專利名稱：用于軟起動(dòng)設(shè)備的散熱裝置和軟起動(dòng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于軟起動(dòng)設(shè)備的電氣元件的散熱裝置以及軟起 動(dòng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
如在圖1中所示，現(xiàn)今的軟起動(dòng)設(shè)備由用于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的半導(dǎo) 體功率部分和用于在運(yùn)行階段導(dǎo)電的橋接部分組成。該橋接部分例 如可由機(jī)械的接觸器實(shí)現(xiàn)。通過該橋接部分使運(yùn)行階段中的電損耗 顯著降低，這可實(shí)現(xiàn)較小的設(shè)備尺寸并且減少由用戶采用的散熱措 施。在較舊的軟起動(dòng)設(shè)備中，橋接部分由具有滅弧室的接觸器組成。在電流從半導(dǎo)體部分變到橋接部分上以及相反時(shí)，通過控制部 分對半導(dǎo)體部分和橋接部分的適當(dāng)控制幾乎可避免產(chǎn)生電弧。因 此，橋4妄部分也可i殳計(jì)成不具有滅弧室，這明顯降〗氐了成本、尺寸和重量。在之前未公開的國際申請PCT/EP2005/012441中詳細(xì)說明 了所提到的設(shè)計(jì)的實(shí)施形式。利用至少一個(gè)通風(fēng)機(jī)可進(jìn)一步改進(jìn)散熱效果，該通風(fēng)機(jī)將散熱 氣流吹過電流路徑并優(yōu)選地還吹過散熱措施。為了能夠產(chǎn)生充足的 散熱氣流，通風(fēng)4幾優(yōu)選足夠大。此外，通風(fēng)纟幾優(yōu)選這樣定位，即氣 流盡可能最佳地環(huán)流電流路徑和增大表面的散熱措施并且使它們 散熱。因此，通風(fēng)機(jī)優(yōu)選地安置在軟起動(dòng)設(shè)備的殼體蓋B上。在出現(xiàn)故障的情況下或者當(dāng)控制部分對半導(dǎo)體部分的控制不 能準(zhǔn)確地起作用時(shí)，可發(fā)生這樣的事，即在橋4妾部分上產(chǎn)生電弧。 為了使電弧飛濺不損害通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)必須遠(yuǎn)離橋接部分，這增大 了設(shè)備的體積，尤其是高度。這具有缺點(diǎn)，因?yàn)檫@可降低軟起動(dòng)設(shè) 備對客戶的吸引力。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備散熱的改進(jìn)，而不必將該電 氣設(shè)備構(gòu)造地非常高。該目的可利用這樣的散熱裝置來實(shí)現(xiàn)，即一種用于專欠起動(dòng)i殳備 的設(shè)置在殼體中的電氣元件的散熱裝置，所述軟起動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)成尤 其用于起動(dòng)電動(dòng)4幾，所述散熱裝置具有至少一個(gè)風(fēng)才幾，該風(fēng)才幾傾殺牛 地裝入在殼體壁的開口中，從而4吏所述風(fēng)才幾的旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述 殼體壁的垂直線傾斜。該目的也可以利用這樣的軟起動(dòng)設(shè)備來實(shí) 現(xiàn)，即一種4欠起動(dòng)設(shè)備，具有殼體和在殼體的內(nèi)部作為熱源的電氣 元件，所述軟起動(dòng)設(shè)備具有至少一個(gè)用于其電氣元件的散熱裝置， 其中所述散熱裝置具有至少 一個(gè)風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)傾斜地裝入在殼體 壁的開口中，/人而^f吏所述風(fēng)才幾的4t轉(zhuǎn)軸線相對于所述殼體壁的垂直 線傾斜。乂人屬或附屬權(quán)利要求中描述了才艮據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。當(dāng)散熱裝置或軟起動(dòng)設(shè)備具有至少 一個(gè)風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)傾斜地裝元件的流體流，這些電氣元件在運(yùn)行中起到至少潛在的設(shè)備內(nèi)熱源 的作用時(shí)，設(shè)備體積的增大通過較大的結(jié)構(gòu)深度而被較好避免。優(yōu)選地，風(fēng)機(jī)可這樣傾斜地安裝，即其旋轉(zhuǎn)軸線相對于殼體壁或殼體 蓋的垂直線傾斜。當(dāng)至少 一個(gè)潛在的設(shè)備內(nèi)熱源包括至少 一個(gè)接觸位置，所述接觸位置i殳計(jì)成可切斷電流時(shí)，所述至少一個(gè)4妻觸位置可#:散熱。有 利地，本發(fā)明也用至少一個(gè)4妻觸位置起作用，該至少一個(gè)4妄觸位置 設(shè)計(jì)成可不使用滅弧室地來切斷電流。在這種情況下，開關(guān)電弧對 風(fēng)機(jī)的損害由于傾斜地裝入而得到較好的避免。特別地，風(fēng)4幾可進(jìn)一步遠(yuǎn)離所述至少一個(gè)4妻觸位置安裝，這可 實(shí)現(xiàn)較小的設(shè)備尺寸。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸線朝向或傾斜于所述接觸位置時(shí)， 散熱，丈果則可^皮改善。當(dāng)至少一個(gè)潛在的設(shè)備內(nèi)熱源包括至少一個(gè)電流路徑時(shí)，散熱 效果可被改善，而不必顯著增大電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸。如果風(fēng)機(jī)安裝在殼體蓋B中(如在圖1中標(biāo)識(shí)出的)以便直接從上面使至少一個(gè)電流路徑散熱時(shí)，殼體高度必須提高。如果風(fēng)機(jī) 以平行于至少一個(gè)電流路徑延伸的旋轉(zhuǎn)軸線安裝在殼體壁c中(如 在圖1中標(biāo)識(shí)出的)時(shí)，設(shè)備高度可能也必須被提高，因?yàn)槌孙L(fēng) 機(jī)之外必要時(shí)可能存在使軟起動(dòng)設(shè)備電連接到可能的用電設(shè)備或 電流供給的另外的位置需求。當(dāng)風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)離所述至少 一個(gè)電流路徑設(shè)置時(shí)，或者當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸線朝 向或傾斜于至少一個(gè)電流路徑時(shí)，由于可能在別處出現(xiàn)的開關(guān)電弧 沿著至少 一個(gè)電流路徑竄出的運(yùn)動(dòng)，對風(fēng)才幾的可能的損害可^皮4交好地避免。當(dāng)至少一個(gè)電流i 各徑具有表面并且旋轉(zhuǎn)軸線這才羊選定，即在運(yùn) 行中所述風(fēng)機(jī)產(chǎn)生沿所述表面的流體流時(shí)，電流路徑的散熱效果還 可被改進(jìn)，尤其是當(dāng)所述表面基本上是平的時(shí)，因?yàn)槟菢涌筛玫?形成不受阻擋的流體流。電氣設(shè)備優(yōu)選地是軟起動(dòng)設(shè)備，該軟起動(dòng)設(shè)備具有至少 一個(gè)半 導(dǎo)體功率部分和至少一個(gè)不具有滅弧室的橋接部分。在這種情況下，所述橋接部分形成至少一個(gè)潛在的i殳備內(nèi)熱源。利用4艮據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施形式可避免因在常見的結(jié)構(gòu)尺寸下出現(xiàn)大的短路電流而 需要費(fèi)事的接地和風(fēng)機(jī)的金屬屏蔽，這可節(jié)省消耗和成本。此外可 避免風(fēng)機(jī)以大的間距直4妄安裝在待散熱的部位的上面，由此也可避 免設(shè)備的結(jié)構(gòu)深度不希望的增大。


下面借助于圖1至4中的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。附圖表示 圖1 現(xiàn)有技術(shù)中的軟起動(dòng)設(shè)備； 圖2 不具有滅弧室的橋4妻部分； 圖3 電氣設(shè)備的立體視圖；以及 圖4 圖3中所示的電氣設(shè)備的縱截面。 在所有附圖中，同一參考標(biāo)記指代相同的結(jié)構(gòu)特征。
具體實(shí)施方式
圖1示出用于三相電流應(yīng)用場合的軟起動(dòng)設(shè)備200。該軟起動(dòng) 設(shè)備封裝在殼體201中并且用電流輸入端102連接到電流供給以及 用電流輸出端101連接到一個(gè)或多個(gè)用電設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)。殼體201的背面優(yōu)選地固定到壁上，殼體201的正面或殼體蓋 B則由此優(yōu)選平行于該壁延伸。在裝好的狀態(tài)中，電流輸入端102顯示為向上而具有電流llr出端ioi的下側(cè)c顯示為向下。于是，側(cè) 壁a優(yōu)選地保持垂直于地面。軟起動(dòng)設(shè)備200具有半導(dǎo)體功率部分、控制部分203和橋接部 分。控制部分203控制在半導(dǎo)體功率部分和橋4妄部分之間的轉(zhuǎn)換， /人而用半導(dǎo)體功率部分控制起動(dòng)和減速停才幾，而在4f止時(shí)以及運(yùn)4亍 時(shí)通過橋接部分導(dǎo)電。半導(dǎo)體部分用通風(fēng)才幾210直接通風(fēng)，該通風(fēng) 才幾的吹送方向優(yōu)選乂人下到上延伸。原則上，為了保持殼體實(shí)施形式的變化盡可能小，人們力求采 用用于盡可能寬的電流范圍的單個(gè)橋接部分。圖2示出一種可能的橋接部分100,該橋接部分的最大允許電 流通過用于導(dǎo)電的金屬部件(也稱作電流路徑115、 125)的最大允 許溫升確定?？蓜?dòng)的4妻觸塊104由安裝在管座210中的驅(qū)動(dòng)枳4勾這 樣控制，即它們朝向或遠(yuǎn)離固定的接觸塊103運(yùn)動(dòng)并且由此導(dǎo)電地 連4妄或者隔開電流^各徑115、 125。因?yàn)樵摌?妄部分100不具有滅弧室，所以可以在滿足最大允i午 溫升的情況下通過改進(jìn)電流路徑115、 125的散熱來才是高最大允許 電流。于是，增大表面的措施110能夠靠近固定的接觸塊103地裝入。例如，考慮將增大表面的金屬板或散熱片作為可能的增大表面 的措施110,這些金屬板或散熱片優(yōu)選利用至少一個(gè)固定元件111 (例如，螺4丁或螺4全)固定在電流路徑115、 125上。對于這種散 熱措施的一些實(shí)施方案已在de10 2006 057 814.7中蜂皮詳細(xì)描述。在運(yùn)4亍中，可動(dòng)的或固定的4妄觸塊103、 104和匯流排115、 125變熱。可選擇裝入的散熱措施IIO在運(yùn)行中也變熱。因此，可動(dòng)的或固定的接觸塊103、 104,匯流排115、 125以及選擇的散熱措施 110起到i殳備內(nèi)部的熱源的作用。圖3示出軟起動(dòng)設(shè)備200的立體視圖，該軟起動(dòng)設(shè)備具有圖2 中的橋接部分100和用于橋接部分的風(fēng)機(jī)220。圖4示出軟起動(dòng)設(shè) 備的側(cè)視圖。不僅在圖3中而且在圖4中，側(cè)壁A都已被取下。傾斜裝入的風(fēng)機(jī)220優(yōu)選將風(fēng)直接吹送到輸出端側(cè)的電流接線 頭101的匯流排115上。風(fēng)機(jī)220的旋轉(zhuǎn)軸線oc并不垂直于殼體蓋 B或者殼體壁，而是與垂直線S傾斜。由于風(fēng)機(jī)220的傾斜安置，在運(yùn)行中氣流通過增大表面的措施 110和匯流排115、 125到達(dá)用于輸入端側(cè)的電流4妻線頭102的匯流 排。受熱的空氣通過穿孔的輸入端側(cè)的設(shè)備壁D向外溢出并且由此 確保軟起動(dòng)設(shè)備200中的橋接部分100的損耗熱被帶走。由于風(fēng)枳j 220負(fù)責(zé)散熱，下側(cè)C可i殳計(jì)成不具有穿孔170。為了避免對風(fēng)機(jī)220可能的損害并且為了不增大設(shè)備尺寸H、 H',風(fēng)機(jī)220優(yōu)選地要直接這樣傾斜地設(shè)置，即它的最上面的棱邊 260不高于控制部分203的最高位置，也就是i兌，對于裝配角圖4 中的尺寸K是決定性的。側(cè)向設(shè)置在橋接部分100上的導(dǎo)風(fēng)^反270避免，氣流的部分還 沒有環(huán)流匯流排115、 125和散熱器110并且未充分散熱就朝向輸入 端側(cè)的接線頭的匯流排102流動(dòng)。代替一個(gè)導(dǎo)風(fēng)板270,也可以使 用兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)風(fēng)板，也盡可能設(shè)置在橋接部分100的兩側(cè)。由于風(fēng)才幾220傾斜地裝入到殼體蓋B中，風(fēng)才幾220可以充分的 間距c相對于橋接部分100定位，從而避免或降低電弧飛濺到風(fēng)積i 220上的危險(xiǎn)。風(fēng)機(jī)這樣定位時(shí)，可以獲得這樣好的散熱效果，即對于橋接部分100可以獲得約20-40%的電流升高，在具體情況下未25%。在 這種情況下，設(shè)備高度H不會(huì)偏離不具有附加的風(fēng)機(jī)的軟起動(dòng)設(shè)備 的舊尺寸很多。軟起動(dòng)設(shè)備盡管用實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)明白，本發(fā)明并不局限于此。更確切地i兌，本發(fā)明借助于4又利要 求書來進(jìn)行解釋。特別地，風(fēng)機(jī)可以設(shè)計(jì)成通風(fēng)機(jī)，也可以使用另 一種適當(dāng)?shù)牧黧w作為散熱介質(zhì)來代替空氣。
權(quán)利要求
1. 一種用于軟起動(dòng)設(shè)備(200)的設(shè)置在殼體(201)中的電氣元件的散熱裝置，所述軟起動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)成尤其用于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述散熱裝置具有至少一個(gè)風(fēng)機(jī)(220)，該風(fēng)機(jī)傾斜地裝入在殼體壁(201)的開口中，從而使所述風(fēng)機(jī)(220)的旋轉(zhuǎn)軸線(α)相對于所述殼體壁(201)的垂直線(S)傾斜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，待散熱的電氣 元件包括接觸位置(103、 104),其中，所述接觸位置(103、 104) i殳計(jì)成可伊匸選不^f吏用滅f瓜室i也切斷電流。
3. —種軟起動(dòng)設(shè)備(200 )，具有殼體(201 )和在殼體(201 )的 內(nèi)部作為熱源的電氣元4牛(103、 104、 110、 115、 l25)，其凈爭 征在于，所述軟起動(dòng)設(shè)備(200)具有用于其電氣元件的至少 一個(gè)散熱裝置，其中所述散熱裝置具有至少一個(gè)風(fēng)機(jī)(220), 所述風(fēng)機(jī)傾斜地裝入在殼體壁(201)的開口中，從而使所述 風(fēng)機(jī)(220)的旋轉(zhuǎn)軸線(a )相對于所述殼體壁(201 )的垂 直線(S )傾斜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的軟起動(dòng)設(shè)備(200 )，其特征在于，作為 潛在的設(shè)備內(nèi)熱源的待散熱的電氣元件(103、 104、 110、 115、 125)包4舌至少一個(gè)4妄觸4立置(103、 104)，其中，所述4妄觸4立 置(103、 104)設(shè)計(jì)成可優(yōu)選不使用滅弧室地切斷電流。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的軟起動(dòng)設(shè)備(200 )，其特征在于，所述 風(fēng)才幾(220)遠(yuǎn)離所述至少一個(gè)接觸位置(103、 104)安置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的軟起動(dòng)設(shè)備(200 ),其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)軸線(a )朝向或傾名牛于所述至少一個(gè)4妄觸位置(103、 104)。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的軟起動(dòng)設(shè)備(200 )， 其特征在于，所述軟起動(dòng)設(shè)備具有至少一個(gè)電流路徑(115、 125)，所述電流路徑具有表面，所述旋轉(zhuǎn)軸線(a )這樣選定， 即在運(yùn)行中所述風(fēng)才幾(220)產(chǎn)生沿所述表面的流體流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的軟起動(dòng)設(shè)備(200),其特征在于，所述 表面基本上是平的。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的軟起動(dòng)設(shè)備(200 )， 其特征在于，所述軟起動(dòng)設(shè)備(200)具有至少一個(gè)半導(dǎo)體功 率部分、 一個(gè)控制部分(203 )和至少一個(gè)不具有滅弧室的橋 接部分(IOO)，其中，所述橋接部分(100)具有待散熱的電 氣元件，在運(yùn)行中所述待散熱的電氣元件起到潛在的設(shè)備內(nèi)熱 源(103、 104、 110、 115、 125)的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于軟起動(dòng)設(shè)備(200)的設(shè)置在殼體(201)中的電氣元件的散熱裝置和軟起動(dòng)設(shè)備，所述軟起動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)成尤其用于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述散熱裝置具有至少一個(gè)風(fēng)機(jī)(220)，該風(fēng)機(jī)傾斜地裝入在殼體壁(201)的開口中，從而使所述風(fēng)機(jī)(220)的旋轉(zhuǎn)軸線(α)相對于所述殼體壁(201)的垂直線(S)傾斜。
文檔編號F04D25/02GK101257782SQ20081000186
公開日2008年9月3日 申請日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日
發(fā)明者諾貝特·賴興巴赫, 馬爾科·多諾爾 申請人:西門子公司