[發明專利]具有隔離冷卻的耐電弧閃光殼體

有效

• 申請號: 201810410165.4
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108882618B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 加里·L·斯基賓斯基;尼奇科拉·N·古西科夫;史蒂文·J·克勞特克雷默;赫蘇斯·馬里斯卡爾;詹姆斯·P·克拉夫特;劉志軍
• 申請（專利權）人: 羅克韋爾自動化技術公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H02B1/56
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;杜誠

公開了一種具有隔離冷卻的耐電弧閃光殼體。公開的示例包括一種具有隔離或分隔的流動路徑以及改進的電弧閃光耐受性的殼體。在一個示例中，12型、50℃外界公共總線電力轉換殼體設計針對嵌入式電子器件的高可靠性來提供增強的電弧閃光保護和隔離冷卻。示例殼體和系統可以與AC/DC轉換器結合使用以用于馬達驅動器或馬達控制中心，和/或用于具有模塊化陽極控制(MAC)系統的電鍍或涂覆系統，以實現對工件和其他最終應用的陽極DC電鍍。

相關專利和申請的交叉引用

本申請要求于2017年5月8日提交的美國臨時專利申請序列第62/503,246號的提交日期的優先權和權益，該申請通過引用并入本文中。

技術領域

本發明涉及具有隔離冷卻的耐電弧閃光殼體。

背景技術

電氣殼體和機柜可以用于各種工業和自動化應用中。一般而言，電氣殼體通常包括由大尺寸的金屬板制成的殼體或者箱體。殼體被配置成將電氣電路以及電氣部件支承在其中，并且接收和發送電力和數據信號。殼體可以包括例如用于容置諸如接觸器和其他開關的部件的小的和大的獨立單元。此外，可以采用較大殼體來容置各種電力電子設備、控制電路、馬達驅動器等。例如，在工業中，通常會發現大的殼體被劃分為用于單相和三相開關、馬達控制器、可編程邏輯控制器，數據和電力網絡接口等的隔間或隔段。

殼體中的電氣部件的設計和操作的一個挑戰涉及設計耐受內部電弧故障(也稱為電弧、電弧故障、電弧閃光、電弧作用閃光等)的機械和熱效應的殼體。例如，某些類型的電氣故障可能產生電弧，電弧可以使鄰近的部件加熱甚至蒸發并且產生突然的壓力增大以及局部過熱。盡管保護電路系統的開發已經專注于非常迅速地中斷這樣的故障，然而即使幾個周期的交變電流也足以使連線、絕緣件以及甚至部件外殼蒸發。這樣的故障可以導致熱氣體體積膨脹并且必須在殼體內或從殼體被輸送和/或排放。此外，故障可以產生高溫和壓力增大，其在電氣殼體上產生機械和熱應力。電弧故障可以引起對設備和設施的損壞并且由于損失產生而增加了成本。它們也可能由于操作員控制裝置位于一些殼體的前門上而對附近的人員造成危險。因此，已經開發了工業標準和指南作為由制造商證明電氣殼體可以耐受內部電弧故障的機械和熱效應的方式。

殼體中的電氣部件的設計和操作的另一個挑戰涉及對殼體內的電氣部件的冷卻以及提供免受外部環境中的灰塵和水分的一定程度的環境保護?？諝饫鋮s式殼體通常具有一個或更多個過濾式或非過濾式進氣通孔以及一個或更多個出氣通孔，其被配置為用于將外界空氣抽進殼體的流動路徑的一部分。被抽進殼體的外界空氣吸收來自內部部件的熱，然后被排放回外界環境。然而，空氣冷卻所必需的進氣通孔和排氣通孔關于在電弧故障發生時電弧等離子體從其中逸出的可能性提出了挑戰。

發明內容

公開的示例包括具有隔離或分隔的流動路徑以及改進的電弧閃光耐受性的殼體。在一個示例中，12型、額定50℃的外界公共總線電力轉換殼體設計針對嵌入式電子器件的高可靠性來提供增強的電弧閃光保護和隔離冷卻，以及提供了免受循環灰塵、掉落的污垢和滴落的非腐蝕性液體的一定程度的保護。示例殼體和系統可以與AC/DC轉換器結合使用以用于具有模塊化陽極控制(MAC)系統的電鍍或涂覆系統，以實現工件和其他最終應用的陽極DC電鍍。其他示例外殼和系統在各種應用中廣泛使用。

根據本公開內容的一個方面，一種殼體包括：第一隔室，其在第一受控溫度范圍操作，第一隔室包括變頻驅動器；第二隔室，其在高于第一受控溫度范圍的第二受控溫度范圍操作，第二隔室包括磁性部件和較高額定溫度部件；第一進氣通孔，其將外界空氣接收進第一隔室中；第二進氣通孔，其將外界空氣接收進第二隔室中；以及鼓風機，其將空氣從第一隔室和第二隔室引導出殼體。被抽進第一隔室中的外界空氣沿從第一進氣通孔延伸到鼓風機的第一流動路徑流動，被抽進第二隔室中的外界空氣沿從第二進氣通孔延伸到鼓風機的第二流動路徑流動，并且第一流動路徑的端部在鼓風機之前與第二流動路徑接合。