具有隔离冷却的耐电弧闪光壳体制造技术

公开了一种具有隔离冷却的耐电弧闪光壳体。公开的示例包括一种具有隔离或分隔的流动路径以及改进的电弧闪光耐受性的壳体。在一个示例中，12型、50℃外界公共总线电力转换壳体设计针对嵌入式电子器件的高可靠性来提供增强的电弧闪光保护和隔离冷却。示例壳体和系统可以与AC/DC转换器结合使用以用于马达驱动器或马达控制中心，和/或用于具有模块化阳极控制(MAC)系统的电镀或涂覆系统，以实现对工件和其他最终应用的阳极DC电镀。

Arc Flash Resistant Shell with Isolated Cooling

The invention discloses an arc flash resistant shell with isolation cooling. Examples disclosed include a case with isolated or separated flow paths and improved arc flash tolerance. In one example, an external common bus power conversion housing of type 12 and 50 C is designed to provide enhanced arc flash protection and isolation cooling for the high reliability of embedded electronic devices. The example housing and system can be used in conjunction with AC/DC converters for motor drivers or motor control centers, and/or for plating or coating systems with modular anode control (MAC) systems to achieve anode DC plating for workpieces and other final applications.

【技术实现步骤摘要】
具有隔离冷却的耐电弧闪光壳体相关专利和申请的交叉引用本申请要求于2017年5月8日提交的美国临时专利申请序列第62/503,246号的提交日期的优先权和权益，该申请通过引用并入本文中。
本专利技术涉及具有隔离冷却的耐电弧闪光壳体。
技术介绍
电气壳体和机柜可以用于各种工业和自动化应用中。一般而言，电气壳体通常包括由大尺寸的金属板制成的壳体或者箱体。壳体被配置成将电气电路以及电气部件支承在其中，并且接收和发送电力和数据信号。壳体可以包括例如用于容置诸如接触器和其他开关的部件的小的和大的独立单元。此外，可以采用较大壳体来容置各种电力电子设备、控制电路、马达驱动器等。例如，在工业中，通常会发现大的壳体被划分为用于单相和三相开关、马达控制器、可编程逻辑控制器，数据和电力网络接口等的隔间或隔段。壳体中的电气部件的设计和操作的一个挑战涉及设计耐受内部电弧故障(也称为电弧、电弧故障、电弧闪光、电弧作用闪光等)的机械和热效应的壳体。例如，某些类型的电气故障可能产生电弧，电弧可以使邻近的部件加热甚至蒸发并且产生突然的压力增大以及局部过热。尽管保护电路系统的开发已经专注于非常迅速地中断这样的故障，然而即使几个周期的交变电流也足以使连线、绝缘件以及甚至部件外壳蒸发。这样的故障可以导致热气体体积膨胀并且必须在壳体内或从壳体被输送和/或排放。此外，故障可以产生高温和压力增大，其在电气壳体上产生机械和热应力。电弧故障可以引起对设备和设施的损坏并且由于损失产生而增加了成本。它们也可能由于操作员控制装置位于一些壳体的前门上而对附近的人员造成危险。因此，已经开发了工业标准和指南作为由制造商证明电气壳体可以耐受内部电弧故障的机械和热效应的方式。壳体中的电气部件的设计和操作的另一个挑战涉及对壳体内的电气部件的冷却以及提供免受外部环境中的灰尘和水分的一定程度的环境保护。空气冷却式壳体通常具有一个或更多个过滤式或非过滤式进气通孔以及一个或更多个出气通孔，其被配置为用于将外界空气抽进壳体的流动路径的一部分。被抽进壳体的外界空气吸收来自内部部件的热，然后被排放回外界环境。然而，空气冷却所必需的进气通孔和排气通孔关于在电弧故障发生时电弧等离子体从其中逸出的可能性提出了挑战。
技术实现思路
公开的示例包括具有隔离或分隔的流动路径以及改进的电弧闪光耐受性的壳体。在一个示例中，12型、额定50℃的外界公共总线电力转换壳体设计针对嵌入式电子器件的高可靠性来提供增强的电弧闪光保护和隔离冷却，以及提供了免受循环灰尘、掉落的污垢和滴落的非腐蚀性液体的一定程度的保护。示例壳体和系统可以与AC/DC转换器结合使用以用于具有模块化阳极控制(MAC)系统的电镀或涂覆系统，以实现工件和其他最终应用的阳极DC电镀。其他示例外壳和系统在各种应用中广泛使用。根据本公开内容的一个方面，一种壳体包括：第一隔室，其在第一受控温度范围操作，第一隔室包括变频驱动器；第二隔室，其在高于第一受控温度范围的第二受控温度范围操作，第二隔室包括磁性部件和较高额定温度部件；第一进气通孔，其将外界空气接收进第一隔室中；第二进气通孔，其将外界空气接收进第二隔室中；以及鼓风机，其将空气从第一隔室和第二隔室引导出壳体。被抽进第一隔室中的外界空气沿从第一进气通孔延伸到鼓风机的第一流动路径流动，被抽进第二隔室中的外界空气沿从第二进气通孔延伸到鼓风机的第二流动路径流动，并且第一流动路径的端部在鼓风机之前与第二流动路径接合。壳体还可以包括至少部分地将第一隔室与第二隔室分隔开的分隔件以及分隔件中的至少一个开口，通过至少一个开口，第一流动路径从第一隔室延伸到第二隔室中。至少一个开口可以在分隔件的与壳体的顶板相邻的上部处。可以设置用于进入第一隔室的至少一个门。至少一个门可以包括第一进气通孔，其中，第一进气通孔是通过门到达外界环境的唯一路径。鼓风机可以是具有2速控制的12型、50℃壳体，或者任何其他适当的鼓风机(例如连续变速)。第一隔室的第一电弧闪光路径可以在第一进气通孔与鼓风机(排气口)之间延伸，电弧闪光路径在鼓风机之前实现至少两个90度转向。第二隔室的第二电弧闪光路径可以在第二进气通孔与鼓风机(排气口)之间延伸，第一电弧闪光路径和第二电弧闪光路径在第二隔室的至少一部分中共同延伸。第一电弧闪光路径和第二电弧闪光路径都可以通过壳体的顶侧(例如，经由鼓风机的排气口)离开壳体。本示例性公开内容的电弧闪光路径通过增加电弧在离开壳体之前必须传播的长度并且迫使电弧在离开壳体之前经历至少两个方向变化来消耗电弧能量。因此，在某些情况下，从任一隔室的下部发出的电弧在离开壳体之前可以减少75％或更多。根据另一方面，一种用于电气设备的壳体包括：低温隔室，其在第一受控温度范围操作，低温隔室被配置成容置第一组相关电气部件；高温隔室，其在高于第一受控温度范围的第二受控温度范围操作，高温隔室被配置成容置第二组相关电气/电子部件；第一进气通孔，其将外界空气接收进低温隔室中；第二进气通孔，其将外界空气接收进高温隔室中；以及鼓风机，其将空气从低温隔室和高温隔室引导出壳体。进入低温隔室的外界空气沿从第一进气通孔延伸到鼓风机的第一流动路径流动，进入高温隔室的外界空气沿从第二进气通孔延伸到鼓风机的第二流动路径流动，并且第一流动路径的端部在鼓风机之前与第二流动路径接合。壳体还可以包括在壳体中至少部分地将低温隔室与高温隔室分隔开的分隔件以及分隔件中的至少一个开口，通过至少一个开口，第一流动路径从低温隔室延伸到高温隔室中。至少一个开口可以在分隔件的与壳体的顶板相邻的上部处。可以设置用于进入第一隔室的至少一个门。至少一个门可以包括第一进气通孔，其中，第一进气通孔是通过门到达外界环境的唯一路径。鼓风机可以是12型、50℃、2速鼓风机(或连续变速)。低温隔室的第一电弧闪光路径可以在第一进气通孔与鼓风机之间延伸，电弧闪光路径在鼓风机之前实现至少两个90度转向。高温隔室的第二电弧闪光路径可以在第二进气通孔与鼓风机之间延伸，第一电弧闪光路径和第二电弧闪光路径在第二隔室的至少一部分中共同延伸。第一电弧闪光路径和第二电弧闪光路径都可以通过壳体的顶侧离开壳体。附图说明图1是根据本公开内容的示例性壳体的正视图；图2是示例性壳体的侧视图；图3是示例性壳体的后视图；图4是根据本公开内容的示例性壳体的立体正视图；图5是图4的示例性壳体的立体后视图；图6是壳体的立体正视图，其中，外壳被移除以示出从壳体的顶部排出至壳体的前部/后部的第一电弧闪光路径；图7是壳体的立体后视图，其中，外壳被移除以示出从壳体的顶部排出至壳体的前部/后部的第二电弧闪光路径；图8是根据本公开内容的另一示例性壳体的立体正视图，其中，外壳被移除以示出从壳体的顶部排出至壳体的侧部的第一电弧路径；图9是壳体的立体后视图，其中，外壳被移除以示出从壳体的顶部排出至壳体的侧部的第二电弧闪光路径；图10是根据本公开内容的另一示例性壳体的立体正视图，其中，外壳被移除以示出某些内部特征；以及图11是根据本公开内容的用于控制鼓风机的示例性控制器的示意图。具体实施方式参照图1至图11，首先参照图1至图3，示意性示出了根据本公开内容的示例性壳体10。示例性壳体10提供在一个壳体内的隔离冷却(例如，低温/高温)以及耐电弧闪光设计。如将在下文中详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种壳体，包括：第一隔室，其在第一受控温度范围操作，所述第一隔室包括变频驱动器；第二隔室，其在高于所述第一受控温度范围的第二受控温度范围操作，所述第二隔室包括磁性部件和较高额定温度部件；第一进气通孔，其将外界空气接收进所述第一隔室中；第二进气通孔，其将外界空气接收进所述第二隔室中；以及鼓风机，其将空气从所述第一隔室和所述第二隔室二者引导出所述壳体；其中，在所述第一隔室中接收的外界空气沿从所述第一进气通孔延伸到所述鼓风机的第一流动路径流动；其中，在所述第二隔室中接收的外界空气沿从所述第二进气通孔延伸到所述鼓风机的第二流动路径流动；以及其中，所述第一流动路径的端部在所述鼓风机之前与所述第二流动路径接合。

【技术特征摘要】
2017.05.08 US 62/503,246;2017.09.29 US 15/720,2851.一种壳体，包括：第一隔室，其在第一受控温度范围操作，所述第一隔室包括变频驱动器；第二隔室，其在高于所述第一受控温度范围的第二受控温度范围操作，所述第二隔室包括磁性部件和较高额定温度部件；第一进气通孔，其将外界空气接收进所述第一隔室中；第二进气通孔，其将外界空气接收进所述第二隔室中；以及鼓风机，其将空气从所述第一隔室和所述第二隔室二者引导出所述壳体；其中，在所述第一隔室中接收的外界空气沿从所述第一进气通孔延伸到所述鼓风机的第一流动路径流动；其中，在所述第二隔室中接收的外界空气沿从所述第二进气通孔延伸到所述鼓风机的第二流动路径流动；以及其中，所述第一流动路径的端部在所述鼓风机之前与所述第二流动路径接合。2.根据权利要求1所述的壳体，还包括至少部分地将所述第一隔室与所述第二隔室分隔开的分隔件以及所述分隔件中的至少一个开口，通过所述至少一个开口，所述第一流动路径从所述第一隔室延伸到所述第二隔室中。3.根据权利要求2所述的壳体，其中，所述至少一个开口在所述分隔件的与所述壳体的顶板相邻的上部处。4.根据权利要求1所述的壳体，还包括用于进入所述第一隔室的至少一个门。5.根据权利要求4所述的壳体，其中，所述至少一个门包括所述第一进气通孔，其中，所述第一进气通孔是通过所述门到达外界环境的唯一路径。6.根据权利要求1所述的壳体，其中，所述鼓风机是12型、50℃、2速鼓风机。7.根据权利要求1所述的壳体，其中，所述第一隔室的第一电弧闪光路径在所述第一进气通孔与所述鼓风机之间延伸，所述第一电弧闪光路径在所述鼓风机之前实现至少两个90度转向。8.根据权利要求7所述的壳体，其中，所述第二隔室的第二电弧闪光路径在所述第二进气通孔与所述鼓风机之间延伸，所述第一电弧闪光路径和所述第二电弧闪光路径在所述第二隔室的至少一部分中共同延伸。9.根据权利要求8所述的壳体，其中，所述第一电弧闪...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里·L·斯基宾斯基，尼奇科拉·N·古西科夫，史蒂文·J·克劳特克雷默，赫苏斯·马里斯卡尔，詹姆斯·P·克拉夫特，刘志军，
申请(专利权)人：罗克韦尔自动化技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US