CN220087792U - 一种电机驱动设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电机驱动设备，包括：箱体、主控板、驱动逆变模块；箱体设有上盖和航空连接插头，上盖与箱体可拆卸连接，航空连接插头设置在箱体的外壁上；主控板、驱动逆变模块均设置在箱体的内部；主控板与驱动逆变模块电连接，驱动逆变模块适用于通过航空连接插头与外部电机电连接；箱体设有散热水道，散热水道设置在箱体的一侧；散热水道设有散热齿片，散热齿片设置在散热水道的腔体内部；箱体的外壁设有进水端与出水端，散热水道的两端分别与进水端、出水端连通。本申请在完成冷却的同时，有效减少干扰信号的数量，为电机驱动设备的正常工作提供保证。

Description

一种电机驱动设备

技术领域

本申请涉及电机驱动技术领域，尤其涉及一种电机驱动设备。

背景技术

随着社会的发展，现代电子技术不断进步，电力大规模应用到特种设备中，其中电机驱动控制也呈现出更为多元化的增长。为了提高电的利用效率，可转化功率的电机驱动控制设备在当今就显的尤为重要。而现存的驱动设备中电子器件结构复杂，器件之间净间距过小导致设备散热效果差，影响设备的正常工作，产生安全隐患。

如何提高电机驱动设备的散热能力成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种电机驱动设备，适用于提高电机驱动设备的散热能力。

根据本申请的一方面，提供了一种电机驱动设备，其特征在于，包括：

箱体、主控板、驱动逆变模块；

箱体设有上盖和航空连接插头，上盖与箱体可拆卸连接，航空连接插头设置在箱体的外壁上；

航空连接插头包括：三相航空连接插头、低压供电航空连接插头、旋转变压器航空连接插头与直流航空连接插头中的至少一个；

主控板、驱动逆变模块均设置在箱体的内部；主控板与驱动逆变模块电连接，驱动逆变模块适用于通过航空连接插头与外部电机电连接；

箱体设有散热水道，散热水道设置在箱体的一侧；散热水道设有散热齿片，散热齿片设置在散热水道的腔体内部；

箱体的外壁设有进水端与出水端，散热水道的两端分别与进水端、出水端连通。

在一种可能的实现方式中，散热水道设有进水口与出水口，进水口与进水端连通，出水口与出水端连通。

在一种可能的实现方式中，散热水道设有水道盖板；

水道盖板覆盖散热水道设置。

在一种可能的实现方式中，驱动逆变模块包括驱动单元与功率逆变器；

驱动单元与功率逆变器电连接；

驱动单元与散热水道相邻设置。

在一种可能的实现方式中，还包括电容；

电容设置在散热水道的一侧；

功率逆变器与电容电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括屏蔽板；

主控板与驱动单元分别位于屏蔽板的相对两侧面。

在一种可能的实现方式中，旋转变压器航空连接插头、低压供电航空连接插头均与主控板电连接；

直流航空连接插头与电容电连接。

在一种可能的实现方式中，箱体设有散热部；

散热部设有两个以上，两个以上的散热部相邻排布在箱体的一侧面。

在一种可能的实现方式中，进水端设有第一水嘴，出水端设有第二水嘴；

第一水嘴与第二水嘴均为中空的圆柱体结构。

在一种可能的实现方式中，箱体设有固定部；

固定部与上盖分别设置在箱体的相对两侧，固定部设有减震垫。

冷却液从进水端进入散热水道，从出水端流出散热水道，形成冷却液循环，可以冷却散热水道附近的功率器件，使功率器件产生的热量随冷却液流出箱体。散热部进一步提高散热效果，本申请在完成冷却的同时，有效减少干扰信号的数量，为电机驱动设备的正常工作提供保证。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出本申请实施例的一种电机驱动设备的爆炸图；

图2示出本申请实施例的一种电机驱动设备的主体结构图；

图3示出本申请实施例的一种电机驱动设备的主体结构图；

图4示出本申请实施例的一种电机驱动设备的工作原理图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

图1示出本申请实施例的一种电机驱动设备的爆炸图；图2示出本申请实施例的一种电机驱动设备的主体结构图；图3示出本申请实施例的一种电机驱动设备的主体结构图；图4示出本申请实施例的一种电机驱动设备的工作原理图。如图1所示，该电机驱动设备包括：箱体100、主控板200、驱动逆变模块；箱体100设有上盖110和航空连接插头，上盖110与箱体100可拆卸连接，航空连接插头设置在箱体100的外壁上；航空连接插头包括：三相航空连接插头160、低压供电航空连接插头140、旋转变压器航空连接插头150与直流航空连接插头130中的至少一个；主控板200、驱动逆变模块均设置在箱体100的内部；主控板200与驱动逆变模块电连接，驱动逆变模块适用于通过航空连接插头与外部电机电连接；箱体100设有散热水道900，散热水道900设置在箱体100的一侧；散热水道900设有散热齿片，散热齿片设置在散热水道900的腔体内部；箱体100的外壁设有进水端与出水端，散热水道900的两端分别与进水端、出水端连通。

此处，需要说明的是，箱体100适用于密封主控板200、驱动逆变模块等电子元器件，使其在箱体100内有序排布，并隔离外部电源，可以有效防止外部干扰信号的串入，从而保护箱体100内部的电子元器件不受外界干扰。箱体100的开口端设有上盖110，上盖110与箱体100相匹配并可拆卸设置，上盖110适用于对箱体100内部器件的隔离保护与防尘。主控板200用于接送上层发来的控制信号，并对上层信号进行处理，然后输出给驱动逆变模块，驱动逆变模块再通过主控板200的驱动信号来驱动电机工作。航空连接插头作为箱体100内部电子元器件与外部设备连接的桥梁，方便电路之间的连接或断开，可以起到密封、减少实体电线使用量、使箱体100内部空间更整洁的作用。冷却液从进水端进入散热水道900，从出水端流出散热水道900，形成冷却液循环，可以冷却散热水道900附近的功率器件，使功率器件产生的热量随冷却液流出箱体100。本申请在完成冷却的同时，有效减少干扰信号的数量，为电机驱动设备的正常工作提供保证。

在一种可能的实现方式中，散热水道900设有进水口与出水口，进水口与进水端连通，出水口与出水端连通。此处，需要说明的是，进水端与出水端均开设在箱体100的同一外壁上，散热水道900整体呈矩形结构，进水口与出水口均设置在散热水道900的同一侧面，散热水道900的进水口与进水端连通，出水口与出水端连通；进水端与出水端适用于连通外部的水箱，以此形成冷却循环路。

在一种可能的实现方式中，散热水道900设有水道盖板与散热齿片；水道盖板覆盖散热水道900设置，散热齿片设置在散热水道900的内部。散热水道900为矩形的凸出结构，内部中空，水道盖板覆盖散热水道900设置。散热水道900与水道盖板相匹配并连接之后共同形成可以流通冷却液的散热水道900。此处，需要说明的是，散热水道900与水道盖板之间通过焊接的方式连接，焊接连接可以保证散热水道900的密封性。

在一种可能的实现方式中，散热水道900内部设有两个以上的散热齿片，散热齿片为矩形的板状结构，竖直设置在箱体100底部的内壁上，两个以上的散热齿片穿插设置，多个散热齿片的设置适用于提高散热水道900的散热面积与散热速度，并适当降低冷却液的流通速度，提高散热水道900吸收热量的面积从而进一步提高设备的散热效果。

在一种可能的实现方式中，驱动逆变模块包括驱动单元400与功率逆变器410；驱动单元400与功率逆变器410电连接；驱动单元400与散热水道900相邻设置。电机驱动设备产生的热量中，大部分的热量是由驱动单元400工作时产生的，通过设置散热水道900，驱动单元400邻近散热水道900设置，及时将驱动单元400产热散发出去，有效延长了电机驱动设备的使用寿命。进一步的，驱动单元400设置在散热水道900的上方。

主控板200上设置有电机控制芯片，电机控制芯片的输入端和总线电连接，用于接送上层发来的控制信号，并对上层信号经行处理，电机控制芯片的输出端与驱动单元400的输入端电连接，输出一路控制信号。

驱动单元400的输入端与主控板200的电机控制芯片之间采用双绞线的方式电连接，适用于接收主控板200的控制信号。驱动单元400的输出端与功率逆变器410之间采用双绞线电连接，适用于输出驱动信号给功率逆变器410。进一步的，驱动单元400设有驱动板，上层控制器输出相应的驱动信号，驱动信号经主控板200与驱动板之间的电连接输出6路PWM波至驱动板。功率逆变器410的输入端与驱动单元400的驱动板电连接，功率逆变器410的输出端与外部电机电连接，此处，需要说明的是，功率逆变器410适用于将直流功率转换成驱动电机所要求的交流功率，并驱动外部电机工作。采用双绞线作为电连接的导体，可靠性高、使用方便，同时可以提高电子元器件之间的抗干扰能力，有效抑制共模干扰。

在一种可能的实现方式中，还包括电容500，电容500设置在散热水道900的一侧；散热水道900设有让位部，让位部与电容500相匹配，电容500设置在让位部。此处，需要说明的是，如图1所示，电容500靠近箱体100的内侧壁设置，并插入散热水道900的让位部设置。

在一种可能的实现方式中，功率逆变器410与电容500电连接，此处需要说明的是，电容500适用于对从外部传输进来的直流电进行滤波与储能并输出给功率逆变器410，使直流线上的电压波动保持在允许范围内，减缓电压过冲和瞬时过电压产生的影响。进一步的，电容500为直流支撑电容；电容500的一级与功率逆变器410电连接，电容500的另一级通过紧固螺栓与直流航空连接插头130电连接，输出一路直流电。此处，需要说明的是，电容500对直流电进行整理与滤波后输出给功率逆变器410，为功率逆变器410提供直流电源。再进一步的，直流支撑电容500为薄膜电容，薄膜电容器的容量较大，稳定性好，且体积较小，可有效提高箱体100内部的规整度。

在一种可能的实现方式中，功率逆变器410的输入端与电容500电连接，功率逆变器410的输出端通过三相铜牌171、三相铜牌172、三相铜牌173与三相航空连接插头160电连接，适用于输出交流电至三相航空连接插头160。进一步的，功率逆变器410采用IGBT功率器件，IGBT功率器件具有更高的电压和电流处理能力。

在一种可能的实现方式中，还包括三相座170；三相铜牌171、三相铜牌172、三相铜牌173通过螺栓固定排列在三相座170上。进一步的，三相座170整体呈矩形台状结构。

在一种可能的实现方式中，还包括屏蔽板300；主控板200与驱动单元400分别位于屏蔽板300的相对两侧面。屏蔽板300的设置可以避免主控板200与驱动单元400之间的信号干扰，有效的将强弱电隔离开。

在一种可能的实现方式中，箱体100为长方体结构。上盖110也为长方体结构。进一步的，上盖110通过固定螺栓与箱体100进行固定连接，方便安装和拆卸，上盖110与箱体100接触一面设置有密封槽，密封槽嵌入密封胶条，可增强装置的密封性。本申请具有结构简单、成本低的优势。需要说明的是，箱体100的材质为铝合金，铝合金材质具有良好的耐腐蚀性能，强度高，具有较高的抗变形能力。尽管以图3作为示例介绍了箱体100如上，但本领域技术人员能够理解，本申请应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定箱体100的形状，只要达到所需有即可。

在一种可能的实现方式中，航空连接插头设有四个，四个航空连接插头分别为三相航空连接插头160、低压供电航空连接插头140、旋转变压器航空连接插头150与直流航空连接插头130，四个航空连接插头均设置在箱体100的同一侧面。此处，需要说明的是，箱体100的外壁设有开孔，开孔与航空连接插头相匹配，航空连接插头通过开孔安装在箱体100的外壁上，同时航空连接插头与开孔之间的缝隙设有绝缘胶垫，并采取特殊工艺对缝隙进行密封实现防水功能。

进一步的，直流航空连接插头130靠近电容500设置，旋转变压器航空连接插头150与低压供电航空连接插头140相邻设置，三相航空连接插头160与低压供电航空连接插头140相邻设置。

在一种可能的实现方式中，旋转变压器航空连接插头150、低压供电航空连接插头140均与主控板200电连接；直流航空连接插头130与电容500电连接；三相航空连接插头160与功率逆变器410电连接。此处，需要说明的是，主控板200的电机控制芯片输入端与低压供电航空连接插头140通过总线电连接，主控板200的电机控制芯片通过低压供电航空连接插头140接收上层控制器的信号。直流航空连接插头130的输出端与电容500电连接，直流航空连接插头130的输入端与外部直流电源电连接。三相航空连接插头160的一端与功率逆变器410电连接，三相航空连接插头160的另一端与外部电机电连接。

主控板200上设置有多路检测处理电路，多路检测处理电路包括位置信号处理电路、电流信号处理电路、母线电压检测电路、温度信号处理电路、调试接口电路和其他电路，各路检测处理电路均与电机控制芯片电连接，并通过各自的接口接收外部的信号，将信号处理后传送给电机控制芯片。多条检测处理电路之间采用隔离电源供电，有效减少干扰信号的数量。

此处，需要说明的是，温度信号检测电路中，主控板200的电机控制芯片通过旋转变压器航空连接插头150其中的温度接口与外部温度传感器电连接，温度信号检测电路接收外部信号并传送给电机控制芯片，适用于检测功率逆变器410与外部电机的温度。位置信号处理电路中，主控板200的电机控制芯片通过旋转变压器航空连接插头150的位置传感器信号输入接口与外部位置传感器电连接，位置信号处理电路接收外部信号并传送给电机控制芯片，适用于检测外部电机的位置。母线电压检测电路通过电压采集板700接收外部信号之后传送给电机控制芯片，母线电压检测电路适用于检测电容500两端正负极电压，并输出电压信号给主控板200。调试接口电路一端与低压供电航空连接插头140电连接，另一端与电机控制芯片电连接，调试接口电路通过低压供电航空连接插头140接收外部信号并传送给电机控制芯片，适用于调试电机驱动控制装置工作程序。电流信号处理电路通过电流传感器800及三相航空连接插头160接收外部信号并传送给电机控制芯片。其他电路通过低压供电航空连接插头140接收信号或发出信号给电机控制芯片。

在一种可能的实现方式中，还包括电源板600，电源板600设置在屏蔽板300的上方，电源板600的输入端与低压供电航空连接插头140连接，将接入的28VDC电压转换为5VDC和15VDC并为主控板200、电流传感器800、电压采集板700提供工作电压。

在一种可能的实现方式中，还包括电压采集板700，电压采集板700与主控板200电连接，同时电压采集板700与三相航空连接插头160电连接，电压采集板700位于三相座170的下方，电压采集板700适用于将采集到的三相电压信号传输给主控板200进行计算处理。

在一种可能的实现方式中，箱体100内设有电流传感器800，电流传感器800的输出端与主控板200电连接，将采集到的相电流传递给主控板200，其采集方式是将三相航空连接插头160输入端的三相线任意其中两相逐一穿过电流传感器800。进一步的，电流传感器800设有两个。两个电流传感器800由固定电流传感器810进行固定屏蔽，避免连接箱体100导电短路。电流传感器800的一端与三相航空连接插头160电连接，电流传感器800的另一端与主控板200电连接。两个电流传感器800分别连接三相航空连接插头160中的其中2相，另外一相由其中的2相计算所得。电流传感器800通过监测得到的电流信号传输给主控板200进行计算处理。

在一种可能的实现方式中，箱体100设有散热部190；散热部190设有两个以上，两个以上的散热部190相邻排布在箱体100的一侧面。两个以上的散热部190大幅提高散热效率，进一步的，散热部190为散热孔，如图3所示，散热孔为长条形孔状结构，开设在箱体100的底部，适用于为电压采集板700散热，在散热部190与散热水道900的共同作用下，进一步的提高散热效果。

在一种可能的实现方式中，进水端设有第一水嘴120，出水端设有第二水嘴110，第一水嘴120与第二水嘴110均为中空的圆柱体结构。第一水嘴120与第二水嘴110均通过螺纹固定到箱体100的进水端与出水端，其主要作用是连接冷却水路，为电机驱动设备提供散热水冷。

箱体100外部设有水箱与水泵，在水泵的作用下，水箱内的冷却液可以进入箱体100内，并实现冷却循环的过程。箱体100外部设有散热器，散热器为从出水端流出的冷却液进行降温。进一步的，冷却液采用乙二醇型冷却液。

在一种可能的实现方式中，箱体100设有固定部180；固定部180设置在箱体100的底部，固定部180设有减震垫。固定部180设有减震装置。此处，需要说明的是，固定部180适用于箱体100的安装与固定，进一步的固定部180为固定通孔，固定通孔设有四个，四个固定通孔分别设置于箱体100底部的四角，每个固定通孔都配置有减震钢套及减震垫，减震钢套竖直设置，减震垫固定于减震钢套的底面，适用于箱体100的稳定安装，减少震动为装置产生的影响。

在一种可能的实现方式中，箱体100设有接地片181，接地片181为一个，与其中一个固定部180固定连接，接地片181通过紧固螺栓将箱体100与地进行连接提高抗干扰能力。

现对本申请的工作流程进行总结，如图4所示，控制信号通过总线与低压供电航空连接插头140传输到主控板200的电机控制芯片，电机控制芯片接送上层发来的控制信号，并对上层信号经行处理，然后输出给驱动单元400，驱动单元400将驱动信号传输给功率逆变器410，以此形成控制电路，功率逆变器410通过三相航空连接插头160与外部电机电连接，驱动外部电机工作。直流电源通过直流航空连接插头130传送给电容500，电容500将直流电输出给功率逆变器410，以此形成供电电路。同时多条检测处理电路通过旋转变压器航空连接插头150或低压供电航空连接插头140与电机控制芯片电连接，电机控制芯片在通过检测处理电路传过来的各种数据来做出相应的处理。外部电机与数据总线之间进行电连接，主控板200与数据总线之间进行数据交换，数据总线与上层控制之间也进行数据交换，以此形成控制循环路，便于对电机的驱动控制。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种电机驱动设备，其特征在于，包括：

箱体、主控板、驱动逆变模块；

所述箱体设有上盖和航空连接插头，所述上盖与所述箱体可拆卸连接，所述航空连接插头设置在所述箱体的外壁上；

所述航空连接插头包括：三相航空连接插头、低压供电航空连接插头、旋转变压器航空连接插头与直流航空连接插头中的至少一个；

所述主控板、所述驱动逆变模块均设置在所述箱体的内部；所述主控板与所述驱动逆变模块电连接，所述驱动逆变模块适用于通过所述航空连接插头与外部电机电连接；

所述箱体设有散热水道，所述散热水道设置在所述箱体的一侧；所述散热水道设有散热齿片，所述散热齿片设置在所述散热水道的腔体内部；

所述箱体的外壁设有进水端与出水端，所述散热水道的两端分别与所述进水端、所述出水端连通。

2.根据权利要求1所述的一种电机驱动设备，其特征在于，所述散热水道设有进水口与出水口，所述进水口与所述进水端连通，所述出水口与所述出水端连通。

3.根据权利要求1所述的一种电机驱动设备，其特征在于，所述散热水道设有水道盖板；

所述水道盖板覆盖所述散热水道设置。

4.根据权利要求1所述的一种电机驱动设备，其特征在于，所述驱动逆变模块包括驱动单元与功率逆变器；

所述驱动单元与所述功率逆变器电连接；

所述驱动单元与所述散热水道相邻设置。

5.根据权利要求4所述的一种电机驱动设备，其特征在于，还包括电容；

所述电容设置在所述散热水道的一侧；

所述功率逆变器与所述电容电连接。

6.根据权利要求5所述的一种电机驱动设备，其特征在于，还包括屏蔽板；

所述主控板与所述驱动单元分别位于所述屏蔽板的相对两侧面。

7.根据权利要求5所述的一种电机驱动设备，其特征在于，所述旋转变压器航空连接插头、所述低压供电航空连接插头均与所述主控板电连接；

所述直流航空连接插头与所述电容电连接。

8.根据权利要求1所述的一种电机驱动设备，其特征在于，所述箱体设有散热部；

所述散热部设有两个以上，两个以上的所述散热部相邻排布在所述箱体的一侧面。

9.根据权利要求1所述的一种电机驱动设备，其特征在于，所述进水端设有第一水嘴，所述出水端设有第二水嘴；

所述第一水嘴与所述第二水嘴均为中空的圆柱体结构。

10.根据权利要求1所述的一种电机驱动设备，其特征在于，所述箱体设有固定部；

所述固定部与所述上盖分别设置在所述箱体的相对两侧，所述固定部设有减震垫。