CN204305538U - 一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种伺服控制机柜，具体公开一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜，该机柜包括机柜壳体，机柜壳体内从上之下依次设有用于安装驱动模块的上层插箱、用于安装控制模块的中层插箱、用于安装电源模块的下层插箱，上层插箱内设有安装在驱动模块下方的驱动模块散热系统，中层插箱内设有控制模块密封壳。本实用新型的机柜能够实现伺服控制系统的高散热效能和连续稳定工作。

Description

一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜

技术领域

本实用新型属于一种伺服控制机柜，具体涉及一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜。

背景技术

伴随着伺服控制系统的飞速发展，带载能力不断攀升，各种大容量电力电子器件在伺服控制系统中得到应用。作为电力拖动的关键器件，逆变器的可靠性在伺服控制器中起着重要的作用。大功率电力电子器件的发展，使得逆变器的容量以及器件开关频率在迅速提高，器件的损耗也在不断上升。逆变器损耗的上升，若没有很好的散热措施，则管芯的温度将可能达到或超过结温，器件将受到损坏。因此，逆变器散热系统的设计好坏是其能否安全可靠工作的主要条件。同时，伺服机构向着小型化、轻量化发展，功耗的大幅增加，使得系统单位体积内容纳的热量越来越多，器件的热流密度越来越大。为充分利用功率模块的容量，必须安装散热系统以提高系统效率。对于热流密度超过10W/cm2时，传统的风冷散热方式已经很难奏效。

在大功率电力拖动应用中，逆变器电磁辐射十分严重。控制电路作为弱电电路，又是系统的核心部分，最容易受到电磁干扰的影响。控制电路和主电路之间若不采取有效的隔离措施，相互干扰的问题会十分严重，无法保证系统的可靠运行。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜，该机柜能够实现伺服控制系统的高散热效能和连续稳定工作。

实现本实用新型目的的技术方案：一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜，该机柜包括机柜壳体，机柜壳体内从上之下依次设有用于安装驱动模块的上层插箱、用于安装控制模块的中层插箱、用于安装电源模块的下层插箱，上层插箱内设有安装在驱动模块下方的驱动模块散热系统，中层插箱内设有控制模块密封壳。

所述的驱动模块散热系统包括水冷板、面铣水槽、入水接口、出水接口、散热鳍片和风扇，水冷板上设有面铣水槽，水冷板前端设有入水接口和出水接口，水冷板的侧壁设有削散热鳍片，散热鳍片尾部设有风扇。

所述的散热鳍片外设有护罩。

本实用新型的有益技术效果在于：本实用新型的伺服控制机柜能够实现“风冷和水冷兼具”，“双重屏蔽”，能够保证大功率伺服控制系统的长期稳定工作，且易实现。(1)散热设计采用风冷加水冷的冗余设计，水冷方式可以确保设备连续、稳定的长期工作，风冷方式作为水冷的补充，可以确保设备在调试、检修等无供水的情况下稳定工作；该设计能够实现水冷和风冷两种散热方式的自由切换；并通过合理布置通风孔，使大功率器件耗散的热量通过直流风道排出机柜，降低对其它器件的影响。(2)设备内部核心模块采用电磁屏蔽设计，同时对机柜外壳采用加装弹簧片等手段，提高机柜屏蔽效能。双重电磁防护的设计，降低产品对外的电磁辐射及产品内部的电磁干扰。(3)采用模块化设计，大大节省了结构空间，实现设备的小型化；不但实现伺服系统的结构安装，并且使得设备的拆装、调试、维修、更换更加便捷。通过采取合理的布局，使产品的功率体积比较高，相比同等功率等级的伺服控制驱动器体积更小。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜的三维示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本实用新型所提供的散热结构的结构示意图；

图4为本实用新型所提供的屏蔽结构的结构示意图；

图中：1.机柜壳体，2.驱动模块，3.控制模块，4.电源模块，5.上层插箱，6.中层插箱，7.下层插箱，8.驱动模块散热系统。

801.水冷板，802.面铣水槽，803.入水接口，804.出水接口，805.散热鳍片，806.风扇，807.护罩；

3.控制模块，301.机壳，302.盒盖，303.导电屏蔽线圈，304.第一插头，305.第二插头，306.第三插头，307.第四插头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示，机柜壳体1由六块不锈钢板构成立方体机柜，机柜壳体1内壁从上之下依次通过螺钉固定连接上层插箱5、中层插箱6、下层插箱7。上层插箱5内通过螺钉固定安装有驱动模块散热系统8和驱动模块2，驱动模块2通过螺钉固定安装在驱动模块散热系统8内。中层插箱6内通过螺钉固定安装有控制模块3。电源模块4螺钉固定安装在下层插箱7内。

如图1、图2和图3所示，伺服控制器的大功率器件均安装在驱动模块2中，因此驱动模块2是热量的主要集中点，为此将驱动模块2安装在驱动模块散热系统8内。驱动模块散热系统8采用水冷板底部布置散热鳍片的方式，并加装风扇的结构。如图3所示，驱动模块散热系统8包括水冷板801、面铣水槽802、入水接口803、出水接口804、散热鳍片805、风扇806、护罩807。水冷板801由铝板焊接而成形成中空的长方体，水冷板801上表面焊接面铣水槽802，水冷板801前端通过螺纹固定连接入水接口803和出水接口804，水冷板801与接入水接口803、出水接口804之间通过胶密封，保证气密性。在水冷板801侧壁切削散热鳍片805，后侧的散热鳍片805尾部放置两台风扇806。在左、右两侧的散热鳍片805外均焊接包覆不锈钢护罩807，用来增加结构强度以保护散热鳍片805。同时，护罩807与水冷板801形成合围，使风道闭合，有利于散热鳍片805的散热。在机柜壳体1前后面开通风孔101。冷空气入口正对风扇806，热空气出口正对鳍片散热鳍片805末端，形成直流风道。冷空气进入，热量直接带出机柜壳体1，大大降低了驱动模块2中的发热模块对其机柜壳体1内部其他部件的影响。

该驱动模块散热系统8在水冷工作模式下，机柜壳体1内的器件热功耗在3KW时，温度不超过65℃；在风冷工作模式下，机柜壳体1内的器件热功耗在600W，温度不超过80℃；能够满足伺服控制器长期稳定工作要求。

如图1、图2和图4所示，伺控制模块3是伺服控制器控制部分的核心器件，易受来自伺服驱动器等外界的电磁干扰，因此采用密闭式机壳设计，控制模块外壳包括机壳901、盒盖902、导电屏蔽线圈903、第一插头904、第二插头905、第三插头906、第四插头907。机壳901为敞口的长方体箱体，机壳901顶部四周开有密封槽，该密封槽内压装导电屏蔽线圈903。控制模块3安装在机壳901内，且盒盖902通过螺钉固定在机壳901上。机壳901的一侧壁上通过螺钉固定连接有第一插头904、第二插头905、第三插头906、第四插头907。机壳901与盒盖902表面做导电表面处理，第一插头904、第二插头905、第三插头906、第四插头907与机壳901之间夹装导电密封垫片，从而保证伺服控制器的电磁屏蔽效果。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。本实用新型中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (3)

1.一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜，其特征在于：该机柜包括机柜壳体(1)，机柜壳体(1)内从上之下依次设有用于安装驱动模块(2)的上层插箱(5)、用于安装控制模块(3)的中层插箱(6)、用于安装电源模块(4)的下层插箱(7)，上层插箱(5)内设有安装在驱动模块(2)下方的驱动模块散热系统(8)，中层插箱(6)内设有控制模块(3)。

2.根据权利要求1所述的一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜，其特征在于：所述的驱动模块散热系统(8)包括水冷板(801)、面铣水槽(802)、入水接口(803)、出水接口(804)、散热鳍片(805)和风扇(806)，水冷板(801)上设有面铣水槽(802)，水冷板(801)前端设有入水接口(803)和出水接口(804)，水冷板(801)的侧壁设有削散热鳍片(805)，散热鳍片(805)尾部设有风扇(806)。

3.根据权利要求2所述的一种兼具水冷和风冷散热功能的伺服控制机柜，其特征在于：所述的散热鳍片(805)外设有护罩(807)。