DE102018123796A1

DE102018123796A1 - Umrichterintegrierter motor

Info

Publication number: DE102018123796A1
Application number: DE102018123796.0A
Authority: DE
Inventors: Meng-Fang CHANG; Yu-Chia TING
Original assignee: Chicony Power Technology Co Ltd
Current assignee: Chicony Power Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-01-09
Also published as: TWI678867B; US10833566B2; CN110707870B; JP6717904B2; TW202007055A; JP2020010587A; CN110707870A; US20200014285A1

Abstract

Ein umrichterintegrierter Motor mit einem Rahmen (100), einem Motorkörper (200), einer Abdeckung (300), einem Lüfter (400), einem Umrichter (500) und einem Wärmeübertragungsmodul (600) ist vorgesehen. Der Motorkörper (200) wird im Rahmen (100) aufgenommen, zwischen ihnen wird ein Wärmeabfuhrkanal (201a/201b) gebildet, der Motorkörper (200) wird von der Abdeckung (300) abgedeckt und geschlossen, und die Abdeckung (300) und der Motorkörper (200) werden in einer kontinuierlichen Form dargestellt. Der Umrichter (500) wird an einer äußeren Seitenfläche des Rahmens (100) befestigt. Das Wärmeübertragungsmodul (600) befindet sich zwischen der Abdeckung (300) und dem Lüfter (400) und ist thermisch mit dem Umrichter (500) verbunden. Der Luftstrom wird vom Ventilator (400) erzeugt, um das Wärmeübertragungsmodul (600) zu durchströmen und Wärme mit diesem auszutauschen, und der Luftstrom fließt dann in den Wärmeabfuhrkanal (201a/201b) entlang der Abdeckung (300). Ein zusätzlicher Lüfter (400) für den Umrichter (500) ist daher nicht erforderlich.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen umrichterintegrierten Motor und insbesondere auf einen umrichterintegrierten Motor mit vereinfachter Wärmeabfuhrstruktur.
HINTERGRUND
Ein Drehstrom-Asynchronmotor ist eines der gebräuchlichsten Antriebsaggregate. Bei „Ein“ oder „Aus“ wird der Drehstrom-Asynchronmotor ein- oder ausgeschaltet. Referenzwerte wie Spannungs-/Frequenzverhältnis, Trägerfrequenzverhältnis, Drehzahl können jedoch nicht verändert werden. Um den Motor stabiler zu machen und den Wirkungsgrad zu erhöhen, wird daher ein Umrichter als Antriebsgerät für die Zusammenarbeit mit dem Drehstrom-Asynchronmotor eingesetzt. Der Umrichter wird häufig in einen Leistungsschaltschrank eingebaut und ist über Stromkreise mit dem Motor elektrisch verbunden. In der Regel ist der Motor im Werk, aber der Leistungsschaltschrank befindet sich außerhalb des Werkes. Dies hat zur Folge, dass diese Konfiguration viel Verdrahtungsmaterial benötigt und viel Zeit für die Verdrahtung in Anspruch nimmt.
Das Konzept eines integrierten Motorantriebssystems (IMD) integriert den Motor und den Umrichter, wodurch die Anzahl der Komponenten reduziert und der Installationsaufwand für den Motor und das Antriebssystem verringert wird. Damit werden die bisherigen Nachteile überwunden. Der Motor erzeugt während des Betriebs eine große Menge an Wärme. Zur Wärmeabfuhr wird ein koaxial angeschlossener Lüfter verwendet, aber der Umrichter benötigt auch einen zusätzlichen Lüfter zur Wärmeabfuhr, so dass es schwierig ist, die Größe einer herkömmlichen IMD-Wärmeabfuhrstruktur zu reduzieren. Außerdem benötigt der zusätzliche Lüfter eine Steuerung und verbraucht zusätzliche Energie. Vor diesem Hintergrund hat der Erfinder verschiedene Technologien untersucht und in der vorliegenden Offenbarung eine effektive Lösung geschaffen.
ÜBERBLICK
Die vorliegende Erfindung sieht einen umrichterintegrierten Motor vor, der eine Wärmeabfuhrstruktur für einen Umrichter vereinfacht.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen umrichterintegrierten Motor. Der umrichterintegrierte Motor besteht aus einem Rahmen, einem Motorkörper, einer Abdeckung, einem Lüfter, einem Umrichter und einem Wärmeübertragungsmodul. Der Motorkörper wird im Rahmen aufgenommen. Der Motorkörper besteht aus einem im Rahmen angeordneten Gehäuse und einer durch das Gehäuse hindurchgeführten Rotationswelle. Das Gehäuse ist vom Rahmen beabstandet. Im Inneren des Gehäuses bildet sich ein Wärmeabfuhrkanal. Zwei Enden der Rotationswelle bilden eine Antriebswelle und eine durch das Gehäuse geführte Verbindungswelle. Die Abdeckung nimmt die Verbindungswelle auf. Die Abdeckung deckt das Gehäuse ab und schließt es. Die Abdeckung und das Gehäuse werden in einer durchgehenden Form präsentiert. Der Ventilator ist auf der Verbindungswelle angeordnet und wird von der Rotationswelle angetrieben. Der Umrichter ist auf einer äußeren Seitenfläche des Rahmens angeordnet. Der Umrichter enthält eine Motorsteuerplatine. Das Wärmeübertragungsmodul befindet sich zwischen der Abdeckung und dem Lüfter und ist thermisch mit der Motorsteuerplatine verbunden. Die Motorsteuerplatine überträgt die Wärme zwischen der Abdeckung und dem Lüfter mit Hilfe des Wärmeübertragungsmoduls. Der Luftstrom wird vom Ventilator erzeugt, um durch das Wärmeübertragungsmodul zu strömen und Wärme mit diesem auszutauschen, und dann strömt der Luftstrom entlang einer Außenfläche der Abdeckung in den Wärmeabfuhrkanal.
Im umrichterintegrierten Motor der vorliegenden Erfindung können das Wärmeübertragungsmodul und die Abdeckung in integrierter Form verbunden werden. Alternativ können das Wärmeübertragungsmodul und die Abdeckung voneinander getrennt werden und zwischen dem Wärmeübertragungsmodul und der Abdeckung wird ein thermischer Spalt gebildet.
Im umrichterintegrierten Motor der vorliegenden Erfindung enthält das Wärmeübertragungsmodul eine wärmeleitende Basis, die mit dem Rahmen verbunden und thermisch mit der Motorsteuerplatine verbunden ist. Das Wärmeübertragungsmodul enthält auch eine Vielzahl von Lamellen, die sich von der wärmeleitenden Basis bis zwischen die Abdeckung und dem Lüfter erstrecken. Die Lamellen sind parallel zueinander angeordnet. Die Lamellen verjüngen sich allmählich und passen sich der konischen Form der Abdeckung an. Ein Endabschnitt jeder Lamelle erstreckt sich bis, kreuzt aber nicht die Rotationswelle. Die Lamellen umgeben die Rotationswelle. Jede Lamelle kann bis zur Abdeckung reichen und kann mit der Abdeckung in integrierter Form verbunden werden. Alternativ kann jede Lamelle von der Abdeckung getrennt werden, und zwischen dem Endteil jeder Lamelle und der Abdeckung wird ein thermischer Spalt gebildet. Die Abdeckung hat eine konische Form, die sich allmählich verjüngt und sich vom Gehäuse zum Ventilator hin erstreckt. Zwischen der Abdeckung und der wärmeleitenden Basis bildet sich ein mit dem Wärmeabfuhrkanal in Verbindung stehender Druckluftkanal. Die Lamellen werden im Druckluftkanal aufgenommen.
Im umrichterintegrierten Motor der vorliegenden Erfindung ist ein Transistor auf der Motorsteuerplatine angeordnet. Eine Position, an der das Wärmeübertragungsmodul mit der Motorsteuerplatine verbunden ist, ist entsprechend dem Transistor angeordnet. Das Wärmeübertragungsmodul enthält eine Wärmediffusionsbaugruppe. Die Wärmediffusionsbaugruppe wird zwischen der wärmeleitenden Basis und dem Transistor geschaltet. Die Wärmediffusionsbaugruppe erstreckt sich entlang einer Oberfläche der wärmeleitenden Basis. Die Wärmediffusionsbaugruppe kann ein Metallblech enthalten. Zwei Seiten des Blechs sind mit der wärmeleitenden Basis bzw. dem Transistor verbunden. Die Wärmediffusionsbaugruppe enthält eine Dampfkammer. Die Seiten der Dampfkammer sind mit der wärmeleitenden Basis und dem Transistor verbunden. Die Wärmediffusionsbaugruppe kann ein Wärmerohr/Heatpipe enthalten. Das Wärmerohr enthält einen Verdampfungsabschnitt, und der Transistor ist thermisch mit dem Verdampfungsabschnitt verbunden. Der Verdampfungsabschnitt des Wärmerohrs ist der mittlere Teil des Wärmerohrs. Zwei Enden des Wärmerohrs bilden jeweils zwei Kondensationsabschnitte, die beiden Kondensationsabschnitte sind mit der wärmeleitenden Basis verbunden.
In dem umrichterintegrierten Motor der vorliegenden Erfindung erstrecken sich mehrere Lamellen von einer Außenseite des Gehäuses und die Lamellen sind voneinander beabstandet und innerhalb des Wärmeabfuhrkanals angeordnet. Die Lamellen am Gehäuse können sich ausdehnen, um die Lamellen des Wärmeübertragungsmoduls zu verbinden. Eine Vielzahl von Statoren im Inneren des Gehäuses umgeben die Rotationswelle, die Statoren stehen in Kontakt mit einer Innenfläche des Gehäuses und sind thermisch mit den Lamellen auf der Außenseite des Gehäuses verbunden.
Der umrichterintegrierte Motor enthält ein Wärmeübertragungsmodul. Durch den Einsatz des Wärmeübertragungsmoduls wird die Wärme des Umrichters auf einer Seite des Motorkörpers in einen Kanal geleitet, in dem der Luftstrom des Ventilators strömt. Somit ist es nicht notwendig, einen weiteren, dem Umrichter entsprechenden Lüfter einzubauen.
Figurenliste
Die Offenbarung wird mit der detaillierten Beschreibung und den untenstehenden Zeichnungen nur zur Veranschaulichung und zum besseren Verständnis bereitgestellt und schränkt die Offenbarung daher nicht ein, wobei:

1 und 2 sind schematische Darstellungen eines umrichterintegrierten Motors nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Teilstruktur des umrichterintegrierten Motors nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine Teilstruktur des umrichterintegrierten Motors nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein Wärmeübertragungsmodul des umrichterintegrierten Motors nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 ist eine schematische Darstellung einer thermischen Anschlusskonfiguration des Wärmeübertragungsmoduls im umrichterintegrierten Motor entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels des umrichterintegrierten Motors nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
8 und 9 sind schematische Darstellungen des umrichterintegrierten Motors nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE DARSTELLUNG
In Anlehnung an die Bilder 1 bis 6 sieht die vorliegende Erfindung einen umrichterintegrierten Motor vor. Der umrichterintegrierte Motor besteht aus einem Rahmen 100, einem Motorkörper 200, einer Abdeckung 300, einem Lüfter 400, einem Umrichter 500 und einem Wärmeübertragungsmodul 600.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Rahmen 100 vorzugsweise ein rechteckiger Kasten mit zwei offenen Enden. Ein Ende des Rahmens 100 dient zum Anschluss eines Gerätes (z.B. einer Pumpe, eines Kompressors oder eines Propellers), das vom umrichterintegrierten Motor angetrieben wird.
Der Motorkörper 200 wird im Rahmen 100 aufgenommen. Der Motorkörper 200 besteht aus einem Gehäuse 210, einer Rotationswelle 220, mehreren Statoren 230 und mehreren Rotoren 240.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse 210 vorzugsweise zylindrisch geformt. Das Gehäuse 210 wird in den Rahmen 100 eingesetzt, und zwei Enden des Gehäuses 210 sind entsprechend zwei Enden des Rahmens 100 angeordnet. Im Inneren des Gehäuses 210 ist mindestens ein Wärmeabfuhrkanal 201a/201b ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Wärmeabfuhrkanal 201a eines Teils zwischen dem Gehäuse 210 und dem Rahmen 100 im Abstand voneinander gebildet. Der Wärmeabfuhrkanal 201b eines anderen Teils wird vom Gehäuse 210 umgeben und gebildet. Eine Vielzahl von Lamellen 211 sind von einer Außenseite des Gehäuses 210 ausgefahren, und die Lamellen 211 sind voneinander beabstandet und innerhalb des Wärmeabfuhrkanals 201a außerhalb des Gehäuses 210 angeordnet. Eine Vielzahl von Statoren 230 auf einer Innenfläche des Gehäuses 210 umgeben die Rotationswelle 220. Die Statoren 230 berühren die Innenfläche des Gehäuses 210 und sind mit den Lamellen 211 auf der Außenseite des Gehäuses 210 thermisch verbunden. Eine Rotationswelle 220 wird durch das Gehäuse 210 geführt und ist koaxial zum Gehäuse 210 angeordnet. Zwei Enden der Rotationswelle 220 bilden eine Abtriebswelle 221 und eine durch das Gehäuse 210 gesteckte Verbindungswelle 222. Die Abtriebswelle 221 dient zur Leistungsabgabe. Die Rotoren 240 umschließen die Rotationswelle 220 und sind auf der Rotationswelle 220 befestigt, die Statoren 230 umschließen die Rotoren 240.
Die Abdeckung 300 nimmt die Verbindungswelle 222 auf. Die Abdeckung 300 verdeckt und schließt das Gehäuse 210. Die Abdeckung 300 und das Gehäuse 210 werden in einer durchgehenden Form präsentiert. Die Abdeckung 300 ist konisch geformt, und die Abdeckung 300 wird allmählich vom Gehäuse 210 zum Lüfter 400 hin verjüngt und verlängert.
Der Ventilator 400 ist auf der Verbindungswelle 222 angeordnet und wird von der Rotationswelle 220 angetrieben. Der Umrichter 500 ist auf einer Außenfläche des Rahmens 100 angeordnet. Der Umrichter 500 enthält eine Motorsteuerplatine 510. Auf der Motorsteuerplatine 510 befindet sich ein Transistor 520 (ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate, kurz IGBT).
Das Wärmeübertragungsmodul 600 befindet sich zwischen der Abdeckung 300 und dem Lüfter 400. Der Rahmen 100 und das Wärmeübertragungsmodul 600 werden in kontinuierlicher Form präsentiert. Das Wärmeübertragungsmodul 600 und der Lüfter 400 werden in kontinuierlicher Form präsentiert. Der Umrichter 500, der Rahmen 100 und das Wärmeübertragungsmodul 600 werden in kontinuierlicher Form präsentiert.
Das Wärmeübertragungsmodul 600 ist thermisch mit der Motorsteuerplatine 510 verbunden. Der Transistor 520 ist entsprechend einer Position angeordnet, an der das Wärmeübertragungsmodul 600 mit der Motorsteuerplatine 510 verbunden ist.
Das Wärmeübertragungsmodul 600 besteht aus einem Installations-Basis 610 und einer wärmeleitenden Basis 620. Der Installations-Basis 610 ist fest mit dem Rahmen 100 verbunden und wird entsprechend einem Ende der Anschlusswelle 222 angeordnet. Die Installations-Basis 610 umgibt mindestens einen Teil der Abdeckung 300. Nach der vorliegenden Ausführungsform umgibt der Rahmen 100 einen Teil der Abdeckung 300, die Installations-Basis 610 einen weiteren Teil der Abdeckung 300. Der Rahmen 100 und die Installations-Basis 610 werden in einer durchgehenden Form präsentiert. Zwischen der Abdeckung 300 und der wärmeleitenden Basis 620 bildet sich ein mit dem Wärmeabfuhrkanal 201a/201b in Verbindung stehender Druckluftkanal 601. Der Druckluftkanal 601 wird allmählich verjüngt und erstreckt sich vom Ventilator 400 in Richtung Gehäuse 210. Der Wärmeabfuhrkanal 201a/201b und der Druckluftkanal 601 werden vorzugsweise in kontinuierlicher Form dargestellt. Der vom Ventilator 400 erzeugte Luftstrom wird durch den sich allmählich verjüngenden Druckluftkanal 601 geleitet, um im Wärmeabfuhrkanal 201a/201b zu beschleunigen und dann in diesen zu gelangen, wodurch die thermische Konvektionseffizienz zwischen dem Luftstrom und dem Gehäuse 210 verbessert wird. Die wärmeleitende Basis 620 befindet sich auf der Innenseite der Installations-Basis 610 und ist zwischen der Installations-Basis 610 und der Abdeckung 300 angeordnet. Die wärmeleitende Basis 620 ist direkt oder indirekt thermisch mit der Motorsteuerplatine 510 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform hat die Installations-Basis 610 vorzugsweise eine Durchgangsbohrung 602, so dass die wärmeleitende Basis 620 über die Durchgangsbohrung 602 mit der Motorsteuerplatine 510 thermisch verbunden werden kann.
Eine Vielzahl von Lamellen 621 erstrecken sich von der wärmeleitenden Basis 620 bis zwischen der Abdeckung 300 und dem Ventilator 400, und befinden sich innerhalb des Druckluftkanals 601. Die Lamellen 621 sind parallel zueinander im Abstand angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Lamellen 621 von der Abdeckung 300 getrennt. Vorzugsweise wird zwischen je einem Endabschnitt der Lamellen 621 und der Abdeckung 300 ein thermischer Bruchspalt 603 gebildet.
Das Wärmeübertragungsmodul 600 kann wahlweise mit einer Wärmediffusionsbaugruppe 630 ausgestattet werden. Die Wärmediffusionsbaugruppe 630 wird zwischen der wärmeleitenden Basis 620 und dem Transistor 520 geschaltet. Die Wärmediffusionsbaugruppe 630 erstreckt sich entlang einer Oberfläche der wärmeleitenden Basis 620, so dass die Wärme einer durch den Transistor 520 gebildeten Punktwärmequelle überall auf der wärmeleitenden Basis 620 verteilt werden kann. Auf diese Weise kann die Wärme gleichmäßiger verteilt werden, als die Wärme von der punktuellen Wärmequelle auf die wärmeleitende Basis 620 und von der wärmeleitenden Basis 620 übertragen wird. Die Wärmediffusionsbaugruppe 630 enthält mindestens ein Wärmerohr 630b. In der vorliegenden Ausführung, entsprechend der vom Transistor 630 erzeugten Wärmemenge, enthält die Wärmediffusionsbaugruppe 630 vorzugsweise drei Wärmerohre 630b. Das Wärmerohr 630b enthält einen Verdampfungsabschnitt 631b, und der Verdampfungsabschnitt 631b wird von der Durchgangsbohrung 602 der Installations-Basis 610 freigelegt. Der Transistor 520 ist direkt oder indirekt thermisch mit dem Verdampfungsabschnitt 631b verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verdampfungsabschnitt 631b des Wärmerohr 630b ein Mittelabschnitt des Wärmerohr 630b. Zwei Enden des Wärmerohr 630b bilden jeweils zwei Kondensationsabschnitte 632b. Auf diese Weise kann die Wärme vom Mittelteil des Wärmerohr 630b auf die beiden Enden des Wärmerohr 630b übertragen werden. Der Verdampfungsabschnitt 631b und der Kondensationsabschnitt 632b sind thermisch mit dem wärmeleitenden Basis 620 verbunden, so dass die Wärme gleichmäßig verteilt und dann auf den wärmeleitenden Basis 620 übertragen werden kann, so dass die Wärme nicht auf die der Wärmequelle (dem Transistor 520) entsprechenden Lamellen 621 konzentriert wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Form der Wärmediffusionsbaugruppe 630 beschränkt. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Wärmediffusionsbaugruppe 630 auch eine Wärmediffusionsplatte 630a enthalten. Die Wärmediffusionsplatte 630a kann ein Metallblech sein, und zwei Seiten des Blechs sind mit der wärmeleitenden Basis 620 und dem Transistor 520 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform können zwei Seiten des Blechs direkt mit dem Wärmerohr 630b und dem Transistor 520 verbunden werden. Außerdem kann die Wärmediffusionsplatte 630a eine Dampfkammer sein, und zwei Seiten der Dampfkammer sind thermisch mit der wärmeleitenden Basis 620 und dem Transistor 520 verbunden.
Die Wärme von der Motorsteuerplatine 510 wird über das Wärmeübertragungsmodul 600 zwischen der Abdeckung 300 und dem Lüfter 400 übertragen. Der vom Ventilator 400 erzeugte Luftstrom durchströmt das Wärmeübertragungsmodul 600 und tauscht damit Wärme aus und strömt dann entlang einer Außenfläche der Abdeckung 300 zum Wärmeabfuhrkanal 201a/201b. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Wärmeübertragungsmodul 600 und die Abdeckung 300 voneinander getrennt. Zwischen dem Wärmeübertragungsmodul 600 und der Abdeckung 300 wird ein thermischer Trennspalt 603 gebildet, um die Wärmeübertragung auf die Abdeckung 300 zu blockieren. Auf diese Weise kann die Wärme in einem Bereich mit einem größeren Luftstrom um den Druckluftkanal 60 bleiben. Außerdem kann eine Seite der Rotationswelle 220 gegenüber der Wärmequelle selektiv die Lamelle 621 aufnehmen, um die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Lamellen 621 des Wärmeübertragungsmoduls 600 entsprechend eines Teils des Wärmeabfuhrkanal 201b angeordnet. Ein Endabschnitt jeder Lamelle 621 erstreckt sich, kreuzt aber nicht die Rotationswelle 220, um den Luftstromwiderstand im Druckluftkanal 601 zu verringern. Es ist vorzuziehen, dass die Lamellen 211 am Gehäuse 210 entsprechend eines anderen Teils des Wärmeabfuhrkanals 201a angeordnet sind, so dass die Lamellen 211 am Gehäuse 210 von den Lamellen 621 des Wärmeübertragungsmoduls 600 in einem durch den Wärmeabfuhrkanal 201a/201b und den Luftverdichtungskanal 601 gebildeten Durchgang versetzt sind. Der Luftstrom durchströmt dabei entweder die Lamellen 211 am Gehäuse 210 oder die Lamellen 621 des Wärmeübertragungsmoduls, wodurch der Strömungswiderstand reduziert und der Luftdruck in Umfangsrichtung im Druckluftkanal 601 gleichmäßig verteilt bleibt. Dadurch wird verhindert, dass der Luftstrom rotierend auf eine Oberfläche der Lamelle 211/621 trifft und den Widerstand erhöht. Gleichzeitig wird eine Temperaturdifferenz zwischen dem Luftstrom und den Lamellen 211 am Gehäuse 210 erhöht, um den Wärmeaustausch in einem nachgeschalteten Teil des Strömungsfeldes zu verbessern.
Gemäß 7 verjüngt sich jede Lamelle 621 des Wärmeübertragungsmoduls 600 und passt sich der konischen Form der Abdeckung 300 an, wodurch die Wärmeaustauschfläche zwischen den Lamellen 621 und dem Luftstrom vergrößert wird. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Lamellen 211 am Gehäuse 210 zur Wärmeabfuhr im Stator 230 verwendet, so dass die Lamellen 211 radial verlaufend angeordnet sind. Die Lamellen 621 des Wärmeübertragungsmoduls 600 dienen dazu, die Wärme außerhalb des Rahmens 100 in den Druckluftkanal 601 zu leiten, so dass die Lamellen 621 des Wärmeübertragungsmoduls 600 zur effizienten Wärmeübertragung parallel zueinander angeordnet sind. Die Lamellen 211 am Gehäuse 210 sind von den Lamellen 621 des Wärmeübertragungsmoduls 600 getrennt, um so den Strömungswiderstand beim Durchströmen der Lamellen 211/621 in unterschiedlicher Konfiguration zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung ist in dieser Hinsicht jedoch nicht beschränkt, d.h. die Lamellen 211 am Gehäuse 210 können sich parallel zueinander erstrecken und weiter ausdehnen, um die Lamellen 621 des Wärmeübertragungsmoduls 600 zu verbinden.
Gemäß 8 und 9 wird ein umrichterintegrierter Motor entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der umrichterintegrierte Motor besteht aus einem Rahmen 100, einem Motorkörper 200, einer Abdeckung 300, einem Lüfter 400, einem Umrichter 500 und einem Wärmeübertragungsmodul 600. Der Rahmen 100, der Motorkörper 200, der Lüfter 400 und der Umrichter 500 sind die gleichen wie in der ersten Ausführung, daher wird hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass das Wärmeübertragungsmodul 600 und die Abdeckung 300 fest miteinander verbunden sind.
Das Wärmeübertragungsmodul 600 besteht aus einer wärmeleitenden Basis 620, die mit dem Rahmen 100 und der Motorsteuerplatine 510 thermisch verbunden ist. Das Wärmeübertragungsmodul 600 enthält auch eine Vielzahl von Lamellen 621, die sich von der wärmeleitenden Basis 620 bis zwischen die Abdeckung 300 und dem Lüfter 400 ersteckt. Mindestens ein Teil der Lamellen 621 des Wärmeübertragungsmoduls 600 erstreckt sich von der wärmeleitenden Basis 620 bis zur Abdeckung 300 und ist fest mit der Abdeckung 300 verbunden. Die Lamellen 621 umgeben die Rotationswelle 220. Die Lamellen 621 des Wärmeübertragungsmoduls 600 verjüngen sich allmählich und passen sich der konischen Form der Abdeckung 300 an, wodurch nicht nur die Wärmeaustauschfläche zwischen den Lamellen 621 und dem Luftstrom vergrößert wird, sondern auch die Bildung eines vertieften Bruchs zwischen dem Wärmeübertragungsmodul 600 und der Abdeckung 300 verhindert wird und somit eine effiziente Fertigung erreicht werden kann.
Es ist zu verstehen, dass die obigen Beschreibungen lediglich die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind und nicht den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung einschränken sollen. Gleichwertige Änderungen und Modifikationen im Sinne der vorliegenden Erfindung gelten als in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallend.

Claims

Umrichterintegrierter Motor, bestehend aus: einen Rahmen (100); einen in dem Rahmen (100) aufgenommenen Motorkörper (200), wobei der Motorkörper (200) ein innerhalb des Rahmens (100) angeordnetes Gehäuse (210) und eine durch das Gehäuse (210) eingeführte Rotationswelle (220) aufweist, wobei das Gehäuse (210) von dem Rahmen (100) beabstandet ist, ein Wärmeabfuhrkanal (201a/201b) innerhalb des Gehäuses (210) ausgebildet ist, wobei zwei Enden der Rotationswelle (220) jeweils eine Ausgangswelle (221) und eine durch das Gehäuse (210) eingeführte Verbindungswelle (222) bilden; eine Abdeckung (300), die die Verbindungswelle (222) aufnimmt, wobei die Abdeckung (300) das Gehäuse (210) abdeckt und verschließt, wobei die Abdeckung (300) und das Gehäuse (210) in einer kontinuierlichen Form vorliegen; einen Ventilator (400), der auf der Verbindungswelle (222) angeordnet ist und von der Rotationswelle (220) angetrieben wird; einen Umrichter (500), der auf einer äußeren Seitenfläche des Rahmens (100) angeordnet ist, wobei der Umrichter (500) eine Motorsteuerplatine (510) aufweist; und ein Wärmeübertragungsmodul (600), das zwischen der Abdeckung (300) und dem Lüfter (400) angeordnet und thermisch mit der Motorsteuerungsplatine (510) verbunden ist, wobei die Motorsteuerungsplatine (510) Wärme über das Wärmeübertragungsmodul (600) an die Abdeckung (300) und den Lüfter (400) überträgt, wobei der Lüfter (400) einen Luftstrom durch das Wärmeübertragungsmodul (600) schickt, damit durch den Luftstrom ein Wärmeaustausch stattfindet, und dann der Luftstrom entlang einer Außenfläche der Abdeckung (300) strömt, um in den Wärmeableitungskanal (201a/201b) zu gelangen.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 1, wobei das Wärmeübertragungsmodul (600) und die Abdeckung (300) einstückig ausgebildet sind.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Wärmeübertragungsmodul (600) und die Abdeckung (300) voneinander getrennt sind und zwischen dem Wärmeübertragungsmodul (600) und der Abdeckung (300) ein thermischer Bruchspalt (603) ausgebildet ist.
Der umrichterintegrierte Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Wärmeübertragungsmodul (600) eine mit dem Rahmen (100) verbundene und mit der Motorsteuerplatine (510) thermisch verbundene wärmeleitende Basis (620) und eine Vielzahl von Lamellen (621) aufweist, die sich von der wärmeleitenden Basis (620) bis zwischen die Abdeckung (300) und den Lüfter (400) erstrecken.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 4, wobei die Lamellen (621) parallel zueinander im Abstand zueinander angeordnet sind.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Lamellen (621) allmählich verjüngt und verlängert werden, um sich einer Form der Abdeckung (300) anzupassen.
Der umrichterintegrierte Motor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei ein Endabschnitt jeder der Lamellen (621) verlängert ist, ohne die Rotationswelle (220) zu kreuzen.
Der umrichterintegrierte Motor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Lamellen (621) die Rotationswelle (220) umgeben.
Der umrichterintegrierte Motor nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Lamellen (621) bis zur Abdeckung (300) verlängert und mit der Abdeckung (300) fest verbunden sind.
Der umrichterintegrierte Motor nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei jede der Lamellen (621) von der Abdeckung (300) getrennt ist und zwischen einem Endabschnitt jeder der Lamellen (621) und der Abdeckung (300) ein thermischer Bruchspalt (603) ausgebildet ist.
Der umrichterintegrierte Motor nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei die Abdeckung (300) konisch geformt ist, die Abdeckung (300) sich allmählich verjüngt und vom Gehäuse (210) zum Lüfter (400) hin erstreckt, zwischen der Abdeckung (300) und dem wärmeleitenden Basis (620) ein mit dem Wärmeabfuhrkanal (201a/201b) kommunizierender Druckluftkanal (601) ausgebildet ist, und die Lamellen (621) innerhalb des Druckluftkanals (601) angeordnet sind.
Der umrichterintegrierte Motor nach einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei ein Transistor (520) auf der Motorsteuerplatine (510) angeordnet ist und der Transistor (520) entsprechend einer Position angeordnet ist, an der das Wärmeübertragungsmodul (600) mit der Motorplatine (510) verbunden ist.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 12, wobei das Wärmeübertragungsmodul (600) eine Wärmediffusionsanordnung (630) aufweist, die Wärmediffusionsanordnung (630) zwischen der wärmeleitenden Basis (620) und dem Transistor (520) geschaltet ist und sich die Wärmediffusionsanordnung (630) entlang einer Oberfläche der wärmeleitenden Basis (620) erstreckt.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 13, wobei die Wärmediffusionsbaugruppe (630) ein Metallblech enthält und zwei Seiten des Metallblechs mit der wärmeleitenden Basis (620) und dem Transistor (520) verbunden sind.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Wärmediffusionsbaugruppe (630) eine Dampfkammer aufweist, zwei Seiten der Dampfkammer mit der wärmeleitenden Basis (620) und dem Transistor (520) verbunden sind.
Der umrichterintegrierte Motor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Wärmediffusionsbaugruppe (630) ein Wärmerohr (630b) umfasst, das Wärmerohr (630b) einen Verdampfungsabschnitt (631b) umfasst, und der Transistor (520) thermisch mit dem Verdampfungsabschnitt (631b) verbunden ist.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 16, wobei der Verdampfungsabschnitt (631b) des Wärmerohres (630b) ein Mittelabschnitt des Wärmerohres (630b) ist, zwei Enden des Wärmerohres (630b) jeweils zwei Kondensationsabschnitte (632b) bilden und die Kondensationsabschnitte (632b) thermisch mit den wärmeleitenden Basis (620) verbunden sind.
Der umrichterintegrierte Motor nach einem der Ansprüche 4 bis 17, wobei mehrere Lamellen (211) von einer Außenseite des Gehäuses (210) wegerstrecken und die Lamellen (211) voneinander beabstandet und innerhalb des Wärmeabfuhrkanals (201 a/201b) angeordnet sind.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 18, wobei die Lamellen (211) am Gehäuse (210) zur Verbindung der Lamellen (621) des Wärmeübertragungsmoduls (600) verlängert sind.
Der umrichterintegrierte Motor nach Anspruch 18 oder 19, wobei mehrere Statoren (230) innerhalb des Gehäuses (210) die Rotationswelle (220) umgeben und die Statoren (230) mit einer Innenfläche des Gehäuses (210) in Kontakt stehen und mit den Lamellen (211) auf der Außenseite des Gehäuses (210) thermisch verbunden sind.