專利名稱：一種全密閉水冷型金屬表面處理用整流電源裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種金屬表面處理用整流電源裝置，尤其是一種能夠有效散熱，又能夠減緩腐蝕性氣體對整流器破壞的一種整流電源技術(shù)方案。
背景技術(shù)：
金屬表面處理用整流電源一般為低壓大電流型，其直流電流一般為數(shù)千安培到數(shù)萬安培之間，直流電壓為30伏以下；大電流帶來的問題是整流電源的損耗發(fā)熱量巨大，必須有有效的散熱方式，現(xiàn)有的產(chǎn)品往往采用強制風冷的冷卻方式，
但是散熱效果不理想；同時，表面處理用整流電源的使用環(huán)境常常帶有酸性、堿性等的腐蝕性氣體，強制風冷的冷卻方式會使腐蝕性氣體進入整流電源，對內(nèi)部器件產(chǎn)生破壞作用，大大縮短了整流電源的使用壽命。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能夠有效散熱，又能夠減緩腐蝕性氣體對整流器破壞的 一種整流電源技術(shù)方案。
本實用新型的目的可以通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn) 一種全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，它包括柜體l，所述的柜體內(nèi)設有橫梁和封板并通過緊固件安裝有功率變換電路和控制系統(tǒng)，其中，所述功率變換器電路的結(jié)構(gòu)為-
斷路器2、接觸器3、整流變壓器4依次串聯(lián)后分為兩路，其中一路連接半導體元件5，另一路依次連接電容器6和電阻器7，兩路相交后再依次串聯(lián)熔斷器8、電抗器9、母錢10和分流器11，所述的控制系統(tǒng)包括信號釆集顯示器12，所述的信號采集顯示器12的信號輸入端與分流器11的信號輸出端的相連，信號采集顯示器12的信號輸出端連接半導體元件5的信號輸入端；其特征在于所述的柜體為設有進、出口的全封閉結(jié)構(gòu)，所述的整流變壓器4、半導體元件5、電阻器7、熔斷器8、電抗器9、母線lO和分流器ll為高發(fā)熱量器件，它們均設有用于通過液體冷卻介質(zhì)的通道，所述的液體冷卻介質(zhì)通道的兩端均連接所述柜體l的進、出口；所述的斷路器2、接觸器3和電容器6為低發(fā)熱量器件，它們均設有用于冷卻柜體1內(nèi)部空氣的空氣一液體換熱器，所述的空氣一液體換熱器設有連接所述柜體1進、出口的管道；所述的橫梁、封板和緊固件為渦流發(fā)熱器件，它們均由低導磁性金屬制成。
本實用新型工作時，將高發(fā)熱量器件的各液體冷卻介質(zhì)通道經(jīng)柜體的進、出口接通液體冷卻介質(zhì)，它們在工作時產(chǎn)生的熱量與流動的液體冷卻介質(zhì)發(fā)生熱交換，實現(xiàn)冷卻的目的；由于空氣一液體換熱器用于通過液體冷卻介質(zhì)的管道與柜體的進、出口相連，液體冷卻介質(zhì)通過該管道時，與柜體內(nèi)位于該管道周圍的空氣發(fā)生熱交換，降低空氣的溫度，從而降低低發(fā)熱量器件的溫度；上述的高發(fā)熱量、低發(fā)熱量的器件通過液體冷卻介質(zhì)直接或間接的方式來冷卻，同時，用低導磁性金屬制成的橫梁、封板和緊固件能夠有效減少它們的渦流發(fā)熱，不需要柜體內(nèi)、外部的空氣流動，因此，可將本實用新型的柜體制成密封結(jié)構(gòu)，這樣能夠有效防止腐蝕性氣體進入柜體內(nèi)，避免了柜體內(nèi)各器件被腐蝕的危險，大大提高了整流電源的使用壽命。
在上述的基礎上，本實用新型可以做以下的改進所述的高發(fā)熱量器件的整流變壓器4的一級、二級線圈和電抗器9的線圈均采用中空的銅管繞制成，且整
流變壓器4的一級、二級線圈的銅管和電抗器9的銅管的兩端設有與柜體1的進、出口相連的通嘴；半導體元件5和熔斷器8至少一面安裝有液體冷卻器，所述的液體冷卻器內(nèi)設有通有液體冷卻介質(zhì)的管道，該管道與柜體l的進、出口相連；母線10采用多孔的銅排或鋁排，所述的銅排或鋁排設有貫穿全長的通孔，該通孔與柜體l的進、出口相連；電阻器7的散熱片固定在母線10上，或電阻器7的電阻絲外面包裹有一與柜體1的進、出口相連的通道；分流器11的兩側(cè)設有連通的孔。整流變壓器4、電抗器9、母線IO、分流器11用于通有液體冷卻介質(zhì)的管道設于其結(jié)構(gòu)內(nèi)，不需要另外設置通道，最低限度改動它們本身的結(jié)構(gòu)，將常規(guī)的器件稍加改造即可；而電阻器7可采用直接將其散熱片固定在母線10上的結(jié)構(gòu)，即母線10的通孔在作為其本身的液體冷卻介質(zhì)通道的同時也是電阻器7的液體冷卻介質(zhì)通道，減少了整流電源的組成部件，使結(jié)構(gòu)更簡化。
在上述的基礎上，本實用新型可以做以下的改進所述的電阻器7內(nèi)設有密封的腔室，索述的腔室設有進口和出口將密封的內(nèi)腔連成通道，電阻器7的電阻絲安裝在腔室內(nèi)。 ，
在上述的基礎上，本實用新型還可以做以下的改進所述柜體l的進口、整
流變壓器4的一級、二級線圈的通嘴、半導體元件5的液體冷卻器51的管道、熔斷器8的液體冷卻器81的管道、電抗器9的通嘴、母線10的通孔、分流器11兩側(cè)連通的孔和柜體1的出口依次連接，包裹在電阻器7的電阻絲外面的通道分別連接液體冷卻器51的管道和液體冷卻器81的管道，連同成一相互連通的液體冷卻介質(zhì)通道。將高發(fā)熱量器件的用于通有液體冷卻介質(zhì)的通道聯(lián)成一體，無須將各自的液體冷卻介質(zhì)的通道分別連接柜體的進、出口，大大簡化本實用新型的結(jié)構(gòu)。
本實用新型所述的空氣-液體換熱器13釆用中空的毛細銅管或鋁管蛇行繞制成，銅管或鋁管兩端設有分別設有進嘴、出嘴，所述的進嘴、出嘴分別與所述柜體1的進、出口相連。
所述的空氣-液體換熱器13還設有風機14，所述的風機14固定安裝于空氣-水換熱器13的側(cè)面。風機14可進一步加快空氣-水換熱器13的換熱效率。
在上述的基礎上，本實用新型還可以做以下的改進所述的半導體元件5和/或熔斷器8的一面安裝有液體冷卻器，另一面安裝液體冷卻器或風冷散熱器。
在上述的基礎上，本實用新型可以做進一步的改進所述的低導磁性金屬為鋁材或不銹鋼。
本實用新型還可以做以下的改進所述高發(fā)熱量器件內(nèi)通有的液體冷卻介質(zhì)為高純度水；由于水的比熱容比較大，可在較小的溫升下吸收更多的熱量，提高
冷卻效率。
與現(xiàn)有技術(shù)對比，本實用新型的有益效果是對表面處理用整流電源內(nèi)的不同發(fā)熱器件直接或簡潔采用液體冷卻介質(zhì)進行冷卻的，無須整流電源柜的內(nèi)外空氣流動，從而可以使得整流電源柜體制成全密閉結(jié)構(gòu)，降低了腐蝕性氣體對整流電源的損害，提高了整機的壽命。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，此時整流電源的柜體的正面板體打開；
圖2是圖1的后視圖，此時整流電源的柜體的后面板體打開；
圖3是圖1的側(cè)視圖，此時整流電源的柜體的側(cè)面板體打開；
圖4是圖1的俯視圖，此時整流電源的柜體的頂面板體打開；
圖5是圖1的俯視圖6本實用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實用新型實施例一的整流變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7的左視圖9是本實用新型實施例一的整流變壓器的一級、二級線圈的截面結(jié)構(gòu)示意
圖IO是本實用新型實施例一的電抗器結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是圖10的左視圖12是本實用新型實施例一的電阻器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是是沿圖12中A向的示意圖14是本實用新型實施例一的母線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是本實用新型實施例一的分流器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖16本實用新型實施例一的母線、半導體元件的安裝剖視示意圖；圖17是本實用新型實施例一的母線、快熔的安裝剖視示意圖；圖18是本實用新型實施例一的空氣一水換熱器及風機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19是圖12的左視圖；圖20是圖12的俯視圖。
具體實施方式
實施例1
如圖1 6所示的全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置是本實用新型的實施例一，它包括設有進、出口的柜體l，它是全封閉結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設有橫梁和封板并通過緊固件安裝有功率變換電路和控制系統(tǒng)，其中，橫梁、封板和緊固件為渦流發(fā)熱器件，它們均由低導磁性金屬制成；功率變換器電路的結(jié)構(gòu)為斷路器2、接觸器3、整流變壓器4依次串聯(lián)后分為兩路，其中一路連接半導體元件5，另一路依次連接電容器6和電阻器7，兩路相交后再依次串聯(lián)熔斷器8、電抗器9、母錢10和分流器11，控制系統(tǒng)包括信號采集顯示器12，信號采集顯示器12的信號輸入端與分流器11的信號輸出端的相連，信號采集顯示器12的信號輸出端連接半導體元件5的信號輸入端。整流變壓器4、半導體元件5、電阻器7、熔斷器8、電抗器9、母線10和分流器11為高發(fā)熱量器件；斷路器2、接觸器3和電容器6為低發(fā)熱量器件。
如圖7 9所示的整流變壓器4，它的一級、二級線圈均采用中空的銅管繞制成，且一級、二級線圈的銅管的兩端分別設有進出水的通嘴41。銅管的內(nèi)外徑尺寸可以根據(jù)實際電流的大小選擇，其他的結(jié)構(gòu)與常規(guī)的整流變壓器一樣。
如圖10 11所示的電抗器9，它可將常規(guī)的電抗器不同的地方在于其線圈采用中空的銅管繞制成，銅管的結(jié)構(gòu)與整流變壓器4的銅管相同，參照圖9，且銅管的兩端分別設有進出水的水嘴91。銅管的內(nèi)外徑尺寸可以根據(jù)實際電流
的大小選擇。
如圖12 13所示的電阻器7，它內(nèi)設有密封的腔室，腔室設有進口71和出口 72將密封的內(nèi)腔連成可與外界連通的通道，電阻器7的電阻絲安裝在腔室內(nèi)。
如圖14所示的母錢10，它采用多孔的銅排或鋁排，銅排或鋁排設有貫穿全長的通孔101，該通孔即為通道。
如圖15所示的分流器11，它兩側(cè)設有連通的孔，即該孔的兩端為進水口 111和出水口 112。
半導體元件5和熔斷器8為常規(guī)的型號，它們通過安裝液體冷卻器來降溫，具體可在它們的其中一側(cè)面用螺栓作為緊固件安裝水冷卻器51，另一面安裝水冷卻器或風冷散熱器，水冷氣器設有管道。在本實施例中，半導體元件5的一面固定安裝水冷卻器，另一面則與母線10固定安裝，如圖16所示，由于母線IO的內(nèi)部設有貫穿全長的通孔，當液體冷卻介質(zhì)通過時，同時降低半導體元件5的溫度。熔斷器8的一面固定安裝水冷卻器81，另一面也與母線10固定安裝，如圖17所示，與母線10進行熱交換來達到降低溫度的目的。
如圖18 20所示為空氣一水換熱器13，它是空氣一液體換熱器的一種，用于冷卻的介質(zhì)為水，它采用中空的毛細銅管或鋁管蛇行繞制成，銅管或鋁管兩端設有分別設有進嘴131、出嘴132，它的側(cè)面固定安裝有風機14。將該空氣一水換熱器13和風機14對應安裝在低發(fā)熱量的器件斷路器2、接觸器3和電容器6上，即上述的三種器件采用常規(guī)的型號即可滿足使用的要求。
將柜體1的進口、整流變壓器4的一級、二級線圈的通嘴、半導體元件5的水冷卻器51的管道、熔斷器8的水冷卻器81的管道、電抗器9的通嘴、母線10的通孔、分流器11兩側(cè)連通的孔和柜體1的出口依次連接，電阻器7的進口和出口分別連接水冷卻器51的管道和水冷卻器81的管道，連同成一相互連通的水通道。同時，將空氣一水換熱器13的銅管或鋁管的進嘴、出嘴分別連接柜體l的進口、出口。本實用新型工作時，采用高純度水作為冷卻介質(zhì)經(jīng)柜體1的進口進入，通過與柜體l進口相連的管道，然后由柜體l的出口流出，同時帶走整流電源內(nèi)熱量。實施例2
本實施例與實施例1不同的地方在于電阻器7為常規(guī)的電阻器，其散熱片
是固定安裝在母排10上，即母線10的通孔在作為其本身的液體冷卻介質(zhì)通道的同時也是電阻器7的液體冷卻介質(zhì)通道，減少了整流電源的組成部件，使結(jié)構(gòu)更簡化。將柜體l的進口、整流變壓器4的一級、二級線圈的通嘴、半導體元件5的水冷卻器51的管道、熔斷器8的水冷卻器81的管道、電抗器9的通嘴、母線IO的通孔、分流器ll兩側(cè)連通的孔和柜體l的出口依次連接；將空氣一水換熱器13的銅管或鋁管的進嘴、出嘴分別連接柜體l的進口、出口即可。
權(quán)利要求1、一種全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，它包括柜體(1)，所述的柜體內(nèi)設有橫梁和封板并通過緊固件安裝有功率變換電路和控制系統(tǒng)，其中，所述功率變換器電路的結(jié)構(gòu)為斷路器(2)、接觸器(3)、整流變壓器(4)依次串聯(lián)后分為兩路，其中一路連接半導體元件(5)，另一路依次連接電容器(6)和電阻器(7)，兩路相交后再依次串聯(lián)熔斷器(8)、電抗器(9)、母錢(10)和分流器(11)，所述的控制系統(tǒng)包括信號采集顯示器(12)，所述的信號采集顯示器(12)的信號輸入端與分流器(11)的信號輸出端的相連，信號采集顯示器(12)的信號輸出端連接半導體元件(5)的信號輸入端；其特征在于所述的柜體(1)為設有進、出口的全封閉結(jié)構(gòu)，所述的整流變壓器(4)、半導體元件(5)、電阻器(7)、熔斷器(8)、電抗器(9)、母線(10)和分流器(11)為高發(fā)熱量器件，它們均設有用于通過液體冷卻介質(zhì)的通道，所述的液體冷卻介質(zhì)通道的兩端均連接所述柜體(1)的進、出口；所述的斷路器(2)、接觸器(3)和電容器(6)為低發(fā)熱量器件，它們均設有用于冷卻柜體(1)內(nèi)部空氣的空氣-液體換熱器，所述的空氣-液體換熱器設有連接所述柜體(1)進、出口的管道；所述的橫梁、封板和緊固件為渦流發(fā)熱器件，它們均由低導磁性金屬制成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，其特征在于所述的高發(fā)熱量器件的整流變壓器(4)的一級、二級線圈和電抗器(9)的線圈均采用中空的銅管繞制成，且整流變壓器(4)的一級、二級線圈的銅管和電抗器(9)的銅管的兩端設有與柜體(1)的進、出口相連的通嘴；半導體元件(5)和熔斷器(8)至少一面安裝有液體冷卻器，所述的液體冷卻器內(nèi)設有通有液體冷卻介質(zhì)的管道，該管道與柜體(1)的進、出口相連；母線(10)采用多孔的銅排或鋁排，所述的銅排或鋁排設有貫穿全長的通孔，該通孔與柜體(1)的進、出口相連；電阻器(7)的散熱片固定在母線(10)上，或電阻器(7)的電阻絲外面包裹有一與柜體(1)的進、出口相連的通道；分流器(11)的兩側(cè)設有連通的孔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，其特征在于所述的電阻器(7)內(nèi)設有密封的腔室，索述的腔室設有進口和出口將密封的內(nèi)腔連成通道，電阻器(7)的電阻絲安裝在腔室內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，其特征在于所述柜體(1)的進口、整流變壓器(4)的一級、二級線圈的通嘴、半導體元件(5)的液體冷卻器(51)的管道、熔斷器(8)的液體冷卻器(81)的管道、電抗器(9)的通嘴、母線(10)的通孔、分流器(11)兩側(cè)連通的孔和柜體(1)的出口依次連接，包裹在電阻器(7)的電阻絲外面的通道分別連接液體冷卻器(51)的管道和液體冷卻器(81)的管道，連同成一相互連通的液體冷卻介質(zhì)通道。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，其特征在于所述的空氣一液體換熱器(13)采用中空的毛細銅管或鋁管蛇行繞制成，銅管或鋁管兩端設有分別設有進嘴、出嘴，所述的進嘴、出嘴分別與所述柜體(1)的進、出口相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，其特征在于所述的空氣一液體換熱器(13)還設有風機(14)，所述的風機(14)固定安裝于空氣-水換熱器(13)的側(cè)面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，其特征在于所述的半導體元件(5)和/或熔斷器(8)的一面安裝有液體冷卻器，另一面安裝液體冷卻器或風冷散熱器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，其特征在于所述的低導磁性金屬為鋁材或不銹鋼。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，其特征在于所述高發(fā)熱量器件內(nèi)通有的液體冷卻介質(zhì)為高純度水。
專利摘要本實用新型涉及一種全封閉水冷型的金屬表面處理用整流電源裝置，它包括設有進出口的柜體、高發(fā)熱量器件、低發(fā)熱量器件和渦流發(fā)熱器件，其中，柜體是全密封結(jié)構(gòu)，高發(fā)熱量器件采用管道直接用水冷卻的方式，低發(fā)熱量器件采用一柜體內(nèi)部空氣為媒介的空氣—水換熱器來降低冷卻的方式，渦流發(fā)熱件則采用低磁性金屬制造，不需要整流電源內(nèi)外的空氣流動即可滿足冷卻的要求，且全密閉的柜體能夠有效防止腐蝕性氣體進入到柜體內(nèi)，大大降低各器件被腐蝕的可能，延長了整流電源的使用壽命。
文檔編號H01F27/08GK201365188SQ20082020660
公開日2009年12月16日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者丁小松 申請人:廣州電器科學研究院