CN101518170A - 马达控制器 - Google Patents

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Abstract

提供一种马达控制器，其能够降低由于驱动马达控制器而产生热量的热源的温度，还能够实现小型化和低成本。在该马达控制器中，紧密地接触散热器(1)的功率半导体模块(2)安装在基片(4)上，风扇(6)通过风扇外壳(8)连接到散热器(1)，散热器(1)的鳍片(1g)的一部分形成有喇叭口(1c)和圆弧形导向部(1h)，通过有效地使用风扇(6)的风而提高鳍片(1g)的散热能力。

Description

马达控制器
技术领域
本发明涉及一种主要通过高压电源来运行的马达控制器，如变频装置或伺服放大器，尤其涉及一种用于增强马达控制器的散热效果的散热器。
背景技术
由于传统的马达控制器如变频装置中使用散发高热量的功率半导体模块，所以将功率半导体模块移至紧密地接触散热器可以增强冷却效果。此外，为了增强冷却效果，利用风扇通过强制的空气冷却来增强冷却效果(例如参照专利文献1)。
在传统马达控制器如变频装置中，采用如图4、图5和图6中所示的结构。在图4至图6中，例如通过将螺钉5拧进设置在散热器1上的螺孔1b中，将基片4连接到散热器1上。包括变频部分IGBT(绝缘栅双极性晶体管)元件等的功率半导体模块2在基片4的下表面安装在散热器1上。此外，将功率半导体模块2移至紧密接触散热器1的上表面并且通过螺钉3连接到散热器1的上表面。与风扇6、电缆6a、连接器6b、电缆7和连接器7a连接的风扇外壳8连接到散热器1的接地侧。此外，连接器7b连接到连接器4b。
在这种结构的图6的散热器1中，散热器的中央设置有鳍片1g，并且散热器的两个侧面设置有侧板1f，鳍片1g和侧板1f竖直地形成在内顶侧。为了将风扇外壳8连接到风扇6所连接的地方，接地侧的鳍片1g制造得很短。散热器1通过压铸制造成型以形成复杂的形状。
专利文献1：JP-A-2004-349548
发明内容
本发明要解决的问题
但是，用于传统马达控制器的散热器具有以下问题：
(1)有必要采用具有用于将功率半导体模块的热量散发的散热性能的散热器，而且需要具有一定固定散热面积(尺寸)的散热器。
(2)当依靠自然空气冷却的散热面积不足时，为了产生强制的空气流动，则需要具有一定固定风速和空气体积的风扇。
(3)由于在风扇两端的散热器的鳍片中空气流动不好，因此并不是散热器中的各个角落都能得到有效的利用。因此，有必要采用具有高风速和大空气体积的风扇。由于具有高风速和大空气体积的风扇功耗很大，因此电源电路的外形变大，并且马达控制器的基片的外形也变大。此外，在具有高风速和大空气体积的风扇中，风扇本身的外形变大，而且其外观也变大。因此，限制了马达控制器实现小型化。
(4)当采用具有高风速和大空气体积的风扇时，风扇本身的部件数目和材料成本增加，造成了成本增加。此外，由于马达控制器的基片的部件数目增加，造成了成本的增加。因此，限制了马达控制器实现成本降低。
(5)当在制造过程或风扇更换期间连接风扇时，有可能错误地连接风扇而使风扇的风向变为反向。如果风扇的风向是反向的，则冷却效果比风向正确时要差，而且会损坏马达控制器的质量。
针对上述问题提出本发明，本发明的目的在于提供一种马达控制器，其能够容易使装置小型化、降低部件成本及实现成本降低。
解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明构造如下：
根据权利要求1的发明，提供一种马达控制器，其包括：
具有鳍片的散热器，
功率半导体模块，具有多个紧密地接触所述散热器的外部电极端子，
基片，所述多个外部电极端子连接到所述基片，
风扇，具有连接到所述散热器的连接电缆，
电缆，用于连接所述风扇的所述连接电缆和所述基片，以及
风扇外壳，用于将所述风扇和所述散热器固定在一起，其中
在所述散热器的鳍片部分形成有风扇放置部分，以将所述风扇放置在所述风扇放置部分上。
根据权利要求2的发明，提供所述马达控制器，其特征在于：
所述风扇放置部分由设置在所述散热器上的多个凸台组成。
根据权利要求3的发明，提供所述马达控制器，其特征在于：
所述风扇直接放置在上面的所述散热器的鳍片部分处形成有喇叭口。
根据权利要求4的发明，提供所述马达控制器，其特征在于：
在所述散热器的所述喇叭口和侧板之间通过平缓的圆弧形成有导向部。
根据权利要求5的发明，提供所述马达控制器，其特征在于：
根据所述导向部的圆弧倾斜度，在所述散热器的所述喇叭口侧上的鳍片的端部制造得较短。
根据权利要求6的发明，提供所述马达控制器，其特征在于：
所述风扇直接放置在上面的所述散热器的鳍片部分形成有用于保持电缆的机构。
根据权利要求7的发明，提供所述马达控制器，其特征在于：
所述散热器的所述风扇直接放置在上面的所述鳍片部分处形成有将所述风扇的连接方向限制在一个方向的凸起，以及
在所述风扇的放置面处形成有与所述凸起接合的凹部。
根据权利要求8的发明，提供所述马达控制器，其特征在于：
所述凹部是形成在所述风扇的侧部中的切口。
有益效果
根据本发明，具有如下优点：
根据权利要求1和2的发明，风扇直接放置在散热器上。因此，可以简化电缆的布线路径，并且容易对其进行更换。因此，可以由用户容易地进行更换，从而可以实现维护中的改进。
根据权利要求3和4的发明，空气沿着散热器的鳍片形状前进，并产生足够的流动速度。因此，可以提高散热器鳍片的散热性能，实现散热器的小型化。此外，由于空气可靠地通过风扇并且被耗尽，因此使空气的流动均衡，从而有效地利用风扇。因此，可以采用具有最小风速和空气体积的风扇，从而马达控制器的基片和风扇可以小型化。通过散热器的小型化、马达控制器基片的小型化和风扇的小型化实现马达控制器的小型化。通过散热器的小型化、马达控制器的基片的小型化和风扇的小型化，可以抑制散热器的材料成本、马达控制器的基片的部件成本和风扇的部件成本，从而降低马达控制器的成本。
根据权利要求4的发明，由于风沿着散热器的鳍片形状前进，使风的滞流消失，噪音减小，从而改善了马达控制器的性能。
根据权利要求5的发明，能够保证风扇和鳍片之间的距离使风扇的风速和空气体积最优化，可以采用具有最小风速和空气体积的风扇。
由于能够采用具有最小风速和空气体积的风扇，所以可以最小化马达控制器的基片和风扇，从而马达控制器可以小型化。此外，可以抑制马达控制器的基片的部件成本和风扇的部件成本，从而降低马达控制器的成本。
根据权利要求6的发明，可以简化电缆的布线路径，并且容易对其进行更换。因此，可以由用户容易地进行更换，从而可以实现维护中的改进。
根据权利要求7和8的发明，可以防止在组装操作中风扇的连接方向发生错误。因此，可以提高操作效率和防止质量劣化。
附图说明
[图1]图1为示出本发明实施例中的马达控制器的透视图。
[图2]图2为图1中马达控制器的分解透视图。
[图3]图3(a)至3(d)为示出图1中马达控制器的散热器的视图，图3(a)为从顶侧看的透视图，图3(b)为从与顶侧相对的侧(底侧)看的底视图，图3(c)为右侧视图，图3(d)为从与放置基片的侧相对的侧看的后视图。
[图4]图4为示出传统技术中马达控制器的透视图。
[图5]图5为图4中马达控制器的分解透视图。
[图6]图6(a)至6(c)为示出图5中马达控制器的散热器的视图，图6(a)为右侧视图，图6(b)为后视图，图6(c)为平面图。
附图标记说明
1：散热器
1a：螺孔
1b：螺孔
1c：喇叭口
1d：凸台
1e：支架
1f：侧板
1g：鳍片
1h：导向部
1i：凸起
2：功率半导体模块
3：功率半导体模块固定螺钉
4：基片
4a：螺钉通孔
4b：连接器
5：基片固定螺钉
6：风扇
6a：电缆
6b：连接器
6c：孔
6d：切口
7：电缆
7a：连接器
7b：连接器
8：风扇外壳
A：内顶侧
具体实施方式
以下，将参考附图描述本发明的优选实施例。
实施例
图1为示出本发明实施例的马达控制器的透视图。图2为图1中马达控制器的分解透视图。图3(a)至3(d)为示出图1中马达控制器的散热器的视图，图3(a)为从顶侧看的透视图，图3(b)为从与顶侧相对的侧(底侧)看的底视图，图3(c)为右侧视图，图3(d)为从与放置基片的侧相对的侧看的后视图。
在图1至图3中，附图标记1表示散热器，附图标记2表示功率半导体模块，包括变频部分IGBT元件等，其构造为具有多个外部电极端子。附图标记4表示功率半导体模块2的外部电极端子所连接的第一基片。附图标记6表示具有电缆和连接器的风扇。附图标记7表示连接基片4和风扇6的电缆。附图标记8表示将风扇6固定在散热器1上的风扇外壳。
散热器1形成为如矩形平行六面体的形状，其前面(放置基片的面)形成为平面形状，并且形成有多个用于将功率半导体模块2连接到散热器1的螺孔1a。
此外，形成有多个用于将散热器1连接到外部电极端子所连接的基片4的螺孔1b。
在后侧的上部形成用于连接风扇6、电缆6a、连接器6b、电缆7和连接器7a的喇叭口1c、多个凸台1d和支架1e。风扇6的放置部分由散热器1的凸台1d组成，凸台1d配合到设置于风扇6的放置面上的孔6c中。
此外，鳍片1g的直接放置散热器1的风扇6的部分形成有将风扇6的连接方向限制在一个方向的凸起1i，并且风扇6的放置面形成有如切口6d的凹部，该切口6d与凸起1i相接合。当将风扇6放置在散热器1上时，风扇的孔6c配合在散热器1的凸台1d上，而散热器1的凸起1i与风扇6的切口6d相接合，以形成正确的连接。
此外，侧板1f、鳍片1g和通过平缓的圆弧形成在喇叭口1c和侧板1f之间的导向部1h形成在后侧大致从中间部分到下部的两个侧面上。
功率半导体模块2布置在散热器1的螺孔1a上，并且用螺钉3临时固定。
基片4布置在散热器1的螺孔1b上，通过穿过基片4的螺钉通孔4a将螺钉5紧固在螺孔1b而将基片4固定。功率半导体模块2也被紧固和固定。在这种状态下，功率半导体模块2的端子被焊接在基片4上。
风扇6放置在散热器1的组成风扇放置部分的凸台1d上。在这种情况下，风扇6的切口6d以配合到散热器1的凸起1i的方式放置。电缆6a、连接器6b、电缆7和连接器7a布置在散热器1的支架1e上，并且通过风扇外壳8固定在散热器1上。此外，连接器7b连接到基片4的连接器4b。
在本发明的马达控制器中，形成散热器1的鳍片部分喇叭口1c和导向部1h。因此，空气依靠风扇6的吸力沿着喇叭口1c和导向部1h的鳍片形状前进，从而产生足够的流动速度。因此，可以提高散热器1的鳍片的散热性能，并且散热器1实现了小型化。此外，依靠散热器1的鳍片形状，使空气的流动均衡，并有效地使用风扇6。因此，可以采用最小风速和空气体积的风扇6，马达控制器的基片和风扇6可以小型化。通过散热器1的小型化、马达控制器的基片的小型化和风扇6的小型化，可以使马达控制器小型化。
此外，通过最佳地采用风扇6，可以抑制马达控制器的基片的部件成本和风扇6的部件成本，从而降低马达控制器的成本。
此外，由于风沿着散热器1的鳍片形状前进，所以使风的滞流消失，噪音减小，从而改善了马达控制器的性能。此外，由于凸台1d和支架1e使风扇6可以直接放置在散热器1上，所以可以简化电缆6的布线路径，并且容易对其进行更换。由于可以容易地进行更换，所以可以由用户容易地进行更换，从而实现维护中的改进。
此外，通过将风扇6的切口6d和散热器1的凸起1i配合，风扇6可以一直放在右侧方向。当试图将风扇6放置在相反的方向时，因为风扇6由于凸起1i而摆动，所以不能放置风扇。因此，避免了风扇的错误连接，改善了马达控制器的性能。
工业实用性
本发明涉及一种主要通过高压电源来运行的马达控制器，如变频装置或伺服放大器，尤其涉及一种用于增强马达控制器的散热效果的散热器。这种散热器可以应用在制造和提供能够容易使装置小型化、减少部件成本和实现成本降低的马达控制器的领域。

Claims (8)

1.一种马达控制器，包括：
散热器，具有鳍片；
功率半导体模块，具有紧密地接触所述散热器的多个外部电极端子；
基片，所述多个外部电极端子连接到所述基片；
风扇，具有连接到所述散热器的连接电缆；
电缆，用于连接所述风扇的所述连接电缆和所述基片；以及
风扇外壳，用于将所述风扇和所述散热器固定在一起，其中
在所述散热器的鳍片部分中形成有风扇放置部分，以将所述风扇放置在所述风扇放置部分上。
2.如权利要求1所述的马达控制器，其中
所述风扇放置部分由设置在所述散热器上的多个凸台组成。
3.如权利要求1所述的马达控制器，其中
在放置所述风扇的鳍片部分处形成有喇叭口。
4.如权利要求1或2所述的马达控制器，其中
在所述喇叭口和侧板之间通过平缓的圆弧形成导向部。
5.如权利要求1至3中任一项所述的马达控制器，其中
所述鳍片的在所述散热器的所述喇叭口侧上的端部制作成随着所述导向部的圆弧倾斜而变短。
6.如权利要求1所述的马达控制器，其中
在所述散热器的所述风扇直接放置到的所述鳍片部分处形成有电缆保持部分。
7.如权利要求1所述的马达控制器，其中
在所述散热器的所述风扇直接放置到的所述鳍片部分处形成有凸起，所述凸起将所述风扇的连接方向限制在一个方向上，并且
在所述风扇的放置面处形成有与所述凸起接合的凹部。
8.如权利要求7所述的马达控制器，其中
所述凹部是形成在所述风扇的侧部中的切口。
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