用于电动机或发电机的控制模块制造技术

本发明专利技术提供用于电动机或发电机的控制模块，尤其提供一种用于电动机的控制模块，其具有包括第一表面的定子，其中冷却液体布置为在定子内流动从而为第一表面提供冷却，控制模块包括：电源装置，其具有开关元件，用于控制在安装在定子上的线圈绕组中的电流流动；控制装置，用于控制开关元件的操作；壳体，其具有安装于定子的第一表面的第一侧，其中壳体的第一侧包括一孔，用于当壳体安装于第一表面时，允许电源装置的一部分与定子的第一表面接触从而为开关元件提供冷却，其中控制装置布置为安装在壳体中、电源装置的与壳体的第一侧相反的一侧，并且弹性体位于电源装置和控制装置之上，用于为电源装置上的开关和控制装置上的电气部件提供电绝缘屏障。

【技术实现步骤摘要】
用于电动机或发电机的控制模块
本专利技术涉及用于电动机或发电机的控制模块。
技术介绍
电动机系统通常包括电动机和布置为控制电动机的功率的控制单元。已知类型的 电动机的示例包括感应电动机、同步无刷永磁电动机、开关磁阻电动机和线性电动机。在市 面上，三相电动机是最常见的一种可用电动机。 三相电动机通常包括三个线圈组，其中每个线圈组布置为生成与交流电压的三个 相中的一个相关的磁场。 为了增加形成在电动机内的磁极的数量，每个线圈组通常具有围绕电动机的外周 分布的多个线圈子组，这些线圈子组被驱动以产生旋转磁场。 通过图示的方式，图1示出了典型的三相电动机10,其具有三个线圈组14、16、18。 每个线圈组由串联连接的四个线圈子组构成，其中，对于给定的线圈组，由各个线圈子组生 成的磁场将具有公共相。 三相电动机的三个线圈组通常被配置为三角形或Y形构造。 用于具有DC电源的三相电动机的控制单元通常包括三相桥式逆变器，该三相桥 式逆变器生成三相电压馈送以驱动电动机。各个电压相中的每一个被施加至电动机的相应 的线圈组。 三相桥式逆变器包括多个开关装置，例如，诸如绝缘栅双极晶体管（IGBT)开关的 电力电子开关，这些开关装置用于从DC电压馈送生成交流电压。 然而，控制单元与电动机的距离越大，对于电动机系统内的电流，相关的电流环将 越大，其中电流环尺寸的增加具有增加电动机的电感的效果。 随着整个电动机系统的电感的增加，当电流发生变化时，例如，在生成交流电压馈 送时逆变器开关运行时，电压瞬时值将变大。电动机系统内的电压瞬时值越高，需要电动机 逆变器内的逆变器开关的额定功率越大，其中，与相应较小的开关装置相比，更高额定功率 的开关具有更慢的开关速度以及更大的开关损耗。 然而，如果相关的控制单元安装在电动机上或邻近电动机安装，则与安装在车辆 的车轮内的用于提供驱动的电动机的操作相关的环境条件可能施加了显著的操作限制。 期望改善这一情形。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种根据随附权利要求所述的控制模块和方法。 本专利技术提供了以下优点：允许对控制模块提供冷却，同时还为安装在控制模块内 的电气部件提供环境保护。另外，本专利技术为印刷电路板和安装在印刷电路板上的容纳在控 制模块内的部件提供了结构支撑。 【附图说明】 现将结合附图、通过示例的方式来描述本专利技术，其中： 图1示出了现有技术的三相电动机； 图2示出了实施本专利技术的电动机的分解视图； 图3从另一角度示出了图1所示的电动机的分解视图； 图4示出了根据本专利技术的实施例的电动机； 图5示出了根据本专利技术的实施例的电动机； 图6示出了根据本专利技术的实施例的电动机的局部视图； 图7示出了根据本专利技术的实施例的用于电动机的控制模块； 图8示出了根据本专利技术的实施例的控制模块壳体的局部视图。 【具体实施方式】 所描述的本专利技术的实施例针对一种用于电动机的控制模块，其中，电动机用于车 辆的车轮。然而，电动机可以位于车辆内的任何位置。该电动机是这样一种类型：其具有一 组线圈，作为附接至车辆的定子的一部分，并且定子由转子径向环绕，该转子承载一组附接 至车轮的磁体。为免存疑，本专利技术的各个方面同样可应用于具有相同布置的发电机。因而， 电动机的定义旨在包括发电机。另外，本专利技术的一些方面可应用于具有中心方式安装在径 向环绕的线圈内的转子的布置。本领域技术人员应该意识到，本专利技术可应用于其它类型的 电动机。 为了本实施例的目的，如图2和3所示，轮毂电动机包括定子252,定子252包括： 热沉253 ;多个线圈254 ;两个控制模块400,其安装在定子的后部上的热沉253上，用于驱 动线圈；以及环形电容器，其安装在定子上并在两个控制模块400的内径之内。线圈254形 成在定子齿叠层上以形成线圈绕组，其中，定子齿叠层安装在热沉253上。热沉253包括至 少一个冷却通道，用于允许冷却液在热沉253内流动以提供冷却，从而允许热沉253从附接 至热沉253的部件例如线圈绕组和控制模块汲取热量。定子盖256安装在定子252的后 部，封闭控制模块400以形成定子252,定子252可随后固定至车辆并且在使用时不会相对 于车辆旋转。 每个控制模块400包括控制逻辑420和两个逆变器410,控制逻辑420在本实施例 中包括处理器，用于控制逆变器410的操作，其在图4中被示意性地示出。 环形电容器耦合在逆变器410两端，用于将DC电源分配给逆变器410以及用于降 低在电动机的操作期间电动机的供电线（也被称为DC母线）上的电压纹波。为了降低电 感，电容器邻近控制模块400安装。 转子240包括前部220和筒形部221，形成基本围绕定子252的盖。该转子包括围 绕筒形部221的内部布置的多个永磁体242。为了本实施例的目的，在筒形部221的内部安 装有32个磁体对。然而，可以使用任何数量的磁体对。 磁体紧靠定子252上的线圈绕组，以使得线圈所生成的磁场与围绕转子240的筒 形部221的内部布置的磁体242相互作用，从而使转子240旋转。由于永磁体242用于生 成用以驱动电动机的驱动转矩，永磁体通常被称为驱动磁体。 转子240通过轴承座223附接至定子252。轴承座223可以是在该电动机组件将 装配至的车辆中使用的标准轴承座。该轴承座包括两个部分：固定至定子的第一部分和固 定至转子的第二部分。该轴承座固定至定子252的壁的中央部253并且还固定至转子240 的壳体壁220的中央部225。由此，转子240被旋转地固定至车辆，并且在其中央部225处 经由轴承座223用于车辆。这具有如下的优点：轮缘和轮胎可以随后利用常规车轮螺栓在 中央部225处固定至转子240,以使轮缘固定至转子的中央部并且因此牢固地固定至轴承 座223的可旋转侧。车轮螺栓可以穿过转子的中央部225装配在轴承座本身中。在转子 240和车轮均安装至轴承座223的情况下，在转子和车轮的旋转角度之间具有一一对应的 关系。 图3从相反侧示出了图2所示的同一电动机组件的分解视图。转子240包括转子 外壁220和周向壁221，磁体242周向地布置在周向壁221内。如前所述，经由轴承座，定子 252在转子的中央部和定子壁处通过轴承座连接至转子240。 在转子的周向壁221和定子的外边缘之间设置有V形密封件。 转子还包括用于位置感测的一组磁体227 (也被称为换向磁体），其与安装在定子 上的传感器结合，允许对转子磁通角度进行估算。转子磁通角度限定了驱动磁体与线圈绕 组的位置关系。可选地，转子可以包括具有用作一组独立磁体的多个磁极的磁性材料环，以 代替一组独立的磁体。 为了允许换向磁体用于计算转子磁通角度，优选地，每个驱动磁体具有相关的换 向磁体，其中，通过校准测量到的换向磁体磁通角度，根据与换向磁体组相关的磁通角度来 获得转子磁通角度。为了简化换向磁体磁通角度和转子磁通角度之间的关联性，优选地，该 换向磁体组具有相同数量的磁体或磁极对，作为驱动磁体对组，其中，换向磁体和相关的驱 动磁体大致径向地彼此对准。因此，为了本实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动机的控制模块，具有包括第一表面的定子，其中，冷却液体布置为在所述定子内流动从而为所述第一表面提供冷却，所述控制模块包括：电源装置，其具有开关元件，用于控制在安装在所述定子上的线圈绕组中的电流流动；控制装置，其用于控制所述开关元件的操作；壳体，其具有安装于所述定子的第一表面的第一侧，其中，所述壳体的第一侧包括一孔，用于当所述壳体安装于所述第一表面时，允许所述电源装置的一部分与所述定子的第一表面接触，从而为所述开关元件提供冷却，其中，所述控制装置布置为安装在壳体中、所述电源装置的与所述壳体的第一侧相反的一侧，并且弹性体位于所述电源装置和控制装置之上，用于为所述电源装置上的开关和所述控制装置上的电气部件提供电绝缘屏障。

【技术特征摘要】
2013.06.26 GB 1311393.1;2013.06.27 GB 1311583.71. 一种用于电动机的控制模块，具有包括第一表面的定子，其中，冷却液体布置为在所 述定子内流动从而为所述第一表面提供冷却，所述控制模块包括：电源装置，其具有开关元 件，用于控制在安装在所述定子上的线圈绕组中的电流流动；控制装置，其用于控制所述开 关元件的操作；壳体，其具有安装于所述定子的第一表面的第一侧，其中，所述壳体的第一 侧包括一孔，用于当所述壳体安装于所述第一表面时，允许所述电源装置的一部分与所述 定子的第一表面接触，从而为所述开关元件提供冷却，其中，所述控制装置布置为安装在壳 体中、所述电源装置的与所述壳体的第一侧相反的一侧，并且弹性体位于所述电源装置和 控制装置之上，用于为所述电源装置上的开关和所述控制装置上的电气部件提供电绝缘屏 障。2. 根据权利要求1所述的控制模块，其中，位于所述电源装置之上的所述弹性体布置 成为所述控制装置提供结构支撑。3. 根据权利要求1或2所述的控制模块，其中，所述弹性体是硅橡胶。4. 根据前述权利要求中任一项所述的控制模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·欧文，
申请(专利权)人：普罗蒂恩电子有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB