CN1104082C - 用于电子转换的电动机端罩组件及其组装方法 - Google Patents

Abstract

一种用于电子转换电动机的端罩组件，包括一个端罩，一个控制组件，和一个电源组件。端罩的外表面上有一些凹翼，内表面上有一个基本上平的高出部分。高出部分与一个热垫相接触。控制组件包括一个热垫和一块控制板，板上装一些功率晶体管。热垫提供晶体管和端罩间的热接触，使热量从晶体管传给端罩。晶体管包含一些引线，引线基本上平行于控制板排列，这使引线表面能被涂复以抵御恶劣的外部环境。电源组件包括一块电源板，有一个绝缘件处在电源板和控制板之间。

Description

用于电子转换的电动机端罩组件及其组装方法

发明背景

本发明总的说来与电动机有关，更具体地说，是与一种电动机端罩组件有关。

现有的电子转换的电动机具有一个多级绕组部件和一个磁性部件，二者联合产生相对旋转。多级绕组部件的各级绕组的通电次序是预先设定好的，其中至少有一级绕组不通电，在该绕组中感应出反电动势。当累计时间达到一个预先设定的值时，感应反电动势就显示，在这种多级绕组部件的磁性部件间的相对角的位置下，适于按时序转向下一级绕组。

电子转换电动机的电子线路通常包括一个电源电路，一个稳压电路，和一个控制电路。电源电路有一个固体开关器件，用来转换供给电子转换电动机的电源以使电动机通上电。稳压电路有各种固体元件以保持给电子转换电动机供电的电源电压基本不变，控制电路有各种控制开关器件导电性的固体元件。

用于电子转换电动机的某些固体元件，例如晶体管，要求比较大个，以承受流过的电流。大晶体管会产生相当多的热量，这些热量必须从晶体管中耗散出去以保持其功能正常。大家都知道，为了有利于热量耗散，可将电子转换电动机的电子线路安放在电动机端罩的外表面附近。但这会增加成本，因为需要有另一个隔离罩来防护电子线路。

因此，希望能有一种安装电子转换电动机电子元件的方法，能在不过分增加电动机成本的情况下使热量更好地耗散掉。另外，还希望不用附加的隔离罩来防护电子线路。

发明概述

电子转换电动机大家都很熟悉，例如在美国专利5,006,744中描述过的电动机，该专利也转让给本受让人，因此我们这儿把它整体引用作为参考。

在本发明的一个实施例中，电子转换的电动机的端罩组件包括一个具有内表面和一个外表面的端罩，外表面上有一些凹翼。根据本发明的一个实施例，端罩组件上装有一个控制组件和一个电源组件。控制组件包括一块带功率晶体管的控制板。端罩的内表面有一个基本上是平的高出部分与控制组件相接触，用作功率晶体管的散热器。晶体管与位于晶体管的端罩之间的热垫相接触。热垫在使晶体管电绝缘的同时将热量从晶体管导向端罩。凹翼直接处在端罩上那基本上是平的高出部分罩上面，帮助把晶体管和端罩上的热量耗散到周围环境中去。

电源组件包括一块带绝缘片的电源板，绝缘片处在电源板和控制板之间。在控制板和电源板之间有一个第一垫片，使它们隔开适当的距离。在电源板和晶体管之间还有一些紧固条，用来给晶体管施加压力，以便晶体管与端罩上基本上平的高出部分保持接触。第一垫片和紧固条贯穿整个绝缘片。在控制板和端罩之间有一个第二垫片，使它们隔开适当的距离。

在一个实施例中，每个功率晶体管包含一些引线，它们基本上平行于控制板排列。引线在更靠近晶体管底部(而不是顶部)的位置从晶体管前面引出。晶体管底部与控制板接触，而顶部有一个翼片，它从晶体管后面平行于控制板伸展出去。

采用上述端罩组件后只需要一个隔室，因为电子控制装置处在电动机壳体内。此外，把端罩用作从内部电子线路的功率器件向周围环境耗散热量的低热阻路径，使得电动机具有良好的热特性。再者，由于晶体管引线是平行于控制板排列的，引线离板表面的距离比在很多现有的控制组件中要近得多。因此，很容易把引线封闭起来以抵御恶劣的外部环境。

附图简介

图1是按本发明的一个实施例的端罩组件的分解图；

图2是图1所示端罩的透视图；

图3是图2所示端罩沿A-A线的剖面图；

图4是图1所示热垫的示意图；

图5是图1所示绝缘片的示意图。

对本发明的详细描述

图1是一种电子转换用电动机(未示)端罩组件100的分解图。端罩组件100包括一个端罩102，一个控制组件104，和一个电源组件106。控制组件104包含一块控制板108，一些晶体管110，一个热垫112和一个垫块114。在一种实施例中，垫块114用尼龙制成，并放在控制板108和端罩102之间。垫块104用来帮助保持控制板108和端罩102之间预先设定的分离距离。

晶体管110包括一个前面116，一个背面118，一个顶部120，一个底部122，和一个翼片124。翼片124从晶体管110的后面118伸出，且有一个表面126，它是顶部120的延伸，同时与顶部平行。一些引线128从晶体管110的前面116伸出。在一个实施例中，引线128基本上平行于控制板108排列，且它们与控制板108之间的距离基本上不变。由于引线128是在更靠近控制板108而不是顶部120的位置上从前面引出，故它们在整个长度上都比较接近控制控制板108。引线128和控制板108之间的分隔距离很小。这种小的分离距离允许敷形涂覆，这便于引线128的封装，以防止它们在恶劣的环境下受损。引线128经过封装后可以减少在高压区因潮湿引起的故障。为将引线128插入控制板108，必须将它们相对于晶体管110做成直角形。

晶体管110可产生很大量的热量，这取决于流过的电流。热量必须从晶体管及环绕它们的电动机上散发出去，才能保证电动机正常运行。在一种实施例中，每只晶体管110的顶部120都与热垫112热接触。热垫112在使晶体管110电绝缘的同时将晶体管110产生的热量传走。热垫112与端罩102相接触，端罩有一平内表面(未示)和一个外表面130，外表面上有一些凹翼132。在一种实施例中，端罩102由铸铝制成，且用作晶体管110的散热器。端罩102的内表面基本上是一个平的高出部分(未示)。这个基本上平的高出部分与热塑112相接触，且正好处在凹翼132的下面。在一种实施例中，凹翼132是从基本平的高出部分延伸出来的。从晶体管110来的热量通过热垫112传至端罩102并经凹翼132散发到周围环境中去。端罩102用作晶体管110的散热器，帮助把晶体管110的热量散发到周围环境中去。热量的有效耗散有助于减少晶体管110的热应力。端罩102不包含一个盖塞孔134和一个盖塞136，这在下面会详细谈到。

电源组件106包括一块电源板138，电子元件140，一个垫片142，一些坚固条144，和一个绝缘片146。绝缘片146位于控制板108和电源板138之间，用来使控制板108和电源板138电绝缘。垫块142和紧固条144放在控制板108和电源板138之间。垫块142和紧固条144穿过绝缘片146与控制板108和电源板138相接触。在一种实施例中，垫块142用尼龙制成。

紧固条144处于电源板138上与电子元件140相对的一面，并置于电子元件140和晶体管110之间。紧固条144对晶体管110施加压力以确保晶体管110和端罩102之间的热接触良好。

图2是端罩102的透视图。端罩102上有一个轴孔148，用来安装转子轴承(未示)。在一个实施例中，端罩102的外表面130有一个高出的园柱体150从端罩102凸起并围绕着开孔148。凸起的园柱体上装一个弹性环(未示)。端罩102上还有一些螺钉孔152。螺钉孔152贯穿端罩102，螺钉(未示)穿过孔将端罩102固定到电子转换电动机(未示)的壳体上。上面谈到的盖塞孔134也贯穿端罩102，以便在最后测试和定标时可接近内部元件(未示)。有了盖塞孔134，不须取下端罩102就能把内部元件装进去。盖塞136(图2未示)用来盖住盖塞孔134，以保护内部元件。

图3是端罩102的剖面图，画了端罩的内表面154，它包括一个基本上平的高出部分156。该高出部分156正好处在凹翼132的下方，是晶体管110(图3未示)和凹翼间的热通导的一个组成部分。凹翼132是从高出部分156延伸出来的，它使得外表面130的表面积增大，因而热量容易从端罩102散发出去。凸起园柱体150和螺钉孔152在图3中也表示出来了。

图4是热垫112的示意图。在一种实施例中，热垫112两边做成与中间成一定角度的形状，以增加与端罩102(图4未示)的接触面积。热垫112上有两个孔158，有助于将热垫112固牢在端罩上。

图5是绝缘片146的示意图。绝缘片146上有两个开口160，用来使紧固条144(图5未示)穿过。开口一般为矩形且彼此靠得很近。绝缘片146上还有一个轴孔162，用来穿过电子转换电动机的轴(未示)。绝缘片146用聚酯薄膜制造，用作热绝缘和电绝缘。绝缘片146上还有一个垫块开口164，垫块142(图5未示)就从这儿穿过。

端罩组件100包括一个热通道，使热量能从端罩组件100内部向周围环境散发。有了这个热通道，就可以把控制组件104和电源组件106装在电子转换电动机壳体的里面。这样就不需要用另外的罩子来将电动机的电子控制装置罩住，从而降低了电动机的制造成本。此外，晶体管引线的有利走向可以将引线封装，以抵御可能的恶劣环境条件。

虽然本发明是通过各种特定的实施例来加以描述的，但内行人能明白，本发明在实践中可以作修改而不会超出下面的权利要求书的思想和范围。

Claims (25)

1.一种电动机端罩组件，包括：

一个端罩，由内外两个面组成，外表面有一些翼片；其特征在于还包括：

一个与内表面接触的控制组件；

一个与控制组件相连的电源组件。

2.如权利要求1所述的电动机端罩组件，其特征在于：内表面还包含一个基本上平的高出部分，与控制组件相接触。

3.如权利要求1所述的电动机端罩组件，其特征在于：控制组件包括一个控制板和一些与控制板相连的功率晶体管。

4.如权利要求1所述的电动机端罩组件，其特征在于：控制组件还包括一个热垫，它位于功率晶体管和端罩之间，用来把晶体管的热量传给端罩，并使晶体管与端罩电绝缘。

5.如权利要求1所述的电动机端罩组件，其特征在于：端罩做成一个散热器的形状。

6.如权利要求3所述的电动机端罩组件，其特征在于：每个功率晶体管包含一些引线，每根引线平行于控制板排列。

7.如权利要求6所述的电动机端罩组件，其特征在于：晶体管包括一个顶部，一个底部，一个前面，一个背面和一个翼片；底面与控制板相接触，翼片沿顶部从背面延伸。

8.如权利要求7所述的电动机端罩组件，其特征在于：功率晶体管引线在更靠近底部而不是顶部处从功率晶体管前面引出。

9.如权利要求8所述的电动机端罩组件，其特征在于：翼片由金属制成，它与热垫相接触，提供至端罩的热界面。

10.如权利要求2所述的电动机端罩组件，其特征在于：凹翼是从端罩上基本上平的高出部分延伸出去的。

11.如权利要求1所述的电动机端罩组件，其特征在于：还包括一个贯穿端罩的盖塞孔，和一个盖住该孔的盖塞。

12.如权利要求1所述的电动机端罩组件，其特征在于：端罩是由铝制成的。

13.如权利要求3所述的电动机端罩组件，其特征在于：电源组件包括一个电源板，和一个处在电源板和控制板之间的绝缘件。

14.如权利要求13所述的电动机端罩组件，其特征在于：还包括：

一个第一垫块，处在控制板和电源组件之间；

一些紧固条，处在电源组件和功率晶体管之间；第一垫块和紧固条都穿过绝缘件；以及

一个第二垫块，处在控制板和端罩之间。

15.如权利要求1所述的电动机端罩组件，其特征在于：端罩上有几个贯穿的螺钉孔，用来让螺钉穿过。

16.一个具有一个转轴的电子转换的电动机端罩，该端罩包括：一个用来让电动机轴穿过的轴孔，一个内表面及一个外表面，其特征在于：所述内表面基本上是一个平的高出面，改外表面上有一些凹翼和一个围绕所述孔的凸出园柱体部分。

17.如权利要求16所述的电动机端罩，其特征在于：凹翼是从基本上平的高出部分延伸出去的。

18.如权利要求16所述的电动机端罩，其特征在于：还包括一个贯穿端罩的盖塞孔。

19.如权利要求16所述的电动机端罩，其特征在于：还包含一些贯穿端罩的凹孔，用来让螺钉穿过。

20.如权利要求16所述的电动机端罩，其特征在于：该端罩由铝制成，且做成散热器的形状。

21.一种组装电子转换电动机端罩组件的方法，该电动机端罩组件包括一个控制组件，一个电源组件，和一个有内外两面的端罩，所述的方法包括以下步骤：

将控制组件安置与端罩内表面相接触；

把电源组件与控制组件相连。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于：控制组件包括一个热垫和一块装有功率晶体管的控制板；上面的安置步骤还包括：

将功率晶体管安置成与热垫作热接触；

把热垫安置成与端罩相接触。

23.如权利要求22的方法，其特征在于：端罩内表面包括一个基本上平的高出部分，端罩处表面包括一些凹翼，凹翼是从高出部分延伸出去的，安置热垫的方法包括：将热垫与端罩基本上平的高出部分相接触，使得功率晶体管与凹翼热接触，提供一个将热量从晶体管向凹翼再向周围环境散发的热通道。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于：电源组件包括一个绝缘体，几个紧固条，一个垫块，和一块电源板；其中将电源组件与控制组件相连的步骤包括将电源组件安置与控制板相接触。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于：该方法还包括将紧固条安置在给晶体管施加压力的位置、以增强晶体管的端罩凹翼之间的热接触的步骤。