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)包括具有兩個三相繞組的定子，它們相對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。

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，以便測量每個獨(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F(tuán)R2967845中披露的架構(gòu)中，每個電子功率模塊包括與六相橋的兩個分支對應(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。

為了在高度競爭的機(jī)動車輛工業(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，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)包括三個第一相繞組和三個第二相繞組，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相偏移組裝最小化根據(jù)每個電子功率模塊中的電角的總瞬時電功率的變化。

該最小化導(dǎo)致每個電子功率模塊的總瞬時電功率，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)勢對本領(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示出在兩個相繞組中的總瞬時電功率，用于在這些繞組之間的多個相偏移。

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)，這兩個系統(tǒng)彼此以30°的偏移角相對于彼此偏移。

第一相繞組2、3、4和第二相繞組5、6、7每個具有連接至六相橋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制造為三個電子功率模塊15、16、17的形式，每個電子功率模塊包含與兩個不同相U1、U2；V1、V2；W1、W2對應(yīng)的橋8的兩個分支，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)的兩個電流(相移120°)，或兩個不同系統(tǒng)的兩個電流(相移30、90或150°)。

實(shí)際上，每個模塊15、16、17的第一和第二功率端子12、13可根據(jù)多個不同構(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偏移角α的組裝如下：

-對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°。

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

P(θ)＝sin²θ+sin²(θ–α)，其中θ＝ωt，

ω是相電流的脈沖，t是時間變量。

圖2示出對于不同相偏移值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。

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

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

當(dāng)電機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)時，這些相電流快速變化，電子功率模塊15、16、17的熱慣性對耗散功率點(diǎn)進(jìn)行濾波：溫度則對應(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，電子功率模塊15、16、17的熱慣性不足以防止它們在這些功率點(diǎn)加熱。

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

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(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)人員將容易識別出在所示后支承件上的三個電子功率模塊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相對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每個包括磁路23和用于相電流U1、U2；V1、V2；W1、W2的測量的霍爾效應(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W1-V2、V1-U2和U1-W2的瞬時電功率是恒定的，損失在三個電子功率模塊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)意識到，本發(fā)明不簡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)使得可以限制每個電子功率模塊15、16、17的總瞬時電功率關(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U2-V1、V2-W1和W2-U1(其相偏移α為75°)的關(guān)聯(lián)，總瞬時電功率關(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)。