CN219107320U - 一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，包括底板，所述底板装配在驱动器内，还包括用于作为驱动器主体结构的安装机构、用于作为驱动器功能部分的功能机构以及用于对功能机构进行冷却的冷却机构，安装机构位于所述底板的上端，功能机构位于安装机构的内侧中部，冷却机构对应功能机构位于安装机构的内侧下部，本实用新型的有益效果是结构简单，设有安装机构，可以为功能机构以及冷却机构提供稳定的安装支撑并将各部件联结设置，提升装置的集成度，设有功能机构，其具有专用IGBT模块，可以代替原有开关磁阻电机驱动器中接触器、充电电阻以及制动IGBT模块，减少了元件数量，设有冷却机构，可以对功能机构中的动力元件进行快速冷却。

Description

一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构

技术领域

本实用新型涉及开关磁阻电机驱动器技术领域，尤其是涉及一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构。

背景技术

在现有技术中，开关磁阻电机可用于电动汽车及工业生产中需要电机驱动的机械中。由于它具有起动电流小，起动力矩大，调速范围宽等诸多优点，即开关磁阻电机具有传统交直流调速系统的优点，所以特别适用于负载变化大的场合，已广泛应用于牵引运输、电动车辆、家用电器、航空工业、高速电机、伺服控制系统等各个领域，具有强大的市场竞争力。驱动器在整个开关磁阻电机驱动系统中为核心部分，驱动器不同的结构布局会导致其发热、散热、运行及可维护性能不同，现有的驱动器采用分化设计结构，存在单元体积大、占用空间大、安装复杂等多种缺陷，直接影响驱动器的生产、运行性能和维护。

现有技术中开关磁阻电机驱动器主要元件布局结构示意图如图1所示，其由六只变通通用全桥二单元IGBT管、一只接触器、整流模块、上电电阻、半桥一单元IGBT（即制动IGBT）、动力接线端子、四只电解电容、多根连接铜条等组成。现有技术中开关磁阻电机驱动器主动力原理图如图2所示，其结构复杂、制作工艺繁杂、生产繁琐，使用中杂感大、对外干扰强、IGBT器件损坏频繁、元件多成本高。

申请号为：201721764562 .9的中国实用新型专利公开了一种四相开关磁阻电机专用书本型驱动器，包括机箱、散热器、功率电路板、驱动板和接口控制板，散热器、功率电路板、驱动板和接口控制板沿竖向分层叠放在机箱内，功率电路板采用PCB板，功率电路板的正面设置有整流模块、逆变模块、直流滤波电容、电流输入端子和电流输出端子，机箱的背板上并列设置有散热器安装槽和滤波电容安装槽，散热器位于散热器安装槽内，直流滤波电容位于滤波电容安装槽内，直流滤波电容与散热器位于一个竖直平面上，整流模块和逆变模块均位于散热器上，散热器的翅片之间形成多个竖直散热风道。然而该种四相开关磁阻电机专用书本型驱动器其结构复杂、制作工艺繁杂、生产繁琐，使用中杂感大、对外干扰强、IGBT器件损坏频繁、元件多成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构。

为实现上述目的，本实用新型提出的技术方案是：

一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，包括底板，所述底板装配在驱动器内，还包括用于作为驱动器主体结构的安装机构、用于作为驱动器功能部分的功能机构以及用于对功能机构进行冷却的冷却机构，安装机构位于所述底板的上端，功能机构位于安装机构的内侧中部，冷却机构对应功能机构位于安装机构的内侧下部。

安装机构包括箱体以及隔板，所述箱体设置在所述底板的上端且与所述底板固定连接，所述隔板设置在所述箱体的内侧中部且与所述箱体固定连接，所述隔板将所述箱体内部分隔为双层腔体结构。

功能机构包括接线端子、电容模块以及IGBT模块，所述接线端子布置在所述隔板上，电容模块对应所述接线端子通过叠层铜排布置在所述隔板上，IGBT模块布置在所述接线端子与电容模块之间。

所述接线端子包括第一接线端子、第二接线端子以及第三接线端子，第二接线端子设有三组，三组第二接线端子并排间隔设置。

电容模块包括第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容通过叠层铜排集成设置为电容组结构。

IGBT模块包括全桥二单元IGBT模块以及专用IGBT模块，全桥二单元IGBT模块的输入端与电容模块的输出端连接，全桥二单元IGBT模块的输出端与接线端子连接，专用IGBT模块的输入端与接线端子连接，专用IGBT模块的输出端与电容模块的输入端连接。

专用IGBT模块为IGBT4，IGBT4的上桥元件通过连接铜排与电容模块的输入端电性连接，IGBT4的输入端通过连接铜排与第三接线端子电性连接，全桥二单元IGBT模块为变通通用全桥二单元IGBT管，变通通用全桥二单元IGBT管设有三组，三组变通通用全桥二单元IGBT管并排间隔设置在电容模块与第二接线端子之间，三组变通通用全桥二单元IGBT管的输入端通过连接铜排与电容模块的输出端电性连接，变通通用全桥二单元IGBT管的输出端通过连接铜排与对应的第二接线端子电性连接。

还包括整流模块，所述整流模块配置在IGBT4与第一接线端子之间，所述整流模块的输入端以及输出端分别通过连接铜排与第一接线端子以及IGBT4的输入端电性连接。

冷却机构包括散热器以及冷却风扇，所述散热器对应IGBT模块配置在所述隔板的下部且与所述隔板固定连接，所述冷却风扇设有两组，两组所述冷却风扇对称布置在所述箱体的下部两侧且与所述箱体固定连接。

所述箱体内侧上部的腔体结构为元器件自然冷却通道，所述箱体内侧下部的腔体与冷却机构共同构成风机抽风快速冷却通道。

本实用新型的有益效果是：

结构简单，设有安装机构，可以为功能机构以及冷却机构提供稳定的安装支撑并将各部件联结设置，提升装置的集成度，设有功能机构，其具有专用IGBT模块，可以代替原有开关磁阻电机驱动器中接触器、充电电阻以及制动IGBT模块，减少了元件数量，设有冷却机构，可以对功能机构中的动力元件进行快速冷却，冷却效果好，本方案中的驱动器简化了整体布局、减少动力元件、降低生产成本、减少电磁杂感、降低电磁干扰，提高运行可靠性、简化生产工艺、减少制作时间，有效减少了驱动器所占用的空间。

附图说明

图1是现有技术中开关磁阻电机驱动器主要元件布局结构示意图；

图2是现有技术中开关磁阻电机驱动器主动力原理图；

图3是本实用新型整体结构示意图；

图4是本实用新型功能机构元件布局结构示意图；

图5是本实用新型开关磁阻电机驱动器主动力原理图。

图中：1、底板；2、箱体；3、隔板；4、接线端子；5、电容模块；6、IGBT模块；7、连接铜排；8、散热器；9、冷却风扇。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述，

一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，包括底板1，底板1装配在驱动器内，还包括用于作为驱动器主体结构的安装机构、用于作为驱动器功能部分的功能机构以及用于对功能机构进行冷却的冷却机构，安装机构位于底板1的上端，功能机构位于安装机构的内侧中部，冷却机构对应功能机构位于安装机构的内侧下部，本实用新型整体结构示意图如图3所示。

安装机构包括箱体2以及隔板3，箱体2设置在底板1的上端且与底板1固定连接，隔板3设置在箱体2的内侧中部且与箱体2固定连接，隔板3将箱体2内部分隔为双层腔体结构，安装机构通过箱体2以及隔板3配合，构成驱动器的主体结构，从而为功能机构以及冷却机构提供安装支撑，其中，箱体2用于作为驱动器的主体结构并为隔板3提供安装支撑，隔板3用于为功能机构提供安装支撑并将箱体2内部分隔为双层腔体结构。

功能机构包括接线端子4、电容模块5以及IGBT模块6，接线端子4布置在隔板3上，电容模块5对应接线端子4通过叠层铜排布置在隔板3上，IGBT模块6布置在接线端子4与电容模块5之间，功能机构通过接线端子4、电容模块5以及IGBT模块6配合，构成驱动器的功能器件部分，其中，接线端子4用于与各动力元件进行电性连接，电容模块5用于作为开关磁阻电机驱动器中的储能器件，IGBT模块6用于作为驱动器中的主要动力元件，本实用新型功能机构元件布局结构示意图如图4所示。

接线端子4包括第一接线端子、第二接线端子以及第三接线端子，第二接线端子设有三组，三组第二接线端子并排间隔设置，其中，本方案中的接线端子4由多个动力接线端子组成。

电容模块5包括第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容，第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容通过叠层铜排集成设置为电容组结构，其中，电容模块5用于作为开关磁阻电机驱动器中的储能器件。

IGBT模块6包括全桥二单元IGBT模块以及专用IGBT模块，全桥二单元IGBT模块的输入端与电容模块5的输出端连接，全桥二单元IGBT模块的输出端与接线端子4连接，专用IGBT模块的输入端与接线端子4连接，专用IGBT模块的输出端与电容模块5的输入端连接，本实用新型开关磁阻电机驱动器主动力原理图如图5所示。

专用IGBT模块为IGBT4，IGBT4的上桥元件通过连接铜排7与电容模块5的输入端电性连接，IGBT4的输入端通过连接铜排7与第三接线端子电性连接，全桥二单元IGBT模块为变通通用全桥二单元IGBT管，变通通用全桥二单元IGBT管设有三组，三组变通通用全桥二单元IGBT管并排间隔设置在电容模块5与第二接线端子之间，三组变通通用全桥二单元IGBT管的输入端通过连接铜排7与电容模块5的输出端电性连接，变通通用全桥二单元IGBT管的输出端通过连接铜排7与对应的第二接线端子电性连接，其中，可通过对，IGBT4的上桥元件进行暂空比调节以对电容模块5进行电流可控的预充电，IGBT4为绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，全桥二单元IGBT管用于作为开关磁阻电机驱动器中的主要器件，其驱动功率小而饱和压降低，当IGBT4的上桥元件处于全暂空比给定状态时，IGBT4的上桥全开通，IGBT4的下桥构成半桥一单元IGBT，从而替代现有技术中开关磁阻电机中的半桥一单元IGBT。

还包括整流模块，整流模块配置在IGBT4与第一接线端子之间，整流模块的输入端以及输出端分别通过连接铜排7与第一接线端子以及IGBT4的输入端电性连接，其中，整流模块用于对将交流电转化为直流电。

冷却机构包括散热器8以及冷却风扇9，散热器8对应IGBT模块6配置在隔板3的下部且与隔板3固定连接，冷却风扇9设有两组，两组冷却风扇9对称布置在箱体2的下部两侧且与箱体2固定连接，冷却机构通过散热器8以及冷却风扇9配合，构成驱动器中的冷却散热结构，其中，散热器8用于对IGBT模块6进行散热，冷却风扇9用于对驱动器中的功能机构进行快速冷却。

箱体2内侧上部的腔体结构为元器件自然冷却通道，箱体2内侧下部的腔体与冷却机构共同构成风机抽风快速冷却通道，其中，元器件自然冷却通道与风机抽风快速冷却通道共同构成双散热通道结构，可以有效提升驱动器内部动力元件的散热速度。

工作原理：

通过对开关磁阻专用IGBT4中半桥二单元中的上桥IGBT4上元件进行暂空比调节对电容模块5进行电流可控预充电，当电压达到设定电压后全暂空比给定，IGBT4上桥全开通，对电容组动力源接通，替代的现有技术中开关磁阻电机驱动器中的接触器以及充电电阻的功能，利用此IGBT4下桥替代原半桥一单元IGBT，即制动IGBT功能，安装机构与冷机构共同构成上下通道分离式风冷箱体2结构，配合专用IGBT4取代现有技术中开关磁阻电机驱动器中接触器、充电电阻以及制动IGBT的功能以及衰减干扰源的电容串并联叠层母排对开关磁阻电机驱动器专用布局结构进行优化设计，从而简化整体布局、减少动力元件、降低生产成本、减少电磁杂感、降低电磁干扰，提高运行可靠性、简化生产工艺、减少制作时间。

本实用新型的有益效果是结构简单，设有安装机构，可以为功能机构以及冷却机构提供稳定的安装支撑并将各部件联结设置，提升装置的集成度，设有功能机构，其具有专用IGBT模块，可以代替原有开关磁阻电机驱动器中接触器、充电电阻以及制动IGBT模块，减少了元件数量，设有冷却机构，可以对功能机构中的动力元件进行快速冷却，冷却效果好，本方案中的驱动器简化了整体布局、减少动力元件、降低生产成本、减少电磁杂感、降低电磁干扰，提高运行可靠性、简化生产工艺、减少制作时间，有效减少了驱动器所占用的空间。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，包括底板(1)，所述底板(1)装配在驱动器内，其特征在于，还包括用于作为驱动器主体结构的安装机构、用于作为驱动器功能部分的功能机构以及用于对功能机构进行冷却的冷却机构，安装机构位于所述底板(1)的上端，功能机构位于安装机构的内侧中部，冷却机构对应功能机构位于安装机构的内侧下部。

2.如权利要求1所述的一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，其特征在于，安装机构包括箱体(2)以及隔板(3)，所述箱体(2)设置在所述底板(1)的上端且与所述底板(1)固定连接，所述隔板(3)设置在所述箱体(2)的内侧中部且与所述箱体(2)固定连接，所述隔板(3)将所述箱体(2)内部分隔为双层腔体结构。

3.如权利要求2所述的一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，其特征在于，功能机构包括接线端子(4)、电容模块(5)以及IGBT模块(6)，所述接线端子(4)布置在所述隔板(3)上，电容模块(5)对应所述接线端子(4)通过叠层铜排布置在所述隔板(3)上，IGBT模块(6)布置在所述接线端子(4)与电容模块(5)之间。

4.如权利要求3所述的一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，其特征在于，所述接线端子(4)包括第一接线端子、第二接线端子以及第三接线端子，第二接线端子设有三组，三组第二接线端子并排间隔设置。

5.如权利要求4所述的一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，其特征在于，电容模块(5)包括第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容通过叠层铜排集成设置为电容组结构。

6.如权利要求5所述的一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，其特征在于，IGBT模块(6)包括全桥二单元IGBT模块以及专用IGBT模块，全桥二单元IGBT模块的输入端与电容模块(5)的输出端连接，全桥二单元IGBT模块的输出端与接线端子(4)连接，专用IGBT模块的输入端与接线端子(4)连接，专用IGBT模块的输出端与电容模块(5)的输入端连接。

7.如权利要求6所述的一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，其特征在于，专用IGBT模块为IGBT4，IGBT4的上桥元件通过连接铜排(7)与电容模块(5)的输入端电性连接，IGBT4的输入端通过连接铜排(7)与第三接线端子电性连接，全桥二单元IGBT模块为变通通用全桥二单元IGBT管，变通通用全桥二单元IGBT管设有三组，三组变通通用全桥二单元IGBT管并排间隔设置在电容模块(5)与第二接线端子之间，三组变通通用全桥二单元IGBT管的输入端通过连接铜排(7)与电容模块(5)的输出端电性连接，变通通用全桥二单元IGBT管的输出端通过连接铜排(7)与对应的第二接线端子电性连接。

8.如权利要求7所述的一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，其特征在于，还包括整流模块，所述整流模块配置在IGBT4与第一接线端子之间，所述整流模块的输入端以及输出端分别通过连接铜排(7)与第一接线端子以及IGBT4的输入端电性连接。

9.如权利要求8所述的一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，其特征在于，冷却机构包括散热器(8)以及冷却风扇(9)，所述散热器(8)对应IGBT模块(6)配置在所述隔板(3)的下部且与所述隔板(3)固定连接，所述冷却风扇(9)设有两组，两组所述冷却风扇(9)对称布置在所述箱体(2)的下部两侧且与所述箱体(2)固定连接。

10.如权利要求9所述的一种开关磁阻电机专用驱动器的布局结构，其特征在于，所述箱体(2)内侧上部的腔体结构为元器件自然冷却通道，所述箱体(2)内侧下部的腔体与冷却机构共同构成风机抽风快速冷却通道。

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