本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
带有集成式电力电子装置的电机
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。为解决所述技术问题，按照本专利技术建议一种带有集成的电力电子装置的电机，其至少包括带有转动轴线的转子和定子。所述定子在定子的端侧具有绕组端部，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电极，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电极。每个输入线路通过半桥模块与第一配电元件和第二配电元件连接。通过在运行中对半桥模块相应的控制，每个输入线路通过半桥模块选择性地与第一配电元件或者第二配电元件电连接，使得与工作点相应的电流可流入输入线路。电力电子装置布置在定子的端侧上。电力电子装置尤其环状地在定子的端侧上、优选在整个圆周上延伸，尤其至少在270度的角度范围上延伸。电力电子装置尤其连接在定子上，使得定子和电力电子装置不需要分开安装。因此定子和电力电子装置可以在与其他组件不相关的安装过程中制造。电力电子装置优选在定子上这样布置，使得电力电子装置沿径向不越过定子(优选也不越过转子)向外延伸。电力电子装置的冷却尤其通过输入线路或通过电力电子装置在定子上的连接实现。必要时可以为电力电子装置设置自己的冷却装置，例如通过沿径向例如在外部连接在电力电子装置上的壳体。尤其不需要配设壳体，电力电子装置通常必须连接在该壳体上。电力电子装置优选通过刚性的连接在定子上连接并由此固定在定子或电机上。所述刚性连接优选(仅)通过绕组端部的多个输入线路构成，所述输入线路尤其设计为刚性的(即电力电子装置的自重不造成塑性变形)输入线路(特别合适的是发卡式绕组)。定子、转子和绕组端部这些组件是电机构造中已知的电机组成部分。在此建议，将电力电子装置以节省空间的方式与绕组端部紧邻地布置。多个半桥模块的至少一个尤其包括导电的承载板和所述承载板上的至少一个第一半导体开关以及第二半导体开关，其中，输入线路在连接部处触点接通承载板，并且通过所述承载板和第一半导体开关与第一配电元件连接，通过所述承载板和第二半导体开关与第二配电元件接通。半导体开关优选附加地分别与控制线路连接，所述半导体开关通过所述控制线路切换为导电状态或不导电状态。两个半导体开关和承载板(尤其和控制线路一起)构成了半桥模块。定子或定子绕组中的各个线圈通过导电的承载板被电流加载。所述电流由通过配电元件连接在电力电子装置上的电压源产生。设置用于驱动电机的电流通过半导体开关导向承载板并通过承载板继续导向输入线路。通过在运行中对半桥模块的相应控制使每个输入线路通过半桥模块选择性地与第一配电元件或第二配电元件电连接，使得与工作点相应的电流可流入输入线路。用于控制线路的接通和通电的控制装置尤其与电力电子装置远离地布置，因此所述控制装置不包括在术语“电力电子装置”中。按照优选的设计方案，配电元件沿周向环形或环扇形地延伸。其中一个配电元件例如可以布置在连接部沿径向的外侧，另一个配电元件布置在连接部沿径向的内侧。按照另一优选的设计方案，配电元件沿周向环形或环扇形地延伸并沿轴向相继地布置。环形的设计方案包括的是，相的每个线圈(输入线路)和涉及到的、单构件式设计的配电元件直接(通过第一电路)连接，在线圈也构成相的多相系统中，则每个相或每个半桥模块和涉及到的、单构件式设计的配电元件直接(通过第一电路)连接。所述的涉及到的配电元件在此环状地沿周向延伸。与之相对的，环扇形的设计方案包括的是，涉及到的配电元件包括多个沿周向相继布置的扇形体，其中每个扇形体与一个或多个线圈(在多相系统中也就是相)(或者输入线路)，或与一个或多个半桥模块(通过第一电路或触点接通)连接。至少一个承载板尤其沿轴向布置在第一配电元件和第二配电元件之间。这种类型的布置是沿径向非常紧凑地构造的，因为组件承载板和配电元件沿轴向相继地布置。输入线路以绕组端部为出发点尤其延伸通过设置在配电元件之一中的凹部直至连接部。按照另一设计方案，连接部在至少一个承载板上沿径向布置在配电元件的内侧或外侧，所述配电元件位于承载板和绕组端部之间，使得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一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。
【技术特征摘要】
2017.06.13 DE 102017112993.61.一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。2.按权利要求1所述的电机(1)，其中，至少一个半桥模块(12)包括导电的承载板(17)和在所述承载板(17)上包括至少一个第一半导体开关(18)和第二半导体开关(19)；其中，输入线路(11)在连接部(20)处触点接通承载板(17)，并且所述输入线路(11)通过承载板(17)和第一半导体开关(18)与第一配电元件(13)连接，以及通过承载板(17)和第二半导体开关(19)与第二配电元件(15)连接。3.按权利要求2所述的电机(1)，其中，配电元件(13、15)环形地或者环扇形地沿周向(21)延伸并且配电元件(13、15)其中一个沿径向布置在连接部(20)外侧，配电元件(15、13)中的另外一个沿径向布置在连接部(20)内侧。4.按权利要求2所述的电机(1)，其中，所述配电元件(13、15)环形地或者环扇形地沿周向(21)延伸并且沿...
【专利技术属性】
技术研发人员：R普利卡特，Z诺伊施尔，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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