ITMI981331A1

ITMI981331A1 - Motore d'azionamento elettrico

Info

Publication number: ITMI981331A1
Application number: IT98MI001331A
Authority: IT
Inventors: Gerd Knoepfel; Bernhard Rupp; Bruno Hoess
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1998-06-11
Publication date: 1999-12-13
Also published as: DE19727165A1; WO1999000887A1; JP4125798B2; KR100534189B1; US6175171B1; FR2765415A1; JP2000517159A; KR20000068102A; FR2765415B1; IT1301686B1

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Stato della tecnica

L'invenzione si riferisce ad un motore d'azionamento elettrico del tipo definito nel preambolo della rivendicazione 1.

Nel caso di un noto motore d'azionamento elettrico ed elettronicamente commutato di questo tipo (DE Al 22 529 Al), in corrispondenza del bordo anulare esterno del supporto è stata applicata assialmente di un solo pezzo una parete anulare che circonda ad una distanza radiale il rotore a forma di tazza e supporta delle costole di raffreddamento assiali sul suo lato esterno rivolto in senso opposto al rotore. I transistori di commutazione esistenti nell'elettronica di potenza e previsti per la commutazione elettronica sono disposti nella piastra portacircuiti in modo tale, per cui le loro superfici di raffreddamento sono appoggiate in piano sulla superficie radiale del supporto e vengono compresse ad essa per mezzo di molle a lamina. Il calore dissipato generato in sostanza dai transistori di potenza arriva attraverso il supporto a forma di flangia fino alla parete anulare e viene ivi ceduto in modo relativamente soddisfacente all'aria ambientale, poiché il rotore circolante all'interno della parete anulare provvede anche ad un rapido scambio dell'aria presente.

Vantaggi dell'invenzione

Il motore d'azionamento secondo l'invenzione con le caratteristiche caratterizzanti della rivendicazione 1 presenta il vantaggio che, grazie alle costole di raffreddamento concentriche, non solo viene aumentata la superficie, agente quale superficie di raffreddamento del corpo di base, ma, in particolare grazie alla corrente d'aria in corrispondenza delle costole di raffreddamento provocata dal rotore del tipo costruttivo a rotore esterno, le dette costole vengono investite dall'aria in modo ideale, per cui viene accelerata e migliorata nel complesso l'asportazione del calore dissipato dall'elettronica. La potenza d'asportazione del calore può essere inoltre aumentata col fatto che, secondo alcune forme esecutive preferite dell'invenzione, nel supporto vengono ricavate delle grandi sfinestrature che possono interrompere anche le costole di raffreddamento concentriche, laddove la piastra portacircuiti risulta coperta da una cuffia di copertura fissata al supporto, nel cui fondo di cuffia sono previste delle aperture che proseguono in perni cilindrico-tubolari, estendentisi fino al supporto, e sono allineate con le sfinestrature nel supporto. Inoltre, il rotore presenta delle aperture di passaggio dell'aria nel suo fondo di tazza opposto in modo assialmente distanziato alla superficie radiale del supporto. In questo modo, all'interno del motore viene garantito un ottimo scambio d'aria che aumenta l'asportazione dell'aria dall'interno del motore e quindi anche la potenza di raffreddamento.

Secondo un'ulteriore forma esecutiva dell'invenzione, la cavità fra la cuffia di copertura e la superficie radiale rivolta verso la medesima del supporto viene riempita con una massa colata termoconduttiva, per cui in questo modo vengono creati altri percorsi d'energia che guidano il calore dissipato dall'elettronica attraverso la massa colata fino alla cuffia, da un lato, ed al corpo di base, dall'altro lato, e da lì all'aria esterna.

Un ulteriore miglioramento dell'asportazione termica può essere ottenuto attraverso un ulteriore percorso d'energia che - come per il noto motore d'azionamento descritto all'inizio - si estende dall'elettronica, attraverso il supporto, fino ad un cilindro d'avvolgimento sul lato marginale applicato assialmente di un solo pezzo al detto supporto, il quale supporta inoltre anche delle costole di raffreddamento assiali. Il rotore rotante all'interno del cilindro d'avvolgimento provvede inoltre anche ad intenso scambio d'aria in corrispondenza della parete interna del cilindro d'avvolgimento.

Con i provvedimenti esposti nelle ulteriori rivendicazioni sono possibili dei miglioramenti e dei perfezionamenti vantaggiosi del motore d'azionamento indicato nella rivendicazione 1.

Disegni

L'invenzione verrà a seguito descritta più dettagliatamente nella seguente descrizione con riferimento ad un esempio esecutivo illustrato nei disegni, nei quali :

- la fig. 1 illustra una sezione longitudinale di un motore d'azionamento elettrico,

- la fig. 2 illustra una vista di un corpo di base dello statore del motore d'azionamento con piastra portacircuiti montata nel senso della freccia II nella fig. 1.

Descrizione dell'esempio esecutivo Il motore illustrato nella fig. 1 quale esempio esecutivo per un motore d'azionamento elettrico con commutazione elettronica presenta in modo di per sé noto un rotore 11, in questo caso del tipo costruttivo a rotore esterno, ed uno statore 12 che presenta un corpo di base 13 composto da un materiale con una buona proprietà termoconduttiva, per esempio dell'alluminio o del magnesio. Nel corpo di base 13 sono realizzati di un solo pezzo un mozzo di supporto 31, un supporto 132 a guisa di flangia che si allontana radialmente dal supporto ed un cilindro d'avvolgimento 133 applicato assialmente sul bordo circolare esterno del supporto 132. Il corpo di base 13 supporta esternamente sul suo mozzo di supporto 131 un pacco lamellare 14, in cui è accolto un avvolgimento statorico o d'ancora 15. L'alimentazione della corrente all'avvolgimento statorico 15 avviene attraverso linguette di connessione 16.

Il rotore 11 realizzato a forma di tazza è disposto non girevole su un albero rotorico 77 che è accolto girevole per mezzo di due cuscinetti nel mozzo di supporto 131 ed impegna da sopra con la sua parte cilindrica di tazza l'avvolgimento statorico 15. In corrispondenza della parete interna della parte cilindrica della tazza sono disposte in modo di per sé noto i poli d'eccitazione realizzati sotto forma di segmenti 18 di magnete permanente.

L'elettronica di potenza necessaria per la commutazione elettronica è alloggiata su una piastra portacircuiti 18 disposta su quel lato del supporto 132 che è rivolto in senso opposto al rotore 11. L'elettronica contiene più transistori di commutazione 20 realizzati quali transistori di potenza che sono disposti sulla piastra portacircuiti 19 in modo tale, per cui essi, con le loro superfici di raffreddamento 21, sono appoggiati in piano su quella superficie radiale del supporto 132 che è rivolta verso la piastra portacircuiti 19. Per mezzo di staffe elastiche 36 realizzate quali molle a lamina - le quali sono fissate nel supporto 132 del corpo di base 13 e sono appoggiate ad accoppiamento dinamico su quel lato posteriore della piastra portacircuiti 19 che è rivolto in senso opposto ai transistori 20 - la piastra portacircuiti 19 viene fissata al supporto 132 così saldamente, per cui le superfici di raffreddamento 21 dei transistori di commutazione 20 vengono compresse sul supporto 132. Le linguette di connessione 16 per l'avvolgimento statorico 15 sono anch'esse fissate sulla piastra portacircuiti 19. Per l'alimentazione della corrente è previsto un elemento connettore d'innesto 22, il quale è fissato con la sua scatola d'innesto 221 al corpo di base 13 e viene guidato alla piastra portacircuiti 19 con i contatti d'innesto 222.

La piastra portacircuiti 19 con l'elettronica viene coperta da una cuffia di copertura 23 che risulta fissata al supporto 132. La scatola d'innesto 221 sporge attraverso un foro radiale 25 all'interno del cilindro d'avvolgimento 133 e risulta applicato con una scanalatura 24 sul bordo della parte cilindrica della cuffia di copertura 23. La cavità fra la cuffia di copertura 23 ed il supporto 132 è riempita con una massa colata 26 con buone proprietà termoconduttive, laddove la piastra portacircuiti 19 ed i transistori di commutazione 20, ad eccezione delle superfici di raffreddamento 21 compresse al supporto 132, sono circondati su tutti i lati dalla massa colata 26. Per una rapida ed efficace asportazione del calore dissipato generato dai transistori di commutazione 20, si prevedono più percorsi di guida del calore. A tale scopo, su quella superficie radiale del supporto 132 che rivolta verso il rotore 11 sono realizzate numerose costole di raffreddamento concentriche 27 che, per quanto riguarda il loro andamento anulare, vengono interrotte da sfinestrature 28 superficialmente grandi (fig. 2) alloggiate nel supporto 132. Queste costole di raffreddamento anulari 27 vengono investite in modo ideale dalla corrente d'aria provocata dal rotore 11 circolante con distanza di fessura nel cilindro d'avvolgimento 133, per cui una grande parte del calore dissipato dei transistori di commutazione 20 viene asportata attraverso il supporto 132 e le costole di raffreddamento 27. Un ulteriore percorso dell'energia si estende attraverso il supporto 132 fino al cilindro d'avvolgimento 133, il quale, sul suo lato esterno rivolto in senso opposto al rotore 11, supporta delle costole assiali 29 che cedono in modo ottimale all'ambiente il calore del cilindro d'avvolgimento 133. Inoltre, esiste anche un -terzo percorso di guida del calore, dai transistori di commutazione 20 attraverso la massa di colata 26 fino alla cuffia di copertura 23, la quale irradia a sua volta il calore dissipato all 'ambiente.

Per migliorare lo scambio dell'aria all'interno del motore e quindi per una più rapida asportazione verso l'esterno dell'aria che si riscalda in corrispondenza delle costole di raffreddamento 27, nel fondo a tazza del rotore 11 a forma di tazza si prevedono delle aperture di passaggio dell'aria 30 e nel fondo della cuffia di copertura 23 sono ricavate delle aperture 31 che proseguono in perni tubolari 32 di un solo pezzo con la cuffia di copertura 23, i quali perni si estendono a loro volta fino alle sfienstrature 28 nel supporto 132 e sono allineati con le sfinestrature 28. Attraverso le aperture 31 e le sfinestrature 28 nel supporto 132 nonché attraverso le aperture di passaggio dell'aria 30 nel rotore 11 viene garantito un eccellente scambio d'aria all'interno del motore, per cui, nel complesso, il corpo di base 13 ottimamente termoconduttivo di magnesio o di alluminio è in grado di cedere molto velocemente il calore dissipato ed assorbito nel complesso dai transistori di potenza 20, all'aria in costante ricambio.

Disposta centralmente nella cuffia di copertura 23, si prevede anche un'apertura supplementare 33 che prosegue anch'essa in un perno tubolare 34 che si estende fino al mozzo di supporto 131 ovvero fino quel supporto dell'albero rotorico 17 che è realizzato quale portacalotta 35. L'asse del perno è allineato con l'asse dell'albero rotorico 17. Attraverso questa ulteriore apertura per l'estremità dell'albero rotorico 17 è possibile ampliare il motore d'azionamento con un secondo elemento condotto.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Motore d'azionamento elettrico con un rotore (11) del tipo costruttivo a rotore esterno, con uno statore (12), il quale presenta un corpo di base (13) di materiale termoconduttivo con un mozzo di supporto (131) per il rotore (11) e con un supporto (132) allontanantesi radialmente dal medesimo, allo scopo di alloggiare una piastra portacircuiti (19) che, munita di un'elettronica, è disposta su quel lato del supporto (132) che è rivolto in senso opposto al rotore (11), caratterizzato dal fatto che su quella superficie radiale del supporto (132) che è rivolta verso il rotore (11) sono realizzate numerose costole di raffreddamento concentriche (27).
2. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel supporto (132) sono ricavate delle sfinestrature (28) che si estendono preferibilmente attraverso le costole di raffreddamento concentriche (27) e le suddividono in singoli tratti di arco circolare.
3. Motore secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la piastra portacircuiti (19) è coperta da una cuffia di copertura (23) fissata al supporto (132) e che la cavità che rimane fra la cuffia di copertura (23) ed il supporto (132) è riempita con una massa di colata (26) con buone proprietà termoconduttive.
4. Motore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che nel fondo della cuffia di copertura (23) sono previste delle aperture (31) che proseguono in perni tubolari (32) estendentisi fino al supporto (132) e sono allineati con le sfinestrature (28) nel supporto (132).
5. Motore secondo una delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il rotore (11) è realizzato a forma di tazza e, nel suo fondo a tazza opposto con distanza assiale alla superficie radiale del supporto (132), presenta delle aperture di passaggio dell'aria (30).
6. Motore secondo una delle rivendicazioni 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il corpo di base (13) supporta un cilindro d'avvolgimento (133) che, applicato assialmente di un solo pezzo sul lato marginale al supporto (132), afferra assialmente da sopra con distanza di fessura radiale il rotore (11), e che, su quel lato esterno del cilindro d'avvolgimento (133) che è rivolto in senso opposto al rotore (11), sono disposte delle costole assiali (29) sporgenti dal medesimo .
7. Motore secondo una delle rivendicazioni 1 a 6, caratterizzato dal fatto che l'elettronica comprende dei transistori di commutazione (20) con superfici di raffreddamento (21), i quali transistori vengono sostenuti sulla piastra portacircuiti (19) in modo tale, per cui la superficie di raffreddamento (21) appoggia in piano su quella superficie radiale del supporto (132) che è rivolta verso la piastra portacircuiti (19).
8. Motore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che le superfici di raffreddamento (21) sono premute mediante staffe elastiche (36) alla superficie radiale e che le staffe elastiche (36) sono fissate nel supporto (132) e premono su quel lato della piastra portacircuiti (19) che è rivolto in senso opposto ai transistori di commutazione (20).
9. Motore secondo una delle rivendicazioni 1 a 8, caratterizzato dal fatto che il corpo di base (13), il quale è realizzato di un solo pezzo con il mozzo di supporto (131), il supporto (132) ed il cilindro d'avvolgimento (133), è realizzato di alluminio o di magnesio .