包括具有开关模块的交流电机的电机系统技术方案

一种电机系统包括交流电机。所述交流电机包括电机壳体、定子、转子和开关组件，所述电机壳体具有电机部分和开关部分。定子固定地安装在所述电机壳体的所述电机部分中，而转子相对于所述定子可旋转地安装。开关组件布置在所述电机壳体的所述开关部分内并且电连接到所述定子上。所述开关组件包括具有至少一个开关构件的至少一个开关模块。所述至少一个开关模块配置为且设置为可拆卸地安装在所述电机壳体的所述开关部分中。直流（DC）电源通过所述开关组件电连接到所述定子上。控制器可操作地连接到所述开关组件上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
示例性实施例涉及电机领域，并且更具体地，涉及具有开关模块的交流电机。
技术介绍
常规电机系统，例如在汽车、农用机械和其中电机和混合动力马达被采用的其他重型应用中使用的那些，包括通过高电压电缆可操作联接到逆变器上的电马达。常见的逆变器包括控制器部分和多相电源开关部分。多相电源开关部分包括各种高电压部件，例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、整流器、电容器、电感器、高电压配线等。逆变器电连接到发动机控制模块、高电压电池、和电马达上。在逆变器与电池之间的连接和在逆变器与电马达之间的连接需要高电压电缆。另外，由高电压部件产生的热量需要冷却。由此，常规逆变器通常也连接到专用冷却系统上。用于逆变器的冷却系统包括流体冷却剂例如油、水、空气或能够吸收和保持热量的其他介质。
技术实现思路
公开的是一种包括交流电机的电机系统。所述交流电机包括电电机壳体、定子、转子和开关组件，所述电机壳体具有电机部分和开关部分。定子固定地安装在所述电机壳体的所述电机部分中，而转子相对于所述定子可旋转地安装。开关组件布置在所述电机壳体的所述开关部分内并且电连接到所述定子上。所述开关组件包括具有至少一个开关构件的至少一个开关模块。所述至少一个开关模块配置为且设置为可拆卸地安装在所述电机壳体的所述开关部分中。直流(DC)电源通过所述开关组件电连接到所述定子上。控制器可操作地连接到所述开关组件上。所述控制器配置为且设置为操作所述开关组件以将来自所述直流电源的直流电流转变为交流电流以操作所述交流电机。还公开的是一种交流电机，所述交流电机包括电机壳体，所述电机壳体具有电机部分和开关部分。定子固定地安装在所述电机壳体的所述电机部分中，而转子相对于所述定子可旋转地安装。开关组件布置在所述电机壳体的所述开关部分内并且电连接到所述定子上。所述开关组件包括具有至少一个开关构件的至少一个开关模块。所述至少一个开关模块配置为且设置为可拆卸地安装在所述电机壳体的所述开关部分中。附图说明以下描述不应当以任何方式视为限制。参照附图，相似的元件相似地标记:图1绘出了根据示例性实施例的电机系统，所述电机系统包括具有开关组件的交流电机；图2绘出了根据示例性实施例的一个方面的图1的交流电机，所述交流电机具有包括多个开关模块的开关组件；以及图3绘出了根据示例性实施例的另一方面的图1的交流电机，所述交流电机具有包括开关模块的开关组件。具体实施例方式对公开装置和方法的一个或多个实施例的详细描述在本文参照附图作为示例而非限制给出。参照图1和图2，根据示例性实施例构造的电机系统整体上以2表示。电机系统2包括以具有电机壳体6的电马达4的形式不出的交流电机。电机壳体6包括电机部分9和开关部分12。在所示的示例性实施例中，电机部分9包括具有多个绕组20的定子组件17。绕组20限定用于交流电马达4的多个相。更具体地，交流电马达4构成多相交流电马达。电机部分9还示出为包括转子组件30，转子组件30具有可操作地联接到输出轴34上的转子毂32。此刻，应当理解的是，根据示例性实施例的电机能够采用以下形式:电马达，即设有电流输入以产生机械输出的电机；或发电机，即设有被转变为电流的机械输入的电机。根据示例性实施例，电机壳体6的开关部分12包括开关组件40。如将在下面更全面讨论的，开关组件40操作为从将来自直流电源的直流电流(DC)转变为交流电流(AC)以向交流电马达4供电。根据示例性实施例，开关组件40包括多个开关模块42、43、和44。每个开关模块42-44可拆卸地安装在电机壳体6的开关部分12内。更具体地，在开关故障的情况下，每个开关模块42-44可以被选择性地单独更换。以这种方式，单个开关的故障将不需要完全更换开关组件40。在所示的示例性实施例中，每个开关模块42-44包括对应的开关构件47、48、和49。开关构件47-49被选择性地通电(断开/接通)以建立用于交流电马达4的多个相。更具体地，开关模块42的开关构件47建立用于交流电马达4的第一相。开关模块43的开关构件48建立用于交流电马达4的第二相，而开关模块44的开关构件49建立用于交流电马达4的第三相。由此，开关模块42通过第一高电压导体52电连接到绕组20的第一相(未单独标示)上，开关模块43通过第二高电压导体53电连接到绕组20的第二相(未单独标示)上，而开关模块44通过第三高电压导体54电连接到绕组20的第三相(未单独标示)上。开关模块42-44也通过高电压电源导体65和66中相应的一个连接到一对电源端子60和61上。“高电压”应当被理解为指的是在交流电马达4与电源之间共享的任意电压。根据一个示例性方面，“高电压”为范围在大约100伏与大约1000伏或1000伏以上之间的电压。电压应当被理解为包括当以马达模式操作时由开关组件40向电机供应的电压，或者当电机以发电机模式操作时传送给开关组件40的电压。一般而言，电压应当理解为包括在电机与开关组件40之间交换的能量，从而导致能量在机械状态与电子状态之间的变换。电源端子60和61也分别通过高电压电缆77和78电连接到直流(DC)电源70 (以高电压电池74的形式示出)上。由此，在所示的示例性实施例中，交流电马达4由直流电源62提供电力。电机系统2示出为包括电连接到开关组件40上的控制器98。控制器98电激活(断开/接通)开关模块42-44以将来自直流电源70的DC电流转变为用来向交流电马达4供电的多相AC电流。控制器98布置在控制器壳体100内，控制器壳体100远离交流电马达4。控制器壳体100包括控制终端103，控制终端103将控制器98电连接到交流电马达4上。更具体地，控制器98通过低电压电缆105联接到开关组件40上，低电压电缆105在控制终端103与设置在电机壳体6上的控制终端元件107之间延伸。“低电压”应当理解为指的是在控制器98与开关组件40之间共享的电压，开关组件40用来获得开关组件47-49状态的变化，例如断开/接通。根据示例性实施例的一个方面，“低电压”构成范围在大于大约0伏与大约99伏之间的电压。电机系统2也包括电连接到控制器98上的马达控制模块109。马达控制模块109建立用于交流电马达4的期望操作速度/条件。控制器98还示出为联接到另外的控制输入部111上，其也能够包括附件控制模块，或者其他车辆操作参数例如扭矩、速度、功率等。电机系统2还示出为包括冷却系统120。冷却系统120包括流体连接到电机壳体6上的冷却剂输入端口 124和冷却剂输出端口 130。冷却剂输入端口 124将冷却剂140 (例如空气、油、水、二元醇的混合物等)朝向交流电马达4的开关部分12引导。冷却剂128靠近开关组件40热传导地经过以从每个开关模块42-44吸收热量。冷却剂128随后朝向电机壳体6的电机部分9流动。冷却剂128靠近定子组件17、转子毂32和转子叠片(未单独标示)热传导地流动。冷却剂128在从电机壳体6穿过冷却剂输出端口 130之前从定子组件17和转子组件30吸收另外的热量。冷却剂128随后穿过热交换器以移除被夹带的热量并且被重新引入到交流电马达4。可选地，冷却剂128可以经过其他装置。现在将对图3进行参照，其中在描述根据示例性实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·钱柏林，A·克雷维斯顿，
申请(专利权)人：瑞美技术有限责任公司，
类型：
国别省市：