專利名稱：高頻熱輥加熱控制柜的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種高頻熱輥加熱控制柜的設計方法，尤其涉及一種低成本、散熱能
力強的、高頻熱輥加熱控制柜的設計方法，屬于電氣控制柜設計領域。
背景技術(shù)：
熱輥是化纖紡絲拉伸一步法工藝中的關(guān)鍵部件，也叫熱牽伸輥。熱輥按其電感應 加熱頻率不一樣可分為工頻熱輥和高頻熱輥，工頻熱輥加熱頻率為50赫茲，高頻熱輥的加 熱頻率在千赫茲以上。高頻熱輥的加熱回路的功率元件為電力電子器件，一般是絕緣柵極 雙極型晶體管IGBT， IGBT器件在工作中散發(fā)熱量使其溫度升高，電流容量降低，器件易損 壞。故控制柜設計中IGBT器件的散熱設計的好壞關(guān)系到高頻熱輥加熱回路能否穩(wěn)定工作 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。 —個加熱控制柜一般十幾個甚至幾十個IGBT器件，它們一般安裝在鋁制的散熱 塊上，散熱熱塊安裝在控制柜上，它們其中在一起的發(fā)熱量不容小覷，該加熱控制柜的冷卻 方法包括一是在散熱熱塊內(nèi)設有循環(huán)水冷管，通過冷水在管中不斷循環(huán)帶走熱量，這種方 法復雜，需要專門的制冷設備，成本高，如外掛式水冷散熱器專利，專利號01239644. 3 ;
再就是是在控制柜上安裝半導體制冷器，如半導體制冷散熱全封閉電氣控制柜專 利，專利號200510020100. l，該方法由于額外的增加半導體制冷器，復雜化并增加成本；
還可以在控制柜內(nèi)兩個散熱器的相鄰端之間設有電子制冷塊，電子制冷塊的低溫 端、高溫端分別接觸散熱器，兩個散熱器通過螺桿緊固連接，兩個散熱器的另一端分別固定 連接有風扇，如設備電器柜的散熱裝置專利，專利號200520033353. 8，該方法結(jié)構(gòu)復雜，成 本高； 或者在柜體內(nèi)設有水冷調(diào)節(jié)裝置，底部設有至少一條供風管，將供風管一端與水 冷調(diào)節(jié)裝置的熱交換器底部連通，如控制柜的水冷調(diào)節(jié)裝置專利，專利號200620109442. 0， 該方法同樣結(jié)構(gòu)復雜，成本高。上述方法都存在成本高、安裝加工復雜的局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種低成本、散熱能力強、安裝加工簡單、高頻熱輥加熱控制柜的設計 方法，旨在解決高頻熱輥加熱單元，主要指IGBT器件在工作時的散熱問題，使其能夠穩(wěn)定 可靠的工作。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的 —種高頻熱輥加熱控制柜，包括柜體、柜體內(nèi)設置內(nèi)置金屬散熱板、高頻熱輥加熱 單元和金屬散熱塊， 1)所述內(nèi)置金屬散熱板包括內(nèi)側(cè)金屬散熱板和外側(cè)金屬散熱板，所述內(nèi)側(cè)金屬散 熱板和外側(cè)金屬散熱板將柜體分隔成兩個以上的空間， 2)所述內(nèi)側(cè)金屬散熱板上開有用于安裝高頻熱輥加熱單元的安裝孔，所述高頻熱 輥加熱單元設置在該安裝孔內(nèi)，所述金屬散熱塊與內(nèi)側(cè)金屬散熱板相連接并與高頻熱輥加熱單元相接觸。 所述金屬散熱塊在內(nèi)側(cè)金屬散熱板和外側(cè)金屬散熱板之間的空間內(nèi)設置。還包括 進氣導風板，抽風扇和排風扇，抽風扇設置在柜體頂部，排風扇設置所述柜體下部。
所述金屬散熱塊通過安裝孔與內(nèi)側(cè)金屬散熱板連接。所述的進氣導風板與所述的 內(nèi)置金屬散熱板以及柜體側(cè)壁形成豎直排風通道。 所述金屬為導熱性能良好的金屬材料，優(yōu)選為鋁、銅。所述金屬散熱塊為中間設置 有空氣流通通道的盒體結(jié)構(gòu)。 所述高頻熱輥加熱單元為電力電子器件『所述電力電子器件優(yōu)選為IGBT晶體管。 所述進氣導風板安裝在內(nèi)側(cè)金屬散熱板和控制柜底部之間，與控制柜底部呈傾斜 角。所述外側(cè)金屬散熱板上開有用于通風的孔道。 通過采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設計，將常規(guī)的金屬安裝板改造成金屬散熱板，IGBT器件 不僅通過+金屬散熱塊散熱，而且還因地制宜地利用控制柜的散熱金屬板進行散熱，在不 增加一分錢成本的情況下，提高了散熱面積，大大增加散熱能力。 此外，將兩塊金屬散熱板所形成空間的左右兩邊用柜體側(cè)壁將其密封，空間的最
上方對著控制柜頂部的地方安裝抽風風扇，控制柜底部之間安裝斜角的進氣導風板，在控
制柜后門底部安裝進風風扇，進風風扇對著的外側(cè)金屬散熱板需要開過孔，如此就形成一
個風道，在基本不散失風力的情況下，控制柜底部的自然冷風通過散熱板空隙，將空隙中
IGBT器件的散熱塊上的熱量帶走，形成很好的對流散熱通道。同時金屬散熱塊在所述豎直
排風通道內(nèi)，通過風的對流效應，起到了良好的散熱效果。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點 1) IGBT器件不僅通過金屬散熱塊散熱，而且還因地制宜地利用控制柜的散熱金屬 板進行散熱， 2)通過本發(fā)明設計所形成的豎直排風通道，使散熱風沿風道對高頻熱輥加熱單元 散熱，避免了可能夾帶油煙的風對器件的損壞和污染。 3)本發(fā)明中的傾斜角度的進氣導風板控制風向沿風道向上方向排出，而不會四處 漂移，損失能量，影響散熱效果。 4)本發(fā)明的設計安裝加工簡單，成本低、散熱能力強、具有廣闊的市場應用前景。


圖1為本發(fā)明高頻熱輥加熱控制柜的結(jié)構(gòu)圖；
圖2為IGBT器件安裝在金屬散熱板上的安裝圖。
1-控制柜體，2-散熱塊，3-IGBT器件1 ， 4-IGBT器件2， 5 散熱金屬板，7-通孔，8-空隙，9-柜體側(cè)壁1， 10-柜體側(cè)壁2， 11 扇，14-風扇，15-柜門，16-控制柜頂部，17-控制柜底部。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步詳細描述。
圖1中，柜體l內(nèi)有內(nèi)側(cè)散熱金屬板5和外側(cè)散熱金屬板6，用來安裝各種器件，內(nèi)
-內(nèi)側(cè)散熱金屬板，e-外側(cè)
-導風板，12-柜門，13-風側(cè)散熱金屬板5上安裝有6個IGBT器件的鋁質(zhì)散熱塊，鋁質(zhì)散熱塊2是其中之一，鋁質(zhì)散 熱塊在散熱金屬板5和6形成的空隙8中，IGBT器件3和4在散熱金屬板5與柜門15形 成的空隙中，在IGBT器件3和4的位置上，散熱金屬板5開了同IGBT器件同樣大小的兩個 過孔，IGBT器件3和4通過過孔安裝在鋁質(zhì)散熱塊2上。柜體側(cè)壁9和10將空隙8從兩 個側(cè)面將其密封，外側(cè)散熱鐵板6開了通孔7，薄鐵皮11經(jīng)過通孔7固定在內(nèi)側(cè)部金屬板5 和控制柜體1的底部17上，薄鐵皮稱之為導風板ll，柜門12上安裝有三個同樣的風扇，風 扇13是其中之一，當門12關(guān)上時，風扇13往柜體1里面吹風，導風板11阻止風通往控制 柜體1的底部，使風通過空隙8往控制柜體1的頂部16前進，對著空隙8上方的控制柜體 1頂部16安裝了 3個同樣的風扇，風扇14是其中之一，它們的作用是將空隙8中的空氣排 往控制柜體l的外面。 如圖2所示，鋁質(zhì)散熱塊2與IGBT器件3和4想接觸的面與內(nèi)側(cè)散熱鐵金屬板5 緊密接觸，IGBT器件通過鋁質(zhì)散熱塊2散熱，而鋁質(zhì)散熱塊材2又通過內(nèi)側(cè)散熱金屬板5散 熱，大大提高了散熱面積，增強了散熱能力；本發(fā)明特點之二，在空隙8中形成了一個風道， 控制室的冷空氣通過柜門12的風扇吹進控制柜體l，通過此風道對鋁質(zhì)散熱塊2和內(nèi)側(cè)散 熱金屬板5進行冷卻，熱空氣再經(jīng)柜體1頂部16的風扇排往控制柜體1夕卜，在這個過程中， 風力損失比較少，形似煙囪。
權(quán)利要求
一種高頻熱輥加熱控制柜，包括柜體、柜體內(nèi)設置內(nèi)置金屬散熱板、高頻熱輥加熱單元和金屬散熱塊，其特征在于1)所述內(nèi)置金屬散熱板包括內(nèi)側(cè)金屬散熱板和外側(cè)金屬散熱板，所述內(nèi)側(cè)金屬散熱板和外側(cè)金屬散熱板將柜體分隔成兩個以上的空間，2)所述內(nèi)側(cè)金屬散熱板上開有用于安裝高頻熱輥加熱單元的安裝孔，所述高頻熱輥加熱單元設置在該安裝孔內(nèi)，所述金屬散熱塊與內(nèi)側(cè)金屬散熱板相連接并與高頻熱輥加熱單元相接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻熱輥加熱控制柜，其特征在于所述金屬散熱塊在 內(nèi)側(cè)金屬散熱板和外側(cè)金屬散熱板之間的空間內(nèi)設置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高頻熱輥加熱控制柜，其特征在于還包括進氣導風板， 抽風扇和排風扇，抽風扇設置在柜體頂部，排風扇設置所述柜體下部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻熱輥加熱控制柜，其特征在于所述金屬散熱塊通 過安裝孔與內(nèi)側(cè)金屬散熱板連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻熱輥加熱控制柜，其特征在于所述的進氣導風板 與所述的內(nèi)置金屬散熱板以及柜體側(cè)壁形成豎直排風通道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬散熱塊，其特征在于所述金屬為導熱性能良好的金屬 材料，優(yōu)選為鋁、銅。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬散熱塊，其特征在于所述金屬散熱塊為中間設置有空 氣流通通道的盒體結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻熱輥加熱控制柜，其特征在于所述高頻熱輥加熱 單元為電力電子器件，所述電力電子器件優(yōu)選為IGBT晶體管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的進氣導風板，其特征在于所述進氣導風板安裝在內(nèi)側(cè)金屬 散熱板和控制柜底部之間，與控制柜底部呈傾斜角。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)置金屬散熱板，其特征在于所述外側(cè)金屬散熱板上開有 用于通風的孔道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高頻熱輥加熱控制柜，包括柜體、內(nèi)置金屬散熱板、高頻熱輥加熱單元、進氣導風板和金屬散熱塊。內(nèi)置金屬散熱板包括內(nèi)側(cè)金屬散熱板和外側(cè)金屬散熱板，將柜體分隔成兩個以上的空間，柜體下部設置抽風扇、在柜體頂部設置排風扇。內(nèi)側(cè)金屬散熱板上開有用于安裝高頻熱輥加熱單元的安裝孔，高頻熱輥加熱單元穿過安裝孔并在內(nèi)置金屬散熱板的另一面連接金屬散熱塊，金屬散熱塊與內(nèi)置金屬散熱板連接。柜體下部還安裝有進氣導風板，與所述的內(nèi)置金屬散熱板以及柜體側(cè)壁形成豎直排風通道。本發(fā)明設計安裝加工簡單，成本低、散熱能力強、具有廣闊的市場應用前景。
文檔編號H05B6/14GK101772230SQ20081024675
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者呂文娟, 吳運梅, 張兆鋒, 李新, 楊朝勇, 段文亮, 薛學, 裴桂鑫, 鄭曉廣, 陳棟, 高勇 申請人:北京中紡精業(yè)機電設備有限公司;神馬實業(yè)股份有限公司