一种用于伺服控制器或变频器中的冷却装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业用电机芯片散热装置领域，具体涉及一种用于伺服控制器或变频器中的冷却装置。
【背景技术】
[0002]伺服驱动器和变频器大量用于工业机器，用于生产的工业机器都是长时间处于工作状态，特别是控制机器运作的伺服驱动器和变频器几乎都是不间断地在工作，因为伺服控制器和变频器的内部主板芯片发热件(包括CPU和GPU的IGBT) —直处于运算状态，伺服控制器和变频器内部IGBT (大功率的电子件)温度很高，如果不给予散热，就会造成内部元器件损坏，电容爆炸元件烧毁，因此伺服控制器和变频器是工业机器中的一种必然昂贵的消耗品。
[0003]为了给伺服控制器和变频器内部的发热件IGBT芯片散热，目前主要采取主动式风扇散热和被动式铝片散热两种散热方式。例如日本三洋、三菱、松下和中国台达都是采用主动式风扇散热和被动式铝片散热。这两种散热方式都有很大的弊端。主动式风扇散热:散热器长时间工作后，风扇叶片上会吸附灰尘、油烟，最终造成风扇损坏卡死；而风扇散热最致命的问题是会把工厂作业的气体灰尘吸入伺服控制器和变频器里面，造成伺服控制器和变频器里面沉积灰尘过多，内部过热损坏电子元件，进而造成短路甚至起火、爆炸。被动式铝片散热:因风扇散热的弊端多，因而很多伺服控制器和变频器厂家就改为采用被动式铝片散热，这种散热方式就是在伺服控制器和变频器里面用一个比较大的铝材散热翅片作为散热器载体把伺服驱动器PLC内部的高温传递到安装伺服控制器和变频器的机器设备的外壳或者电箱外壳上。这种散热方式比风扇散热略好，它不会吸附灰尘到伺服控制器和变频器里面，但是散热效果则没有主动式风扇散热效果明显；且因为这种散热是把热量传导至电箱或者机器外壳，过高的热量又会引起其他电器设备的温度问题，影响到其他电子元件的稳定性。
[0004]专利CN201010107787中提供一种结合上述两种方式的优点的冷却系统。具体地，该冷却系统应用多个阵列排列的空气喷射原件接收一高压空气，并将高压空气转换为一低温空气。各空气喷射元件包含一进气口及一出气口。进气口导引高压空气至各空气喷射元件，出气口供低温空气离开各空气喷射元件。低温空气用以与机架伺服器排放的高温空气进行热交换，或者进入机架伺服器中的伺服器机箱内以进行散热。但该冷却系统中仍然会用到翅片结构，且导入该冷却系统中的空气未经空气净化器的净化，因而该冷却系统运行一段时间后就会在翅片结构中结垢、堵塞，进而需要更换翅片结构，由此带来的成本基本相当于更换整个冷却系统的费用。
[0005]因而，本领域技术人员还需要对用于伺服控制器或变频器中的冷却装置的改进做出努力，以解决伺服控制器或变频器中散热器的散热效果和寿命问题。
【发明内容】
[0006]基于上述技术现状，本发明的发明人研发出一种伺服控制器或变频器的冷却装置，该装置是在上述两大散热体系(主动式风扇散热和被动式铝片散热)的基础上开发的一种新的散热装置，该改进方法完全避免了风扇吸入灰尘问题和风扇卡死不转造成伺服控制器和变频器温度过高从而电容爆炸和元件损坏的问题，而且该冷却装置结构简单，维护方便。本发明的冷却装置可以利用工厂集中供气环境，不需要额外增加单个压缩机。高压气体进气接头与工厂集中供气气嘴相连接，接入的高压气体先通过水汽分离器(或油水分离器)的净化。因为压缩空气中的水分和油气杂质会影响散热装置的寿命。首先通过高速流动的气体带走热量，再通过铜质消声器与环境的换热而完成散热过程，以达到伺服控制器和变频器内部发热件高效散热的目的。本发明提供的冷却装置和散热方式在智能机器设备中应用还可以规模化、集成化，使智能机器设备的运行更加稳定。
[0007]因此，本发明提供一种用于伺服控制器或变频器中的冷却装置，所述冷却装置包括高压空气进气管、空气净化器、导热件和铜质消声器，且所述导热件中包含一个或多个导热槽，所述导热件为铜质和/或铝质导热件；高压空气经位于进气管上的空气净化器净化后进入所述导热槽中，带走从所述伺服控制器或变频器的发热件传递至所述导热件上的热量，再经铜质消声器中排出热空气而实现冷却过程。
[0008]所述铜质消声器为商购零件，其功能部分的主体形状类似于钢笔帽(见图2)，热空气从其开口处(螺纹接口处)进入铜质消声器，铜质消声器为由很多小铜珠构成的海绵样结构，热空气从小钢珠的缝隙中流出进入环境空气中，来自于伺服控制器或变频器的发热件中的热量在此处实现散热效果、完成散热过程。在一种具体的实施方式中，所述铜质消声器为带螺纹结构的消声器，使用时其螺接在所述导热件上。现有技术中的消声器还有诸如塑料消声器和石材消声器等种类，但因前者不耐热、后者导热性不够高，因而本发明中特地选用铜质消声器。本发明的冷却装置在长时间使用后，例如使用时间超过I?2年，则铜质消声器中可能会积满从空气中带来的污垢，此时，通过更换每个价值为几元人民币的铜质消声器即可使得整个冷却装置的散热效果得到重生；而现有技术中通过使用散热翅片等装置来散热时，若更换散热翅片则等同于更换整个散热器，因而其经济耗损相当地高。本发明中使用铜质消声器在散热的同时还能相应达到消声的效果，以消除高压空气的巨大声响。
[0009]本发明中，所述空气净化器为商购的水汽分离器或油水分离器，只要能将压缩空气中的水份、油份等杂质除去的空气净化器皆可。本发明中设置的空气净化器可以使得进入本发明冷却装置中的空气变得洁净，从而可以避免现有技术中容易发生的伺服控制器或变频器在高压环境中电离或漏电的情况。本发明中，所述热空气并不限定其温度为某个范围，只因为从铜质消声器中排出的热空气的温度必然高于进入导热槽中的高压空气的温度，因而将其命名为热空气。
[0010]在一种【具体实施方式】中，所述导热槽中除其进气孔和出气口以外的其余部分密封设置。本领域技术人员容易理解的，导热槽的进气孔与所述高压空气进气管连通，而导热槽的出气口与所述铜质消声器连通。本发明中，高压空气并不会直接吹向所述伺服控制器或变频器的发热件，而是通过导热件背面与所述发热件的贴合来实现该处的传热。
[0011]优选地，所述导热槽的个数为两个或以上，且在每个导热槽的气体流动下游相应设置有一个用于排出热空气并与外界直接进行热交换的铜质消声器。本发明中，对所述导热槽的形状没有任何限定，其形状例如为直条型、弧条型、圆环型等，根据发热件的形状和结构相应进行设计即可。本领域技术人员可以想到的，本发明中设计的导热槽的个数与铜质消声器的个数一致，且二者尺寸匹配，此时能达到最优的散热效果。
[0012]在一种【具体实施方式】中，所述高压空气进气管上设置有位于空气净化器上游的进气接口和位于空气净化器下游且与所述导热槽个数相应匹配的喷气孔。
[0013]本发明中，所述进气接口可以连接机器设备本身的气动部件(很多机器设备中本身都含有气动部件)，从气动部件中分接一个压缩气体管道至本发明的冷却装置，该进气接口处可以安装电子阀门，可作用于伺服控制器和变频器，与机器设备同步开机启动和关闭；所述进气接口也可以并不连接在机器设备的气动部件上，而从工厂集中供气处单独连接一条供气管道。具体实施过程中，可根据机器和环境任意换接，只要保证本发明提供的冷却装置中能接入压缩气体(如高压空气)即可。
[0014]在一种【具体实施方式】中，所述喷气孔的直径为I?5mm。在一