机柜结构在设计中的改进.doc

机柜结构在设计中的改进金立柱前言电气设备结构设计是开发、研制新产品的一个重要环节,对保证电气设备优良的电气性能起着重要的作用。开发一种新的电气设备,不仅要有优良的方案与线路设计,还要有合理的结构设计。性能优良的电气设备,要具有先进的电路、高质量的原器件和高水平的结构。当今机电一体化设计正迅速的朝前发展,人们衡量电子产品或制造设备品质的标准也在不断的提高。电子设备正向着集成化、小型化、智能化、系统化方向发展,设备要求高可靠性、高性能、高效率、低成本。结构要短、小、轻、薄。这些对电子设备的结构设计要求也越来越高。只有不断采用新结构、新工艺、新材料及先进的设计手段与方法,才能适应新产品、新市场需要。烟草包装机械电气控制柜已经经历了两个阶段。一是国产化阶段,二是自主开发新产品阶段。在这两个阶段的结构设计中,经过不断的改进和完善,使产品能够适应环境要求,适应市场要求,适应用户需要。结构设计主要在以下几个方面进行了考虑。一、热设计在机柜结构设计中的应用电气设备合理的热设计是保证设备正常工作的前提。为了提高电子设备的工作性能和可靠性,在进行电子设备的结构设计时,必须对其组成进行分析和研究,以便进行合理的热设计。对于内部要求密封的机柜,要考虑内部和外部两种散热设计方案,使其从内部向外部传热的热阻减至最小;同时还要保证内部防尘密封问题。由于电子技术的迅速发展,使得元气件单位体积内所产生的热量不断增大,有效的散热面积却相应减少,这就使得热设计尤为重要。(1)散热方法的选择机柜内部电子元件产生的热量可以使用各种冷却方法。由于环境粉尘污染很严重要求机柜密封,根据同类产品的比较,烟机散热型式采用了内部强迫对流、外部热量交换的紧凑式空气/空气热交换器和机壳自然散热相结合的散热形式。使用空气/空气热交换器前提条件环境温度低于箱体内部温度,由于两条独立的空气循环,灰尘和环境空气不能进入机柜内部。其原理是箱体内部被加热后的空气由高性能风扇导引进入热交换器模块,外部风扇带动外部低温空气流过模块,热交换在进行交换的铝板上完成,通过铝板导热,空气与空气之间不直接接触。机壳自然散热=机壳对流+机壳辐射散热 形式见图                 因而实现了较大机柜内部密封散热的问题。(2)散热量的计算对于散热量的计算则根据环境温度要求采用了功率估算法与同类产品类比的方法得到,热交换器散热约为总散热量三分之二、机壳自然散热总量约为总散热量三分之一左右。散热总量 =热交换散热(内部强迫对流+外部强迫散热)+机壳自然总散热(机壳对流+机壳辐射)计算公式如下:热交换散总热量: Q=KS(tf1-tf2)  瓦Q:总热量   单位:瓦S:散热器总散热面积 米2K:传热系数 K=1/(1/α1+δ/λ+1/α2)  单位:瓦/米2°Ctf1-tf2:传热过程的温差,tf1、tf2:表示平板内、外侧的温度α1、α2:放热系数δ:为导热层壁厚δ=1mmλ:为导热层导热系数铝为204瓦/米*°C因此解决了散热和密封的问题。二、电屏蔽在机柜设计中的解决由于机柜内部电子元件及电路往往靠得很近,因此会相互产生干扰,尤其是大量单元印制板电路安装在较小的机柜内部,相互干扰的可能性增大。为了确保设备的正常工作,在设计过程中必须考虑相互内间的电磁干扰,主要采取了以下几种方式使其得到解决。