CN114258215B - 控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制装置，控制装置包括多个控制柜，至少一个控制柜内形成散热腔，散热腔内安装有散热模组和散热装置，散热模组通过散热装置进行散热；其余各控制柜内均形成传热腔，传热腔内安装有发热元件和传热模组，传热模组用以传递发热元件产生的热量；控制装置还包括一导热板，导热板将散热模组和传热模组连接，以使传热模组的热量通过导热板传递至散热模组。各传热模组将热量通过一导热板传递给散热模组，散热模组通过散热装置进行散热，从而只需要通过在散热腔内安装散热模组和散热装置即可实现多个控制柜的散热，因此不仅减小了具有传热腔的控制柜的体积，还减少了安装控制柜所花费的时间和生产成本。

Description

控制装置
技术领域
本发明涉及设备散热的技术领域，尤其涉及一种控制装置。
背景技术
现有变频器类产品，在并机时，每个控制器均采用独立散热方式，即每个控制器有自己独立散热模组，并在每个控制器内都设计有独立的散热风道，可以将控制器内部器件的废热排出，以此保持控制器的良好运行环境，但是多个控制器均设置独立散热，使得整机的成本较高，整机也由于独立散热，体积较为庞大，且由于独立散热，每个控制器的防护能力都偏低，在一些污染较重尤其导电粉尘现场会应用受限。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种控制装置，旨在解决现有控制器并机安装时整机成本较高、体积大、防护能力弱的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种控制装置，所述控制装置包括多个控制柜，至少一个所述控制柜内形成散热腔，所述散热腔内安装有散热模组和散热装置，所述散热模组通过所述散热装置进行散热；
其余各所述控制柜内均形成传热腔，所述传热腔内安装有相互连接的发热元件和传热模组，所述传热模组用以传递所述发热元件产生的热量；
所述控制装置还包括一导热板，所述导热板分别与所述散热模组和各所述传热模组连接，以使所述发热元件的热量通过所述导热板传递至所述散热模组。
优选地，所述散热模组包括散热翅片和散热背板，所述散热翅片与所述散热背板连接，所述散热背板与所述导热板抵接。
优选地，所述散热装置为散热风扇，具有所述散热腔的所述控制柜的柜体上设置有散热孔，所述散热风扇位于所述散热孔处，且所述散热风扇安装在具有所述散热腔的所述控制柜的柜壁上。
优选地，所述传热模组包括相互连接的传热板、导热件和传热背板，所述传热板与所述发热元件通过所述导热件连接，所述导热件为导热材料制件，所述传热背板与所述导热板抵接。
优选地，所述传热板上对应所述发热元件设置有多个盲孔，各所述盲孔的孔壁均与所述发热元件的外形相匹配，所述发热元件通过所述导热件与所述盲孔的孔壁连接。
优选地，所述导热板呈中空设置的密封结构，所述导热板的内腔设置有多个沿所述导热板的长度方向延伸的隔板，多个所述隔板沿所述导热板的宽度方向间隔设置，多个所述隔板将所述导热板的内腔分隔为多个传热空间；各所述传热空间内均填充有相变工质。
优选地，所述导热板为铝制件，所述相变工质为冷媒。
优选地，多个所述控制柜并排设置，且任意相邻的两个所述控制柜的侧壁相互抵接。
优选地，所述散热模组安装在多个所述控制柜中最外侧的一个所述控制柜内。
优选地，所述传热腔所在的所述控制柜均为密封结构，且所述导热板穿设置于各所述控制柜内。
本发明的上述技术方案中，散热模组被安装在散热腔内，传热模组被安装在传热腔内，发热元件产生的热量传递给传热模组，各传热模组将热量通过一导热板传递给散热模组，散热模组再通过散热装置进行散热，从而只需要通过在散热腔内安装散热模组和散热装置即可实现多个控制柜的散热，而且多个具有传热腔的控制器由于不需加装散热模组和散热装置，体积明显下降，因此不仅减小了具有传热腔的控制柜的体积，还减少了安装控制柜所花费的时间和生产成本。另外，各个传热腔内使用传热模组进行散热，因此可以使用密封形式，提高各个柜体的高防护性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例控制装置的内部结构的装配示意图；
图2为图1一实施例控制装置的俯视视角的剖面示意图；
图3为图2控制装置的A处局部放大示意图；
图4为本发明一实施例控制装置的导热板的剖面示意图。
附图标号说明：
10 控制装置 110 控制柜
120 散热腔 121 散热模组
122 散热翅片 123 散热背板
124 散热孔 125 散热装置
125A 散热风扇 130 传热腔
131 传热模组 132 PCB板
133 发热元件 134 传热板
135 传热背板 136 盲孔
140 导热板 141 隔板
142 传热空间 150 导热件
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下、左、右……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图1所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征能够以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案能够以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种控制装置10，如图1所示，控制装置10包括多个控制柜110，至少一个控制柜110内形成散热腔120，散热腔120内安装有散热模组121和散热装置125，散热模组121通过散热装置125进行散热；其余各控制柜110内均形成传热腔130，传热腔130内安装有相互连接的发热元件133和传热模组131，传热模组131用以传递发热元件133产生的热量；控制装置10还包括一导热板140，导热板140分别于散热模组121和各个传热模组131连接，以使发热元件133的热量通过导热板140传递至散热模组121。
需要说明的是，该控制装置10尤其适合用于安装有整流器和逆变器的控制柜110安装使用，其中整流器位于散热腔120内，逆变器位于传热腔130内；但并不限于用于安装有整流器和逆变器的控制柜110安装使用，如果有其他设备应用了本发明提供的该控制装置10，也理应落入本发明的保护范围。
其中，散热模组121被安装在散热腔120内，传热模组131被安装在传热腔130内，发热元件133产生的热量传递给传热模组131，各传热模组131将热量通过一导热板140传递给散热模组121，散热模组121再通过散热装置125进行散热，从而只需要通过在散热腔120内安装散热模组121和散热装置125即可实现多个控制柜110的散热，而且多个具有传热腔130的控制器由于消除了独立散热装置125，体积明显下降，因此不仅减小了具有传热腔130的控制柜110的体积，还减少了安装控制柜110所花费的时间和生产成本。
而且，散热模组121包括散热翅片122和散热背板123，散热翅片122与散热背板123连接，散热背板123与导热板140抵接。传热模组131的热量经由导热板140传递至散热背板123上，再经由散热背板123将热量传递至散热翅片122，散热翅片122将热量传递至散热装置125进行散热。需要说明的是，散热背板123采用高导热系数材料制成，例如铜、铝或石墨。且安装有传热模组131的控制柜110因为省去了散热模组121和散热装置125的安装，也不用去额外设计对应的风道进行散热，从而提高了这些控制柜110的空间利用率。并且由于传热腔130所在的传热柜省去了散热模组121和散热装置125的安装，整体降低了传热柜的生产成本，且由于可动零件的减少，需要维护的零件也减少，提高了设备整体的运行稳定性。
根据本发明的另一实施例，散热模组121可以包括散热鳍片和散热背板123，传热模组131的热量经由导热板140传递至散热背板123上，再经由散热背板123将热量传递至散热鳍片，散热鳍片将热量传递至空气中，再经由散热装置125进行散热。
并且，散热装置125为散热风扇125A，具有散热腔120的控制柜110的柜体上设置有散热孔124，散热风扇125A位于散热孔124处，且散热风扇125A可拆卸地安装在具有散热腔120的控制柜110的柜壁上。将散热风扇125A设置在散热孔124处，有利于将散热腔120内的热空气快速排出散热腔120，并且散热风扇125A可拆卸地安装在控制柜110的柜壁上，使得可以根据散热孔124的尺寸合理选择对应尺寸的散热风扇125A进行散热，同时如果散热风扇125A出现故障需要维护，也可以方便拆卸和维护，进而减少整体更换控制柜110的成本。
根据本发明的另一实施例，散热风扇125A朝向散热腔120的一侧安装有散热板，该散热板可以直接与散热模组121抵接或者通过其他导热系数高的材质连接，例如依靠铜或铝等导热金属，将散热模组121上的热量传递给散热板，再通过散热风扇125A将热量传递到空气中。
根据本发明的又一实施例，散热腔120内可以加装水冷散热系统，其中水冷散热系统可采用现有技术，依靠水冷散热系统将散热模组121的热量传递至空气中。
根据本发明的再一实施例，散热孔124的数量为多个，多个散热孔124间隔设置，散热风扇125A的数量也为多个，每个散热孔均安装有一个散热风扇125A，从而使得散热腔120内的热空气可以被快速排出散热腔120。
根据本发明的又一实施例，散热孔124的数量为多个，多个散热孔124间隔设置且呈蜂窝结构排布，多个散热孔124按蜂窝结构排布形成一个散热孔组，散热孔组的数量为多个，散热风扇125A的数量也为多个，各散热控组均对应一个散热风扇125A进行设置。
根据本发明的又一实施例，安装有散热模组121的控制柜110的柜体上还开设有多个进风通孔，各进风通孔处均安装有一进风风扇，该进风风扇用以将外部的空气引导至散热箱内，从而通过外部的空气与散热腔120的热空气进行热交换，降低散热腔120内的温度，同时辅助散热模组121进行散热，并配合散热风扇125A形成合理的散热风路排布，使得将散热腔120内的热空气快速排出散热腔120。
如图2所示，传热模组131包括相互连接的传热板134、导热件150和传热背板135，传热板134与发热元件133通过导热件150连接，导热件150为导热材料制件，传热背板135与导热板140抵接。发热元件133安装在PCB板132上，PCB板132安装在安装有传热模组131的控制柜110的柜壁上，发热元件133在工作时会产生热量，该热量会使得传热腔130内的空气温度升高，传热腔130内空气温度过高会使得发热元件133出现故障。因此通过加设传热板134，并通过一导热件150与发热元件133连接，该导热件150为导热材料制件，发热元件133通过导热件150将热量快速传导至传热板134上，传热板134再将热量传递至传热背板135上，再通过传热背板135将热量传递至导热板140上，再经由导热板140将热量传递至散热模组121。需要说明的是传热板134和传热背板135为高导热系数材料制成，例如铜、铝或石墨。传热板134和传热背板135可以通过导热胶进行粘接或者通过螺钉进行螺纹连接。需要说明的是导热件150为导热胶或者为铜、铝等金属制件。
根据本发明的另一实施例，传热板134的数量为多个，多个传热板134间隔设置在传热背板135上，从而使得传热腔130内的空气可以快速与最接近的传热板134进行热量传递，从而提高热量传递的效率，使得传热腔130内的热量能快速通过传热板134、传热背板135和导热板140的传递，传递至散热模组121处。
根据本发明的又一实施例，传热背板135与导热板140通过导热胶进行粘接，使得传热板134上的热量可以快速通过传热背板135传递至导热板140上。此外，传热背板135还可以与导热板140可拆卸连接，例如通过螺栓进行螺纹连接，使得可以根据传热腔130的大小，选择尺寸合适的传热板134，并通过与传热板134连接的传热背板135安装在导热板140上。
如图1和图3所示，传热板134上对应发热元件133设置有多个盲孔136，各盲孔136的孔壁均与发热元件133的外形相匹配，发热元件133通过导热件150与盲孔136的孔壁连接。通过将盲孔136的孔壁形状与发热元件133的轮廓相适配使得盲孔136的孔壁可以更加有效的贴合发热元件133，增加与发热元件133的接触面积，更快的将发热元件133产生的热量传导至传热板134上，因为导热板140与PCB板132是间隔设置的，因此盲孔136的孔壁与发热元件133之间存在间隙，该间隙填充有导热件150，导热件150可以为导热胶，因此通过加设导热胶进一步提高与发热元件133的接触面积，更快的通过导热胶将发热元件133的热量传递至导热板140上。
如图1和图4所示，导热板140呈中空设置的密封结构，导热板140的内腔设置有多个沿导热板140的长度方向延伸的隔板141，多个隔板141沿导热板140的宽度方向间隔设置，多个隔板141将导热板140的内腔分隔为多个传热空间142；各传热空间142内均填充有相变工质。导热板140的长度方向为图1所示的左右方向，导热板140的宽度方向为图1所示的上下方向，导热板140内多个传热空间142均填充有相变工质，需要说明的是如果导热板140的材质为铝，则相变工质可以为氟利昂，如果导热板140的材质为铜，则相变工质可以为水，填充在传热空间142内的相变工质利用其相变的特性进行热量的传递，导热板140与传热板134连接处的传热空间142内，工质吸收来自传热板134传递的热量，发生相变，由液态吸收热量变为气态，变为气态的工质到达与散热模组121抵接的导热板140的导热空间时，放出热量，再由气态变为液态，继续循环，以此来将传热板134的热量传递至散热模组121处。
根据本发明的另一实施例，导热板140为吹胀板结构，吹胀板的内部形成有可供工质流动的管路，其中吹胀板结构采用现有技术。此外，导热板140还可以为钎焊板结构，其中具体可以采用钎焊水冷板结构，其中钎焊水冷板采用现有技术，钎焊水冷板的管路内填充有冷却液，用以将传热板134的热量传递给散热模组121。
其中，导热板140为铝制件，相变工质为冷媒。其中导热板140为铝制件，铝具有较高的导热系数，可以将传热板134的热量快速传递至导热板140，也可以快速将导热板140的热量传递至散热模组121，其中工质可采用冷媒，常见的冷媒有氟利昂、烷烃、氨气和二氧化碳，利用冷媒的相变，将传热板134的热量快速传递至散热模组121处。
此外，多个控制柜110并排设置，且任意相邻的两个控制柜110的侧壁相互抵接。控制柜110之间并排设置，彼此之间的侧壁相互抵接，这样排布使得所有控制柜110整体的体积减小，以及占地面积更小。因为安装有传热模组131的控制柜110不用加设散热风扇125A，也不用去配合散热风扇125A在控制柜110内设计散热风道，因此可以减小这些控制柜110的体积，从而使得多个并排设置的控制柜110整体的体积减小，所占用的空间减小。
进一步地，散热模组121安装在多个控制柜110中最外侧的一个控制柜110内。将安装有散热模组121的散热柜安装在多个散热柜中最外侧，一方面，方便在维护时进行辨识，即维护人员仅需要检查多个控制柜110中最外侧的控制柜110就可以找到安装有散热模组121的控制柜110，并对该控制柜110进行维护，如果将安装有散热模组121的控制柜110安装在多个控制柜110之间，会使得维护人员在需要维护安装有散热模组121的控制柜110时，需要在多个控制柜110之中进行寻找，降低了维护效率；另一方面，将安装有散热模组121的控制柜110安装在最外侧，使得可以在该控制柜110背离与其相邻控制柜110的一侧的侧壁开设散热孔124，加速散热腔120内空气向外排出的效率。
更进一步地，传热腔130所在的控制柜110均为密封结构。由于传热腔130内不需要加设散热风扇125A就可以将热量传导至散热模组121处，降低传热腔130内的温度，使得传热腔130可以为密封结构，从而提高传热腔130所在的控制柜110对环境的适应能力，提高了该控制柜110的适用范围，外界环境中例如水汽或者灰尘等无法进入到传热腔130所在的控制柜110内，从而避免了水汽或者灰尘对于发热元件133的干扰，降低发热元件133的使用寿命。
以上仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种控制装置，其特征在于，所述控制装置包括多个控制柜，一个所述控制柜内形成散热腔，所述散热腔内安装有散热模组和散热装置，所述散热模组通过所述散热装置进行散热，用于将所述散热腔内的热量排出所述散热腔；
其余各所述控制柜内均形成传热腔，所述传热腔内安装有相互连接的发热元件和传热模组，所述传热模组用以传递所述发热元件产生的热量；
所述控制装置还包括一导热板，所述导热板分别与所述散热模组和各所述传热模组连接，以使所述发热元件的热量通过所述导热板传递至所述散热模组；
多个所述控制柜并排设置，且任意相邻的两个所述控制柜的侧壁相互抵接。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述散热模组包括散热翅片和散热背板，所述散热翅片与所述散热背板连接，所述散热背板与所述导热板抵接。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述散热装置为散热风扇，具有所述散热腔的所述控制柜的柜体上设置有散热孔，所述散热风扇位于所述散热孔处，且所述散热风扇安装在具有所述散热腔的所述控制柜的柜壁上。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述传热模组包括相互连接的传热板、导热件和传热背板，所述传热板与所述发热元件通过所述导热件连接，所述导热件为导热材料制件，所述传热背板与所述导热板抵接。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述传热板上对应所述发热元件设置有多个盲孔，各所述盲孔的孔壁均与所述发热元件的外形相匹配，所述发热元件通过所述导热件与所述盲孔的孔壁连接。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的控制装置，其特征在于，所述导热板呈中空设置的密封结构，所述导热板的内腔设置有多个沿所述导热板的长度方向延伸的隔板，多个所述隔板沿所述导热板的宽度方向间隔设置，多个所述隔板将所述导热板的内腔分隔为多个传热空间；各所述传热空间内均填充有相变工质。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述导热板为铝制件，所述相变工质为冷媒。
8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述散热模组安装在多个所述控制柜中最外侧的一个所述控制柜内。
9.根据权利要求1~5中任意一项所述的控制装置，其特征在于，所述传热腔所在的所述控制柜均为密封结构；且所述导热板穿设置于各所述控制柜内。
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