CN115604964B - 悬挂式风冷电机控制器 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机控制器设备技术领域，具体涉及一种悬挂式风冷电机控制器，包括：第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体。第一腔体的一端设有第一通风孔；第二腔体的一端部下方设有第二通风孔，第二通风孔连通第一腔体与第二腔体；第三腔体的一端部下方设有第四通风孔，另一端部下方设有第五通风孔，第四通风孔连通第二腔体与第三腔体，第五通风孔连通第三腔体与第四腔体；第四腔体包括还包括风扇和百叶窗，本发明设置的第一通风孔、第二通风孔、第四通风孔、第五通风孔、风扇和百叶窗为风的流向限定了唯一风路，各发热元件都被设置在此唯一风路的路径中，通风时将各发热元件产生的热量携带并吹出壳体，增强了散热效果，实现了强制风冷。

Description

悬挂式风冷电机控制器

技术领域

本发明属于电机控制器设备技术领域，具体涉及一种悬挂式风冷电机控制器。

背景技术

电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。采用大功率智能模块、优良的冷却散热系统、可靠的电源控制系统、闭环采样反馈控制系统优化组成，具有响应速度快、控制运行稳定、免维护的特点。

电机控制器在工作时会产生大量的热量，而高温会使电机控制器中电子元件发生故障，所以生产厂家在制作电机控制器时会加入冷却装置，现有的电机控制器的冷却方式包括风冷和水冷，目前主要以风冷为主，现有的风冷方式多为整体直通式风冷，即电机控制器内部的电子发热元件均平铺安装在外壳内，外壳上安装有至少一个散热风扇为电机控制器散热，这样的结构不仅会使控制器大型化，占用面积较大，而且散热风扇与通风孔简单对立设置，这种散热方式仅仅是将电机控制器中的少量热空气抽出，长此以往，依旧会造成电子元件的损坏，增加了维修生产成本的同时也不利于安全生产的进行；另外，现有的电机控制器为了加装风扇散热，使得电机控制器内部与外部较为多面积的接通，进而使外壳的防水性能变差，导致电机控制器因雨水或者飞溅的水进入造成电机控制器短路烧坏，增加了维修生产成本。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种悬挂式风冷电机控制器，旨在克服现有电机控制器采用整体直通式风冷散热而导致的冷却散热效果不佳的问题，同时兼顾电机控制器在使用场景下的小型化需求和防尘防水需求。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

悬挂式风冷电机控制器，包括：

壳体，整体呈长方体，所述壳体的内部共分为四个腔体，分别为第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体；

第一腔体，被设于所述壳体的底部，所述第一腔体的一端设有至少两个第一通风孔，且每个所述第一通风孔上均设有防尘滤网，所述第一腔体通过所述第一通风孔与外界连通；所述第一腔体的内部设有散热片垫片，所述散热片垫片的上方设有散热片，所述散热片垫片的末端设有电容垫片，所述电容垫片的上方设有大电容组；

第二腔体，被设于所述第一腔体的上部，所述第二腔体的一端设有航空插头，所述第二腔体的一端部下方设有主电路组件，所述第二腔体的另一端部下方设有第二通风孔，所述第二通风孔置于所述大电容组的上方，所述第二腔体通过所述第二通风孔与所述第一腔体连通，使风通过所述第一通风孔进入所述第一腔体后，途径所述散热片到达所述大电容组，然后风穿过所述第二通风孔进入所述第二腔体，最终到达所述主电路组件；

第三腔体，被设于所述第二腔体的上部，所述第三腔体的一端部下方设有第四通风孔，所述第四通风孔置于所述主电路组件的上方，所述第三腔体的另一端部下方设有第五通风孔，所述第三腔体通过所述第四通风孔与所述第二腔体连通；此外，所述第三腔体内部还设有控制电路组件，所述控制电路组件位于所述第四通风孔和所述第五通风孔之间；由此，到达所述主电路组件的风穿过所述第四通风孔进入所述第三腔体后，途径所述控制电路组件，最终到达所述第五通风孔；

第四腔体，整体呈L形，所述第四腔体被设于所述第三腔体的末端；所述第四腔体的水平部的一端通过所述第五通风孔与所述第三腔体连通；所述第四腔体的竖直部内部设有风扇，所述风扇的上部还设有风扇围挡，所述风扇围挡的上方还设有“回”字形中空盖板，所述第四腔体的竖直部的侧壁上还设有百叶窗；由此，在所述第三腔体中、到达所述第五通风孔的风穿过所述第五通风孔进入到所述第四腔体的水平部内部，然后通过所述风扇将风吹入所述第四腔体的竖直部内部，最终使风从所述百叶窗排出所述壳体，与此同时，所述风扇的运作使所述壳体内部与外界形成负压，进而使空气流经整个所述壳体的内部，实现气体的动态平衡，最终实现风冷；

所述壳体上除所述第一通风孔和所述百叶窗与外界连通之外，其余部分都为密闭环境。

优选地，所述主电路组件上配置有实现其各自独立功能的电容、功率泄放板、整流桥、保险管、接触器、功率电阻和电流传感器；

所述控制电路组件包括PCB板和电源板；

所述主电路组件、所述大电容组和所述控制电路组件均为发热元件。

优选地，所述第二通风孔处设有大电容组保护板，所述大电容组保护板上设有与所述大电容组的本体直径相适配的保护孔，此外，所述大电容组保护板上还均匀设有若干个第三通风孔。

优选地，所述壳体被设置为三层叠加式，所述第一腔体被设置为第一层，所述第二腔体被设置为第二层，所述第三腔体和所述第四腔体共同被设置为第三层；另外，所述第一腔体的设有所述第一通风孔的一端与所述第二腔体的设有所述航空插头的一端对齐，且所述第四腔体的竖直部与所述第一腔体的另一端和所述第二腔体的另一端对齐。

优选地，所述电机控制器的防尘防水等级达到IP64级。

本发明的有益效果在于：

本发明的壳体利用三层叠加式将第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体均匀分布，使得本发明的整体外形趋向于小型化，增强了不同使用场景的适配性，另外，本发明将质量较大的散热片和大电容组设置于第一腔体内，而第一腔体又位于壳体的底部，即本悬挂式风冷电机控制器的安装固定部位，这样的设计使本发明的稳定性增强，大电容组保护板的设置增强了大电容组的抗震性和稳定性；最重要的是，本发明设置的第一通风孔、第二通风孔、第四通风孔、第五通风孔、风扇和百叶窗为风的流向限定了唯一风路，而所述的各发热元件都被设置在此唯一风路的路径中，如此设置后，通风时可将所述的各发热元件产生的热量尽数携带并吹出壳体，增强了散热效果，实现了强制风冷；本发明通过设置防尘滤网、百叶窗和风扇围挡，并且壳体上除第一通风孔和百叶窗与外界连通之外，其余部分都为密闭环境，达到了IP64级的防尘防水效果，增强了本发明在不同场景条件下的适用性，降低了本发明的损坏率，节约了维修生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的总体三维布局图；

图2为本发明的第一腔体的内部结构图；

图3为本发明的第二腔体的内部结构图；

图4为本发明的第三腔体的内部结构图；

图5为本发明的第四腔体的内部结构图；

图6为本发明在工作情景下的布局图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

由于现有电机控制器的风冷方式多为整体直通式风冷散热，即电机控制器内部电子发热元件都平铺式安装在外壳内，外壳上安装有散热风扇为电机控制器散热，这样的结构不仅会使控制器大型化，占用面积偏大，而且散热风扇与通风孔简单对立设置，这种散热方式仅仅将电机控制器中少量热空气抽出，长此以往，依旧会造成电子元件的损坏，造成生产成本的增加，局限了电机控制器的实用性。

为此，本发明通过对电机控制器内部风路的走向进行设计，以实现对电机控制器内部的每个发热元件产生的热量进行快速散热的同时，兼具电机控制器在使用场景下的小型化需求和防尘防水需求。

下面将结合附图详细说明本发明的技术方案。

本发明涉及的悬挂式风冷电机控制器，包括：壳体1、第一腔体2、第二腔体3、第三腔体4和第四腔体5。本发明利用第一通风孔201、第二通风孔310、第四通风孔401、第五通风孔402、风扇501和百叶窗504为风的流向限定了唯一风路，而所述的各发热元件都被设置在此唯一风路的路径中，通风时可将所述的各发热元件产生的热量尽数携带并吹出壳体1，实现了强制风冷。

在本技术方案中，如图1、2所示，第一腔体2，被设于所述壳体1的底部，所述第一腔体2的一端设有至少两个第一通风孔201，且每个所述第一通风孔201上均设有防尘滤网202，所述第一腔体2通过所述第一通风孔201与外界连通；所述第一腔体2的内部设有散热片垫片203，所述散热片垫片203的上方设有散热片204，所述散热片204内部设有若干个散热腔体，所述散热腔体的腔体壁呈波纹形，所述散热片垫片203的末端设有电容垫片205，所述电容垫片205的上方设有大电容组206。

在本例中，散热片204和大电容组206为本发明中相对质量最大的元件，将所述第一腔体2置于所述壳体1的底部，即本发明的安装部位，有利于实现本发明安装后的稳定性。

在本技术方案中，如图1、3所示，第二腔体3，被设于所述第一腔体2的上部，所述第二腔体3的一端设有航空插头301，所述航空插头301为现有公开技术，其抗压、抗热、抗潮等性质均适用于本发明；所述第二腔体3的一端部下方设有主电路组件302，所述主电路组件302上配置有按图示位置进行布局安装的并实现其各自独立功能的电容303、功率泄放板304、整流桥305、保险管306、接触器307、功率电阻308和电流传感器309，以形成主电路组件302的电流回路，且所述主电路组件302为发热元件；所述第二腔体3的另一端部下方设有第二通风孔310，所述第二通风孔310置于所述大电容组206的上方，所述第二腔体3通过所述第二通风孔310与所述第一腔体2连通，且所述第二通风孔310处设有大电容组保护板311，所述大电容组保护板311上设有与所述大电容组206的本体直径相适配的保护孔312，所述大电容组206本体穿过保护孔312，所述保护孔312为大电容组206在震动时提供保护，防止大电容组206在震动作用下断开连接；此外，所述大电容组保护板311上还均匀设有若干个第三通风孔313。

本发明中，风可通过第一通风孔201进入第一腔体2，途径散热片204到达大电容组206，然后风穿过第三通风孔313进入第二腔体3，最终到达主电路组件302。与此同时，在本例中，主电路组件302为本发明中相对质量较轻的元件，将所述第二腔体3置于所述第一腔体2的上方，有利于实现本发明安装后的稳定性。

在本技术方案中，如图1、4所示，第三腔体4，被设于所述第二腔体3的上部，所述第三腔体4的一端部下方设有第四通风孔401，所述第四通风孔401置于所述主电路组件302的上方，所述第三腔体4的另一端部下方设有第五通风孔402，所述第三腔体4通过所述第四通风孔401与所述第二腔体3连通；此外，所述第三腔体4内部还设有控制电路组件403，所述控制电路组件403包括PCB板404和电源板405，所述控制电路组件403同样为发热元件，且所述控制电路组件403位于所述第四通风孔401和所述第五通风孔402之间。

本发明中，到达主电路组件302的风穿过第四通风孔401进入第三腔体4后，途径控制电路组件403，最终到达所述第五通风孔402。

在本技术方案中，如图1、5所示，第四腔体5，整体呈L形，所述第四腔体5被设于所述第三腔体4的末端；所述第四腔体5的水平部的一端通过所述第五通风孔402与所述第三腔体4连通，所述第四腔体5的竖直部内部设有风扇501，所述风扇501的上部还设有风扇围挡502，所述风扇围挡502的上方还设有“回”字形中空盖板503，所述第四腔体5的竖直部的侧壁上还设有百叶窗504。

本发明中，在第三腔体4中、到达第五通风孔402的风穿过第五通风孔402进入到第四腔体5的水平部内部，然后通过所述风扇501将风吸入所述第四腔体5的竖直部内部，最终使风从所述百叶窗504排出所述壳体1。与此同时，风扇501的运作使壳体1内部与外界形成负压，进而使空气流经整个壳体1的内部，实现气体的动态平衡，最终实现风冷。另外，在本例中，控制电路组件403和风扇501在本发明为相对质量最轻的元件，将所述第三腔体4和所述第四腔体5置于第二腔体3的上方，最终实现本发明安装的稳定性。

结合以上所述，在本技术方案中，如图1所示，所述壳体1被设置为三层叠加式，所述第一腔体2被设置为第一层，所述第二腔体3被设置为第二层，所述第三腔体4和所述第四腔体5共同被设置为第三层；另外，所述第一腔体2上设有所述第一通风孔201的一端与所述第二腔体3上设有所述航空插头301的一端对齐，且所述第四腔体5的竖直部与所述第一腔体2的另一端和所述第二腔体3的另一端对齐。如此设置使得本发明的整体体型趋于小型化，可以适用于更多更复杂的使用场景。

更具体地说，本发明被悬挂式安装在某一使用场景，当本发明开始工作时，风扇501开始转动，将风从壳体1内部通过百叶窗504吹向壳体1外部，由于风扇501的作用，此时会在壳体1的内部和外部形成负压，在负压的作用下，风在壳体1内部的具体路径如图1所示，风从壳体1外部通过第一通风孔201进入壳体1内部，首先到达第一腔体2，然后风在负压的作用下继续流通，途径散热片204到达大电容组206，然后风穿过第三通风孔313进入第二腔体3，最终到达主电路组件302；风继续流通，到达主电路组件302的风穿过第四通风孔401进入第三腔体4后，途径控制电路组件403，到达所述第五通风孔402；风穿过第五通风孔402进入到第四腔体5的水平部内部，然后通过所述风扇501将风吹入所述第四腔体5的竖直部内部，最终使风从所述百叶窗504排出所述壳体1。

此时完成风路在壳体1内部依次完整的流通，其中，壳体1上除第一通风孔201和百叶窗504与壳体1外部连通之外，壳体1其余部分都为密闭环境，仅实现风路的内流通，即以上所述的风路为风在壳体1内部流通的唯一路径，再此路径中设置的各电子发热元件所产生的热量都被风带走并排出壳体1，由此达到本发明的强制风冷效果。

在上述的风路设计中，着重要根据电机控制器内部散热元件的位置，有针对性的设计风路的走向，这是此发明的核心，同时优先满足防水防尘的要求。

在此技术方案的基础上，本发明对防尘防水的效果要达到IP64级，在本悬挂式风冷电机控制器安装使用时，风扇501的运作在壳体1内、外产生负压，由于负压的存在，使得防尘等级IP6X与IP5X的技术要求相同，即防尘滤网202虽然无法完全防止灰尘侵入，但侵入灰尘量不会影响元器件正常工作；防水等级达到IPX4，即防止各个方向飞溅而来的水侵入。例如：在本发明被悬挂式安装使用时，如图6所示，当水从壳体1下方，即水从第一通风孔201处向壳体1内部喷水时，第一通风孔201处的防尘滤网202会先行将一部分水挡在壳体1外，而进入壳体1内部的水会吸附于散热片204，最终汇聚再次向下通过第一通风孔201流出壳体1，对壳体1内部第二腔体3、第三腔体4中的电子元件以及大电容组206等的正常工作无影响；由于百叶窗504的窗口壁向外凸起的特性，此时窗口朝下，将从上往下运动的水，例如雨水等隔绝在壳体1之外，或者当水从百叶窗504处向壳体1内部喷水时，少量的水会从百叶窗504进入第四腔体5的竖直部，但通过风扇围挡502、“回”字形中空盖板503和风力的阻挡作用下，会使进入第四腔体5的水汇聚于第四腔体5的竖直部底部，最终由百叶窗504的最低口处流出壳体1外部，即水不会从第四腔体5进入第三腔体4、第二腔体3中影响电子元件的正常工作。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.悬挂式风冷电机控制器，其特征在于，包括：

壳体，整体呈长方体，所述壳体的内部共分为四个腔体，分别为第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体；

第一腔体，被设于所述壳体的底部，所述第一腔体的一端设有至少两个第一通风孔，且每个所述第一通风孔上均设有防尘滤网，所述第一腔体通过所述第一通风孔与外界连通；所述第一腔体的内部设有散热片垫片，所述散热片垫片的上方设有散热片，所述散热片垫片的末端设有电容垫片，所述电容垫片的上方设有大电容组；

第二腔体，被设于所述第一腔体的上部，所述第二腔体的一端设有航空插头，所述第二腔体的一端部下方设有主电路组件，所述第二腔体的另一端部下方设有第二通风孔，所述第二通风孔置于所述大电容组的上方，所述第二腔体通过所述第二通风孔与所述第一腔体连通，使风通过所述第一通风孔进入所述第一腔体后，途径所述散热片到达所述大电容组，然后风穿过所述第二通风孔进入所述第二腔体，最终到达所述主电路组件；

第三腔体，被设于所述第二腔体的上部，所述第三腔体的一端部下方设有第四通风孔，所述第四通风孔置于所述主电路组件的上方，所述第三腔体的另一端部下方设有第五通风孔，所述第三腔体通过所述第四通风孔与所述第二腔体连通；此外，所述第三腔体内部还设有控制电路组件，所述控制电路组件位于所述第四通风孔和所述第五通风孔之间；由此，到达所述主电路组件的风穿过所述第四通风孔进入所述第三腔体后，途径所述控制电路组件，最终到达所述第五通风孔；

第四腔体，整体呈L形，所述第四腔体被设于所述第三腔体的末端；所述第四腔体的水平部的一端通过所述第五通风孔与所述第三腔体连通；所述第四腔体的竖直部内部设有风扇，所述风扇的上部还设有风扇围挡，所述风扇围挡的上方还设有“回”字形中空盖板，所述第四腔体的竖直部的侧壁上还设有百叶窗；由此，在所述第三腔体中、到达所述第五通风孔的风穿过所述第五通风孔进入到所述第四腔体的水平部内部，然后通过所述风扇将风吹入所述第四腔体的竖直部内部，最终使风从所述百叶窗排出所述壳体，与此同时，所述风扇的运作使所述壳体内部与外界形成负压，进而使空气流经整个所述壳体的内部，实现气体的动态平衡，最终实现风冷；

所述壳体上除所述第一通风孔和所述百叶窗与外界连通之外，其余部分都为密闭环境；

另外，所述主电路组件上配置有实现其各自独立功能的电容、功率泄放板、整流桥、保险管、接触器、功率电阻和电流传感器；

所述控制电路组件包括PCB板和电源板；

所述主电路组件、所述大电容组和所述控制电路组件均为发热元件；

所述第二通风孔处设有大电容组保护板，所述大电容组保护板上设有与所述大电容组的本体直径相适配的保护孔，此外，所述大电容组保护板上还均匀设有若干个第三通风孔；

所述壳体被设置为三层叠加式，所述第一腔体被设置为第一层，所述第二腔体被设置为第二层，所述第三腔体和所述第四腔体共同被设置为第三层；另外，所述第一腔体的设有所述第一通风孔的一端与所述第二腔体的设有所述航空插头的一端对齐，且所述第四腔体的竖直部与所述第一腔体的另一端和所述第二腔体的另一端对齐；

所述电机控制器的防尘防水等级达到IP64级。

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