[发明专利]高频热辊加热控制柜

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高频热辊加热控制柜的设计方法，尤其涉及一种低 成本、散热能力强的、高频热辊加热控制柜的设计方法，属于电气控制 柜设计领域。

背景技术：

热辊是化纤纺丝拉伸一步法工艺中的关键部件，也叫热牵伸辊。热 辊按其电感应加热频率不一样可分为工频热辊和高频热辊，工频热辊加 热频率为50赫兹，高频热辊的加热频率在千赫兹以上。高频热辊的加热 回路的功率元件为电力电子器件，一般是绝缘栅极双极型晶体管IGBT， IGBT器件在工作中散发热量使其温度升高，电流容量降低，器件易损坏。 故控制柜设计中IGBT器件的散热设计的好坏关系到高频热辊加热回路 能否稳定工作的关键环节之一。

一个加热控制柜一般十几个甚至几十个IGBT器件，它们一般安装在 铝制的散热块上，散热热块安装在控制柜上，它们其中在一起的发热量 不容小觑，该加热控制柜的冷却方法包括：一是在散热热块内设有循环 水冷管，通过冷水在管中不断循环带走热量，这种方法复杂，需要专门 的制冷设备，成本高，如外挂式水冷散热器专利，专利号01239644.3；

再就是是在控制柜上安装半导体制冷器，如半导体制冷散热全封闭 电气控制柜专利，专利号200510020100.1，该方法由于额外的增加半导 体制冷器，复杂化并增加成本；

还可以在控制柜内两个散热器的相邻端之间设有电子制冷块，电子 制冷块的低温端、高温端分别接触散热器，两个散热器通过螺杆紧固连 接，两个散热器的另一端分别固定连接有风扇，如设备电器柜的散热装 置专利，专利号200520033353.8，该方法结构复杂，成本高；

或者在柜体内设有水冷调节装置，底部设有至少一条供风管，将供 风管一端与水冷调节装置的热交换器底部连通，如控制柜的水冷调节装 置专利，专利号200620109442.0，该方法同样结构复杂，成本高。上述 方法都存在成本高、安装加工复杂的局限。

发明内容：

本发明提出一种低成本、散热能力强、安装加工简单、高频热辊加热 控制柜的设计方法，旨在解决高频热辊加热单元，主要指IGBT器件在工 作时的散热问题，使其能够稳定可靠的工作。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种高频热辊加热控制柜，包括柜体、柜体内设置内置金属散热板、 高频热辊加热单元和金属散热块，

1)所述内置金属散热板包括内侧金属散热板和外侧金属散热板，所述内 侧金属散热板和外侧金属散热板将柜体分隔成两个以上的空间，

2)所述内侧金属散热板上开有用于安装高频热辊加热单元的安装孔，所 述高频热辊加热单元设置在该安装孔内，所述金属散热块与内侧金属散 热板相连接并与高频热辊加热单元相接触。

所述金属散热块在内侧金属散热板和外侧金属散热板之间的空间内 设置。还包括进气导风板，抽风扇和排风扇，抽风扇设置在柜体顶部， 排风扇设置所述柜体下部。

所述金属散热块通过安装孔与内侧金属散热板连接。所述的进气导风 板与所述的内置金属散热板以及柜体侧壁形成竖直排风通道。

所述金属为导热性能良好的金属材料，优选为铝、铜。所述金属散热 块为中间设置有空气流通通道的盒体结构。

所述高频热辊加热单元为电力电子器件所述电力电子器件优选为 IGBT晶体管。

所述进气导风板安装在内侧金属散热板和控制柜底部之间，与控制柜 底部呈倾斜角。所述外侧金属散热板上开有用于通风的孔道。

通过采用本发明的结构设计，将常规的金属安装板改造成金属散热板， IGBT器件不仅通过+金属散热块散热，而且还因地制宜地利用控制柜的 散热金属板进行散热，在不增加一分钱成本的情况下，提高了散热面积， 大大增加散热能力。

此外，将两块金属散热板所形成空间的左右两边用柜体侧壁将其密 封，空间的最上方对着控制柜顶部的地方安装抽风风扇，控制柜底部之 间安装斜角的进气导风板，在控制柜后门底部安装进风风扇，进风风扇 对着的外侧金属散热板需要开过孔，如此就形成一个风道，在基本不散 失风力的情况下，控制柜底部的自然冷风通过散热板空隙，将空隙中IGBT 器件的散热块上的热量带走，形成很好的对流散热通道。同时金属散热 块在所述竖直排风通道内，通过风的对流效应，起到了良好的散热效果。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：