專利名稱：集成的風(fēng)扇馬達(dá)和控制器殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電子器件冷卻，并且更具體地涉及用于風(fēng)扇馬達(dá)控制器的空氣冷卻。
背景技術(shù)：
風(fēng)扇通常用于從電子部件驅(qū)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(jī)中的電子部件(包括馬達(dá)控制器)通常位于安裝在風(fēng)扇殼體上的馬達(dá)控制器殼體中。常規(guī)地，用附近的風(fēng)扇所循環(huán)的空氣流來冷卻安裝在這些馬達(dá)控制器殼體中的電子器件。一些這種冷卻系統(tǒng)將相對冷的空氣從風(fēng)扇下游的風(fēng)扇導(dǎo)管的區(qū)域轉(zhuǎn)向，并且使該空氣經(jīng)過殼體，然后在殼體中的排放口處將其釋放到環(huán)境中。其他常規(guī)的冷卻系統(tǒng)借助于罩殼中的出口從環(huán)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(fēng)扇緊鄰上游的風(fēng)扇導(dǎo)管的區(qū)域。在飛機(jī)中，提供冷卻空氣流的風(fēng)扇可以是空氣管理系統(tǒng)的一部分。相比風(fēng)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(fēng)扇功能，例如機(jī)艙或盥洗室空氣循環(huán)或者用于電子艙冷卻。常規(guī)風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件包括具有平基座的盒狀風(fēng)扇馬達(dá)控制器殼體，該扁平基座經(jīng)由中間的熱界面安裝到相鄰的圓柱形風(fēng)扇導(dǎo)管，這增加了總的組件的成本和重量。另夕卜，許多風(fēng)扇馬達(dá)控制器殼體包括布置在高熱量部件附近的機(jī)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(fēng)扇馬達(dá)控制器硬件的占用空間盡可能小。然而，發(fā)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(jìn)行相應(yīng)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(fēng)扇馬達(dá)控制器殼體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種電子器件冷卻系統(tǒng)，其包括管狀風(fēng)扇導(dǎo)管和電子器件殼體。所述管狀風(fēng)扇導(dǎo)管具有風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼，所述風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼容納風(fēng)扇，所述風(fēng)扇具有轉(zhuǎn)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(fēng)扇導(dǎo)管上，使得所述電子器件殼體和所述風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼一起封閉了內(nèi)部空間。冷卻空氣流路徑從所述管狀風(fēng)扇導(dǎo)管的高壓力區(qū)域通過入口孔延伸進(jìn)入所述內(nèi)部空間并且從排泄孔出來并進(jìn)入周圍環(huán)境。所述電子器件冷卻系統(tǒng)還包括安裝在所述內(nèi)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(fēng)扇導(dǎo)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(cè)，位于所述風(fēng)扇導(dǎo)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。


圖1是風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件的透視圖。圖2是圖1的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件的剖視圖。圖3是圖1的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件的風(fēng)扇導(dǎo)管的透視圖。圖4是圖1的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件的透明透視圖，示出了風(fēng)扇馬達(dá)控制器殼體中的部件。圖5A和5B是圖4的風(fēng)扇馬達(dá)控制器殼體的一個面板的透視圖。圖6是圖1的風(fēng)扇馬達(dá)控制器殼體的另一個面板的透明透視圖。
具體實(shí)施例方式圖1是風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10的透視圖。風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10包括殼體12和風(fēng)扇導(dǎo)管14。殼體12是容納馬達(dá)控制器電子部件的盒狀結(jié)構(gòu)，所述電子部件產(chǎn)生熱量。殼體12由剛性、導(dǎo)熱材料形成，例如鋁。風(fēng)扇導(dǎo)管14是容納風(fēng)扇(見圖2)的基本圓柱形導(dǎo)管，該風(fēng)扇在激活時沿空氣流方向驅(qū)動空氣，由此在風(fēng)扇導(dǎo)管14中產(chǎn)生高和低相對壓力的區(qū)域(見圖2下方)。風(fēng)扇導(dǎo)管14可以例如是用于飛機(jī)空氣管理系統(tǒng)的鋁導(dǎo)管，諸如機(jī)艙或盥洗室空氣導(dǎo)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(cè)面板20組成的五面結(jié)構(gòu)。頂面板16和側(cè)面板20基本是矩形的，而前/后面板18被成形為符合風(fēng)扇導(dǎo)管14的相鄰表面的圓柱形。在所示實(shí)施例中，前/后面板18是八個面的面板。在其他實(shí)施例中，前/后面板18可以具有符合風(fēng)扇導(dǎo)管14的表面的其他形狀。在一些實(shí)施例中，如同兩個側(cè)面板20那樣，前/后面板18 二者也是相同的。在其他實(shí)施例中，每個面板可顯現(xiàn)出小的差別，例如在冷卻或附接孔(下面討論)的位置中。與風(fēng)扇導(dǎo)管14 一樣，面板16、18和20由剛性熱導(dǎo)體形成，例如鋁或鋁合金。在一些實(shí)施例中，每個面板16、18或20是單獨(dú)的件。在其他實(shí)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(fēng)扇導(dǎo)管14 一起形成封閉的內(nèi)部空間。殼體12可栓接或焊接到風(fēng)扇導(dǎo)管14。在一些實(shí)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(nèi)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(guān)于圖3所描述的，風(fēng)扇導(dǎo)管14包括與殼體12的位置重合的平的側(cè)面部分。圖2是穿過圖1的剖切線2-2的馬達(dá)控制器組件10的剖視圖。如上面說明的，馬達(dá)控制器組件10包括殼體12和風(fēng)扇導(dǎo)管14。風(fēng)扇導(dǎo)管14包含位于導(dǎo)管罩殼26內(nèi)的轉(zhuǎn)子葉片22和定子翼片24。盡管僅僅示出了轉(zhuǎn)子葉片22和定子翼片24的一級，但一些實(shí)施例可包括多級的交替的轉(zhuǎn)子葉片和定子翼片。如上面關(guān)于圖1討論的，殼體12具有由導(dǎo)管罩殼26以及面板16、18和20形成的內(nèi)部空間28。在一些實(shí)施例中，如圖3所示以及下面關(guān)于圖3所描述的,導(dǎo)管罩殼26的限定內(nèi)部空間28的部分包括基本平的表面,其偏離了風(fēng)扇導(dǎo)管14的大致圓柱形狀。風(fēng)扇導(dǎo)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(nèi)部空間28，并且內(nèi)部空間28通過排泄孔32被流體地連接到環(huán)境。入口孔30是在高壓力位置處通過風(fēng)扇導(dǎo)管14的外部鑄造或鉆出的孔。來自入口孔30的空氣偏轉(zhuǎn)出風(fēng)扇導(dǎo)管14并進(jìn)入內(nèi)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(nèi)部空間28排出空氣。如下面關(guān)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(fēng)扇導(dǎo)管14轉(zhuǎn)向的空氣進(jìn)入并且循環(huán)遍及內(nèi)部空間28，從而冷卻其內(nèi)的電子部件，然后通過排泄孔32離開?？諝鈴呐判箍?2被排出到周圍環(huán)境(處于低相對壓力)。在一些實(shí)施例中，排泄孔32也可存在于面板16中。殼體12容納各種產(chǎn)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(yīng)器106。在許多實(shí)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(guān)于圖4和6描述的，一些電子部件安裝在側(cè)面板20上。如圖所示，IGBT模塊100和ATRU 102安裝在導(dǎo)管罩殼26上，并且被來自通過入口孔30排放到內(nèi)部空間28的空氣的直接空氣冷卻(對流)以及通過導(dǎo)管罩殼26到風(fēng)扇導(dǎo)管14的主空氣流中的間接空氣冷卻(傳導(dǎo))的組合所冷卻。如下面關(guān)于圖4、5A、5B和6描述的，IPT 104、感應(yīng)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(fēng)扇導(dǎo)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(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26和定子翼片24經(jīng)由采用風(fēng)扇導(dǎo)管14的主空氣流的間接空氣冷卻被傳導(dǎo)地冷卻。在所示實(shí)施例中，有六個入口孔30a，每個其定子翼片24重充當(dāng)冷卻翅片，提供增大的表面積，以便將熱量散到風(fēng)扇導(dǎo)管14的空氣流中。從風(fēng)扇導(dǎo)管14轉(zhuǎn)向的空氣經(jīng)過并圍繞ATRU 102流動，提供直接空氣冷卻。在一個實(shí)施例中，如美國專利申請No. 13/050509所描述的，ATRU 102可以是由安裝在導(dǎo)管罩殼26上的支撐結(jié)構(gòu)支撐的輕重量變壓器，本申請是該美國專利申請的部分連續(xù)申請。在其他實(shí)施例中，ATRU 102可以是熱罐封中的常規(guī)變壓器組件。ATRU 102包括空氣通道，來自風(fēng)扇導(dǎo)管14的高壓力區(qū)域的空氣可以穿過該空氣通道以冷卻ATRU 102。在一些實(shí)施例中，這些空氣通道與入口孔30b匯合，使得內(nèi)部空間28 (低相對壓力)和風(fēng)扇導(dǎo)管14的高壓力區(qū)域(高相對壓力)之間的壓力差抽吸空氣通過ATRU 102。通過將IGBT模塊100和ATRU 102直接安裝在風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26上，風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10能夠給兩個部件提供充分的冷卻，而不依賴于電子部件和風(fēng)扇導(dǎo)管14之間的沉重的熱界面。另外，將定子翼片24用作冷卻翅片使得無需獨(dú)立的帶翅片的換熱器，從而在沒有降低冷卻容量的情況下進(jìn)一步減小質(zhì)量。圖3是風(fēng)扇導(dǎo)管14的透視圖，示出了風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26，其具有入口孔30 (包括入口孔30a和入口孔30b)、平的支座34、熱界面36和附接孔38。如上面關(guān)于圖1和2描述的，風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26形成了風(fēng)扇導(dǎo)管14的外部，并且入口孔30提供了通過內(nèi)部空間28(見圖2)的冷卻空氣流。附接孔38是鉚釘孔或螺釘孔，其允許前/后面板18和側(cè)面板20被栓接到風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26。在一些實(shí)施例中，通過從附接孔38擰下螺栓或螺釘，一些面板18和20可以是可去除的。如前面提到的，一些面板18和20可以焊接在風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26上的適當(dāng)位置。平的支座34提供用于諸如IGBT 100和ATRU 102的電子部件的傳導(dǎo)平臺。通過將平的支座34鑄造到風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26中，風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10能夠避免使用常規(guī)的、分離的、平的電子器件平臺，其通過沉重的熱界面連接到風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26的圓柱形表面。因此，平的支座34提供了電子部件的更加直接的傳導(dǎo)冷卻，而同時允許減小風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10的總質(zhì)量。風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10的一些實(shí)施例還包括一個或多個熱界面層36，其可以例如是常規(guī)的傳導(dǎo)材料(例如，Thermstrate)的熱墊。熱界面層36是薄且輕重量的，并且形成了電子部件和風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26之間的熱界面，其不會顯著增加風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10的質(zhì)量。圖4是風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10的透明透視圖，示出了安裝在內(nèi)部空間28中處于面板18和20上的部件，包括IPT 104、感應(yīng)器106、差模(DM)感應(yīng)器108、電阻器110、電容器112和多個印刷線路板以及其他電子部件。如前面描述的，風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10包括殼體12和風(fēng)扇導(dǎo)管14。殼體12由頂面板16、兩個前/后面板18以及兩個側(cè)面板20形成，并且被排泄孔32 (包括排泄孔32a、32b、32c和32d)穿透。IPT 104和感應(yīng)器106安裝在一個前/后面板18上，而DM感應(yīng)器108、電阻器110和電容器112安裝在一個側(cè)面板20上。這些部件被通過面板18或20的傳導(dǎo)散熱以及被流過或穿過電子部件的直接空氣流所冷卻。一些部件(例如電容器112)需要極少的冷卻或不需要冷卻。其他部件(例如IPT 104和感應(yīng)器106)必須能夠耗散大量的熱以最小化部件的退化。面板16、18和20中的排泄孔32從內(nèi)部空間28排出空氣，由此產(chǎn)生從風(fēng)扇導(dǎo)管14通過內(nèi)部空間28并進(jìn)入環(huán)境中的連續(xù)冷卻空氣流。具體地，排泄孔32a通過頂面板16排出空氣，排泄孔32b和32c通過前/后面板18 (見下面的圖5A和5B)排出空氣，并且排泄孔32d通過側(cè)面板20 (見下面的圖6)排出空氣。排泄孔32b位于IPT 104的安裝位置以抽吸空氣通過IPT 104，以便獲得增強(qiáng)的直接空氣冷卻。排泄孔32c位于感應(yīng)器106的安裝位置以類似地抽吸空氣通過感應(yīng)器106，以便獲得直接空氣冷卻。排泄孔32d位于風(fēng)扇導(dǎo)管14附近，并且提供空氣流通過側(cè)面板20，但是并不位于DM感應(yīng)器108或電阻器110的安裝位置，因?yàn)檫@些部件相比IPT 104或感應(yīng)器106需要較少的冷卻?？傊判箍?2抽吸空氣通過必須耗散最多熱量的電子部件，而安裝在面板16、18和20上的其他部件僅由在內(nèi)部空間28中且通過內(nèi)部空間28的一般性空氣流冷卻。因此，排泄孔32被巧妙地定位以提供直接通過最需要冷卻的部件的空氣流。在所示實(shí)施例中，排泄孔32a、32b和32d以及入口孔30a是直徑為O. 2英寸(5.1 mm)的圓孔，排泄孔32c是直徑為O. 125英寸(3. 2 mm)的圓孔，并且入口孔30b是O. 312X0. 188英寸(7.9X4.8 mm)的腎形孔。在性質(zhì)上，入口孔30的尺寸被選擇成在不削弱風(fēng)扇的操作的情況下通過使過剩的空氣轉(zhuǎn)向而為馬達(dá)控制器電子器件提供充足的冷卻空氣流。入口孔30僅僅使通過風(fēng)扇導(dǎo)管14的空氣流的大約2%轉(zhuǎn)向，這對于風(fēng)扇的操作的影響可忽略不計(jì)。盡管排泄孔32的尺寸并不關(guān)鍵，但是入口孔30和排泄孔32 二者必須足夠大以避免被灰塵或碎屑堵塞，而又足夠小以使得空氣流集中在產(chǎn)熱電子器件周圍。其次，排泄孔32提供了用于在啟動期間從風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10排出濕氣的裝置。圖5A和5B是殼體12的一個前/后面板18的透視圖。圖5A示出了前/后面板18的外部視圖，而圖5B示出了前/后面板20的內(nèi)側(cè)。前/后面板18具有排泄孔32b和32c，并且支撐IPT 104和感應(yīng)器106。每個IPT 104包括多個纏繞芯114，多個纏繞芯114被空間116隔開，空間116與排泄孔32b重合。環(huán)境(低相對壓力)和內(nèi)部空間28 (高相對壓力)之間的壓力差抽吸冷卻空氣通過空間116并且經(jīng)由排泄孔32b出去。相對于來自內(nèi)部空間28中的一般性空氣循環(huán)的對流冷卻而言，該直接通過IPT 104的空氣流提供了增強(qiáng)的冷卻。前/后面板18包括感應(yīng)器支架40，也即平臺，感應(yīng)器106附接到感應(yīng)器支架40以便進(jìn)行冷卻。感應(yīng)器支架40包括多個感應(yīng)器空氣通路42，其從內(nèi)部空間28延伸到排泄孔32c。空氣被從內(nèi)部空間28抽吸通過空氣通路42并且藉由前面討論的環(huán)境和內(nèi)部空間28之間的壓力差流出排泄孔32c。相對于來自內(nèi)部空間28中的一般性空氣循環(huán)的對流冷卻而言，冷卻空氣通過感應(yīng)器空氣通路42的流動為感應(yīng)器106提供了增強(qiáng)的冷卻。排泄孔32b和32c的定位將空氣抽吸通過空間116和感應(yīng)器空氣通路42，從而在不顯著增加風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10的質(zhì)量的情況下增加了從IPT 104和感應(yīng)器106的可能的散熱。圖6是殼體12的一個側(cè)面板20的透明透視圖。側(cè)面板20具有排泄孔32d并且支撐DM感應(yīng)器108、電阻器110和電容器112。電容器112產(chǎn)生可忽略的熱量。DM感應(yīng)器108和電阻器110是實(shí)質(zhì)性的產(chǎn)熱器件，其必須被冷卻以避免部件損壞并最小化退化。不同于IPT 104或感應(yīng)器106，DM感應(yīng)器108和電阻器110僅被內(nèi)部空間28中的循環(huán)空氣流冷卻；排泄孔32d位于側(cè)面板20和風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26的相交處附近，從而不抽吸冷卻空氣通過DM感應(yīng)器108或電阻器110。在期望額外冷卻的替代實(shí)施例中，如關(guān)于圖5A和5B中的排泄孔32b和32c描述的，電子部件和排泄孔32d可被重新定位以重合。在所示實(shí)施例中，排泄孔32a、32b、32c和32d共同提供通過內(nèi)部空間的空氣循環(huán)，其直接冷卻產(chǎn)熱的電子部件。通過內(nèi)部空間的空氣循環(huán)。風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10為電子部件提供了對流和傳導(dǎo)冷卻，所述電子部件包括IGBT模塊100、ATRU 102、IPT 104、感應(yīng)器106、DM感應(yīng)器108和電阻器110。較熱的部件由被經(jīng)由入口孔30a和30b以及排泄孔30b和30c引導(dǎo)通過該部件或在該部件附近的空氣流冷卻。IGBT模塊100和ATRU 102產(chǎn)生風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10內(nèi)的電子部件的最多熱量，并且與風(fēng)扇導(dǎo)管14的風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼26直接熱接觸，其中，定子翼片24充當(dāng)冷卻翅片以在大的表面積上散熱。風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件10中的部件、入口孔和排泄孔的位置提供了相對于現(xiàn)有技術(shù)而言增強(qiáng)的冷卻，而同時在降低重量的情況下將部件集中在較小的空間內(nèi)。盡管已經(jīng)參照(一個或多個)示范實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下可作出各種改變并且可以用等同物替換其元件。另夕卜，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可作出許多修改以使具體情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，所意圖的是，本發(fā)明不限于所公開的(一個或多個)具體實(shí)施例，而是本發(fā)明將會包括落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種電子器件冷卻系統(tǒng),包括管狀風(fēng)扇導(dǎo)管，其具有風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼，所述風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼容納風(fēng)扇，所述風(fēng)扇具有轉(zhuǎn)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(fēng)扇導(dǎo)管上，使得所述電子器件殼體和所述風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼一起封閉了內(nèi)部空間；從所述管狀風(fēng)扇導(dǎo)管的高壓力區(qū)域通過入口孔進(jìn)入所述內(nèi)部空間并且從排泄孔出來并進(jìn)入周圍環(huán)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(fēng)扇導(dǎo)管上、在所述內(nèi)部空間內(nèi)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(fēng)扇導(dǎo)管上、在所述內(nèi)部空間內(nèi)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(nèi)部空間內(nèi)并且緊鄰所述排泄孔。
2.如權(quán)利要求1所述的電子器件冷卻系統(tǒng)，其中，所述入口孔引導(dǎo)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(quán)利要求1所述的電子器件冷卻系統(tǒng)，其中，所述定子翼片充當(dāng)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(fēng)扇的主空氣流路徑中。
4.如權(quán)利要求1所述的電子器件冷卻系統(tǒng)，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(quán)利要求1所述的電子器件冷卻系統(tǒng)，其中，所述第三電子器件安裝位置位于所述排泄孔所經(jīng)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安裝位置的電子器件。
6.—種風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件,包括管狀風(fēng)扇導(dǎo)管，其具有風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼，所述風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼容納風(fēng)扇，所述風(fēng)扇具有轉(zhuǎn)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(fēng)扇導(dǎo)管上，使得所述電子器件殼體和所述風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼一起封閉了內(nèi)部空間；多個入口孔，其穿過所述管狀風(fēng)扇導(dǎo)管，將所述管狀風(fēng)扇導(dǎo)管的高壓力區(qū)域流體地連接到所述內(nèi)部空間；多個排泄孔，其穿過所述電子器件殼體，將所述內(nèi)部空間流體地連接到環(huán)境，由此形成從所述管狀風(fēng)扇導(dǎo)管通過所述入口孔到所述內(nèi)部空間并且從所述排泄孔出來到周圍環(huán)境的空氣流路徑；以及布置在所述內(nèi)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(fēng)扇導(dǎo)管上，并且藉由采用所述定子翼片充當(dāng)冷卻翅片以散熱到所述風(fēng)扇的主空氣流流動路徑中而通過所述風(fēng)扇導(dǎo)管被傳導(dǎo)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(jīng)由通過所述排泄孔的空氣流被對流地冷卻。
7.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇馬達(dá)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(fēng)扇導(dǎo)管上，位于所述入口孔中的至少一個的位置處，并且經(jīng)由通過所述入口孔的空氣流被對流地冷卻。
8.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件，其中，所述電子器件殼體安裝于其上的所述風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼的至少一部分形成平的支座，并且其中，所述第一電子部件和所述第三電子部件安裝在所述平的支座上。
9.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件，其中，所述第三電子部件緊鄰地安裝在所述入口孔中的至少一個之上，使得進(jìn)入所述內(nèi)部空間的空氣直接經(jīng)過所述第三電子部件。
10.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件，其中，所述第三電子部件是自耦變壓器整流器單元。
11.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件，其中，所述第一電子部件是絕緣柵雙極晶體管模塊。
12.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件，其中，所述第二電子部件是感應(yīng)器和變壓器中的一個。
13.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件，其中，所述第二電子部件緊鄰地安裝在所述排泄孔中的至少一個之上，使得經(jīng)由所述排泄孔離開所述內(nèi)部空間的空氣直接經(jīng)過所述第二電子部件。
14.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件，其中，所述第二電子部件附接到所述排泄孔中的至少一個延伸穿過的平臺，使得經(jīng)由所述排泄孔離開所述內(nèi)部空間的空氣經(jīng)過所述平臺以冷卻所述第二電子部件。
15.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)扇馬達(dá)控制器組件，其中，所述第一電子部件安裝在所述定子翼片的剛好徑向外側(cè)。
16.一種用于冷卻內(nèi)部空間中的電子部件的方法，所述內(nèi)部空間形成在電子器件殼體和風(fēng)扇導(dǎo)管之間，所述風(fēng)扇導(dǎo)管攜載了轉(zhuǎn)子葉片和定子翼片，所述方法包括將空氣從所述風(fēng)扇導(dǎo)管通過入口孔并通過第一電子部件抽吸到所述內(nèi)部空間中，所述第一電子部件安裝在所述風(fēng)扇導(dǎo)管上并且定位成緊鄰所述入口孔；將空氣從所述內(nèi)部空間通過排泄孔并通過第二電子部件排放到周圍環(huán)境中，所述第二電子部件安裝在電子器件殼體上并且定位成緊鄰所述排泄孔；以及通過將所述定子翼片用作冷卻翅片以散熱到通過所述風(fēng)扇導(dǎo)管的主空氣流中而傳導(dǎo)地冷卻第三電子部件，所述第三電子部件安裝在所述風(fēng)扇導(dǎo)管上并且定位在所述定子翼片的緊鄰徑向外側(cè)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，經(jīng)由所述入口孔進(jìn)入所述內(nèi)部空間并經(jīng)由所述排泄孔離開的空氣形成了冷卻空氣流，所述冷卻空氣流從第四電子部件散熱，所述第四電子部件安裝在所述內(nèi)部空間中但是不位于所述入口孔或所述排泄孔之上。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，不與電子部件鄰近的其他入口孔和其他排泄孔有助于所述冷卻空氣流。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一電子部件是自耦變壓器整流器單元。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第二電子部件是絕緣柵雙極晶體管模塊，并且所述第三電子部件是感應(yīng)器或變壓器中的一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及集成的風(fēng)扇馬達(dá)和控制器殼體。具體地，一種電子器件冷卻系統(tǒng)包括管狀風(fēng)扇導(dǎo)管和電子器件殼體。管狀風(fēng)扇導(dǎo)管具有風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼，風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼容納風(fēng)扇，風(fēng)扇具有轉(zhuǎn)子葉片和定子翼片。電子器件殼體直接安裝在管狀風(fēng)扇導(dǎo)管上，使得電子器件殼體和風(fēng)扇導(dǎo)管罩殼一起封閉了內(nèi)部空間。冷卻空氣流路徑從管狀風(fēng)扇導(dǎo)管的高壓力區(qū)域通過入口孔延伸進(jìn)入內(nèi)部空間并且從排泄孔出來并進(jìn)入周圍環(huán)境。電子器件冷卻系統(tǒng)還包括安裝在內(nèi)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(fēng)扇導(dǎo)管上。第二電子器件支架定位在定子翼片的緊鄰徑向外側(cè)，位于風(fēng)扇導(dǎo)管上。第三電子器件支架定位成緊鄰排泄孔，位于殼體上。
文檔編號F04D27/00GK103002713SQ20121034055
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者D.帕爾, M.W.梅茨勒, T.J.米爾羅伊, R.P.高文 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司