[发明专利]用于电动机或发电机的逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器，特别涉及一种用于电动机或发电机的逆变器。

背景技术

电动机系统通常包括电动机和布置为控制电动机的功率的控制单元。已知类型的电动机的示例包括感应电动机、同步无刷永磁电动机、开关磁阻电动机和线性电动机。在市面上，三相电动机是最常见的一种可用电动机。

三相电动机通常包括三个线圈组，其中每个线圈组布置为生成与交流电压的三个相中的一个相关的磁场。

为了增加形成在电动机内的磁极的数量，每个线圈组通常将具有围绕电动机的外周分布的多个线圈子组，这些线圈子组被驱动以产生旋转磁场。

通过图示的方式，图1示出了典型的三相电动机10，其具有三个线圈组14、16、18。每个线圈组由串联连接的四个线圈子组构成，其中，对于给定的线圈组，由各个线圈子组生成的磁场将具有公共相。

三相电动机的三个线圈组通常被配置为三角形或Y形构造。

用于具有DC电源的三相电动机的控制单元通常将包括三相桥式逆变器，该三相桥式逆变器生成三相电压供给以驱动电动机。各个电压相中的每一个被施加至电动机的相应的线圈组。

三相桥式逆变器包括多个开关装置，例如，诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)开关的电力电子开关，这些开关装置用于从DC电压供给生成交流电压。

然而，通常与DC侧(DC link)电容器结合的控制单元和DC电源，定位得距电动机的距离越大，对于电动机系统内的电流，相关的电流环将越大，其中电流环尺寸的增加将具有增加电动机的电感的效果。

随着整个电动机系统的电感增加，当电流发生变化时，例如，在生成交流电压供给时逆变器开关运行时，电压瞬时值将变大。电动机系统内的电压瞬时值越高，电动机逆变器内的逆变器开关的额定功率需越大，其中，与相应较小的开关装置相比，更高额定功率的开关具有更慢的开关速度以及更大的开关损耗。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种根据随附权利要求所述的逆变器。

本发明具有使得逆变器内的电流环面积最小化的优点。特别地，电流环面积通过如下地构造逆变器开关而被最小化：使得正负功率轨线至逆变器的桥臂的耦合在电路板的一侧彼此邻近地定位，电动机的相绕组在电路板的相反侧耦合至逆变器的桥臂。

附图说明

现将结合附图、通过示例的方式来描述本发明，其中：

图1示出了现有技术的三相电动机；

图2示出了实施本发明的电动机的分解视图；

图3从另一角度示出了图1所示的电动机的分解视图；

图4示出了根据本发明的实施例的电动机；

图5示出了根据本发明的实施例的用于电动机的控制装置；

图6示出了根据本发明的实施例的功率衬底的横截面视图；

图7示出了根据本发明的实施例的逆变器；

图8示出了根据本发明的实施例的逆变器桥臂的电耦合；

图9示出了根据本发明的实施例的逆变器桥臂的尺寸。

具体实施方式

所描述的本发明的实施例针对一种用于电动机的逆变器，其中，电动机用于车辆的车轮。然而，电动机可以位于车辆内的任何位置。电动机是这样一种类型：其具有一组线圈，作为附接至车辆的定子的一部分，并且定子由转子径向环绕，该转子承载一组磁体以附接至车轮。为免存疑，本发明的各个方面同样可应用于具有相同布置的发电机。因而，电动机的定义旨在包括发电机。另外，本发明的一些方面可应用于具有在径向环绕的线圈内在中心安装的转子的布置。本领域技术人员应该意识到，本发明可应用于其它类型的电动机。

为了本实施例的目的，如图2和3所示，轮毂电动机包括定子252，定子252包括：热沉253；多个线圈254；两个控制装置400，其安装在定子的后部上的热沉253上，用于驱动线圈；以及环形电容器(也被称为DC侧电容器)，其安装在定子上、控制装置400的内径之内。线圈254形成在定子齿叠层上以形成线圈绕组。定子盖256安装在定子252的后部，封闭控制装置400以形成定子252，定子252可随后固定至车辆并且在使用时不会相对于车辆旋转。

每个控制装置400包括控制逻辑420和两个逆变器410，控制逻辑420在本实施例中包括处理器，该处理器用于控制逆变器410的操作，其在图4中被示意性地示出。