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(lǐng)域：
本實(shí)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(duì)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(qiáng)制風(fēng)冷的冷卻方式，
但是散熱效果不理想；同時(shí)，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(qiáng)制風(fēng)冷的冷卻方式會(huì)使腐蝕性氣體進(jìn)入整流電源，對(duì)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(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)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(duì)整流器破壞的 一種整流電源技術(shù)方案。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下的技術(shù)方案來實(shí)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(shè)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(dǎo)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(hào)釆集顯示器12，所述的信號(hào)采集顯示器12的信號(hào)輸入端與分流器11的信號(hào)輸出端的相連，信號(hào)采集顯示器12的信號(hào)輸出端連接半導(dǎo)體元件5的信號(hào)輸入端；其特征在于所述的柜體為設(shè)有進(jìn)、出口的全封閉結(jié)構(gòu)，所述的整流變壓器4、半導(dǎo)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(shè)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(jìn)、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(shè)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(shè)有連接所述柜體1進(jìn)、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(dǎo)磁性金屬制成。
本實(shí)用新型工作時(shí)，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(jìn)、出口接通液體冷卻介質(zhì)，它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)產(chǎn)生的熱量與流動(dòng)的液體冷卻介質(zhì)發(fā)生熱交換，實(shí)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(jìn)、出口相連，液體冷卻介質(zhì)通過該管道時(shí)，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(shí)，用低導(dǎo)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(dòng)，因此，可將本實(shí)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(jìn)入柜體內(nèi)，避免了柜體內(nèi)各器件被腐蝕的危險(xiǎn)，大大提高了整流電源的使用壽命。
在上述的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型可以做以下的改進(jìn)所述的高發(fā)熱量器件的整流變壓器4的一級(jí)、二級(jí)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(jí)、二級(jí)線圈的銅管和電抗器9的銅管的兩端設(shè)有與柜體1的進(jìn)、出口相連的通嘴；半導(dǎo)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(shè)有通有液體冷卻介質(zhì)的管道，該管道與柜體l的進(jìn)、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(shè)有貫穿全長(zhǎng)的通孔，該通孔與柜體l的進(jìn)、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(jìn)、出口相連的通道；分流器11的兩側(cè)設(shè)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(shè)于其結(jié)構(gòu)內(nèi)，不需要另外設(shè)置通道，最低限度改動(dòng)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(shí)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(jiǎn)化。
在上述的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型可以做以下的改進(jìn)所述的電阻器7內(nèi)設(shè)有密封的腔室，索述的腔室設(shè)有進(jìn)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(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做以下的改進(jìn)所述柜體l的進(jìn)口、整
流變壓器4的一級(jí)、二級(jí)線圈的通嘴、半導(dǎo)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(jìn)、出口，大大簡(jiǎn)化本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型所述的空氣-液體換熱器13釆用中空的毛細(xì)銅管或鋁管蛇行繞制成，銅管或鋁管兩端設(shè)有分別設(shè)有進(jìn)嘴、出嘴，所述的進(jìn)嘴、出嘴分別與所述柜體1的進(jìn)、出口相連。
所述的空氣-液體換熱器13還設(shè)有風(fēng)機(jī)14，所述的風(fēng)機(jī)14固定安裝于空氣-水換熱器13的側(cè)面。風(fēng)機(jī)14可進(jìn)一步加快空氣-水換熱器13的換熱效率。
在上述的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做以下的改進(jìn)所述的半導(dǎo)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(fēng)冷散熱器。
在上述的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型可以做進(jìn)一步的改進(jìn)所述的低導(dǎo)磁性金屬為鋁材或不銹鋼。
本實(shí)用新型還可以做以下的改進(jìn)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(duì)比，本實(shí)用新型的有益效果是對(duì)表面處理用整流電源內(nèi)的不同發(fā)熱器件直接或簡(jiǎn)潔采用液體冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的，無須整流電源柜的內(nèi)外空氣流動(dòng)，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(duì)整流電源的損害，提高了整機(jī)的壽命。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，此時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)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(shí)用新型實(shí)施例一的整流變壓器的一級(jí)、二級(jí)線圈的截面結(jié)構(gòu)示意
圖IO是本實(shí)用新型實(shí)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(shí)用新型實(shí)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(shí)用新型實(shí)施例一的母線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是本實(shí)用新型實(shí)施例一的分流器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖16本實(shí)用新型實(shí)施例一的母線、半導(dǎo)體元件的安裝剖視示意圖；圖17是本實(shí)用新型實(shí)施例一的母線、快熔的安裝剖視示意圖；圖18是本實(shí)用新型實(shí)施例一的空氣一水換熱器及風(fēng)機(jī)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(shí)施方式
實(shí)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(shí)用新型的實(shí)施例一，它包括設(shè)有進(jìn)、出口的柜體l，它是全封閉結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)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(dǎo)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(dǎo)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(hào)采集顯示器12，信號(hào)采集顯示器12的信號(hào)輸入端與分流器11的信號(hào)輸出端的相連，信號(hào)采集顯示器12的信號(hào)輸出端連接半導(dǎo)體元件5的信號(hào)輸入端。整流變壓器4、半導(dǎo)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(jí)、二級(jí)線圈均采用中空的銅管繞制成，且一級(jí)、二級(jí)線圈的銅管的兩端分別設(shè)有進(jìn)出水的通嘴41。銅管的內(nèi)外徑尺寸可以根據(jù)實(shí)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?qǐng)D9，且銅管的兩端分別設(shè)有進(jìn)出水的水嘴91。銅管的內(nèi)外徑尺寸可以根據(jù)實(shí)際電流
的大小選擇。
如圖12 13所示的電阻器7，它內(nèi)設(shè)有密封的腔室，腔室設(shè)有進(jìn)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(shè)有貫穿全長(zhǎng)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(shè)有連通的孔，即該孔的兩端為進(jìn)水口 111和出水口 112。
半導(dǎo)體元件5和熔斷器8為常規(guī)的型號(hào)，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(fēng)冷散熱器，水冷氣器設(shè)有管道。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)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(shè)有貫穿全長(zhǎng)的通孔，當(dāng)液體冷卻介質(zhì)通過時(shí)，同時(shí)降低半導(dǎo)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(jìn)行熱交換來達(dá)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(xì)銅管或鋁管蛇行繞制成，銅管或鋁管兩端設(shè)有分別設(shè)有進(jìn)嘴131、出嘴132，它的側(cè)面固定安裝有風(fēng)機(jī)14。將該空氣一水換熱器13和風(fēng)機(jī)14對(duì)應(yīng)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(hào)即可滿足使用的要求。
將柜體1的進(jìn)口、整流變壓器4的一級(jí)、二級(jí)線圈的通嘴、半導(dǎo)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(jìn)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(shí)，將空氣一水換熱器13的銅管或鋁管的進(jìn)嘴、出嘴分別連接柜體l的進(jìn)口、出口。本實(shí)用新型工作時(shí)，采用高純度水作為冷卻介質(zhì)經(jīng)柜體1的進(jìn)口進(jìn)入，通過與柜體l進(jìn)口相連的管道，然后由柜體l的出口流出，同時(shí)帶走整流電源內(nèi)熱量。實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)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(shí)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(jiǎn)化。將柜體l的進(jìn)口、整流變壓器4的一級(jí)、二級(jí)線圈的通嘴、半導(dǎo)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(jìn)嘴、出嘴分別連接柜體l的進(jìn)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(shè)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(dǎo)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(hào)采集顯示器(12)，所述的信號(hào)采集顯示器(12)的信號(hào)輸入端與分流器(11)的信號(hào)輸出端的相連，信號(hào)采集顯示器(12)的信號(hào)輸出端連接半導(dǎo)體元件(5)的信號(hào)輸入端；其特征在于所述的柜體(1)為設(shè)有進(jìn)、出口的全封閉結(jié)構(gòu)，所述的整流變壓器(4)、半導(dǎo)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(shè)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(jìn)、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(shè)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(shè)有連接所述柜體(1)進(jìn)、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(dǎo)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(jí)、二級(jí)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(jí)、二級(jí)線圈的銅管和電抗器(9)的銅管的兩端設(shè)有與柜體(1)的進(jìn)、出口相連的通嘴；半導(dǎo)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(shè)有通有液體冷卻介質(zhì)的管道，該管道與柜體(1)的進(jìn)、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(shè)有貫穿全長(zhǎng)的通孔，該通孔與柜體(1)的進(jìn)、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(jìn)、出口相連的通道；分流器(11)的兩側(cè)設(shè)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(shè)有密封的腔室，索述的腔室設(shè)有進(jìn)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(jìn)口、整流變壓器(4)的一級(jí)、二級(jí)線圈的通嘴、半導(dǎo)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(xì)銅管或鋁管蛇行繞制成，銅管或鋁管兩端設(shè)有分別設(shè)有進(jìn)嘴、出嘴，所述的進(jìn)嘴、出嘴分別與所述柜體(1)的進(jìn)、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(shè)有風(fēng)機(jī)(14)，所述的風(fēng)機(jī)(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(dǎo)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(fēng)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(dǎo)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(shí)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(shè)有進(jìn)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(dòng)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(jìn)入到柜體內(nèi)，大大降低各器件被腐蝕的可能，延長(zhǎng)了整流電源的使用壽命。
文檔編號(hào)H01F27/08GK201365188SQ20082020660
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)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(qǐng)人:廣州電器科學(xué)研究院