CN209376047U - 一种高效散热的伺服驱动器壳体及伺服驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效散热的伺服驱动器壳体及伺服驱动器，本实用新型的伺服驱动器壳体包括：基座，所述基座包括基座底板和基座中框，所述基座中框垂直安装在所述基座底板上；前盖板，所述前盖板安装在所述基座上；后盖板，所述后盖板安装在所述基座上；上盖板，所述上盖板安装在基座中框的上方并通过前盖板和后盖板进行固定。其中，基座上设置有散热风扇，散热风扇加速伺服驱动器内部空气流动的同时提升了基座中框上设置的散热翅片和铸铝散热器的散热效果，改善了本实用新型中的伺服驱动器的散热性能。本实用新型的伺服驱动器壳体及伺服驱动器结构简单合理且各部件连接紧凑，散热性能良好。

Description

一种高效散热的伺服驱动器壳体及伺服驱动器

技术领域

本实用新型涉及伺服驱动器领域，具体而言，涉及一种高效散热的伺服驱动器壳体及伺服驱动器。

背景技术

交流伺服系统是一种控制电机转动的闭环控制系统，具有高动态性能，高位置精度，良好的低速转矩性能等特点。其中的伺服驱动器是交流伺服系统的一种重要功能部件，伺服驱动器又称伺服控制器或伺服放大器，用于接收伺服上位控制系统发出的指令，精准地控制电机转动。

伺服驱动器属于机电产品，在其工作过程中不断进行能量转换，能量不断转换的过程中会有损耗，且其中大部分损耗均转换为热量散出。热量的积累会影响发热元件的运行性能，且会因为温度过高导致元件寿命剧减。

伺服驱动器可视为一种特殊的变频器，基本的，变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、控制单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。

伺服驱动器的内部温度除了受电路的设计以及零部件的选用影响外，主要还与壳体的设计有关，因此，需要一种结构设计合理，散热性能好的伺服驱动器壳体，加快热量散发，降低伺服驱动器内部温度。

实用新型内容

为了克服现有伺服驱动器结构复杂、散热能力差的缺陷，本实用新型提供了一种高效散热的伺服驱动器壳体及伺服驱动器，该高效散热的伺服驱动器壳体及伺服驱动器结构简单合理，各部件连接紧凑，散热性能良好，在实际使用中具有良好的实用性。

相应的，本实用新型实施例提供了一种高效散热的伺服驱动器壳体，所述高效散热的伺服驱动器壳体包括：

基座，所述基座包括基座底板和基座中框，所述基座中框垂直固定在所述基座底板上；所述基座中框内嵌入式安装有铸铝散热器，所述铸铝散热器正面延伸出多片散热翅片，所述多片散热翅片端面上设置有供零部件固定的固定螺纹孔；所述铸铝散热器上设置有阶级凸台和内槽凸台；

前盖板，所述前盖板设置在所述基座上；所述前盖板设置有加强筋；所述前盖板远离所述加强筋一侧设置有条形通风孔；所述前盖板面向外部一侧设置有多条盖板槽位；

后盖板，所述后盖板设置在所述基座上；所述后盖板上设置有阶级通孔；所述前盖板靠近所述阶级通孔一侧设置有条形通风孔；所述前盖板面向外部一侧设置有多条盖板槽位；

上盖板，所述上盖板设置在基座中框的上方并固定在所述前盖板和后盖板上；所述上盖板上设置有条形方孔。

可选的，所述基座上设置有散热风扇。

可选的，所述基座底板上设置有基座安装通孔，所述基座安装通孔设置在基座底板的四个对角上。

可选的，所述基座中框上设置有控制板安装孔位和驱动板安装孔位。

可选的，所述铸铝散热器背面设置有预设的高度不等的散热凸起。

可选的，所述的前盖板和后盖板在基座底板通孔上方分别设置了圆弧避让。

可选的，所述盖板槽位为长条形且阵列分布在前盖板和后盖板面向外部的一侧；所述盖板槽位的深度为0.5毫米，接触时不易因温度过高而烫伤。

可选的，所述基座的材料为压铸铝；所述前盖板、后盖板和上盖板的材料为PVC塑料。

本实用新型提供了一种高效散热的伺服驱动器壳体及伺服驱动器，安装时依次将基座、前盖板、后盖板、上盖板连接固定，安装过程简单方便，且结构简单合理；铸铝散热器、散热翅片和散热风扇以及对流通风孔的设置改善了伺服驱动器的散热性性能，保证了运行的稳定性以及使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例的伺服驱动器三维结构爆炸示意图。

图2是本实用新型实施例中基座的立体视图。

图3是本实用新型实施例中前盖板的立体视图。

图4是本实用新型实施例中后盖板的立体视图。

图5是本实用新型实施例中上盖板的立体视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型实施例的伺服驱动器三维结构爆炸示意图，本实用新型的实施例提供了一种伺服驱动器。该伺服驱动器包括基座10、前盖板 20、后盖板30和上盖板40，所述前盖板20、后盖板30、基座底板11和上盖板40以基座中框12为框架，形成伺服驱动器的壳体部分。

基本的，本实用新型实施例的基座10包括基座底板11和框状的用于支撑各零部件的基座中框12，所述基座中框12的底边固定在所述基座底板 11上；所述的前盖板20和后盖板30分别设置在所述基座中框12的两侧，且与所述基座中框12连接固定；所述上盖板40与所述基座底板11相对，在所述基座中框12上方与所述前盖板20和后盖板30连接固定。

一般的，基于散热方面考虑，伺服驱动器内部需要进行散热设计的元件主要有制动电阻01、直流母线电容02、驱动板03、控制板04。

制动电阻01主要用于控制机械负载比较重的、制动速度要求非常快的场合，将电机所产生的再生电能通过制动电阻消耗掉，或者是将再生电能反馈回电源。在具体实施中由于电机的启停、变速较为频繁，因此，制动电阻01的发热量较大。

直流母线电容02可以用于补偿逆变器所需功率与整流桥输出功率之差、提供逆变器的输入电流、减小开关频率的电流谐波进入电网、吸收急停状态时所有功率开关器件关断下的电机去磁能量、提供瞬时峰值功率、保护逆变器或变频器免受电网瞬时峰值冲击。一般的，直流母线电容02参与的应用场景较多，除了选型不当对寿命造成影响外，温度过高也会降低直流母线电容的使用寿命，导致伺服驱动器的失效，因此，有必要使直流母线电容02工作在相对较低的环境温度下。

驱动板03采用以智能功率模块05(IPM)为核心设计的驱动电路，具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,主要是将CPU生成的 PWM脉冲经驱动电路产生符合要求的驱动信号激励IGBT输出电压，由于驱动板03在伺服驱动器的整个运行过程中，始终需要保持运动，因此，驱动板03的发热量较高；驱动板温度过高会带来的驱动延迟增大、电机驱动丢步等问题，在日常使用中需要注意降低驱动板的温度，以保证驱动板03 的正常运作。

控制板04，也叫CPU板，相当人的大脑，处理各种信号以及控制程序等部分，是伺服器中最关键的零部件之一。基于CPU的制作工艺影响，CPU 的工作环境不宜太高，以免对性能造成影响。

结合图2所示的基座的立体视图，相应的，用于伺服驱动器散热的结构有铸铝散热器14。铸铝散热器14内嵌在所述基座中框的中下部，铸铝散热器14的正面，即所述前盖板20的一面延伸出多片散热翅片13：多片散热翅片13之间留有散热间隙，且多片散热翅片13分别与基座底板11相平行。

进一步的，为了供所需散热的零部件进行固定，多片散热翅片根据需求在多平散热翅片的端面上设置有固定螺纹孔。

具体实施中，可采用高压铸铝材料铸造制成上述的铸铝散热器，铝材料具有密度小、导热性能强和易加工等特点。

相应的，用于伺服驱动器散热的元件有散热风扇08，散热风扇08上设置有风扇卡座081和风扇卡扣082，散热风扇上的风扇卡座081和风扇卡扣 082分别与基座底板方形卡孔152和卡扣配合位191配合，将散热风扇08 连接固定在基座10上，并通过设置在基座上的支撑板192对散热风扇进行支撑。散热风扇08的开启加速了伺服驱动器内部空气流动。

具体的，制动电阻01连接固定在制动电阻安装过渡板07上，所述的制动电阻安装过渡板07通过螺丝等紧固件连接固定在散热翅片13上；

直流母线电容02由于体积较大，为了方便安装，直流母线电容02连接固定在直流母线电容过渡板09上，所述直流母线电容过渡板09靠近驱动板03一侧设置有过渡板卡座；同时本实施例中铸铝散热器14上设置有阶级凸台181和内槽凸台182；直流母线电容过渡板09靠近驱动板03一侧通过过渡板卡座与驱动板卡孔的配合连接固定，远离驱动板03一侧通过与阶级凸台181和内槽凸台182的配合连接固定。同时，为了加强散热效果，将直流母线电容02设置在铸铝散热器14上方相对空旷的位置，保证散热风扇开启时有足够的空气带走直流母线电容02的热量。

智能功率模块05固定在所述驱动板03上；所述驱动板03和控制板04 分别设置在基座中框12的两侧，且与所述基座中框12连接固定；具体的，驱动板03设置有元器件的一面紧贴所述铸铝散热器，对应于所述驱动板03 上的元器件高度，所述铸铝散热器背面设置有相应高度的起伏，形成散热凸起，以尽可能贴合所述驱动板03上的元器件，同时为驱动板03上的多个元器件进行散热；

控制板04设置有元器件的一面则安装于所述铸铝散热器的正面，控制板04上的元器件处在在铸铝散热器14上方相对空旷的位置，保证散热风扇开启时有足够的空气带走元器件的热量。

图2是本实用新型实施例中基座的立体视图，基座10包括基座底板11 和基座中框12。具体的，基座底板上设置有用于安装定位的通孔151，通孔151设置于基座底板11的四个转角处，便于采用螺栓或螺钉或铆钉等结构将整个伺服驱动器连接固定；具体的，基座底板11上设置有用于连接固定前盖板20和后盖板30的盖板卡孔16，通过盖板卡孔16的作用，便于前盖板20和后盖板30的前盖板卡座21和后盖板卡座31通过卡孔16连接固定在基座底板11上；具体的，基座中框12两侧设置有用于安装前盖板20 和后盖板30的前盖板卡扣171和后盖板卡扣172，通过前盖板卡扣171和后盖板卡扣172将前盖板20和后盖板30连接固定在基座10上，在装配中无需使用螺钉等紧固件，拆装较为简便；具体的，基座中框12上设置有控制板04的控制板安装孔位154和驱动板03的驱动板安装孔位153，便于采用螺钉，或销钉，或铆钉等结构将控制板04和驱动板03固定在基座上。

图3是本实用新型实施例中前盖板的立体视图。具体的，前盖板20上设置有前盖板卡座21，前盖板卡座21设置在前盖板20的底部，通过前盖板卡座21与基座卡孔16的配合，将前盖板20定位在基座10上；具体的，前盖板20朝向所述基座中框12的一侧设置有前盖板卡孔22，通过与基座 10上前盖板卡扣171的配合，将前盖板20连接固定在基座10上；装配时需要首先将前盖板20通过前盖板卡座21配合在基座卡孔16中，然后通过前盖板卡孔22与前盖板卡扣171的配合实现与所述中框的连接固定；具体的，前盖板20上设置有用于定位散热风扇08的加强筋27。

图4是本实用新型实施例中后盖板的立体视图。具体的，后盖板30上设置有后盖板卡座31，后盖板卡座31设置在后盖板30的底部，通过后盖板卡座31与基座卡孔16的配合，将后盖板30定位在基座10上；具体的，后盖板30朝向所述基座中框12的一侧设置有后盖板卡孔32，通过与基座 10上后盖板卡扣172的配合，将后盖板30连接固定在基座10上；装配时需要首先将后盖板30通过后盖板卡座31配合在基座卡孔16中，然后通过后盖板卡孔32与后盖板卡扣172的配合实现与所述中框的连接固定。具体的，后盖板30上设置有阶级内孔37，所述阶级内孔37可通过螺钉或销钉或铆钉等结构与基座驱动板安装孔位153和驱动板上孔位配合，对后盖板 30和驱动板03进行固定定位。

具体的，前盖板20和后盖板30的顶部上设置有前盖板卡孔25和后盖板卡孔35，上盖板的盖板卡扣44与前盖板卡孔25和后盖板卡孔35配合，便于将上盖板40连接固定在前盖板20和后盖板30上；具体的，前盖板20 和后盖板30的顶部设置有前卡板23和后卡板33，对前盖板20和后盖板 30进行了进一步地固定，避免了安装间隙的产生；具体的，前盖板20和后盖板30上分别设置有前盖板槽位26和后盖板槽位36，槽位的深度为0.5 毫米，槽位的设置能有效降低伺服驱动器外壳的温度，接触时不易因温度过高而烫伤。

需要说明的是，为了便于不同厂家生产设计的伺服驱动器能够兼容安装，根据行业规范，伺服驱动器具有规范化的尺寸标准以及孔位标准。许多伺服驱动器产品为了节省成本，会缩减伺服驱动器的体积，通过连接板等方式满足尺寸标准以及孔位标准要求；但由于伺服驱动器体积过小，散热效果较差，伺服驱动器的运作寿命、运行稳定性较差。因此，针对行业规范这一问题，本实用新型实施例伺服驱动器外壳整体尺寸与规定的尺寸标准一致，为了孔位标准达标，参照图3所示的前盖板的立体试图和图4 所示的后盖板的立体试图，前盖板20和后盖板30在基座底板通孔151正上方处都设置了圆弧避让，便于安装过程中将螺栓等其他连接部件放置在基座底板通孔中。基于以上设计，本实用新型实施例的伺服驱动器体积可达尺寸标准的90％以上，相应的散热体积相对达到最大，散热效果更加良好。

为了进一步增强散热效果，本实用新型实施例伺服驱动器设置了通风孔、散热翅片和铸铝散热器，另外还设置了散热风扇对整个伺服驱动器内部进行散热。具体的，制动电阻01安装在所述散热翅片13上，通过散热翅片13对制动电阻01进行传导散热；具体的，基座中框12上设置有铸铝散热器14，驱动板03与控制板04的安装紧贴在铸铝散热器14上，通过铸铝散热14对驱动板03与控制板04进行传导散热；具体的，基座中框12 上设置有多条散热翅片13，散热翅片13在基座上沿平行基座底板11方向延伸，且其方向与散热风扇的风向保持一致；具体的，前盖板20和后盖板 30远离散热风扇08的一侧设置有前盖板通风孔25和后盖板通风孔35；散热风扇08运行时，空气从外部被散热风扇08吸入到伺服驱动器内部，然后一部分空气流经内部元器件后从前盖板通风孔25和后盖板通风孔35排出，另一部分空气经由散热翅片排出到外界。散热风扇08的设置加速了伺服驱动器内部的空气循环，更大程度地提升了散热翅片13和铸铝散热器14 的散热效果。

图5是本实用新型实施例中上盖板的立体视图。具体的，上盖板40上设置有上盖板卡扣44，上盖板卡扣44通过与前盖板卡孔22和后盖板卡孔 32的配合，便于对上盖板40进行定位与固定；具体的，上盖板40上设置有卡板45，对上盖板40进行进一步地固定，避免安装间隙的产生；具体的，上盖板40上设置有引线槽孔板41，便于对内部元件的引线进行整理；具体的，上盖板40上设置有圆柱转轴46，旋板43连接在圆柱转轴座上的圆柱转轴46，旋板43在关闭时起到一定的防尘防水作用。其中，旋板上43设置有定位凸台431，定位凸台431与上盖板孔位471配合，在旋板闭合时对旋板进行固定；具体的，上盖板40上设置有圆柱凸台48，旋板42连接在圆柱凸台48上，旋板42在闭合时有一定的防尘防水作用。其中，旋板42 上设置有突出位421，便于旋板42使用过程中手动的开启与闭合；其中，旋板42上设置有旋板卡扣422，旋板卡扣49与上盖板的上盖板卡孔472配合，在旋板闭合时对旋板进行固定；具体的，上盖板40上设置条形方孔473，驱动板03中需与外部连接的线槽可通过条形方孔473凸出到外部，便于用户使用。

安装过程中，首先定位好基座10，然后在基座10上连接固定好制动电阻01、驱动板03和控制板04；然后，将前盖板20和后盖板30连接固定在基座10的两侧上；最后，将上盖板40连接固定在前盖板20和后盖板30 上。

在本实用新型实施例提供的伺服驱动器中，基座10材料为压铸铝，有散热性好、可塑性强等特点；前盖板20、后盖板30和上盖板40的材料为 ABS塑料，有韧性好、质地硬、刚性好等特点。

相应的，本实用新型实施例还提供了一种伺服驱动器，包括以上所述的其中一种高效散热的伺服驱动器壳体。

本实用新型实施例提供的高效散热的伺服驱动器壳体及伺服驱动器结构简单但连接紧凑，安装或拆卸过程简单方便，符合行业规范标准。而且对发热元件的安装位置设置妥当，使发热元件散热情况良好，保证了运作稳定性和运作寿命。

以上对本实用新型实施例所提供的高效散热的伺服驱动器壳体及伺服驱动器进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种高效散热的伺服驱动器壳体，其特征在于，所述高效散热的伺服驱动器壳体包括：

基座，所述基座包括基座底板和基座中框，所述基座中框垂直固定在所述基座底板上；所述基座上设置有散热风扇；所述基座中框内嵌入式安装有铸铝散热器，所述铸铝散热器正面延伸出多片散热翅片，所述多片散热翅片端面上设置有供零部件固定的固定螺纹孔；所述铸铝散热器上设置有阶级凸台和内槽凸台；

前盖板，所述前盖板设置在所述基座上；所述前盖板设置有加强筋；所述前盖板远离所述加强筋一侧设置有条形通风孔；所述前盖板面向外部一侧设置有多条盖板槽位；

后盖板，所述后盖板设置在所述基座上；所述后盖板上设置有阶级通孔；所述前盖板靠近所述阶级通孔一侧设置有条形通风孔；所述前盖板面向外部一侧设置有多条盖板槽位；

上盖板，所述上盖板设置在基座中框的上方并固定在所述前盖板和后盖板上；所述上盖板上设置有条形方孔。

2.根据权利要求1所述高效散热的伺服驱动器壳体，其特征在于，所述基座底板上设置有基座安装通孔，所述基座安装通孔设置在基座底板的四个对角上。

3.根据权利要求1所述高效散热的伺服驱动器壳体，其特征在于，所述基座中框上设置有控制板安装孔位和驱动板安装孔位。

4.根据权利要求1所述高效散热的伺服驱动器壳体，其特征在于，所述铸铝散热器背面设置有预设的高度不等的多处散热凸起。

5.根据权利要求1所述高效散热的伺服驱动器壳体，其特征在于，所述的前盖板和后盖板在基座底板通孔上方分别设置了圆弧避让。

6.根据权利要求1所述高效散热的伺服驱动器壳体，其特征在于，所述盖板槽位为长条形且阵列分布在前盖板和后盖板面向外部的一侧；所述盖板槽位的深度为0.5毫米。

7.根据权利要求1所述高效散热的伺服驱动器壳体，其特征在于，所述基座的材料为压铸铝；所述前盖板、后盖板和上盖板的材料为PVC塑料。

8.一种伺服驱动器，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述高效散热的伺服驱动器壳体。