CN113647206A - 具有壳体件的电气设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有壳体件的电气设备，其中，在壳体件上成型或形成第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋，其中，所述壳体件具有壁部、尤其是上侧以及具有两个侧壁，每个冷却肋都沿所述壁部和所述侧壁中的至少一个侧壁延伸。

Description

具有壳体件的电气设备
技术领域
本发明涉及一种具有壳体件的电气设备。
背景技术
众所周知，冷却肋改善要以对流方式从壳体件中输出的热流。
发明内容
因此，本发明的目的在于，改善在电气设备中的热输出。
根据本发明，该目的通过一种根据在权利要求1中所述特征的电气设备实现。
在具有壳体件的电气设备中，本发明的重要特征是：在壳体件上形成有或成型出第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋，
其中，所述壳体件具有壁部、尤其是上侧/顶面以及具有两个侧壁，
其中，冷却肋中的每个都沿所述壁部和所述侧壁中的至少一个侧壁延伸。
在此优点是，使液体不能聚集，因此热流不会由于聚集的液体量而减小。特别地，根据本发明能够将热流从壁部传导到用于将热量分散开的冷却肋上。通过冷却肋的薄的设计，在此实现了传入到壁部中的热流的高动态变化。因为由冷却肋将热流从壁部区域引导到侧壁区域中并在该侧壁区域处进一步引导到冷却肋的加厚区域中。以此方式能够在该加厚区域处实现没有传热阻力的大的热容。因此，如果大热流被引导到壁部中，则所述大热流被快速地经由冷却肋传递到冷却肋的在侧壁中加厚的区域中。
通过借助于相应的冷却肋包围壳体件的两个侧或三个侧，促使空气流沿着在壳体件的不同空间位置上的冷却肋以对流方式被驱动。因此，以这种方式能够在每个空间位置上有效地实施散热。
电气设备优选被实施为用于给电机馈电的变流器。在此，例如在电机加速时，需要短时的高功率，但这也导致变流器的电力电子装置的高的热损耗功率。根据本发明构造的壳体件使得热流能够快速地扩散到远离入流位置的热容，尤其是冷却肋和/或接片的加厚区域。
在一有利的实施形式中，第一冷却肋沿壁部和第一侧壁延伸，
其中，第三冷却肋沿着另一侧壁、特别是第二侧壁和所述壁部延伸，
其中，第二冷却肋沿着所述壁部和所述两个侧壁延伸。在此优点是，冷却肋中的每个冷却肋在至少两个不同的、也就是不同取向的壁上延伸。在此，壁中的每个壁基本上被实施成平的或者至少在相应的优选空间方向上取向。因此，冷却肋中的每个冷却肋在至少两个不同的空间方向上延伸。
在一有利的实施方式中，第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋中的每个冷却肋的走向分别具有至少一个弧形的区域。在此优点是，在壳体件的至少两个不同的空间取向上分别形成了以对流方式被驱动的空气流。因为如果冷却肋仅分别在唯一的平面内延伸，那么横向于该平面就不能形成以对流方式被驱动的空气流。
在一种有利的设计方案中，第一冷却肋的走向始终具有非正的曲率半径，
其中，第三冷却肋的走向始终具有非负的曲率半径，
其中，第二冷却肋的走向在第一区域内具有正的曲率半径，而在第二区域内具有负的曲率半径，
尤其是其中，由冷却肋各自的顶部/尖顶在壳体件的表面上、特别是在相应侧上的垂直投影示出所述走向，
尤其是其中，沿着冷却肋的延伸部，冷却肋的顶部分别是距离壳体件最远的表面点。在此优点是，能够在壳体件的不同的空间取向上形成以对流方式被驱动的空气流并且将液体排出。
在一有利的实施形式中，在延伸方向上，第一冷却肋的走向具有正曲率的弧/弧段，
其中，在延伸方向上，第三冷却肋的走向具有负曲率的弧，
其中，在延伸方向上，第二冷却肋的走向在第一区域内具有正曲率的弧并且在第二区域内具有负曲率的弧，
特别地，所述走向是冷却肋顶部在壳体件的表面上的、特别是在各相应侧上的垂直投影，
尤其是其中，沿着冷却肋的延伸部，冷却肋的顶部分别是距离壳体件最远的表面点。在此优点是，能够在壳体件的不同的空间取向上形成以对流方式被驱动的空气流并且将液体排出。
在一有利的设计方案中，在侧壁中的每个侧壁上，壳体件的壁厚的起到接片作用的相应加厚部连接每两个彼此紧邻的冷却肋，
尤其是其中，冷却肋中的每个冷却肋与接片中的至少一个接片连接。在此优点是，热量从产生热量的元件被引导到壁部中并且借助于冷却肋使引入的热流扩散至由接片形成的高热容处。热流由此流入该热容中并且从那里以均匀的方式被排出到周围环境中，尤其被排出到以对流方式流过的空气流上，这是因为接片从相应的侧壁上突出得比冷却肋少。
在一有利的实施形式中，所有构造在第一侧壁上的接片都距离壁部相同的距离，尤其是被相互共线地布置。在此优点是，空气流可以均匀地流过接片。
在一有利的实施方式中，所有构造在第二侧壁上的接片都被沿一直线相继布置，特别是仅通过各相应冷却肋彼此间隔开地布置，
尤其是其中，接片中的每个接片都具有相同的厚度和/或被相同地成形。在此优点是，能够实现简单的制造并且能够利用以对流方式被驱动的空气流形成有效的环流、尤其是形成层流的环流。
在一种有利的设计方案中，壳体件在各相应接片的区域中的壁厚小于壳体件在冷却肋的与该相应接片邻接的相应区域中的壁厚。在此优点是，虽然存在接片，但空气流能够在各紧邻的冷却肋之间形成的通道中被引导。
在一种有利的设计方案中，侧壁基本上垂直于壁部、尤其是垂直于上侧。在此优点是，能够在不同的空间取向中形成以对流方式被驱动的空气流。
在一种有利的设计方案中，尤其在侧壁上，所述第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋的壁厚随着与所述壁部的距离的增加而单调地、尤其是严格单调地增加。在此优点是，能够在侧壁附近提供增加的热容。因此，这些加厚部与接片一起起到提高热容的作用。
在一有利的实施形式中，第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋的在壁部上延伸的区域上的壁厚随着与所述壁部的距离的增加而具有减小的壁厚，
其中，所述第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋在第一侧壁上延伸的区域上的壁厚随着与第一侧壁的距离的增加而具有减小的壁厚，
其中，所述第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋在所述第二侧壁上延伸的区域上的壁厚随着与所述第二侧壁的距离的增加而具有减小的壁厚。在此优点是，热容被设计为靠近侧壁而增加。
在一有利的实施形式中，壳体件被制造为金属铸件。在此优点是，能够实现成本有利的简单的制造。
在一有利的设计方案中，产生热量的构件、特别是具有可控功率半导体的模块在壁的内侧上与壳体件导热地连接。在此优点是，构件能以简单的方式被散热。尤其是在高动态的运行中，能够通过扩散实现热量的快速吸收，并且同时使热量从接片和增厚的冷却肋区域的增加的热容中均匀地流出到周围环境中。
在一有利的实施形式中，第一侧壁平行于第二侧壁取向，
其中，所述壁部垂直于第一侧壁和第二侧壁取向。在此优点是，可以在至少三个不同的空间取向上实施有效的散热。
其他优点由从属权利要求得出。本发明不限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言，能够尤其是从目的提出和/或通过与现有技术比较而提出的目的中得出权利要求和/或各个权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其他有意义的组合可能性。
附图说明
现在借助于示意图详细解释本发明：
在图1中示出了电气设备的具有冷却肋(1、2、3)的壳体件5。
在图2中示出了壳体件5的横截面。
在图3中示出了图2的局部放大图。
在图4中示出了壳体件5的各个空间取向。
具体实施方式
如图所示，壳体件5具有冷却肋(1、2、3)。
在此，第一冷却肋1在壳体件5的一个侧壁和上侧上延伸。
第二冷却肋2在壳体件5的一个侧壁、上侧和另一侧壁上延伸。
第三冷却肋3在壳体件5的另一侧壁和上侧上延伸。
第一冷却肋1不是直线地延伸，而是弯曲地延伸。沿第一冷却肋在壳体件5的表面上的延伸部，第一冷却肋1的走向具有一个弧，特别是该走向理想地对应于四分之一圆弧。该弧位于壳体件5的上侧上。
第二冷却肋2沿第二冷却肋2在壳体件5的表面上、特别是在上侧上的延伸部具有一个双弧，其中该双弧的第一弧相对于第二弧反向弯曲地延伸。
第三冷却肋3同样也不是直线地延伸，而是弯曲地延伸。第三冷却肋3沿其在壳体件5的表面上的延伸部的走向同样具有一个弧，特别是该走向理想地相当于于四分之一圆弧。该弧同样位于壳体件5的上侧上，但是与第一冷却肋1的走向的弧相比反向地弯曲。
如图1所示，在壳体件5上形成有两个第一冷却肋1、两个第二冷却肋2和四个第三冷却肋3。
在两个侧壁上，第一冷却肋1、第二冷却肋2和第三冷却肋3分别具有随着与上侧的距离的增加而尤其是单调增加的或甚至严格单调增加的壁厚。
产生热量的元件、尤其是可控半导体开关或具有可控半导体开关的模块位于由壳体件5包围的内部空间中。为了引导产生热量的元件的热流，壳体件5在其内侧上、尤其在上侧居中地具有精加工的面、即连接面20，产生热量的元件尤其被螺栓或由弹簧元件压紧地贴靠在所述连接面上。热流由此在中间流入到上侧中，然后从上侧扩散开并且也被引导到冷却肋(1、2、3)中。
由于冷却肋(1、2、3)在上侧上被设计得较薄，因此冷却肋(1、2、3)的温度几乎没有时间延迟地且在没有明显差异或者在恒定差异的情况下跟从于产生热量的元件的温度变化。
因此可实施热流的动态的扩散。在电气设备、特别是变流器的功率波动、并因此造成热流波动的情况下，上侧因此快速地吸收热流。在侧壁上，冷却肋随着与上侧的距离的增加而被逐渐增厚地实施。因而在此存在提高的热容，所以在此可以使热量更加均匀地排出到周围环境中。在这些区域中的更大的热容防止了大的动态波动。但热能的吸收能力却高得多。
此外，在这两个侧壁上还附加地设计有加厚部，这些加厚部起到冷却肋(1、2、3)之间的接片4的作用。在此，两个彼此紧邻的冷却肋(1、2、3)通过各一个接片4连接。壳体件5在接片4的区域内的壁厚小于在冷却肋(1、2、3)的分别与接片邻接的区域内的壁厚。
优选地，冷却肋(1、2、3)在侧壁上被彼此等距地布置，并且与各自紧邻的冷却肋(1、2、3)具有最小距离。在上侧上冷却肋(1、2、3)彼此间也保持最小间隔。因而在该上侧处，冷却肋在上侧上与其紧邻的冷却肋(1、2、3)以最小距离彼此平行地延伸，或者距离单调地增加或减小，但是始终大于最小距离。
接片4被共线地布置，即特别是布置在一条直线上。因此，接片4都与上侧具有相同的距离。
在壳体件5的上侧上，冷却肋(1、2、3)的壁厚是恒定的。
如图4所示，水在壳体件的多个不同的空间取向上被排出。因此，在这些方向上，水不能聚集在任何区域中。
在根据本发明的另外的实施例中，冷却肋(1、2、3)的壁厚整体上随着与壳体件5的各相应最近侧面的距离的增加而单调减小或者甚至严格单调减小。但尽管如此，第一冷却肋1、第二冷却肋2和第三冷却肋3在两个侧壁上的壁厚随着与上侧的距离的增加而尤其单调地或甚至严格单调地增加。
附图标记列表
1 冷却肋
2 冷却肋
3 冷却肋
4 接片
5 壳体件
6 加厚区域
20 连接面

Claims (15)

1.一种具有壳体件的电气设备，
其中，在壳体件上成型或形成有第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋，
其中，所述壳体件具有壁部、尤其是上侧以及具有两个侧壁，
其特征在于，
每个冷却肋都沿所述侧壁中的至少一个侧壁和所述壁部延伸。
2.根据权利要求1所述的电气设备，
其特征在于，
第一冷却肋沿所述壁部和第一侧壁延伸，
其中，第三冷却肋沿另一侧壁、特别是第二侧壁和所述壁部延伸，
其中，第二冷却肋沿所述壁部和两个侧壁延伸。
3.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
所述第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋中的每个冷却肋的走向分别具有至少一个弧形的区域。
4.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
第一冷却肋的走向始终具有非正的曲率半径，
其中，第三冷却肋的走向始终具有非负的曲率半径，
其中，第二冷却肋的走向在第一区域内具有正的曲率半径，而在第二区域内具有负的曲率半径，
尤其是其中，所述走向是冷却肋各自的顶部在壳体件的表面上、特别是在相应侧上的垂直投影，
尤其是其中，沿着冷却肋的延伸，冷却肋的顶部分别是距离壳体件最远的表面点。
5.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
在延伸方向上，第一冷却肋的走向具有正曲率的弧，
其中，在延伸方向上，第三冷却肋的走向具有负曲率的弧，
其中，在延伸方向上，第二冷却肋的走向在第一区域内具有正曲率的弧并且在第二区域内具有负曲率的弧，
尤其是，所述走向是冷却肋顶部在所述壳体件的表面上的、特别是在各相应侧上的垂直投影，
尤其是其中，沿着冷却肋的延伸部，冷却肋的顶部分别是距离壳体件最远的表面点。
6.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
在侧壁中的每个侧壁上，壳体件的壁厚的起到接片作用的相应加厚部连接每两个彼此紧邻的冷却肋，
尤其是其中，所述冷却肋中的每个冷却肋与所述接片中的至少一个接片连接。
7.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
所有构造在第一侧壁上的接片具有到所述壁部的相同的距离，
尤其被相互共线地布置。
8.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
所有构造在所述第二侧壁上的接片被沿直线相继布置，
特别是仅通过各相应冷却肋彼此间隔开地布置，
尤其是其中，所述接片中的每个接片都具有相同的厚度和/或相同地成形。
9.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
壳体件在各相应接片的区域中的壁厚小于壳体件在冷却肋的与该相应接片邻接的相应区域中的壁厚。
10.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
侧壁基本上垂直于所述壁部、尤其是上侧。
11.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
尤其在侧壁上，所述第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋的壁厚随着与所述壁部的距离的增加而单调地、尤其是严格单调地增加。
12.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
所述第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋在所述壁部上延伸的区域的壁厚随着与所述壁部的距离的增加而具有减小的壁厚，
其中，所述第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋在所述第一侧壁上延伸的区域的壁厚随着与所述第一侧壁的距离的增加而具有减小的壁厚，
其中，所述第一冷却肋、第二冷却肋和第三冷却肋的在所述第二侧壁上延伸的区域的壁厚随着与所述第二侧壁的距离的增加而而具有减小的壁厚。
13.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
壳体件被制造为金属铸件。
14.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
产生热量的构件、尤其是具有可控功率半导体的模块在所述壁部的内侧上与所述壳体件导热地连接。
15.根据上述权利要求之一所述的电气设备，
其特征在于，
第一侧壁平行于第二侧壁，
其中，所述壁部垂直于第一侧壁和第二侧壁。
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