DE3412510A1

DE3412510A1 - Behaelter fuer eine steuereinrichtung oder dergleichen

Info

Publication number: DE3412510A1
Application number: DE19843412510
Authority: DE
Inventors: Eizi Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-04-08
Filing date: 1984-04-03
Publication date: 1984-10-11
Also published as: JPS59158389U; DE3412510C2; US4620263A

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Unterbringung von einer Steuereinrichtung oder dergleichen, beispielsweise einer kleinen Steuereinrichtung, wie z. B. eines Invertergerates, eines Wechselrichters, einer Umkehrstufe oder dergleichen; insbesondere betrifft die Erfindung eine Konstruktion für die Abstrahlung von Wärme, die in dem Behälter bzw. dem Gehäuse erzeugt wird, um für den Schutz der Anordnung zu sorgen. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf den Fall eines Invertergerätes. In einem Invertergerat werden im allgemeinen große Wärmemengen durch Dioden und Transistormodule erzeugt, die eine Hauptschaltung unter anderen elektrischen Schaltungsteilen bilden, aus denen das Invertergerat besteht. Bei einem

Invertergerät kleiner Kapazität besteht der Behälter bzw. das Gehäuse aus Druckguß aus einer Aluminiumlegierung, und die erzeugte Wärme wird von den Kühlrippen und den Oberflächen des Behälters bzw. des Gehäuses abgestrahlt, so daß die Dioden und Transistorbauelemente ordnungsgemäß arbeiten werden und die elektronischen Teile für eine Steuerschaltung, die auf einer gedruckten Schaltung montiert sind, durch die Temperatur nicht beeinträchtigt werden, um eine gute Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen herkömmlichen Behälter zur Unterbringung eines Invertergerätes der vollständig verschlossenen Bauart, wobei das Bezugszeichen 1 ein Invertergerät vom vollständig verschlossenen Typ zeigt, während das Bezugszeichen 2 einen Kasten oder ein Gehäuse bezeichnet, das aus Druckguß aus einer Aluminiumlegierung besteht und das einen Behälter für das Invertergerät 1 bildet. Kühlrippen 2a sind auf der Rückseite des Gehäuses 2 vorgesehen, und ein Kühlgebläse oder -ventilator 3 ist an seiner Unterseite angebracht. Elektrische Teile 4 für eine Hauptschaltung, wie z. B. Dioden und Transistormodul, sind auf der Seite der vorderen Fläche des Gehäuses 2 in eng anhaftender Weise montiert, und eine gedruckte Schaltungsplatte 5, auf der elektronische Bauteile für eine Steuerschaltung montiert sind, ist lösbar im Gehäuse 2 angebracht. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Abdeckplatte aus Kunststoff, die am Gehäuse 2 mit Schrauben 7 befestigt wird, um das Invertergerät 1, das zusammengebaut und in dem Gehäuse 2 verdrahtet ist, vollständig zu verschließen bzw. abzudichten.

Ein herkömmlicher Behälter bzw. ein herkömmliches Gehäuse haben einen Aufbau der oben beschriebenen Art. Nachstehend wird die Funktion des Behälters näher erläutert. 3g Wenn das Invertergerät 1 im Betrieb ist, erzeugen die elektrischen Teile 4 einer Hauptschaltung Wärme, die durch die Kontaktflache des Gehäuses 2 übertragen wird und die Temperatur der Kühlrippen 2a erhöht. Hierbei

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j rotiert der Kühlventilator 3, um Luft nach oben durch die Kühlrippen 2a zu blasen. Somit wird die Wärme der Kühlrippen 2a abgestrahlt und abgegeben, und die Dioden und Transistorelemente können bei niedrigeren Temperaturen § als einer vorgegebenen Temperatur arbeiten. Weiterhin steigt die Lufttemperatur in einem Bereich, der von dem Gehäuse 2 und der Abdeckplatte 6 umgeben ist, aufgrund der Wärme an, die von den elektrischen Teilen 4 der Hauptschaltung und von den Teilen einer gedruckten Schaltungs-

jfl platte 5 erzeugt wird. Das Volumen und die äußere Größe des Invertergerätes sind jedoch so bestimmt bzw. vorgegeben, daß die Wärme von den seitlichen Oberflächen des Gehäuses 2 und von der Abdeckfläche mit einem Durchsatz abgegeben bzw. abgestrahlt wird, daß die Lufttemperatur

,p. im Inneren auf einem Wert gehalten wird, der niedriger ist als ein für die elektronischen Bauteile vorgegebener Temperaturwert.

Ein herkömmlicher Behälter zur Unterbringung eines Inver-„₀ tergerätes der vollständig verschlossenen Bauart ist in der oben beschriebenen Weise aufgebaut. Um zu vermeiden, daß die elektronischen Teile durch die Lufttemperatur beeinträchtigt werden, besteht daher eine Tendenz, die Außenabmessungen des Gerätes größer zu machen. Außerdem «j- muß auch an einem Ort, wo eine gute Umgebung vorhanden ist und das Gerät nicht vollständig abgedichtet oder geschützt zu sein braucht, die Anordnung vom vollständig verschlossenen Typ mit größeren Außenabmessungen verwendet werden, was in der Praxis nachteilig ist. Um Produkte vom _ gleichen Typ mit abgeschirmter Konstruktion zu erzeugen, bei denen eine Luftdichtigkeit in nicht so strengem Maße erforderlich ist wie für Geräte vom vollständig dichten Bautyp, ist es erforderlich, eine zusätzliche Kunststoff-Abdeckplatte für das Gehäuse zu verwenden, das aus AIu-

_oc minium-Druckguß besteht. Zu diesem Zweck ist jedoch ob

eine teuere Metallform erforderlich, was zu erhöhten Herstellungskosten führt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile bei herkömmlichen Anordnungen einen Behälter zur Unterbringung einer Steuereinrichtung, wie z. B. eines Invertergerätes, einer Umkehrstufe, eines Wechselrichters oder dergleichen anzugeben, der bei einfachem Aufbau und kleinen Abmessungen einen einwandfreien Betrieb des untergebrachten Gerätes gewährleistet.

Beim erfindungsgemäßen Behälter sind Wegbrechungen oder Aussparungen in den oberen und unteren Seitenflächen des aus Aluminium-Druckguß bestehenden Gehäuses vorgesehen. Die Abdeckungen haben eine Form, die an die Schutzkonstruktion angepaßt ist und selektiv in die Wegbrechungen eingesetzt werden, so daß sich die Außenabmessungen des Gerätes vom vollständig abgedichteten Bautyp reduzieren lassen.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines herkömmliehen Behälters zur Unterbringung eines Inver

tergerätes;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Behälters gemäß Fig. 1 im zerlegten Zustand?
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung

einer Ausführungsform gemäß der Erfindung; und in Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform gemäß Fig. 3 im zerlegten Zustand.

3_Ü Nachstehend wird eine Ausführungsform gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf Fiq. 3 und 4 näher erläutert, wobei das Bezugszeichen 11 ein Invertergerät vom vollständig dichten Bautyp zeigt. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet

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einen Kasten oder ein Gehäuse aus Druckguß aus einer Aluminiumlegierung, das einen Behälter für das Invertergerät 11 bildet. An der rückseitigen Oberfläche des Gehäuses 12 sind Kühlrippen 12a vorgesehen, ein Kühlgebläse oder Kühlventilator 3 ist an der Unterseite des Gehäuses 12 vorgesehen. In den oberen und unteren Seitenflächen einer Außenwand 12b des Gehäuses 12 sind Wegbrechungen oder Aussparungen 12c und 12d ausgebildet. Elektrische Teile 4 für eine Hauptschaltung, wie ζ» B. Dioden und ein Transistormodul, sind in gutem Kontakt und eng an der kastenförmigen Bodenfläche auf der Seite der vorderen Fläche des Gehäuses 12 angebracht, und eine gedruckte Schaltungsplatte oder Leiterplatte 5, auf der die elektronischen Bauteile für eine Steuerschaltung montiert sind, ist lösbar im Gehäuse 12 angebracht.

Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Abdeckplatte aus Kunststoff, welche das Invertergerät vollständig abdichtet oder abdeckt, wobei das Invertergerät in dem Gehäuse 12 zusammengebaut und verdrahtet ist; die Abdeckplatte 6 wird am Gehäuse 12 mit Schrauben 7 befestigt. Wenn die Anordnung vom vollständig abgedichteten Typ ist, ist eine Abdeckung 18 aus einer dünnen Metallplatte, beispielsweise einer Aluminiumplatte, die Wärme gut abstrahlt, in der Wegbrechung bzw. Aussparung 12c an der Oberseite des Gehäuses 12 angebracht. Wenn die Anordnung vom abgeschirmten Typ ist, ist eine Abdeckung 19 aus einer Aluminiumplatte mit Fenstern in der Wegbrechung bzw. Aussparung angebracht. Wenn die Anordnung vom vollständig abgedichteten Typ ist, ist eine Abdeckung 20 aus einer Aluminiumplatte mit Verdrahtungslöchern in der Wegbrechung bzw. Aussparung 12d an der Unterseite des Gehäuses 12 angebracht. Wenn die Anordnung vom abgeschirmten Typ ist, ist eine Abdeckung 21 aus einer Aluminiumplatte mit Verdrahtungslöchern und Fenstern in der Wegbrechung bzw. Aussparung 12d angebracht.

Wie in Fig. 4 dargestellt, haben die Wegbrechungen bzw.

Aussparungen 12c und 12d eine trapezförmige Gestalt und sind mit Nuten 12c1 und 12d1 versehen, die sich über ihren Umfang erstrecken. Die Nuten 12c1 und 12d1 haben nahezu die gleiche Form wie die Abdeckungen 18, 19, 20 und 21 und kommen in innigen Kontakt mit den Abdeckungen 18 und 20, wenn die Abdeckungen 18 und 20 dort eingesetzt sind, um eine gewünschte Luftdichtigkeit aufrechtzuerhalten. Sobald die Abdeckungen 18 und 20 in die Nuten 12c1 und 12d1 eingesetzt sind, wird die Abdeckplatte 6 mit Schrauben 7 befestigt. Die Abdeckplatte 6 drückt somit die vorderen Enden der Abdeckungen 18 und 20 in der Weise vor, daß ihre Umfangsbereiche vorgeschoben und in engen Kontakt mit den Nuten 12c1 und 12d1 kommen.

Der Behälter zur Unterbringung des Inverters gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung besitzt den angegebenen Aufbau, seine Funktion wird nachstehend erläutert.

Wenn das Invertergerät 11 im Betrieb ist, erzeugen die elektrischen Teile 4 der Hauptschaltung Wärme, welche von der Kontaktfläche des Gehäuses 12 übertragen bzw. abgeleitet wird und die Tempertur der Kühlrippen 12a erhöht. Hierbei dreht sich der Kühlventilator 3 und bläst Luft durch die Kühlrippen 12a nach oben. Somit geben die Kühlrippen 12a Wärme ab, und die Dioden und Transistorelemente können bei Temperaturen arbeiten, die niedriger sind als eine vorgegebene Temperatur. Außerdem steigt die Lufttemperatur in einem Bereich, der von dem Gehäuse 12 und der Abdeckplatte 6 umgeben ist, aufgrund der Wärme an, die von den elektrischen Teilen und von den Teilen der gedruckten Leiterplatte 5 erzeugt wird. Das Volumen der Anordnung ist jedoch so vorgegeben worden, daß die Wärme, die von den Außenwänden 12b des Gehäuses 12, von

άό der Kunststoffabdeckplatte 6 und von den Abdeckungen 18 und 20, die in die Aussparungen an der Unterseite und der Oberseite des Gehäuses 12 eingesetzt sind, mit einem solchen Durchsatz abgestrahlt wird, daß die Lufttemperatur

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in dem Gehäuse 12 auf einem Wert gehalten wird, der niedriger ist, als eine für die elektronischen Bauteile vorgegebene Temperatur.

Wenn die·Abdeckungen 18 und 20 im Falle einer Anordnung vom vollständig dichten Typ in den oberen und unteren Bereichen angebracht sind, wird die Lufttemperatur im Inneren aufgrund der Konvektion an der Oberseite des Gehäuses 12 höher. Durch Verwendung der oberen Abdeckung 18 mit einer großen Oberfläche kann somit der Wärmeabstrahlungseffekt erhöht und die Lufttemperatur im Inneren verringert werden, so daß sich die Außenabmessungen der Anordnung reduzieren lassen. An einem Ort, wo die Umgebung günstig ist, braucht die Anordnung nicht vollständig abgedichtet zu sein, vielmehr kann sie lediglich abgeschirmt werden. Die Anordnung vom abgeschirmten Typ kann in der Weise gebildet werden, daß man die Abdeckung mit Fenstern in der Aussparung 12c an der Oberseite des Gehäuses 12 anbringt und die Abdeckung 21 mit Fenstern und Verdrahtungslöchern in der Wegbrechung I2d an der Unterseite des Gehäuses 12 befestigt. Die im Innenraum befindliche, aufgeheizte Luft steigt aufgrund der Konvektion nach oben und tritt durch die Fenster der Abdeckung 19 aus, während äußere Luft durch die Fenster der unteren Abdeckung 21 eintritt. Dabei zirkuliert die Luft im Inneren, um die Temperatur der Luft im Inneren niedrig zu halten.

Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform anhand einer Inverteranordnung beschrieben worden ist, darf darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung keinesfalls auf eine Inverteranordnung beschränkt ist, vielmehr kann sie auch ohne weiteres ganz allgemein bei Steuereinrichtungen kleiner Kapazität eingesetzt werden, die Halbleiterteile verwenden.

Produkte, die aus Formteilen bestehen oder zusammengesetzt sind, wie-z.B. aus Druckgußaluminium und Kunststoff teilen,

werden üblicherweise hergestellt, indem man eine Metallform verwendet, die teuer in der Herstellung ist. Wenn die Produkte in Serie hergestellt werden sollen, bleibt das Problem in Hinblick darauf, wie die Anzahl der Typen reduziert werden und wie die Produkttypen zunehmen können.

Gemäß der Erfindung werden Wegbrechungen bzw. Aussparungen in den oberen und unteren Seitenflächen des Gehäuses aus Aluminiumdruckguß ausgebildet, und es werden Abdeckungen mit oder ohne Fenstern darin angebracht, um die Steuereinrichtungen entweder vom vollständig abgedichteten Typ oder vom abgeschirmten Typ herzustellen. Somit läßt sich eine große Vielfalt von Produkten bei reduzierten Kosten herstellen.

Claims

Patentansprüche

1./Behälter für eine Steuereinrichtung oder dergleichen, wobei der Behälter aus Aluminium-Druckguß mit Kühlrippen besteht, gekennzeichnet durch
eine Abdeckplatte (6), die den Öffnungsbereich des Behälters

(12) abdeckt,

zu der Steuereinrichtung (11) gehörende Teile (4, 5), die

Wärme erzeugen,

einen Behälter (12) zur Unterbringung der Steuereinrichtung

(11),

wobei Aussparungen (12c, 12d) in den oberen und unteren Seitenflächen des Behälters (12) ausgebildet sind, und Abdeckungen (18, 19, 20, 21), die in den Aussparungen (12c, 12d) angebracht sind, wobei die Abdeckungen (18, 19,

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20, 21) Formen haben, die eine Schutzkonstruktion bilden.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (18, 19, 20, 21) ausgewählt sind aus vollständig abdichtenden Abdeckungen (18), welche das Innere des Behälters (12) luftdicht halten, und aus abschirmenden Abdeckungen (19, 20, 21), welche Verwendung finden, wenn ein hoher Grad an Luftdichtigkeit nicht erforderlich ist. 10

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vollständig abdichtenden Abdeckungen (18) paarweise vorgesehen sind und aus dünnen Metallplatten bestehen, die Wärme gut abstrahlen.

4. Behälter nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Abdeckung (18) des Paares von Abdeckungen (18, 20) in Form einer Platte ohne Öffnungen ausgebildet ist, um die Luftdichtigkeit zu gewährleisten, während die andere Abdeckung (20) Löcher besitzt, durch welche Leitungen hindurchführbar sind.

5. Behälter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abschirmenden Abdeckungen (19, 20, 21) paarweise eingesetzt sind, wobei jede der Abdeckungen (19, 20, 21) eine Vielzahl von Fenstern besitzt.

6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Abdeckung (21) der abschirmenden Abdeckungen (19, 20, 21) Löcher aufweist, durch die Leitungen hindurchführbar sind..

7. Behälter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (12c, 12d) und die Abdeckungen (18, 19, 20, 21) die gleiche Form besitzen, daß Nuten (12c1, 12d1)

in den Aussparungen (12c, 12d) mit einer Form ausgebildet sind, daß sie zumindest mit den vollständig dichtenden Abdeckungen (18) in innigen Kontakt bringbar sind, und daß die Abdeckungen (18, 19, 20, 21) in die Nuten (12c1, 12d1) eingesetzt sind.

8. Behälter nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (6) am Behälter (12) angebracht ist und daß die Abdeckungen (18, 19, 20, 21) mit der Abdeckplatte (6) und den Nuten (12c1, 12d1) befestigt sind.

9. Behälter nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (18, 19, 20, 21) mit der Abdeckplatte (6), die' am Behälter (12) angebracht ist, eng in die Nuten (12c1, 12d1) eingepaßt sind.

10. Behälter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (4, 5), welche Wärme erzeugen, eine Steuerschaltung bildende elektronische Teile sind, die temperaturempfindlich sind.