DE102009046897A1 - Arrangement of a drive circuit in an electrical machine - Google Patents
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- H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) umfassend: - eine elektrische Maschine (2) mit einem Innenstator (3) und einem Außenläufer (4), die koaxial zueinander angeordnet sind; - eine Ansteuerschaltung (10), die mit einer Wicklung des Innenstators (3) verbunden ist, um ein durch Ansteuern der Wicklung den Außenläufer (4) anzutreiben, wobei die Ansteuerschaltung (10) in einer Ausnehmung (7) des Innenstators (3) angeordnet ist.The invention relates to an arrangement (1) comprising: an electrical machine (2) with an internal stator (3) and an external rotor (4) which are arranged coaxially to one another; - A control circuit (10) which is connected to a winding of the inner stator (3) in order to drive the external rotor (4) by controlling the winding, the control circuit (10) being arranged in a recess (7) in the inner stator (3) is.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft rotatorische elektrische Maschinen, insbesondere Elektromotoren, die mit Hilfe einer Ansteuerschaltung betrieben werden.The invention relates to rotary electrical machines, in particular electric motors, which are operated by means of a drive circuit.
Stand der TechnikState of the art
Rotatorische Elektromotoren werden häufig mit Hilfe von Ansteuerschaltungen angesteuert bzw. betrieben. Die Ansteuerschaltungen stellen beispielsweise als Ansteuerspannungen eine pulsweitenmodulierte Spannung bzw. eine oder mehrere Phasenspannungen bereit. Die Ansteuerspannungen werden in der Regel mit Hilfe einer geeigneten Treiberschaltung, wie beispielsweise einer H-Brückenschaltung oder einer B6-Schaltung, als Wechselspannungssignale generiert.Rotary electric motors are often driven or operated by means of drive circuits. The drive circuits provide, for example as drive voltages, a pulse width modulated voltage or one or more phase voltages. The drive voltages are generally generated by means of a suitable driver circuit, such as an H-bridge circuit or a B6 circuit, as AC signals.
Die Ansteuerschaltungen sind üblicherweise als separate Aufbauten oder als integrierte Einheiten an dem Elektromotor oder von diesem separiert angeordnet. Zum Verbinden der Elektromotoren mit den Ansteuerschaltungen werden sowohl Stanzgitter als auch Leiterplatten eingesetzt, die mit den Motoranschlüssen, die eine elektrische Kontaktierung der Motorwicklung ermöglichen, in Verbindung stehen.The drive circuits are usually arranged as separate structures or as integrated units on the electric motor or separated therefrom. For connecting the electric motors with the drive circuits, both lead frames and printed circuit boards are used, which are in communication with the motor terminals, which allow electrical contacting of the motor winding.
Die Anordnung der Ansteuerschaltung an dem Motor erfordert üblicherweise besondere bauliche Maßnahmen, um zu vermeiden, dass die Ansteuerschaltung Umwelteinflüssen ausgesetzt ist. Insbesondere müssen geeignete Gehäuse und Kapselungen vorgesehen sein, mit denen die Ansteuerschaltung geschützt werden sollen.The arrangement of the drive circuit to the motor usually requires special structural measures in order to avoid that the drive circuit is exposed to environmental influences. In particular, suitable housings and enclosures must be provided with which the drive circuit is to be protected.
Weiterhin sind an dem Elektromotor angeordnete Ansteuerschaltungen häufig starken Vibrationen ausgesetzt, die eine geeignete die Vibrationen dämpfende Halterung der Ansteuerschaltung bzw. eine geeignete Kapselung der Ansteuerschaltung erforderlich machen.Furthermore, arranged on the electric motor drive circuits are often exposed to strong vibrations that make a suitable damping the vibration damping support of the drive circuit or a suitable encapsulation of the drive circuit required.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung aus einer elektrischen Maschine und einer Ansteuerschaltung zur Verfügung zu stellen, bei der die Ansteuerschaltung gegen Umwelteinflüssen geschützt und kompakt, d. h. ohne zusätzlichen Raumbedarf angeordnet ist und weiterhin trotz der Anordnung an der elektrischen Maschine weniger Vibrationen ausgesetzt ist. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung einer solchen Anordnung zu vereinfachen.It is an object of the present invention to provide an arrangement of an electrical machine and a drive circuit in which the drive circuit is protected against environmental influences and compact, d. H. is arranged without additional space requirement and continues to be exposed despite the arrangement of the electric machine less vibration. Furthermore, it is an object of the present invention to simplify the production of such an arrangement.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgaben werden durch die Anordnung gemäß Anspruch 1 sowie durch das Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.These objects are achieved by the arrangement according to claim 1 and by the method for producing such an arrangement according to the independent claim.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Anordnung vorgesehen, die eine elektrische Maschine mit einem Innenstator und einem Außenläufer, die koaxial zueinander angeordnet sind, und eine Ansteuerschaltung umfasst, die mit einer Wicklung des Innenstators verbunden ist, um ein durch Ansteuern der Wicklung den Außenläufer anzutreiben. Die Ansteuerschaltung ist in einer Ausnehmung des Innenstators angeordnet.According to a first aspect, there is provided an arrangement comprising an electric machine having an inner stator and an outer rotor arranged coaxially with each other and a driving circuit connected to a winding of the inner stator to drive the outer rotor by driving the winding. The drive circuit is arranged in a recess of the inner stator.
Eine Idee der Erfindung besteht darin, eine Ansteuerschaltung für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor, in einer Ausnehmung des Elektromotors, insbesondere im Inneren eines Stators eines Außenläufermotors, vorzusehen. Dies ermöglicht eine raumsparende Unterbringung der Ansteuerschaltung und zudem einen Schutz der Ansteuerschaltung vor Umwelteinflüssen. Weiterhin sind Vibrationen der Ansteuerschaltung deutlich reduziert, da die Ansteuerschaltung näher an der Drehachse der elektrischen Maschine angeordnet ist und somit Einwirkungen durch durch eine Unwucht bedingte Vibrationen verringert sind.One idea of the invention is to provide a drive circuit for an electrical machine, in particular an electric motor, in a recess of the electric motor, in particular in the interior of a stator of an external rotor motor. This allows a space-saving accommodation of the drive circuit and also a protection of the drive circuit from environmental influences. Furthermore, vibrations of the drive circuit are significantly reduced, since the drive circuit is arranged closer to the axis of rotation of the electric machine and thus influences are reduced by vibrations caused by an imbalance.
Weiterhin kann die Ansteuerschaltung mit Versorgungsleitungen verbunden sein, um eine Versorgungsspannung zu empfangen, und wobei ein Wechselspannungssignal zum Anlegen an die Wicklung bereitzustellen.Furthermore, the drive circuit may be connected to supply lines to receive a supply voltage and to provide an AC signal for application to the winding.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Ansteuerschaltung auf einem Trägermaterial ausgebildet sein, das eine gekrümmte Leiterplatte bildet.According to one embodiment, the drive circuit may be formed on a carrier material which forms a curved printed circuit board.
Um die Ansteuerschaltung in diesen Bereich einzupassen, sollte das Trägermaterial gekrümmt oder biegsam ausgebildet sein, um sich so einer Krümmung einer Innenwand der Ausnehmung in dem Elektromotor anpassen zu können und um insbesondere die Fertigung einer derartigen Motoranordnung zu vereinfachen.In order to fit the drive circuit in this area, the carrier material should be curved or flexible in order to be able to adapt to a curvature of an inner wall of the recess in the electric motor and in particular to simplify the manufacture of such a motor arrangement.
Weiterhin kann die Ansteuerschaltung auf einem flexiblen Trägermaterial ausgebildet sein, so dass die Ansteuerschaltung so verformbar ist, dass sie in einem verformten Zustand in die Ausnehmung einsetzbar ist.Furthermore, the drive circuit may be formed on a flexible carrier material, so that the drive circuit is deformable so that it can be inserted into the recess in a deformed state.
Es kann vorgesehen sein, dass das Trägermaterial der Ansteuerschaltung ausgebildet ist, um nach einem Verformen in einen unverformten Zustand zurückzugehen, so dass nach einem Einsetzen der Ansteuerschaltung in die Ausnehmung diese an einer Innenwand der Ausnehmung anliegt.It can be provided that the carrier material of the drive circuit is designed to go back to a deformed state after deformation, so that after insertion of the drive circuit in the recess, this rests against an inner wall of the recess.
Um Kurzschlüsse mit oder in der Ansteuerschaltung zu vermeiden, kann ein Isolierelement vorgesehen sein, das zwischen der Ansteuerschaltung und einer Innenwand der Ausnehmung angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann auf einer Innenwand der Ausnehmung ein elektrisch isolierendes Material aufgebracht sein. In order to avoid short circuits with or in the drive circuit, an insulating element may be provided which is arranged between the drive circuit and an inner wall of the recess. Alternatively or additionally, an electrically insulating material may be applied to an inner wall of the recess.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Ausnehmung den Innenstator in axialer Richtung durchdringen.According to one embodiment, the recess can penetrate the inner stator in the axial direction.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung der obigen Anordnung vorgesehen, wobei die Ansteuerschaltung in die Ausnehmung des Innenstators eingesetzt wird. Insbesondere kann die Ansteuerschaltung vor dem Einsetzen in die Ausnehmung des Innenstators verformt werden.According to a further aspect, a method for producing the above arrangement is provided, wherein the drive circuit is inserted into the recess of the inner stator. In particular, the drive circuit can be deformed prior to insertion into the recess of the inner stator.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch eine Motoranordnung
Der gezeigte Elektromotor
Der Außenläufer
Der Innenstator
Es ist eine Ansteuerschaltung
Um die Ansteuerschaltung
Das Trägermaterial
Weiterhin kann das Trägermaterial
Die dadurch erreichte Verformbarkeit der aus dem Trägermaterial
Um die Ansteuerschaltung
Dieser Isolierkörper
Die Kontaktierstifte an dem Isolierkörper
Alternativ oder zusätzlich können auch Abdeckungen vorgesehen sein, um die Ausnehmung
Alternativ kann bei einer nicht hermetischen Kapselung eine Fixierung der Ansteuerschaltung mittels durch ein Spritzgussverfahren angebrachter Halteelemente wie Schnapphaken, Rippen und Sicken durch Einklipsen oder Einknöpfen in dem Isolierkörper
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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