[發明專利]一種中低速懸浮列車懸浮控制器散熱裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 201310454966.8
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103533810B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 孫憲忠;徐俊起;馬衛華;武明;許震;李曉東;胡維強
• 申請（專利權）人: 山東和順電氣有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;F25B21/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 呂利敏

技術領域

本發明涉及一種中低速懸浮列車懸浮控制器散熱裝置及其工作方法，屬于列車懸浮控制器散熱降溫的技術領域。

背景技術

隨著電子元件的集成化以及控制理論和轉子動力學的發展，經過多年的研究工作，國內外對該項技術的研究都取得了很大的進展。但是不論是在理論還是在產品化的過程中，該項技術都存在很多的難題，其中磁懸浮列車的技術難題是懸浮與推進以及一套復雜的控制系統，它的實現需要運用電子技術、電磁器件、直線電機、機械結構、計算機、材料以及系統分析等方面的高技術成果。需要攻關的是組成系統的技術和實現工程化。

隨著磁懸浮在運輸列車領域的應用，其中所搭載的磁懸浮控制器在磁懸浮列車上的精確安裝、安全運行成為現有技術亟待提高的技術問題：尤其是所述磁懸浮控制器的散熱問題。現有技術中，未防止磁懸浮控制器中精密半導體元器件在無塵環境工作，因此多在磁懸浮控制器采用無塵全封閉罩體對其進行封閉，但是此安裝方式埋藏著巨大的安全生產隱患：其散熱效果不良，易使磁懸浮控制器中的元件局部過熱，導致失靈、擊穿或引起火災。針對此不足，現有往往通過在所述磁懸浮控制器外殼上設置風扇、散熱翅片等結構以增加對磁懸浮控制器的整體散熱，例如，中國專利CN102005989A公開了一種磁懸浮列車的懸浮控制器,包括箱體和IGBT等電器件,其箱體為鋁材料鑄造而成,底部有散熱翅;其主電路輸入端保護熔斷器和控制電路輸入端保護熔斷器安裝在絕緣板上,組成絕緣板組件;其支撐電容器和接線端子安裝在鋁質安裝板上,組成安裝板組件;其電流傳感器、電壓傳感器電路板、輸出濾波電抗器、充電電阻和放電電阻安裝在“L”型安裝板的底面上,充電接觸器與主接觸器安裝在“L”型安裝板的側面上,組成“L”型安裝板組件。本發明的IGBT等發熱電器件安裝在箱體內部底面上,其熱量可被箱體散掉。該專利中所記載箱體作為散熱器時，特意在箱體的底部設置散熱翅片，這樣省掉了專門為IGBT配置的散熱器,箱體即為散熱器,但是在實際應用時，僅通過箱體散熱，其控制器內部電路的熱量難以及時排散，大大降低了元器件的工作壽命，影響控制器的正常工作。

實踐表明，該散熱方法只能滿足短距離列車的需要，然而當磁懸浮控制器工作時間過長時，其散熱效果大大下降。

由于所述磁懸浮控制器主要包括兩部分電路模塊，其中包含IGBT的電路模塊其散熱極大，如將其兩個電路模塊置于一個外殼內，勢必影響整個磁懸浮控制器的安全生產和使用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種中低速懸浮列車懸浮控制器散熱裝置。

本發明還提供一種上述中低速懸浮列車懸浮控制器散熱裝置的工作方法。

本發明的技術方案如下：

一種中低速懸浮列車懸浮控制器散熱裝置，包括安裝在列車懸浮控制器外部的外殼，在所述外殼的上安裝有半導體散熱片，所述的半導體散熱片包括安裝在外殼外部的散熱端和安裝在外殼內部的制冷端。此處設計的優點在于，針對列車懸浮控制器散熱降溫的技術領域中散熱效果不佳的缺陷，本發明采用強制冷降溫、適用于較小空間散熱的半導體散熱片對列車懸浮控制器進行散熱，其散熱效率提高80%以上。

根據本發明優選的，所述外殼內部設置有隔熱板，將所述外殼分隔為主控電路區和驅動電路區，所述列車懸浮控制器中的主控電路設置在主控電路區內，所述列車懸浮控制器中的驅動電路設置在驅動電路區內，在所述外殼的主控電路區和驅動電路區分別設置有半導體散熱片，所述的半導體散熱片包括安裝在外殼外部的散熱端和安裝在外殼內部的制冷端；此處設計的優點在于，根據列車懸浮控制器包含有不同散熱程度的電路模塊，進而將其分隔為不同的區域，對應散熱，避免熱量轉移，提高散熱效果。

根據本發明優選的，在所述半導體散熱片的散熱端外側設置有散熱用的第一風扇；在所述半導體散熱片的制冷端外側設置有吸熱用的第二風扇；在主控電路區設置的半導體散熱片的型號為TEC1-12708，在驅動電路區內設置的半導體散熱片的型號為TEC1-12705。此處設計的優點在于，采用散熱用的第一風扇對半導體散熱片的散熱端強制散熱，加速散熱效果；采用吸熱用的第二風扇對殼體內部的氣流加速擾流，加速熱空氣對流至半導體散熱片的制冷端實現散熱；本發明還針對主控電路區和驅動電路區采用不同型號的半導體散熱片進行對應散熱，達到散熱值最高。本發明有針對性的采用固定功率的半導體散熱片對列車懸浮控制器進行對應散熱，確保散熱及時，保證元件常溫工作環境中正常工作，大大避免了由于高溫致使元件損壞停車的危險。