Устройство охлаждения шкафа станции управления

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к конструктивному выполнению шкафа станции управления, направленному на охлаждение и вентиляцию работающего оборудования.
Как известно, устройства и способы охлаждения функционирующего промышленного электротехнического оборудования оказывают наибольшее влияние на его эффективность.
Известным является шкаф станции управления электродвигателями, содержащий дроссельный отсек, который представляет собой замкнутую полость, охватывающую входную часть воздуховода, соединяющую блок вентиляции с воздуховодом в центральной его части, а вентиляторы, обеспечивающие подачу воздуха в дроссельный отсек, размещены в верхней части дроссельного отсека [Пат. RU 36576, МПК H02B1/00. Шкаф станции управления электродвигателями / В.И. Лепехин, В.А. Савинов, В.В. Секирин; заявитель ЗАО «Электон». - З. №. 2003125995/20; заявл. 26.08.2003; опубл. 10.03.2004]. На каждой боковой стороне шкафа выполнены крышки, обеспечивающие доступ в дроссельный отсек. В нижней части боковых стенок шкафа выполнены заборные отверстия, обеспечивающие проход воздуха во внутренний объем шкафа. В нижней части задней стенки шкафа выполнено отверстие, обеспечивающее выход воздуха наружу из дроссельного отсека. В верхней части задней стенки корпуса шкафа установлена секция ввода кабелей, содержащая отсек ввода кабелей, отсек вывода кабелей, а также отсек подключения нейтральной точки и отсек подключения внешних устройств, расположенных один под другим и размещенных между отсеками ввода и вывода. Однако, данное техническое решение не обеспечивает в достаточной мере охлаждения всех узлов устройства. Конструкции входной части воздуховода и радиатора не обеспечивают высокого уровня пылевлагозащищенности. Кроме того, разработанная конструкция воздуховода требует дополнительных операций при изготовлении, что увеличивает себестоимость устройства.
Известным также является шкаф для станции управления [Пат. RU 2239267, МПК H02B 1/56; H05K 7/20. Шкаф для станции управления электродвигателями / Н.Г. Видякин, В.И. Лепехин, В.А. Савинов ; заявитель ЗАО «Электон». - З. №. 2002128181/09; заявл. 23.10.2002; опубл. 27.05.2004], представляющий собой корпус в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, который выполнен с возможностью размещения средств управления, индикации и элементов силовой аппаратуры. Передняя стенка выполнена с возможностью доступа к внутренней полости шкафа. На задней стенке шкафа расположена секция ввода кабелей. Шкаф снабжен устройством теплоотвода, содержащим воздуховод, расположенный между боковыми стенками корпуса, имеющими окна для прохода охлаждающего воздуха, радиатор, встроенный в воздуховод поверхностью, рассеивающей тепло, отсек с блоком вентиляторов.
К недостаткам данного изобретения необходимо отнести невысокую степень пылевлагозащищенности, что обусловлено конструктивным исполнением радиатора. Кроме того, в данном решении секция ввода кабелей расположена в верхней части шкафа над отсеком подключения системы телемеханики, что снижает эргономические показатели устройства и повышает вероятность механического повреждения кабелей.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является Известной также является система охлаждения станции управления [Pat. JP2014150283, IPC H02M 3/00; H02M7/48; H05K 7/20. Cooling system for variable speed drive and inductor / H. R. Schnecke et al. ; applicant Johnson Controls Tech Co. - Appl. No. JP20140087182 ; applied 21.04.2014 ; pub. date 21.08.2014], включающая в себя пленочный конденсатор и пластиковый охладитель, прикрепленный к пленочному конденсатору. Охлаждающее устройство включает в себя электронный компонент, работающий в качестве теплоотвода пленочного конденсатора для образования жидкостных каналов для циркуляции охлаждающей текучей среды через охлаждающее устройство и охлаждения охлаждающей жидкостью, циркулирующей через присоединенное охлаждающее устройство. Охлаждающее устройство содержит пластиковый материал. Данное техническое решение характеризуется пониженной технологичностью из-за использования жидкостного теплообменника, что предполагает необходимость дополнительного наличия подобной жидкости при обслуживании устройства, при этом такое обслуживание должно сопровождаться постоянным контролем уровня охлаждающей жидкости. Кроме того, использование данного технического решения увеличивает материалоемкость, что снижает вероятность его безотказной работы, и себестоимость станции управления.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение вероятности безотказной работы.
Полезная модель характеризуется следующей совокупностью существенных признаков. Устройство охлаждения шкафа станции управления выполнено в корпусе трехстороннего обслуживания, который представляет собой вертикально ориентированный прямоугольный параллелепипед, обеспечивающий возможность размещения средств теплообмена, фильтрации воздуха, управления, индикации, элементов силовой аппаратуры и их подключения, а также имеющий отсек силового подключения и отсек телеметрии, при этом устройство содержит два контура принудительного охлаждения, ограниченных основными элементами конструкции шкафа, первый из которых выполнен с возможностью взаимодействия с внешней средой и вторым контуром. Второй контур принудительного охлаждения, выполненный без возможности взаимодействия с внешней средой, включает в себя герметичный отсек силовых электронных компонентов, а также отсек подключения и отсек телеметрии, связь с которыми осуществляется через окна, выполненные в отсеке силовых электронных компонентов шкафа.
Полезная модель объясняется, но не ограничивается следующими изображениями:
- фиг. 1 - шкаф станции управления, общий вид;
- фиг. 2 - шкаф станции управления, вид А-А фиг. 1 со схематическим представлением движения воздушного потока по контуру принудительного охлаждения, взаимодействующем с внешней средой;
- фиг. 3 - шкаф станции управления, вид сверху со схематическим представлением движения воздушного потока по контуру принудительного охлаждения, не взаимодействующем с внешней средой.
На изображениях представлены следующие позиции: отсек подключения, 1, отсек телеметрии, 2, пыле- и влагоулавливающий фильтр, 3, отсек силовых электронных компонентов, 4, воздушный теплообменник, 5, теплоотводящий элемент, 6.
Таким образом, ограничение контура, не взаимодействующего с внешней средой, отсеками силового подключения и телеметрии позволяет повысить вероятность безотказной работы устройства за счет исключения из устройства конструктивных элементов, создающих воздуховоды, что позволяет осуществлять охлаждение герметичного отсека силовых электронных компонентов и отсека силового подключения единым воздушным потоком. Данное решение также обеспечивает, в случае необходимости, размещение дополнительного оборудования в стандартных электрических шкафах.
Испытания данной конструкции показали соответствие степени пылевлагозащищенности IP54. Кроме того, установлено соответствие разработанного устройства требованиям при работе в условиях с температурой до +50°С.
Конструкция также характеризуется высокой степенью эргономичности и технологичности.