CN104734411A - 一种集成控制器的电机及其安装方法 - Google Patents

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苏永帅
王超
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种集成控制器的电机及其安装方法，其包括定子、转子、固定定子和转子相对运动的第一端盖和导热性好的金属材料制成的第二端盖、以及在PCB板上配置了功率模块和常规电子元件的控制器，控制器上功率模块和常规电子元件分别位于PCB板的两侧，PCB板上配置功率模块紧贴第二端盖固定。功率模块利用第二端盖进行散热，节省了单独设置散热器的成本，并能有效固定在PCB板上。

Description

一种集成控制器的电机及其安装方法
技术领域
本发明涉及一种集成控制器的电机及其安装方法，尤其是具备功率模块的控制器控制电机及其安装方法。
背景技术
传统电机厂商仅提供定转子方案供客户选择，客户需要另行设计或采购相应的控制器件。由于分别设计或采购使得电机方案的整体成本很高下，且不能很好保证电机和控制器之间的兼容性，因此越来越多的电机厂商提供集成控制器的一体化电机方案。随着电机节能提效的环境需求和变频控制等节能技术的广泛采用，控制器上配备功率模块也日益增多。
功率模块是根据控制设计需要将功率电子电力器件组合封装在一个芯片上，针对其工作特点和结构存在实际使用中存在两个问题。一是功率模块发热量大，其中电子器件温度每上升10℃，使用寿命缩短一半；二是功率模块的管脚相对常规电子元件较多，在其安装、使用过程中振动稍大可能会使应力作用管脚导致失效。而将功率模块应用于电机控制器中，很难避免这两个问题。行业通常的做法是单独设计散热器和控制器增加减振装置或结构来防止温度过高和振动过大，但由于增加了结构又会导致电机体积、成本增加。
发明内容
符合本发明的集成控制器的电机，其包括定子、转子、固定定子和转子相对运动的第一端盖和导热性好的金属材料制成的第二端盖、以及在PCB板上配置了功率模块和常规电子元件的控制器，其特征在于控制器上功率模块和常规电子元件分别位于PCB板的两侧，所述PCB板上配置功率模块紧贴第二端盖固定。
符合本发明的集成控制器的电机，其中第二端盖采用铝合金。
符合本发明的集成控制器的电机，其中功率模块和第二端盖之间可以配置导热绝缘材料，优选是硅胶。
符合本发明的集成控制器的电机，所述控制器通过螺钉固定在第二端盖上。
符合本发明集成控制器的电机，所述控制器可以安装在第二端盖的外部，也可以安装在第二端盖的外部。
符合本发明的集成控制器电机其安装方法为：首先将定子和转子固定在第一端盖和第二端盖之间；然后将功率模块和其它常规电子元件相对配置在PCB板两侧的控制器按照功率模块紧贴第二端盖的位置紧固控制器，完成安装。
采用本发明方案的集成控制器电机利用铝合金电机端盖充当散热器，省掉了一般控制器上必需的散热器，降低了产品成本。功率模块与线路板贴紧安装，使线路板与功率模块组成一个整体，在洗衣机运行过程中，线路板和功率模块间不会存在相对运动，从而功率模块不会受到应力作用，降低了功率模块因为管脚受应力损坏的风险。
附图说明
图1是符合本发明的一个实施例。
100…电机，110…定子，前端盖…130，后端盖…140，控制器…150，功率模块…160，170…PCB板
具体实施方式
图1是符合本发明技术的一个实施方案，其中电机100包括定子110、转子(未示出)、固定定子和转子相对转动的前端盖130、后端盖140以及固定在端盖上的控制器150。前、后端盖(130，140)是金属件，在本实施方案中采用铝合金铸造成型。控制器150可以根据设计需要固定在任一端盖上，但在本实施方案中控制器150固定在电机非输出端的后端盖140上。控制器150是集成了功率模块160和其它常规电子元件(电容、电感、端子等)的PCB板170，其中功率模块(160)和常规电子元件分别位于PCB板170两侧。本实施方案中将PCB板170上固定了功率模块160的一侧面向后端盖并通过螺钉紧固PCB板170在后端盖140的外壁面上，功率模块160被紧密压在后端盖140和PCB板170之间。由于功率模块160直接接触后端盖140，导热材料良好的铝合金材料的后端盖140可以直接为功率模块160散热，而不需要单独为功率模块160单独设计散热部件。后端盖140、功率模块160和PCB板170三者通过螺钉的紧固，保证了在电机100运行过程中三者同步振动，不会发生相对位移，从而保证了功率模块160管脚不会受到应力作用，避免了采用减振部件来稳定PCB板170。
如图1中所示，在本方案中后端盖140是有外延结构的，而控制器150是固定在后端盖的外部的。在符合本发明的其它实施方案中，后端盖140可以没有外延结构，这时控制器150可以是固定在后端盖140的内部，但控制器150上功率模块160紧贴后端盖140的内壁面上。
此外，可以在功率模块160上涂抹导热和/或绝缘的材料(未在图中示出)，导热绝缘材料可以是石墨烯、热传导胶带、硅胶、硅脂、相变导热绝缘材料等，防止功率模块漏电导致金属端盖带电造成人身安全隐患。还可以在铝合金后端盖140铸造时非接触功率模块160一侧和/或端盖边缘位置设计散热鳍，也可以在后端盖140非接触功率模块160一侧与功率模块160对应位置嵌入薄铜片。
符合本发明技术的集成控制器电机，其安装方法是先将定子110、转子固定于前、后端盖130，140中，再将控制器150按照功率模块160所在的一侧面对后端盖140壁面贴紧，紧固螺钉，完成安装。
本发明保护的技术并不限于说明书所描述的内容，任何不脱离本发明概念和精髓的变型和改造，都认为是落入本发明保护范围以内。

Claims (8)

1.一种集成控制器的电机，其包括定子、转子、固定定子和转子相对运动的第一端盖和导热性好的金属材料制成的第二端盖、以及在PCB板上配置了功率模块和常规电子元件的控制器，其特征在于控制器上功率模块和常规电子元件分别位于PCB板的两侧，所述PCB板上配置功率模块紧贴第二端盖固定。
2.如权利要求1中所述的集成控制器的电机，其特征在于所述第二端盖采用铝合金。
3.如权利要求1中所述的集成控制器的电机，其特征在于所述功率模块和第二端盖之间可以配置导热绝缘材料。
4.如权利要求3中所述的集成控制器的电机，其特征在于所述的导热绝缘材料可以是硅胶。
5.如权利要求1、2、3之一所述的集成控制器的电机，其特征在于所述控制器通过螺钉固定在第二端盖上。
6.如权利要求1、2、3之一所述的集成控制器的电机，其特征在于所述控制器可以安装在第二端盖的外部。
7.如权利要求1、2、3之一所述的集成控制器的电机，其特征在于所述控制器可以安装在第二端盖的内部。
8.如权利要求1所述的集成控制器的电机，其安装方法为：首先将定子和转子固定在第一端盖和第二端盖之间；
然后将功率模块和其它常规电子元件相对配置在PCB板两侧的控制器按照功率模块紧贴第二端盖的位置紧固控制器，完成安装。
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