Электрическая машина вращательного действия и соответствующий способ сборки
Настоящее изобретение относится к электрической машине вращательного действия и ее компоновке. Технический результат - повышение надёжности. Электрическая машина вращательного действия включает электронный модуль, содержащий печатную плату, множество SMD электронных питающих компонентов и множество SMD электронных сигнальных компонентов, множество РТН электронных компонентов. SMD электронные питающие компоненты, SMD электронные сигнальные компоненты и PTH электронные компоненты размещены на первой стороне печатной платы. При этом электронный модуль содержит множество токопроводящих дорожек, имеющих множество контактов для установки PTH электронных компонентов, размещаемых на второй стороне печатной платы, противоположной первой стороне. Указанное множество токопроводящих дорожек образует множество электрических соединений между SMD электронными компонентами и PTH электронными компонентами. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к электрической машине вращательного действия и ее компоновке или сборке в частности в отношении интегрированного электронного блока управления.
Уровень техники
В общем случае, электрическая машина вращательного действия имеет корпус, внутри которого находится статор, неподвижно соединенный с корпусом, и ротор, к примеру с постоянными магнитами, соединенный с ним вращательного действия.
Электронный модуль или электронный блок управления, соединенный со статором, содержит множество активных и пассивных электронных компонентов, формирующих блок питания, и множество электронных сигнальных компонентов, формирующих блок управления.
Электрические машины, на которые ссылается данное описание, являются электрическими машинами закрытого типа, в частности так называемого «герметичного» типа, а именно, герметичными электрическими машинами, содержащими соответствующий электронный блок управления. Корпус и крышка образуют закрытый контейнер, из которого выступают клеммы, обеспеченные для подачи электропитанием управляющей электронике.
Известная из уровня техники электрическая машина вращательного действия, снабженная электронным блоком управления, описана в заявке WO 2009/066248 на имя того же Заявителя.
В данном решении, электронный модуль содержит множество токопроводящих дорожек, на которые устанавливают электронные питающие компоненты, и печатную плату, на которую устанавливают только сигнальные компоненты, припаянную к токопроводящим дорожкам.
Токопроводящие дорожки «встроены» в элемент основания, выполненный из пластмассы путем многослойного литья.
Охлаждение электронного модуля осуществляется путем размещения токопроводящих дорожек в контакте с теплоотводящим элементом, формируемым крышкой мотора, посредством «прокладок» с высокой теплопроводностью.
Надежность данного решения ограничена возможностью разрушения соединений печатной платы и токопроводящих дорожек вследствие более или менее резких изменений температуры, по причине разницы в коэффициентах теплового расширения печатной платы и пластического материала, в который «встроены» вышеупомянутые токопроводящие дорожки.
Другое решение, известное из уровня техники, схематично показано на Фиг.1 и относится к электрической машине 100 вращательного действия, содержащей электронную схему 101, в которой все питающие компоненты 102 размещены на одной стороне печатной платы 103. Некоторые дорожки печатной платы 103 обеспечивают прямые соединения между питающими компонентами 102. В этом случае, отвод тепла, выделяемого питающими компонентами 102, осуществляется путем размещения печатной платы в контакте с теплоотводом 104 стороной, противоположной той, на которой размещены питающие компоненты 102, с использованием промежуточного электроизолирующего слоя 105.
Это решение также ограничено в надежности, поскольку тепло, выделяемое питающими компонентами 102, проходя через печатную плату 103, может неблагоприятно воздействовать на состояние самой печатной платы и соединений питающих компонентов 102.
Раскрытие изобретения
В данном контексте, основной задачей данного изобретения является создание электрической машины вращательного действия с интегрированным электронным модулем, свободной от вышеуказанных недостатков.
Первой целью данного изобретения является создание надежной электрической машины вращательного действия, в которой состояние электронного модуля сохраняется в процессе работы машины.
Другой целью является создание электрической машины вращательного действия, способной эффективно рассеивать тепло, выделяемое ее компонентами, в частности электронным блоком управления.
Поставленные задачи в значительной мере решены в предложенной электрической машине, охарактеризованной независимым пунктом 1 формулы изобретения; данное изобретение также относится к способу сборки электрической машины вращательного действия, охарактеризованному независимым пунктом 5 формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Дальнейшие признаки и преимущества настоящего изобретения более подробно раскрыты ниже в не имеющем ограничительного характера описании предпочтительного варианта осуществления электрической машины вращательного действия, которое приведено со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых:
- Фиг.1 иллюстрирует пример электронной схемы в соответствии с текущим уровнем техники, согласно которому заявляется данное изобретение;
- Фиг.2 иллюстрирует схематичный вид в перспективе электрической машины вращательного действия по данному изобретению;
- Фиг.3 иллюстрирует схематичный вид в перспективе и покомпонентный вид электрической машины вращательного действия с Фиг.2 при этом некоторые части не показаны для более детального отображения остальных;
- Фиг.4 иллюстрирует схематичный вид в перспективе и покомпонентный вид электронного блока управления машины с Фиг.3;
- Фиг.5 также иллюстрирует второй схематичный вид в перспективе электронного блока управления с Фиг.4, при этом некоторые части не показаны;
- Фиг.6 также иллюстрирует третий схематичный вид в перспективе электронного блока управления с Фиг.4 и 5;
- Фиг.7 иллюстрирует схематичный вид крышки машины с Фиг.3 с увеличением;
- Фиг.8 схематично изображает поперечное сечение машины с Фиг.2, при этом некоторые части не показаны для более детального отображения остальных;
- Фиг.9 схематично изображает поперечное сечение детали машины с Фиг.2 в увеличении, при этом некоторые части не показаны для более детального отображения остальных.
Осуществление изобретения
Со ссылкой на Фиг.2 и 3, цифрой 1 обозначена электрическая машина вращательного действия в соответствии с данным изобретением.
Машина 1 в предпочтительном примере является электромотором «герметичного» типа, а именно без отверстий для доступа к внутренним компонентам, на которую данное описание будет ссылаться в дальнейшем, но при этом не ограничивая рамки изобретения.
Электрическая машина 1 будет детально описана только в отношении частей, необходимых для раскрытия данного изобретения.
Машина 1 содержит корпус 2 и крышку 3, закрывающую корпус 2, и формирующую вместе с корпусом 2 оболочку или закрытый контейнер 4.
Электрическая машина 1 также содержит статор 5, неподвижно соединенный с корпусом 2 и содержащий электрическую обмотку 6, имеющую клеммы 9, и ротор 7, вставленный в корпус 4 и соединенный с ним с возможностью вращения вокруг оси вращения R.
Статор 6 описан в патентном документе EP 2215705, ссылка на который приведена для полноты описания.
Как показано на Фиг.3, электрическая машина 1 содержит электронный модуль 8, помещенный хотя бы частично в корпус 2, для питания электрической обмотки 6.
Электрическая машина 1 также содержит теплоотвод 3 для отведения и рассеивания тепла, выделяемого компонентами внутри корпуса 4, в частности электронным модулем 8.
В показанном примере теплоотвод предпочтительно сформирован крышкой 3, служащей для закрытия корпуса 2.
Электронный модуль 8 содержит множество электронных компонентов 10, таких как, к примеру, полевые МОП-транзисторы 12a, питающие мотор, конденсаторы 11a, фильтрующий индуктор 11b, шунтирующий проводник 64, управляющий МОП-транзистор 65 и микроконтроллер 66.
Среди электронных компонентов 10 присутствуют электронные питающие компоненты 67 и электронные управляющие компоненты 68.
Электронные питающие компоненты 67 содержат полевые МОП-транзисторы 12a питающие мотор 1, конденсаторы 11a, фильтрующий индуктор 11b и шунтирующий проводник 64.
Электронные сигнальные компоненты 68 содержат микроконтроллер 66 и управляющий МОП-транзистор 65.
Полевые МОП-транзисторы 12a, микроконтроллер 66, шунтирующий проводник 64 и управляющий МОП-транзистор 65 являются электронными компонентами 12 SMD типа, то есть устройствами с поверхностным монтажом («Surface Mounting Devices»).
Компоненты 11, а именно конденсаторы 11a и индуктор 11b, являются электронными компонентами типа PTH, то есть компонентами со сквозным монтажом («Pin Through Hole»).
Полевые МОП-транзисторы 12a и шунтирующий проводник 64, следовательно, являются электронными SMD питающими компонентами.
Управляющий МОП-транзистор 65 и микроконтроллер 66 составляют группу электронных SMD сигнальных компонентов.
В альтернативном примере, не приведенном на чертежах, индуктор 11b также является электронным компонентом SMD типа.
Как показано на Фиг.5, полевые МОП-транзисторы 12a представляют собой электронные компоненты с корпусом 13, имеющим, по существу, форму параллелепипеда и снабжены клеммами 14.
Конденсатор 11a, изображенный в качестве примера, имеет, по существу, цилиндрическую форму и соответствующие клеммы 15.
Индуктор 11b, изображенный в качестве примера, имеет, по существу, цилиндрическую форму со спиральной конфигурацией и соответствующие клеммы 16.
Как показано на Фиг.3, электронные компоненты 10 размещены корпусами по направлению к крышке 3.
Условные SMD электронные компоненты 12 и PTH электронные компоненты 11 размещены на первой стороне 8a электронного модуля 8 таким образом, что их корпуса направлены в сторону крышки 3.
Тепло, выделяемое SMD компонентами 12 и PTH компонентами 11, эффективно отводится крышкой 3, поскольку корпуса компонентов направлены к ней.
С целью максимизации теплообмена, между вышеупомянутыми электронными компонентами и крышкой 3, действующей, как указано выше, в качестве теплоотвода, помещают термопасту 22, к примеру типа, известного как «термопроводящий заполнитель».
Ссылаясь частично на Фиг.7, внутренняя поверхность 18 крышки 3 имеет первую часть 19, образующую вогнутое посадочное место, выполненное таким образом, чтобы прилегать с зазором к цилиндрической внешней поверхности двух конденсаторов 11a.
Вторая часть 20 образует второе вогнутое посадочное место, выполненное таким образом, чтобы прилегать с зазором к цилиндрической внешней поверхностью индуктора 11b.
Для оптимизации «термального» контакта между крышкой 3, которая, как описано выше, действует как теплоотвод, и SMD электронными компонентами 12, установленными на «компонентной» стороне 8a печатной платы 28, крышка 3 имеет по крайней мере один контактный элемент 21, сформированный третьей, по существу плоской, частью внутренней поверхности крышки 3.
Применение заполняющей термопасты 22 максимизирует теплопередачу между SMD электронными компонентами, установленными на компонентной стороне 8a печатной платы 28 и крышкой 3 и между PTH компонентами и крышкой 3, поскольку все пустоты, образовавшиеся в процессе сборки, между вышеупомянутыми электронными компонентами 10 и вогнутыми посадочными местами 19 и 20 и плоским контактным элементом 21, заполнены.
Также внутренняя поверхность 18 крышки 3, имеющая выступ 58, действует как разделительный элемент для крышки 3 относительно печатной платы 28.
Более конкретно, выступ 58 предохраняет часть печатной платы 28 в районе размещения управляющего МОП-транзистора 65 и микроконтроллера 66 от контакта с крышкой 3, предотвращая короткие замыкания и аномальные механические напряжения, при этом теплообмен обеспечен наличием термопроводника 22.
На внешней поверхности 23 крышки 3 имеется множество ребер 24, предназначенных для рассеивания тепла, выделяемого электронным модулем 8.
Ребра 24 имеют лучевидную конфигурацию и заданную толщину в целях наилучшего выполнения рассеивающей функции.
Ребра 24 имеют высоту, определяемую максимально возможной эффективностью теплообмена с окружающей средой, в зависимости от заданных габаритов.
На внешней поверхности 23 крышки 3 также имеется выпуклый участок 25, «повторяющий форму» основания вогнутого участка 19 внутренней поверхности 18 крышки 3, и второй участок 26, также выпуклый, «повторяющий форму» основания вогнутого участка 20.
Ребра 24 расположены главным образом на первом 25 и втором 26 выпуклых участках и на контактном элементе 21 с тем, чтобы обеспечить отведение максимально возможного количества тепла, выделяемого электронными компонентами 10.
При более детальном рассмотрении электронного модуля 8, ссылаясь на Фиг. 4-6, следует отметить, что электронный модуль 8 электрической машины 1 содержит печатную плату 28.
Печатная плата 28 в основном известна как Плата с Печатным Монтажом ППМ («РСВ»). Как показано на чертежах, все электронные силовые 67 и сигнальные 68 компоненты размещены на компонентной стороне 8a печатной платы 28, которая образует вышеупомянутую первую сторону электронного модуля.
Электронный модуль 8 также содержит множество токопроводящих дорожек 30, обеспечивающих прямые соединения между всеми электронными питающими компонентами 67.
Более конкретно, токопроводящие дорожки 30 образуют множество электрических соединений между SMD электронными компонентами 12a, 64 и PTH электронными компонентами 11.
Токопроводящие дорожки 30 расположены на второй стороне, или паечной стороне 40, противоположной компонентной стороне 8a печатной платы 28. Другими словами, набор ППМ (РСВ) 28, электронных компонентов 10, SMD 12 и PTH 11, и токопроводящих дорожек 30 образуют электронный модуль 8, который представляет собой управляющую цепь мотора 1, обеспечивающую целесообразное управление его питанием.
Как показано на чертежах, токопроводящие дорожки 30 содержат множество контактов 32 и клемм 32a. Клеммы 32a припаяны к печатной плате 28.
Более конкретно, токопроводящие дорожки 30 имеют первый, второй и третий комплекты контактов 33, 34 и 35.
Первый набор контактов 33 соединен пайкой с клеммами 9 электрической обмотки 6.
Второй комплект контактов 34 содержит контакт 34a, соединенный пайкой с клеммой 16a индуктора 11b, и контакты 34b, соединенные пайкой с клеммами 15 конденсаторов 11a.
Более конкретно, ссылаясь на индуктор 11b, следует заметить, что индуктор имеет первую клемму 16a, соединенную пайкой с контактом 34a, и вторую клемму 16b, соединенную пайкой с одной из токопроводящих дорожек 30 без формирования соответствующего контакта.
Электрическая машина 1 содержит проводку 37 для присоединения к сети питания, не отображенной на чертежах.
Проводка 37 соединена пайкой с третьим комплектом контактов 35 и образует питающую цепь электронного модуля 8.
Как показано на Фиг.4 и 5, печатная плата 28 снабжена множеством металлизированных сквозных отверстий 38.
Металлизированные сквозные отверстия 38 выполняют таким образом, что соответствующие клеммы 32a и контакты 32 частично вставляются в отверстия сквозь печатную плату 28.
Более конкретно, контакты 34b, соединенные пайкой с клеммами 15 конденсаторов 11a, вставлены в соответствующее отверстие 38a печатной платы 28. Третий комплект контактов 35 также пересекает печатную плату через соответствующие отверстия 38b.
Преимущественно, конденсаторы 11a и индуктор 11b напрямую соединены с некоторыми из токопроводящих дорожек 30 и в частности с контактами 34a и 34b, к которым припаяны соответствующие клеммы 15 и 16.
Электронный модуль 8 содержит множество разделительных элементов 39 между токопроводящими дорожками 30 и печатной платой 28. Разделительные элементы 39 обеспечивают возможность циркуляции воздуха между токопроводящими дорожками 30 и печатной платой 28, тем самым создавая «параллельный» путь для отвода тепла, выделяемого токопроводящими дорожками 30, которые не касаются печатной платы 28; они также гарантируют отсутствие непосредственного контакта между токопроводящими дорожками 30 и печатной платой 28, предотвращая возможность случайных коротких замыканий.
Преимущественно, разделительные элементы 39 интегрированы во множество токопроводящих дорожек 30, образовывая выпуклости, располагаемые на той же стороне, что и контакты 32.
Альтернативно, разделительные элементы 39 могут быть припаяны к соответствующим участкам стороны 40 печатной платы 28.
Электрическая машина 1 содержит основание 41, предпочтительно выполненное в форме диска из пластического материала, на котором размещают электронный модуль 8.
Как показано на Фиг.3, основание 41 снабжено посадочным местом 42, предназначенным для размещения электронного модуля 8.
Основание имеет набор отверстий 43, предназначенных для клемм 9 электрической обмотки 6, припаянных к первому комплекту контактов 33.
Преимущественно, токопроводящие дорожки 30 могут деформироваться независимо от деформаций пластического материала основания 41; другими словами, отделение пластиковой части от цепи позволяет существенно снизить механические напряжения на паечные соединения между контактами 32 токопроводящих дорожек 30 и печатной платой 28.
Электрическая машина 1 содержит множество упругих элементов 44, толкающих электронный модуль 8 от статора 5 в направлении крышки 3. Упругие элементы 44 действуют между статором 5 и основанием 41, толкая электронный модуль 8 в направлении крышки 3, чтобы привести корпусы 13 в механический контакт с крышкой; это гарантирует полное заполнение термопастой пустот между корпусами и крышкой, обеспечивая таким образом оптимальное отведение выделяемого тепла.
Более конкретно, статор 5 имеет множество трубчатых посадочных мест 45 для эластичных/упругих элементов 44. Трубчатые посадочные места 45 выполнены в изолирующей части статора 5.
Следует отметить, что форма и распределение упругих элементов 44 выполнены для оптимального распределения давления на электронный модуль 8 через основание 41.
В изображенном примере, статор имеет три трубчатых посадочных места 45 для соответствующих упругих элементов 44, расположенные по окружности статора 5 с равными угловыми интервалами.
В альтернативном примере присутствуют шесть трубчатых посадочных мест 45 для упругих элементов 44, каждое из которых снабжено соответствующим упругим элементом, расположенных по окружности статора 5 также с равными угловыми интервалами.
Трубчатые посадочные места 45 удерживают и направляют упругие элементы 44 в течение их толкающего воздействия.
Основание 41 также имеет множество направляющих, не показанных на чертежах, на которые воздействуют упругие элементы 44. Направляющие выполнены на стороне основания 41, противоположной стороне, на которой выполнено посадочное место 42, предназначенное для размещения электронного модуля 8, и расположены по окружности основания 41 таким образом, что каждая направляющая совпадает с соответствующим трубчатым посадочным местом 45 статора 5.
Предпочтительно, упругие элементы 44 представляют собой металлические пружины.
Как показано на Фиг.8, электрическая машина 1 содержит подшипник 47, действующий между валом 48 для передачи вращательного движения, жестко соединенным с ротором 7, и корпусом 4 для соединения вращательного действия ротора 7 с корпусом 4.
Подшипник 47 жестко соединен с валом 48 и расположен в частности на одном из двух его концов 48a.
Внутренняя поверхность 18 крышки 3 имеет четвертый участок 49, образующий посадочное место для подшипника 47. Посадочное место 49 снабжено герметизирующей прокладкой 63 для компенсации зазора между подшипником 47 и крышкой 3.
Таким образом, подшипник 47 расположен со стороны 8a электронного модуля 8, на которой размещены SMD 12 и PTH 11.
Печатная плата 28 имеет отверстие 50, соосное с осью вращения R и имеющее диаметр «d» меньший, чем внешний диаметр «D» подшипника 47. Основание 41 имеет направляющую 51, соосную с осью вращения R и имеющую внешний диаметр «d1» меньший, чем диаметр «d» отверстия 50.
Диаметр «d1» направляющей 51 существенно меньше диаметра «d» отверстия 50, что позволяет добиться правильного позиционирования и центрирования электронного модуля 8 на основании 41.
Как более детально описано ниже, отверстие 50 и направляющая 51 выполнены таким образом, что позволяют установку электронного модуля 8 в корпус 2, снабженный статором 5 и обмоткой 6, только если на вал 48 ротора 7 не установлен подшипник 47.
Преимущественно, снижение размера отверстия 50 электронного модуля 8 влечет за собой увеличение площади печатной платы 28 для размещения электронных компонентов 10. В данном конкретном случае, уменьшение диаметра отверстия 50 является особенно преимущественным, поскольку компоненты SMD 12 и PTH 11 расположены только на стороне 8a печатной платы 28.
Как было обозначено, электропитание для электрической машины 1 подается посредством питающей проводки 37, соединенной пайкой с третьим комплектом контактов 35.
Частично ссылаясь на Фиг.3 и 7, следует отметить, что на крышке 3 имеется множество отверстий 52. Третий комплект контактов 35, образующий часть множества токопроводящих дорожек 30, вставляется в соответствующие отверстия 52 таким образом, что их свободные концы выступают наружу крышки 3.
На отверстиях 52 имеется герметизирующая прокладка 53, расположенная между крышкой 3 и третьим комплектом контактов 35.
Герметизирующая прокладка 53 имеет прорези 53a для соответствующих контактов 35 и сформирована таким образом, чтобы хотя бы частично закрывать контакты 35 соответствующими рукавами 53b.
Следует отметить, что рукава 53b частично вставлены в отверстия 52 с тем, чтобы гарантировать изоляцию между контактами 35 и крышкой 3 и предотвратить попадание в корпус 4 посторонних веществ.
Электрическая машина 1 содержит первую и вторую направляющие 54 и 55, объединенные друг с другом для фиксации питающей проводки 37.
Первая 54 и вторая 55 направляющие образуют элемент 56 для фиксации проводки 37.
В альтернативном примере, не приведенном на чертежах, фиксирующий элемент 56 выполнен цельным.
Фиксирующий элемент 56 соединен с крышкой 3 для неподвижной фиксации проводки 37 относительно третьего комплекта контактов 35 и обеспечения возможности пайки.
Кожух 57 частично закрывает фиксирующий элемент 56 таким образом, что проводка 37 протягивается наружу из электрической машины 1 для подключения к источнику питания.
Преимущественно, для обеспечения герметичности паечного соединения между проводкой 37 и цепью питания машины 1 паечное соединение полностью покрывают смолой, не изображенной на чертежах, и закрывают кожухом 57.
Кожух 57 имеет сквозное отверстие 59 для введения смолы и сквозное отверстие 60 для вывода воздуха.
Корпус 2 снабжен множеством ребер 61, расположенных вдоль цилиндрической внешней поверхности корпуса 2. Ребра имеют заданные толщину и высоту для образования теплоотводящей поверхности, предназначенной для рассеивания тепла, выделяемого в частности обмоткой 6 статора 5.
Настоящее изобретение также относится к способу сборки машины 1, описание которой приведено выше в ограниченном виде, необходимом для раскрытия изобретения.
Способ сборки содержит этапы подготовки корпуса 2, вставки статора в корпус 2 с соответствующими обмотками 6, вставки ротора 7 в корпус 2 без установки подшипника 47 и подготовки упругих элементов 44 в трубчатых посадочных местах 45 статора 5. Корпус 2 снабжают герметизирующей прокладкой 62, располагаемой на конце вала 48 ротора 7, выходящего за пределы корпуса 2, таким образом, чтобы предотвратить проникновение посторонних веществ.
Основание 41 располагают таким образом, что клеммы 9 обмоток 6 находятся в отверстиях 52 и упругие элементы 44 введены в соответствующие посадочные места, не показанные на чертежах, основания 41.
Электронный модуль 8 располагают в посадочном месте 42 основания 41 так, что первый комплект контактов 33 находится в отверстиях 43.
Преимущественно, электронный модуль 8 и основание 41 предварительно собраны, а именно модуль 8 присоединен к основанию 41, после чего их вместе вставляют в корпус 2.
Клеммы 9 электрической обмотки 6 припаивают к первому комплекту контактов 33, обеспечивая надежный электрический контакт между деталями.
Далее способ содержит посадку подшипника 47 на конец 48a вала 48 ротора 7.
Термопасту 22 наносят на внутреннюю поверхность 18 и в посадочные места 19 и 20 крышки 3.
Также термопасту 22 наносят непосредственно на электронные компоненты 10. Таким образом, термопаста 22, помимо того, что помещена между корпусами 13 полевых МОП-транзисторов 12a и крышкой 3, также контактирует с клеммами электронных питающих компонентов 67 и электронных сигнальных компонентов 68, которые таким образом тоже входят в термальный контакт с крышкой 3 посредством термопасты 22, улучшая отведение тепла, как показано на Фиг.9.
Затем крышку 3 располагают над электронным модулем 8 таким образом, что посадочные места 19, 20 и контактный элемент 21 находятся над соответствующими SMD 12 и PTH 11.
Герметизирующую прокладку 53 устанавливают на контакты 35 и кольцевую прокладку 27 помещают между крышкой 3 и корпусом 2.
После установки крышки 3 и соединения ее с корпусом 2 известным способом, здесь не описанным, фиксирующий элемент 56 для проводки 37 присоединяют к крышке 3 и к третьему комплекту контактов 35 припаивают проводку 37.
Набор паечных соединений герметизируют смолой, вводя ее через сквозное отверстие 59 кожуха 57.
Когда мотор в сборе, упругие элементы 44 воздействуют на основание 41, толкая электронный модуль 8 по направлению к крышке 3. Таким образом, электронные питающие компоненты 67 приходят в непосредственный с крышкой 3, которая будет действовать в качестве контактного элемента и теплоотвода.
Преимущественно, поскольку упругие элементы 44 воздействуют на основание 41, последнее предотвращает деформацию электронного модуля 8 толкающим воздействием упругих элементов 44.
Вышеупомянутый выступ 58 позволяет поддерживать ровное положение печатной платы 28, предотвращая контакт управляющего МОП-транзистора 65 и микроконтроллера 66 с крышкой 3.
Далее более детально описан способ сборки электронного модуля 8.
Способ сборки электронного модуля 8 содержит этап подготовки известными способами печатной платы 28.
Способ включает размещение на первой стороне 8a печатной платы 28 SMD электронных питающих компонентов 12a, 64 и электронных сигнальных компонентов 68 после нанесения тонкого слоя паечной пасты.
Преимущественно, этап пайки электронных компонентов SMD производится в термошкафу с регулируемой температурой в соответствии с техникой сборки, известной как Технология Поверхностного Монтажа ТПМ (SMT).
Пайку производят, удерживая печатную плату 28 в горизонтальном положении с компонентами 12, размещенными на ней сверху.
На данном этапе способ сборки включает поворот печатной платы 28 на 180° с уже припаянными компонентами SMD 12a, 64 таким образом, что все компоненты оказываются на нижней стороне и сторона 40 доступна сверху для облегчения размещения токопроводящих дорожек 30.
За этим следует размещение токопроводящих дорожек 30 на стороне 40 печатной платы 28 таким образом, что контакты 34b, третий комплект контактов 35 и клеммы 32a вставляются в соответствующие отверстия 38a, 38b и 38.
После этого токопроводящие дорожки 30 припаивают к печатной плате 28. Преимущественно, этап пайки токопроводящих дорожек производится в термошкафу с регулируемой температурой, чтобы избежать разрушения паечных соединений, выполненных ранее, и в частности отделения компонентов SMD 12a, 64, ранее припаянных к стороне 8a печатной платы. После припаивания токопроводящих дорожек 30 к печатной плате 28 полученный узел снова переворачивают на 180°, чтобы обеспечить доступ к контактам 34a и 43b сверху для облегчения размещения компонентов PTH 11.
Далее электронные компоненты PTH 11 припаивают к токопроводящим дорожкам 30: в частности, клеммы 15 конденсаторов 11a припаивают к соответствующим контактам 34b, клемму 16a индуктора 11b к соответствующему контакту 34a и клемму 16b индуктора 11b - к соответствующей токопроводящей дорожке.
Во втором примере, процесс сборки электронного модуля 8 состоит в нанесении известным способом паечной пасты на сторону 8a печатной платы 28 и размещения на данной стороне всех электронных компонентов SMD 12a, 64.
На данном этапе способ включает переворачивание печатной платы 28 на 180° со всеми компонентами SMD, размещенными на стороне 8a, но не припаянными, таким образом, что они оказываются снизу и сторона 40 доступна сверху. Паечная паста, помещенная между компонентами SMD 12a, 64 и печатной платой 28, предотвращает отделение компонентов даже в перевернутом виде, после вышеописанного поворота.
За этим следует размещение токопроводящих дорожек 30 на стороне 40 печатной платы 28 таким образом, что контакты 34b, третий комплект контактов 35 и клеммы 32a вставляются в соответствующие отверстия 38a, 38b и 38.
Далее компоненты SMD 12a, 64 и токопроводящие дорожки 30 припаивают к печатной плате 28 единым проходом, предпочтительно в термошкафу с регулируемой температурой.
Подобно предыдущему способу сборки, после выполнения вышеуказанной однопроходной пайки, полученный узел снова переворачивают на 180°, обеспечивая доступ сверху к контактам 32 токопроводящих дорожек 30, облегчая размещение электронных компонентов PTH 11 и выполнение соответствующей пайки.
Приведенное выше описание наглядно показывает, как различные недостатки, обозначенные во вводной части со ссылками на прототип, устраняются настоящим изобретением.
Размещение электронных питающих компонентов 67 на стороне 8a печатной платы 28, которое посредством термопасты позволяет поместить корпусы компонентов в контакте с крышкой 3, обеспечивает возможность эффективного отведения тепла, выделяемого ими, через корпус: этому способствует тот факт, что толщина корпусов компонентов, доступных на рынке в настоящее время, существенно меньше, чем у корпусов предыдущих поколений.
Относительно прототипа, электронный модуль 8 имеет печатную плату 28, к которой припаяно множество токопроводящих дорожек 30: это упрощает процесс изготовления и сборки электронного модуля 8, предоставляя большое экономическое преимущество.
Токопроводящие дорожки 30, будучи выполненные предпочтительно из меди, имеют линейный коэффициент теплового расширения, подобный линейному коэффициенту теплового расширения печатной платы 28, и тем самым обеспечивают высокую степень надежности паечных соединений между токопроводящими дорожками и печатной платой.
1. Электрическая машина вращательного действия, содержащая электронный модуль (8), содержащий
печатную плату (28),
множество SMD электронных питающих компонентов (12a, 64) и
множество SMD электронных сигнальных компонентов (68),
множество РТН электронных компонентов (11),
причем SMD электронные питающие компоненты (12a, 64), SMD электронные сигнальные компоненты (68) и PTH электронные компоненты (11) размещены на первой стороне (8a) печатной платы (28),
при этом машина отличается тем, что электронный модуль (8) содержит множество токопроводящих дорожек (30), имеющих множество контактов (34), для установки PTH электронных компонентов (11), размещаемых на второй стороне (40) печатной платы (28), противоположной первой стороне (8a), при этом множество токопроводящих дорожек (30) образует множество электрических соединений между SMD электронными компонентами (12a, 64) и PTH электронными компонентами (11).
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что токопроводящие дорожки (30) содержат элементы (39) для отделения токопроводящих дорожек (30) от печатной платы (28).
3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что содержит теплоотвод (3) для рассеивания тепла, выделяемого электронным модулем (8), термопроводник (22), помещенный между SMD электронными питающими компонентами (12a, 64), SMD электронными сигнальными компонентами (68), PTH электронными компонентами (11) и теплоотводом (3), при этом SMD электронные питающие компоненты (12a, 64), SMD электронные сигнальные компоненты (68) и PTH электронные компоненты (11) находятся в контакте с теплоотводом (3) посредством термопроводника (22), причем машина содержит основание (41), на котором размещен электронный модуль (8), расположенный напротив теплоотвода (3), и множество упругих элементов (44), воздействующих на основание (41), при этом упругие элементы (44) выполнены с возможностью толкать SMD электронные питающие и сигнальные компоненты (12a, 64, 68) и PTH электронные компоненты (11) по направлению к теплоотводу (3) посредством основания (41).
4. Машина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что содержит корпус (2), ротор (7), вставленный в корпус (2), крышку (3), закрывающую корпус (2), образующую с корпусом (2) закрытую оболочку (4), и подшипник (47) для соединения ротора (7) с закрытой оболочкой (4), причем печатная плата (28) имеет отверстие (50), соосное с осью вращения (R), имеющее диаметр (d) меньший, чем внешний диаметр (D) подшипника (47).
5. Способ сборки электрической машины вращательного действия по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержит этап сборки электронного модуля (8), содержащий этап размещения SMD электронных питающих компонентов (12a, 64) и SMD электронных сигнальных компонентов (68) на первой стороне (8a) печатной платы (28), первый этап пайки SMD электронных питающих компонентов (12a, 64) и SMD электронных сигнальных компонентов (68) к первой стороне (8a) печатной платы (28), этап размещения множества токопроводящих дорожек (30) на второй стороне (40) печатной платы (28), противоположной первой стороне (8a); второй этап пайки множества токопроводящих дорожек (30) к печатной плате (28), этап размещения PTH электронных компонентов (11) на контактах (34) и третий этап пайки PTH электронных компонентов (11) к контактам (34).
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что первый и второй этапы пайки выполняют одновременно.
