一種具有強散熱能力的深水永磁同步電機驅動器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電機設備安全的技術領域。
【背景技術】
[0002]早期水下推進裝置一般為采用液壓馬達作動力源的螺旋槳，由于液壓系統體積龐大，而且造價高，所以目前已很少應用。隨著電動力推進技術的發展，新型水下航行器已多采用電動機驅動。相比電勵磁電動機，永磁電動機具有結構簡單、功率密度高和效率高等特點，故目前水下航行器中普遍選擇永磁電動機作為動力源。近些年來，深水用永磁同步電機及其驅動系統得到了長足的發展，其突出優點是電機系統所占空間體積小，伺服性能好并且振動噪聲小。通常深水用永磁同步電機伺服系統均設計成一體化電機系統的形式，即電機本體和電機驅動器集成在一起，然而，與普通電機驅動器不同的是，深水環境中外界環境對于電源線及控制信號線的干擾較大。而且深水用永磁同步電機驅動器通常處于高壓油密封的環境中，散熱較困難。這些特殊的應用環境對驅動器提出了以下的要求:
①由于驅動器處于高壓油密封的環境中，并且需要長時間運行，散熱比較困難，要求其驅動器散熱器具有較強的散熱能力，防止驅動器所處工作環境溫度過高，造成故障，無法正常運行。
[0003]②驅動器的強電信號和弱電信號要隔離，防止強電信號的干擾影響控制信號，造成電機誤動作，甚至無法正常運行。
[0004]基于以上兩點要求，目前的深水驅動器并未全部考慮，故其結構設計上存在一些缺陷，這使得電機控制系統的可靠性和安全性降低，不利于在深水環境中長時間運行，也限制了永磁同步電機在深水環境中的應用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種具有強散熱能力的深水永磁同步電機驅動器，是為了解決目前的深水驅動器并未全部考慮，故其結構設計上存在一些缺陷，這使得電機控制系統的可靠性和安全性降低，不利于在深水環境中長時間運行，也限制了永磁同步電機在深水環境中的應用問題。
[0006]所述的目的是通過以下方案實現的:所述的一種具有強散熱能力的深水永磁同步電機驅動器，它包括控制電路板1、多根支柱2、功率電路板3、半圓形散熱器4 ;
控制電路板I平行設置在功率電路板3上方，控制電路板I通過多根支柱2與功率電路板3連接；功率電路板3下端面上的IGBT模塊3-1下端的散熱端面與半圓形散熱器4的上端平面導熱連接；功率電路板3通過多根支柱2與半圓形散熱器4的上端平面連接；半圓形散熱器4的下側外部半圓面用于與驅動器筒壁5內側圓面導熱連接；控制電路板I的控制信號輸出端通過屏蔽線與功率電路板3的控制信號輸入端連接。
[0007]本發明的突出特點為:能有效避免強電信號對弱電信號的干擾，而且增大了散熱器與筒壁的接觸面積，有利于深水環境中驅動器的散熱，從而保證深水用永磁同步電機控制系統的可靠性和安全性。①驅動器采用將強弱電分離的多層結構，防止兩者之間的電磁干擾，增強了控制系統的可靠性散熱器平面部分用來固定電路板，曲面部分與驅動器筒壁有較大的接觸面積，有利于深水環境中的散熱，從而保證驅動器更安全的運行。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的結構示意框圖。
【具體實施方式】
[0009]【具體實施方式】一:結合圖1所示，說明本【具體實施方式】的技術方案，它包括控制電路板1、多根支柱2、功率電路板3、半圓形散熱器4 ;
控制電路板I平行設置在功率電路板3上方，控制電路板I通過多根支柱2與功率電路板3連接；功率電路板3下端面上的IGBT模塊3-1下端的散熱端面與半圓形散熱器4的上端平面導熱連接；功率電路板3通過多根支柱2與半圓形散熱器4的上端平面連接；半圓形散熱器4的下側外部半圓面用于與驅動器筒壁5內側圓面導熱連接；控制電路板I的控制信號輸出端通過屏蔽線與功率電路板3的控制信號輸入端連接。
[0010]所述半圓形散熱器4的材質為鋁或鋁合金。
[0011]將半圓形散熱器4的下側外部半圓面(曲面)的圓周向的兩端分別各增加一個圓形導熱壁4-1 ;能進一步改善了半圓形散熱器4向驅動器筒壁5傳熱的效率。
[0012]工作原理:本發明采用分層結構設計，最上層為控制電路板1，連接電機本體的旋轉變壓器信號線和外部給定控制信號線；中間層為功率電路板3，連接電機本體三相繞組引出線和驅動器的直流母線，兩層板之間的控制信號、模擬信號和電源信號等通過抗干擾的信號線連接；最下層為驅動器的半圓形散熱器4，功率電路板3下端面上的IGBT模塊3-1下端的散熱端面與半圓形散熱器4的上端平面導熱連接，其之間可涂抹上導熱硅脂，半圓形散熱器4外表面設計成和驅動器筒壁5內徑相同的弓形(半圓形)，半圓形散熱器4的曲面部分和筒壁相接，方便熱傳導，平面部分鉆有螺紋孔，和上層的功率板的IGBT模塊通過螺紋緊固，其他螺紋孔與兩層電路板通過螺柱連接，緊固整個驅動器。同時，為了進一步增大與筒壁的散熱面積，在平面與曲面部分交界處，將曲面部分進一步向上延伸出一導熱壁，進一步改善了驅動器的散熱。
【主權項】
1.一種具有強散熱能力的深水永磁同步電機驅動器，其特征在于它包括控制電路板(I)、多根支柱(2)、功率電路板(3)、半圓形散熱器(4); 控制電路板(I)平行設置在功率電路板(3)上方，控制電路板(I)通過多根支柱(2)與功率電路板(3)連接；功率電路板(3)下端面上的IGBT模塊(3-1)下端的散熱端面與半圓形散熱器(4)的上端平面導熱連接；功率電路板(3)通過多根支柱(2)與半圓形散熱器(4)的上端平面連接；半圓形散熱器(4)的下側外部半圓面用于與驅動器筒壁(5)內側圓面導熱連接；控制電路板(I)的控制信號輸出端通過屏蔽線與功率電路板(3)的控制信號輸入端連接。2.根據權利要求1所述的一種具有強散熱能力的深水永磁同步電機驅動器，其特征在于它在半圓形散熱器(4)的下側外部半圓面的圓周向的兩端分別各增加一個圓形導熱壁(4-l)0
【專利摘要】一種具有強散熱能力的深水永磁同步電機驅動器。本發明屬于電機設備安全的技術領域。它的控制電路板平行設置在功率電路板上方，控制電路板通過多根支柱與功率電路板連接；功率電路板下端面上的IGBT模塊下端的散熱端面與半圓形散熱器的上端平面導熱連接；功率電路板通過多根支柱與半圓形散熱器的上端平面連接；半圓形散熱器的下側外部半圓面用于與驅動器筒壁內側圓面導熱連接；控制電路板的控制信號輸出端通過屏蔽線與功率電路板的控制信號輸入端連接。本發明能有效避免強電信號對弱電信號的干擾，而且增大了散熱器與筒壁的接觸面積，有利于深水環境中驅動器的散熱，從而保證深水用永磁同步電機控制系統的可靠性和安全性。
【IPC分類】H05K7/20, H02P6/00
【公開號】CN105048889
【申請號】CN201510554085
【發明人】徐永向, 閆浩, 鄒繼斌, 王寶超, 劉劍, 胡建輝, 尚靜, 王騫, 劉承軍
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年9月2日