功率电子元件和功率电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种功率电子元件以及一种功率电子装置。
【背景技术】
[0002] 为了运行带定子的电机要使用变频器。根据现有技术，变频器是三相的，并且布置 在与电机分隔开的壳体内。从而实现以下优点，即，变频器不必暴露在电机运行时占主导的 热负载和机械负载中。
[0003]除了变频器，为了运行带定子的电机，在大部分情况下还需要其他的功率电子组 件。根据现有技术，由于构造空间有限，所以尝试着将功率电子模块布置在电机壳体上和/ 或内。然而因此带来以下缺点，即，功率电子模块也暴露在电机运行时出现的负载中。例如 会出现高的热负载和/或机械负载。
[0004]根据现有技术迄今尚未解决的问题是，功率电子模块的充分冷却的特性和力配合 的机械固定的结合。此外还希望能够自动化地装配功率电子模块。特别是对于直接布置在 定子附近的功率电子模块出现许多困难。因此，根据现有技术通常使用少于马达线圈的功 率电子模块。其中，这些模块布置在为此设计的载体或冷却体上。不利的是，因此无法让功 率电子模块直接地与电机的定子或定子区段连接。 【实用新型内容】
[0005]因此，本实用新型的基本任务是，提供一种用于电机的定子的功率电子元件，它使 得功率电子模块能够直接集成到电机壳体内。
[0006]根据本实用新型的用于电机定子的功率电子元件包括冷却体和功率电子模块，其 中，冷却体设计为楔石（Keilsteinartig)形状。
[0007]以有利的方式，冷却体设计为楔石形状的。由此使得负担在冷却体上的压力传递 到相对于压力方向位于侧边的轴承上。特别是这些压力例如在石拱的楔石的情况下传递到 直接贴靠在侧边的冷却体上。特别有利的是，由此使得各个冷却体能够在热传递上和力配 合上很好地结合。
[0008]例如可以将冷却体挤压到和/或收缩到环状的和/或圆柱体形状的壳体内。通 过冷却体的楔石形状的构造，使得冷却体由于挤压和/或收缩形成的压力环形地和/或 圆柱体形地不仅在径向上而且在切线方向上保持在位置上。从而得到很高的机械稳定性。 此外有利的是，为此不需要其他的机械连接。此外，通过布置在壳体内的冷却体的按压力 (Anpressdruck)使得冷却体和壳体能够很好地热接触。因为所述的这些优点，通过楔石形 状的冷却体使得能够以紧凑的构造形式构造功率电子元件，该元件提供与壳体的良好的热 接触，并且同时在不需要繁琐的固定的情况下具有充分的机械稳定性。
[0009]以有利的方式，功率电子模块与楔石形状的冷却体处于热接触状态。由此能够通 过楔石形状的冷却体冷却功率电子模块。特别有利的是含铝的楔石形状的冷却体，因为铝 具有良好的热传导性。
[0010] 根据本实用新型的一种有利的构造方案，冷却体的第一侧和与第一侧相对置的第 二侧设计为以楔形相互朝向对方延伸，例如以带有梯形基础面的棱柱体的形状。
[0011] 以有利的方式，以楔形相互朝向对方延伸的侧面具有9 = 2?L/n的中间夹角。其 中，n是布置在环形的和/或圆柱体形状的壳体内的冷却体的数量。例如，在冷却体数量n =18时，中间夹角q> = 71/9。这相当于20°的中间夹角。
[0012] 通过以楔形相互朝向对方延伸的侧面使得能够形成构造简单的、楔石形状的冷却 体。以有利的方式，这里的冷却体的第一和第二侧面是平坦的，使得能够与布置在第一和第 二侧面上的其他相邻冷却体进行很好的接触。由此不仅实现了相邻冷却体的良好的热接 触，还实现了它们之间良好的机械接触。此外，通过冷却体的简单的构造方式还实现了以下 优点，即，使得能够自动化地预制冷却体。此外还可以在冷却体的第一和/或第二侧上设计 导槽和/或弹簧，从而实现与相邻冷却体的形状配合的连接。一般来说，与相邻冷却体以形 状配合和/或力配合的形式连接是有利的。
[0013] 在本实用新型的另一种有利的构造方案中，冷却体的另一个相邻的第三侧面被设 计为圆柱体的罩面的一部分。
[0014] 由此使得在将冷却体挤压到和/或收缩到环状的和/或圆柱体形状的壳体中时， 在冷却体和壳体之间形成基本上完全覆盖住的接触面。由此实现更大的热流量，并且因此 更大程度地冷却功率电子元件。环状的和/或圆柱体形状的壳体也可以理解成多边体形状 的壳体，其中，均匀的n角形或一般的n角多边体近似和/或代替环形体或圆柱体的底面的 圆形轮廓。以有利的方式，为n个数量的功率电子元件采用均匀的n角形作为环状的和/ 或圆柱体形状的壳体的底面的圆形轮廓。
[0015] 根据本实用新型的一种有利的改进方案设计的是，冷却体相对于圆柱体的一条圆 柱体轴线具有第一、第二和第三子区域，其中，中间的第二子区域在垂直于圆柱体轴线的径 向上具有比第一和第三子区域更大的延伸度。
[0016] 换句话说，冷却体的厚度在位于冷却体的第一和第三子区域之间的中间的第二子 区域内增加。以有利的方式，因此沿着圆柱体轴线形成T形形状的冷却体。其中，冷却体的 第一和第三子区域以垂悬的形式延续第二子区域。以有利的方式，通过冷却体的这个轴向 上的、也就是说在圆柱体轴线方向上铸造出来的延长部分使得能够与壳体有更大的接触面 积。这又提升了向壳体的导热能力和与壳体的机械稳定性。此外特别有利的是，由此能够 更好地在轴向上定位功率电子元件，例如定位在环状的和/或圆柱体形状的壳体内。
[0017] 在本实用新型的另一种有利的改进方案中，冷却体的第一和第三子区域在径向上 具有不同的延伸度。
[0018] 根据本实用新型的一种有利的构造方案，功率电子模块布置在冷却体的与第三侧 面相对置的第四侧面上。
[0019] 由此以有利的方式提升冷却体对功率电子模块的散热效果。冷却体的位于冷却体 第四侧面对面的第三侧面例如与包夹着冷却体的壳体处于导热接触和机械接触状态。因 此，通过将功率电子模块布置在第四侧面上使得冷却体吸收功率电子模块的废热。此外，通 过将功率电子模块布置在第四侧面上还基本上将冷却体的整个厚度都用来吸收热量，这个 厚度相当于冷却体在第三和第四侧面之间的延伸度。因此以有利的方式增加了提供给功率 电子模块散热的导热质量。
[0020] 在本实用新型的另一种有利的构造方案中，冷却体中间的第二子区域包含设计用 于容纳功率电子模块的开口。
[0021] 以有利的方式，通过冷却体的开口使得功率电子模块被冷却体至少部分地包围 住。但是也可以考虑一种基本上完全包围住功率电子模块的开口。特别有利的是由此改进 冷却体和功率电子模块之间的热接触。从而更好地冷却功率电子模块。还设计的是，这个 开口包含导热膏和/或导热性特别好的材料。由此额外地提高或改进冷却体和功率电子 模块之间的导热能力，并且因此提高或改进它们之间的热接触。
[0022] 冷却体中间的第二子区域具有沿着径向大于第一和第三子区域的延伸度，以有利 的方式，该第二子区域具有这个开口。由此使得包围住功率电子模块的导热质量增大。以 有利的方式，由于导热质量增大使得能够更多地容纳功率电子模块的废热。
[0023] 根据本实用新型的一种有利的改进方案，这个开口被设计为凹槽，它形状配合地 包围在一个子区域中的功率电子模块。
[0024] 由此能够将功率电子模块简单地插入冷却体和/或安接其上。以有利的方式，这 使得能够简单地装配功率电子元件。通过部分地包围功率电子模块能够将功率电子元件的 更多组件布置到功率电子模块上。此外设计的是，将功率电子