集成的風扇馬達和控制器殼體制造技術

本發明專利技術涉及集成的風扇馬達和控制器殼體。具體地，一種電子器件冷卻系統包括管狀風扇導管和電子器件殼體。管狀風扇導管具有風扇導管罩殼，風扇導管罩殼容納風扇，風扇具有轉子葉片和定子翼片。電子器件殼體直接安裝在管狀風扇導管上，使得電子器件殼體和風扇導管罩殼一起封閉了內部空間。冷卻空氣流路徑從管狀風扇導管的高壓力區域通過入口孔延伸進入內部空間并且從排泄孔出來并進入周圍環境。電子器件冷卻系統還包括安裝在內部空間中的三個電子器件支架。第一電子器件支架定位成緊鄰入口孔，位于風扇導管上。第二電子器件支架定位在定子翼片的緊鄰徑向外側，位于風扇導管上。第三電子器件支架定位成緊鄰排泄孔，位于殼體上。

【技術實現步驟摘要】
集成的風扇馬達和控制器殼體相關申請的交叉引用本申請是2011年3月17日提交的美國專利申請No.13/050509的部分連續申請，在此通過引用并入該美國專利申請。還通過引用并入Pal等人2011年3月21日提交的美國專利申請No.13/052837。
本專利技術一般地涉及電子器件冷卻，并且更具體地涉及用于風扇馬達控制器的空氣冷卻。
技術介紹
風扇通常用于從電子部件驅散熱量，由此避免部件的失效并且延長部件的壽命。一些飛機中的電子部件（包括馬達控制器）通常位于安裝在風扇殼體上的馬達控制器殼體中。常規地，用附近的風扇所循環的空氣流來冷卻安裝在這些馬達控制器殼體中的電子器件。一些這種冷卻系統將相對冷的空氣從風扇下游的風扇導管的區域轉向，并且使該空氣經過殼體，然后在殼體中的排放口處將其釋放到環境中。其他常規的冷卻系統借助于罩殼中的出口從環境吸入用于冷卻的空氣，并且借助于空氣通路將該空氣抽吸通過殼體，該空氣通路從殼體到風扇緊鄰上游的風扇導管的區域。在飛機中，提供冷卻空氣流的風扇可以是空氣管理系統的一部分。相比風扇的總空氣流體積而言，用于冷卻的空氣的量通常小（通常在2％的量級上），從而不會擾亂正常的風扇功能，例如機艙或盥洗室空氣循環或者用于電子艙冷卻。常規風扇馬達控制器組件包括具有平基座的盒狀風扇馬達控制器殼體，該扁平基座經由中間的熱界面安裝到相鄰的圓柱形風扇導管，這增加了總的組件的成本和重量。另外，許多風扇馬達控制器殼體包括布置在高熱量部件附近的機械翅片，以增大散熱表面積。這些翅片也增加了總的組件的成本和重量。通常期望的是，風扇馬達控制器硬件的占用空間盡可能小。然而，發熱電子器件的封裝密度的任何增加均使得有必要對散熱進行相應的改善，以避免過度的部件退化。因此，需要一種能夠在較低成本和重量的情況下增大冷卻的風扇馬達控制器殼體。
技術實現思路
本專利技術涉及一種電子器件冷卻系統，其包括管狀風扇導管和電子器件殼體。所述管狀風扇導管具有風扇導管罩殼，所述風扇導管罩殼容納風扇，所述風扇具有轉子葉片和定子翼片。所述電子器件殼體直接安裝在所述管狀風扇導管上，使得所述電子器件殼體和所述風扇導管罩殼一起封閉了內部空間。冷卻空氣流路徑從所述管狀風扇導管的高壓力區域通過入口孔延伸進入所述內部空間并且從排泄孔出來并進入周圍環境。所述電子器件冷卻系統還包括安裝在所述內部空間中的三個電子器件支架。第一電子器件支架定位成緊鄰所述入口孔，位于所述風扇導管上。第二電子器件支架定位在所述定子翼片的緊鄰徑向外側，位于所述風扇導管上。第三電子器件支架定位成緊鄰所述排泄孔，位于所述殼體上。附圖說明圖1是風扇馬達控制器組件的透視圖。圖2是圖1的風扇馬達控制器組件的剖視圖。圖3是圖1的風扇馬達控制器組件的風扇導管的透視圖。圖4是圖1的風扇馬達控制器組件的透明透視圖，示出了風扇馬達控制器殼體中的部件。圖5A和5B是圖4的風扇馬達控制器殼體的一個面板的透視圖。圖6是圖1的風扇馬達控制器殼體的另一個面板的透明透視圖。具體實施方式圖1是風扇馬達控制器組件10的透視圖。風扇馬達控制器組件10包括殼體12和風扇導管14。殼體12是容納馬達控制器電子部件的盒狀結構，所述電子部件產生熱量。殼體12由剛性、導熱材料形成，例如鋁。風扇導管14是容納風扇（見圖2）的基本圓柱形導管，該風扇在激活時沿空氣流方向驅動空氣，由此在風扇導管14中產生高和低相對壓力的區域（見圖2下方）。風扇導管14可以例如是用于飛機空氣管理系統的鋁導管，諸如機艙或盥洗室空氣導管或電子器件冷卻空氣源。如圖所示，殼體12是由一個頂面板16、兩個前/后面板18和兩個側面板20組成的五面結構。頂面板16和側面板20基本是矩形的，而前/后面板18被成形為符合風扇導管14的相鄰表面的圓柱形。在所示實施例中，前/后面板18是八個面的面板。在其他實施例中，前/后面板18可以具有符合風扇導管14的表面的其他形狀。在一些實施例中，如同兩個側面板20那樣，前/后面板18二者也是相同的。在其他實施例中，每個面板可顯現出小的差別，例如在冷卻或附接孔（下面討論）的位置中。與風扇導管14一樣，面板16、18和20由剛性熱導體形成，例如鋁或鋁合金。在一些實施例中，每個面板16、18或20是單獨的件。在其他實施例中，面板16、18和20的一些子集可以被鑄造或焊接到一起成為單件。殼體12與風扇導管14一起形成封閉的內部空間。殼體12可栓接或焊接到風扇導管14。在一些實施例中，面板16、18或20中的一個或多個是可去除的，從而允許訪問殼體12內部的電子部件。盡管是基本圓柱形的，但如圖3所示以及下面關于圖3所描述的，風扇導管14包括與殼體12的位置重合的平的側面部分。圖2是穿過圖1的剖切線2-2的馬達控制器組件10的剖視圖。如上面說明的，馬達控制器組件10包括殼體12和風扇導管14。風扇導管14包含位于導管罩殼26內的轉子葉片22和定子翼片24。盡管僅僅示出了轉子葉片22和定子翼片24的一級，但一些實施例可包括多級的交替的轉子葉片和定子翼片。如上面關于圖1討論的，殼體12具有由導管罩殼26以及面板16、18和20形成的內部空間28。在一些實施例中，如圖3所示以及下面關于圖3所描述的，導管罩殼26的限定內部空間28的部分包括基本平的表面，其偏離了風扇導管14的大致圓柱形狀。風扇導管14通過入口孔30a和30b（共同稱為入口孔30）被流體地連接到內部空間28，并且內部空間28通過排泄孔32被流體地連接到環境。入口孔30是在高壓力位置處通過風扇導管14的外部鑄造或鉆出的孔。來自入口孔30的空氣偏轉出風扇導管14并進入內部空間28以冷卻電子器件。多個排泄孔32位于面板18和20上，以從內部空間28排出空氣。如下面關于圖4、5A、5B和6所描述的，排泄孔32被巧妙地定位以抽吸空氣通過電子部件。由入口孔30a和30b從風扇導管14轉向的空氣進入并且循環遍及內部空間28，從而冷卻其內的電子部件，然后通過排泄孔32離開。空氣從排泄孔32被排出到周圍環境（處于低相對壓力）。在一些實施例中，排泄孔32也可存在于面板16中。殼體12容納各種產熱電子部件并且對其提供冷卻，所述電子部件包括絕緣柵雙極晶體管（IGBT）模塊100、自耦變壓器整流器單元（ATRU）102、相間變壓器（IPT）104以及感應器106。在許多實施例中，諸如各種類型的印刷線路板的其他電子部件也位于殼體12中以便冷卻。另外，如下面關于圖4和6描述的，一些電子部件安裝在側面板20上。如圖所示，IGBT模塊100和ATRU102安裝在導管罩殼26上，并且被來自通過入口孔30排放到內部空間28的空氣的直接空氣冷卻（對流）以及通過導管罩殼26到風扇導管14的主空氣流中的間接空氣冷卻（傳導）的組合所冷卻。如下面關于圖4、5A、5B和6描述的，IPT104、感應器106以及安裝在面板16、18和20上的其他部件主要通過直接空氣冷卻被冷卻。IGBT模塊100直接安裝在風扇導管罩殼26上。IGBT模塊100被來自入口孔30a的空氣流對流地冷卻，并且通過風扇導管罩殼26和定子翼片24經由采用風扇導管14的主空氣流的間接空氣冷卻被傳導地冷卻。在所示實施例中，有六個入口孔30a，每個其定子翼片24重充當冷卻翅片，提供增大本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電子器件冷卻系統，包括：管狀風扇導管，其具有風扇導管罩殼，所述風扇導管罩殼容納風扇，所述風扇具有轉子葉片和定子翼片；電子器件殼體，其直接安裝在所述管狀風扇導管上，使得所述電子器件殼體和所述風扇導管罩殼一起封閉了內部空間；從所述管狀風扇導管的高壓力區域通過入口孔進入所述內部空間并且從排泄孔出來并進入周圍環境的冷卻空氣流路徑；第一電子器件安裝位置，其位于所述風扇導管上、在所述內部空間內并且緊鄰所述入口孔；第二電子器件安裝位置，其位于所述風扇導管上、在所述內部空間內并且從所述定子翼片徑向緊鄰地向外；和第三電子器件安裝位置，其位于所述殼體上、在所述內部空間內并且緊鄰所述排泄孔。

【技術特征摘要】
2011.09.15 US 13/2338551.一種電子器件冷卻系統，包括：管狀風扇導管，其具有風扇導管罩殼，所述風扇導管罩殼容納風扇，所述風扇具有轉子葉片和定子翼片；電子器件殼體，其直接安裝在所述管狀風扇導管上，使得所述電子器件殼體和所述風扇導管罩殼一起封閉了內部空間；從所述管狀風扇導管的高壓力區域通過入口孔進入所述內部空間并且從排泄孔出來并進入周圍環境的冷卻空氣流路徑；第一電子器件安裝位置，其位于所述風扇導管上、在所述內部空間內并且緊鄰所述入口孔；第二電子器件安裝位置，其位于所述風扇導管上、在所述內部空間內并且從所述定子翼片徑向緊鄰地向外；和第三電子器件安裝位置，其位于所述殼體上、在所述內部空間內并且緊鄰所述排泄孔。2.如權利要求1所述的電子器件冷卻系統，其中，所述入口孔引導冷卻空氣流直接通過被安裝在所述第一電子器件安裝位置的電子器件。3.如權利要求1所述的電子器件冷卻系統，其中，所述定子翼片充當冷卻翅片，其從被安裝在所述第二電子器件安裝位置的電子器件散熱到所述風扇的主空氣流路徑中。4.如權利要求1所述的電子器件冷卻系統，其中，所述排泄孔抽吸冷卻空氣直接通過被安裝在所述第三電子器件安裝位置的電子器件。5.如權利要求1所述的電子器件冷卻系統，其中，所述第三電子器件安裝位置位于所述排泄孔所經過的平臺上，使得所述排泄孔抽吸冷卻空氣通過所述平臺以冷卻被安裝在所述第三電子器件安裝位置的電子器件。6.一種風扇馬達控制器組件，包括：管狀風扇導管，其具有風扇導管罩殼，所述風扇導管罩殼容納風扇，所述風扇具有轉子葉片和定子翼片；電子器件殼體，其直接安裝在所述管狀風扇導管上，使得所述電子器件殼體和所述風扇導管罩殼一起封閉了內部空間；多個入口孔，其穿過所述管狀風扇導管，將所述管狀風扇導管的高壓力區域流體地連接到所述內部空間；多個排泄孔，其穿過所述電子器件殼體，將所述內部空間流體地連接到環境，由此形成從所述管狀風扇導管通過所述入口孔到所述內部空間并且從所述排泄孔出來到周圍環境的空氣流路徑；以及布置在所述內部空間中的多個電子部件，所述多個電子部件包括：第一電子部件，其安裝在所述管狀風扇導管上，并且藉由采用所述定子翼片充當冷卻翅片以散熱到所述風扇的主空氣流流動路徑中而通過所述風扇導管被傳導地冷卻；和第二電子部件，其安裝在所述電子器件殼體上，位于所述排泄孔中的至少一個的位置處，并且經由通過所述排泄孔的空氣流被對流地冷卻。7.如權利要求6所述的風扇馬達控制器組件，其中，所述多個電子部件還包括第三電子部件，所述第三電子部件安裝在所述管狀風扇導管上，位于所述入口孔中的至少...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D帕爾，MW梅茨勒，TJ米爾羅伊，RP高文，
申請(專利權)人：哈米爾頓森德斯特蘭德公司，
類型：發明
國別省市：