具有制动电阻的变换器电机组件

技术领域

本发明涉及一种具有制动电阻的变换器电机组件(Umrichtermotor)。

背景技术

普遍已知的是，变换器电机组件具有集成在变换器电机组件的电机的接线盒中的变换器，变换器为电机的定子绕组供应电功率，从而可控制或调节电机的转速。

发明内容

因此本发明的目的是，低故障地运行变换器电机组件。

根据本发明，该目的在根据在权利要求1中特征所述的变换器电机组件中实现。

在具有制动电阻的变换器电机组件中，本发明的重要的特征是，变换器电机组件具有电机，电机具有接线盒，

其中，接线盒包括下部件和放在下部件上的盖部，

其中，变换器的电路板、尤其是变换器的装备有信号电子装置和功率电子装置的电路板，被固定在盖部、尤其是盖部的内侧上，

其中，制动电阻与下部件导热地相连接，尤其是用于将制动电阻的热导出到下部件处，和/或制动电阻被固定在下部件处，

其中，板件、尤其是金属板与下部件相连接，

其中，制动电阻布置在板件的背离电路板的侧上。

在此优点是，使制动电阻对变换器电机组件的电子装置的反作用减到最小。尤其是，板件屏蔽了制动电阻，尤其是屏蔽了制动电阻的高频的电磁干扰辐射，该干扰辐射通过与制动电阻串联的可控开关的脉宽调制的运行产生。由此，减少了作用到信号电子装置上的干扰辐射，并由此也可保证低反作用的运行、尤其是低故障的运行。

在一种有利的设计方案中，变换器具有整流器，整流器的直流电压侧的联接部与变换器的逆变器的直流电压侧的联接部相连接，尤其是其中，由制动电阻和以脉宽调制的方式操控的开关构成的串联电路由在整流器和/或逆变器的直流电压侧的联接部处出现的电压供电。在此优点是，通过相应地调整对可控开关的脉宽调制的操控，可在超过阈值时避免中间电路电压进一步增大。随着中间电路电压的增大也相应地可改变脉宽调制比。

在一种有利的设计方案中，制动电阻具有半导体材料或者实施成半导体，即尤其是在没有线绕组的情况下，和/或制动电阻实施成PTC制动电阻。在此优点是，不存在线绕组并且进而也仅仅存在低的电感，并且由此，制动电阻不产生低频的交变磁场，从而防止了对信号电子装置的干扰。此外，通过选择PTC材料、即具有正的温度系数的材料，当热流不能足够快地被导出到环境时，制动电阻可实施成自保护的。相反地，由线制成、即不是由半导体材料制成而是具有线绕组的实施方案不仅可具有更高的电感，而且能短暂地过载，其中，板件也为热的导出做出贡献。

在一种有利的设计方案中，变换器给电机馈电。在此优点是，可控制或调节转速。

在一种有利的设计方案中，变换器布置在电机的接线盒中，尤其是以集成的方式布置。在此优点是，仅仅需要很少的结构空间，并且驱动装置可在现场分散地布置，即在没有开关盒的情况下。

在一种有利的设计方案中，另一电路板布置在基础件和与基础件相连接的后壁之间，其中，基础件被容纳在下部件中并且与下部件相连接。在此优点是，可实现用于该另一电路板的电导线的触摸保护。

在一种有利的设计方案中，该另一电路板装备有用于制动电阻的供电线的联接部、尤其是联接装置，

其中，该另一电路板装备有插接连接件，而所述电路板装备有配合插接连接件、尤其是与该插接连接件对应的配合插接连接件。在此优点是，制动电阻可与插接连接件电连接，从而可通过插接连接结构实现对制动电阻的供电。由此，整流器和逆变器可布置在盖部中，并且可引出中间电路电压用于制动电阻。

在一种有利的设计方案中，供电线从制动电阻被引导到联接部处。在此优点是，可简单地在下部件中为制动电阻布线并且在装上盖部时才可运行制动电阻。

在一种有利的设计方案中，板件具有两个腿部，这两个腿部通过板件的轭区域相连接，

其中，制动电阻的供电线被布置成在腿部之一的背离电路板的侧上被引导，

尤其是其中，制动电阻布置在轭区域的背离电路板的侧上。在此优点是，供电线以长延伸的方式被铺设并且被板件屏蔽变换器的电子装置的干扰辐射。由此，能够实现变换器的低故障的运行。

在此重要的是，从制动电阻铺设到联接部的供电线的至少一半以上的长度、尤其是80％以上的长度被板件屏蔽。也重要的是，从外部通过下部件的缆线螺纹套管接头被引导到接线盒中的数据线和/或弱电压导线布置在板件的背离制动电阻的侧上。

在一种有利的设计方案中，板件被实施成尤其是平的冲弯件。在此优点是，能够实现简单的制造。

在一种有利的设计方案中，电机具有容纳电机定子的定子壳体，

其中，两个腿部和轭区域的在尤其是电路板的法向上的垂直投影形成定子壳体的开口的在尤其是电路板的法向上的垂直投影的边界。在此优点是，定子绕组线可从定子绕组的区域通过开口被引导到所述另一电路板。由此，定子绕组线可通过插接连接由变换器供电。

在一种有利的设计方案中，板件具有这样的孔图，即尤其是如此布置的贯通孔，即：使得屏蔽夹/屏蔽端子可在板件上布置在不同的位置处，

尤其是其中，屏蔽夹被实施成相对于彼此转动了90°或180°。在此优点是，根据相应的结构形式，可将相应的孔用于相应的屏蔽夹，由此，可灵活地调整缆线引导。

在一种有利的设计方案中，在下部件的三个不同的侧面上布置缆线螺纹套管接头，

其中，通过缆线螺纹套管接头可实施不同定向的缆线输入，尤其是从相对彼此转动了90°或180°的各个方向进行缆线输入。在此优点是，可灵活地调整缆线输入，并且尽管如此但屏蔽夹仍然能尽可能近地布置在缆线螺纹套管接头旁。

在一种有利的设计方案中，在基础件处成型有保持区段，借助于螺纹件将该保持区段压紧到下部件处。在此优点是，可将基础件稳定地固定在下部件中。

在一种有利的设计方案中，在保持区段之一中容纳有接地板。在此优点是，下部件的接地连接可通过两个螺钉实现，这两个螺钉穿过接地板和保持区段之一并且被拧入下部件的螺纹孔中。

在一种有利的设计方案中，所述另一电路板装备有用于低电压的联接部和用于弱电压的联接部以及用于数据传输的联接部，

其中，低电压缆线、弱电压缆线和/或数据传输缆线被引导通过下部件的至少一个缆线螺纹套管接头，并且借助于至少一个屏蔽夹被紧固在板件处，

尤其是其中，所述缆线或缆线之一的暴露的屏蔽部借助于屏蔽夹与板件电连接，

尤其是，板件与下部件和/或接地板电连接。在此优点是，所有联接部可通过插接连接与电路板、即尤其是与变换器的电子装置相连接。由此，通过插接连接实现用于能量、信号和数据的通用的双向接口。

从从属权利要求中得到其它优点。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员来说，尤其是从目的设定和/或通过与现有技术比较而提出的目的中，得到权利要求和/或单个权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其它合理的组合方案。

附图说明

现在，根据示意图详细解释本发明：

在图1中示出了根据本发明的变换器电机组件的接线盒的切开的、包括板件1的下部件7的斜视图。

在图2中以斜视图切开地示出了变换器电机组件。

在图3中以斜视图示出了板件1。

在图4中以斜视图示出了下部件以及屏蔽夹(2、40)。

具体实施方式

如在图中所示的，变换器电机组件具有电机，电机具有接线盒，其中，在接线盒中集成布置有变换器。

电机具有容纳定子绕组的定子壳体24，定子壳体与第一轴承法兰25相连接并且与第二轴承法兰28相连接，其中，第一轴承法兰25与第二轴承法兰28间隔开。

在轴承法兰(25、28)中的每一个中分别容纳有用于支承电机的转子轴27的轴承(26、29)。

定子绕组线穿过定子壳体24的开口从定子的区域中被引出并进入由接线盒形成的内腔中，并通过包括有插接连接件11的插接连接结构与电路板21电连接。

电路板21借助于螺钉被固定在盖部22处并且装备有多个构件，从而包括有信号电子装置和功率电子装置的变换器布置在盖部22的内侧上。功率半导体23导热地与盖部22自身相连接。以这种方式，功率电子装置的功率半导体23的热损失功率直接在盖部22上扩散并且可被导出到环境中。

由用于电机定子绕组的变换器提供的电压通过该插接连接结构继续引导到下部件7，定子绕组线在该下部件处被触点接通。

变换器的电网电源通过供给缆线、尤其是三相交流缆线通过布置在下部件7处的缆线螺纹套管接头被引导到接线盒的内腔中。供给缆线在缆线处可借助于屏蔽夹2被固定住。供给缆线的导线、尤其是相导线和零线从屏蔽夹2被引导到用于低电压的联接部8处并且在那里电连接。

联接部8被装备在另一电路板上，该另一电路板也装备有插接连接件11，该插接连接件与被装备在电路板21上的配合插接连接件电气地插接接触，尤其是在将盖部22放到下部件7上时。

由于配合插接连接件31被装备在电路板21上，电网电源线电气地从供给缆线被引导到电路板21处，由此给变换器的整流器的交流侧的联接部、即交流电压侧的联接部供电，其中，整流器的直流侧的联接部、即尤其是直流电压侧的联接部与逆变器的直流侧的联接部相连接，逆变器的交流侧的联接部、即交流电压侧的联接部给电机、尤其是定子馈电。为此所需的供电线又通过配合插接连接件31和插接连接件11被引导到联接在所述另一电路板处的定子绕组导线。

所述另一电路板也装备有用于弱电压、尤其是信号电压和/或24伏电源的联接部14以及用于数据传输的联接部。为此从外部引来的弱电压导线和/或数据线被引导穿过布置在下部件7中的缆线螺纹套管接头，并且引导到联接部14和用于数据传输的联接部。为了固定住所属的缆线，同样也可使用与板件1相连接的屏蔽夹2。

在整流器的直流电压侧的联接部处出现的电压借助于用于检测电压、尤其是中间电路电压的传感器来监控。为了避免危险的高电压，尤其是在电机以发电机方式运行时，设置有制动电阻20，制动电阻与可控半导体开关串联地被供以所述电压。在开关闭合时，将电功率导出到制动电阻20处，制动电阻将该电功率基本上转换成热。

为了准确地控制被导出的功率，以脉宽调制的方式运行该半导体开关。然而，制动电阻20的馈线由此引导高频的电流分量。

为了排出制动电阻的热量，制动电阻20布置在下部件7中。在此，制动电阻20——尤其是利用布置在中间的导热膏——导热地与下部件7相连接，尤其是被压紧在精加工的平的面处。

优选地，通过借助于螺钉将制动电阻20压紧在下部件7的精加工的面上，制动电阻20被固定在构造成盆形的下部件7的底部处并且与下部件7导热地相连接。在此，螺钉被拧入下部件7的螺纹孔中，并且利用其螺钉头部使制动电阻20压抵在所述面上。

板件1借助于螺钉被固定在下部件7处，使得制动电阻20与板件1间隔开。此外，制动电阻20布置在板件1和下部件7之间。

制动电阻20的供电线是从制动电阻20引导到被装备在所述另一电路板上的联接部10处的缆线。在那里，供电线与多个电导线相连接，这些电导线通过插接连接件11和配合插接连接件31被引导到电路板21。这些导线之一与整流器的直流电压侧的联接部的高电势相连接，另一导线与整流器的直流电压侧的联接部的低电势相连接。

根据本发明，供电线尽可能布置成，使得板件1布置在供电线和电路板21之间。由此，板件1屏蔽供电线。

板件1实施成U形。由此，板件1具有两个通过轭区域32相互连接的腿部30。

板件1借助于螺钉被固定在下部件处，尤其是其中，至少各一个螺钉穿过相应的腿部30。

由此，板件1利用其腿部30及其轭区域32形成定子壳体24的开口的边界，定子绕组线穿过该开口从定子的区域中被引出并进入由接线盒形成的内腔中。

尤其是在电路板的法线方向上观察，制动电阻20的供电线从电路板21起在轭区域32和腿部30下方被引导，尤其即在板件1的背离电路板21的侧上被引导。腿部尽可能远地延伸到联接部10，从而供电线的未被板件1屏蔽的部分尽可能短。

板件1具有这样的孔图，即：使得屏蔽夹(2、40)可被固定在三个不同的位置中。在图1中，所有三个位置都安排有屏蔽夹(2、40)。这三个位置通过转动90°或180°而过渡到彼此中。由此，可在下部件7的三个不同侧面处通过缆线螺纹套管接头输入缆线，并且随后可将屏蔽夹(2、40)安装在相应的位置处，从而通过缆线螺纹套管接头输入的缆线能尽可能近地并且直接被屏蔽夹(2、40)固定住。

由此，能够实现从三个不同方向、尤其是相对于彼此转动了90°或180°的三个方向，向下部件7输入缆线，并且相应地可最优地设置屏蔽夹(2、40)。

所述另一电路板被插入基础件12中，该基础件借助于与基础件12卡接连接的后壁9以形成壳体的方式包围该另一电路板。

在此，基础件12和后壁9由塑料实施而成。以这种方式保证触摸保护。联接部(8、10、14、13)穿过基础件12伸出。

在基础件12处成型有两个彼此间隔开的保持区段(5、15)，这些保持区段借助于螺钉被固定在下部件7处。在两个保持区段(5、15)中的第一保持区段15中接纳有接地板，该接地板与下部件7导电地相连接。接地板被实施成L形的角形板并且与所述另一电路板的导体道路/印制导线焊接。

在下部件7的内侧处，尤其是在下部件7的相应的侧壁处，分别成型有向内突出的拱顶区域3，该拱顶区域平行于电路板21的法向延伸，尤其即也平行于由插接连接件11和配合插接连接件31形成的插接连接结构的操作方向延伸。

在下部件7和被放在下部件7上的盖部22之间布置有扁平密封件16，扁平密封件具有接片18，接片挂入拱顶区域3的凹口、即凹陷部17中。以这种方式，扁平密封件16被紧固在下部件7处。通过该凹口，其余的拱顶区域3具有凸起部，接片18贴靠在该凸起部处。

接片18以90°从盖部22与下部件7的连接平面中弯出。因为下部件7具有精加工的平的环绕的边缘区域，扁平密封件16除接片18以外的其余部分贴在该边缘区域上。盖部同样具有精加工的平的环绕的、扁平密封件16除接片18以外的其余部分贴在其上的边缘区域。由此，如果忽略扁平密封件16的壁厚，扁平密封件16除了接片18以外的其余部分定义盖部22与下部件7的连接平面。

优选地，制动电阻由PTC半导体材料实施而成并且由此是自保护的。通过在两侧或所有侧包围制动电阻的板件1和金属下部件7，保证有效的散热。

备选地，制动电阻可实施成线绕组。于是，由此有利的是，板件1由用于屏蔽磁场的材料实施而成。为此，为了屏蔽交变的磁场分量，板件1适合实施成铝板。但备选地或附加地，为了也能保持磁场的直流场分量远离内腔和电子装置、尤其是信号电子装置、尤其是信号电子装置的电流传感器，铁磁板也是有利的。在板件1两件式地由铝板和铁磁板(尤其是铁板或钢板)实施而成的方案中，板件1也可实施成复合件。尤其是，此时铝板与钢板材料锁合地相连接。

在根据本发明的其它实施例中，将在下部件7处向内突出的拱顶区域3用于板件1的对中。

附图标记列表：

1 板件

2 屏蔽夹

3 拱顶区域

4 凹陷部

5 保持区段

6 螺钉

7 下部件

8 用于低电压的联接部

9 后壁

10 用于制动电阻的联接部

11 插接连接件

12 基础件

13 用于数据线的联接部，尤其是用于USB接头的联接部

14 用于弱电压的联接部

15 保持区段

16 密封件，尤其是扁平密封件

17 在拱顶区段中的凹陷部

18 接片或类似物

20 制动电阻

21 电路板

22 盖部

23 功率半导体

24 定子壳体

25 轴承法兰

26 轴承

27 转子轴

28 轴承法兰

29 轴承

30 腿部

31 配合插接连接件

32 轭区域

40 屏蔽夹。