電氣設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣設(shè)備，并且具體地涉及保證電氣設(shè)備的部件得到充分冷卻的解決方案。
【背景技術(shù)】
[0002]市場(chǎng)上的持續(xù)需求是獲得比相應(yīng)的上一代設(shè)備小的電氣設(shè)備。然而，由于各種部件所產(chǎn)生的熱，小尺寸通常有難度。當(dāng)設(shè)備的尺寸變小時(shí)，可用于各種冷卻解決方案的空間量就變小了。
[0003]先前存在已知的強(qiáng)制對(duì)流的解決方案，該方案使用風(fēng)扇以產(chǎn)生通過電氣設(shè)備外殼的氣流。需要冷卻的電氣部件全部處于所產(chǎn)生的氣流中。因此，使用過程中由電氣部件所耗散的熱被傳遞到氣流，并且進(jìn)一步傳遞到周圍環(huán)境。對(duì)風(fēng)扇和通過電氣設(shè)備外殼的空氣量的合適的計(jì)算可以保證外殼內(nèi)部的溫度不會(huì)上升太多。
[0004]這種已知解決方案的問題在于隨著氣流進(jìn)入到電氣設(shè)備外殼的污物和灰塵。進(jìn)入外殼的污物和灰塵的量隨著氣流中的空氣量的增加而增加。這是個(gè)問題，特別是在骯臟的環(huán)境中，因?yàn)楫?dāng)過多的灰塵在外殼內(nèi)部堆積時(shí)，電氣設(shè)備的某些電氣部件可能失靈。有效的過濾并不總是一個(gè)選擇，因?yàn)檫@需要服務(wù)人員的維修和增加了電氣設(shè)備尺寸的額外的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決上述缺陷，并且提供具有有效的冷卻解決方案的電氣設(shè)備。這個(gè)目的利用根據(jù)本發(fā)明的電氣設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。將部件空間和由風(fēng)扇所產(chǎn)生的氣流分隔開，結(jié)合以冷卻元件在氣流和部件空間之間延伸的可能性，還可以有效地冷卻部件空間中的部件。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電氣設(shè)備，該電氣設(shè)備包括:入口和出口，用于將由風(fēng)扇所產(chǎn)生的第一氣流傳遞通過所述設(shè)備；第一冷卻元件，用于接收由主要電氣部件所產(chǎn)生的熱，并且用于將熱耗散到所述第一氣流中；部件空間，其包含次要電氣部件；以及外殼，其包圍所述第一冷卻元件、所述次要電氣部件和所述部件空間，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)壁將包含所述次要電氣部件的所述部件空間和所述第一冷卻元件分隔開，用于防止所述第一氣流進(jìn)入所述部件空間，并且所述設(shè)備包括第二冷卻元件，所述第二冷卻元件具有:在所述部件空間中的第一端，所述第一端熱連接到所述次要電氣部件，用于接收所述次要電氣部件所產(chǎn)生的熱；以及位于所述部件空間的外部的第二端，用于將來自所述次要電氣部件的熱耗散到所述第一氣流。
[0007]在從屬權(quán)利要求中公開了優(yōu)選實(shí)施例。
【附圖說明】
[0008]在下文中將通過示例的方式和參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中，
[0009]圖1圖示了電氣設(shè)備的部分橫截面，以及
[0010]圖2圖示了圖1中的電氣設(shè)備的細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1圖示了電氣設(shè)備的部分橫截面，并且圖2圖示了圖1中的電氣設(shè)備的細(xì)節(jié)。在下文中，將通過示例的方式假定圖1和2所圖示的電氣設(shè)備I是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器如頻率控制器，用于控制對(duì)電動(dòng)機(jī)的電力供應(yīng)。然而，應(yīng)注意，本發(fā)明也可以在其它電氣設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。
[0012]圖1是設(shè)備的部分橫截面，其中前壁或門已被去除以圖示設(shè)備的內(nèi)部部分。蓋的左上部和右側(cè)壁的一段也已被去除。兩塊電路板已被圖示為透明的，并且具有陰影以便澄清電路板的位置，并且也為示出位于電路板后面的部件。圖2完全沒有圖示外殼，而僅圖示了通常被外殼所包圍的電氣設(shè)備的內(nèi)部部件。
[0013]電氣設(shè)備I包括用于產(chǎn)生通過電氣設(shè)備I的第一氣流3的風(fēng)扇2。在圖示的實(shí)施例中，風(fēng)扇作為例子布置在外殼19底部的入口 22處，盡管實(shí)際上風(fēng)扇2可以位于與入口 22有一段距離的外殼內(nèi)，或者位于外殼19的出口 20處，以便通過將空氣從外殼19吸出來以產(chǎn)生第一氣流3。風(fēng)扇的位置離外殼19有一段距離也是可能的，例如風(fēng)扇位于將空氣向外殼的入口傳遞或者將空氣傳遞離開外殼的出口的空氣管道中。
[0014]與主要電氣部件5接觸的第一冷卻元件4布置于第一氣流3中。主要電氣部件5例如可以包括具有半導(dǎo)體的功率模塊，所述半導(dǎo)體在使用過程中產(chǎn)生顯著的熱量。主要電氣部件5例如可以使用螺釘直接安裝到第一冷卻元件4的第一表面14上。在主要電氣部件5和第一冷卻元件4的第一表面14之間應(yīng)獲得良好的熱連接。這可以利用熱界面材料來獲得。經(jīng)由第一冷卻元件4的第一表面14所接收的熱經(jīng)由布置于冷卻元件的第二表面的散熱片6被耗散到第一氣流3中，該第二表面可以是與第一表面14相比的相對(duì)表面。
[0015]電氣設(shè)備I也包括包含次要電氣部件8的部件空間7。在圖示的示例中，通過示例的方式假定部件空間包含四個(gè)電容器。一個(gè)或多個(gè)壁9將部件空間7和第一冷卻元件4分隔開，以使得第一氣流3被防止進(jìn)入到部件空間7。在圖示的示例中，壁9是電路板如PCB(印刷電路板)，該電路板可以載有多個(gè)也位于部件空間7中的電氣部件。另外，第二電路板10布置于部件空間中，以便有助于與次要電氣部件8的電氣連接。
[0016]因?yàn)橛娠L(fēng)扇2所產(chǎn)生的第一氣流3被防止進(jìn)入到部件空間中，所以隨著第一氣流3的污物和灰塵也被防止到達(dá)部件空間7。為了保證對(duì)次要電氣部件8的冷卻，設(shè)備I包括第二冷卻元件11。第二冷卻元件具有部件空間中的第一端12和位于部件空間7之外而在來自風(fēng)扇2的第一氣流3中的第二端13。第一端12熱連接到次要電氣部件8，用于接收來自次要部件的熱，并且用于經(jīng)由第二端13向第一氣流3傳遞熱。在次要電氣部件8和第一端12之間的熱連接可以通過將這些部件彼此之間足夠緊密地布置以使得它們相互接觸來實(shí)現(xiàn)?？梢栽诖我姎獠考?和第二冷卻元件的第一端12之間使用熱界面材料(TIM)來保證充分的熱連接。為了有效地將熱從第二冷卻元件11耗散到第一氣流3，優(yōu)選地第二冷卻元件11的第二端13設(shè)置有散熱片。
[0017]第二冷卻元件11可以被實(shí)現(xiàn)為例如鋁的合適的金屬材料的單一固體部分，該金屬材料通過導(dǎo)熱將熱從次要電氣部件8傳遞到第一氣流3?？蛇x擇地，第二冷卻元件11可以包含一種或多種用于在第一端12和第二端13之間傳遞流體的流體管道。這樣的解決方案可以通過以下來獲得:在第二電氣元件中包括熱導(dǎo)管，或者設(shè)計(jì)兩階段冷卻解決方案，該冷卻解決方案將第一端12作為用來蒸發(fā)液體的蒸發(fā)器，并且將第二端13作為在將流體返回到第一端12之前將其冷凝成液體的冷凝器。還可以實(shí)現(xiàn)第二冷卻元件11以使得第一端12和第二端13被制成熱連接和機(jī)械連接到彼此的分開部分。
[0018]為了避免來自主要電氣部件5或者第一冷卻元件4的熱到達(dá)第二冷卻元件11的第二端13，優(yōu)選地在第二端13和第一冷卻元件4之間布置絕緣空氣間隙15。由于生產(chǎn)原因，可能有益的是第一冷卻元件4機(jī)械附接到第二冷卻元件11的第二端13。然而，還在這樣的解決方案中，優(yōu)選地是以使盡可能少