ES2285285T3 - Unidad de suministro de corriente. - Google Patents

Abstract

Unidad de suministro de corriente (20) para un conmutador (18) de un motor eléctrico, que comprende una unidad de conmutación (100) electrónica, un portaescobillas (40) con escobillas (50) dispuestas en éste y que actúan conjuntamente con el conmutador (18), en la que la unidad de suministro de corriente (20) comprende una carcasa de la electrónica (90) que ha de ser prevista en una carcasa del motor (10), que está conformada por medio del portaescobillas (40) y una tapa cobertora (60) unida con ésta, y las escobillas (50) dispuestas en el portaescobillas (40) están dispuestas fuera del espacio interior (92) conformado por la carcasa de la electrónica (90), caracterizada porque la carcasa de la electrónica (90) presenta un espacio interior (92) en el que está dispuesta una unidad de conmutación (100) electrónica con componentes de potencia (104) electrónicos, y porque el espacio interior (92) está cerrado herméticamente por medio del portaescobillas (40) conformado hacia fuera de modo hermético a la humedad y/o al gas, así como la tapa cobertora (60), que adicionalmente están unidos entre ellos de modo hermético a la humedad y/o al gas, protegido frente a la penetración de suciedad y humedad, y con ello sellado frente al entorno de modo seguro en el funcionamiento y libre de masa de relleno.

Description

Unidad de suministro de corriente.

La invención se refiere a una unidad de suministro de corriente para un conmutador de un motor eléctrico, que comprende un portaescobillas con escobillas que están dispuestas en éste y que actúan conjuntamente con el conmutador.

Este tipo de unidades de suministro de corriente se conocen del estado de la técnica. Habitualmente, este tipo de unidades de suministro de corriente se emplean en una carcasa de motor de un motor eléctrico, tal y como se conoce, por ejemplo, de los documentos EP1022210, DE19736300 y DE10133767.

Adicionalmente, este tipo de unidades de suministro de corriente están conformadas de tal manera que a éstas también está asignada una unidad de conmutación eléctrica y/o electrónica, por lo cual este tipo de unidades de conmutación eléctricas y/o electrónicas tienen que hacerse de fundición en bloque por razones de protección del circuito eléctrico, para evitar el acceso de humedad y también de suciedad a los componentes.

Una fundición en bloque de este tipo de unidades de conmutación eléctricas y/o electrónicas en una masa de embutición, preferentemente resina, tiene, sin embargo, la desventaja, de que se da en este caso una serie de desventajas.

Este tipo de desventajas son, por ejemplo, los costes de las masas de fundición requeridas de este tipo, en particular para condiciones ambientales duras.

Por tanto, la invención se basa en el objetivo de mejorar una unidad de suministro de corriente del tipo mencionado de tal manera que ésta se pueda fabricar del modo más económico posible y con la mayor seguridad de funcionamiento posible.

Este objetivo se consigue, según la invención, mediante la unidad de suministro de corriente definida en la reivindicación 1 independiente.

La ventaja de la solución conforme a la invención viene dada porque por medio de la carcasa electrónica de cierre hermético se pueden ahorrar las masas de fundición. Esto tiene como consecuencia, por un lado, que la solución es más sencilla en su montaje y más económica, y por otro lado se prescinde de otras desventajas de las masas de fundición conocidas, de manera que la solución conforme a la invención es más sencilla respecto al uso de una masa de función, se puede reciclar de un modo sencillo, presenta una mayor resistencia frente a reactivos a lo largo de todo el intervalo de temperatura, y porque adicionalmente se da una mayor resistencia al cambio de temperaturas, de manera que la unidad de conmutación electrónica conforme a la invención está mejor protegida, y con ello, es todavía más segura en su funcionamiento.

Con la solución conforme a la invención se consigue la posibilidad de integrar la unidad de suministro de corriente en un motor eléctrico y de garantizar la seguridad de funcionamiento duradera también en condiciones ambientales habituales de un vehículo.

Al hablar de un cierre seguro en su funcionamiento de la unidad de conmutación respecto al entorno por medio de la carcasa de la electrónica se ha de entender que la carcasa de la electrónica evita al menos la penetración de suciedad de partículas y de humedad. Sin embargo, es todavía más ventajoso que la carcasa de la electrónica encierre la unidad de conmutación fundamentalmente de un modo hermético a la humedad y/o de un modo hermético al gas.

Una solución especialmente ventajosa prevé, adicionalmente, que las escobillas dispuestas en el portaescobillas estén dispuestas en el exterior del espacio interior conformado por la carcasa de la electrónica. Esta solución representa una ventaja ya que como consecuencia de la interacción entre las escobillas y el conmutador se origina en todo momento una abrasión que igualmente lleva a acumulaciones de suciedad, que, sin embargo, no se han de depositar en el espacio interior y, con ello, en la región de la unidad de conmutación electrónica.

Otras formas de realización de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas 2 - 32.

Una forma de realización especialmente ventajosa de la carcasa de la electrónica prevé en este caso que ésta se extienda de modo anular alrededor de un espacio de alojamiento para el conmutador, de manera que gracias a ello sea posible un modo de construcción especialmente compacto y que se pueda integrar fácilmente en un motor eléctrico para la unidad de suministro de corriente, que contribuya en su conjunto a una profundidad de construcción reducida del motor eléctrico.

Por lo que se refiere a la conformación del portaescobillas, hasta el momento no se han dado indicaciones más precisas. De este modo, un ejemplo de realización ventajoso prevé que el portaescobillas esté fabricado de un material eléctricamente no conductor, preferentemente plástico, de manera que, por un lado, el portaescobillas se pueda fabricar de un modo económico y, por otro lado, el portaescobillas, al mismo tiempo, pueda alojar y almacenar las escobillas como cuerpo aislante.

Adicionalmente, el portaescobillas está conformado preferentemente de tal manera que presenta una placa portadora que se extiende transversalmente al eje de giro del conmutador, que está dispuesta de tal manera que rodea el conmutador.

En una conformación de este tipo del portaescobillas está previsto, preferentemente, que el portaescobillas esté dispuesto sobre una parte de la placa portadora opuesta a la tapa cobertora, y que presente canales de escobillas rodeados por medio de la carcasa del canal, de manera que por medio de esta disposición se pueda realizar un modo de construcción de la unidad de conmutación especialmente ahorradora de
espacio.

Preferentemente está previsto, adicionalmente, que el portaescobillas presente un cuerpo anular que rodee el espacio de alojamiento para el conmutador.

Preferentemente, en este caso el cuerpo anular está conformado de tal manera que éste está atravesado por los canales de las escobillas, de manera que las escobillas pueden sobresalir por encima del cuerpo anular radialmente hacia el interior en la dirección del eje de giro por encima del cuerpo anular, y pueden interactuar con el conmutador.

Por lo que se refiere a la disposición de la tapa cobertura, conjuntamente con la explicación que se ha hecho hasta el momento de los ejemplos de realización individuales no se ha hecho, del mismo modo, ninguna indicación más precisa. De este modo, una forma de realización ventajosa prevé que la tapa cobertura se extienda radialmente respecto a un eje de giro del conmutador fuera del espacio del alojamiento para el conmutador, para hacer posible, en particular, igualmente, un modo de construcción compacto de la unidad de suministro de corriente con una profundidad constructiva especialmente reducida.

De modo adecuado, la tapa protectora está conformada en este caso de tal manera que encierra con una pared interior el espacio de alojamiento para el conmutador.

En esta solución es adecuado que la pared interior discurra a continuación del cuerpo anular del portaescobillas, de manera que se pueda realizar un modo de construcción óptimo que ahorre espacio de la carcasa de la electrónica.

Para garantizar la estanqueidad necesaria, está previsto, de modo adecuado, que la pared interior se apoye herméticamente con el cuerpo anular del portaescobillas.

Adicionalmente está previsto, preferentemente, que la tapa cobertura presente una pared exterior que cierre el espacio interior de la carcasa de la electrónica, de un modo adecuado, respecto a la carcasa del motor.

También en este caso está previsto, preferentemente, que la pared exterior cierre herméticamente con la placa portadora del portaescobillas, y con ello se pueda realizar el cierre hermético requerido del espacio interior respecto al entorno también en la región de uso entre la pared exterior y la placa portadora.

Para garantizar el cierre hermético y seguro en su funcionamiento requerido del espacio interior de la carcasa de la electrónica respecto al entorno es necesario, además, que la tapa cobertora esté unida fijamente con el portaescobillas. Esto se puede realizar de diferentes maneras, por ejemplo por medio de un gran número de elementos de unión.

Un tipo especialmente adecuado de la unión prevé que la pared exterior de la tapa cobertora esté fijada en la placa de soporte del portaescobillas.

A través de esta fijación de la tapa protectora con la pared exterior en la placa de soporte del portaescobillas se da una posibilidad especialmente fácil de realizar de la fijación de la tapa cobertura y el portaescobillas.

La unión entre la tapa cobertura y el portaescobillas puede ser, por ejemplo, una unión de engarce a presión.

Esta fijación se puede realizar de un modo especialmente sencillo, desde un punto de vista de la técnica de fabricación, gracias al hecho de que la tapa cobertura esté fijada con un borde levantado en la placa portadora del portaescobillas, de manera que es posible, en particular, un montaje sin elementos de fijación adicionales, como por ejemplo tornillos.

En este caso, un borde levantado conforma una posibilidad especialmente sencilla y económica de fabricar un cierre entre la tapa cobertura y el portaescobillas que garantice la hermeticidad requerida para la seguridad de funcionamiento de la unidad de conmutación.

El borde levantado se puede realizar, en este caso, por secciones en dirección acimutal, o también fundamentalmente de modo circular.

La unión entre la tapa cobertura y el portaescobillas se puede establecer de un modo más seguro en su funcionamiento cuando entre la tapa cobertura y la placa portadora del portaescobillas está dispuesto un cierre hermético que está dispuesto preferentemente en la región del borde levantado.

Adicionalmente, de un modo adecuado, también en la región de la parte que se conecta al cuerpo anular del portaescobillas está previsto un cierre hermético, en particular en el paso desde el cuerpo anular a la pared interior de la tapa cobertora, pudiéndose generar por medio de la unión de la tapa cobertura con la placa de soporte también al mismo tiempo también la presión requerida para el cierre hermético entre el cuerpo anular y la pared interior de la tapa cobertora, de manera que en esta región no se requieren medidas adicionales para la fijación de la tapa cobertora en relación al portaescobillas.

Puesto que la unidad de conmutación electrónica está provista habitualmente de componentes de potencia que generan calor, se ha de procurar que haya una buena extracción de calor del calor generado por los componentes de potencia de la unidad de conmutación.

Por ejemplo, en este caso sería posible una extracción de calor a través del portaescobillas, siendo esto problemático en tanto que en la región del portaescobillas, como consecuencia de las escobillas que están en contacto con el conmutador, se genera calor en cualquier caso.

Por esta razón se ha de prever, preferentemente que la tapa cobertura conforme un cuerpo de refrigeración para al menos un componente de potencia de la unidad de conmutación.

Por componente de potencia, en el sentido de la presente invención, se ha de entender en este caso cada componente que tienda al calentamiento como consecuencia de la potencia eléctrica transformada, en particular, este tipo de componentes de potencia son semiconductores de potencia, como conmutadores semiconductores o diodos semiconductores.

Para generar una transferencia de calor óptima desde el al menos un componente de potencia a la tapa cobertora, está previsto, preferentemente, que el al menos un componente de potencia esté en contacto con la tapa cobertura admitido por fuerza.

En este caso, la tapa cobertora puede estar dispuesta de tal manera que ésta presente, por ejemplo, un dedo de refrigeración que se extiende hacia el componente de potencia.

Por razones de costes, sin embargo, es especialmente sencillo y ventajoso que el al menos un componente de potencia esté en contacto con su cuerpo de refrigeración en un lado interior de la tapa cobertora.

En un gran número de componentes de potencia está previsto, preferentemente, que éstos estén dispuestos de tal manera que se puedan poner en contacto térmico con la tapa cobertora, en particular con una pared exterior de la misma.

Preferentemente, el al menos un componente de potencia está dispuesto de tal manera que está en contacto con un punto de contacto térmico previsto para ello de la tapa cobertora, de manera que un punto de contacto definido en la tapa cobertora garantiza un transferencia de calor óptima.

Una solución especialmente adecuada prevé en este caso que el al menos un componente de potencia esté en contacto con su cuerpo de refrigeración con una región aplanada de la parte interior de la tapa cobertora.

Preferentemente, en este caso, la región aplanada está dispuesta en el lado interior de la pared exterior de la tapa cobertora.

Para garantizar un buen contacto térmico entre el cuerpo de refrigeración y la tapa cobertora está previsto, preferentemente, que la tapa cobertora esté provista de nervios que sobresalen en el espacio interior, entre los cuales se encuentra el cuerpo de refrigeración del al menos un componente de potencia.

Por medio de este tipo de nervios se puede mejorar aún más la transferencia de calor.

Todavía más ventajoso es que los nervios, por medio de extremos de nervios rodeados en la dirección del cuerpo de refrigeración del al menos un componente de potencia, fijen un componente de potencia en la tapa cobertora. Por medio de esta fijación está garantizado un contacto térmico duradero entre el cuerpo de refrigeración y la tapa cobertora, sin que para ello sean necesarios elementos de fijación adicionales.

Es especialmente adecuado que los nervios, con sus extremos de los nervios rodeados, mantengan presionado el cuerpo de refrigeración contra la tapa cobertora.

Por lo que se refiere a la conformación de la propia tapa cobertora, conjuntamente con la explicación realizada hasta el momento de los ejemplos de realización individuales no se han dado indicaciones más precisas. De este modo se podría pensar, por ejemplo, en fabricar la tapa cobertora de un material eléctricamente buen conductor.

A modo de material especialmente económico y adecuado se aconseja en este caso metal para la tapa cobertora.

Para poder realizar con este material de la tapa cobertora una unión que se haya de fabricar de un modo sencillo y especialmente económico entre la tapa cobertora y el portaescobillas, se ha mostrado como algo adecuado que la tapa cobertora esté hecha de un metal deformable plásticamente.

En particular, por razones de ahorro de peso se recomienda que la tapa cobertora esté hecha de metal ligero.

Como materiales concretos para la tapa cobertora se emplean en algunos ejemplos de realización aluminio, estando fabricada la tapa cobertora preferentemente por medio de aluminio mediante extrusión.

Por lo que se refiere a las unidades de conmutación que han de ser dispuestas en la carcasa de la electrónica, hasta el momento no se ha dado ninguna indicación más específica. De este modo, se podría pensar, por ejemplo, en colocar la unidad de conmutación en forma de varias platinas, por ejemplo segmentadas, en el espacio interior de la carcasa de la electrónica.

Por razones de la simplificación del montaje, y con ello de la fabricación más económica, se ha mostrado como ventajoso que la unidad de conmutación presente una platina de conmutación en forma anular, dispuesta en la tapa cobertora.

Adicionalmente se ha mostrado como adecuado, en particular para establecer una buena conducción térmica entre los componentes de potencia y la tapa cobertora, que los componentes de potencia estén dispuestos en un lado opuesto al portaescobillas de la platina de conmutación de la unidad de conmutación. En este caso, se puede introducir la platina de conmutación en la tapa cobertora, y a continuación, antes de poner el portaescobillas sobre la tapa cobertora, existe la posibilidad de establecer el contacto térmico entre los componentes de potencia y la tapa cobertora del modo descrito.

La invención, sin embargo, no se refiere sólo a una unidad de suministro de corriente para un motor eléctrico, sino, preferentemente, también a un motor eléctrico que comprende una carcasa del motor, un rotor dispuesto de modo giratorio en la carcasa del motor, un portaescobillas dispuesto en la carcasa del motor, estando provisto según la invención el motor eléctrico de una unidad de suministro de corriente que presenta una o varias de las características explicadas anteriormente.

En particular, en este caso es ventajoso que por la tapa cobertora en la carcasa del motor pueda fluir aire de refrigeración, por ejemplo en forma de una corriente de aire de refrigeración, para, con ello, garantizar una refrigeración especialmente eficiente del calor transmitido, en particular, por los componentes de potencia en la tapa cobertora.

Por ejemplo, en este caso también se puede pensar en proveer la tapa cobertora además de nervios de refrigeración que penetran en la corriente de aire de refrigeración.

Una solución especialmente ventajosa prevé en este caso que el aire de refrigeración pase a través de un espacio intermedio entre la carcasa del motor y la tapa cobertora, para refrigerar de un modo eficiente, en particular, la tapa cobertora en su lado opuesto a la carcasa del motor.

Alternativamente, o de modo complementario, otro ejemplo de realización ventajoso prevé que el aire de refrigeración pase a través el espacio de alojamiento para el conmutador.

Otras características y ventajas de la invención son objeto de la siguiente descripción, así como de la representación gráfica de algunos ejemplos de realización.

En el dibujo se muestra.

Fig. 1 una sección longitudinal a través de un primer ejemplo de realización de un primer motor eléctrico conforme a la invención;

Fig. 2 una sección longitudinal similar a la Fig. 1 a lo largo de la línea 2-2 en la Fig. 1;

Fig. 3 una representación despiezada del primer ejemplo de realización del motor eléctrico conforme a la invención con una vista desde abajo y tapa cobertora retirada de una unidad de suministro de corriente;

Fig. 4 una representación despiezada del primer ejemplo de realización del motor eléctrico conforme a la invención desde arriba con la tapa cobertora retirada y con la unidad de conmutación visible;

Fig. 5 una sección a lo largo de la línea 5-5 en la Fig. 1 con nervios todavía no doblados para la fijación de componentes de potencia;

Fig. 6 una sección correspondiente a la Fig. 5 con componentes de potencia fijados por medio de los nervios doblados;

Fig. 7 una sección similar a la Fig. 5 a través de un segundo ejemplo de realización de un motor eléctrico conforme a la invención con componentes de potencia colocados por medio de cuerpos elásticos en la tapa cobertora y

Fig. 8 una vista en perspectiva de una unidad de suministro de corriente conforme a la invención con arnés de cables y unidades de enchufe.

Un ejemplo de realización de un motor de accionamiento conforme a la invención, por ejemplo un motor de un ventilador, representado en las Fig. 1 a 4, comprende una carcasa del motor 10, en la que está alojado un rotor 12 de modo giratorio con un árbol del motor 14.

El rotor 12 comprende un inducido 16 que está asentado en el árbol 14, y un conmutador 18 dispuesto en un lado del inducido 16, por medio de los cuales se realiza un suministro de corriente por parte de devanados del inducido no representados del inducido 16.

Para el suministro de corriente del conmutador 18, en la carcasa del motor 10 está prevista una unidad de suministro de corriente designada en su conjunto con 20, que se extiende preferentemente en forma anular alrededor de un espacio de alojamiento 22 para el conmutador 18, atravesando el espacio de alojamiento 22 toda la unidad de suministro de corriente 20 en la dirección de un eje de giro 24 del árbol del rotor 14.

Preferentemente, la carcasa del motor 10 está conformada en dos partes, y comprende una carcasa del inducido 26 y una tapa de la carcasa 28, que están separadas entre ellas por medio de un plano de separación 30 que discurre perpendicularmente al eje de giro 24.

La unidad de suministro de corriente 20 comprende, tal y como se representa en la Fig. 1 y 2, un portaescobillas designado en su conjunto con 40, que está sujeto por medio de apéndices de sujeción 38 en la carcasa del motor 10. El portaescobillas 40 comprende una placa de soporte 42 que se extiende preferentemente en un plano 44 perpendicular el eje de giro 24 y paralelo al plano de separación 30, y que está dispuesta opuesta al inducido 16.

En esta placa de soporte 42 del portaescobillas 40 están conformadas carcasas de canal 48 que encierran los canales de las escobillas 46, que preferentemente están abiertos hacia el inducido 16, y que alojan escobillas 50 que actúan conjuntamente con el conmutador 18 que son móviles en estos canales de las escobillas 46 de modo radial al eje de giro 24 y que se pueden solicitar en la dirección del conmutador 18 por medio de acumuladores de energía elásticos no representados, como por ejemplo resortes.

Preferentemente, en este caso, los canales de las escobillas 46, tal y como se puede reconocer, en particular, en la Fig. 3, están provistos de aberturas 52 hacia el inducido 16, de manera que por medio de estas aberturas 52 es posible una inserción de las escobillas 50 en los canales de las escobillas 46.

Las propias escobillas 50 se contactan por medio de pistas conductoras realizadas en forma de una rejilla estampada 48, estando la rejilla estampada en la parte de la placa de soporte 42 opuesta al inducido 16.

Adicionalmente, la carcasa del canal 48 y la placa de soporte pasan a un cuerpo anular 54 que se encuentra radialmente fuera del conmutador 18 y que rodea el espacio de alojamiento 22, atravesando los canales de las escobillas 46 el cuerpo anular 54 radialmente al eje de giro 24, para que las escobillas 50 se puedan poner en dirección radial en el conmutador 18.

Sobre el portaescobillas 40 se puede colocar una tapa cobertora designada en su conjunto con 60, que presenta una pared exterior 62 que se extiende desde la placa de soporte 22 paralelamente al cuerpo anular 54, que pasa a una pared frontal 64 que discurre aproximadamente paralela a la placa de soporte 42, a la que se conecta todavía, por ejemplo, una pared interior 66 que se extiende a continuación del cuerpo anular 64, que igualmente rodea todavía parcialmente el espacio de alojamiento 22, y a continuación discurre desde la pared frontal 64 hasta el cuerpo anular 54.

Preferentemente, el cuerpo anular 54 está provisto de una parte frontal 70 que se encuentra preferentemente en un plano 68 que discurre perpendicularmente al eje de giro 24, que presenta una ranura 72 circular en forma anular en la que está dispuesto un cierre 74 hermético sobre el que está dispuesta la pared interior 66 con una parte frontal opuesta al cuerpo anular 54, preferentemente solicitada por fuerza.

Adicionalmente, la placa de soporte 42 está provista de una ranura 78 circular en su parte exterior, en la que la pared exterior 62 de la tapa cobertora 60 está dispuesta con una parte frontal 80 opuesta a la placa de soporte 42.

Para la fijación de la tapa cobertora 60, en la región de la parte frontal 80 está conformada en la pared exterior 62 un borde levantado 82 que envuelve un contorno exterior 84 de la placa de soporte 42 en forma de C, y en particular está en contacto también con una brida 86 rebordeada en una parte opuesta al inducido 16 de la placa de soporte 42 cerca del contorno exterior 84.

El portaescobillas 40 y la tapa cobertora 60 conforman conjuntamente, con ello, una carcasa de la electrónica 90 de la unidad de suministro de corriente 20, estando cerrado herméticamente un espacio interior 92 de la carcasa de la electrónica por medio del portaescobillas 40 conformado de modo hermético a la humedad y/o al gas hacia fuera, así como la tapa cobertora 60, que adicionalmente están unidos entre ellos de modo hermético a la humedad y/o al gas, de manera que en este espacio interior 90 se puede disponer una unidad de conmutación electrónica designada en su conjunto con 100, en particular un circuito de control para el motor eléctrico, que comprenda, preferentemente, una platina de conmutación 102 y componentes electrónicos, entre otros componentes de potencia 104 electrónicos, en particular semiconductores de potencia, un procesador 105 y condensadores 106, sin que sean necesarias medidas de protección adicionales para la unidad de conmutación 100, como por ejemplo una fundición de la misma con una masa de relleno, por ejemplo una resina para sellar, ya que la carcasa de la electrónica 90 entrega, también con la disposición de la unidad de suministro de corriente 20 en condiciones ambientales habituales para un vehículo, una protección suficiente para la unidad de conmutación 100 frente a estas influencias exteriores perjudiciales.

La platina de conmutación 102 está insertada en la tapa cobertora 60 de tal manera que se encuentra cerca de la pared frontal 64 de la tapa cobertora 60, estando conformada la platina de conmutación 102 preferentemente en forma anular, y estando sujeta centrada por medio de la pared exterior 62 y la pared interior 66.

Adicionalmente, los semiconductores de potencia 104 están dispuestos en una parte del la platina de conmutación 102 opuesta al portaescobillas 40, y se extienden desde éste en la dirección del portaescobillas 40.

Tal y como se representa en la Fig. 5 y 6, los semiconductores de potencia 104 están dispuestos sobre la platina de conmutación 102 de tal manera que éstos están orientados con sus cuerpos de refrigeración 108 previstos para la refrigeración, que presentan preferentemente partes planas 110, de tal manera, que las partes planas 110 están en contacto con regiones 112 aplanadas de una superficie interior 114 de la pared exterior 62 de la tapa cobertora 60. Para sujetar el cuerpo de refrigeración 108 adicionalmente en las regiones 112 aplanadas manteniendo el contacto, para hacer posible una transmisión de calor óptima desde el cuerpo de refrigeración 108 a la pared exterior 62, en una dirección acimutal 116 respecto al eje de giro 24, a ambos lados del cuerpo de refrigeración 108, están conformados en la pared exterior 62 nervios 118 que sobresalen radialmente hacia el interior que, tal y como está representado en la Fig. 5, en primer lugar sobresalen radialmente hacia al interior y presentan una distancia tal que la unidad de conmutación 100 se puede insertar con los conmutadores semiconductores 104 dispuestos sobre ésta y sus cuerpos de refrigeración 108 en la tapa cobertora 60, pudiéndose introducir los cuerpos de refrigeración 108, en este caso, entre los nervios 118.

Una fijación fija de los cuerpos de refrigeración 108 se realiza cuando, tal y como está representado en la Fig. 6, por medio del rebordeado de los nervios 118 de manera que sus extremos de los nervios 120 solicitan los cuerpos de refrigeración 108 en su parte 122 opuesta a la parte plana 110 y a la pared exterior 62, y con ello comprimen la parte plana 110 del cuerpo de refrigeración 108 contra la región 112 aplanada para el cuerpo de refrigeración 108 correspondiente, de manera que se garantiza una buena transmisión de calor duradera entre el cuerpo de refrigeración 108 y la pared exterior 62.

Preferentemente, la pared exterior 62 está conformada para la conformación de las regiones aplanadas 112 como cilindro en forma poligonal, de manera que entre los bordes 124 individuales del cilindro en forma poligonal se conforman forzosamente regiones de la pared planas que presentan en su parte interior las regiones 112 aplanadas.

En un segundo ejemplo de realización, representado en la Fig. 7, se realiza, alternativamente al doblado de los nervios 118, la inserción de un cuerpo elástico 126 que se apoya contra un contrasoporte 128 dispuesto, por ejemplo, sobre la platina de conmutación 102, y con ello mantiene en contacto en todo momento, de modo elástico, el cuerpo de refrigeración 108 con la parte plana 110 contra la región 112 aplanada de la pared exterior 62.

Por lo demás, el segundo ejemplo de realización está conformado del mismo modo que el primer ejemplo de realización, de manera que por lo que se refiere al resto de elementos y al funcionamiento, se puede hacer referencia en todo su contenido a las realizaciones del primer ejemplo de realización.

En particular, en los dos ejemplos de realización, tal y como se representa en la Fig. 8, la unidad de suministro de corriente 20 está provista respectivamente de un paso de cables 130 sellado de modo hermético respecto a la tapa cobertora 60 y al portaescobillas 40, que se puede construir, por ejemplo, por medio del recubrimiento por extrusión de cables guiados a través de la tapa cobertora 60, y un arnés de cables 132 que se aleja de la unidad de suministro de corriente 20, que lleva desde la unidad de suministro de corriente 20 a unidades de enchufe 134 y 136 que se pueden conectar a piezas opuestas correspondientes en un automóvil.

Toda la unidad de suministro de corriente 20 con el arnés de cables 132 y las unidades de enchufe 134 y 136, con ello, se puede entregar como grupo constructivo unitario para un motor eléctrico, en el que la unidad de conmutación 100 en la unidad de suministro de corriente 20 comprende preferentemente un procesador 105 que controla interruptores semiconductores 104 controlados por programa como semiconductores de potencia de tal manera que es posible un funcionamiento modulado por duración de impulsos del motor eléctrico, realizándose la modulación por duración de impulsos de modo correspondiente a las señales del sensor suministradas a través del arnés de cables 132, de manera que, por ejemplo, una de las unidades de enchufe 134 ó 136 establece una unión indirecta con un sensor correspondiente.

Para la refrigeración de la tapa cobertora 60, la carcasa de la electrónica 90 está dispuesta de tal manera en la carcasa del motor 10 que por la tapa cobertora 60 fluye una corriente de aire de refrigeración 140 que, tal y como está representado en la Fig. 1 y 2, fluye con una corriente parcial 142 por un espacio intermedio 144 entre la tapa cobertora 60 y la carcasa 10, en particular la tapa de la carcasa 28, y fluye con una corriente parcial 146 por el espacio de alojamiento 22 del conmutador 18.

En particular, el flujo por la pared exterior 62 de la tapa cobertora 40 por medio de la corriente de aire de refrigeración 142 tiene como consecuencia una extracción de calor especialmente eficiente, ya que están en contacto con ésta los semiconductores de potencia 104, y transmiten calor.

Claims (32)

1. Unidad de suministro de corriente (20) para un conmutador (18) de un motor eléctrico, que comprende una unidad de conmutación (100) electrónica, un portaescobillas (40) con escobillas (50) dispuestas en éste y que actúan conjuntamente con el conmutador (18), en la que la unidad de suministro de corriente (20) comprende una carcasa de la electrónica (90) que ha de ser prevista en una carcasa del motor (10), que está conformada por medio del portaescobillas (40) y una tapa cobertora (60) unida con ésta, y las escobillas (50) dispuestas en el portaescobillas (40) están dispuestas fuera del espacio interior (92) conformado por la carcasa de la electrónica (90), caracterizada porque la carcasa de la electrónica (90) presenta un espacio interior (92) en el que está dispuesta una unidad de conmutación (100) electrónica con componentes de potencia (104) electrónicos, y porque el espacio interior (92) está cerrado herméticamente por medio del portaescobillas (40) conformado hacia fuera de modo hermético a la humedad y/o al gas, así como la tapa cobertora (60), que adicionalmente están unidos entre ellos de modo hermético a la humedad y/o al gas, protegido frente a la penetración de suciedad y humedad, y con ello sellado frente al entorno de modo seguro en el funcionamiento y libre de masa de relleno.

2. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque la carcasa de la electrónica (90) se extiende en forma anular alrededor de un espacio de alojamiento (22) para el conmutador (18).

3. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el portaescobillas (40) está hecho de un material eléctricamente no conductor.

4. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el portaescobillas (40) presenta una placa de soporte (42) que se extiende transversalmente a un eje de giro (24) del conmutador (18).

5. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 4, caracterizada porque el portaescobillas (40) presenta canales de las escobillas (46) dispuestos en una parte de la placa de soporte (42) opuesta a la tapa cobertora (60) y encerrada por medio de carcasas de canal (48).

6. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el portaescobillas (40) presenta un cuerpo anular (54) que encierra un espacio de alojamiento (22) para el conmutador (18).

7. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque la tapa cobertora (60) se extiende radialmente a un eje de giro (24) del conmutador (18) fuera del espacio de alojamiento (22) para el conmutador (18).

8. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 7, caracterizada porque la tapa cobertora (60) encierra con una pared interior (66) el espacio de alojamiento (22) para el conmutador (18).

9. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 8, caracterizada porque la pared interior (66) discurre a continuación del cuerpo anular (54) del portaescobillas (40).

10. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque la pared interior (66) está en contacto de modo estanco con el cuerpo anular (54) del portaescobillas (40).

11. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la tapa cobertora (60) presenta una pared exterior (62), y porque la pared exterior (62) cierra de modo estanco con la placa de soporte (42) del portaescobillas (40).

12. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 11, caracterizada porque la pared exterior (62) de la tapa cobertora (60) está fijada en la placa de soporte (42) del portaescobillas (40).

13. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 12 ó 13, caracterizada porque la tapa cobertora (60) está fijada con un borde levantado (82) en la placa de soporte (42) del portaescobillas (40).

14. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 13, caracterizada porque el borde levantado (82) rodea fundamentalmente un contorno exterior (84) de la placa de soporte (42).

15. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la tapa cobertora (60) conforma un cuerpo de refrigeración para al menos un componente de potencia (104) de la unidad de conmutación (100).

16. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 15, caracterizada porque el al menos un componente de potencia (104) se apoya sometido a esfuerzo en la tapa (60) cobertora por medio de un cuerpo elástico (126).

17. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 15 ó 16, caracterizada porque el al menos un componente de potencia (104) se apoya con su cuerpo de refrigeración (108) en una parte interior (114) de la tapa cobertora (60).

18. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizada porque el al menos un componente de potencia (104) se apoya en un punto de contacto térmico (112) previsto para esto de la tapa cobertora (60).

19. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 18, caracterizada porque el al menos un componente de potencia (104) se apoya con su cuerpo de refrigeración (108) en una región (112) aplanada de la parte interior (114) de la tapa cobertora (60).

20. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 19, caracterizada porque la región (112) aplanada está dispuesta en la parte interior (114) de una pared exterior (62) de la tapa cobertora (60) que cierra herméticamente con la placa de soporte (42) del portaescobillas (40).

21. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizada porque la tapa cobertora (60) está provista de nervios (118) que sobresalen en el espacio interior (92), entre los que se encuentra el cuerpo de refrigeración (108) del al menos un componente de potencia (104).

22. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 21, caracterizada porque los nervios (118), por medio de extremos de nervios (120) doblados en la dirección del cuerpo de refrigeración (108) del al menos un componente de potencia (104) fijan el cuerpo de refrigeración (108) del al menos un componente de potencia (104) a la tapa coberto-
ra (60).

23. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 21 ó 22, caracterizada porque los nervios (118), con sus extremos de nervios (120) doblados mantienen presionado el cuerpo de refrigeración (108) contra la tapa cobertora (60).

24. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la tapa cobertora (60) es de metal.

25. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 24, caracterizada porque la tapa cobertora (60) está hecha de un metal deformable de modo plástico.

26. Unidad de suministro de corriente según la reivindicación 24 ó 25, caracterizada porque la tapa cobertora (60) está hecha de metal ligero.

27. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la unidad de conmutación (100) presenta una platina de conmutación (102) dispuesta en forma anular en la tapa cobertora (60).

28. Unidad de suministro de corriente según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los componentes de potencia (104) están dispuestos en una parte de una platina de conmutación (102) de la unidad de conmutación (100) que queda del lado del portaescobillas (40).

29. Motor eléctrico que comprende una carcasa de motor (10), un rotor (12) dispuesto de modo giratorio en la carcasa del motor (10), y un portaescobillas (40) dispuesto en la carcasa del motor (10), caracterizado porque el motor eléctrico está provisto de una unidad de suministro de corriente (20) según una de las reivindicaciones 1 a 28.

30. Motor eléctrico según la reivindicación 29, caracterizado porque la tapa cobertora (60) está dispuesta en la carcasa del motor (10) de modo que puede fluir por ella aire de refrigeración (140).

31. Motor eléctrico según la reivindicación 30, caracterizado porque el aire de refrigeración (140) pasa a través de un espacio intermedio (144) entre la carcasa del motor (10) y la tapa cobertora (60).

32. Motor eléctrico según la reivindicación 30 ó 31, caracterizado porque el aire de refrigeración (140) pasa a través del espacio de alojamiento (22) para el conmutador (18).