CN219066813U - 电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电机控制器，电机控制器包括壳体、功率器件、散热器、滤波器件、风扇以及导热结构件；壳体上开设有进风口和出风口，壳体内形成有连通进风口和出风口的散热风道；风扇设置于进风口处或出风口处以提供气流动力，滤波器件、散热器沿气流流向依次排列设置在散热风道内；导热结构件包括相对的第一表面和第二表面，散热器安装在导热结构件的第一表面，功率器件安装在导热结构件的第一表面和/或第二表面，滤波器件与导热结构件在散热风道内的气流方向上错位设置。本实用新型技术方案在降低电机控制器整体尺寸的同时，能够改善风扇和滤波器件的使用寿命受出风温度影响的问题。

Description

电机控制器

技术领域

本实用新型涉及器件散热技术领域，特别涉及一种电机控制器。

背景技术

在变频器、驱动器等工控领域的驱动板上通常包括IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、汇流桥等功率器件，此类功率器件在工作过程中会产生较多热量。

在相关技术中，驱动板通常安装在壳体的散热风道内，并使用散热器和风扇对此类功率器件进行散热，由于功率器件通常安装在散热风道的中部，而散热器与功率器件是捆绑在一起的，因此散热器只能放置在散热风道的中部，但是，散热器的占用空间较大，导致电机控制器的整体尺寸较大，并且，滤波器件通常设置在出风口处，而出风口的温度通常比进风口的温度高15℃以上，滤波器件的使用寿命受出风温度影响大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电机控制器，旨在降低电机控制器整体尺寸的同时，能够改善滤波器件的使用寿命受出风温度影响的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种电机控制器，包括：壳体、功率器件、散热器、滤波器件、风扇以及导热结构件；

所述壳体上开设有进风口和出风口，所述壳体内形成有连通所述进风口和所述出风口的散热风道；

所述风扇设置于所述进风口处或所述出风口处以提供气流动力，所述滤波器件、所述散热器沿气流流向依次排列设置在所述散热风道内；

所述导热结构件包括相对的第一表面和第二表面，所述散热器安装在所述导热结构件的第一表面，所述功率器件安装在所述导热结构件的第一表面和/或第二表面，所述滤波器件与所述导热结构件在所述散热风道内的气流方向上错位设置。

在本实用新型的一实施例中，所述导热结构件为均温板，所述均温板呈长方形，所述散热器安装在所述均温板的第一表面，所述功率器件安装在所述均温板的与所述第一表面相背的第二表面。

在本实用新型的一实施例中，所述导热结构件为均温板，所述均温板包括安装部和弯折部，所述散热器安装在所述安装部，所述功率器件安装在所述弯折部。

在本实用新型的一实施例中，所述均温板呈L形设置，所述滤波器件位于所述弯折部背离所述安装部的一侧。

在本实用新型的一实施例中，所述功率器件包括IGBT单管，IGBT单管位于所述弯折部的第一表面和/或第二表面。

在本实用新型的一实施例中，所述电机控制器还包括电路板，所述电路板上设置有变压器，所述滤波器件、所述功率器件以及所述变压器沿所述散热风道内的气流方向依次排列设置在所述电路板上，所述变压器与所述导热结构件的第二表面导热接触。

在本实用新型的一实施例中，所述导热结构件与所述变压器之间设有传热部件，以使所述变压器的热量通过所述传热部件传导至所述导热结构件。

在本实用新型的一实施例中，所述传热部件包括：

导热凸台，所述导热凸台连接于所述导热结构件的第二表面；

导热层，所述导热层设于所述导热凸台与所述变压器之间。

在本实用新型的一实施例中，所述电路板上还设置有主功率端子，所述主功率端子位于所述功率器件靠近所述进风口的一侧，并与所述功率器件相邻设置。

在本实用新型的一实施例中，所述电机控制器还包括：

安装背板，所述安装背板设于所述散热风道内，所述散热器安装于所述安装背板的一板面上。

本实用新型提出的电机控制器中，导热结构件的两个表面分别安装散热器和功率器件，即可通过导热结构件将功率器件产生的热量传递至散热器以实现对功率器件的散热，并且，可以使功率器件与散热器在散热风道内空气流动的方向上错位设置，继而根据需要改变散热器的布局位置，以使散热器靠近出风口设置，从而散热器与进风口之间具有足够的空间，并且滤波器件与导热结构件在散热风道内的气流方向上错位设置，如此，即可将滤波器件安装在散热器靠近进风口的一侧，从而可以在充分增加结构紧凑性，以降低整机尺寸的基础上，能够有效改善滤波器件的使用寿命受出风温度影响的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电机控制器一实施例一视角的结构示意图；

图2为本实用新型电机控制器一实施例另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型电机控制器一实施例的部分结构示意图；

图4为本实用新型电机控制器一实施例的部分结构主视图；

图5为本实用新型电机控制器一实施例的部分结构示意图；

图6为本实用新型电机控制器一实施例中均温板的结构示意图；

图7为本实用新型电机控制器另一实施例的结构示意图；

图8为本实用新型电机控制器另一实施例的爆炸图；

图9为本实用新型电机控制器又一实施例的结构示意图；

图10为本实用新型电机控制器又一实施例的爆炸图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种电机控制器100，旨在降低电机控制器整体尺寸的同时，能够改善滤波器件22的使用寿命受出风温度影响的问题。

以下将就本实用新型电机控制器100的具体结构进行说明：

结合参阅图1至图5、图7至图10，在本实用新型电机控制器100的一实施例中，该电机控制器100包括壳体10、功率器件21、散热器30、滤波器件22、风扇40以及导热结构件；壳体10上开设有进风口10a和出风口10b，壳体10内形成有连通进风口10a和出风口10b的散热风道；散热器30通过导热结构件与功率器件21连接以对功率器件21进行散热，具体的，导热结构件包括相对的第一表面和第二表面，散热器30安装在导热结构件的第一表面，功率器件21安装在导热结构件的第一表面和/或第二表面；风扇40设置于进风口10a处或出风口10b处以提供空气由进风口10a向出风口10b流动的动力，滤波器件22以及散热器30设置在散热风道内且沿散热风道内空气流动方向依次排列，且滤波器件22与导热结构件在散热风道内空气流动的方向上错位设置。

可以理解的是，本实用新型提出的电机控制器100中，导热结构件的两个表面分别安装散热器30和功率器件21，即可通过导热结构件将功率器件21产生的热量传递至散热器20以实现对功率器件21的散热，并且可以使功率器件21与散热器30在散热风道内空气流动的方向上错位设置，继而根据需要改变散热器30的布局位置，以使散热器30靠近出风口10b设置，以使散热器30与进风口10a之间具有足够的空间，并且滤波器件22与导热结构件在散热风道内的气流方向上错位设置，如此，即可将滤波器件22安装在散热器30靠近进风口10a的一侧，从而可以在充分增加结构紧凑性，以降低整机尺寸的基础上，能够有效改善滤波器件22的使用寿命受出风温度影响的问题。

一实施例中，散热器30和滤波器件22在散热风道内空气流动方向上不重叠。

本实施例中，风扇40工作，即可将外界空气引入散热风道内，气流在风扇40的作用下可以依次经过滤波器件22、功率器件21以及散热器30后通过出风口10b向外界吹出，以起到对功率器件21散热的目的。

示例性的，风扇40可以采用螺钉连接、卡扣连接等方式连接在散热风道。结合参阅图7～8，在一实施例中，风扇40可以设置在出风口10b处，也即，沿进风口10a至出风口10b的方向，是滤波器件22--散热器30--风扇40的排布方式，此时风扇40是抽风风扇40，进风口10a进风后依次吹过滤波器件22、散热器30再到风扇40。

图1～3、图9～10，在另一实施例中，风扇40可以设置在进风口10a处，也即，沿进风口10a至出风口10b的方向，是风扇40--滤波器件22--散热器30的排布方式，此时风扇40是吹风风扇40，进风口10a进风后由风扇40依次吹过滤波器件22和散热器30，在该实施例中，还可以改善风扇40的使用寿命受出风温度影响的问题。

上述实施例中，风扇40可以通过正转、反转的方式实现不同风向的吹风。

在实际应用过程中，导热结构件具体可以为均温板50、导热管等导热性能好的结构件。

进一步地，结合参阅图3至图6、图7至图10，在一实施例中，导热结构件为均温板50，均温板50与功率器件21和散热器30连接。

均温板50又称超导散热板，其内部有腔体，腔体内有多条阵列式或无序的毛细结构，腔体内空间填充可相变吸热或放热的液态或汽态工作介质，因此，通过在散热器30与功率器件21之间设置有均温板50，便可以通过均温板50将功率器件21的绝大部分热量快速传导至散热器30中，进而通过散热器30的散热翅片快速散发热量；另外，通过使用均温板50将散热器30与功率器件21实现连接，便可以根据需要改变散热器30的布局位置，以使功率器件21与散热器30在散热风道内空气流动的方向上错位设置，即可将风扇40和滤波器件22均设置在散热器30靠近进风口10a的一侧，从而可以在充分增加结构紧凑性，以降低整机尺寸的基础上，能够有效防止滤波器件22和风扇40受出风温度影响。

本实施例中，滤波器件22为电容、电抗中的一者或者两者的组合。

需要说明的是，均温板50为一内部设有闭口空腔的铝质型材，空腔内填充有丙酮、甲醇等相变工质，均温板50的两端通过焊接后进行封堵，由于空腔中的相变工质在受热后发生气化，以在空腔内循环流动，使得空腔内的温度均匀扩散。

示例性的，均温板50可以粘接或焊接在散热器30上。

示例性的，均温板50的底端为蒸发端，均温板50的顶端为冷凝端，蒸发端与功率器件21导热接触，冷凝端与散热器30导热接触。

需要说明的是，均温板50的底端靠近进风口10a设置，均温板50的顶端靠近出风口10b设置。

由于均温板50内的工质需要依靠重力辅助回流，通过使功率器件21与均温板50底端处的蒸发端导热接触，并使散热器30与均温板50顶端处的冷凝端导热接触，那么，均温板50在使用时，均温板50的蒸发端将充分吸收功率器件21上的热量，以使均温板50内部的工质吸热相变为气态，气态工质将上升到均温板50顶端处的冷凝端，通过与均温板50蒸发端导热接触的散热器30散热后冷凝为液态工质，液态工质再依靠重力回流到均温板50底端处的蒸发端，如此循环，即可通过均温板50对功率器件21散热。

结合参阅图7至图10，在一实施例中，均温板50呈长方形，散热器30安装在均温板50的第一表面，而功率器件21则安装在均温板50的与第一表面相背的第二表面上。

进一步地，结合参阅图3至图6，在一实施例中，均温板50包括安装部52和弯折部51，安装部52与散热器30导热连接，弯折部51与功率器件21导热连接。

如此设置，通过使功率器件21与折弯部51导热接触，即可增加功率器件21与均温板50之间的导热接触面积，便可以增加均温板50与功率器件21之间的热传导效率，进而提升对功率器件21的散热效率。

一实施例中，均温板50呈L形，即安装部52和弯折部21共同构成L形，L形的均温板50可以使得散热器30与电路板24之间具有一定的间隔以提升散热效果。此时，滤波器件22位于弯折部21背离安装部52的一侧。

进一步地，结合参阅图3至图6，在一实施例中，均温板50内部开设有容纳相变工质的均温通道，相变工质在弯折部51吸热并经由均温通道在安装部52放热。由于均温通道中的相变工质在受热后发生气化，以在均温通道内循环流动，使得均温通道内的温度均匀扩散，即可使相变工质在弯折部51吸热并经由均温通道在安装部52放热，以将热量传递至散热器30，最终通过散热器30进行散热。

进一步地，结合参阅图3至图5、图7至图10，在一实施例中，功率器件21可以包括IGBT单管211，IGBT单管211位于折弯部51的一侧或两侧。

如此设置，通过将功率器件21的IGBT单管211设置在折弯部51的一侧或者分设在折弯部51背对的两侧，不仅可以进一步增加功率器件21与均温板50之间的导热接触面积，以进一步增加均温板50与功率器件21之间的热传导效率，还可以充分利用整机内部的空间，以达到降低整机占用空间的目的。

示例性的，IGBT单管211可以粘接在均温板50的折弯部51上，或者焊接在均温板50的折弯部51上。

进一步地，结合参阅图3和图4、图7至图10，在一实施例中，电机控制器100还包括电路板24，功率器件21以及滤波器件22均设置于电路板24上，电路板24上还设置有变压器23，变压器23与安装部52背离散热器30的一侧导热接触。

本实施例中，滤波器件22、功率器件21以及变压器23均安装在电路板24上，并且沿散热风道内的气流方向依次排列设置。

本实施例中，在均温板50呈L形时，IGBT单管211为单面插针的方式固定到电路板24上，在均温板呈长方形时，IGBT单管211为双面插针的方式固定到电路板24上。

由于变压器23在工作过程中也会产生较多的热量，便还可以使散热器30通过均温板50对变压器23散热，以使变压器23在工作过程中产生的热量得以快速散去。

在实际应用过程中，均温板50可以通过以下方式对变压器23散热：在一实施例中，均温板50可以直接盖设在电路板24具有变压器23的一侧，并与变压器23直接导热接触，以使变压器23的热量直接传导至均温板50中，即可通过均温板50对变压器23散热；在另一实施例中，均温板50可以与变压器23间隔设置，然后使用传热部件60将变压器23的热量传导至均温板50中。

进一步地，结合参阅图3至图5、图7至图10，在一实施例中，均温板50与变压器23之间设有传热部件60，以使变压器23的热量通过传热部件60传导至均温板50。

由于功率器件21的凸出高度比变压器23的凸出高度大，也即，功率器件21与均温板50之间的距离要远小于变压器23与均温板50之间的距离，因此，为了使变压器23的热量可以顺利传导至均温板50中，便可以在均温板50与变压器23之间设置有传热部件60，以使变压器23的热量可以通过传热部件60顺利传导至均温板50，以起到对变压器23散热的目的。

进一步地，结合参阅图3至图5，在一实施例中，传热部件60可以包括导热凸台61和导热层62；导热凸台61连接于均温板50面向电路板24的一侧，即均温板50的第二表面；导热层62设于导热凸台61与变压器23之间。

由于变压器23与安装部52之间的距离较大，因此，为了使变压器23的热量可以顺利传导至均温板50中，通过在均温板50面向电路板24的一侧设置有导热凸台61，以通过导热凸台61传导热量，但是，受公差尺寸的影响，导热凸台61与变压器23之间会存在有大于0.1mm的间隙，此时，通过在导热凸台61与变压器23之间填充有导热层62，即可通过导热层62将变压器23的热量传导至导热凸台61，进而通过导热凸台61传导至均温板50，以实现对变压器23的散热。

示例性的，导热凸台61可以为导热铝凸台、导热银凸台等导热性能高的结构件；导热层62可以为导热垫、凝胶等导热性能高的结构件。

进一步地，结合参阅图3和图4、图7至图10，在一实施例中，电路板24上还设置有主功率端子25，主功率端子25位于功率器件21靠近进风口10a的一侧，并与功率器件21相邻设置。

如此设置，通过将主功率端子25位于功率器件21靠近进风口10a的一侧，可以方便用户对主功率端子24进行接线，另外，通过将主功率端子25靠近功率器件21设置，可以缩短主功率端子25与功率器件21之间的距离，以使结构更加紧凑，同时有利于提升功率器件21的安全性和稳定性。

进一步地，结合参阅图3至图5、图7至图10，在一实施例中，电机控制器100还包括安装背板70，安装背板70设于散热风道内，散热器30安装于安装背板70的一板面上，功率器件21、滤波器件22以及风扇40均设于散热器30远离安装背板70的一侧。

如此设置，在组装过程中，可以将散热器30安装在安装背板70的一板面上，以保证散热器30的安装稳定性；另外，还可以通过安装背板70起到一定的隔热效果，以防止散热器30上的热量传导至壳体10，而对其他结构的使用寿命造成影响。

示例性的，散热器30可以粘接或焊接在安装背板70上。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机控制器，其特征在于，包括：壳体、功率器件、散热器、滤波器件、风扇以及导热结构件；

所述壳体上开设有进风口和出风口，所述壳体内形成有连通所述进风口和所述出风口的散热风道；

所述风扇设置于所述进风口处或所述出风口处以提供气流动力，所述滤波器件、所述散热器沿气流流向依次排列设置在所述散热风道内；

所述导热结构件包括相对的第一表面和第二表面，所述散热器安装在所述导热结构件的第一表面，所述功率器件安装在所述导热结构件的第一表面和/或第二表面，所述滤波器件与所述导热结构件在所述散热风道内的气流方向上错位设置。

2.如权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述导热结构件为均温板，所述均温板呈长方形，所述散热器安装在所述均温板的第一表面，所述功率器件安装在所述均温板的与所述第一表面相背的第二表面。

3.如权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述导热结构件为均温板，所述均温板包括安装部和弯折部，所述散热器安装在所述安装部，所述功率器件安装在所述弯折部。

4.如权利要求3所述的电机控制器，其特征在于，所述均温板呈L形设置，所述滤波器件位于所述弯折部背离所述安装部的一侧。

5.如权利要求3所述的电机控制器，其特征在于，所述功率器件包括IGBT单管，所述IGBT单管位于所述弯折部的第一表面和/或第二表面。

6.如权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述电机控制器还包括电路板，所述电路板上设置有变压器，所述滤波器件、所述功率器件以及所述变压器沿所述散热风道内的气流方向依次排列设置在所述电路板上，所述变压器与所述导热结构件的第二表面导热接触。

7.如权利要求6所述的电机控制器，其特征在于，所述导热结构件与所述变压器之间设有传热部件，以使所述变压器的热量通过所述传热部件传导至所述导热结构件。

8.如权利要求7所述的电机控制器，其特征在于，所述传热部件包括：

导热凸台，所述导热凸台连接于所述导热结构件的第二表面；

导热层，所述导热层设于所述导热凸台与所述变压器之间。

9.如权利要求6所述的电机控制器，其特征在于，所述电路板上还设置有主功率端子，所述主功率端子位于所述功率器件靠近所述进风口的一侧，并与所述功率器件相邻设置。

10.如权利要求1至9中任一项所述的电机控制器，其特征在于，所述电机控制器还包括：

安装背板，所述安装背板设于所述散热风道内，所述散热器安装于所述安装背板的一板面上。

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