Patent DE-112011100373-B4 (DE)
Title: Inverter-integriertes Antriebsmodul und Herstellungsverfahren hierfür
Inventor: HAZEYAMA MORIYUKI
IPC: H02M7/48
Filed: 2011-01-20
Granted: 2022-03-31
Abstract: Inverter-integriertes Antriebsmodul aufweisend:einen Motor (14, 40, 60), aufweisend:einen Stator (20, 42, 62, 70) mit einer Stator-Spule (24, 26, 46, 66), die aus M Phasen-Spulen (25, 47, 67) gebildet ist, wobei M eine Ganzzahl ist, welche größer oder gleich 3 ist; undeinen Rotor (16, 41, 61), der drehbar um eine Achse in dem Stator (20, 42, 62, 70) angeordnet ist;parallele Platten-Elektroden (2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b), die als Glättungskapazität wirken und eine Ringstruktur aufweisen, wobei die parallelen Platten-Elektroden (2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b) durch eine elektrische Versorgungsplatte (2) mit positiver Elektrode und eine elektrische Versorgungsplatte (3) mit negativer Elektrode gebildet werden; undein Inverter-Modul (4), das axial zwischen den parallelen Platten-Elektroden (2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b) und dem Motor (14, 40, 60) angeordnet ist,wobei das Inverter-Modul (4) eine Schaltungsplatte (6) und M-Phasen-Inverter-Einheiten umfasst, die in Umfangsrichtung um einen Umfangsbereich der Schaltungsplatte (6) angeordnet sind,wobei das Inverter-Modul (4) gegenüberliegende Seiten hat, einschließlich einer ersten Seite, die axial dem Motor (14, 40, 60) zugewandt und mit diesem verbunden ist, und einer gegenüberliegenden zweiten Seite, die axial den parallelen Platten-Elektroden (2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b) zugewandt und mit diesen verbunden ist, wobei die parallelen Platten-Elektroden (2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b) axial dem Inverter-Modul (4) zugewandt sind und dieses vollständig bedecken, das um den Umfangsbereich der Schaltungsplatte (6) angeordnet ist; und wobeijede der M Phasen-Spulen (25, 47, 67) eine konzentrierte Wicklungsspule aufweist, bei welcher ein Leiterdraht hintereinander auf L auf den Umfang bezogen aufeinanderfolgenden Zahn-Abschnitten (23, 45, 65, 73) gewickelt ist, wobei L eine Ganzzahl ist, welche größer oder gleich 2 ist; und wobei das Inverter-Modul (4) eine Mehrzahl von Inverter-Einheiten (5) enthält,die so angeordnet sind, dass sie axial benachbart zu den jeweiligen der M Phasen-Spulen (25, 47, 67) sind und diesen zugewandt sind, so dass die radialen Positionen der Mehrzahl von Inverter-Einheiten (5) ungefähr gleich den radialen Positionen der M Phasen-Spulen (25, 47, 67) in der Richtung einer Achse des Stators (20, 42, 62, 70) sind; und wobei der Stator (20, 42, 62, 70) einen ringförmigen Stator-Kern (21, 43, 63, 71) aufweist; und wobeider Rotor (16, 41, 61) Magnetpole aufweist, bei welchem nach Norden (N) ausgerichtete Pole und nach Süden (S) ausgerichtete Pole derart angeordnet sind, dass sie sich auf den Umfang bezogen abwechseln; und das Inverter-Modul (4) die Mehrzahl von Inverter-Einheiten (5) umfasst, welche jeweils aufweisen:einen positiven elektrodenseitigen Eingangsanschluss (10),einen negativen elektrodenseitigen Eingangsanschluss (11),ein Umschaltelement eines oberen Auslegers (7), dessen positive Elektrodenseite mit dem positiven elektrodenseitigen Eingangsanschluss (10) verbunden ist,ein Umschaltelement eines unteren Auslegers (8), dessen negative Elektrodenseite mit dem negativen elektrodenseitigen Eingangsanschluss (11) verbunden ist; undeinen Wechselstrom-Ausgangsanschluss (12), welcher mit einer negativen Elektrodenseite des Umschaltelements des oberen Auslegers (7) und einer positiven Elektrodenseite des Umschaltelements des unteren Auslegers (8) verbunden ist; und wobei:jede der Mehrzahl von Inverter-Einheiten (5) des Inverter-Moduls (4) in unmittelbarer Nähe des Motors (14, 40, 60) angeordnet ist, so dass sie jeder der M Phasen-Spulen (25, 47, 67) axial gegenüberliegt;die parallele Platten-Elektroden (2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b) jeweils eine kreisförmige, ringförmige, flache Platte aufweisen, die so angeordnet ist, dass sie dem Inverter-Moduls (4) in unmittelbarer Nähe axial zugewandt ist, und die Mehrzahl von Inverter-Einheiten (5) mit elektrischem Strom versorgt; und wobeiein Glättungskondensator (32, 32a, 32b) parallel mit einer Eingangsseite des Inverter-Moduls (4, 50, 60) verbunden ist; undder Motor (14, 40, 60) und das Inverter-Modul (4, 50A, 50B) durch Verbinden der Wechselstrom-Ausgangsanschlüsse (12) von jeder der Mehrzahl von Inverter-Einheiten (5) mit Ausgangsdrähten (28) der Phasen-Spulen (25, 47, 67), welche den Inverter-Einheiten (5) axial gegenüberliegen, elektrisch verbunden sind; undwobei der (14, 40, 60) ein Innenrotor-3-Phasen-Motor mit 12N Schlitzen und (12 ± 2)N Polen ist, wobei N eine Ganzzahl größer oder gleich 1 ist,und wobei die M Phasen-Spulen (47) durch 6N konzentrierte Wicklungsspulen gebildet sind, welche jeweils durch Wickeln eines Leiterdrahts zu einer konzentrierten Wicklung hintereinander auf zwei auf den Umfang bezogen aufeinanderfolgenden Zahn-Abschnitten (45) hergestellt sind;wobei die Stator-Spule (46) aufweist:eine erste 3-Phasen-Wechselstrom-Wicklung (46A), welche durch Wechselstrom-Verbindung von drei ersten Phasen-Spulen-Gruppen hergestellt ist, welche jeweils durch Verbinden von N der konzentrierten Wicklungsspulen identischer Phase parallel zueinander gebildet sind; undeine zweite 3-Phasen-Wechselstrom-Wicklung (46B), welche durch Wechselstrom-Verbindung von drei zweiten Phasen-Spulen-Gruppen hergestellt ist, welche jeweils durch Verbinden von N der konzentrierten Wicklungsspulen identischer Phase parallel zueinander gebildet sind;wobei das Inverter-Modul (4) aufweist:ein erstes Inverter-Modul (50A), welches 3N der Inverter-Einheiten (5) enthält, welches derart am zweiten Axialende des Motors (40) angeordnet ist, dass die Inverter-Einheiten jeder der konzentrierten Wicklungsspulen, welche die drei ersten Phasen-Spulen-Gruppen bilden, axial gegenüberliegen, und bei welchem jeder der Wechselstrom-Ausgangsanschlüsse (12) der Inverter-Einheiten mit der axial gegenüberliegenden konzentrierten Wicklungsspule verbunden ist; undein zweites Inverter-Modul (50B), welches 3N der Inverter-Einheiten (5) enthält, welches derart am ersten Axialende des Motors (40) angeordnet ist, dass die Inverter-Einheiten jeder der konzentrierten Wicklungsspulen, welche die drei zweiten Phasen-Spulen-Gruppen bilden, axial gegenüberliegen, und bei welchem jeder der Wechselstrom-Ausgangsanschlüsse (12) der Inverter-Einheiten mit der axial gegenüberliegenden konzentrierten Wicklungsspule verbunden ist;wobei die parallelen Platten-Elektroden aufweisen:einen ersten Glättungskondensator (32a), der erste parallele Plattenelektroden aufweist, die auf einer dem Motor (14, 40, 60) gegenüberliegenden Seite des ersten Inverter-Moduls angeordnet sind, so dass sie dem ersten Inverter-Modul (50A) axial in unmittelbarer Nähe zugewandt sind, und der die 3N Inverter-Einheiten (5) des ersten Inverter-Moduls (50A) mit elektrischem Strom versorgt, undeinen zweiten Glättungskondensator (32b), der zweite parallele Plattenelektroden aufweist, die auf einer dem Motor (14, 40, 60) gegenüberliegenden Seite des zweiten Inverter-Moduls so angeordnet sind,dass sie dem zweiten Inverter-Moduls axial in unmittelbarer Nähe zugewandt sind, und der den 3N Inverter-Einheiten des zweiten Inverter-Moduls elektrischen Strom zuführt;wobeider erste Glättungskondensator (32a) parallel mit einer Eingangsseite des ersten Inverter-Moduls (50A) verbunden ist, undder zweite Glättungskondensator (32b) parallel mit einer Eingangsseite des zweiten Inverter-Moduls (50B) verbunden ist.