CN205961008U - 交流电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及交流电机控制器，属于特殊结构的三相异步电动机控制技术领域。其解决了现有技术存在的使用寿命短和稳定性差的问题。本实用新型包括机体和内部电路板，机体包括底座和面盖，底座内部凹陷形成腔体，其外部分布有翅片、加强筋以散热和固定支撑，底座底部不平，长向一侧有更低的凹槽，在底座外壁设置有线缆端口、散热翅片和加强筋；面盖上设置有输出接线柱通孔、蓄电池的直流输入接线柱通孔；面盖与底座间设置有弹性绝缘垫圈；电路板包括功率板、电容板和控制板，功率板、电容板和控制板单独设置。本实用新型所述的交流电机控制器，密封性能和散热性能良好，工作性能稳定，工作效率高。

Description

交流电机控制器

技术领域

本实用新型涉及交流电机控制器，属于特殊结构的三相异步电动机控制技术领域。

背景技术

随着电动车、新能源汽车国家和地方政策补贴的刺激、电池、电机技术瓶颈的克服，加上其环保、污染小的特点，越来越多的人选择电动车、新能源汽车或者混动汽车作为代步工具，车用电机控制技术及其相关产业也得到迅速发展。车用电动机在负载要求、技术性能、工作环境等方面有其特殊的要求，经历了永磁无刷直流电机、永磁无刷交流电机、异步电机的发展。异步交流电机相对来讲具有结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠、低转矩脉动、低噪声、不需要位置传感器、转速极限高的优点，是目前车用电机的主流产品，但是其驱动控制系统的缺点也比较明显：功率管在工作时产生大量废热，电流涡流效应也会增加废热，影响功率管的使用时间，进而影响控制器的使用寿命；驱动回路复杂且较长，容易受到较大的强电工作电流干扰，降低控制器的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有交流控制器存在的上述缺陷，提出了一种交流电机控制器，通过一种底座、面盖结构的设计，设计防水固定套使得电路板能够紧密固定，对抗路途颠簸；防水固定套与密封圈一起密封内部结构，防水防尘防腐蚀。同时本实用新型通过合理设计内部电路布局，缩短了驱动回路，减少废热的产生，使得三相异步电机控制器的控制效率和功率密度提高，控制效果更为稳定。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种交流电机控制器，包括机体和内部电路板，机体包括底座和面盖，底座内部凹陷形成腔体，其外部分布有翅片、加强筋以散热和固定支撑，底座底部不平，长向一侧有更低的凹槽，在底座外壁设置有线缆端口、散热翅片和加强筋；面盖上设置有输出接线柱通孔、蓄电池的直流输入接线柱通孔；面盖与底座间设置有弹性绝缘垫圈；电路板包括功率板、电容板和控制板，功率板、电容板和控制板单独设置。

进一步地，功率板、电容板与底座之间紧密相连，涂有导热硅胶来减小热阻。

进一步地，底座由金属整体铸造而成，优化的，底座由铝合金整体铸造而成；面盖由绝缘塑料制成。

进一步地，面盖外表面有输入保险和分流器，输入保险采用继电器、熔断器或接触器。

进一步地，通孔外部有一高出面盖表面的凸环，内部有一低于面盖表面的内肩台。

进一步地，每个通孔外部设置安装有防水固定套，防水固定套由弹性绝缘材料制成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的交流电机控制器，相比传统技术相比，密封性能和散热性能良好，工作性能稳定，工作效率高。

附图说明

图1是本实用新型的立体图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是本实用新型的腔体分解图。

图4是电路板固定位置图。

图中：1机体；2霍尔传感器；3底座；4底座外壳；5防水固定套；6面盖；7分流器；8熔断器；9线缆端口；10输出接线柱；11输入接线柱；12腔体；13可控开关组件；14凸环；15内肩台；16通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，实用新型的机体1由底座3和位于底座3上的面盖6组成，面盖6紧密盖合在底座3的上方，面盖6与底座3之间设置有密封垫圈，面盖6通孔16处设有防水固定套5，使内部形成一个密封的腔体12。

如图3和图4所示，腔体12中设置有功率板、电容板、控制板、蓄电池的两个直流输入接线柱11、交流电机的三个输出接线柱10、三个继电器，正极输入接线柱11电连接于控制板，负极输入接线柱11电连接于电容板，三个输出接线柱10电连接于功率板。

如图1所示，底座3由铝合金整体铸造而成，内部凹陷形成腔体12，底座3底部内壁分为两部分，对应两个直流输入接线柱11一侧的底座3底部内壁有更低的凹槽以配合电容板的安装。

在底座3外壁远离正极直流输入接线柱11的一侧端面正中设置有线缆端口9，腔体12外壁周向设置有多个平行的散热翅片以散热，外壁上散热翅片间设置有多个加强筋以固定支撑，底座外壳4设置有多个平行散热翅片，散热翅片的方向设置为机体1沿着安装完成后车辆行驶的方向。

如图1所示，面盖6由绝缘塑料制成，其上开有三个交流电机的三个输出接线柱10通孔16、蓄电池的两个直流输入接线柱11通孔16，分别使三个交流电流输出接线柱10、正极输入接线柱11、负极输入接线柱11的顶部露出。正极输入通孔16、负极输入通孔16横向两侧分别设有镶件，便于连接蓄电池的接线端。正极输入通孔16、负极输入通孔16及其镶件位于一条直线，且与三个交流电流输出接线柱10的连线平行。面盖6外表面设置有输入继电器和分流器7，其中，输入继电器连接在正极输入接线柱11的端部及相应镶件之间，分流器7连接在负极输入接线柱11的端部与相应镶件之间，分流器7上具有连接电流表的端子，可对流经分流器7的电流大小进行检测。继电器的工作原理：继电器可以控制上电时序，并在紧急情况时断开主电，以保护乘客的安全。

通孔16外部有一高出面盖6表面的凸环14，内部有一低于面盖6表面的内肩台15。每个通孔16外部设置安装有防水固定套5，防水固定套5由弹性绝缘材料制成，其结构配合通孔16的凸环14和内肩台15，起到密封和防水作用。

由此可见，面盖6的外表面集成了分流器7和输入继电器，便于使用者进行接线操作。面盖6与底座3良好密封，起到很好的防水防尘作用，延长控制器的寿命和稳定性。

如图1和图2所示，功率板包括基板，基板紧贴底座3底部较高一侧，基板上设置三个交流电源输出接线柱10、三组驱动信号插针、可控开关组件13。

三个交流电源输出接线柱10是垂直于基板方向呈倒T形向上延伸出机体1的金属柱体，沿腔体12长向成一条直线均匀分布于基体的一侧，使接线柱位于腔体12的中部，三个交流电源输出接线柱10同时对功率板、控制板起到良好地固定支撑功能。

三组驱动信号插针是沿腔体12长向均匀分布于远离电容板的基体最外侧的插针组，与输出接线柱10位于沿腔体12长向相同位置处。

可控开关组件13组成三相六桥臂，每一相由多个功率管并联组成，这些功率管均匀承担电流，在基板上呈对称性的流动，降低涡流相应的影响，也使产生的热量分布较均匀，避免废热过度集中，延长功率管的使用时间，进而延长控制器的使用寿命。

电容板包括基板，基板上设置有电容、一个负极直流电源接线柱、三个直流连接柱，基板一边与功率板紧密连接，通过螺钉将功率板、电容板、底座3相固定。

电容包含多个电容，均匀分布于基板上，朝向下方位于底座3底部一侧更低的凹槽内。

负极直流电源接线柱由金属柱体制成，分布于U、V两个输出接线柱10之间的外侧。负极直流电源接线柱两侧分别设置有覆铜块，覆铜块与电容电连接。

三个直流连接柱是垂直基板的较短的金属柱体，分布于电容板一侧，与电容板负极直流接线柱和控制板的正极直流接线柱位于一条直线上。

功率板与电容板之间通过铜箔紧密压接在一起。

控制板在功率板和电容板上方，包括基板，基板上设置有七个通孔16、三个插针孔、一个正极直流电源接线柱及二个霍尔传感器2、三个继电器、变压器、主控芯片、多个驱动芯片以及、一个LED指示灯、多个信号处理电路等器件。

功率板的三个交流电源输出接线柱10、电容板的负极直流电源接线柱、电容板的三个直流电源连接柱通过控制板对应的通孔16伸出，两个霍尔传感器2分别套装在接线柱上，用以检测通过接线柱的电流。

通过控制板的三个插针孔，与功率板的三个正极直流端子电连接，同时有固定作用。

控制板板的正极直流电源接线柱由金属柱体制成，分布于最外侧。

功率板上分布有三个继电器，用以控制主电通断。

变压器主要给控制器里的芯片提供可靠的直流电。

一个LED指示灯通过检测流入控制板的电流显示控制器的状态。

主控芯片和多个驱动芯片分布于控制上，利用预设的控制逻辑实现控制器的驱动、控制、检测功能，实现电动机的正常运行。

功率板、电容板、控制板用于将输入的直流电转化为合适的三相交流电并输出到电动机，从而控制电动机的运行。工作时，正极直流电源接线柱和负极直流电源接线柱分别接上蓄电池正负极，动力电经过继电器流向电解电容，电解电容具有储能和滤波功能，然后流向功率板，控制板通过三组驱动信号插针把矢量控制信号传到开关单元，通过控制开关单元把直流电转换为三相交流电，三个交流电源输出接线柱10分别输出电流到电机的U、V、W三相，使电机正常运行。

由上可见，电流信号从控制板流向电容板再流向功率板，反馈电流经过功率板的可控开关组件13后返回控制板，将负极直流电源输入接线柱11设置在电容板上，正极直流电源输入接线柱11设置在控制板上靠近电容板的位置，通过在板间上下流通的电流能有效的降低涡流效应，从而减少废热的产生。同时主控芯片、驱动芯片等器件位于控制板的另外一侧，使其远离电容、可控开关组件13产生的较大电流，减少电磁干扰。

通过此集成化的电路板设计，利用合理的电路布局，整体保持良好的稳固性、密封性和散热性，使得在提高交流电机控制器的稳定性的同时，也具有更加良好地功率密度，使其制造小型化，以适应更多安装环境。

当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (6)

1.一种交流电机控制器，包括机体(1)和内部电路板，机体(1)包括底座(3)和面盖(6)，其特征在于：底座(3)内部凹陷形成腔体(12)，其外部分布有翅片、加强筋以散热和固定支撑，底座(3)底部不平，长向一侧有更低的凹槽，在底座(3)外壁设置有线缆端口(9)、散热翅片和加强筋；面盖(6)上设置有输出接线柱(10)通孔(16)、蓄电池的直流输入接线柱(11)通孔(16)；面盖(6)与底座(3)间设置有弹性绝缘垫圈；电路板包括功率板、电容板和控制板，功率板、电容板和控制板单独设置。

2.根据权利要求1所述的交流电机控制器，其特征在于：功率板、电容板与底座(3)之间紧密相连，涂有导热硅胶来减小热阻。

3.根据权利要求1或2所述的交流电机控制器，其特征在于：底座(3)由金属整体铸造而成，优化的，底座(3)由铝合金整体铸造而成；面盖(6)由绝缘塑料制成。

4.根据权利要求1所述的交流电机控制器，其特征在于：面盖(6)外表面有输入保险和分流器(7)，输入保险采用继电器、熔断器(8)或接触器。

5.根据权利要求4所述的交流电机控制器，其特征在于：通孔(16)外部有一高出面盖(6)表面的凸环(14)，内部有一低于面盖(6)表面的内肩台(15)。

6.根据权利要求1或5所述的交流电机控制器，其特征在于：每个通孔(16)外部设置安装有防水固定套(5)，防水固定套(5)由弹性绝缘材料制成。