用于冷卻母線電容器的裝置和方法
【專利摘要】一種用于冷卻母線電容器的裝置和方法。本發(fā)明提供了一種用于冷卻電力部件的裝置，該裝置包括：第一夾持部，該第一夾持部具有第一弓形接合表面和第一接合面；第二夾持部，該第二夾持部具有第二弓形接合表面和第二接合面；撓性傳熱墊；以及電力部件。電力部件聯(lián)接至撓性傳熱墊，使得撓性傳熱墊基本上包圍該電力部件，第一夾持部與第二夾持部構(gòu)造成相聯(lián)接，使得第一弓形接合表面和第二弓形接合表面形成輪廓形成為接納電力部件的開口，并且第一接合面與第二接合面彼此相鄰。
【專利說明】用于冷卻母線電容器的裝置和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]不適用
[0003]關(guān)于聯(lián)邦政府資助研發(fā)的聲明
[0004]不適用
【背景技術(shù)】
[0005]文中所公開的主題總體上涉及工業(yè)控制系統(tǒng)，并且更具體地涉及為與工業(yè)控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的電力部件提供冷卻機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)和方法。
[0006]工業(yè)控制系統(tǒng)就其本身性質(zhì)而言處于各種環(huán)境中。這些環(huán)境中的一些環(huán)境可能具有各種由空氣所帶來(lái)的會(huì)損壞電氣部件的污染。替代性地，某些環(huán)境可能需要用水和/或其他化學(xué)制品定期清潔，但水和/或其他化學(xué)制品也會(huì)損壞敏感的電氣和電力部件。此外，一些環(huán)境可能需要壓力沖洗，從而需要電氣外殼來(lái)防止液體接觸電氣部件而導(dǎo)致?lián)p壞的或危險(xiǎn)的情況。因此，工業(yè)控制系統(tǒng)在包含潛在污染的環(huán)境中的安裝可能需要專門的安裝系統(tǒng)來(lái)保護(hù)電氣部件。
[0007]當(dāng)工業(yè)控制系統(tǒng)安裝在需要使工業(yè)控制系統(tǒng)與潛在污染隔開的環(huán)境中時(shí)，電氣部件通常布置在外殼中。這些外殼根據(jù)所需的密封等級(jí)通?？梢栽O(shè)計(jì)成防止液體的進(jìn)入或者在某些情況下防止外部空氣進(jìn)入。由于這些密封的外殼通常比標(biāo)準(zhǔn)的電氣外殼更昂貴，因此，這些密封的外殼通常被定尺寸成容置多個(gè)部件從而可以減少所需的外殼的數(shù)目。這往往導(dǎo)致通向各個(gè)設(shè)備和流程以及來(lái)自各個(gè)設(shè)備和流程的線纜管道路線很長(zhǎng)，因此增大了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。
[0008]另外，這些外殼的密封性質(zhì)要求這些外殼通常比非密封的外殼大以適應(yīng)內(nèi)部電氣部件所產(chǎn)生的熱。由于外殼會(huì)被要求相對(duì)于外部空氣密封，因此對(duì)內(nèi)部電氣部件的有效冷卻是困難的并且通常需要使外殼的尺寸相當(dāng)大以確保熱量可以被充分地耗散。這種額外的尺寸還增大了外殼的材料成本并且需要將更多的工業(yè)環(huán)境不動(dòng)產(chǎn)分配給這些外殼。除需要用于材料和安裝的額外資本以外，這種空間的低效使用還會(huì)對(duì)工業(yè)環(huán)境的效率和利用產(chǎn)生極大的影響。
[0009]可以使用諸如散熱器之類的被動(dòng)散熱裝置來(lái)耗散上述部件所產(chǎn)生的熱。另外，散熱器可以與諸如攪拌風(fēng)扇之類的主動(dòng)冷卻裝置配合使用，或者在可行的情況下散熱器可以代替主動(dòng)冷卻裝置使用。散熱器需要外殼中的額外的空間并且需要足夠的風(fēng)量來(lái)有效地耗散所產(chǎn)生的熱。此外，散熱器因其幾何特征而可能難以應(yīng)用于某些電力部件。主要的示例為諸如用作用于變頻驅(qū)動(dòng)器的母線電容器之類的電力電容器。這些裝置通常是圓柱形的并且在一些情況下是脆的。試圖用散熱器帶走來(lái)自電力電容器的熱可能較困難，原因在于散熱器依賴于與該裝置的熱效率聯(lián)接來(lái)適當(dāng)?shù)睾纳?lái)自所述部件的熱。熱效率聯(lián)接通常通過將盡可能多的部件布置成以緊密的物理連接的方式與散熱器接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而確保來(lái)自該部件的熱可以容易地傳遞至散熱器。
[0010]通常，所述部件在部件的大致平坦部分上連接至散熱器以允許以最大的表面區(qū)域與散熱器接觸。這些大致平坦表面通常還為部件的最牢固的部分，從而允許部件與散熱器之間的牢固的聯(lián)接。然而，電容器并且特別是電力電容器的形狀通常是圓柱形，從而使得難以將散熱器聯(lián)接至電容器。此外，圓柱形電容器容易因很小的力而變形。電力電容器的變形會(huì)不利地影響電容器的特性，甚至導(dǎo)致故障，這會(huì)導(dǎo)致計(jì)劃外的維修停工。這種情況因許多電力電容器的不一致性而變得更加復(fù)雜，從而使得難以生產(chǎn)可以聯(lián)接至電力電容器以在防止電力電容器的物理變形或損壞的同時(shí)允許有效的冷卻的散熱器。
[0011 ]因此，具有下述裝置和方法將是有利的:該裝置和方法允許散熱器安全且有效地聯(lián)接至諸如電容器之類的電力部件，以在減小對(duì)電力部件的物理?yè)p壞的可能性的同時(shí)有效地冷卻該電力部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]用于冷卻電力部件的設(shè)備的實(shí)施方式包括:第一夾持部，該第一夾持部具有第一弓形接合表面和第一接合面;第二夾持部，該第二夾持部具有第二弓形接合表面和第二接合面;撓性傳熱墊；以及電力部件。電力部件聯(lián)接至撓性傳熱墊，使得撓性傳熱墊基本上包圍該電力部件，第一夾持部與第二夾持部構(gòu)造成相聯(lián)接而使得第一弓形接合表面和第二弓形接合表面形成輪廓形成為接納電力部件的開口，并且第一接合面與第二接合面彼此相鄰。
[0013]冷卻電力部件的方法的實(shí)施方式包括:用撓性傳熱墊包圍電力部件;使電力部件與第一夾持部的第一弓形接合表面相鄰地定位;將第二夾持部聯(lián)接至具有第一弓形接合表面的第一夾持部;使第一弓形接合表面和第二弓形接合表面接合撓性傳熱墊；以及將第一夾持部緊固至第二夾持部以利用固定裝置夾持電力部件和撓性傳熱墊。
[0014]電力電容器散熱夾持裝置的實(shí)施方式包括:第一夾持部，該第一夾持部與散熱器一體地形成，該第一夾持部具有第一大致弓形接合表面和第一接合面;第二夾持部，該第二夾持部具有第二大致弓形接合表面和第二接合面;撓性傳熱墊；以及圓柱形電力部件。電力部件聯(lián)接至撓性傳熱墊，使得撓性傳熱墊基本上包圍該電力部件，第一夾持部與第二夾持部構(gòu)造成相聯(lián)接，使得第一弓形接合表面和第二弓形接合表面形成輪廓形成為接納電力部件的開口，并且第一接合面和第二接合面彼此相鄰。
【附圖說明】
[0015]下文將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且:
[0016]圖1示出了電力部件夾持組件的示例實(shí)施方式的正視圖。
[0017]圖2為電力部件夾持組件的實(shí)施方式的放大圖。
[0018]圖3為多個(gè)電力部件夾持組件的實(shí)施方式的正視圖。
[0019]圖4為一體式散熱器夾持裝置的實(shí)施方式的軸測(cè)圖。
[0020]圖5為一體式散熱器夾持裝置的實(shí)施方式的截面軸測(cè)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，貫穿附圖，相同的附圖標(biāo)記用以表示相同的元件。在以下描述中，出于說明的目的，陳述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，可能明顯的是，本發(fā)明可以在不具有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他示例中，周知的結(jié)構(gòu)和裝置以框圖的形式示出以有助于描述本發(fā)明。
[0022]圖1示出了電力部件夾持裝置100的可能的實(shí)施方式。單個(gè)部件夾持裝置100可以具有下部部分102和上部部分104。下部部分102和上部部分104可以是機(jī)加工的金屬。在一個(gè)實(shí)施方式中，下部部分102和上部部分104可以是鑄造的金屬。另外，可以使用如本領(lǐng)域中已知的其他適當(dāng)?shù)闹圃旆椒?，諸如金屬注射模制(MIM)、沖壓等。下部部分102和上部部分104可以由具有導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的金屬或金屬合金。非限制性示例包括鋼、鋁和銅。在優(yōu)選實(shí)施方式中，下部部分102和上部部分104可以由相同的材料形成以確保上部部分104與下部部分102之間的一致的熱膨脹及收縮。
[0023]下部部分102可以具有大致平坦的下表面106，該大致平坦的下表面106可以用于將下部部分102安裝至對(duì)應(yīng)的表面。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)的表面可以是散熱器。下部部分102還可以具有用于將下部部分102聯(lián)接至對(duì)應(yīng)的表面的多個(gè)附接點(diǎn)108、110。所述多個(gè)附接點(diǎn)108、110可以是允許用于將裝置緊固的緊固件裝置穿過的通孔。另外，附接點(diǎn)108、110可以是允許帶螺紋緊固件將下部部分102聯(lián)接至對(duì)應(yīng)的表面的帶螺紋通孔。下部部分102的特征還可以在于延伸出來(lái)的安裝凸部112、114。附接點(diǎn)108、110可以位于安裝凸部112、114上，如圖1中所示。替代性地，安裝凸部112、114可以用作允許下部部分102被夾持至對(duì)應(yīng)的表面的夾持點(diǎn)。下部部分102還可以具有大致平坦的上表面116。下部部分102還可以具有多個(gè)聯(lián)接孔口 118、120。多個(gè)下聯(lián)接孔口 118、120可以沿著與下表面106和上表面116大致垂直的平面延伸。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)下聯(lián)接孔口 118、120可以從上表面116延伸至下表面106。替代性地，所述多個(gè)下聯(lián)接孔口 118、120可以在上表面116與下表面106之間延伸固定的距離。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)下聯(lián)接孔口可以是帶螺紋的。下部部分102還可以具有沿著與上表面116大致平行的平面延伸的大致弓形的下夾持特征部122。在一個(gè)實(shí)施方式中，下夾持特征部122可以具有下避讓(relief)部124。在一個(gè)實(shí)施方式中，下避讓部124可以具有弓形形狀。
[0024]上部部分104可以具有安裝表面126。安裝表面126可以定形狀成聯(lián)接至下部部分102的上表面116。在一個(gè)實(shí)施方式中，安裝表面126可以是大致平坦的以與上表面116齊平聯(lián)接。上部部分104可以具有沿著與安裝表面126大致垂直的平面延伸的多個(gè)上聯(lián)接孔口128、130。上聯(lián)接孔口 128、130可以定位成與下聯(lián)接孔口 118、120對(duì)準(zhǔn)以允許緊固件插入穿過上聯(lián)接孔口 128、130和相應(yīng)的下聯(lián)接孔口 118、120。上聯(lián)接孔口 128、130可以具有與下聯(lián)接孔口 118、120相同的直徑。替代性地，上聯(lián)接孔口 128、130可以具有比下聯(lián)接孔口 118、120的直徑略大的直徑以允許制造公差。在一個(gè)實(shí)施方式中，上聯(lián)接孔口 128、130的直徑可以比下聯(lián)接孔口 118、120的直徑大出約5%至大約20%。上部部分104可以具有沿著與安裝表面126大致平行的平面延伸的大致弓形的上夾持特征部132。上夾持特征部132可以具有上避讓部134。在優(yōu)選實(shí)施方式中，上夾持特征部132可以與下夾持特征部122成鏡像。
[0025]當(dāng)下部部分102與上部部分104聯(lián)接時(shí)，下夾持特征部124和上夾持特征部134可以形成大致環(huán)形夾持孔口 136。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)下部部分102與上部部分104聯(lián)接時(shí)，下夾持特征部124和上夾持特征部134可以形成多個(gè)側(cè)避讓特征部138、140。側(cè)避讓特征部138、140可以定位成與下避讓特征部124和上避讓特征部134成大約九十度，但也可以設(shè)想其他位置。
[0026]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，可以看到夾持孔口136的放大圖。夾持孔口 136可以接納電力部件200。在一個(gè)實(shí)施方式中，電力部件200的形狀可以是圓柱形。在特定的實(shí)施方式中，電力部件200可以是電容器。通常，夾持孔口 136可以定輪廓成接納電力部件。電容器一一包括電力電容器一一可以呈各種尺寸。在一個(gè)實(shí)施方式中，電力部件夾持裝置100可以?shī)A持直徑為大約22mm至大約35mm的電容器。然而，夾持孔口也可以定尺寸成容置直徑小于22mm的電容器以及直徑大于35mm的電容器。另外，電力部件夾持裝置100可以?shī)A持任意類型的圓柱形電容器。此外，應(yīng)當(dāng)知曉，各個(gè)圖中示出的電容器的圖示僅是出于說明的目的而不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制。
[0027]繼續(xù)參照?qǐng)D2，電力部件200可以被觀察到位于下部部分102與上部部分104之間的夾持孔口 136中。在一個(gè)實(shí)施方式中，電力部件200可以被介電絕緣體202部分地或完全地包圍。在一個(gè)實(shí)施方式中，介電絕緣體202可以為包圍電力部件200的膠帶。替代性地，介電絕緣體202可以是諸如能夠應(yīng)用于電力部件200的聚酰亞胺薄膜之類的介電薄膜。介電絕緣體可以具有大約IMil至大約5Mil的厚度，或者具有更大或更小的厚度。介電絕緣體202可以具有大約600伏特至大約1000伏特的電絕緣額定值。然而，在某些應(yīng)用中，介電絕緣體202可能需要大于1000伏特的電絕緣額定值。
[0028]電力部件200可以被諸如導(dǎo)熱墊204之類的適形導(dǎo)熱材料包圍。導(dǎo)熱墊204可以用于防止電力部件200與電力部件夾持裝置100之間的氣隙以使熱導(dǎo)率最大。因此，導(dǎo)熱墊204可以用于將來(lái)自電力部件的熱有效地傳遞至夾持裝置100。在一個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)熱墊204可以具有大約1.0W/mk或更大或更小的熱導(dǎo)率。導(dǎo)熱墊204可以具有大約0.508mm至大約6.350mm的厚度，或者具有更大或更小的厚度。在優(yōu)選實(shí)施方式中，導(dǎo)熱墊204可以具有大約2.0mm的厚度。導(dǎo)熱墊204可以在一側(cè)或兩側(cè)上具有類似粘合劑的粘性物，以便在導(dǎo)熱墊204被放置就位時(shí)減少導(dǎo)熱墊204的運(yùn)動(dòng)。替代性地，可以利用涂覆至導(dǎo)熱墊204和電力部件200的粘合劑將導(dǎo)熱墊204附接至電力部件200。在其他實(shí)施方式中，可以通過靠著夾持孔口 136中的電力部件200壓縮導(dǎo)熱墊204而使導(dǎo)熱墊204被保持就位。導(dǎo)熱墊204可以具有適形構(gòu)造以使得可以在無(wú)需向電力部件200施加顯著壓力的情況下壓縮導(dǎo)熱墊204。導(dǎo)熱墊204可以具有撓性結(jié)構(gòu)以允許導(dǎo)熱墊204圍繞電力部件200成形。
[0029]圖2示出了包圍電力部件200并且被上部部分104和下部部分102壓縮的導(dǎo)熱墊204。當(dāng)導(dǎo)熱墊204被壓縮時(shí)，適形構(gòu)造可以使導(dǎo)熱墊204移動(dòng)并填充在夾持孔口 136的下避讓特征部124、上避讓特征部134以及側(cè)避讓特征部138、140中的空間中。允許導(dǎo)熱墊204擴(kuò)張到所述多個(gè)避讓特征部124、134、138、140中可以在減小因上部部分104與下部部分102之間的壓縮而施加在電力部件上的壓力的同時(shí)允許電力部件緊固在夾持孔口 136中。這在試圖在不損壞裝置的結(jié)構(gòu)一體性的同時(shí)建立與諸如電容器之類的電子部件的熱連接的情況下可能是關(guān)鍵的。
[0030]簡(jiǎn)要地參照?qǐng)D1，夾持孔口136的直徑可以比位于夾持孔口中的電力部件200的直徑大出大約5%至大約10%。然而，根據(jù)需要，夾持孔口 136的直徑可以比電力部件200的直徑大10%或小5%。上避讓孔口 134和下避讓孔口 124的直徑可以為電力部件200的直徑的大約30%至大約40%。側(cè)避讓孔口 138、140的直徑可以為電力部件200的直徑的大約50%至大約 60 %。
[0031]現(xiàn)在參照?qǐng)D3，可以觀察到多電力部件夾持裝置300ο多電力部件夾持裝置300具有下部部分302和上部部分304。下部部分302可以包括多個(gè)大致弓形下夾持特征部306、308、310、312。上部部分304可以包括多個(gè)大致弓形的上夾持特征部314、316、318、320。下部部分302可以具有沿著與下安裝表面328大致垂直的平面延伸的多個(gè)聯(lián)接孔口 322、324、326。上部部分304可以具有能夠沿著與安裝表面336大致垂直的平面延伸的多個(gè)上聯(lián)接孔口 330、332、334。上聯(lián)接孔口 330、332、334能夠定位成與下聯(lián)接孔口 322、324、326對(duì)準(zhǔn)以允許緊固件插入穿過上聯(lián)接孔口 330、332、334和相應(yīng)的下聯(lián)接孔口 322、324、326從而將下部部分302聯(lián)接至上部部分304。
[0032]當(dāng)下部部分302與上部部分304聯(lián)接時(shí)，下夾持特征部306、308、310、312和上夾持特征部314、316、318、320能夠形成多個(gè)大致環(huán)形的夾持孔口 338、340、342、344。環(huán)形夾持孔口 338、340、342、344中的每一者均可以包括如圖1中所示的下避讓特征部、上避讓特征部和側(cè)避讓特征部。此外，夾持孔口 338、340、342、344可以與圖1的單個(gè)夾持孔口 136類似地定尺寸。盡管多電力部件夾持裝置300在圖3中被示出為具有四個(gè)夾持孔口 338、340、342、344，然而，應(yīng)當(dāng)知曉，所公開的多電力部件夾持裝置300也可以具有多于四個(gè)的夾持孔口或少于四個(gè)的夾持孔口。
[0033]電力部件夾持裝置的另一實(shí)施方式可以在圖4中觀察到。圖4示出了一體式散熱器夾持裝置400。在該實(shí)施方式中，下夾持部402可以一體地形成到散熱器組件404中。在一個(gè)實(shí)施方式中，下夾持部402和散熱器組件404可以鑄造成單個(gè)組件。在替代性實(shí)施方式中，下夾持部402和散熱器組件404可以被機(jī)加工成形成一體式散熱器夾持裝置400。在一個(gè)實(shí)施方式中，散熱器夾持裝置可以利用鋁合金構(gòu)造而成。盡管在散熱器夾持裝置的構(gòu)造中可以使用各種類型的材料，但是應(yīng)當(dāng)選定具有足以耗散電力部件所產(chǎn)生的熱的材料。在優(yōu)選實(shí)施方式中，散熱器夾持裝置402應(yīng)當(dāng)具有1°C/W或以上的熱阻(在電力部件與下夾持部402和散熱器組件404相接的位置之間測(cè)得)。
[0034]散熱器404可以具有用于增大散熱器404的表面面積從而增大散熱器的熱導(dǎo)率的多個(gè)翅片406。在一些實(shí)施方式中，夾持件和散熱器可以耗散的電容器所產(chǎn)生的熱的量多達(dá)自由對(duì)流冷卻所耗散的量的兩倍。這可以消除對(duì)電力部件的主動(dòng)冷卻(例如強(qiáng)制空氣流動(dòng))的需要。盡管散熱器404示出了直翅片散熱器設(shè)計(jì)，但是在散熱器夾持裝置400中也可以使用其他類型的散熱器設(shè)計(jì)。例如，如果適用，可以使用針式翅片、外擴(kuò)式翅片或其他翅片設(shè)
i+o
[0035]散熱器夾持裝置400可以具有用于將散熱器夾持裝置400聯(lián)接至單獨(dú)的結(jié)構(gòu)的多個(gè)開口 408、410、412、414。在一個(gè)實(shí)施方式中，單獨(dú)的結(jié)構(gòu)可以是電氣外殼。替代性地，單獨(dú)的結(jié)構(gòu)可以是一件設(shè)備或機(jī)器。散熱器夾持裝置400還可以具有用于提供與單獨(dú)的結(jié)構(gòu)的齊平配合的大致平坦的安裝表面416。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以將密封墊(未示出)應(yīng)用至大致平坦的安裝表面416以在散熱器夾持裝置400與單獨(dú)的結(jié)構(gòu)之間提供密封。密封墊可以為成型密封墊，諸如由橡膠或泡沫類型的材料制成的密封墊。替代性地，密封墊可以呈諸如硅之類的液態(tài)密封墊的形式?？梢赃x定密封墊以達(dá)到特定的環(huán)境等級(jí)。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以使用密封墊來(lái)達(dá)到NEMA 4/4x的環(huán)境等級(jí)。
[0036]下夾持部402可以一體地形成到散熱器夾持裝置400中，如圖4中所示。下夾持部402可以具有多個(gè)下夾持特征部418、420、424、424。在一個(gè)實(shí)施方式中，下夾持部402可以具有四個(gè)夾持特征部;然而，應(yīng)當(dāng)知曉，下夾持部402可以具有多于四個(gè)的夾持特征部或少于四個(gè)的夾持特征部。下夾持部402可以具有多個(gè)大致平坦的配合表面426、428、430、432。配合表面426、428、430、432可以定尺寸成與稍后討論的上夾持部上的對(duì)應(yīng)的配合表面相配合。配合表面426、428、430、432中的一者或更多者可以具有一個(gè)或更多個(gè)下聯(lián)接孔口 434、436。在一個(gè)實(shí)施方式中，下聯(lián)接孔口可以是帶螺紋的。替代性地，所述一個(gè)或更多個(gè)配合表面426、428、430、432可以具有其他聯(lián)接機(jī)構(gòu)，例如螺紋桿、舌片和槽特征部等。
[0037]轉(zhuǎn)向圖5，可以觀察到散熱器夾持裝置400的剖視圖。上聯(lián)接部502可以聯(lián)接至下夾持部402。上聯(lián)接部502可以具有多個(gè)上夾持特征部504、506、508、510。上夾持部502可以具有數(shù)目與下夾持部402上的下夾持特征部的數(shù)目對(duì)應(yīng)的上夾持特征部。上夾持部502可以具有與下聯(lián)接部402上的配合表面426、428、430、432對(duì)應(yīng)的多個(gè)大致平坦的配合表面512、514、516、518。配合表面512、514、516、518中的一者或更多者可以具有一個(gè)或更多個(gè)上聯(lián)接孔口 520、522。在一個(gè)實(shí)施方式中，上聯(lián)接孔口 520、522可以是帶螺紋的。替代性地，所述一個(gè)或更多個(gè)配合表面512、514、516、518可以具有其他聯(lián)接機(jī)構(gòu)，諸如螺紋桿、舌片和槽特征部等。
[0038]當(dāng)下部部分402與上部部分502聯(lián)接時(shí)，下夾持特征部418、420、422、424與上夾持特征部504、506、508、510可以形成多個(gè)大致環(huán)形夾持孔口 524、526、528、530。環(huán)形夾持孔口524、526、528、530中的每一者均可以包括如圖1中所示的下避讓特征部、上避讓特征部和側(cè)避讓特征部。此外，夾持孔口 524、526、528、530可以與圖1的單個(gè)夾持孔口 136類似地定尺寸。
[0039]圖5示出了位于夾持孔口528中的電力部件532。電力部件532被導(dǎo)熱墊534包圍。這提供了利用散熱器夾持裝置400夾持電力部件532的示例性圖示。
[0040]電力部件532可以利用各種方法夾持到散熱器夾持裝置400中。在一個(gè)優(yōu)選方法中，電力部件532首先被介電帶(未示出)包繞并且隨后被導(dǎo)熱墊534包圍。電力部件532隨后可以布置到下夾持部402的下夾持特征部422中使得導(dǎo)熱墊534在電力部件532的整個(gè)長(zhǎng)度上或者在該長(zhǎng)度的一部分上接觸下夾持特征部422。該步驟可以針對(duì)安裝在下夾持部402中的每個(gè)電力部件532重復(fù)執(zhí)行。一旦所有的電力部件532都被布置在下夾持部402中，則可以將上夾持部504聯(lián)接至下夾持部402。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以使用固定裝置將下夾持部402聯(lián)接至上夾持部504，其中，固定裝置延伸穿過上聯(lián)接孔口 520、522并延伸到下聯(lián)接孔口434、436中。散熱器夾持裝置400隨后可以被聯(lián)接至單獨(dú)的結(jié)構(gòu)。
[0041]在使用中，散熱器夾持裝置400可以用于改善電氣外殼中的冷卻。在一個(gè)示例中，散熱器夾持裝置400可以用以冷卻諸如封圍在變速驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中的母線電容器之類的電力部件。另外，模塊化外殼一一這些模塊化外殼允許工業(yè)控制系統(tǒng)中的部分工業(yè)控制系統(tǒng)定位在其所控制的設(shè)備或流程附近一一會(huì)特別受益于散熱器夾持裝置400。一個(gè)這種系統(tǒng)例如為羅克韋爾自動(dòng)啟動(dòng)式生產(chǎn)線。這些模塊化外殼可以容納諸如控制器、變速驅(qū)動(dòng)裝置、馬達(dá)啟動(dòng)器之類的會(huì)產(chǎn)生熱的工業(yè)控制部件。另外，這些類型的模塊化外殼可以以不同的程度被密封以抵擋外部污染。例如，模塊化外殼可以以NEMA標(biāo)準(zhǔn)或等同標(biāo)準(zhǔn)、諸如NEMA 3x或NEMA 4/4R的額定值來(lái)構(gòu)造。內(nèi)部工業(yè)控制部件所產(chǎn)生的熱可能難以在密封外殼中耗散，特別是諸如在變速調(diào)節(jié)裝置中存在的電力部件之類的電力電氣部件所產(chǎn)生的熱可能難以在密封外殼中耗散。例如，諸如變速驅(qū)動(dòng)裝置中的母線電容器之類的電力部件可能會(huì)排出大量需要耗散掉的熱量。不能使這些部件有效地冷卻會(huì)減少這些部件的有效壽命。為了提高來(lái)自密封的模塊化外殼中的部件的熱的耗散效率，可以使用諸如攪拌風(fēng)扇之類的主動(dòng)冷卻裝置來(lái)使氣流經(jīng)過部件以帶走熱。然而，攪拌風(fēng)扇和通常的風(fēng)扇可能容易發(fā)生故障。但是可以使用散熱器夾持裝置400來(lái)更有效地帶走來(lái)自這些電力部件的熱，并且因此能夠減少或消除對(duì)諸如攪拌風(fēng)扇之類的主動(dòng)冷卻裝置的需要。
[0042]本說明書使用示例來(lái)公開本發(fā)明并且還使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所包含的方法。本發(fā)明的可取得專利保護(hù)的范圍由權(quán)利要求限定并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的其他示例。如果其他示例具有與權(quán)利要求的書面語(yǔ)言無(wú)差異的結(jié)構(gòu)元件或者如果這些其他示例包括與權(quán)利要求的書面語(yǔ)言具有非實(shí)質(zhì)性差異的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其他示例意在屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0043]為了告知公眾本發(fā)明的范圍，做出了所附權(quán)利要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于冷卻電力部件的裝置，所述裝置包括: 第一夾持部(102)，所述第一夾持部具有第一弓形接合表面(122)和第一接合面(116); 第二夾持部(104)，所述第二夾持部具有第二弓形接合表面(132)和第二接合面(126); 撓性傳熱墊(204); 電力部件(200); 所述電力部件聯(lián)接至所述撓性傳熱墊，使得所述撓性傳熱墊基本上包圍所述電力部件； 所述第一夾持部與所述第二夾持部構(gòu)造成相聯(lián)接而使得所述第一弓形接合表面和所述第二弓形接合表面形成輪廓形成為接納所述電力部件的開口(136);以及所述第一接合面與所述第二接合面彼此相鄰。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電力部件是圓柱形的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電力部件是電容器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一夾持部和所述第二夾持部包括多個(gè)弓形接合表面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括聯(lián)接至所述第一夾持部和所述第二夾持部中的至少一者的散熱器(400)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一夾持部包括第一附接開口(118)并且所述第二夾持部包括第二附接開口(I28)，多個(gè)附接開口沿著與所述第一弓形接合表面和所述第二弓形接合表面垂直的軸線軸向地延伸。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述多個(gè)附接開口的輪廓形成為接納附接裝置，所述附接裝置構(gòu)造成軸向地延伸穿過所述第一附接開口和所述第二附接開口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述附接裝置是螺栓。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一弓形接合表面和所述第二弓形接合表面包括多個(gè)槽(124、134、138、140)。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述散熱器機(jī)械地聯(lián)接至外殼。
【文檔編號(hào)】H05K7/20GK105828573SQ201610049205
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日
【發(fā)明人】倫納德·J·戴維斯
【申請(qǐng)人】洛克威爾自動(dòng)控制技術(shù)股份有限公司