CN211656631U - 电机驱动器及电动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电机驱动器及电动装置，电机驱动器包括外壳、散热器、电路组件和风扇，所述外壳上设置有进风口和出风口；散热器安装于所述外壳内，所述散热器上设置有安装凹槽和将所述安装凹槽与所述进风口和出风口分别连通的散热风道；电路组件安装于所述外壳内，并通过所述散热器进行散热；风扇安装于所述安装凹槽内。本实用新型提高了电机驱动器的散热效果同时减少电机驱动器的体积。

Description

电机驱动器及电动装置

技术领域

本实用新型涉及电机驱动器技术领域，特别涉及一种电机驱动器及电动装置。

背景技术

电机是一种重要的动力部件，一般通过电机驱动器进行驱动，以实现转动。

一般的，电机驱动器主要由整流、滤波、IPM模块(智能功率模块)组成的功率变换部分以及控制部分等组成。

电机驱动器由于要进行功率变换，在其驱动电机工作的过程中会产生大量的热量。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。

现有技术中，通过风冷散热的方式较多，但是基本都是在电机驱动器的外壳出风口处设置风扇，通过风扇转动引导气流流过散热器实现，但是散热效果还是不够显著，而且这种风扇结构的设置会增大整个驱动器的体积。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电机驱动器，旨在提高电机驱动器的散热效果同时减少电机驱动器的体积。

为实现上述目的，本实用新型提出一种电机驱动器，所述电机驱动器包括：

外壳，所述外壳上设置有进风口和出风口；

散热器，安装于所述外壳内，所述散热器上设置有安装凹槽和将所述安装凹槽与所述进风口和出风口分别连通的散热风道；

电路组件，安装于所述外壳内，并通过所述散热器进行散热；

风扇，安装于所述安装凹槽内。

在一实施例中，所述散热器具有第一侧面，所述安装凹槽开设于所述第一侧面，所述风扇显露于所述安装凹槽的端面与所述第一侧面平齐。

在一实施例中，所述外壳具有相对的第一侧壁和第二侧壁，其中，

所述进风口和出风口中的一个设于所述第一侧壁上，另一个设于所述第二侧壁上；或者，所述出风口的数量为两个，两个所述出风口一个设于所述第一侧壁上，另一个设于所述第二侧壁上，所述进风口设于所述外壳正对所述风扇的位置。

在一实施例中，所述散热器包括：

基板；以及

多个翅片，设置在于所述基板一侧，多个所述翅片沿第一方向并排设置，每一所述翅片沿第二方向延伸，任一相邻两所述翅片之间形成多个子通道，多个所述子通道组合形成所述散热风道，所述安装凹槽开设于多个所述翅片上。

在一实施例中，所述散热器还包括与所述基板连接的安装座；

所述电路组件包括控制板和功率板，所述控制板和功率板相对安装于所述安装座的两侧，并通过排针实现电连接。

在一实施例中，所述基板上设置有连通所述散热风道且朝向所述安装座的连通口。

在一实施例中，所述连通口设于所述基板对应所述安装凹槽的位置，并与所述安装凹槽连通。

在一实施例中，所述功率板上具有电容元件，所述电容元件正对所述连通口。

在一实施例中，所述电容元件安装于所述功率板面向所述控制板的一侧，所述控制板对应所述电容元件的位置具有避位缺口。

在一实施例中，所述散热风道内设置有扰流部。

在一实施例中，所述扰流部为设于所述翅片侧壁的凸起。

在一实施例中，所述凸起为多个，且沿所述翅片的延伸方向间隔分布。

在一实施例中，所述电路组件还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述安装凹槽内，所述翅片上设置有供所述温度传感器的导线铺设的走线槽。

在一实施例中，所述电路组件还包括IPM模块和整流桥模块，所述IPM模块和整流桥模块分别安装于所述基板背向所述风扇的一侧。

在一实施例中，所述安装凹槽设于所述散热器一侧面的中部。

此外，本实用新型还提出一种电动装置，所述电动装置包括电机及上述电机驱动器，所述电机驱动器包括：

外壳，所述外壳上设置有进风口和出风口；

散热器，安装于所述外壳内，所述散热器上设置有安装凹槽和将所述安装凹槽与所述进风口和出风口分别连通的散热风道；

电路组件，安装于所述外壳内，并通过所述散热器进行散热；

风扇，安装于所述安装凹槽内；

所述电机驱动器与所述电机电连接。

本实用新型技术方案中，在电机驱动器的外壳上设置有进风口和出风口，散热器上设置有安装凹槽和将所述安装凹槽与所述进风口和出风口分别连通的散热风道，风扇安装于所述安装凹槽内。可以理解的是，由于风扇安装于所述安装凹槽内，利用了散热器的空间，因此，整个电机驱动器的体积相对减少。并且，由于风扇直接设置在散热器上，当风扇转动时，气流可以快速的带走散热器的热量，提高了散热效果。

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，显而易见地，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电机驱动器一实施例的结构示意图；

图2为图1所示电机驱动器去掉外壳后的内部结构示意图；

图3为图2所示电机驱动器内部结构的部分分解图；

图4为图3中去除了控制板的结构示意图；

图5为本实用新型散热器一实施例的结构示意图；

图6为图5的另一视角图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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。

本实用新型提出一种电机驱动器及应用其的电动装置，电动装置包括电机及电机驱动器，所述电机驱动器与所述电机电连接，电动装置可以是包含电机作为动力装置的设备，例如机器人、机床等。

一般的，电机驱动器主要由整流、滤波、IPM模块(智能功率模块)组成的功率变换部分以及控制部分等组成。电机驱动器由于要进行功率变换，在其驱动电机工作的过程中会产生大量的热量。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。

在一示例性技术中，在电机驱动器的外壳出风口处设置风扇，通过风扇转动引导气流流过散热器实现对电机驱动器进行散热，但是散热效果还是不够显著，而且这种风扇结构的设置会增大整个驱动器的体积。

为了提高驱动器的散热效果同时减少电机驱动器的体积，本实用新型对电机驱动器进行进一步改进。

参照图1-图4，在本实用新型一实施例中，本实用新型提出的电机驱动器包括：外壳100、散热器200、电路组件300及风扇400。

本实施例中，散热器200安装于所述外壳100内，电路组件300安装于所述外壳100内，并通过所述散热器200进行散热，其中电路组件300可以与外壳100固定或者与散热器200进行固定。需要说明的是，电路组件300为电机驱动器的电路结构总成，由于电路本身不是本实施例的重点，此处不再阐述电路本身，主要介绍一下本实施例电路组件300的最终实现形态，本实施例中电路组件300可以设计成两块电路板进行安装，例如功率板310和控制板320，其中，电路组件300中的重要发热元件，例如IPM模块和整流桥则也可以选择单独安装于散热器200进行更好的散热处理。

本实施例中，结合参照图5，外壳100上设置有进风口101和出风口102，散热器200上设置有安装凹槽201和将所述安装凹槽201与所述进风口101和出风口102分别连通的散热风道202，风扇400安装于所述安装凹槽201内。可以理解的是，由于风扇400安装于所述安装凹槽201内，利用了散热器200的空间，因此，整个电机驱动器的体积相对减少。并且，由于风扇400直接设置在散热器200上，当风扇400转动时，气流可以快速的带走散热器200的热量，提高了散热效果。

需要说明的是，风扇400安装后，可以是全部或者部分容置于所述安装凹槽201内，以降低整个电机驱动器的体积。当然，风扇400全部容置于所述安装凹槽201内时，则可以最大程度的降低电机驱动器的体积。例如，在一实施例中，所述散热器200具有第一侧面，所述安装凹槽201开设于所述第一侧面，所述风扇400显露于所述安装凹槽201的端面与所述第一侧面平齐。换言之，也可以说是，所述风扇400的高度与所述安装凹槽201的深度相等。采用如此结构，风扇400安装后，填补了安装凹槽201，散热器200的外观相对完整，如此，风扇400即相当于散热器200的一部分结构，散热器200的体积没有增大，同时整个产品的体积也不用增大。相较于将风扇400设于出风口102处必然占用一定的空间相比，本实施例的电机驱动器的体积相对减少。

本实施例中，所述安装凹槽201可以设于所述散热器200一侧面的中部，以便于更好的带走散热器200的热量，当然，也可以不限定安装凹槽201在散热器200上的位置，而越靠近散热器200的中部，会使风扇400作用于散热器200的散热效果更均衡，散热效果会更好。

本实施例中，进风口101和出风口102的设置位置和数量的配置也能够提高散热效果，例如在一实施例中，图未示出，可以参考图1所示的两个出风口位置，其中一个可跟改为进风口，即所述外壳100具有相对的第一侧壁和第二侧壁，所述进风口和出风口中的一个设于所述第一侧壁上，另一个设于所述第二侧壁上。这种结构设置，进风口和出风口前后贯通，气流快速通过散热风道202，快速带走更多热量，散热效果更高。

在另一实施例中，所述外壳100具有相对的第一侧壁10a和第二侧壁10b，所述出风口102的数量为两个，两个所述出风口102一个设于所述第一侧壁10a上，另一个设于所述第二侧壁10b上，所述进风口101设于所述外壳100正对所述风扇400的位置。这种结构设置，增加了出风口102的数量，散热风道202的出风行程缩短，热风也能快速的被排到外壳100外，也能进一步提高散热效果。此外，外壳100上还可以设置散热孔，例如在第一侧壁10a和第二侧壁10b上设置散热孔，或者设置成格栅状，以便于壳体内的热量进一步方便排放至外壳100外部。

本实施例中，为了进一步提高对电路组件300的散热效果，所述散热器200上还可以设置有连通所述散热风道202且朝向所述电路组件300的连通口203。通过引导散热风道202的一部分气流直接吹向电路组件300，可以提高对电路组件300或者电路组件300的重要发热元件的散热效果。

本实施例中，为了进一步提高散热效果，所述散热风道202内设置有扰流部(参考图5所示的凸起2201)。扰流部能够使得散热风道202内形成紊流，使得换热更充分，进而提高换热效率。

上述实施例中，结合参照图5和图6，散热器200可以是各种形状，例如蜂窝状、鳍片状、翅片220状等，在一实施例中，所述散热器200包括：

基板210；以及

多个翅片220，设置在于所述基板210一侧，多个所述翅片220沿第一方向并排设置，每一所述翅片220沿第二方向延伸，任一相邻两所述翅片220之间形成多个子通道202a，多个所述子通道202a组合形成所述散热风道202，所述安装凹槽201开设于多个所述翅片220上。这种结构设置基板210背向翅片220或者风扇400的一侧可以方便安装电路组件300的重要发热元件300a，例如IPM模块和整流桥等，也可以便于与电路组件300贴靠进行散热。通过基板210将热量传导给多个翅片220，然后再通过风扇400带动气流流过多个翅片220，可以快速的带走翅片220和基板210上的热量。

需要说明的是，第一方向和第二方向可以是垂直关系，其中外壳的第一侧壁10a和第二侧壁10b可以在第二方向上相对，这样在一个实施例中进风口和出风口相对，前后贯通，气流快速通过散热风道202，快速带走更多热量，散热效果更高。在另一实施例中，则可以是两个出风口102前后贯通，进风口101位于中间，散热风道202的出风行程缩短，热风也能快速的被排到壳体外，也能进一步提高散热效果。

该实施例中，为了方便电路组件300的安装，所述散热器200还进一步包括与所述基板210连接的安装座230，安装座230为方便散热可以设计出中空的框体结构。且该实施例中，电路组件300采用控制板320和功率板310的最终实现形式，即电路组件300包括控制板320和功率板310，所述控制板320和功率板310相对安装于所述安装座230的两侧，并通过电连接件330实现电连接，控制板320主要为弱电，且发热量低，功率板310主要为强电，发热量高，这种设计与安装，可以实现热隔离和强弱电安全隔离。其中，电连接件330可以是排针或者排线等。其中排针连接可靠，且可以起到一定的支撑和固定作用

需要说明的是，采用该实施例的散热器200结构时，上述连通口203则设置于基板210上，且连通口203朝向所述安装座230，也即朝向所述电路组件300，即通过连通口203将气流导向安装座230，对安装座230上安装的电路组件300进行散热。当然，可以进一步将所述连通口203设于基板210对应所述安装凹槽201的位置，以尽可能的减少与所述安装凹槽201的连通距离，以增大风量，并且是冷风直吹，能够大大提高散热效果。

进一步地，所述功率板310上具有电容元件3101，所述电容元件3101正对所述连通口203，如此，可以提高电容元件3101的散热量。

进一步地，所述电容元件3101安装于所述功率板310面向所述控制板320的一侧，所述控制板320对应所述电容元件3101的位置具有避位缺口3201。由于功率板310和控制板320是并排安装，电容元件3101中例如滤波电容体积较大，需要较大的安装空间，而在控制板320上设置设置避位缺口3201，则可以避位电容元件3101的位置，从而减少功率板310和控制板320的相对安装距离，进而减少整个产品的体积。

另外，需要说明的是，采用该实施例的散热器200结构时，所述扰流部为设于所述翅片220侧壁的凸起2201。通过凸起2201对气流的扰乱，使得换热更充分。

该实施例中，所述扰流部可以是多个，也即凸起2201可以是多个，且沿所述翅片220的延伸方向间隔分布，如此，能够增大扰流效果。其中，多个扰流部的排布可以是等距或者不等距。

该实施例中，当翅片220的两侧对应位置均设置凸起2201时，则扰流部在翅片220上形成类似关节的凸包结构，或者可以认为是翅片220两侧的凸起2201沿所述翅片220的宽度方向延伸至其两端，增加翅片220两侧子通道202a的扰流效果。

在一实施例中，结合参照图5，为了便于检测整个电机驱动器的核心温度或者节约散热的能效，通过设置温度传感器(图未示出)检测散热器200的温度，即所述电路组件300还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述安装凹槽201内，为了便于与电路组件300连接，所述翅片220上设置有供所述温度传感器的导线铺设的走线槽204。可以理解的是，通过温度传感器检测散热器200的温度，可以进行风扇400的转速控制，实现跟随温度的变化变频调速，使得在温度较低时，可以降低风扇400转速，节约电能。此外，在基板210背对风扇400侧一侧设置主要发热元件时，将温度传感器设置在此处，也可以可靠的检测到重要发热元件的温度。

可以理解的是，由于本实用新型在电动装置上使用了上述任意一实施例的电机驱动器，因此，本实用新型电机的实施例包括上述电机驱动器全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种电机驱动器，其特征在于，所述电机驱动器包括：

外壳，所述外壳上设置有进风口和出风口；

散热器，安装于所述外壳内，所述散热器上设置有安装凹槽和将所述安装凹槽与所述进风口和出风口分别连通的散热风道；

电路组件，安装于所述外壳内，并通过所述散热器进行散热；

风扇，安装于所述安装凹槽内。

2.如权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于，所述散热器具有第一侧面，所述安装凹槽开设于所述第一侧面，所述风扇显露于所述安装凹槽的端面与所述第一侧面平齐；

和/或，

所述安装凹槽设于所述散热器一侧面的中部。

3.如权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于，所述外壳具有相对的第一侧壁和第二侧壁，其中，

所述进风口和出风口中的一个设于所述第一侧壁上，另一个设于所述第二侧壁上；或者，所述出风口的数量为两个，两个所述出风口一个设于所述第一侧壁上，另一个设于所述第二侧壁上，所述进风口设于所述外壳正对所述风扇的位置。

4.如权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于，所述散热器包括：

基板；以及

多个翅片，设置在于所述基板一侧，多个所述翅片沿第一方向并排设置，每一所述翅片沿第二方向延伸，任一相邻两所述翅片之间形成多个子通道，多个所述子通道组合形成所述散热风道，所述安装凹槽开设于多个所述翅片上。

5.如权利要求4所述的电机驱动器，其特征在于，所述散热器还包括与所述基板连接的安装座；

所述电路组件包括控制板和功率板，所述控制板和功率板相对安装于所述安装座的两侧，并通过排针实现电连接。

6.如权利要求5所述的电机驱动器，其特征在于，所述基板上设置有连通所述散热风道且朝向所述安装座的连通口；

所述连通口设于所述基板对应所述安装凹槽的位置。

7.如权利要求6所述的电机驱动器，其特征在于，所述功率板上具有电容元件，所述电容元件安装于所述功率板面向所述控制板的一侧，所述电容元件正对所述连通口，所述控制板对应所述电容元件的位置具有避位缺口。

8.如权利要求4所述的电机驱动器，其特征在于，所述散热风道内设置有扰流部；

所述扰流部为设于所述翅片侧壁的凸起；

所述凸起为多个，且沿所述翅片的延伸方向间隔分布。

9.如权利要求5所述的电机驱动器，其特征在于，所述电路组件还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述安装凹槽内，所述翅片上设置有供所述温度传感器的导线铺设的走线槽；和/或，

所述电路组件还包括IPM模块和整流桥模块，所述IPM模块和整流桥模块分别安装于所述基板背向所述风扇的一侧。

10.一种电动装置，其特征在于，所述电动装置包括电机及如权利要求1-9任一项所述的电机驱动器，所述电机驱动器与所述电机电连接。

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