DE19859930A1 - Elektromotoranordnung - Google Patents

Abstract

Für eine Elektromotoranordnung mit einem Steuergerät, insbesondere einem Frequenzumrichter, wird vorgeschlagen, das Steuergerät in Richtung der Motorachse gegen den Rotor des Motors versetzt, vorzugsweise außerhalb des Motorgehäuses, anzuordnen. Das Steuergerät ist bevorzugt ringförmig die Motorachse umfassend mit einer zentralen achsnahen Aussparung ausgeführt. Das Steuergerät kann vorteilhaft mit anderen funktionalen Elementen zu neuen, auch für die Nachrüstung bestehender Motoranordnungen besonders vorteilhaften Baugruppen zusammengefaßt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektromotoranordnung mit einem elektronischen Steuergerät.

Bisher sind Ausführungsformen von Steuer- und Regelgeräten, typischerweise in Form von Frequenzumrichtern bekannt, die keinen An- bzw. Einbau an einen herkömmlichen Elektromotor inklusive seiner mit der Motorwelle in Verbindung stehenden Zusatzbaugruppen zur Funktionsvervollständigung zulassen. Diese bekannten Frequenzumrichter verlangen immer eine spezielle generell andere Ausführungsform des Elektromotors, speziell auch im Hinblick der notwendigen Kühlung beider.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektromotoranordnung anzugeben, welche bei Einsatz eines Steuergeräts, insbesondere eines Frequenzumrichters, eine vorteilhafte Bauform aufweist.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Durch die Anordnung des Steuergeräts in einer gegen den Rotor in Achsrichtung versetzten und die Achse umgebenden Position wird die vorteilhafte kompakte Bauform eines Elektromotors auch bei Einsatz des Steuergeräts weitgehend beibehalten und insbesondere die für Steuergeräte mit größerer Verlustleistung oder bei höheren Temperaturen typischerweise erforderliche Kühlung auf besonders günstige Weise ermöglicht. Unter Steuergerät sei dabei allgemein eine elektrische und/oder elektronische Schaltungsanordnung verstanden, welche steuernd und/oder überwachend mit Betriebsparametern der Elektromotoranordnung verknüpft ist und auch einen empfangenden und/oder sendenden Signalaustausch mit externen, insbesondere auch fernen Geräten oder Stationen ermöglichen kann.

Das Steuergerät, mit dessen Hilfe insbesondere Drehzahl und/oder Drehmoment des Elektromotors steuerbar oder regelbar sind, kann in an sich bekannter Schaltungsart als Frequenzumrichter ausgeführt sein. Beim Betrieb eines Steuergeräts fällt Verlustleistung an, zu deren Abführung im Regelfall gezielte Wärmeableitmaßnahmen erforderlich sind. Die Erfindung ist besonders von Vorteil für Anordnungen, bei welchen im Steuergerät eine größere Verlustleistung anfällt, insbesondere solchen, bei welchen die maximal abzuführende Verlustleistung wenigstens 1% der Motornennleistung beträgt. Die Erfindung ist vor allem vorteilhaft für Elektromotoranordnungen im Leistungsbereich von 0,1 kW bis 40 kW.

Günstigerweise befindet sich das Steuergerät bezüglich einer Querschnittsfläche senkrecht zur Motorachse vollständig oder zumindest überwiegend innerhalb eines durch achsparallele Verschiebung des Querschnitts des Motorengehäuses gebildeten zylindrischen Raums, so daß sich die Bauform der Motoranordnung durch das Steuergerät gegenüber einer Anordnung ohne Steuergerät lediglich in Achsrichtung erhöht, in radialer Richtung aber nicht oder zumindest nicht nennenswert, vorzugsweise um nicht mehr als 20% der Querschnittsfläche des Motorgehäuses erhöht. Die Querschnittsform des zylindrischen Raums ist vorteilhafterweise an die Querschnittsform des Motorgehäuses angepaßt und insbesondere dieser ähnlich, wobei die kreiszylindrische Ausformung wegen der Häufigkeit runder Motorgehäuse von besonderer Bedeutung ist, ohne daß die Querschnittsform des zylindrischen Raums aber darauf beschränkt sein soll. Insbesondere sind auch annähernd quadratische Bauformen häufig.

Das Steuergerät kann gemäß einer ersten Ausführungsform innerhalb des Motorgehäuses untergebracht sein. Eine andere Ausführungsform mit besonders geringem Bauvolumen sieht vor, das Steuergerät als Teil des Motorgehäuses auszubilden. Das Steuergerät schließt dabei den Motorraum nach einer Seite ab und kann insbesondere auch eine Aufnahme für ein Motorwellenlager enthalten. Unter Steuergerät sei dabei insbesondere die Baugruppe verstanden, welche die elektronischen Schaltungen eines Frequenzumrichters oder einer anderen Steuerschaltgruppe aufnimmt, mechanisch abschirmt und die Verlustwärme ableitet sowie zur mechanischen Verbindung mit dem Motorgehäuse ausgeführt ist. Die elektronischen Bauteile können günstigerweise über gut wärmeleitende isolierende Trägerscheiben auf einer metallischen Platte als Wärmesenke gruppiert sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform, welche vor allem in Verbindung mit gebräuchlichen Motorbauformen ohne wesentliche Änderungen vorteilhaft einsetzbar ist, sieht die Anordnung des Steuergeräts außerhalb des Motorgehäuses, insbesondere als separates Bauteil vor. Das Steuergerät ist vorzugsweise an einer Nicht-Antriebsseite (N-Seite) des Elektromotors angeordnet.

Die Ausformung des Steuergeräts als die Motorachse umgebend führt zu einer besonders günstigen Ausnutzung der in achsparalleler Verlängerung des Motorgehäuses bevorzugt genutzten Querschnittsfläche. Das Steuergerät umgibt dabei die Motorachse über einen Winkelbereich von wenigstens 270°, vorzugsweise aber vollständig. Die Kontur des Steuergeräts in einer Schnittebene senkrecht zur Motorachse ist vorzugsweise an die Querschnittskontur des Motorgehäuses angepaßt und insbesondere dieser zumindest in einem überwiegenden Winkelbereich um die Motorachse ähnlich. Bezogen auf die Häufigkeit gebräuchlicher Motorformen ist insbesondere eine Kreisform oder eine Kreisbogenform von Bedeutung, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Gebräuchlich sind beispielsweise auch Motorformen mit annähernd quadratischem Querschnitt.

Durch Vorsehen einer Aussparung im Steuergerät im Bereich nahe der Motorachse kann beispielsweise eine Welle axial mit dem Steuergerät überlappend in die Aussparung oder durch diese hindurch ragen. Insbesondere kann die Motorwelle durch die Aussparung hindurch zu einem weiteren Anbauteil, insbesondere einem Lüfterrad zur Erzeugung eines Kühlluftstroms geführt sein. Bei größerer Aussparung kann auch ein Lüfterrad innerhalb der Aussparung untergebracht sein.

Das Steuergerät umschließt die Motorachse in der Ausführung mit einer achsnahen Aussparung vorzugsweise als geschlossener Ring, wobei wiederum vor allem die Kreisringform am häufigsten angemessen ist. Je nach Form des Motorgehäuses können auch andere Außenkonturen der Ringform zweckmäßig sein. Die Außenkontur des Rings kann auch von der Art der Motorgehäuse abweichen, bevorzugt ist sie dieser aber ähnlich. Eine Ausführungsform mit einem nach einer Seite u-förmig offenen Ring erlaubt Anbau und Abbau des Steuergeräts ohne Abnehmen einer auf der Motorwelle rotorferneren Baugruppe.

Eine erste vorteilhafte Maßnahme zur Ableitung der Verlustwärme des Steuergeräts sieht vor, dieses in guten Wärmeleitungskontakt mit dem Motorgehäuse zu bringen und die Wärmekapazität des Motorgehäuses und dessen Außenfläche zur Wärmeabfuhr auszunutzen. Die dem Motorgehäuse zugewandte Fläche des Steuergeräts kann hierfür vorteilhafterweise als Gegenrelief zu der betroffenen Außenfläche des Motorgehäuses ausgeführt sein und dabei insbesondere auch Nuten, Schrägen etc. aufweisen. Der Wärmekontakt kann u. U. durch Zwischenfügen einer Substanz oder eines Bauteils zur Erhöhung der Kontaktfläche weiter verbessert werden.

Zusätzlich oder alternativ zur Übertragung von Verlustwärme vom Steuergerät auf das Motorgehäuse sieht eine bevorzugte Maßnahme zur Wärmeabfuhr eine Fluidstromkühlung, beispielsweise eine das Motorgehäuse einschließende Flüssigkeitskühlung oder insbesondere eine Luftstromkühlung vor.

Zur Verbesserung der Wärmeabgabe an den Fluidstrom kann das Steuergerät an der umströmten Außenfläche Kühlrippen aufweisen, welche die Kontaktfläche mit dem kühlenden Fluidstrom erhöhen und dadurch die Kühlung verbessern.

Neben der für geringere Verlustleistungen insbesondere bei Ausführungen mit Kühlrippen u. U. ausreichenden Konvektionskühlung ist vorteilhafterweise eine Fluidstromkühlung mit erzwungener Fluidströmung vorhanden, insbesondere in Form einer Lüfteranordnung mit einem Lüfterrad.

Das Steuergerät bzw. dessen Kühlrippen können dabei auf der saugenden oder drückenden Seite des Lüfterrads angeordnet sein.

Vorzugsweise ist die Fluidstromkühlung des Steuergeräts mit einer Fluidstromkühlung des Motorgehäuses gekoppelt und durch eine gemeinsame Lüfteranordnung bewerkstelligt. Insbesondere können Steuergerät und Motorgehäuse im Verlauf desselben Luftstroms hintereinander angeordnet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erzeugt die Lüfteranordnung einen im wesentlichen zur Motorachse parallelen Luftstrom in Richtung zum Motorgehäuse. Der Luftstrom wird bis zum Motorgehäuse in einem die Lüfteranordnung und/oder das Steuergerät umgebenden Rohr geführt und durch einen Ringspalt entlang der Außenfläche des Motorgehäuses ausgeblasen.

Ein Lüfterrad einer einen Luftstrom erzeugenden Lüfteranordnung kann vorteilhafterweise auf der Motorwelle befestigt und dadurch mit deren Drehzahl angetrieben sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist ein Lüfterrad über einen getrennten Antrieb unabhängig von der Drehzahl der Motorwelle angetrieben. Dies ist zum einen von Vorteil bei Motorausführungen mit nicht oder nur mit kurzem Ansatz aus dem Motorgehäuse herausragenden Wellenende auf der N-Seite. Die Lüfteranordnung kann dann als Anbauteil unabhängig von der jeweiligen Motorausführung ausgebildet und universeller eingesetzt werden. Zum anderen erlaubt der separate Antrieb eine situationsangepaßte Optimierung der Kühlleistung. Insbesondere können über Sensoren aktuelle Betriebsparameter des Steuergeräts und/oder des Motors, insbesondere der momentane Motorstrom abgefragt und zur variablen Steuerung der Kühlleistung, beispielsweise des Luftstroms ausgewertet und in eine Steuergröße für die Lüfteranordnung umgesetzt werden. Der separate Antrieb kann besonders vorteilhaft in einer zentralen Aussparung des Steuergeräts untergebracht sein, so daß eine besonders kompakte Baugruppe von Steuergerät und Lüfteranordnung mit minimalem Platzbedarf möglich ist, welche innerhalb des genannten zylindrischen Raums untergebracht wird.

Die Lüfteranordnung kann von einer mit dem Motorgehäuse direkt oder indirekt verbundenen Lüfterhaube umschlossen sein. Je nach Bauart und Einbausituation kann der dem Motorgehäuse abgewandte Lufteintritt axial, radial oder in einer Kombination davon erfolgen.

In einer für ein Steuergerät als optionales Anbauteil vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuergerät von seinem radial außenliegenden Umfang in axialer Richtung bis zu einer axial von dem die Steuerelektronik enthaltenden Grundkörper des Steuergeräts beabstandeten Befestigungsebene fortgesetzt, wobei der Fortsatz vorzugsweise eine rohrähnliche Form aufweist und in dieser Form auch eine mechanisch schützende und/oder einen Luftstrom leitende Funktion erfüllen kann. Bei gut wärmeleitender Verbindung zwischen dem Fortsatz und dem Grundkörper des Steuergeräts kann der Fortsatz mit seiner Oberfläche auch einen wesentlichen Beitrag zur Wärmeabführung leisten. Das Steuergerät kann hierzu beispielsweise an der Innenwand eines Rohrabschnitts befestigt sein. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Fortsatz einstückig mit dem Grundkörper verbunden, beispielsweise als Gußformteil, insbesondere aus einem Aluminiumgußwerkstoff.

Der Fortsatz kann seinerseits wieder andere Anbauteile der Motoranordnung umschließen und sich auch beidseitig des Grundkörpers erstrecken. Als weitere Anbauteile können beispielsweise eine Bremseinrichtung und insbesondere Drehgeber, beispielsweise als Inkrementalgeber vorgesehen sein. Durch Anordnung des Drehgeber in dem in axialer Verlängerung des Motorgehäuse liegenden zylindrischen Raum bei dem Steuergerät kann der Drehgeber zum einen unmittelbar auf oder bei der Motorwelle positioniert werden, zum anderen ist die dabei mögliche kurze elektrische Verbindung zu der Steuereinrichtung besonders robust gegen Einstreuung elektromagnetischer Störungen. Der Drehgeber kann in einer vorteilhaften Weiterbildung auch in das Steuergerät integriert sein.

Eine ggf. vorhandene Bremseinrichtung, insbesondere eine Bremseinrichtung durch Betrieb des Motors als Generator mit Energierückspeisung und Speicherung und/oder mit Wärmeumsetzung von Generatorleistung ist vorteilhafterweise wiederum die Motorachse umgebend, insbesondere ringförmig ausgeführt. Für die Maßnahmen zur Abführung von Verlustleistung gelten die bereits gemachten Ausführungen entsprechend.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Steuergerät in axialer Blickrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Steuergerät nach Fig. 1 in Seitenansicht;

Fig. 3 eine Motoranordnung mit Lüfteranordnung;

Fig. 4 eine Motoranordnung mit Drehgeber;

Fig. 5 eine Motoranordnung mit Bremseinrichtung;

Fig. 6 ein Steuergerät mit integriertem Drehgeber;

Fig. 7 eine vom Motor unabhängige Lüfteranordnung;

Fig. 8 eine Anordnung mit endständigem Steuergerät;

Fig. 9 ein Steuergerät mit erweiterten Kühlrippen;

Fig. 10 ein Steuergerät mit verlängertem Gehäuse;

Fig. 11 ein weiteres Steuergerät mit verlängertem Gehäuse.

Das in Fig. 1 in Blickrichtung der Motorachse MA skizzierte Steuergerät besitzt einen die Motorachse MA ringförmig umgebenden Umrichter RU, an welchen sich radial nach außen ein äußerer Kühlrippenbereich AR und radial nach innen ein innerer Kühlrippenbereich IR anschließen. Im Bereich nahe der Motorachse MA ist eine Aussparung AU des Steuergeräts vorgesehen, durch welche, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die aus dem Motorgehäuse MG eines Elektromotors auf der Nicht-Antriebsseite herausragende Motorwelle MW eines Elektromotors hindurchgreifen kann. Das Steuergerät kann auf seiner dem Motorgehäuse MG zugewandten Seite eine an die Form des Motorgehäuses angepaßte Struktur aufweisen, mit welcher sich das Steuergerät eng an die gegenüberstehende Anliegefläche des Motorgehäuses anlegt, beispielsweise in Form einer Schräge SK am Steuergerät und einer Gegenschräge MK am Motorgehäuse. Das Steuergerät wird mit nicht im einzelnen eingezeichneten Befestigungsmitteln am Motorgehäuse befestigt und erhält so einen guten Wärmekontakt mit dem Motorgehäuse, so daß Verlustwärme aus dem Steuergerät an das Motorgehäuse abgeleitet werden kann.

Die Fig. 3 zeigt eine Elektromotoranordnung, bei welcher auf der Antriebsseite eine Antriebswelle AW aus dem Motorgehäuse herausragt. Das Motorgehäuse MG weist zur verbesserten Abgabe von Verlustwärme Kühlrippen MR auf. Auf der Nicht-Antriebsseite des Motorgehäuses MG ist ein Steuergerät mit einem Umrichter RU an der Stirnseite des Motorgehäuses befestigt. Das Steuergerät weist außenliegende Kühlrippen AR auf. Die radiale Ausdehnung des Steuergeräts einschließlich der außenliegenden Kühlrippen AR ist ungefähr gleich der radialen Ausdehnung des Motorgehäuses MR, so daß durch den Anbau des Steuergeräts in gegen das Motorgehäuse axial versetzter Richtung die radiale Baugröße der Motoranordnung nicht oder zumindest nicht nennenswert vergrößert wird. Durch eine achsnahe zentrale Aussparung AU des Steuergeräts ragt die Motorwelle MW des Elektromotors hindurch. Auf dem Ende der Motorwelle MW ist ein Lüfterrad LR einer Lüfteranordnung befestigt, welches durch die Motorwelle angetrieben ist. Das Lüfterrad LR ist durch eine Lüfterhaube LH abgeschirmt, welche in Richtung zum Motorgehäuse hin annähernd rohrförmig ausgebildet ist. Die Lüfterhaube umgibt auch das Steuergerät und ist mit Befestigungsmitteln BM derart mit dem Motorgehäuse MG verbunden, daß zwischen Lüfterhaube LH und Motorgehäuse MG ein Ringspalt SP verbleibt. Das angetriebene Lüfterrad LR bewirkt einen Luftstrom LS von einer Lufteintrittsseite LSE aus durch die Kühlrippen AR des Steuergeräts zu einem Luftaustrittsbereich LSA am Ausgang des Ringspalts SP. Der Luftstrom tritt am Luftaustritt LSA im wesentlichen parallel zu der Mantelfläche des Motorgehäuses MG aus und bewirkt so zusätzlich zur Kühlung des Steuergeräts eine effektive Kühlung des Motorgehäuses. Die Lüfterhaube LH zeigt an ihrem das Lüfterrad abdeckenden Ende nicht im einzelnen spezifizierte Lufteintrittsöffnungen.

Bei dem in Fig. 4 skizzierten Beispiel einer Elektromotoranordnung ist zusätzlich zu der in Fig. 3 skizzierten Anordnung ein Drehgeber DS auf der Motorwelle MW angeordnet, welcher Drehgeschwindigkeit und/oder Position der Motorwelle fortlaufend bestimmt. Über einen elektrischen Signalkontakt EK wird das Sensorsignal auf kurzem Wege dem Umrichter RU zugeführt, so daß zum einen der Aufwand an elektrischen Verbindungsleitungen minimiert werden kann und zum anderen störende Einstreuungen in das Sensorsignal weitgehend vermieden werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann, wie in Fig. 6 skizziert, der Drehgeber als Sensorbaugruppe ID in das Steuergerät mit dem Umrichter RU integriert sein, wodurch sich ein weiter vereinfachter Aufbau durch ein besonders vorteilhaftes Bauteil mit der Kombination von Steuergerät und Drehgeber in achsumgebender Position ergibt.

Bei der in Fig. 5 skizzierten Anordnung ist das Steuergerät nicht unmittelbar am Motorgehäuse befestigt, sondern von diesem durch eine die Motorwelle MW umgebende Bremseinrichtung BR getrennt. Die Bremseinrichtung BR liegt ihrerseits an der Stirnfläche des Motorgehäuses MG an.

In gleicher Weise wie der Drehgeber DS oder die Bremseinrichtung BR können andere oder weitere Anbaugruppen zusätzlich zu dem Steuergerät vorgesehen sein, wobei diese in Achsrichtung vom Motorgehäuse MG aus gesehen sowohl vor als auch hinter dem Steuergerät liegen können.

Während bei den Anordnungen nach Fig. 3 bis Fig. 5 das Lüfterrad LR der Lüfteranordnung durch die Motorwelle angetrieben ist, zeigt die Fig. 7 eine Ausführungsform, bei welcher die Motorwelle MW nur ein kurzes Stück über das Motorgehäuse auf der Nicht-Antriebsseite hinausragt. Das Lüfterrad LR der Lüfteranordnung ist in diesem Fall durch einen eigenen Antrieb bewegt. Der eigene Antrieb der Lüfteranordnung ermöglicht vorteilhafterweise die Anpassung der aktuellen Lüfterleistung an den konkreten aktuellen Kühlbedarf von Steuergerät und/oder Motor. Die Förderleistung des Lüfterrads kann hierfür nach Maßgabe aktueller Betriebsparameter von Steuergerät und/oder Motor beispielsweise dem momentanen Motorstrom gesteuert bzw. geregelt werden. Die ringförmige Ausführung des Steuergeräts mit einer zentralen Aussparung AU ermöglicht beispielsweise die Aufnahme eines separaten Lüftermotors LM in die Aussparung, wodurch wiederum eine sehr kompakte Baugruppe entsteht. Der Betriebsparametermotorstrom ist im Steuergerät unmittelbar bestimmbar.

Bei der in Fig. 8 skizzierten Anordnung ist eine herkömmliche Motoranordnung mit einer Bremseinrichtung BR und einem Lüfterrad LR, welche von einer Lüfterhaube LH umgeben sind, die ihrerseits in bereits beschriebener Weise mit dem Motorgehäuse verbunden ist, durch ein in ein Rohr RO eingesetztes Steuergerät an der dem Motorgehäuse abgewandten Seite der Lüfteranordnung ergänzt. Das Rohr RO ist seinerseits mit der Lüfterhaube LH der Lüfteranordnung verbunden. Das Steuergerät zeigt endständige Kühlrippen ER, welche sich auch in die zentrale Aussparung erstrecken können. Durch die zentrale Aussparung wird Kühlluft durch das Lüfterrad angesaugt.

Die in Fig. 9 skizzierte Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 8 skizzierten im wesentlichen durch eine vergrößerte Kühlfläche des Steuergeräts, welches in dem in Fig. 9 skizzierten Beispiel neben den inständigen Kühlrippen IR auch gegenüberliegend zum Lüfterrad bzw. hin gerichtete Kühlrippen VR aufweist. Die Lüfterhaube LH wirkt hierbei mit ihrer dem Steuergerät zugewandten Fläche als Luftführung für angesaugte Kühlluft, welche sich auf den inständigen Lufteintritt LSE1 und einen zwischen Steuergerät und Lüfteranordnung liegenden radialen zweiten Luftstromeintritt LSE2 aufteilt.

Die in Fig. 8 und Fig. 9 skizzierten Beispiele zeigen Möglichkeiten, einen Elektromotor herkömmlicher Bauart mit Bremseinrichtung und Lüfteranordnung auf einfache Weise durch ein Steuergerät zu ergänzen, ohne die bewährte, die annähernd zylindrische Form des Motorgehäuses fortsetzende Bauform aufzugeben. Vorhandene Elektromotoranordnungen sind auf diese Weise besonders einfach mit einem Steuergerät nachrüstbar. Der Luftstrom der bei den Elektromotoranordnungen dabei bereits vorhandenen Lüfteranordnung kann zugleich zur Kühlung der Steuereinrichtung verwendet werden, wobei die Strömungsrichtung des Luftstroms im Regelfall unerheblich ist.

Die Fig. 10 zeigt eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromotoranordnung, bei welcher das Steuergerät an seinen äußeren Umfang in achsparalleler Richtung durch einen rohrförmigen Fortsatz RF verlängert ist. Der rohrförmige Fortsatz RF ist mit dem Motorgehäuse MG in vergleichbarerweise wie die Lüfterhaube LH in den vorangegangen Beispielen verbunden und kann auch die Luftführungsfunktion und die Funktion der Abschirmung des Lüfterrads übernehmen. Der Fortsatz RF ist mit dem Grundkörper RG des Steuergeräts vorzugsweise einstückig, insbesondere als Gußformteil ausgeführt und besteht vorteilhafterweise aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere aus einem Aluminiumgußwerkstoff bestehen. Bei guter Wärmeleitfähigkeit des Fortsatzes und gut wärmeleitender, insbesondere einstückiger Verbindung mit dem Grundkörper des Steuergeräts kann der Fortsatz RF durch die große Fläche einen wesentlichen Beitrag zur Abführung von Verlustleistung des Steuergeräts leisten.

Für die Anordnung der im Beispiel der Fig. 10 endständig liegenden Kühlrippen ER sind verschiedene Anordnungsvarianten denkbar. Beispielsweise können die Kühlrippen auch als Rippenanordnung VR innerhalb des rohrförmigen Fortsatzes RF zum Motorgehäuse hin gerichtet liegen, wie in der Fig. 11 skizzierten Ausführungsform vorgesehen.

Die vorstehend und in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedenen Kombinationen realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere bieten sich für die Anordnung und Ausführung von Kühlflächen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Das Steuergerät muß nicht notwendigerweise eine geschlossene Ringform aufweisen, bietet in dieser aber eine besonders gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Querschnitts. In Fällen, wo weder die Motorwelle durch die Steuereinrichtung hindurchgreift noch der Bereich um die Motorachse für andere Funktionen benötigt wird, kann die Steuereinrichtung auch ohne zentrale Aussparung ausgeführt sein.

Claims (30)

1. Elektromotoranordnung mit einem in einem Motorgehäuse um eine Motorachse drehenden Rotor und mit einem elektronischen Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät in Richtung der Motorachse gegen den Rotor versetzt die Motorachse umgebend angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät sich überwiegend oder vollständig innerhalb eines durch eine achsparallele Verschiebung des Außenumfangs des Motorgehäuses gebildeten zylindrischen Raums befindet.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät innerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät Bestandteil des Motorgehäuses ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät außerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät gut wärmeleitend mit dem Motorgehäuse verbunden ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät die Motorachse über einen Winkelbereich von wenigstens 270° umgibt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät die Motorachse vollständig umgibt.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät im achsnahen Bereich eine Aussparung aufweist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät eine Ringform aufweist.

11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle in die Aussparung des Steuergeräts ragt.

12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Drehgeber auf der Motorwelle.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehgeber in Achsrichtung dem Steuergerät unmittelbar benachbart ist.

14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehgeber in das Steuergerät integriert ist.

15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät einen Frequenzumrichter enthält.

16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximal abführbare Verlustleistung des Steuergeräts wenigstens 1% der Motornennleistung beträgt.

17. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Neuleistung des Motors zwischen . . . kW und . . . kW liegt.

18. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät Kühlrippen aufweist.

19. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Lüfteranordnung, in deren Luftstrom das Steuergerät angeordnet ist.

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfteranordnung zugleich eine Luftstromkühlung des Motorgehäuses bewirkt.

21. Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lüfterrad der Lüfteranordnung auf der Motorwelle befestigt ist.

22. Anordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lüfterrad der Lüfteranordnung einen eigenen elektrischen Antrieb aufweist.

23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad nach Maßgabe von aktuellen Motorbetriebsparametern angetrieben ist.

24. Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lüfterrad der Lüfteranordnung von dem Steuergerät umgeben ist.

25. Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfteranordnung durch eine Lüfterhaube abgeschirmt ist.

26. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät in einem Gerätegehäuse elektronische Baugruppen enthält, von denen zumindest die Baugruppen höherer elektrischer Verlustleistung im Betrieb gut wärmeleitend mit dem Gehäuse verbunden sind.

27. Anordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätegehäuse aus gut leitendem Material, insbesondere aus einem Aluminiumgußmaterial besteht.

28. Anordnung nach Anspruch 26 oder 27, gekennzeichnet durch einen an den Außenumfang des Gerätegehäuses anschließenden achsparallelen Rohrabschnitt, insbesondere einen Rohrabschnitt mit einem dem Querschnittsprofil des Motorgehäuses ähnlichen Rohrquerschnitt.

29. Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt ein Teil des Gerätegehäuses ist.

30. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät und/oder die Lüfteranordnung radial durch rohrförmige Abschnitte begrenzt oder von diesen umgeben sind und daß die Querschnittsfläche der rohrförmigen Abschnitte um maximal 20% größer ist als die Querschnittsfläche des Motorgehäuses.