一种电子换相电机控制器的绝缘散热结构的制作方法

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种电子换相电机控制器的绝缘散热结构。

背景技术：

目前，电子换相（ECM）电机主要用于美式中央空调系统，因其高效率、低噪音、转速易于控制等特点，将逐渐全面代替PSC电机，市场前景非常广阔。它是机电一体化产品，主要由电机本体和控制器组成。其中控制器集成了电源电路、电子换相、功率逆变、信号处理等模块，功率逆变单元一般采用IPM模块或者分立IGBT模块。IPM模块成本高，通用性差，为解决上述问题通常采用分立IGBT模块。而因其空间所限，如何合理的实现IGBT布局及绝缘散热显得尤为关键，普通的设计往往使IGBT模块占用了控制板大量的面积，导致散热性能差。而在专利号CN201120564259中，采用的绝缘方式是用片式绝缘材料隔离散热器和控制盒，片式材料的特点是安装时容易挤压变形，片式材料在弯折处也容易受压破裂，造成绝缘效果不佳。因此作为IGBT模块唯一的绝缘措施，存在着一定的安全隐患。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种电子换相电机控制器的绝缘散热结构，以提升安装的方便性和提高绝缘性能为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种电子换相电机控制器的绝缘散热结构，包括控制盒、设于控制盒内的集中有全部电子元件的控制板、若干IGBT模块、用于IGBT模块散热的散热器、用于IGBT模块与散热器之间实现绝缘的绝缘件、设于散热器和控制盒内侧壁之间的绝缘导热片，所述的IGBT模块呈两两八字型分布在控制板上，所述的绝缘件为从上往下外套于IGBT模块的绝缘套，绝缘套与散热器相贴以实现IGBT模块的绝缘和散热；所述的散热器通过绝缘导热片紧贴于控制盒内侧以实现把热量传导给控制盒。IGBT模块呈两两八字型结构分布，绝缘套一一对应从上往下套住每个IGBT模块，安装时可以使散热器从侧向推入到位，相比于传统的绝缘片和从上往下的散热器安装方式，该结构安装方便，在安装过程中，绝缘套不易出现挤压变形破裂而造成不绝缘现象，降低了安全隐患。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的IGBT模块为偶数个，所述的散热器的内侧形状与IGBT模块的排布形状相对应，每组IGBT模块的内侧设有一个固定支架，所述的固定支架上设有用于螺栓固定的螺纹孔，散热器、绝缘导热片和控制盒的侧壁设有用于穿螺栓的通孔，螺栓从控制盒的外侧向内穿出并依次穿过绝缘导热片、散热器和八字形排列的IGBT模块的中间空隙并紧固于固定支架上，以实现IGBT模块、绝缘套、散热器、绝缘导热片和控制盒侧壁的紧贴和固定。通过螺栓固定方式方便的实现散热结构的安装到位和固定，实现各散热元件之间的紧贴以便传导散热，结构简单，安装方便。

所述的每组IGBT模块的排布为内侧大间距外侧小间距的八字形，每个固定支架均为与每组IGBT模块相配的内侧大外侧小的等腰梯形，等腰梯形的内侧面上设有与螺纹孔同轴的六角形螺母孔，所述的散热器上设有与每组IGBT模块排布相对应的相同数量的凹槽。螺栓在从外向内依次穿过控制盒侧壁、绝缘导热片、散热器后与等腰梯形固定支架的六角形螺母孔内的六角形螺母连接固定，能方便的实现螺栓的稳固连接，结构简单。

所述的每组IGBT模块的排布为内侧小间距外侧大间距的八字形，所述的散热器内侧设有与每组IGBT模块排布相对应的齿形内凸，每个固定支架包括与每组IGBT模块相配合的内侧小间距外侧大间距的八字形板及与八字形板一体的连接于八字形板小间距端的螺纹孔座，螺纹孔座的内侧面上设有与螺纹孔同轴的六角形螺母孔。螺栓从外向内依次穿过控制盒侧壁、绝缘导热片、散热器后与螺纹孔座的六角形螺母孔内的六角形螺母连接固定，能方便的实现螺栓的稳固连接，结构简单。

所述的散热器内侧每个凹槽的中下部设有用于镶嵌IGBT模块的定位槽。定位槽便于IGBT模块的位置定位和固定。

所述的散热器内侧的齿形内凸的中下部设有用于镶嵌IGBT模块的定位槽。定位槽便于IGBT模块的位置定位和固定。

所述的螺纹孔座的厚度大于八字形板的厚度，螺纹孔座的厚度是六角形螺母孔深度的1.5~2倍。较厚的厚度便于螺栓紧固。

所述的IGBT模块为6个。6个IGBT模块可以组成3个八字形排布组，适合电子换相电机控制器的内部空间布局和电气特性需求。

所述的绝缘套的材料采用矽氧树脂为主体材料的硅胶。矽氧树脂导热性和稳定性好，相比于普通以非晶态二氧化硅为主体的硅胶，机械强度高，较耐挤压，并且便于模具成型。

所述的控制盒呈圆筒形。圆筒形控制盒与圆柱外形电机相符合，外形一体化程度高。

所述的绝缘导热片为硅胶。硅胶应用普遍，成本低，柔性大，较易贴紧，散热效果好。

所述的固定支架材料为PBT或尼龙。PBT、尼龙等材料制品机械强度高、环境耐受力强，较耐磨擦，适合螺纹孔的开孔，适合螺栓连接使用。

有益效果：结构简单，安装方便，散热效果好，安装过程中，绝缘套不易出现挤压变形破裂而造成不绝缘现象，降低了安全隐患，提升了产品质量和电机运行的可靠性。

附图说明

图1是本发明爆破示意图。

图2是本发明实例一的结构示意图。

图3是本发明实例一的螺栓装配结构的分解示意图。

图4是本发明实例二的结构示意图。

图5是本发明实例二的螺栓装配结构的分解示意图。

图中：1-控制盒；2-控制板；3-散热器；4-绝缘套；5-绝缘导热片；6-IGBT模块；7-螺栓；8-固定支架；9-六角形螺母； 301-凹槽；302-齿形内凸；303-定位槽；801-六角形螺母孔；802-螺纹孔；803-螺纹孔座；804-八字形板。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实例一

如图1-3所示，一种电子换相电机控制器的绝缘散热结构，包括控制盒1、设于控制盒1内的集中有全部电子元件的控制板2、6个IGBT模块6、用于IGBT模块6散热的散热器3、外套于IGBT模块6的绝缘套4、设于散热器3和控制盒1内侧壁之间的绝缘导热片5，6个IGBT模块6呈两两一组的八字形排布，每组IGBT模块6的排布为内侧大间距外侧小间距的八字形，每个IGBT模块6外套一个绝缘套4，散热器3的内侧形状与IGBT模块6的排布形状相对应，每组IGBT模块6的内侧设有一个固定支架8，每个固定支架8均为与每组IGBT模块6相配的内侧大外侧小的等腰梯形，固定支架8上设有用于螺栓7固定的螺纹孔802，等腰梯形固定支架8的内侧面上设有与螺纹孔802同轴线的六角形螺母孔801，散热器3、绝缘导热片5和控制盒1的侧壁设有用于穿螺栓7的通孔，散热器3上设有与每组IGBT模块6排布相对应的相同数量的凹槽301，螺栓7从外向内依次穿过控制盒1侧壁、绝缘导热片5、散热器3，并从八字形排列的IGBT模块6的中间空隙穿过后与固定支架8的六角形螺母孔801内的六角形螺母9连接固定，以实现IGBT模块6、绝缘套4、散热器3、绝缘导热片5和控制盒1侧壁的紧贴和固定，能方便的实现螺栓7的稳固连接，该结构在安装过程中，散热器3从侧向推入到位，绝缘套4不易出现挤压变形破裂而造成不绝缘现象，降低了安全隐患，结构简单，散热效果好。

为了实现散热器3与IGBT模块6的定位装配，散热器3内侧每个凹槽301的中下部设有用于镶嵌IGBT模块6的定位槽303。定位槽303便于IGBT模块6的位置定位和固定。

为了提升机械强度，本实例中，绝缘套4的材料采用矽氧树脂为主体材料的硅胶。矽氧树脂导热性和稳定性好，相比于普通以非晶态二氧化硅为主体的硅胶，机械强度高，较耐挤压，并且便于模具成型。

为了提升与电机的外形一体化程度，本实例中，控制盒1呈圆筒形。圆筒形控制盒1与圆柱外形电机相符合，外形一体化程度高。

为了降低成本，本实例中，绝缘导热片5为硅胶。硅胶应用普遍，成本低，柔性大，较易贴紧，散热效果好。

为了获得较好的机械强度，本实例中，固定支架8材料为PBT。PBT材料制品应用普遍，性价比高，机械强度高、环境耐受力强，较耐磨擦，适合螺纹孔802的开孔，适合螺栓7连接使用。

实例二

如图4、5所示，与以上实例一所不同的是，每组IGBT模块6的排布为内侧小间距外侧大间距的八字形，散热器3内侧设有与每组IGBT模块6排布相对应的齿形内凸302，每个固定支架8包括与每组IGBT模块6相配合的内侧小间距外侧大间距的八字形板804及与八字形板804一体的连接于八字形板804小间距端的螺纹孔座803，螺纹孔座803的内侧面上设有与螺纹孔802同轴的六角形螺母孔801，螺栓7从外向内依次穿过控制盒1侧壁、绝缘导热片5、散热器3，并从八字形排列的IGBT模块6的中间空隙穿过后，再与螺纹孔座803的六角形螺母孔801内的六角形螺母9连接固定。

为了实现散热器3与IGBT模块6的定位装配，散热器3内侧的齿形内凸302的中下部设有用于镶嵌IGBT模块6的定位槽303。定位槽303便于IGBT模块6的位置定位和固定。

为了便于螺栓7紧固连接，螺纹孔座803的厚度大于八字形板804的厚度，螺纹孔座803的厚度是六角形螺母孔801深度的1.7倍。较厚的厚度便于设置足够的螺牙以实现螺栓7紧固。

本实例中，固定支架8材料为尼龙。

以上图1-5所示的一种电子换相电机控制器的绝缘散热结构是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。