一種用于伺服控制器或變頻器中的冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)用電機(jī)芯片散熱裝置領(lǐng)域，具體涉及一種用于伺服控制器或變頻器中的冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器大量用于工業(yè)機(jī)器，用于生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器都是長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)，特別是控制機(jī)器運(yùn)作的伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器幾乎都是不間斷地在工作，因?yàn)樗欧刂破骱妥冾l器的內(nèi)部主板芯片發(fā)熱件(包括CPU和GPU的IGBT) —直處于運(yùn)算狀態(tài)，伺服控制器和變頻器內(nèi)部IGBT (大功率的電子件)溫度很高，如果不給予散熱，就會(huì)造成內(nèi)部元器件損壞，電容爆炸元件燒毀，因此伺服控制器和變頻器是工業(yè)機(jī)器中的一種必然昂貴的消耗品。
[0003]為了給伺服控制器和變頻器內(nèi)部的發(fā)熱件IGBT芯片散熱，目前主要采取主動(dòng)式風(fēng)扇散熱和被動(dòng)式鋁片散熱兩種散熱方式。例如日本三洋、三菱、松下和中國(guó)臺(tái)達(dá)都是采用主動(dòng)式風(fēng)扇散熱和被動(dòng)式鋁片散熱。這兩種散熱方式都有很大的弊端。主動(dòng)式風(fēng)扇散熱:散熱器長(zhǎng)時(shí)間工作后，風(fēng)扇葉片上會(huì)吸附灰塵、油煙，最終造成風(fēng)扇損壞卡死；而風(fēng)扇散熱最致命的問(wèn)題是會(huì)把工廠作業(yè)的氣體灰塵吸入伺服控制器和變頻器里面，造成伺服控制器和變頻器里面沉積灰塵過(guò)多，內(nèi)部過(guò)熱損壞電子元件，進(jìn)而造成短路甚至起火、爆炸。被動(dòng)式鋁片散熱:因風(fēng)扇散熱的弊端多，因而很多伺服控制器和變頻器廠家就改為采用被動(dòng)式鋁片散熱，這種散熱方式就是在伺服控制器和變頻器里面用一個(gè)比較大的鋁材散熱翅片作為散熱器載體把伺服驅(qū)動(dòng)器PLC內(nèi)部的高溫傳遞到安裝伺服控制器和變頻器的機(jī)器設(shè)備的外殼或者電箱外殼上。這種散熱方式比風(fēng)扇散熱略好，它不會(huì)吸附灰塵到伺服控制器和變頻器里面，但是散熱效果則沒(méi)有主動(dòng)式風(fēng)扇散熱效果明顯；且因?yàn)檫@種散熱是把熱量傳導(dǎo)至電箱或者機(jī)器外殼，過(guò)高的熱量又會(huì)引起其他電器設(shè)備的溫度問(wèn)題，影響到其他電子元件的穩(wěn)定性。
[0004]專(zhuān)利CN201010107787中提供一種結(jié)合上述兩種方式的優(yōu)點(diǎn)的冷卻系統(tǒng)。具體地，該冷卻系統(tǒng)應(yīng)用多個(gè)陣列排列的空氣噴射原件接收一高壓空氣，并將高壓空氣轉(zhuǎn)換為一低溫空氣。各空氣噴射元件包含一進(jìn)氣口及一出氣口。進(jìn)氣口導(dǎo)引高壓空氣至各空氣噴射元件，出氣口供低溫空氣離開(kāi)各空氣噴射元件。低溫空氣用以與機(jī)架伺服器排放的高溫空氣進(jìn)行熱交換，或者進(jìn)入機(jī)架伺服器中的伺服器機(jī)箱內(nèi)以進(jìn)行散熱。但該冷卻系統(tǒng)中仍然會(huì)用到翅片結(jié)構(gòu)，且導(dǎo)入該冷卻系統(tǒng)中的空氣未經(jīng)空氣凈化器的凈化，因而該冷卻系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)在翅片結(jié)構(gòu)中結(jié)垢、堵塞，進(jìn)而需要更換翅片結(jié)構(gòu)，由此帶來(lái)的成本基本相當(dāng)于更換整個(gè)冷卻系統(tǒng)的費(fèi)用。
[0005]因而，本領(lǐng)域技術(shù)人員還需要對(duì)用于伺服控制器或變頻器中的冷卻裝置的改進(jìn)做出努力，以解決伺服控制器或變頻器中散熱器的散熱效果和壽命問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于上述技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明的發(fā)明人研發(fā)出一種伺服控制器或變頻器的冷卻裝置，該裝置是在上述兩大散熱體系(主動(dòng)式風(fēng)扇散熱和被動(dòng)式鋁片散熱)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種新的散熱裝置，該改進(jìn)方法完全避免了風(fēng)扇吸入灰塵問(wèn)題和風(fēng)扇卡死不轉(zhuǎn)造成伺服控制器和變頻器溫度過(guò)高從而電容爆炸和元件損壞的問(wèn)題，而且該冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。本發(fā)明的冷卻裝置可以利用工廠集中供氣環(huán)境，不需要額外增加單個(gè)壓縮機(jī)。高壓氣體進(jìn)氣接頭與工廠集中供氣氣嘴相連接，接入的高壓氣體先通過(guò)水汽分離器(或油水分離器)的凈化。因?yàn)閴嚎s空氣中的水分和油氣雜質(zhì)會(huì)影響散熱裝置的壽命。首先通過(guò)高速流動(dòng)的氣體帶走熱量，再通過(guò)銅質(zhì)消聲器與環(huán)境的換熱而完成散熱過(guò)程，以達(dá)到伺服控制器和變頻器內(nèi)部發(fā)熱件高效散熱的目的。本發(fā)明提供的冷卻裝置和散熱方式在智能機(jī)器設(shè)備中應(yīng)用還可以規(guī)?；⒓苫?，使智能機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行更加穩(wěn)定。
[0007]因此，本發(fā)明提供一種用于伺服控制器或變頻器中的冷卻裝置，所述冷卻裝置包括高壓空氣進(jìn)氣管、空氣凈化器、導(dǎo)熱件和銅質(zhì)消聲器，且所述導(dǎo)熱件中包含一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)熱槽，所述導(dǎo)熱件為銅質(zhì)和/或鋁質(zhì)導(dǎo)熱件；高壓空氣經(jīng)位于進(jìn)氣管上的空氣凈化器凈化后進(jìn)入所述導(dǎo)熱槽中，帶走從所述伺服控制器或變頻器的發(fā)熱件傳遞至所述導(dǎo)熱件上的熱量，再經(jīng)銅質(zhì)消聲器中排出熱空氣而實(shí)現(xiàn)冷卻過(guò)程。
[0008]所述銅質(zhì)消聲器為商購(gòu)零件，其功能部分的主體形狀類(lèi)似于鋼筆帽(見(jiàn)圖2)，熱空氣從其開(kāi)口處(螺紋接口處)進(jìn)入銅質(zhì)消聲器，銅質(zhì)消聲器為由很多小銅珠構(gòu)成的海綿樣結(jié)構(gòu)，熱空氣從小鋼珠的縫隙中流出進(jìn)入環(huán)境空氣中，來(lái)自于伺服控制器或變頻器的發(fā)熱件中的熱量在此處實(shí)現(xiàn)散熱效果、完成散熱過(guò)程。在一種具體的實(shí)施方式中，所述銅質(zhì)消聲器為帶螺紋結(jié)構(gòu)的消聲器，使用時(shí)其螺接在所述導(dǎo)熱件上。現(xiàn)有技術(shù)中的消聲器還有諸如塑料消聲器和石材消聲器等種類(lèi)，但因前者不耐熱、后者導(dǎo)熱性不夠高，因而本發(fā)明中特地選用銅質(zhì)消聲器。本發(fā)明的冷卻裝置在長(zhǎng)時(shí)間使用后，例如使用時(shí)間超過(guò)I?2年，則銅質(zhì)消聲器中可能會(huì)積滿從空氣中帶來(lái)的污垢，此時(shí)，通過(guò)更換每個(gè)價(jià)值為幾元人民幣的銅質(zhì)消聲器即可使得整個(gè)冷卻裝置的散熱效果得到重生；而現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)使用散熱翅片等裝置來(lái)散熱時(shí)，若更換散熱翅片則等同于更換整個(gè)散熱器，因而其經(jīng)濟(jì)耗損相當(dāng)?shù)馗摺１景l(fā)明中使用銅質(zhì)消聲器在散熱的同時(shí)還能相應(yīng)達(dá)到消聲的效果，以消除高壓空氣的巨大聲響。
[0009]本發(fā)明中，所述空氣凈化器為商購(gòu)的水汽分離器或油水分離器，只要能將壓縮空氣中的水份、油份等雜質(zhì)除去的空氣凈化器皆可。本發(fā)明中設(shè)置的空氣凈化器可以使得進(jìn)入本發(fā)明冷卻裝置中的空氣變得潔凈，從而可以避免現(xiàn)有技術(shù)中容易發(fā)生的伺服控制器或變頻器在高壓環(huán)境中電離或漏電的情況。本發(fā)明中，所述熱空氣并不限定其溫度為某個(gè)范圍，只因?yàn)閺你~質(zhì)消聲器中排出的熱空氣的溫度必然高于進(jìn)入導(dǎo)熱槽中的高壓空氣的溫度，因而將其命名為熱空氣。
[0010]在一種【具體實(shí)施方式】中，所述導(dǎo)熱槽中除其進(jìn)氣孔和出氣口以外的其余部分密封設(shè)置。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，導(dǎo)熱槽的進(jìn)氣孔與所述高壓空氣進(jìn)氣管連通，而導(dǎo)熱槽的出氣口與所述銅質(zhì)消聲器連通。本發(fā)明中，高壓空氣并不會(huì)直接吹向所述伺服控制器或變頻器的發(fā)熱件，而是通過(guò)導(dǎo)熱件背面與所述發(fā)熱件的貼合來(lái)實(shí)現(xiàn)該處的傳熱。
[0011]優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱槽的個(gè)數(shù)為兩個(gè)或以上，且在每個(gè)導(dǎo)熱槽的氣體流動(dòng)下游相應(yīng)設(shè)置有一個(gè)用于排出熱空氣并與外界直接進(jìn)行熱交換的銅質(zhì)消聲器。本發(fā)明中，對(duì)所述導(dǎo)熱槽的形狀沒(méi)有任何限定，其形狀例如為直條型、弧條型、圓環(huán)型等，根據(jù)發(fā)熱件的形狀和結(jié)構(gòu)相應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的，本發(fā)明中設(shè)計(jì)的導(dǎo)熱槽的個(gè)數(shù)與銅質(zhì)消聲器的個(gè)數(shù)一致，且二者尺寸匹配，此時(shí)能達(dá)到最優(yōu)的散熱效果。
[0012]在一種【具體實(shí)施方式】中，所述高壓空氣進(jìn)氣管上設(shè)置有位于空氣凈化器上游的進(jìn)氣接口和位于空氣凈化器下游且與所述導(dǎo)熱槽個(gè)數(shù)相應(yīng)匹配的噴氣孔。
[0013]本發(fā)明中，所述進(jìn)氣接口可以連接機(jī)器設(shè)備本身的氣動(dòng)部件(很多機(jī)器設(shè)備中本身都含有氣動(dòng)部件)，從氣動(dòng)部件中分接一個(gè)壓縮氣體管道至本發(fā)明的冷卻裝置，該進(jìn)氣接口處可以安裝電子閥門(mén)，可作用于伺服控制器和變頻器，與機(jī)器設(shè)備同步開(kāi)機(jī)啟動(dòng)和關(guān)閉；所述進(jìn)氣接口也可以并不連接在機(jī)器設(shè)備的氣動(dòng)部件上，而從工廠集中供氣處單獨(dú)連接一條供氣管道。具體實(shí)施過(guò)程中，可根據(jù)機(jī)器和環(huán)境任意換接，只要保證本發(fā)明提供的冷卻裝置中能接入壓縮氣體(如高壓空氣)即可。
[0014]在一種【具體實(shí)施方式】中，所述噴氣孔的直徑為I?5mm。在一