[发明专利]带有集成式电力电子装置的电机

说明书

本发明涉及一种带有集成式电力电子装置(2)的电机(1)，所述电机(1)至少包括带有转动轴线(4)的转子(3)和定子(5)，所述定子(5)在定子(5)的端侧(6)上具有绕组端部(7)，所述定子(5)通过所述绕组端部(7)通过至少三个相(8、9、10)并且为每个相用至少一个输入线路(11)与电力电子装置(2)导电连接，其中，电力电子装置(2)包括至少三个半桥模块(12)以及第一配电元件(13)和第二配电元件(15)，所述第一配电元件用于连接电力电子装置(2)和电压源的第一电极(14)，所述第二配电元件(15)用于连接电力电子装置(2)和所述电压源的第二电极(16)；其中，每个输入线路(11)通过半桥模块(12)与第一配电元件(13)和第二配电元件(15)连接；其中，所述电力电子装置(2)布置在所述定子(5)的端侧(6)上。

技术领域

本发明涉及一种带有通过特殊方式集成在绕组端部区域中的电力电子学组件(下文中称为电力电子装置)的电机，以及所述电力电子装置相对于电机和相对于高压线的连接装置。所述电力电子装置用于调控电机的电流供应。电机包括至少一个带有转动轴线的转子和定子。所述定子在定子端侧具有绕组端部，所述定子通过所述绕组端部通过至少三个相并且为每个相用至少一个输入线路与电力电子装置导电连接。电力电子装置包括至少三个半桥模块以及第一配电元件和第二配电元件，所述第一配电元件用于连接电力电子装置和电压源的第一极，所述第二配电元件用于连接电力电子装置和电压源的第二极。

背景技术

电机尤其用作电力驱动单元，例如应用于机动车，并且所述电机优选地通过用于传递驱动机动车的扭矩的变速器作为补充。

电机和电力电子装置通常是通过三个相(导线)相互电连接的。电力电子装置与电源(三相交流电网或直流电源，例如在电动车辆或混合动力车辆中的蓄电池)连接。电力电子装置通常包括带有相应于电流和电压设计的半导体的电力模块。所述半导体可用已知的方法通过控制切换为导电或不导电的状态。以此产生电流特征曲线，所述电流特征曲线例如是在用于机动车驱动的当前工作点对于电机所必须的。

定子通常由至少一个铁芯构成，所述铁芯中布置有至少一个绕组。在绕组通电时在电机内产生磁场(定子场、旋转场)。定子磁场与转子相互作用并由于转子励磁或特殊的转子结构对转子产生力的作用，最终在转子轴上产生扭矩。定子上的绕组多数利用线圈构造，所述线圈具有确定匝数，并根据各相的可能的电压、电流的关系以及取决于转速的对扭矩特征曲线的要求相应地连接(串联、并联、混联)。线圈通常由铜线、大多由绝缘的圆线绕制。在此，所述铜线可以平行地连成具有所需截面的导线组。

线圈可预加工并接着通过槽开口装入定子槽中。线圈也可以机械地直接在定子中制造或者说绕制。布置在定子中的线圈被连接为相，或者在定子处进行单个的相之间的相互连接，例如以星形连接或三角连接的形式。备选地，单个的开口的、由具有所需横截面的实心导体构成的线圈匝可以轴向地导入槽中并且接着通过适宜的工艺(焊接、激光焊接)连成所谓的发卡式绕组。

绕组与绕组类型无关地具有与电力电子装置的导线的触点接通的可能方式。通常在电机的壳体上布置有为所述触点接通设置的连接板。所述连接板包含合适数量的螺纹连接位置，绕组终端和至电力电子装置的导线在所述螺纹连接位置上拧紧。电机与电力电子装置的连接部通常包括下列组件：(例如在电机上的)连接夹板；电机的各个绕组终端的至电机内部的连接板的导引件；电力电子装置上的连接板；在电力电子装置内的、半导体模块和电力电子装置连接板的触点连接部；电机与电力电子装置之间的屏蔽的、带有对应螺纹连接末端的导线。

电机与电力电子装置之间的这类连接方式造成了驱动单元有限的灵活性，因为需要特殊的(大的)结构空间并且必须在安装电力驱动系时遵循预定的顺序。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，至少部分地缓解或彻底解决相对于现有技术所提出的问题。尤其建议一种带有集成的电力电子装置的电机，其设计紧凑并且可实现组件的简化安装。