本發(fā)明涉及一種用于雙三相類型的六相旋轉(zhuǎn)電機(jī)的互連電子功率模塊的架構(gòu)，即，該電機(jī)包括具有兩個(gè)三相繞組的定子，它們相對(duì)于彼此成角度地偏移。

本發(fā)明還涉及一種雙三相類型的六相旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其包括該架構(gòu)，特別地用于應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車輛中。

背景技術(shù)：

已知多相旋轉(zhuǎn)電機(jī)與三相電機(jī)相比在減小馬達(dá)模式中的扭矩振蕩方面或在發(fā)電機(jī)模式中的諧波消除容易度方面有優(yōu)勢(shì)。

多相電機(jī)的性能也增加。例如，六相電機(jī)的定子損失可比等同的三相電機(jī)的定子損失小接近7％。

但是，相的數(shù)量的增加導(dǎo)致必須用于控制電機(jī)的電流傳感器的數(shù)量增加，因?yàn)閭鞲衅魇莾?yōu)先必須的，以便測(cè)量每個(gè)獨(dú)立的電流變量。因?yàn)樗袕?qiáng)度的總和為零，所需的傳感器的數(shù)量等于相數(shù)減一，即，在六相電機(jī)的情況下，為五個(gè)傳感器。

雙三相結(jié)構(gòu)使得可以減少傳感器的數(shù)量，且使得可以關(guān)于連接至電機(jī)定子的電子功率模塊的架構(gòu)方面進(jìn)行機(jī)電類型的各種優(yōu)化。

特別地，在由公司VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR在專利申請(qǐng)F(tuán)R2967845中披露的架構(gòu)中，每個(gè)電子功率模塊包括與六相橋的兩個(gè)分支對(duì)應(yīng)的功率半導(dǎo)體，即，具有兩相，其使得可以減小尺寸，且有助于模塊在電機(jī)后支承件上的并入。

為了在高度競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)動(dòng)車輛工業(yè)中應(yīng)用，本發(fā)明的目的是獲得一種具有盡可能好的性能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，電子部件具有固定成本，因此，具有對(duì)于該成本預(yù)確定的特征。

當(dāng)電機(jī)停止或以非常低的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)明主體發(fā)現(xiàn)容易導(dǎo)致雪崩現(xiàn)象以及毀滅半導(dǎo)體的電子功率模塊的加熱的點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的由此是消除該缺陷，而沒有因?yàn)橄拗葡嚯娏鞫档托阅?，也沒有選擇具有改進(jìn)特征而將影響成本的部件。

特別地，其主題是一種用于六相旋轉(zhuǎn)電機(jī)的互連電子功率模塊的架構(gòu)，該類型的電機(jī)包括三個(gè)第一相繞組和三個(gè)第二相繞組，形成以預(yù)確定偏移角成角度地偏移的第一和第二三相系統(tǒng)。

在該類型的電機(jī)中，第一和第二相繞組分別具有通過它們的第一和第二相電流，電子功率模塊可控制所述相電流。

這些電子功率模塊的類型是，每個(gè)包括布置在外殼中的電子部件、和外連接元件，所述外連接元件包括第一和第二功率端子，其每個(gè)可電連接至第一和第二相繞組的第一和第二例子。

根據(jù)本發(fā)明，為了消除上述缺點(diǎn)，這些電子功率模塊互連，以便平衡電子功率模塊的損失。

更特別地，電子功率模塊互連使得，第一和第二相繞組的第一和第二例子之間的每個(gè)相偏移組裝最小化根據(jù)每個(gè)電子功率模塊中的電角的總瞬時(shí)電功率的變化。

該最小化導(dǎo)致每個(gè)電子功率模塊的總瞬時(shí)電功率，其根據(jù)該電角大體恒定。

按照根據(jù)本發(fā)明的用于六相旋轉(zhuǎn)電機(jī)的互連電子功率模塊的架構(gòu)的特定實(shí)施例，偏移角為30°，相偏移為90°。

本發(fā)明還涉及一種雙三相類型的六相旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其包括如上所述的互連電子功率模塊的架構(gòu)。

這些主要說明將使得，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過根據(jù)本發(fā)明的用于雙三相類型的六相旋轉(zhuǎn)電機(jī)的互連電子功率模塊的架構(gòu)以及通過雙三相類型的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供的優(yōu)勢(shì)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得明顯。

本發(fā)明的詳細(xì)說明在以下與附圖相關(guān)聯(lián)的描述中給出。應(yīng)注意到，這些圖的目的僅是示出說明的文字，它們并不以任何方式構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。

附圖說明

圖1示意性地示出雙三相旋轉(zhuǎn)電機(jī)和用于控制相電流的六相橋。

圖2示出在兩個(gè)相繞組中的總瞬時(shí)電功率，用于在這些繞組之間的多個(gè)相偏移。

圖3a和3b分別示意性地示出互連電子功率模塊的非優(yōu)化架構(gòu)和根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化架構(gòu)。

圖4是雙三相類型的六相旋轉(zhuǎn)電機(jī)的后支承件的視圖，其包括如圖3b所示的互連電子功率模塊的架構(gòu)。

具體實(shí)施方式

如圖1中的示意圖清晰顯示，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，雙三相旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子1包括由三個(gè)第一相繞組2、3、4構(gòu)成的星形形式的第一三相系統(tǒng)以及由三個(gè)第二相繞組5、6、7構(gòu)成的星形形式的第二三相系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)彼此以30°的偏移角相對(duì)于彼此偏移。

第一相繞組2、3、4和第二相繞組5、6、7每個(gè)具有連接至六相橋8的端部和另一共用端部。

在第一相繞組2、3、4中流通的第一相電流U1、V1、W1和在第二相繞組5、6、7中流通的第二相電流U2、V2、W2通過六相橋8以一方式控制，該方式本身是已知的(第一和第二相電流按照逆時(shí)針方向分別相繼指示為U1、V1、W1、U2、V2、W2；按照習(xí)慣，U1和U2具有等于偏移角的相移)。

實(shí)際上，六相橋8制造為三個(gè)電子功率模塊15、16、17的形式，每個(gè)電子功率模塊包含與兩個(gè)不同相U1、U2；V1、V2；W1、W2對(duì)應(yīng)的橋8的兩個(gè)分支，且布置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的后支承件上。

模塊15、16、17可控制同一三相系統(tǒng)的兩個(gè)電流(相移120°)，或兩個(gè)不同系統(tǒng)的兩個(gè)電流(相移30、90或150°)。

實(shí)際上，每個(gè)模塊15、16、17的第一和第二功率端子12、13可根據(jù)多個(gè)不同構(gòu)造連接至第一和第二相繞組。

圖3a示意性地示出第一構(gòu)造，其中：

-第一電子功率模塊15的第一和第二功率端子12、13分別連接至第一相繞組2、3、4的第一例子U1和這些第一相繞組2、3、4的第二例子W1；

-第二電子功率模塊16的第一和第二功率端子12、13分別連接至第一相繞組2、3、4的另一第一例子V1和第二相繞組5、6、7的另一第二例子W2；

-第三電子功率模塊17的第一和第二功率端子12、13分別連接至第二相繞組5、6、7的又一第一例子U2和這些第二相繞組5、6、7的又一第二例子V2。

在該第一構(gòu)造中，第一和第二相繞組2、3、4、5、6、7的第一和第二例子之間的每個(gè)偏移角α的組裝如下：

-對(duì)于包含控制第一相電流U1和W1的部件的第一電子功率模塊15，α1＝120°；

-對(duì)于包含控制第一和第二相電流V1和W2的部件的第二電子功率模塊16，α1＝150°；

-對(duì)于包含控制第二相電流U2和V2的部件的第三電子功率模塊17，α3＝120°。

在每個(gè)電子功率模塊15、16、17中，總瞬時(shí)電功率與該表達(dá)式成比例：

P(θ)＝sin²θ+sin²(θ–α)，其中θ＝ωt，

ω是相電流的脈沖，t是時(shí)間變量。

圖2示出對(duì)于不同相偏移值α的該表達(dá)式：

-α＝30°(點(diǎn)線)18：

-α＝120°(虛線)19：

-α＝150°(點(diǎn)劃線)20。

對(duì)于偏移120°的第一相電流U1和W1，總瞬時(shí)電功率關(guān)于其平均值變化+/-50％。

對(duì)于偏移150°的第一和第二相電流V1和W2，總瞬時(shí)電功率關(guān)于其平均值變化+/-86％。

當(dāng)電機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些相電流快速變化，電子功率模塊15、16、17的熱慣性對(duì)耗散功率點(diǎn)進(jìn)行濾波：溫度則對(duì)應(yīng)于平均耗散功率。

另一方面，當(dāng)電機(jī)停止或以非常低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電子功率模塊15、16、17的熱慣性不足以防止它們?cè)谶@些功率點(diǎn)加熱。

圖2示出，對(duì)于等于90°的相偏移值α(實(shí)線21)，總瞬時(shí)電功率是恒定的。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，其中，第一和第二三相系統(tǒng)之間的角偏移是30°，每個(gè)模塊15、16、17的第一和第二功率端子12、13可連接至第一和第二相繞組的第一和第二例子，以便提供等于90°的該相偏移值α，如圖3b清晰所示。

為了提供該第二優(yōu)化構(gòu)造：

-第一電子功率模塊15的第一和第二功率端子12、13分別連接至第一相繞組2、3、4的第一例子W1和這些第二相繞組5、6、7的第二例子V2；

-第二電子功率模塊16的第一和第二功率端子12、13分別連接至第一相繞組2、3、4的另一第一例子V1和第二相繞組5、6、7的另一第二例子U2；

-第三電子功率模塊17的第一和第二功率端子12、13分別連接至第一相繞組2、3、4的又一第一例子U1和這些第二相繞組5、6、7的又一第二例子W2。

在該第二構(gòu)造中，每個(gè)電子功率模塊15、16、17中的損失(特別是熱損失)獨(dú)立于電角。

在電子功率模塊15、16、17中的相對(duì)(pairs of phrases)U1、U2；V1、V2；W1、W2的其他關(guān)聯(lián)將導(dǎo)致更壞得多的嚴(yán)峻情況的存在。

因此，如圖3b所示的該第二構(gòu)造使得可以在通過阻擋的轉(zhuǎn)子(特別是：曲柄軸的預(yù)定位功能、位置維持功能，等)的延長運(yùn)行中最大化可獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。

根據(jù)本發(fā)明的包括電子功率模塊15、16、17的架構(gòu)的雙三相類型的六相旋轉(zhuǎn)電機(jī)22的特定例子如圖4所示。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易識(shí)別出在所示后支承件上的三個(gè)電子功率模塊15、16、17。

這些電子功率模塊15、16、17具有帶大體矩形平行六面體形式的外殼的形式。

每個(gè)外殼15、16、17包括外部連接元件，外部連接元件包括垂直于兩個(gè)相對(duì)面延伸的第一和第二功率端子12、13。

在自電子功率模塊15、16、17的輸出端處，這些第一和第二功率端子12、13每個(gè)包括磁路23和用于相電流U1、U2；V1、V2；W1、W2的測(cè)量的霍爾效應(yīng)傳感器。

圖4所示的后支承件是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的雙三相旋轉(zhuǎn)電機(jī)的后支承件，即，第一和第二三相系統(tǒng)成角度地偏移30°。

第一和第二功率端子12、13由此連接至第一和第二相繞組2、3、4、5、6、7的連接凸耳，以便提供圖3b所示的互連圖。

由此，第一和第二相電流的對(duì)W1-V2、V1-U2和U1-W2的瞬時(shí)電功率是恒定的，損失在三個(gè)電子功率模塊15、16、17之間規(guī)則分布。

電子功率模塊15、16、17的散熱器24的尺寸可由此小于如圖3a所示的第一構(gòu)造的非優(yōu)化架構(gòu)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將還在圖4所示的根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的后支承件22上識(shí)別到電子功率模塊15、16、17的其他外連接元件，諸如連接至電機(jī)22的正極B+的功率跡線25，和信號(hào)連接器26。

他們將注意到濾波電容器27以及沒有詳細(xì)描述的其他部件的存在，因?yàn)樗鼈儾恢苯迂暙I(xiàn)于本發(fā)明的目的的建立。

應(yīng)意識(shí)到，本發(fā)明不簡(jiǎn)單地限于以上描述的優(yōu)選實(shí)施例。

類似的描述將被提供用于具有不同于30°的偏移角的雙三相類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，特別是15°、45°或60°。

同樣的分析將得出互連電子功率模塊15、16、17的架構(gòu)，其中，熱損失將通過選擇相對(duì)的關(guān)聯(lián)而被平衡，如果不是完全地，但也是盡可能平衡，所述關(guān)聯(lián)使得可以限制每個(gè)電子功率模塊15、16、17的總瞬時(shí)電功率關(guān)于其平均值的變化。

例如，在偏移角為45°的情況下，如果選擇第一和第二相電流的對(duì)U2-V1、V2-W1和W2-U1(其相偏移α為75°)的關(guān)聯(lián)，總瞬時(shí)電功率關(guān)于其平均值的變化限于+/-26％。

本發(fā)明由此并入所有可行的變體實(shí)施例，只要這些變體保持在后附權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。