CN214850872U - 一种电机控制器及其应用的外转子电机 - Google Patents

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孙海荣
关超
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Abstract

本实用新型公开了一种电机控制器及其应用的外转子电机，包括控制器壳体、电源线路板和控制线路板，控制器壳体包括第一安装平台、第二安装平台和侧壁，第一安装平台位于侧壁的顶部，第二安装平台位于侧壁的中部，第一安装平台和侧壁之间围成上空腔，控制线路板和电源线路板自上而下安装在上空腔里面，第二安装平台和侧壁围成下空腔，电源线路板伸出有整流桥模块，整流桥模块贴在第二安装平台上散热，控制盒结构简单，大小功率和体积不同电机可通过采用统一规格大小的控制板、安装空腔以及安装平台，以实现零部件的标准化和通用化，既可以提高设计和生产效率，同时又可以降低成本和简化管理，保证高功率器件散热效果好，满足高功率电机的散热要求。

Description

一种电机控制器及其应用的外转子电机
技术领域：
本实用新型涉及一种电机控制器及其应用的外转子电机。
背景技术：
现有的电机包括电机本体和安装在电机本体底部的电机控制器，电机控制器，包括控制盒和安装于控制盒里面的控制板，控制板上安装有热量较高的功率模块和整流桥模块。由于电机的直径与电机功率有关，不同功率的电机大小也不相同，这使得电机控制器中的控制板也需要根据电机的大小改变其大小尺寸，这造成了资源的浪费。
现有BLDC电机包括电机本体和电机控制器，所述的电机本体包括转轴、永磁转子组件、定子组件和机壳组件，永磁转子组件和定子组件形成磁藕合并安装在机壳组件上，定子组件包括定子铁芯和卷绕在定子铁芯上线圈绕组，机壳组件包括圆筒壳体、前端盖、后端盖，永磁转子组件安装在转轴上，定子组件与圆筒壳体连接在一起嵌套在永磁转子组件外面，前端盖和后端盖分别安装在圆筒壳体的两端，转轴支承在前端盖和后端盖的轴承上，上述电机控制器安装在机壳组件的外面，电机控制器里面设置电路板，电路板安装在一个控制盒里面，控制盒与后端盖连接安装。该电机的控制盒单独只有一个空腔安装线路板，该控制盒的散热结构不完善，散热效果差，当电机本体的功率提高时，原来的控制盒的散热结构已经不能满足要求，需要独立设计一种新的机的控制器机构以提升散热能力，满足产品要求。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种电机控制器及其应用的外转子电机，能解决现有电机控制器的结构布局不合理，散热能力不足，不能满足高功率电机的散热要求的技术问题。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
本实用新型的目的是提供一种电机控制器，包括控制器壳体、电源线路板和控制线路板，其特征在于：控制器壳体包括第一安装平台、第二安装平台和侧壁，第一安装平台与第二安装平台之间有高度差，第一安装平台位于侧壁的顶部，第二安装平台位于侧壁的中部，第二安装平台位于第一安装平台的一侧，第一安装平台和侧壁之间围成上空腔，控制线路板和电源线路板自上而下安装在上空腔里面，第二安装平台和侧壁围成下空腔，上空腔和下空腔连通，电源线路板伸出有整流桥模块，整流桥模块贴在第二安装平台上散热。
上述所述的第二安装平台上设有安装槽，整流桥模块贴装在安装槽上散热并通过锁紧装置锁紧。
上述所述的锁紧装置包括第一压条和螺钉，安装槽的顶部两端设有安装缺口，安装缺口上设有安装孔，第一压条的两端置于安装缺口并压紧整流桥模块，通过螺钉穿过第一压条与安装缺口内的安装孔螺纹连接。
上述所述的控制线路板边缘伸出若干IGBT元件，第一安装平台的边缘凸出有安装散热凸台，IGBT元件贴在散热凸台散热。
上述所述的第二安装平台安装电抗器，电抗器与电源线路板电连接。
上述所述的电抗器位于整流桥模块的下方。
上述所述的电抗器还包括一安装支架,电抗器安装在安装支架上，安装支架两侧通过螺钉锁紧在第二安装平台上。
上述所述的第二安装平台上设有出线口。
上述所述的侧壁包括内侧壁和外侧壁，内侧壁和外侧壁之间镂空形成通道，出线口贯穿通道，出线口竖直向上，电源线路板中间设有过线孔，控制线路板的引线穿过过线孔再从出线口竖向引出与负载连接。
上述所述的内侧壁呈圆弧形，外侧壁呈圆状。
一种外转子电机，包括电机实体部分和电机控制器；
其中电机实体部分包括转轴、定子组件、外转子和套筒座，套筒座包括底板和从底板中间往上凸起的套筒，在套筒两端开设有轴承室，轴承室里面安装有轴承，转轴位于套筒里面并且两端分别支承在所述的轴承上，外转子包括机壳套筒和安装在机壳套筒内壁面上的若干永磁体，转轴一端从套筒伸出与机壳套筒安装连接在一起，定子组件嵌套安装在套筒的外面，外转子套设于定子组件外面，底板底面上设有若干条凸起且围绕着转轴周向分布的第一散热筋，相邻的两个第一散热筋之间形成第一风道，各第一散热筋的内端围成第一容置腔，第一容置腔里面嵌入一风扇，转轴的一端伸出底板并与第一容置腔里面的风扇连接；
电机控制器安装在底板的底面上；其特征在于：所述的电机控制器是上述所述的电机控制器，电机控制器的控制器壳体的安装端面紧贴在第一散热筋的下面。
上述所述的控制器壳体的安装端面上设有若干条凸起且围绕转轴周向分布第二散热筋，相邻的两个第二散热筋之间形成第二风道，各第二散热筋的内端形成第二容置腔；当电机控制器安装在底板的底面上时，风扇的底部局部伸入至第二容置腔内。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
1)一种电机控制器，包括控制器壳体、电源线路板和控制线路板，其特征在于：控制器壳体包括第一安装平台、第二安装平台和侧壁，第一安装平台与第二安装平台之间有高度差，第一安装平台位于侧壁的顶部，第二安装平台位于侧壁的中部，第二安装平台位于第一安装平台的一侧，第一安装平台和侧壁之间围成上空腔，控制线路板和电源线路板自上而下安装在上空腔里面，第二安装平台和侧壁围成下空腔，上空腔和下空腔连通，电源线路板伸出有整流桥模块，整流桥模块贴在第二安装平台上散热，控制盒结构简单，大小功率和体积不同电机可通过采用统一规格大小的控制板及安装空腔以及安装平台，以实现零部件的标准化和通用化，既可以提高设计和生产效率，同时又可以降低成本和简化管理，保证高功率器件散热效果好，满足高功率电机的散热要求。
2)本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
图1是本实用新型实施例一提供的立体图；
图2是本实用新型实施例一提供的另一角度立体图；
图3是本实用新型实施例一提供的第一分解图；
图4是本实用新型实施例一提供的第二分解图；
图5是本实用新型实施例一提供的第三分解图；
图6是本实用新型实施例一提供的第四分解图；
图7是本实用新型实施例一提供的控制器壳体结构示意图；
图8是本实用新型实施例一提供的控制器壳体另一角度结构示意图；
图9是本实用新型实施例一提供的电机控制器内部结构示意图；
图10是本实用新型实施例一提供的电机控制器内部另一角度结构示意图；
图11是本实用新型实施例一提供的正视图；
图12是图11中A-A的剖视图；
图13是图11中B-B的剖视图；
图14是本实用新型实施例二提供的立体图；
图15是本实用新型实施例二提供的分解图；
图16是本实用新型实施例二提供的另一分解图；
图17是本实用新型实施例二提供的正视图；
图18是图16中B-B的剖视图；
图19是本实用新型提供的电源线路板的电路示意图；
图20是本实用新型提供的电路示意图；
图21是本实用新型提供的控制线路板的电路示意图；
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
如图1至图13所示，本实施例提供的是一种电机控制器，包括控制器壳体1、电源线路板2和控制线路板3，其特征在于：控制器壳体1包括第一安装平台11、第二安装平台12和侧壁13，第一安装平台11与第二安装平台12之间有高度差，第一安装平台11位于侧壁13的顶部，第二安装平台12位于侧壁13的中部，第二安装平台12位于第一安装平台11的一侧，第一安装平台11和侧壁13之间围成上空腔14，控制线路板3和电源线路板2自上而下安装在上空腔14里面，第二安装平台12和侧壁13围成下空腔15，上空腔14和下空腔15连通，电源线路板2伸出有整流桥模块21，整流桥模块21贴在第二安装平台12上散热，控制盒结构简单，大小功率和体积不同电机可通过采用统一规格大小的控制板及安装空腔以及安装平台，以实现零部件的标准化和通用化，既可以提高设计和生产效率，同时又可以降低成本和简化管理，保证高功率器件散热效果好，满足高功率电机的散热要求。
上述的第二安装平台12上设有安装槽121，整流桥模块21贴装在安装槽121上散热并通过锁紧装置22锁紧，保证整流桥模块21得到较好的散热效果，安装结构简单、布置合理，空间利用高。
锁紧装置22包括第一压条221和螺钉222，安装槽121的顶部两端设有安装缺口120，安装缺口120上设有安装孔1201，第一压条221的两端置于安装缺口120并压紧整流桥模块21，通过螺钉222穿过第一压条221与安装缺口120内的安装孔1201固定连接，安装结构简单，固定效果好。
上述的控制线路板3边缘伸出若干IGBT元件31，第一安装平台11的边缘凸出有安装散热凸台111，IGBT元件31贴在散热凸台31散热，两个IGBT元件31的底部设有第二压条310，第二压条310通过螺钉将IGBT元件31固定在散热凸台111上，保证IGBT元件31得到较好的散热效果，结构布置合理。
上述的第二安装平台12安装电抗器122，电抗器122与电源线路板2电连接，该结构布置合理，有效防止电抗器热量辐射到其它元器件上，散热效果好。
上述的电抗器122位于整流桥模块21的下方，结构布置合理，空间利用率高。
电抗器122还包括一安装支架124,电抗器122安装在安装支架124上，安装支架两侧通过螺钉锁紧在第二安装平台12上，安装结构简单，固定效果好。
上述的第二安装平台12上设有出线口123，便于电机控制器内部的引线引出，结构布置合理。
上述的侧壁13包括内侧壁131和外侧壁132，内侧壁131和外侧壁132之间镂空形成通道133，出线口123贯穿通道，出线口123竖直向上，电源线路板2中间设有过线孔20，控制线路板3的引线穿过过线孔20再从出线口123竖向引出与负载连接，竖向引出引线的结构布置合理，安装连接方便。
上所的内侧壁131呈圆弧形，外侧壁132呈圆状，结构布置合理。
上述的控制器壳体1的开口处安装盖板10。
如图19、图20和图21所示，上述的电源线路板2包括三相滤波电路、三相浪涌保护电路和三相整流路，三相整流电路一端连接电抗器L1的输入端，三相整流电路的输出端经过电抗器L1调节功率因数后对电解电容进行充电并形成直流母线电压Vbus输出；
控制线路板3包括微处理器MCU、逆变电路和电机运行参数检测电路(即位置检测电路)，电机运行参数检测电路将电机的实时运行参数输送到微处理器MCU，微处理器MCU控制逆变电路工作，逆变电路的输出端连接电机。
实施例二：
如图1、图8、图14至图18所示，一种外转子电机，包括电机8和电机控制器100；
其中电机8包括转轴81、定子组件82、外转子83和套筒座84，套筒座84包括底板841和从底板841中间往上凸起的套筒842，在套筒842两端开设有轴承室843，轴承室843里面安装有轴承844，转轴81位于套筒842里面并且两端分别支承在所述的轴承844上，定子组件82嵌套安装在套筒842的外面，外转子83套设于定子组件82外面，底板841底面上设有若干条凸起且围绕着转轴周向分布的第一散热筋845，相邻的两个第一散热筋845之间形成第一风道846，各第一散热筋845的内端围成第一容置腔847，第一容置腔847里面嵌入一风扇9，转轴81的一端伸出底板841并与第一容置腔847里面的风扇9连接；
电机控制器100安装在底板841的底面上；其特征在于：所述的电机控制器100是上述实施例一所述的电机控制器，电机控制器100的控制器壳体1的安装端面16紧贴在第一散热筋845的下面，当电机运行时，转轴带动风扇9转动，风扇9将电机8和电机控制器100的热量从第一风道846排出，使电机和电机控制器的热量释放，保证高功率器件散热效果好，满足高功率电机的散热要求。
上述的控制器壳体1的安装端面16上设有若干条凸起且围绕转轴周向分布第二散热筋17，相邻的两个第二散热筋17之间形成第二风道18，各第二散热筋17的内端形成第二容置腔19；当电机控制器100安装在底板841的底面上时，风扇9的底部局部伸入至第二容置腔19内，提高电机控制器100的散热效果，保证高功率器件散热效果好。
以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种电机控制器，包括控制器壳体(1)、电源线路板(2)和控制线路板(3)，其特征在于：控制器壳体(1)包括第一安装平台(11)、第二安装平台(12)和侧壁(13)，第一安装平台(11)与第二安装平台(12)之间有高度差，第一安装平台(11)位于侧壁(13)的顶部，第二安装平台(12)位于侧壁(13)的中部，第二安装平台(12)位于第一安装平台(11)的一侧，第一安装平台(11)和侧壁(13)之间围成上空腔(14)，控制线路板(3)和电源线路板(2)自上而下安装在上空腔(14)里面，第二安装平台(12)和侧壁(13)围成下空腔(15)，上空腔(14)和下空腔(15)连通，电源线路板(2)伸出有整流桥模块(21)，整流桥模块(21)贴在第二安装平台(12)上散热。
2.根据权利要求1所述的一种电机控制器，其特征在于：所述的第二安装平台(12)上设有安装槽(121)，整流桥模块(21)贴装在安装槽(121)上散热并通过锁紧装置(22)锁紧。
3.根据权利要求2所述的一种电机控制器，其特征在于：锁紧装置(22)包括第一压条(221)和螺钉(222)，安装槽(121)的顶部两端设有安装缺口(120)，安装缺口(120)上设有安装孔(1201)，第一压条(221)的两端置于安装缺口(120)并压紧整流桥模块(21)，通过螺钉(222)穿过第一压条(221)与安装缺口(120)内的安装孔(1201)螺纹连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种电机控制器，其特征在于：控制线路板(3)边缘伸出若干IGBT元件(31)，第一安装平台(11)的边缘凸出有安装散热凸台(111)，IGBT元件(31)贴在散热凸台(111)散热。
5.根据权利要求4所述的一种电机控制器，其特征在于：第二安装平台(12)安装电抗器(122)，电抗器(122)与电源线路板(2)电连接。
6.根据权利要求5所述的一种电机控制器，其特征在于：电抗器(122)位于整流桥模块(21)的下方。
7.根据权利要求6所述的一种电机控制器，其特征在于：电抗器(122)还包括一安装支架(124),电抗器(122)安装在安装支架(124)上，安装支架两侧通过螺钉锁紧在第二安装平台(12)上。
8.根据权利要求7所述的一种电机控制器，其特征在于：第二安装平台(12)上设有出线口(123)。
9.根据权利要求8所述的一种电机控制器，其特征在于：侧壁(13)包括内侧壁(131)和外侧壁(132)，内侧壁(131)和外侧壁(132)之间镂空形成通道(133)，出线口(123)贯穿通道，出线口(123)竖直向上，电源线路板(2)中间设有过线孔(20)，控制线路板(3)的引线穿过过线孔(20)再从出线口(123)竖向引出与负载连接。
10.根据权利要求9所述的一种电机控制器，其特征在于：所述内侧壁(131)呈圆弧形，外侧壁(132)呈圆状。
11.根据权利要求10所述的一种电机控制器，其特征在于:控制器壳体(1)的开口处安装盖板(10)。
12.一种外转子电机，包括电机(8)和电机控制器(100)；
其中电机(8)包括转轴(81)、定子组件(82)、外转子(83)和套筒座(84)，套筒座(84)包括底板(841)和从底板(841)中间往上凸起的套筒(842)，在套筒(842)两端开设有轴承室(843)，轴承室(843)里面安装有轴承(844)，转轴(81)位于套筒(842)里面并且两端分别支承在所述的轴承(844)上，定子组件(82)嵌套安装在套筒(842)的外面，外转子(83)套设于定子组件(82)外面，底板(841)底面上设有若干条凸起且围绕着转轴周向分布的第一散热筋(845)，相邻的两个第一散热筋(845)之间形成第一风道(846)，各第一散热筋(845)的内端围成第一容置腔(847)，第一容置腔(847)里面嵌入一风扇(9)，转轴(81)的一端伸出底板(841)并与第一容置腔(847)里面的风扇(9)连接；
电机控制器(100)安装在底板(841)的底面上；其特征在于：所述的电机控制器(100)是上述权利要求1至权利要求11任意一项所述的电机控制器，电机控制器(100)的控制器壳体(1)的安装端面(16)紧贴在第一散热筋(845)的下面。
13.根据权利要求12所述的一种外转子电机，其特征在于：控制器壳体(1)的安装端面(16)上设有若干条凸起且围绕转轴周向分布第二散热筋(17)，相邻的两个第二散热筋(17)之间形成第二风道(18)，各第二散热筋(17)的内端形成第二容置腔(19)；当电机控制器(100)安装在底板(841)的底面上时，风扇(9)的底部局部伸入至第二容置腔(19)内。
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