SE525572C2 - Motordrivenhet av växelriktartyp - Google Patents

Description

fflf ff/0 P20-02710-040420 2 följd av strömförluster effektivt överförs till ett kylelement.

Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av den följande beskrivningen där en föredragen utföringsform av uppfinningen beskrivs i detalj under hänvisning till bifogade ritningar.

Ritningsförteckning: Fig. l visar en ändvy av en motordrivenhet enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar en planvy drivenheten i Fig. l.

Fig. 3 visar en sidovy av drivenheten i Fig. 1.

Fig. 4 visar i större skala en detaljvy av drivenheten i Fig. 1.

Fig. 5 visar en perspektivvy av travade anslutningsplàtar hos kraftmodulerna.

Fig. 6 visar en sprängvy av anslutningsplàtarna, isolerskivor och styrelement.

Motordrivenheten av växelriktartyp som illustreras i ritningsfigurerna, och som är lämplig för exempelvis batteridrivna truckar, innefattar ett monterings- och kylelement 10 av aluminiumlegering pà vilket är uppburna tre identiska kraftmoduler lla-c. Dessa kraftmoduler lla-c bildar en kraftomvandlar- och kraftmatningssektion och är placerade sida vid sida pà kylelementet 10 och är avsedda att leverera AC-kraft till en motor av en viss storlek.

Varje kraftmodul lla-c bildar ett komplett 3-fas matarsteg.

Drivenheten är lätt anpassbar till mindre eller större motorer med mindre eller större kraftbehov genom ändring av antalet kraftmoduler. Vid en större motor utökas antalet kraftmoduler sà att en eller fler identiska moduler läggs till i ett sida-vid-sida arrangemang i en viss utbyggnads~ riktning A pà kylelementet 10. Se pilen i Fig. l och 2. I händelse av en mindre motor utelämnas en eller fler kraft- ff* TWO P20-02710-040420 3 moduler. Kraftmodulerna lla-c utökas alltså med ett lämpligt antal och placeras parallellt med varandra för att tillgodose kraftbehovet hos en aktuell motorstorlek. Den speciella sida-vid-sida placeringen av kraftmodulerna 11a-c är viktig för att uppnå en fördelaktig strömfördelning till alla modulerna 11a-c såsom beskrivs nedan.

De motortyper som är lämpliga att drivas med denna typ av drivenhet är asynkronmotorer, permanentmagnetmotorer och reluktansmotorer.

Varje kraftmodul 11a-c innefattar ett ledande substrat l2a- c som uppbär ett antal kraftbrytare (icke illustrerade) för omvandling av inmatad DC-ström till 3-fas AC-ström. För varje modul lla-c finns en kondensatorbank 13a-c vilken är fast monterad på kylelementet 10 för värmeavledning.

Substraten 12a-c är också fastklåmda till en värmeöverförande kontakt med kylelementet 10 medelst en fästanordning 14. Varje fästanordning består av en distanshylsa 15 och en klämskruv 16, varvid klämskruven 16 sträcker sig genom distanshylsan 15 och är fastdragen i kylelementet 10. Se Fig. 4. Distanshylsan 15 består av ett metalliskt material för ledning av sàvål elektrisk ström som värme mellan de ledande plàtarna 20, 21, 27a-c och kraftmodulerna 11a-c.

Ett arrangemang av substrat av denna typ är tidigare beskrivet i USA-patentet 5,715,14l.

För anslutning av kraftmodulerna 11a-c till DC- försörjningen finns två elektriskt ledande lager i form av metallplåtar 20,21. Dessa plåtar 20,21 har en storlek som täcker en yta som fysiskt upptas av alla tre modulerna lla- c, inkluderande kondensatorbankerna 13a-c vilka täcks av Z- formade partier 22a,b av plàtarna 20,21.

Fflfl Ü'7^ P20-02710-040420 Mellan de två plàtarna 20,21 finns ett isolerande skikt i form av en icke-ledande skiva 19. En av de ledande plàtarna 20 uppbär en anslutningsplint 25 för den positiva DC-polen, under det att den andra plåten 21 uppbär en annan anslutningsplint 26 för den negativa DC-polen. Genom speciellt utformade anslutningspartier 23a-c och 24a-c (icke detaljbeskrivna) på de Z-formade partierna 22a-c uppnås en riktig anslutning av en av plàtarna 20 till en av polerna hos varje kondensatorbank l3a-c liksom en anslutning av den andra plåten 21 till de andra polen hos kondensatorbanken l3a-c. Ett tredje ledande skikt i form av tre parallella metallplàtar 27a-c hålls separerade från de andra plàtarna genom en isolerande skiva 30 och är anslutna till kraftmodulerna lla-c. Dessa parallella plåtar 27a-c år försedda med anslutningsplintar 32,33,34 för leverans av 3- fas AC-ström till den motor som drivs. Se Fig. 6.

För att åstadkomma en enkel, snabb och korrekt montering av de ledande plàtarna 20,21 och 27a-c på kraftmodulernas lla-c substrater l2a-c har anordnats tre styrelement 36a-c av isolerande material, ett för varje kraftmodul. Såsom framgår av Fig. 4 år varje styrelement 36a-c försett med ett trappstegsformat nedåtriktat stöd 37a-c som år avsett att ingå med friktionsgrepp i öppningar av matchande storlek i alla ledande och isolerande skivor. Detta innebär att alla ledande och icke-ledande skivor kan vara förmonterade med hjälp av dessa styrelement 36a-c till en trave som kan monteras som en subenhet på substraten l2a-c och kylelementet 10. Se Fig. 5. Detta innebär en väsentl G förbättrad monteringsteknik.

Genom att ha DC-anslutningen till kraftmodulerna lla-c via plàtarna 20,21 som har stora anliggningsytor uppnås en jämn och samtidig DC-strömförsörjning till alla kraftmodulerna lla-c, och DC-ström matas till kraftmodulerna lla-c symmetriskt och sker under en mycket låg impedans, oavsett avståndet till anslutningsplintarna 25,26. Det innebär ff\"_' [ff7f\ - ' a... 2.- _. i ..- P20-02710-040420 också en symmetrisk strömbana mellan varje kraftmodul 11a-c och motsvarande kondensatorbank 13a-c.

Drivenheten innefattar vidare en elektronisk styrsektion 40 som består av ett kretskort 41 med elektroniska komponenter (icke visade) och är monterat ovanför kraftmodulerna lla-c medelst anslutningspinnar 42. Styrsektionens kretskort 40 är anslutet till kraftmodulerna lla-c via tvà längsträckta signalbussar 44a,b av kretskorttyp vilka sträcker sig i drivenhetens utbyggnadsriktning A. Denna typ av signalbus har en làg resistans och en làg impedans för uppnàende av en jämn och samtidig kommunikation mellan styrsektionen 40 och kraftmodulerna lla-c.

Såsom visas i Fig. 4 uppvisar fästanordningarna 14 distanshylsor 15 av olika längd för uppnàende av elektrisk såväl som termisk kontakt med de olika ledande plätarna 20,21,27a-c som är placerade pà olika avstánd fràn substraten 12a~c. Förutom att hålla fast traven av plåtar och skivor relativt kraftmodulernas substrat 12a-c är distanshylsorna 15 verksamma för överföring av elektrisk ström mellan plàtarna 20,21,27a-c och substraten 12a-c liksom för transport av den värme som alstras i plätarna.

Fästanordningarna 14 klämmer också fast substraten 12a-c mot kylelementet 10 för värmeöverföring.

Den modulärt uppbyggda drivenheten enligt uppfinningen innebär en förenkling vad gäller anpassning av kapaciteten till motorer av olika storlekar. Detta medför att ett lämpligt antal identiska kraftmoduler lla-c väljs för att klara av kraftbehovet hos en aktuell motorstorlek. De ledande såväl som icke-ledande skivorna mäste emellertid anpassas i storlek till det aktuella antalet kraftmoduler. Även signalbussarna 44a,b mäste anpassas i längd till det aktuella antalet kraftmoduler och den totala ytstorleken som täcks av kraftmodulerna lla-c.

P204Û710040420 I praktisk användning är drivenheten försedd med en icke visad huv, varvid DC-terminalerna 25,26 och AC- anslutningsplintarna 32,33,34 sträcker sig ut genom huven för kabelanslutningar.

Claims (12)

fn? Pflry P20-02710-040420 Eatentkrayi

1. Drivenhet av växelriktartyp för matning av AC elektrisk kraft av variabla parametrar till en elektrisk motor, innefattande en elektronisk styrsektion (40), en kraftomvandlande och kraftlevererande sektion styrd av styrsektionen (40), tvà ingängsterminaler (25,26) för anslutning till en DC-kraftkälla, och tre utterminaler (32,33,34) för leverans av en trefas AC-kraft till en elektrisk motor, k ä n n e t e c k n a d av att den kraftomvandlande och kraftlevererande sektionen innefattar: 0 en eller fler identiska kraftmoduler (lla-c) var och en innefattande ett komplett trefassteg, I antalet kraftmoduler (lla-c) motsvarar den aktuella motorstorlekens kraftbehov, varvid kraftmoduerna (lla-c) är kopplade parallellt med varandra, 0 nämnda kraftmoduler (lla-c) är monterade sida vid sida pá ett kylelement (10) i en viss utbyggnads- riktning (A), varvid kylelementet (10) täcker en ytstorlek som i huvudsak motsvarar storleken pà den yta som täcks av det aktuella antalet kraftmoduler (lla-c) , 0 nämnda kraftmoduler (lla-c) är anslutna till nämnda ingàngsterminaler (25,26) för DC-ström och till nämnda utterminaler (32,33,34) för AC-ström via ledande skikt (20,2l,27a-c) vilka är elektriskt isolerade fràn varandra och sträcker sig i huvudsak parallellt med kylelementet (10) och täcker i huvudsak hela nämnda ytstorlek.

2. Drivenhet enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att ett av nämnda ledande skikt (27a-c) består av tre separata ledare (27a-c) som sträcker sig parallellt med varandra tvärs över nämnda kraftmoduler (lla-c) i nämnda utbyggnadsriktning (A) och ansluter nämnda kraftmoduler (lla-c) parallellt till AC-utterminalerna (32,33,34). P20-02710-040420

3. Drivenhet enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att samtliga av nämnda ledande skikt (20,2l,27a-c) innefattar separata metallplätar, och ett antal fästanordningar (14) är anordnade att både ansluta nämnda metallplàtar (20,2l,27a-c) till kraftmodulerna (lla- c) och att klämma kraftmodulerna (11a-c) till fysisk värmeöverförande kontakt med kylelementet (10).

4. Drivenhet enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att tvà av nämnda metallplàtar (20,2l) är anslutna till DC-ingängsterminalerna (25,26), och kraftmodulerna (lla-c) är anslutna till kondensatorbankar (13a-c) via nämnda tvâ metallplàtar (20,2l).

5. Drivenhet enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av fästanordningarna (14) innefattar ett klämorgan (16) och ett distansorgan (15) för lokalisering av varje metallplät (20,2l,27a-c) till ett specifikt avstånd fràn kraftmodulerna (11a-c), varjämte nämnda distansorgan (15) är elektriskt ledande och förmedlar termisk kontakt mellan metallplàtarna (20,2l,27a-c) och kraftmodulerna (lla-c).

6. Drivenhet enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av nämnda distanshylsor (15) innefattar ett metalliskt rörelement, och varje klämorgan (16) innefattar en skruv som sträcker sig axiellt genom nämnda rörelement (15).

7. Drivenhet enligt något av kraven 3-6, k ä n n e t e c k n a d av att styrsektionen (40) innefattar ett kretskort (41) som uppbäres av minst en av kraftmodulerna (lla-c) i ett parallellt läge pà avstànd från nämnda metallplåtar (20,2l,27a-c) via kontaktorgan (42) som sträcker sig genom öppningar i nämnda metallplàtar (20,2l,27a-c). f' n rf g' f" ry - a- \.' 4 (__. P20-02710-040420

8. Drivenhet enligt kravet 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ledande metallplàtar (20,2l,27a-c) är isolerade relativt varandra via separata isolerskivor (l9,30) av ett icke-ledande material som är inlagt mellan metallplàtarna (20,2l,27a-c), varvid metallplàtarna (20,2l,27a-c) och isolerskivorna (l9,30) är anordnade och fixerade i en trave medelst nämnda klämorgan (16) och nämnda distanshylsor (15).

9. Drivenhet enligt kravet 8, k ä n n e t e c k n a d av att ett eller fler styrelement (36a-c) av isolerande material är försedda med stödorgan (37a-c) vilka sträcker sig genom öppningar i såväl metallplàtarna (20,2l,27a-c) som i isolerskivorna (l9,30) för att därigenom lokalisera metallplàtarna (20,2l,27a-c) och isolerskivorna (l9,30) relativt varandra före monteringen av nämnda trave pà kylelementet (10) med hjälp av klämorganen (16) och distanshylsorna (15).

10. Drivenhet enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att de ledande skikten (20,2l,27a-c) innefattar separata metallplàtar (20,2l,27a-c), varvid DC-ingàngs- terminalerna (25,26) och AC-utterminalerna (32,33,34) är placerade vid motsatta ändar av metallplátarna (20,2l,27a- c) med avseende pà nämnda utbyggnadsriktning (A). 40 var och en av kraftmodulerna (lla-c) för överföring av med

11. Drivenhet enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att en signalbus (44a,b) sträcker sig tvärs över kraftmodulerna (lla-c) i nämnda utbyggnadsriktning (A) ( ) och är anordnade att förbinda nämnda styrsektion signaler mellan styrsektionen (40) och kraftmodulerna (l1a~ c).

12. Drivenhet enligt kravet 11, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda signalbus (44a,b) innefattar åtminstone ett kretskort.