置于两块导风板形成的梯形区域内，电子原件散热器组件与电焊机机壳连接，侧风扇设置于第二侧壁和第一导风板形成的梯形区域内，第二侧壁与第一侧壁相交，侧风扇与机壳的顶部固定连接且侧风扇的出风端与机壳的底部相对设置，机壳的第一侧壁、第三侧壁和顶部均设有通风口，第三侧壁与第一侧壁相对设置，第一侧壁的通风口、两块导风板之间的梯形区域、主风扇和电子原件散热器组件构成主风道；

所述的电子原件散热器组件包括：两个带卡槽的绝缘栅双极型晶体管散热器和两个带卡槽的整流器散热器，其中：两个绝缘栅双极型晶体管散热器和两个整流器散热器分别对称放置且对称轴为同轴，绝缘栅双极型晶体管散热器设置于主风扇和整流器散热器之间，两个绝缘栅双极型晶体管散热器和两个整流器散热器均与电焊机的机壳固定连接且散热器之间两两不接触；

所述的梯形区域、机壳顶部的通风口、侧风扇、电焊机的变压器和电焊机的桥堆散热组件构成辅助风道，其中：侧风扇设置于第一侧壁和变压器之间，变压器与机壳顶部之间的距离为2cm～4cm，变压器设置于侧风扇和桥堆散热组件之间，桥堆散热组件设置于变压器的下方。

2.根据权利要求1所述的用于小型逆变式直流电焊机的散热装置，其特征是，所述的两块导风板对称放置且不平行，两块导风板进风端的宽度大于出风端的宽度，两块导风板进风端与主风扇的出风端连接。

3.根据权利要求1所述的用于小型逆变式直流电焊机的散热装置，其特征是，所述的绝缘栅双极型晶体管散热器和整流器散热器均为板形翅片式换热器。

4.根据权利要求3所述的用于小型逆变式直流电焊机的散热装置，其特征是，所述的翅片的截面为矩形或者三角形且翅片的表面为波纹强化面，翅片厚度为1～2mm，翅片间距为3～5mm，翅片高为1.5～3cm。

5.根据权利要求1所述的用于小型逆变式直流电焊机的散热装置，其特征是，所述的第一侧壁的通风口和机壳顶部的通风口的位置分别与主风扇和侧风扇的位置对应，通风口为均匀分布于机壳表面的百叶窗结构的长条形空隙。