用于逆变器的连接构件及包括所述连接构件的逆变器的制作方法

用于逆变器的连接构件及包括所述连接构件的逆变器
1.本发明涉及用于逆变器的连接构件及包括所述构件的逆变器。
2.更详细地，本发明主要应用于旋转电机的领域，特别是异步电动机，这些电机优选用于牵引设备或汽车设备。
3.随着混合动力车辆/电动车辆的日益发展，对性能的日益增长的需求与所实行的尺寸约束一起使得机器布局的设计越来越复杂。
4.就这方面而言，设计者所面临的问题之一是在驱动电子器件内减少损耗和增加电效率。
5.例如，逆变器内的功率电子器件(功率模块)和电容器之间存在的连接结构通常导致显著的电损失，这主要是由于需要将这些部件相对远地定位并且这些部件位于通常不相邻的位置中。
6.因此，本发明的目的是提供一种用于逆变器的连接构件以及一种具有增加的效率和减小的总尺寸的逆变器。
7.所述目的是通过具有所附权利要求1至7中的一项或多项的特征的用于逆变器的连接构件以及通过具有权利要求8至9中的一项或多项的特征的逆变器来实现的。
8.具体地，连接构件包括由电绝缘材料制成的支撑件并包括多个导电性构件。
9.优选地，提供第一导电性轨道和第二导电性轨道，该第一导电性轨道和该第二导电性轨道均锚定到所述支撑件并且均至少在一个第一端与一个第二端之间延伸。
10.优选地，第一轨道和第二轨道布置为彼此靠近并且与由电绝缘材料制成的所述支撑件共同模制。
11.此外，优选地，支撑件包括一个或多个容纳部，这些容纳部设计成容纳多个电容器并且设置有用于与所述第一导电性轨道和所述第二导电性轨道连接的开口。
12.有利地，由此，电容器和功率模块处于闭合位置并连接到相同的轨道，以有益于逆变器的电效率。
13.优选地，第一导电性轨道和第二导电性轨道彼此重叠并且至少部分地嵌入所述支撑件内。
14.更优选地，第一导电性轨道和第二导电性轨道与所述支撑件共同模制。
15.在结构上，优选地，所述支撑件包括基本上平坦的壁，所述第一导电性轨道和所述第二导电性轨道锚定到该基本上平坦的壁，优选地至少部分地嵌入到该基本上平坦的壁中，并且该基本上平坦的壁在主平面中延伸，该主平面在使用中与逆变器所关联的电机的旋转轴线正交。
16.所述容纳部与主平面正交地延伸并且具有连接到所述轨道二者的至少一个开口，以便允许相应的电容器直接连接到轨道。
17.有利地，由此，单个连接构件包括将逆变器连接到电容器所需的所有部件，这些部件优选为共同模制的。
18.在优选实施例中，该基本上平坦的壁在所述主平面中具有“u”形形状以便使其自身围绕电机的所述旋转轴线布置。
19.优选地，第一导电性轨道和第二导电性轨道沿着所述基本上平坦的壁延伸并且具有“u”形形状。
20.以上描述的连接构件优选被插入到用于电机的逆变器中。
21.该逆变器包括设置有至少一个平坦支撑件的壳体、锚定到所述平坦支撑件的多个功率模块、多个电容器。
22.该连接构件被连接到所述平坦支撑件。
23.优选地，第一导电性轨道和第二导电性轨道均具有多个第二端，这些第二端电连接到所述功率模块中的每个功率模块。
24.更优选地，电容器容纳在所述一个或多个容纳部中并且沿着所述第一导电性轨道和所述第二导电性轨道电连接。
25.此外，优选地，功率模块在与所述旋转轴线正交的平面中按照“u”形构造一个接一个地连续布置。连接构件围绕所述旋转轴径向地布置在功率模块内部。
26.通过以下对附图中所示的用于逆变器的连接构件及逆变器的实施例的优选的、因此非排他的实施例的示例性的、因此非限制性的描述，这些和其他具有相关优点的特征变得更加显而易见，在附图中：
[0027]-图1示出了根据本发明的连接构件；
[0028]-图2示出了被组装在逆变器上的图1中的连接构件；
[0029]-图3示出了装配有图2中的逆变器的电机。
[0030]
参考附图，标号1表示根据本发明的用于逆变器105的连接构件，该连接构件优选地用于电机100内。
[0031]
这种连接构件1配置为将功率模块106电连接到逆变器105的电容器5。
[0032]
在优选实施例中，这种逆变器105被插入到异步型的电机100中，更优选地是插入到绕线转子型的电机中。
[0033]
参考图3，因此，该电机100包括定子101和转子102，其中，定子设置有框架103和多相绕组(未示出)，转子设置有沿着旋转轴线“a”延伸的旋转轴104。
[0034]
逆变器105电连接到定子101的绕组并且受到所述框架103的约束。
[0035]
特别地，逆变器105包括壳体(未作为整体示出)，该壳体配备有用于与定子101的框架103结合的平坦支撑件107。
[0036]
在壳体内部，优选地在平坦支撑件107上，设置有多个功率模块106和连接构件1。
[0037]
功率模块106每个都与所述绕组的相相关联；在所示实施例中，电机100具有三相绕组，因此示出了三个功率模块106。
[0038]
优选地，功率模块106在与所述旋转轴线“a”正交的平面中按照“u”形(即，马蹄形)构造一个接一个地连续布置；
[0039]
更优选地，功率模块106布置在平坦支撑件107的径向外部(即，外围)部分中。
[0040]
在这种支撑件107的中心处具有中心腔108，旋转轴104穿过该中心腔，并且该中心腔在周缘上由边缘界定。
[0041]
根据本发明的连接部件1优选插入到以上描述的逆变器105中。
[0042]
这种连接构件包括由电绝缘(或非传导性)材料制成的支撑件2，该支撑件成形为容纳在逆变器105处并且优选地设置有与逆变器105的平坦支撑件107锚定的部分。
[0043]
本文的电绝缘材料意在限定例如聚对亚苯基硫醚(pps)或者聚对苯二甲酸丁二酯(pbt)。
[0044]
电连接构件锚定到支撑件2。
[0045]
具体地，连接构件1包括锚定到所述支撑件2的第一导电性轨道3，并且该第一导电性轨道至少在一个第一端3a与一个第二端3之间延伸。
[0046]
同样，设置了锚定到所述支撑件2上的第二导电性轨道4，并且该第二导电性轨道至少在一个第一端4a与一个第二端4b之间延伸。
[0047]
在使用中，第一导电性轨道3的第一端3a优选连接到“发动机”侧，特别是连接到励磁模块。
[0048]
第二导电性轨道4的第一端4a优选地连接到电源侧，特别是连接到emi滤波器或其他元件。
[0049]
相比之下，第一导电性轨道的第二端3b和第二导电性轨道的第二端4b连接到功率模块106。
[0050]
优选地，在这方面，第一导电性轨道3和第二导电性轨道4二者都具有多个第二端3b、4b，这些第二端沿着相应的轨道3、4的延伸部相互(成对地)分布，每个第二端都可连接到与电机100的定子绕组的相应相相关联的功率模块。
[0051]
在所示实施例中，机器是三相型的，因此，轨道3、4均都具有三对第二端3b、4b，这些成对的第二端优选地以基本恒定的间距布置。
[0052]
根据本发明的一个方面，所述第一导电性轨道3和所述第二导电性轨道4彼此重叠并且至少部分地嵌入所述支撑件2内。
[0053]
在结构上，支撑件2优选地具有基本上平坦的壁2a，导电性轨道3、4锚定到该壁。
[0054]
这个基本上平坦的壁2a在主平面“b”中延伸，该主平面在使用中与电机100的旋转轴线“a”正交。
[0055]
导电性轨道3、4优选地锚定(至少部分地嵌入)在对应的基本上平坦的壁2a中。
[0056]
更优选地，第一导电性轨道3和第二导电性轨道4中的至少一者完全嵌入在所述基本上平坦的壁2b内。
[0057]
在所示实施例中，第一导电性轨道3嵌入在基本上平坦的壁2a内，而第二导电性轨道仅部分地嵌入，因此，第二导电性轨道从基本上平坦的壁向外延伸。
[0058]
因此，优选地，导电性轨道和支撑件是共同模制的。
[0059]
此外，优选地，支撑件包括多个容纳部2b，这些容纳部从所述基本上平坦的壁2b与其正交地延伸，并且这些容纳部设计成容纳相应的多个电容器5。
[0060]
即，容纳部从基本上平坦的壁2b与主平面“b”正交地(即，与旋转轴线“a”平行地)延伸。
[0061]
优选地，这种容纳部2b连接到导电性轨道3、4中的每一者以便使得相应的电容器5直接电耦接到两个轨道。
[0062]
有利地，因此电容器5与功率模块106的耦接基本上是直接的，其中距离被最小化并且电性能被最大化。
[0063]
应注意的是，基本上平坦的壁2a就在主平面“b”中而言具有预定的横向总尺寸。
[0064]
即，基本上平坦的壁2a在主平面“b”中覆盖预定区域
[0065]
容纳部2b的横向总尺寸进而包含在基本上平坦的壁2a的所述预定横向总尺寸内。
[0066]
即，容纳部的横向总尺寸不超过基本上平坦的壁的横向总尺寸并且容纳部主要沿“轴向”(即，平行于旋转轴线“a”)延伸。
[0067]
优选地，应注意的是，每个容纳部2b具有在第一端6a与第二端6b之间与所述主平面“b”正交地延伸的管状形状。
[0068]
第一端6a固定到基本上平坦的壁2a并且设置有面向所述第一导电性轨道3和所述第二导电性轨道4的至少一个开口。
[0069]
第二端6b远离所述基本上平坦的壁2b并且优选地敞开以允许对应的电容器被插入。
[0070]
有利地，连接构件1的紧密结构使得其与电容器直接耦接。
[0071]
实际上，优选地，电容器5均轴向地接合在相应的容纳部2b中并且电连接到导电性轨道3、4二者。
[0072]
在优选实施例中，电容器5焊接到导电性轨道3、4。然而，可以等同地使用其他连接方法。
[0073]
应注意的是，优选地，在远离基本上平坦的壁2a延伸的情况下，电容器5的轴向总尺寸超过对应的容纳部2b的轴向总尺寸。
[0074]
有利地，这简化了连接器到相应的容纳部2b中的装配。
[0075]
在这方面，在优选实施例中，容纳部的第二端6b包括用于相应的电容器5的轴向(弹性)保持装置。
[0076]
优选地，基本上平坦的壁2a在所述主平面“b”中具有“u”形(或马蹄形)形状以便使其自身布置在电机100的旋转轴线“a”周围。
[0077]
在这方面，第一导电性轨道3和第二导电性轨道4也沿着基本上平坦的壁2a延伸并且具有“u”形形状。
[0078]
优选地，电容器的容纳部2b也(从与第二导电性轨道4从其延伸的面相对的面)彼此平行地远离平坦的壁延伸。
[0079]
具体地，容纳部2b是并排布置的并且还按照“u”形形状布置，因此遵循基本上平坦的壁2a的轮廓。
[0080]
由此，并排布置的容纳部与其相对应地限定波纹形的连接构件1的侧边缘。
[0081]
因此，连接构件1围绕所述旋转轴“a”径向地布置在逆变器105的功率模块106内部。
[0082]
此外，优选地，连接构件1的轴向延伸程度不超过功率模块106的轴向延伸程度(即，对应于功率模块的轴向延伸程度)，这使得功率模块进一步靠近电容器。
[0083]
此外，优选地，平坦支撑件107的中心腔108的边缘108a具有与连接构件1的容纳部2b的侧轮廓相反形状的瓣状构造(即，瓣状边缘)。
[0084]
有利地，由此，连接构件可以像插塞一样用简单的轴向压力装配在平坦支撑件107中。
[0085]
本发明实现了这些目的并且提供了重要的优点。
[0086]
实际上，包括导轨和电容器两者的紧凑的连接构件的存在使得且逆变器的体积显著地减小并且电效率增加。
[0087]
此外，连接构件的马蹄形形状允许将连接构件居中地应用到逆变器的壳体，从而使得组装容易且可靠。