CN112911821A - 一种伺服驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种伺服驱动器，属于伺服驱动器技术领域。所述伺服驱动器包括连接件和依次叠设在一起的壳体盖板、IGBT功率模块、PCB电路板、壳体基座。连接件包括多个支撑环和多个连接螺栓，多个支撑环分别插装在IGBT功率模块的缺口中，且多个支撑环沿IGBT功率模块的周向间隔布置，各连接螺栓的一端均套设有连接螺母，各连接螺栓依次穿过壳体盖板、IGBT功率模块、相对应的支撑环、PCB电路板和相对应的连接螺栓，且连接螺栓和相对应的支撑环螺纹配合。壳体盖板和壳体基座可拆卸地连接在一起。本发明提供的一种伺服驱动器，使IGBT功率模块的重量不会作用于PCB电路板上，避免了焊点虚焊或焊点脱落，提高了伺服驱动器的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于伺服驱动器技术领域，更具体地，涉及一种伺服驱动器。
背景技术
在数控、工业机器人、注塑机、纺织机械、包装机械等领域，随着工业自动化水平的不断提高，对伺服驱动器的效率和性能提出更高的要求。其中，IGBT功率模块的可靠安装是伺服驱动器可靠工作的关键。
相关技术中，IGBT功率模块安装如下：采用自攻螺钉穿过PCB电路板的过孔拧入IGBT功率模块的四个安装支脚，将PCB电路板与IGBT功率模块固定在一起，然后再将IGBT功率模块的引脚焊接到PCB电路板上，以达到降低焊点应力的目的。
然而，在航天领域的大功率机电伺服系统中，因特定的空间限制，PCB电路板的面积均较大，振动、冲击等力学环境要求更为苛刻。PCB电路板面积大，相应地，振幅变大，由于IGBT功率模块其壳体基座为金属，IGBT功率模块的重量使得PCB电路板振动情况更为恶劣，导致IGBT功率模块的引脚与PCB电路板之间的焊点应力较大，容易形成虚焊甚至脱落，更严重的，将导致IGBT功率模块的引脚被迫拔出使得模块失效。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种伺服驱动器，其目的在于降低IGBT功率模块的焊点应力，由此解决IGBT功率模块的引脚与PCB电路板之间的焊点应力较大的技术问题。
本发明提供了一种伺服驱动器，所述伺服驱动器包括连接件和依次叠设在一起的壳体盖板、IGBT功率模块、PCB电路板、壳体基座；
所述连接件包括多个支撑环和多个连接螺栓，多个所述支撑环和多个所述连接螺栓一一对应，多个所述支撑环分别插装在所述IGBT功率模块的缺口中，且多个所述支撑环沿所述IGBT功率模块的周向间隔布置，各所述连接螺栓的一端均套设有连接螺母，各所述连接螺栓依次穿过所述壳体盖板、所述IGBT功率模块、相对应的所述支撑环、所述PCB电路板和相对应的所述连接螺栓，以夹设所述IGBT功率模块，且所述连接螺栓和相对应的所述支撑环螺纹配合；
所述壳体盖板和所述壳体基座可拆卸地连接在一起。
可选地，所述连接螺栓依次包括同轴布置的螺帽、第一螺纹段和第二螺纹段，且所述第一螺纹段的外径大于所述第二螺纹段的外径，且所述第一螺纹段和相对应的所述支撑环螺纹配合，所述第二螺纹段和相对应的所述连接螺母螺纹配合。
可选地，所述第二螺纹段上套设有两个绝缘垫片，一个所述绝缘垫片夹装在所述支撑环和所述PCB电路板之间，另一个所述绝缘垫片夹装在所述PCB电路板和所述连接螺母之间。
可选地，所述第二螺纹段上还套设有弹簧垫圈，所述弹簧垫圈夹装在所述PCB电路板和所述连接螺母之间。
可选地，所述第二螺纹段上还套设有平垫，所述平垫夹装在所述PCB电路板和所述弹簧垫圈之间。
可选地，所述伺服驱动器还包括导热绝缘垫，所述导热绝缘垫夹设在所述壳体盖板和所述IGBT功率模块之间。
可选地，所述壳体盖板上具有多个散热孔，各所述散热孔为条形孔，且多个所述散热孔之间平行间隔布置。
可选地，所述支撑环朝向所述壳体盖板的一端外壁上具有外凸缘，所述外凸缘的端面与所述IGBT功率模块相接触。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
对于本发明实施例提供的一种伺服驱动器，在对IGBT功率块进行固定时，一方面，通过支撑环和连接螺栓的螺纹连接，可以首先使得IGBT功率模块在连接螺栓的连接作用下夹装在壳体盖板和支撑环之间，从而实现IGBT功率模块在壳体盖板上的固定，避免IGBT功率模块的重量作用PCB电路板，进而降低后续焊脚处IGBT功率模块对PCB电路板的应力。另一方面，在支撑环对PCB电路板的支撑作用下，通过连接螺母和连接螺栓的连接，能够将连接为一体的壳体盖板和IGBT功率模块与PCB电路板连接，也就可以将PCB电路板通过支撑环间接与壳体盖板固定为一体，以减小振幅，保护IGBT功率模块引脚焊点不受应力。另外，还可以实现IGBT功率模块和PCB电路板的接触(或者相对固定)，便于最终将IGBT功率模块的引脚焊接到PCB电路板上，以降低焊点的应力，从而保证伺服驱动器的可靠性。
也就是说，本发明提供的一种伺服驱动器，使得IGBT功率模块通过支撑环和连接螺栓固定在壳体盖板上，使IGBT功率模块的重量不会作用于PCB电路板上，解决了IGBT功率模块引脚焊点由于振动而受应力的问题，避免了焊点虚焊或焊点脱落，提高了伺服驱动器的可靠性和安全性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种伺服驱动器的剖视图；
图2是本发明实施例提供的一种伺服驱动器的爆炸示意图；
图3是图1的局部放大图。
图中各符号表示含义如下：
1、连接件；11、支撑环；111、外凸缘；12、连接螺栓；121、螺帽；122、第一螺纹段；123、第二螺纹段；1231、绝缘垫片；1232、弹簧垫圈；1233、平垫；13、连接螺母；2、壳体盖板；21、散热孔；3、IGBT功率模块；31、缺口；4、PCB电路板；5、壳体基座；6、导热绝缘垫；7、紧固件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例提供的一种伺服驱动器的剖视图，图2是本发明实施例提供的一种伺服驱动器的爆炸示意图，结合图1和图2所示，伺服驱动器包括连接件1和依次叠设在一起的壳体盖板2、IGBT功率模块3、PCB电路板4、壳体基座5。
图3是图1的局部放大图，如图3所示，连接件1包括多个支撑环11和多个连接螺栓12，多个支撑环11和多个连接螺栓12一一对应，多个支撑环11分别插装在IGBT功率模块3的缺口31中，且多个支撑环11沿IGBT功率模块3的周向间隔布置，各连接螺栓12的一端均套设有连接螺母13，各连接螺栓12依次穿过壳体盖板2、IGBT功率模块3、相对应的支撑环11、PCB电路板4和相对应的连接螺栓12，以夹设IGBT功率模块3，且连接螺栓12和相对应的支撑环11螺纹配合。
壳体盖板2和壳体基座5可拆卸地连接在一起。
对于本发明实施例提供的一种伺服驱动器，在对IGBT功率块进行固定时，一方面，通过支撑环11和连接螺栓12的螺纹连接，可以首先使得IGBT功率模块3在连接螺栓12的连接作用下夹装在壳体盖板2和支撑环11之间，从而实现IGBT功率模块3在壳体盖板2上的固定，避免IGBT功率模块3的重量作用PCB电路板4，进而降低后续焊脚处IGBT功率模块3对PCB电路板4的应力。另一方面，在支撑环11对PCB电路板4的支撑作用下，通过连接螺母13和连接螺栓12的连接，能够将连接为一体的壳体盖板2和IGBT功率模块3与PCB电路板4连接，也就可以将PCB电路板4通过支撑环11间接与壳体盖板2固定为一体，以减小振幅，保护IGBT功率模块3引脚焊点不受应力。另外，还可以实现IGBT功率模块3和PCB电路板4的接触(或者相对固定)，便于最终将IGBT功率模块3的引脚焊接到PCB电路板4上，以降低焊点的应力，从而保证伺服驱动器的可靠性。
也就是说，本发明提供的一种伺服驱动器，使得IGBT功率模块3通过支撑环11和连接螺栓12固定在壳体盖板2上，使IGBT功率模块3的重量不会作用于PCB电路板4上，解决了IGBT功率模块3引脚焊点由于振动而受应力的问题，避免了焊点虚焊或焊点脱落，提高了伺服驱动器的可靠性和安全性。
需要说明的是，IGBT功率模块3上的缺口31通常是用来插装螺栓，以实现散热器在IGBT功率模块3上顶面的安装。
在本实施例中，PCB电路板4和壳体盖板2分别与壳体基座5通过紧固件7连接在一起，紧固件7可以为螺栓。
继续参见图3，连接螺栓12依次包括同轴布置的螺帽121、第一螺纹段122和第二螺纹段123，且第一螺纹段122的外径大于第二螺纹段123的外径，且第一螺纹段122和相对应的支撑环11螺纹配合，第二螺纹段123和相对应的连接螺母13螺纹配合。
在上述实施方式中，通过第一螺纹段122能够实现支撑环11对IGBT功率模块3的夹装，从而使得IGBT功率模块3固定在壳体盖板2上。通过第二螺纹段123能够间接实现PCB电路板4和壳体盖板2的连接，以减小振幅。
容易理解的是，第二螺纹段123的外径较小能够使得PCB电路板4上对应的螺纹孔较小，从而增大PCB电路板4的表面积。
在本实施例中，第二螺纹段123上套设有两个绝缘垫片1231，一个绝缘垫片1231夹装在支撑环11和PCB电路板4之间，另一个绝缘垫片1231夹装在PCB电路板4和连接螺母13之间。
在上述实施方式中，绝缘垫片1231对支撑环11和连接螺母13起到绝缘的作用。
可选地，第二螺纹段123上还套设有弹簧垫圈1232，弹簧垫圈1232夹装在PCB电路板4和连接螺母13之间。
在上述实施方式中，弹簧垫圈1232起到防松的作用，避免连接螺栓12和连接螺母13的分离。
示例性地，第二螺纹段123上还套设有平垫1233，平垫1233夹装在PCB电路板4和弹簧垫圈1232之间。
在上述实施方式中，平垫1233对PCB电路板4起到保护的作用，避免PCB电路板4的磨损。
可选地，伺服驱动器还包括导热绝缘垫6，导热绝缘垫6夹设在壳体盖板2和IGBT功率模块3之间。
在上述实施方式中，PCB电路板4对IGBT功率模块3起到散热的作用，提高散热效率。
示例性地，壳体盖板2上具有多个散热孔21，各散热孔21为条形孔，且多个散热孔21之间平行间隔布置。
在上述实施方式中，散热孔21同样对IGBT功率模块3起到散热的作用，提高散热效率。
在本实施例中，支撑环11朝向壳体盖板2的一端外壁上具有外凸缘111，外凸缘111的端面与IGBT功率模块3相接触。
在上述实施方式中，外凸缘111能够增大支撑环11对IGBT功率模块3的支撑面积，被支撑环11更稳固地支撑，避免IGBT功率模块3磨损。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案有以下优点：
(1)本发明提供的一种伺服驱动器，散热性能好。IGBT功率模块3通过导热绝缘垫6的贴合，可整个面散热，通过壳体盖板2上的散热孔21增大散热面积，散热效率高。
(2)本发明提供的一种伺服驱动器，安全性和可靠性高。IGBT功率模块3引脚焊点无应力，解决焊点存在虚焊或焊点脱落的问题；通过连接螺栓12和支撑环11将IGBT功率模块3固定，可大幅降低PCB电路板4面积过大使振幅太大的问题，从而控制焊点在工作时受力过大使焊点脱落的风险。
(3)本发明提供的一种伺服驱动器，易于拆装、调试、组装及维修；相比于IGBT功率模块3用自攻螺钉固定，本发明可反复拆装且可靠性不受影响。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种伺服驱动器，其特征在于，所述伺服驱动器包括连接件(1)和依次叠设在一起的壳体盖板(2)、IGBT功率模块(3)、PCB电路板(4)、壳体基座(5)；
所述连接件(1)包括多个支撑环(11)和多个连接螺栓(12)，多个所述支撑环(11)和多个所述连接螺栓(12)一一对应，多个所述支撑环(11)分别插装在所述IGBT功率模块(3)的缺口(31)中，且多个所述支撑环(11)沿所述IGBT功率模块(3)的周向间隔布置，各所述连接螺栓(12)的一端均套设有连接螺母(13)，各所述连接螺栓(12)依次穿过所述壳体盖板(2)、所述IGBT功率模块(3)、相对应的所述支撑环(11)、所述PCB电路板(4)和相对应的所述连接螺栓(12)，以夹设所述IGBT功率模块(3)，且所述连接螺栓(12)和相对应的所述支撑环(11)螺纹配合；
所述壳体盖板(2)和所述壳体基座(5)可拆卸地连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种伺服驱动器，其特征在于，所述连接螺栓(12)依次包括同轴布置的螺帽(121)、第一螺纹段(122)和第二螺纹段(123)，且所述第一螺纹段(122)的外径大于所述第二螺纹段(123)的外径，且所述第一螺纹段(122)和相对应的所述支撑环(11)螺纹配合，所述第二螺纹段(123)和相对应的所述连接螺母(13)螺纹配合。
3.根据权利要求2所述的一种伺服驱动器，其特征在于，所述第二螺纹段(123)上套设有两个绝缘垫片(1231)，一个所述绝缘垫片(1231)夹装在所述支撑环(11)和所述PCB电路板(4)之间，另一个所述绝缘垫片(1231)夹装在所述PCB电路板(4)和所述连接螺母(13)之间。
4.根据权利要求2所述的一种伺服驱动器，其特征在于，所述第二螺纹段(123)上还套设有弹簧垫圈(1232)，所述弹簧垫圈(1232)夹装在所述PCB电路板(4)和所述连接螺母(13)之间。
5.根据权利要求4所述的一种伺服驱动器，其特征在于，所述第二螺纹段(123)上还套设有平垫(1233)，所述平垫(1233)夹装在所述PCB电路板(4)和所述弹簧垫圈(1232)之间。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种伺服驱动器，其特征在于，所述伺服驱动器还包括导热绝缘垫(6)，所述导热绝缘垫(6)夹设在所述壳体盖板(2)和所述IGBT功率模块(3)之间。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种伺服驱动器，其特征在于，所述壳体盖板(2)上具有多个散热孔(21)，各所述散热孔(21)为条形孔，且多个所述散热孔(21)之间平行间隔布置。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种伺服驱动器，其特征在于，所述支撑环(11)朝向所述壳体盖板(2)的一端外壁上具有外凸缘(111)，所述外凸缘(111)的端面与所述IGBT功率模块(3)相接触。
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| GR01 | Patent grant | ||
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