CN102832878B - 交流电机控制器总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种交流电机控制器总成，包括底板和连接在该底板上的罩壳，所述罩壳与底板之间形成控制器内腔，所述控制器内腔中设置有功率单元、功率板、控制板模块、输入接线柱以及外接交流电机的输出接线柱，所述输入接线柱电连接于所述功率板，所述输出接线柱电连接于所述功率单元；所述控制器内腔中还设置有安装在所述底板上的直流接触器总成，所述直流接触器总成位于所述功率板的一侧。由上述方案可见，本发明将直流接触器总成集成在控制器内腔中，省去了接线的麻烦，用户不必再单独外接直流接触器，使用方便。

Description

交流电机控制器总成

技术领域

本发明涉及一种车用配件，尤其是涉及一种可用于电动车的交流电机控制器总成。

背景技术

电动车因其不燃烧汽油产生动力，具有环保、污染小的特点，在旅游景区等对环境要求较高的地方得到广泛的应用。现有的电动车设有一个交流电机控制器总成，用于将蓄电池输出的直流电源转换成三相交流电源并驱动电机转动。

现有的交流电机控制器总成通常具有一块底板以及位于底板上的罩壳，罩壳与底板围成一个控制器腔体，控制器内腔中设置有功率单元、功率板、控制板模块、输入接线柱以及外接交流电机的输出接线柱等，输入接线柱电连接于功率板，输出接线柱电连接于功率单元。

因功率板需要与蓄电池连接，为了保护功率板上的电路，一般还需要在功率板与蓄电池之间设置直流接触器。目前常见的做法是在交流电机控制器总成外部单独外接一个接触器，用户在使用时经常需要接线和拆线，不方便使用，而且由于接触器位于控制器外部，便携性较差，影响整体美观。

发明内容

本发明的目的是提供一种方便使用的交流电机控制器总成。

为实现上述的目的，本发明提供的交流电机控制器总成包括底板和连接在该底板上的罩壳，所述罩壳与底板之间形成控制器内腔，所述控制器内腔中设置有功率单元、功率板、控制板模块、输入接线柱以及外接交流电机的输出接线柱，所述输入接线柱电连接于所述功率板，所述输出接线柱电连接于所述功率单元；所述控制器内腔中还设置有安装在所述底板上的直流接触器总成，所述直流接触器总成位于所述功率板的一侧。

由上述方案可见，本发明将直流接触器总成集成在控制器内腔中，省去了接线的麻烦，用户不必再单独外接直流接触器，使用方便。

所述直流接触器总成由两个直流接触器本体通过接触器支架连接成为一个整体，所述两个直流接触器本体的控制线圈触点并联在一起，所述底板上设有与所述两个直流接触器本体配合的两个定位槽。

由上述方案可见，该直流接触器总成将两个体积和容量较小的直流接触器本体并排安装成为整体进行使用，整体高度与单个直流接触器本体的高度相等，而通过将直流接触器本体的控制线圈触点并联在一起，又使得整体负载相对于单个直流接触器本体的负载成倍增加，因此，既节省了空间，解决了安装到交流电机控制器总成内部的问题，又能满足交流电机控制器总成的负载要求。定位槽置于底板上，便于直流接触器本体的散热。

所述输入接线柱有两根，其中所述功率板上固定有第一输入接线柱、第一输入铜排和第二输入铜排，所述第一输入接线柱与所述第一输入铜排电连接；所述直流接触器总成上固定有第二输入接线柱，该第二输入接线柱电连接于所述两个直流接触器本体的输入端，所述两个直流接触器本体的输出端分别通过输出铜排与所述第二输入铜排电连接。

所述功率单元和功率板固定在所述底板上，所述功率板平行地连接在所述功率单元的上方，所述功率单元由三个功率模块组成，每一所述功率模块具有一块基板，每一所述基板上安装有一根所述输出接线柱及一个场效应管，所述输出接线柱具有沿垂直于所述基板方向向上延伸的柱体，所述场效应管设有沿垂直于所述基板方向向上延伸的多根管脚，所述柱体在垂直于所述底板的方向上高于所述管脚；所述功率板上开设有三个第一通孔及三个第二通孔，每一所述输出接线柱的所述柱体穿过一个所述第一通孔，每一所述场效应管的所述管脚穿过一个所述第二通孔，所述柱体与所述第一通孔间隙配合，每一所述第一通孔的面积大于每一所述第二通孔的面积。三个所述输出接线柱排列成一条直线，三个所述第一通孔也排列成一条直线；三个所述场效应管排列成一条直线，三个所述第二通孔也排列成一条直线。

由上述方案可见，通过输出接线柱的柱体与第一通孔的配合以及场效应管的管脚与第二通孔的配合，能够使得功率板准确地安装到功率模块上，实现功率板与功率模块之间的定位。并且，上述方案不需要设置专门的定位部件，也不增加功率板与功率模块的电路板面积，有利于实现交流电机控制器总成的小型化。

此外，组装交流电机控制器总成时，只要将功率板的第一通孔对准输出接线柱，并套装在柱体外，然后将第二通孔对准场效应管的管脚，向下放置功率板即可，组装方便简单，提高交流电机控制器总成的组装效率。

组装交流电机控制器总成时，首先将功率板的第一通孔对准输出接线柱的柱体，实现粗定位，当功率板向下移动一定距离后将第二通孔对准场效应管的管脚，实现精定位，使功率板的安装更为精确，且组装也十分方便。

一个优选的方案是，所述基板上开设有至少三个螺纹孔，每一螺纹孔内安装有一个螺钉；每一所述基板上开设有至少一个支撑件，每一所述支撑件具有第三通孔，所述功率板上开设有至少三个第四通孔，每一所述螺钉穿过一个所述第四通孔及一个所述支撑件的所述第三通孔；每一所述第三通孔内安装有一个螺钉座，每一所述螺钉穿过一个所述螺钉座，每一所述螺钉座上设有至少一块垫片。

可见，通过螺钉将功率板、功率模块固定在底板上，能够实现功率板、功率模块与底板之间的定位，方便交流电机控制器总成的组装。

进一步的方案是，所述控制板模块固定安装在所述罩壳的内表面上，该控制板模块通过排线与所述功率板电连接。该方案区别于用排针连接控制板和功率板，用排线连接时便于对控制板模块和功率板进行调试。

进一步的方案是，所述罩壳的外表面设置有输入保险和分流器。由此可见，在罩壳的外表面集成了输入保险和分流器，便于使用者进行接线操作。

进一步的方案是，所述控制器内腔中还设置有输出电流传感器，所述输出电流传感器固定安装在所述功率板上，且套设于所述输出接线柱。一个优选的方案是，所述输出电流传感器包括磁环、磁环座和霍尔元件，所述磁环固定在所述磁环座上，该磁环呈C形，所述霍尔元件位于所述磁环的缺口内，所述磁环座的底部设有将其支撑在所述功率板上的多个支撑脚和将其固定在所述功率板上的卡扣。

由上述方案可见，输出电流传感器与功率板结合在一起，安装方便且牢固，接线柱和传感器磁环结合巧妙。

附图说明

图1是本发明实施例的交流电机控制器总成的立体图。

图2是图1所示交流电机控制器总成的爆炸图。

图3是图1所示交流电机控制器总成去掉罩壳后的结构图。

图4是图1所示交流电机控制器总成的底板、功率模块以及输出接线柱的结构图。

图5是图1所示交流电机控制器总成的直流接触器总成的结构图。

图6是图5所示直流接触器总成的爆炸图。

图7是图1所示交流电机控制器总成的底板、功率模块和功率板的装配示意图。

图8是图1所示交流电机控制器总成中的一个功率模块的结构图。

图9是图1所示交流电机控制器总成中的功率板的结构放大图。

图10是图1所示交流电机控制器总成中的输出电流传感器的结构图。

图11是图10所示输出电流传感器另一视角的结构放大图，图中隐藏了霍尔元件。

图12是图1所示交流电机控制器总成中的罩壳的外侧结构图。

图13是图12所示罩壳的内侧结构图。

图14是控制板通过排线与功率板连接示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各种实施方式，其中的实施例结合附图进行说明并在下文中描述。尽管本发明将结合示例性实施方式进行说明，应当理解本发明不限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅包括这些实施方式，而且还包括各种变形、改进。

参见图1，交流电机控制器总成1具有一块底板10以及位于底板10上的罩壳15，底板10与罩壳15围成一个密闭的控制器内腔。参见图2，所述控制器内腔中设置有功率单元3、功率板40、控制板模块5、直流接触器总成6、两根输入接线柱61、62以及外接交流电机的三根输出接线柱24、28、29，所述输入接线柱61、62电连接于功率板40，所述输出接线柱24、28、29电连接于功率单元3。

参见图3至图6，直流接触器总成6安装在底板10上，且位于功率板40的一侧。该直流接触器总成6由两个直流接触器本体16、17通过接触器支架63连接成为一个整体，所述两个直流接触器本体16、17的控制线圈触点并联在一起，底板10上设有与两个直流接触器本体16、17配合的两个定位槽13、14。

所述功率板40上固定有负极输入接线柱61、负极输入铜排64和正极输入铜排65，负极输入接线柱61与负极输入铜排64电连接；所述直流接触器总成6上固定有正极输入接线柱62，该正极输入接线柱62通过输入铜排68电连接于两个直流接触器本体16、17的输入端161、171，两个直流接触器本体16、17的输出端162、172分别通过输出铜排66、67与正极输入铜排65电连接。

直流接触器总成6的工作原理如下：当直流接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动直流接触器触点动作：常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原：常开触点断开，常闭触点闭合。

参见图3至图4，底板10上安装有三个功率模块20、30、31，在三个功率模块20、30、31上方安装有一块功率板40，在功率板40上安装有三个输出电流传感器35、36、37，并且在功率板40的一侧设有两个交流接触器16、17。交流电机控制器总成的组装使用多个螺钉50进行装配，每一个螺钉穿过功率板40及功率模块20、30、31上的通孔，从而将功率板40、功率模块20、30、31固定在底板10上。

参见图8，功率模块20具有一块基板21，在基板21上固定有一根输出接线柱24，输出接线柱24呈倒T型，具有沿垂直于基板21的方向向上延伸的柱体。在输出接线柱24近旁设有一个场效应管26，场效应管26具有沿垂直于基板21的方向向上延伸的多根管脚27。因此，输出接线柱24的柱体与管脚27平行。并且，在垂直于基板21的方向上，输出接线柱24的柱体高于场效应管26的管脚27。

在基板21上还设有九个支撑件22，每一个支撑件22大致呈圆筒状，其轴线垂直于基板21平面。并且，每一个支撑件22的中部为一通孔23。

从图4可见，三个功率模块20、30、31在底板10上平行设置，因此三个功率模块20、30、31的输出接线柱排列成一条直线，三个功率模块20、30、31的场效应管也是排列成一条直线。

参见图9，功率板40具有一块底板41，在底板41上开设有三个面积较大的通孔42、43、44，三个功率模块20、30、31的输出接线柱24分别穿过三个通孔42、43、44。从图5可见，三个通孔42、43、44排列成一条直线，以便于与三个功率模块20、30、31的输出接线柱24配合。此外，每一个功率模块20、30、31的输出接线柱24与对应的通孔42、43、44间隙配合。

在底板41上还设有三个面积较小的通孔45、46、47，每一个通孔45、46、47的面积小于每一个通孔42、43、44的面积。每一个功率模块20、30、31的场效应管26的管脚27分别穿过一个通孔45、46、47，因此三个通孔45、46、47排列成一条直线。

在底板41上还开设有多个通孔48，通孔48的数量与螺钉50的数量相等，每一个螺钉50可以穿过一个通孔48。

参见图7，在底板10上设有多个螺纹孔11，每一个螺纹孔11内开设有内螺纹，且螺纹孔11的数量与螺钉50的数量相等，每一个螺钉11可插入到一个螺纹孔11内。另外，在底板10的四个角部分别设有一个安装孔12，可通过插入螺钉等连接件，将底板10以及整个交流电机控制器总成1固定在电动车的车体内。

在功率模块20的每一个支撑件22内安装有螺钉座54，螺钉座54的中部为通孔55，螺钉座54上安装有两块垫片52、53，螺钉50的螺钉柱51可穿过垫片52、53以及螺钉座54的通孔55。

交流电机控制器总成1安装后，每一个螺钉50穿过功率板40的一个通孔48、功率模块20的支撑件22的通孔23并插入到底板10上的螺纹孔11内，从而实现功率模块20、功率板40的固定。

组装交流电机控制器总成1时，将安装有三个功率模块20、30、31的底板10放置在工作台上，并将功率板40的三个通孔42、43、44分别对准三个功率模块20、30、31的输出接线柱24、28、29，并将三个通孔42、43、44套在三根输出接线柱24、28、29外，实现功率板40的粗定位，并将功率板40向下移动。

当功率板40向下移动一定距离后，将通孔45、46、47分别对准三个功率模块20、30、31的场效应管26的管脚27，实现功率板40的精定位。然后，继续将功率板40向下移动，直至功率板40的下表面被支撑在功率模块20、30、31的支撑件22上。

最后，将螺钉50的螺钉柱51穿过功率板40的通孔48、功率模块20、30、31的支撑件22并插入底板10的螺纹孔11内，将功率板40、功率模块20、30、31固定在底板10上。

可见，通过输出接线柱与功率板40的通孔42、43、44以及场效应管26的管脚27与功率板的通孔45、46、47的配合，能够方便地实现功率板40与三个功率模块20、30、31的对接，确保功率板40与功率模块20、30、31之间的定位准确。同时，交流电机控制器总成的组装也方便、简单，提高交流电机控制器总成的组装效率。此外，交流电机控制器总成无需设置专门的定位部件，也不增加功率板40与功率模块20、30、31的面积，有利于实现交流电机控制器总成的小型化。

参见图12，所述罩壳15顶壁的下部设有位于一条直线上的三个通孔151、152、153，它们分别使三根输出接线柱29、28、24的端部露出，以便于外接交流电机的U、V、W接线端。罩壳15顶壁的上部设有两个通孔154、155，它们分别使两根输入接线柱61、62的端部露出。两个通孔154、155的横向两侧分别设有一个镶件156、157，作为连接蓄电池的接线端。两个通孔154、155和两个镶件156、157位于一条直线上，它们的连线与三个通孔151、152、153的连线平行。罩壳15的顶壁外表面设置有输入保险158和分流器159，其中，输入保险158连接在正极输入接线柱62的端部与作为蓄电池正极接线端的镶件157之间，分流器159连接在负极输入接线柱61的端部与作为蓄电池负极接线端的镶件156之间，分流器159上具有连接电流表的端子，可对流经分流器159的电流大小进行检测。由此可见，罩壳15的外表面集成了分流器159和输入保险158，便于使用者进行接线操作。

参见图13和图14，所述控制板模块5固定安装在罩壳15的内表面上，该控制板模块5通过第一排线7和第二排线8与功率板40电连接。该方案区别于传统的用排针连接控制板模块和功率板的方式，用排线连接时便于对控制板模块5和功率板40进行调试。

参见图3，三个输出电流传感器35、36、37固定安装在功率板40的三个通孔42、43、44处，且分别套设于三根输出接线柱24、28、29。参见图10和图11，每个输出电流传感器包括呈C形的磁环241、磁环座242和霍尔元件243，磁环241固定在磁环座242上，霍尔元件243位于呈C形的磁环241的缺口内，磁环座242的底部设有将其支撑在功率板40顶面上的多个支撑脚244和将其扣合固定在功率板40的通孔42、43、44处的两个卡扣245。

当然，上述实施方式仅是本发明优选的实施方式，实际应用时，本发明还可以有更多的变化，例如，每一个功率模块上设置的支撑件的数量可以根据实际情况增加或减少，最少可以设置一个支撑件，同时底板上的螺纹孔的数量以及螺钉的数量也跟随支撑件的变化而变化；或者，螺钉座上的垫片数量设置为一个，这样的改变也能实现本发明的目的。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如输出接线柱排列方式的改变、场效应管类型及管脚数量的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1. 交流电机控制器总成，包括底板和连接在该底板上的罩壳，所述罩壳与底板之间形成控制器内腔，所述控制器内腔中设置有功率单元、功率板、控制板模块、输入接线柱以及外接交流电机的输出接线柱，所述输入接线柱电连接于所述功率板，所述输出接线柱电连接于所述功率单元，其特征在于：所述控制器内腔中还设置有安装在所述底板上的直流接触器总成，所述直流接触器总成位于所述功率板的一侧；其中，

所述功率单元和功率板固定在所述底板上，所述功率板平行地连接在所述功率单元的上方，所述功率单元由三个功率模块组成，每一所述功率模块具有一块基板，每一所述基板上安装有一根所述输出接线柱及一个场效应管，所述输出接线柱具有沿垂直于所述基板方向向上延伸的柱体，所述场效应管设有沿垂直于所述基板方向向上延伸的多根管脚，所述柱体在垂直于所述底板的方向上高于所述管脚；所述功率板上开设有三个第一通孔及三个第二通孔，每一所述输出接线柱的所述柱体穿过一个所述第一通孔，每一所述场效应管的所述管脚穿过一个所述第二通孔，所述柱体与所述第一通孔间隙配合，每一所述第一通孔的面积大于每一所述第二通孔的面积。

2. 根据权利要求1所述的交流电机控制器总成，其特征在于：所述直流接触器总成由两个直流接触器本体通过接触器支架连接成为一个整体，所述两个直流接触器本体的控制线圈触点并联在一起，所述底板上设有与所述两个直流接触器本体配合的两个定位槽。

3. 根据权利要求2所述的交流电机控制器总成，其特征在于：所述输入接线柱有两根，其中所述功率板上固定有第一输入接线柱、第一输入铜排和第二输入铜排，所述第一输入接线柱与所述第一输入铜排电连接；所述直流接触器总成上固定有第二输入接线柱，该第二输入接线柱电连接于所述两个直流接触器本体的输入端，所述两个直流接触器本体的输出端分别通过输出铜排与所述第二输入铜排电连接。

4. 根据权利要求1所述的交流电机控制器总成，其特征在于：三个所述输出接线柱排列成一条直线，三个所述第一通孔也排列成一条直线；三个所述场效应管排列成一条直线，三个所述第二通孔也排列成一条直线。

5. 根据权利要求4所述的交流电机控制器总成，其特征在于：所述基板上开设有至少三个螺纹孔，每一螺纹孔内安装有一个螺钉；每一所述基板上开设有至少一个支撑件，每一所述支撑件具有第三通孔，所述功率板上开设有至少三个第四通孔，每一所述螺钉穿过一个所述第四通孔及一个所述支撑件的所述第三通孔；每一所述第三通孔内安装有一个螺钉座，每一所述螺钉穿过一个所述螺钉座，每一所述螺钉座上设有至少一块垫片。

6. 根据权利要求1所述的交流电机控制器总成，其特征在于：所述控制板模块固定安装在所述罩壳的内表面上，该控制板模块通过排线与所述功率板电连接。

7. 根据权利要求1所述的交流电机控制器总成，其特征在于：所述罩壳的外表面设置有输入保险和分流器。

8. 根据权利要求1所述的交流电机控制器总成，其特征在于：所述控制器内腔中还设置有输出电流传感器，所述输出电流传感器固定安装在所述功率板上，且套设于所述输出接线柱。

9. 根据权利要求8所述的交流电机控制器总成，其特征在于：所述输出电流传感器包括磁环、磁环座和霍尔元件，所述磁环固定在所述磁环座上，该磁环呈C形，所述霍尔元件位于所述磁环的缺口内，所述磁环座的底部设有将其支撑在所述功率板上的多个支撑脚和将其固定在所述功率板上的卡扣。