[发明专利]一种防爆箱内功率器件用主动散热装置

说明书

本发明公开了一种防爆箱内功率器件用主动散热装置，包括设置在密闭防爆箱体内的箱内散热器和设置在密闭防爆箱体外的外置散热器，箱内散热器紧贴密闭防爆箱体内部功率器件的发热面，箱内散热器内设置有U型的热交换液体循环管，热交换液体循环管的两端通过循环软管与所述外置散热器内U型的外置热交换液体循环管的两端连接，箱内散热器的箱内散热器温度传感器通过信号电缆连接有散热装置控制器，散热装置控制器通过外置防爆风扇电缆连接设置在密闭防爆箱体外的外置防爆风扇。解决了现有技术中存在的油田现场防爆密闭箱体内大功率器件产生的热量无法及时扩散、无法传递至箱体之外，造成器件因过热而频繁烧毁的问题。

技术领域

本发明属于石油钻探装备控制技术领域，涉及一种防爆箱内功率器件用主动散热装置。

背景技术

在石油钻采装备领域，随着节能、环保、高效等的要求不断提高，机械和液压驱动方式正逐步被电驱动所取代。众所周知，电子器件在工作过程中会有部分能量转换成为热能，由器件表面散热释放，如：IGBT、晶闸管、伺服驱动器、步进电机驱动器等。对于一般应用环境可采用散热片或风扇散热的方式将自身热量带走，大功率器件可使用空调或水冷的方式进行散热。但这些只针对非密闭机柜、柜内空气可自由流通或有足够安放空间的工况。

针对油田特殊作业环境，电气元件工作于爆炸环境，需将其安装于密闭的防爆柜体内，无法形成良好的气流进行散热。目前，常规解决方案是在隔爆箱体内安装防爆空调制冷或在正压柜内设置强制通风散热装置，但上述两种方式对设备的安装及使用都具有一定的局限性。防爆空调的外形体积、功耗、震动均较大，不便于高位设备安装、运输等，且需要定期进行维护保养，同时也易造成元件柜内空气湿度大等问题；正压强制通风装置以洁净空气为载体进行热交换，散热效果较差，仅能解决小功率或控制类元件的散热需求，且必须持续供给洁净的压缩空气以确保系统正常工作，也不便于油田现场使用。目前，针对安装于密闭防爆柜内大功率器件的散热问题暂无较好解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种防爆箱内功率器件用主动散热装置，解决了现有技术中存在的油田现场防爆密闭箱体内大功率器件产生的热量无法及时扩散、无法传递至箱体之外，造成器件因过热而频繁烧毁的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种防爆箱内功率器件用主动散热装置，包括设置在密闭防爆箱体内的箱内散热器和设置在密闭防爆箱体外的外置散热器，箱内散热器紧贴密闭防爆箱体内部功率器件的发热面，箱内散热器内设置有U型的热交换液体循环管，热交换液体循环管的两端通过循环软管与所述外置散热器内U型的外置热交换液体循环管的两端连接，箱内散热器的箱内散热器温度传感器通过信号电缆连接有散热装置控制器，散热装置控制器通过外置防爆风扇电缆连接设置在密闭防爆箱体外的外置防爆风扇。

本发明的特点还在于，

其中一根循环软管上连接有液体循环泵，液体循环泵连接有直流电机，直流电机通过直流电机电缆与散热装置控制器连接。

液体循环泵为主动循环泵。

外置散热器内设置有外置散热器温度传感器，外置散热器温度传感器通过外置温度传感器电缆与散热装置控制器连接。

外置防爆风扇与外置散热器的外表面紧密贴合。

散热装置控制器包括PWMx脉宽调制信号生成电路，PWMx脉宽调制信号生成电路的供电端通过熔断器F1x与直流电源DC的正极连接，PWMx脉宽调制信号生成电路的输出端连接有功率元件Gx的控制端，功率元件Gx结合二极管Dx、电感Lx和电容C1x组成buck电路，buck电路的电容C1x的正极通过输出保护熔断器F2x与负载电机Mx的正极连接，负载电机Mx的负极与直流电源DC的负极连接。

PWMx脉宽调制信号生成电路采用555主电路，或者PWM调制芯片或主电路。

本发明的有益效果是，