CN216873109U - 智能电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能电机控制器，其包括箱体、电容模组、接线端子和IGBT模块，其中，电容模组固装于所述箱体内，该电容模组的至少部分外表面与所述箱体的内表面之间设有导热垫片；接线端子与所述电容模组电性连接；IGBT模块固装于所述箱体内，并分别与所述电容模组及所述接线端子电性连接；所述IGBT模块的表面装设有散热元件。本实用新型提供的智能电机控制器，其电容模组的至少部分外表面与箱体的内表面之间设有导热垫片，IGBT模块的表面装设有散热元件，从而有助于电容模组和IGBT模块的散热，提升了智能电机控制器的整体散热性能，进而保障其工作的温度性以及安全性。

Description

智能电机控制器

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，特别涉及一种智能电机控制器。

背景技术

电机控制是指对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制。电机控制根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的，通过电机控制，达到电机快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。

智能电机控制又名智能马达控制，是指即过关键的过程信息之间的交流，提供较高的电机绩效，增强电机的保护功能，使通讯更好，启动更快的一种控制手段。

随着技术的不断发展，智能电机控制器中元器件的热量密度也在持续增加，特别是电容模组与箱体之间以及IGBT模块处的散热问题日渐凸显，从而对智能电机控制器的安全运行带来了隐患。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于解决现有技术中所存在的不足，而提供一种智能电机控制器，以改善散热不佳的情况。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能电机控制器，其包括：

箱体；

电容模组，其固装于所述箱体内，且至少部分外表面与所述箱体的内表面之间设有导热垫片；

接线端子，其与所述电容模组电性连接；

IGBT模块，其固装于所述箱体内，并分别与所述电容模组及所述接线端子电性连接；所述IGBT模块的表面装设有散热元件。

进一步地，所述IGBT模块与所述箱体之间设置有导热膏。

进一步地，所述IGBT模块呈多个并排间隔设置，每排所述IGBT模块的同一侧面装设有所述散热元件；每排所述IGBT模块安装在一固定装于所述箱体内的驱动板的一侧。

进一步地，多个所述IGBT模块呈两排间隔设置；同一排所述IGBT模块上相对的两侧之一侧与所述驱动板固定连接，另一侧装设有所述散热元件；位于两排所述IGBT模块上的散热元件间隔相对设置。

进一步地，所述散热元件被配置为散热片，所述散热片沿其所在同一排的所述IGBT模块之排列方向延伸。

进一步地，所述箱体靠近一排所述IGBT模块的侧壁开设有第一开口，该第一开口上罩盖有第一侧盖。

进一步地，所述导热垫片为由陶瓷颗粒、金属颗粒填充面硅胶片制成的导热片；所述驱动板为金属制成的驱动板。

进一步地，所述的智能电机控制器还包括：

屏蔽板，其固装于所述箱体内；

功能模块及信号源转接模块，二者均与所述屏蔽板固定连接。

进一步地，所述箱体的一侧设有第二开口，该第二开口上罩盖有第二侧盖。

进一步地，所述接线端子置于所述箱体内，所述第二侧盖与所述接线端子相对处贯穿设有通孔，该通孔上罩盖有端盖。

由上述技术方案可知，本实用新型至少具有如下优点和积极效果：

本实用新型提供的智能电机控制器，其电容模组的至少部分外表面与箱体的内表面之间设有导热垫片，IGBT模块的表面装设有散热元件，从而有助于电容模组和IGBT模块的散热，提升了智能电机控制器的整体散热性能，进而保障其工作的温度性以及安全性。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式的智能电机控制器的立体图。

图2是本实用新型一实施方式的智能电机控制器的立体图。

图3是本实用新型一实施方式的智能电机控制器的立体图。

图4是本实用新型一实施方式的智能电机控制器的立体图。

附图标记说明如下：

1、箱体；2、电容模组；3、导热垫片；4、接线端子；5、IGBT模块；6、散热元件；7、驱动板；8、屏蔽板；9、功能模块；10、信号源转接模块；11、第一侧盖；12、第二侧盖；13、铜排组件；14、端盖。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

在本申请的描述中，需要理解的是，在附图所示的实施例中，方向或位置关系的指示(诸如上、下、左、右、前和后等)仅是为了便于描述本申请和简化描述，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。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

随着技术的不断发展，智能电机控制器中元器件的热量密度也在持续增加，特别是电容模组与箱体之间以及IGBT模块处的散热问题日渐凸显，从而对智能电机控制器的安全运行带来了隐患。

基于上述问题，本申请提供了一种整体散热性能较佳的智能电机控制器。

请参阅图1至图4，本实施方式的智能电机控制器包括箱体1、电容模组2、导热垫片3、接线端子4、IGBT模块5以及散热元件6。IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。

电容模组2固装于箱体1内，该电容模组2的至少部分外表面与箱体1的内表面之间设有导热垫片3。接线端子4与电容模组2电性连接。

IGBT模块5固装于箱体1内，电容模组2及接线端子4分别与IGBT模块5电性连接，IGBT模块5的表面装设有散热元件6。

电容模组2的至少部分外表面与箱体1的内表面之间设有导热垫片3，IGBT模块5的表面装设有散热元件6，从而有助于电容模组2和IGBT模块5的散热，提升了智能电机控制器的整体散热性能，进而保障其工作的温度性以及安全性。

另外，IGBT模块5与箱体1之间设置有导热膏，以进一步藉由导热膏将IGBT模块5热量散发。

参阅图1和图2所示，箱体1为矩形箱，该箱体1的内部设有空腔，空腔的后侧为封闭的，此空腔用于容置各个元器件。

电容模组2设置在箱体1的空腔内，该固定在空腔的上部，例如，藉由螺栓或螺钉，通过螺纹连接的方式将电容模组2固定在空腔的上部。

电容模组2的至少部分外表面与箱体1的内表面之间设有导热垫片3。导热垫片3选用导热性良好的金属材质制成。

参阅图3所示，在本实施方式中，电容模组2的后端面与箱体1的内表面之间设有导热垫片3，也就是，电容模组2的后端面与空腔后侧腔壁的壁面之间设有导热垫片3。导热垫片3为由陶瓷颗粒、金属颗粒填充面硅胶片制成的导热片，以提升导热效率。

导热垫片3固定装配在电容模组2的后端面上，并被夹紧在箱体1的内表面与电容模组2的后端面之间。导热垫片3藉由导热凝胶粘接在电容模组2的后端面上，由导热垫片3将电容模组2的热量传递给箱体1，再藉由箱体1将热量散发至箱体1外，将热量导入至空气中，以保障电容模组2工作的温度性以及安全性。另外，导热垫片3还能够起到缓冲电容模组2与箱体1之间振动的作用。

导热垫片3完全覆盖电容模组2的后端面，以增大散热面积，提升散热速度，更有助于保障电容模组2工作的温度性以及安全性。

导热垫片3的厚度则可根据电容模组2以及箱体1尺寸，并结合散热需求，加以适当选择。

电容模组2的其它外表面与箱体1的内表面之间留有间隙，以助于电容模组2散发热量。当然，电容模组2的外表面与箱体1的内表面之间也可以均设置导热垫片3。

接线端子4与电容模组2电性连接。IGBT模块5固装于箱体1的空腔内，并且，IGBT模块5位于电容模组2的下方。电容模组2及接线端子4分别与IGBT模块5电性连接，IGBT模块5的表面装设有散热元件6。

一些实施方式中，IGBT模块5呈多个并排间隔设置，每排IGBT模块5的同一侧面装设有散热元件6。如此，在提升散热能力，保障温度性以及安全性的前提下，可根据产品的功率需求选取IGBT模块5的数量，但是，并未增加散热元件6的数量，以避免成本的陡增而影响产品的市场竞争力。

每排IGBT模块5安装在一固定装于箱体1内的驱动板7的一侧。也就是说，箱体1的空腔内设置有驱动板7，驱动板7通过螺栓连接的方式与箱体1内的左右两侧固定。IGBT模块5通过螺栓连接的方式固定在驱动板7上，并且同一驱动板7上的多个IGBT模块5沿左右方向排列，相邻的IGBT模块5之间留有间隙，以便于IGBT模块5散热。

参阅图2至图4所示，在箱体1内的前后方向，多个IGBT模块5呈两排间隔设置。同一排IGBT模块5上相对的两侧之一侧与驱动板7固定连接，另一侧装设有散热元件6。

也就是说，在箱体1内，沿前后方向，设置有另个平行间隔设置驱动板7，各个驱动板7通过螺栓连接的方式与箱体1内的左右两侧固定。

驱动板7为金属制成的驱动板，例如，驱动板7为FR-4级的铜箔制成。FR-4是一种耐燃材料等级的代号，所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格，它不是一种材料名称，而是一种材料等级。当然，驱动板7也可采用银箔等其他金属材料制成。

每个驱动板7上均设置有多个IGBT模块5。IGBT模块5通过螺栓连接的方式固定在驱动板7上，并且同一驱动板7上的多个IGBT模块5沿左右方向排列，相邻的IGBT模块5之间留有间隙，以便于IGBT模块5散热。

同一驱动板7上之多个IGBT模块5的后侧均与驱动板7贴合，而同一驱动板7上之多个IGBT模块5的前侧则设有散热元件6。散热元件6固定在一排IGBT模块5的前侧，例如，将散热元件6与各个IGBT模块5通过螺纹连接的方式固定。

经过上述装配后，位于两排IGBT模块5上的散热元件6间隔相对设置。当然，同一驱动板7上之多个IGBT模块5的前侧均与驱动板7贴合，而同一驱动板7上之多个IGBT模块5的后侧则设有散热元件6。两排IGBT模块5上的散热元件6背对设置。如此，两种构造则都有助于驱动板7上各个IGBT模块5的散热。

驱动板7选用导热性良好的金属材质制成，以便于安装其上的IGBT模块5散热。另外，驱动板7的宽度与其上的IGBT模块5的高度相匹配，例如，驱动板7的宽度与其上的IGBT模块5的高度相等，以使得IGBT模块5与驱动板7的固定连接更加牢固。

同理，在提升散热能力，保障温度性以及安全性的前提下，可根据产品的功率需求选取IGBT模块5的数量。

一些实施方式中，散热元件6被配置为散热片，散热片沿其所在同一排的IGBT模块5之排列方向延伸。也就是说，散热片沿左右方向延伸。散热片与一排IGBT模块5的两端对齐。

散热片的高度与的IGBT模块5的高度相匹配，例如，散热片的高度与IGBT模块5的高度相等，以增大散热片与IGBT模块5的接触面积，进一步提升散热片散发IGBT模块5热量的的能力。而且，增大散热面积，还有助于提升散热速度，以使用更短的时间降低智能电机控制器内的温度。

散热元件6所采用的散热片为插片式散热片，插片式散热片与IGBT模块5之间通过导热凝胶粘接，导热凝胶既能实现插片式散热片与IGBT模块5的稳固连接，还能够起到有效地导热作用，以使得插片式散热片与IGBT模块5连接处的热量藉由导热凝胶传导至插片式散热片，再由插片式散热片将热量散发至空气中。

散热元件6除了采用的散热片外，亦可以选用水冷式散热元件，通过水的流动带走散热元件6及驱动板7上的热量，以提升散热速度。另外，通过水冷式散热元件的水道设计，有助于增大散热，提升散热速度。

一些实施方式中，智能电机控制器还包括屏蔽板8、功能模块9及信号源转接模块10，其中，屏蔽板8固装于箱体1内。功能模块9及信号源转接模块10均与屏蔽板8固定连接。

参阅图4所示，屏蔽板8置于箱体1的空腔内，位于IGBT模块5的前方。屏蔽板8通过螺栓连接的方式与箱体1的左右两侧固定连接。功能模块9及信号源转接模块10均固定在屏蔽板8的前侧面上，例如，通过螺纹连接的方式，将功能模块9及信号源转接模块10固定在屏蔽板8的前侧面上。

功能模块9及信号源转接模块10具有一定间隔，以避免二者之间出现信号干扰。屏蔽板8、功能模块9及信号源转接模块10的装设，可提升智能电机控制器的功能性，有助于增强产品的市场竞争力。

再一些实施方式中，箱体1的后侧开设有第一开口，该第一开口与后排的IGBT模块5相对。藉由此第一开口可对IGBT模块5进行拆装及维修更换等维保工作。

第一开口的面积大于后排IGBT模块5沿前后方向投影的面积，如此，便于从第一开口处进行拆装和维保工作。

第一开口上罩盖有第一侧盖11，如此，可避免尘土等从第一开口进入到箱体1内，第一侧盖11起到了防尘的作用。第一侧盖11可藉由螺栓与箱体1相连。通常，第一侧盖11罩盖在第一开口上，以防尘。进行拆装或维保工作时，拧下螺栓，便可拆除第一侧盖11，进行相关作业；完成作业后，将第一侧盖11再次装于第二开口。

出于拆装和维保其他器件的考虑，箱体1的前侧开设有第二开口，藉由该第二开口拆装和维保箱体1内的各个器件。第二开口的面积以适合拆装和维保其他器件为准。

第二开口上罩盖有第二侧盖12，第二侧盖12也有效起到了防尘作用。该第二侧盖12也可藉由螺栓与箱体1相连。一般第二侧盖12罩盖在第二开口上，进行防尘。将第二侧盖12拆除后，便可进行拆装或维保工作。

又一些实施方式中，参阅图4所示，接线端子4置于箱体1内，位于空腔的下部。电容模组2位于IGBT模块5的上方，接线端子4位于IGBT模块5的下方，如此，方便接线端子4的接线。

接线端子4与电容模组2通过铜排组件13电性连接，电容模组2及接线端子4分别通过铜排组件13与IGBT模块5电性连接。

第二侧盖12贯穿设有通孔，当第二侧盖12罩盖于第二开口上时，通孔与接线端子4相对，以便于接线端子4的接线工作。通孔的面积以适宜接线工作为准。一般，通孔的面积大于接线端子4沿前后方向投影的面积。

通孔上罩盖有起到防尘作用的端盖14。端盖14藉由螺栓与箱体1相连。一般端盖14罩盖在通孔上，进行防尘。将端盖14拆除后，便可进行接线端子4的接线工作。

随着智能电机控制器的发展，电气元件的密度与热量密度也在持续增加，其对此，高质量的散热以及冷却方式可以保障电气元件的性能指标。在实践中，要综合具体的电气元件的发热功率、自身的特性，合理的应用不同的散热以及冷却方式与手段，要综合具体的应用场合，合理选择应用方式与手段，进而凸显电气元件的性能指标。

本申请中的智能电机控制器，其电容模组2的至少部分外表面与箱体1的内表面之间设有导热垫片3，IGBT模块5的表面装设有散热元件6，从而有助于电容模组2和IGBT模块5的散热，提升了智能电机控制器的整体散热性能，进而保障其工作的温度性以及安全性，使得智能电机控制器其整机的防护等级达到IP67的级别。

以上各实施例只是结构的举例性说明，各实施例中的结构之间并非固定搭配的组合结构，在无结构冲突的情况下，多个实施例中的各结构可任意组合使用。如：导热垫片3通过导热凝胶利用粘接的方式固定装配在箱体1的内表面，并被夹紧在箱体1的内表面与电容模组2的后端面之间。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种智能电机控制器，其特征在于，包括：

箱体；

电容模组，其固装于所述箱体内，且至少部分外表面与所述箱体的内表面之间设有导热垫片；

接线端子，其与所述电容模组电性连接；

IGBT模块，其固装于所述箱体内，并分别与所述电容模组及所述接线端子电性连接；所述IGBT模块的表面装设有散热元件。

2.根据权利要求1所述的智能电机控制器，其特征在于，所述IGBT模块与所述箱体之间设置有导热膏。

3.根据权利要求1所述的智能电机控制器，其特征在于，所述IGBT模块呈多个并排间隔设置，每排所述IGBT模块的同一侧面装设有所述散热元件；每排所述IGBT模块安装在一固定装于所述箱体内的驱动板的一侧。

4.根据权利要求3所述的智能电机控制器，其特征在于，多个所述IGBT模块呈两排间隔设置；同一排所述IGBT模块上相对的两侧之一侧与所述驱动板固定连接，另一侧装设有所述散热元件；位于两排所述IGBT模块上的散热元件间隔相对设置。

5.根据权利要求4所述的智能电机控制器，其特征在于，所述散热元件被配置为散热片，所述散热片沿其所在同一排的所述IGBT模块之排列方向延伸。

6.根据权利要求5所述的智能电机控制器，其特征在于，所述箱体靠近一排所述IGBT模块的侧壁开设有第一开口，该第一开口上罩盖有第一侧盖。

7.根据权利要求3所述的智能电机控制器，其特征在于，所述导热垫片为由陶瓷颗粒、金属颗粒填充面硅胶片制成的导热片；所述驱动板为金属制成的驱动板。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的智能电机控制器，其特征在于，还包括：

屏蔽板，其固装于所述箱体内；

功能模块及信号源转接模块，二者均与所述屏蔽板固定连接。

9.根据权利要求8所述的智能电机控制器，其特征在于，所述箱体的一侧设有第二开口，该第二开口上罩盖有第二侧盖。

10.根据权利要求9所述的智能电机控制器，其特征在于，所述接线端子置于所述箱体内，所述第二侧盖与所述接线端子相对处贯穿设有通孔，该通孔上罩盖有端盖。

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