CN220629111U - 一种驱控一体式电机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电力电子控制的领域，公开了一种驱控一体式电机，其包括电机本体和电机控制模块，电机本体具有两端，电机控制模块包括第一电路板和第二电路板，第一电路板设置于电机本体一端的端面上，第一电路板和第二电路板相对设置，第一电路板和第二电路板插接连接，第一电路板上设置有驱控单元，驱控单元用于控制电机本体，第二电路板上设置有接口单元，接口单元用于接收外部信号。本申请通过将第一电路板和第二电路板插接连接，并设置于电机本体一端的端面上，与背包式电机相比，结构更紧凑能够保证高度集成化的同时缩小电机的尺寸和减少空间的占用。且将电机控制模块设置于电机本体的端部，能够减小对电机本体散热的影响。

Description

一种驱控一体式电机

技术领域

本申请涉及电力电子控制的领域，尤其是涉及一种驱控一体式电机。

背景技术

电机和驱动器在许多医疗和工业设备中起着关键作用，电机是一种将电能转换为机械能的设备。根据设计和应用的不同，电机有多种类型，包括直流电机、交流电机、步进电机等。驱动器是控制电机运行的电子设备。它可以调整电机的速度、力矩、方向等，使其满足特定应用的需求。

随着技术的发展和应用需求的增长，医疗和工业设备对电机和驱动器的小型化和高集成度要求也越来越高。传统的分立式电机和驱动器存在布线复杂、空间占用大和效率损失等问题，而背包式一体化电机虽然整合了电机和驱动器，减少了组装复杂性，但背包式结构仍会占用很多空间，且集成功能偏少，同时，背包式结构还会限制电机散热，影响性能和可靠性。

发明内容

为了改善上述问题，本申请提供一种驱控一体式电机。

本申请提供的一种驱控一体式电机，采用如下的技术方案：

一种驱控一体式电机，包括电机本体和电机控制模块，所述电机本体具有两端，所述电机控制模块包括第一电路板和第二电路板，所述第一电路板设置于所述电机本体一端的端面上，所述第一电路板和所述第二电路板相对设置，所述第一电路板和所述第二电路板插接连接，所述第一电路板上设置有驱控单元，所述驱控单元用于控制所述电机本体，所述第二电路板上设置有接口单元，所述接口单元用于接收外部信号。

通过采用上述技术方案，将电机本体和电机控制模块集成到一个紧凑的产品中，减少外部连接和布线，可以减小空间占用。具体地，通过将第一电路板和第二电路板插接连接，并设置于电机本体一端的端面上，与背包式一体电机相比，结构更紧凑能够保证高度集成化设计的同时缩小电机的尺寸和减少空间的占用。且背包式一体电机的电机控制模块设置于电机本体的侧面，大面积限制了电机本体的散热，影响了电机的性能和可靠性，本申请将电机控制模块设置于电机本体的端部，能够在一体化设计的同时减小对电机本体散热的影响。

示例性地，所述驱控单元包括驱动电路和控制电路，所述控制电路包括前级电路和光电隔离器，所述前级电路与所述光电隔离器电连接，所述前级电路用于接收脉冲信号，并将所述脉冲信号经所述光电隔离器以控制信号的方式传递至所述驱动电路，所述脉冲信号包括速度脉冲信号和位置脉冲信号。

通过采用上述技术方案，支持位置模式下的位置脉冲信号输入和速度模式下的速度脉冲信号输入，位置模式和速度模式的控制电路复用，在不删减功能的情况下，简化了硬件回路，节省了控制电路所占用的空间，有助于进一步减小电机的尺寸。光电隔离器在前级电路和驱动电路之间起到隔离作用。它通过光信号的方式将电信号从前级电路传递到驱动电路，从而确保两者之间的电气隔离，有助于保护驱动电路免受高电压或电流的干扰，同时也可以减少噪音和信号干扰。

示例性地，所述前级电路包括正级接收端和负极接收端，所述光电隔离器具有第一输入端和第二输入端，所述正级接收端用于与所述第一输入端电连接，所述负极接收端用于与所述第二输入端电连接，所述正级接收端和所述第一输入端之间连接有第一二极管，所述第一二极管的正级与所述正级接收端电连接，所述第一二极管的负极与所述第一输入端电连接，所述负极接收端和所述第二输入端之间连接有第二二极管，所述第二二极管的正级与所述第二输入端电连接，所述第二二极管的负极与所述负极接收端电连接。

通过采用上述技术方案，设置第一二极管和第二二极管可以防止瞬态电压或电流的反向流动。

示例性地，所述接口单元包括控制信号接口组件，所述控制信号接口组件包括两组DO引脚以形成两个传输通路，还包括三个IN引脚用于接收数字信号，且还包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端用于与所述正级接收端连接以向所述正级接收端输送脉冲信号，所述第二输出端用于与所述负极接收端连接以向所述负极接收端输送脉冲信号。

通过采用上述技术方案，可以支持复杂的控制策略和多通道通信。同时也可以将接收到的脉冲信号通过第一输出端和第二输出端输送至控制单元。

示例性地，所述接口单元包括通讯接口组件，所述通讯接口组件包括通讯信号接收件和通讯信号输出件，所述通讯信号接收件包括第一通讯信号接收端和第二通讯信号接收端，所述第一通讯信号接收端和所述第二通讯信号接收端用于与外部设备电连接，以接收外部设备发出的通讯信号，所述通讯信号输出件包括第一通讯信号输出端和第二通讯信号输出端，所述第一通讯信号输出端和所述第二通讯信号输出端用于与外部设备电连接，以向外部设备发出通讯信号。

通过采用上述技术方案，通讯信号接收件和通讯信号输出件可以使得电机与外部设备建立通讯连接。

示例性地，所述驱控一体式电机还包括有电机扣盖，所述电机扣盖扣合于所述电机本体设置有电机控制模块的一端，所述电机扣盖上开设有连接口，所述连接口用于供外部设备与所述接口单元电连接。

通过采用上述技术方案，电机扣盖能够保护电机的敏感部件，特别是电机控制模块。通过在电机扣盖上设置连接口，以允许电机与外部设备连接。可以方便地将电机集成到更大的系统中，例如在工业自动化或医疗设备中。

示例性地，所述电机扣盖的盖面上排列设置有多个散热柱。

通过采用上述技术方案，能够增加电机与空气接触的表面积，有助于提高热量传递的效率，以更快地将电机内部产生的热量传递到外部环境中。

示例性地，多个所述散热柱与所述电机扣盖一体成型。

通过采用上述技术方案，散热柱与电机扣盖一体成型的，不存在接合缝或胶合剂等潜在的热阻障，可以提供更连续、更有效的热传递路径，从而增加散热效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过将第一电路板和第二电路板插接连接，并设置于电机本体一端的端面上，与背包式一体电机相比，结构更紧凑能够保证高度集成化设计的同时缩小电机的尺寸和减少空间的占用。且背包式一体电机的电机控制模块设置于电机本体的侧面，大面积限制了电机本体的散热，影响了电机的性能和可靠性，本申请将电机控制模块设置于电机本体的端部，能够在一体化设计的同时减小对电机本体散热的影响。

2.通过位置模式和速度模式的控制电路复用，在不删减功能的情况下，简化了硬件回路，节省了控制电路所占用的空间，有助于进一步减小电机的尺寸。

3.通过设置电机扣盖，电机扣盖能够保护电机的敏感部件，特别是电机控制模块。通过在电机扣盖上设置连接口，以允许电机与外部设备连接。

附图说明

图1是一种驱控一体式电机的结构示意图。

图2是驱控单元的示意图。

图3是控制电路的示意图。

图4是控制信号接口组件的示意图。

图5是通讯接口组件的示意图一。

图6是通讯接口组件的示意图二。

附图标记说明：

1、电机本体；2、电机控制模块；21、第一电路板；22、第二电路板；23、驱控单元；231、驱动电路；232、控制电路；2321、前级电路；2322、光电隔离器；2323、正级接收端；2324、负极接收端；2325、第一二极管；2326、第二二极管；2327、第一输入端；2328、第二输入端；2329、第一传输端；2330、第二传输端；2331、第三传输端；2332、上拉支路； 24、接口单元；241、控制信号接口组件；2411、第一输出端；2412、第二输出端；242、通讯接口组件；2421、通讯信号接收件；2422、通讯信号输出件；2423、第一通讯信号接收端；2424、第二通讯信号接收端；2425、第一通讯信号输出端；2426、第二通讯信号输出端；2427、滤波电路；2428、保护电路；3、电机扣盖；31、散热柱；32、连接口。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种驱控一体式电机。参照图1，一种驱控一体式电机，包括电机本体1、电机控制模块2和电机扣盖3。电机本体1具体两端，电机控制模块2设置于电机本体1一端的端面上，电机扣盖3扣合于电机本体1设置有电机控制模块2的一端。

具体地，在不同的实施例中，电机本体1可以为不同的形状，作为示例地，电机本体1为柱状，进一步地，可以为圆柱状，也可以为长方体柱状。电机本体1的一端设置电机控制模块2，另一端设置有电机转轴。

参照图1，电机控制模块2包括第一电路板21和第二电路板22，第一电路板21安装于电机本体1的端面上，第一电路板21和第二电路板22相对设置，第一电路板21和第二电路板22插接连接。具体地，第一电路板21和第二电路板22通过排针排母对插的方式实现插接连接。在不同的实施例中，第一电路板21可以通过不同的方式与电机本体1连接，作为示例地，第一电路板21与电机本体1螺栓连接，电机本体1内部延伸出的连接线与第一电路板21电连接。

参照图1，电机扣盖3可以通过不同的方式与电机本体1连接，作为示例地，电机扣盖3通过螺栓连接的方式与电机本体1连接，电机扣盖3的盖面上排列设置有多个散热柱31。具体地，散热柱31的数量、形状和分布均可根据电机扣盖3的形状进行调整，也可以根据电机的散热需求进行调整。在不同的实施例中，散热柱31可以为不同的材料制成，可以为铝材料制成，可以为铜材料制成，可以为铜铝合金制成，可以为碳纤维复合材料制成，作为示例地，本申请实施例中电机本体1和电机扣盖3为铝合金材料制成，散热柱31和电机扣盖3一体成型，因此散热柱31也为铝合金材料制成。

参照图1和图2，第一电路板21上设置有驱控单元23，驱控单元23用于控制电机本体1，第二电路板22上设置有接口单元24，接口单元24用于接收外部信号。电机扣盖3上开设有连接口32，用于供外部设备与接口单元24电连接。

参照图2和图3，驱控单元23包括驱动电路231和控制电路232。控制电路232包括前级电路2321和光电隔离器2322，前级电路2321与光电隔离器2322电连接，前级电路2321用于接收脉冲信号，并将脉冲信号经光电隔离器2322以控制信号的方式传递至驱动电路231，脉冲信号包括速度脉冲信号和位置脉冲信号。驱动电路231和控制电路232电连接，以接收控制电路232输出的控制信号。

具体地，前级电路2321包括正级接收端2323、负极接收端2324、第一二极管2325和第二二极管2326，光电隔离器2322具有第一输入端2327和第二输入端2328，正级接收端2323和第一二极管2325的正级电连接，第一二极管2325的负极与第一输入端2327电连接，负极接收端2324与第二二极管2326的负极电连接，第二二极管2326的正级与第二输入端2328电连接。设置第一二极管2325和第二二极管2326可以防止瞬态电压或电流的反向流动。光电隔离器2322还具有第一传输端2329、第二传输端2330和第三传输端2331，第一传输端2329和电源电压电连接，第三传输端2331接地，第二传输端2330形成控制电路232的输出端，用于输出控制信号。进一步地，第二传输端2330上电连接有上拉支路2332，上拉支路2332包括上拉电阻R1，上拉电阻R1一端与第二传输端2330电连接，另一端与电源电压电连接。

参考图4和图5，接口单元24包括控制信号接口组件241和通讯接口组件242。控制信号接口组件241包括两组DO引脚以形成两个传输通路，还包括三个IN引脚用于接收数字信号，且还包括第一输出端2411和第二输出端2412，第一输出端2411用于与正级接收端2323连接以向正级接收端2323输送脉冲信号，第二输出端2412用于与负极接收端2324连接以向负极接收端2324输送脉冲信号。参考图5和图6，通讯接口组件242包括通讯信号接收件2421和通讯信号输出件2422，通讯信号接收件2421包括第一通讯信号接收端2423和第二通讯信号接收端2424。第一通讯信号接收端2423和第二通讯信号接收端2424用于与外部设备电连接，以接收外部设备发出的通讯信号。通讯信号输出件2422包括第一通讯信号输出端2425和第二通讯信号输出端2426，第一通讯信号输出端2425和第二通讯信号输出端2426用于与外部设备电连接，以向外部设备发出通讯信号。

进一步地，通讯信号输出件2422和通讯信号接收件2421还设置有多个功能端，用以配置其他功能，作为示例地，通讯信号输出件2422配置有烧录功能，用于支持外部程序升级烧录。通讯信号输出件2422还配置有滤波电路2427和保护电路2428，滤波电路2427用于提高信号质量，消除干扰。保护电路2428用于保护通讯信号输出件2422。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种驱控一体式电机，其特征在于，包括：电机本体(1)和电机控制模块(2)，所述电机本体(1)具有两端，所述电机控制模块(2)包括第一电路板(21)和第二电路板(22)，所述第一电路板(21)设置于所述电机本体(1)一端的端面上，所述第一电路板(21)和所述第二电路板(22)相对设置，所述第一电路板(21)和所述第二电路板(22)插接连接，所述第一电路板(21)上设置有驱控单元(23)，所述驱控单元(23)用于控制所述电机本体(1)，所述第二电路板(22)上设置有接口单元(24)，所述接口单元(24)用于接收外部信号。

2.根据权利要求1所述的驱控一体式电机，其特征在于，所述驱控单元(23)包括驱动电路(231)和控制电路(232)，所述控制电路(232)包括前级电路(2321)和光电隔离器(2322)，所述前级电路(2321)与所述光电隔离器(2322)电连接，所述前级电路(2321)用于接收脉冲信号，并将所述脉冲信号经所述光电隔离器(2322)以控制信号的方式传递至所述驱动电路(231)，所述脉冲信号包括速度脉冲信号和位置脉冲信号。

3.根据权利要求2所述的驱控一体式电机，其特征在于，所述前级电路(2321)包括正级接收端(2323)和负极接收端(2324)，所述光电隔离器(2322)具有第一输入端(2327)和第二输入端(2328)，所述正级接收端(2323)用于与所述第一输入端(2327)电连接，所述负极接收端(2324)用于与所述第二输入端(2328)电连接，所述正级接收端(2323)和所述第一输入端(2327)之间连接有第一二极管(2325)，所述第一二极管(2325)的正级与所述正级接收端(2323)电连接，所述第一二极管(2325)的负极与所述第一输入端(2327)电连接，所述负极接收端(2324)和所述第二输入端(2328)之间连接有第二二极管(2326)，所述第二二极管(2326)的正级与所述第二输入端(2328)电连接，所述第二二极管(2326)的负极与所述负极接收端(2324)电连接。

4.根据权利要求3所述的驱控一体式电机，其特征在于，所述接口单元(24)包括控制信号接口组件(241)，所述控制信号接口组件(241)包括两组DO引脚以形成两个传输通路，还包括三个IN引脚用于接收数字信号，且还包括第一输出端(2411)和第二输出端(2412)，所述第一输出端(2411)用于与所述正级接收端(2323)电连接以向所述正级接收端(2323)输送脉冲信号，所述第二输出端(2412)用于与所述负极接收端(2324)电连接以向所述负极接收端(2324)输送脉冲信号。

5.根据权利要求1所述的驱控一体式电机，其特征在于，所述接口单元(24)包括通讯接口组件(242)，所述通讯接口组件(242)包括通讯信号接收件(2421)和通讯信号输出件(2422)，所述通讯信号接收件(2421)包括第一通讯信号接收端(2423)和第二通讯信号接收端(2424)，所述第一通讯信号接收端(2423)和所述第二通讯信号接收端(2424)用于与外部设备电连接，以接收外部设备发出的通讯信号，所述通讯信号输出件(2422)包括第一通讯信号输出端(2425)和第二通讯信号输出端(2426)，所述第一通讯信号输出端(2425)和所述第二通讯信号输出端(2426)用于与外部设备电连接，以向外部设备发出通讯信号。

6.根据权利要求1所述的驱控一体式电机，其特征在于，还包括电机扣盖(3)，所述电机扣盖(3)扣合于所述电机本体(1)设置有电机控制模块(2)的一端，所述电机扣盖(3)上开设有连接口(32)，所述连接口(32)用于供外部设备与所述接口单元(24)电连接。

7.根据权利要求6所述的驱控一体式电机，其特征在于，所述电机扣盖(3)的盖面上排列设置有多个散热柱(31)。

8.根据权利要求7所述的驱控一体式电机，其特征在于，所述散热柱(31)与所述电机扣盖(3)一体成型。