專利名稱：用于電動(dòng)機(jī)控制器的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)機(jī)控制器的裝置。
背景技術(shù)：
逆變器是一種電氣裝置，其能夠產(chǎn)生變頻電壓。逆變器的一個(gè)示例是借助于IGB 晶體管(IGBT，絕緣柵雙極晶體管)或其它功率半導(dǎo)體器件來實(shí)現(xiàn)的換流橋。通常，逆變器 連同電動(dòng)機(jī)一起用于控制變頻電動(dòng)機(jī)或，對(duì)應(yīng)地，當(dāng)將電功率傳送回網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由此，該逆變 器必須產(chǎn)生頻率與網(wǎng)絡(luò)的頻率相對(duì)應(yīng)的電壓。這種饋電網(wǎng)絡(luò)的逆變器通常稱為網(wǎng)絡(luò)逆變 器。例如，逆變器也可以是用于控制電動(dòng)機(jī)或其它負(fù)載的變頻器的一部分。變頻器通常由 兩個(gè)換流器組成，即，整流器及逆變器，在它們之間存在直流電壓或直流電流中間電路。整 流器以及逆變器也可彼此物理分開設(shè)置并且一個(gè)整流器可經(jīng)由共用的中間電路饋電若干 個(gè)逆變器，或者，作為替代，若干個(gè)整流器可饋電一個(gè)逆變器。整流器的示例是二級(jí)管電橋 或晶間管橋。變頻器也通常包括一個(gè)或多個(gè)扼流圈裝置。用在變頻器中或結(jié)合變頻器使用 的這種扼流圈裝置的示例包括輸入扼流圈及輸出扼流圈，該輸入扼流圈連接至變頻器的整 流器的輸入端，該輸出扼流圈連接至變頻器的逆變器的輸出端。當(dāng)前使用的變頻器結(jié)構(gòu)通常包括輸入扼流圈、輸入電橋、電容器組以及IGBT模 塊。結(jié)構(gòu)上特別地，電路也可包含制動(dòng)功率模塊(制動(dòng)斬波器)以及輸出扼流圈(例如LC、 LCL或LCR連接)。直到保護(hù)級(jí)別IP20(進(jìn)入防護(hù))，機(jī)械裝置通常設(shè)有一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)，其中將 諸如空氣的冷卻介質(zhì)的主流借助于它們所需的分配方式輸送至功率半導(dǎo)體器件的冷卻元 件以及其它目標(biāo)。冷卻元件通常是單件式元件或組合元件，這些部件與支撐結(jié)構(gòu)捆束在一 起。在防護(hù)等級(jí)IP21中或在更高的防護(hù)等級(jí)中，電子學(xué)空間(被稱為潔凈室)以及用 于冷卻元件的空間(被稱為有塵室)出于應(yīng)用的原因而通常彼此分開。為了使兩個(gè)空間均 具有合適的空氣量，這兩個(gè)空間通常設(shè)有其自身的鼓風(fēng)機(jī)?？赡艿妮斎攵罅魅Τ３ＴO(shè)置在 有塵的一側(cè)上，或者處于單獨(dú)的氣室中或者處于緊隨冷卻元件之后的空間中。作為替代，可 能的交流(AC)輸入扼流圈也可由連接至中間電路的直流(DC)扼流圈所取代，但在這種情 況下，同樣，扼流圈的機(jī)械位置處于同一位置中。可能的結(jié)構(gòu)特別的輸出扼流圈通常以機(jī)械 的方式設(shè)置在與輸入扼流圈相同的位置中。在一些結(jié)構(gòu)中，可能的扼流圈完全設(shè)置在裝備 的外側(cè)，在其所在的情況中，它們由于冷卻以及它們本身的支撐結(jié)構(gòu)而在尺寸上大于將它 們整合為一體的情況。當(dāng)前的逆變器以及變頻器結(jié)構(gòu)或，一般來說，電動(dòng)機(jī)控制器結(jié)構(gòu)特別是在裝置冷 卻方面是有問題的。盡管所需的一個(gè)或多個(gè)冷卻元件的尺寸已經(jīng)由于更加精確的設(shè)計(jì)、更 小的損失或體積更小的功率半導(dǎo)體器件而不斷減小，但相對(duì)于該裝置的外部尺寸而言，還 是已經(jīng)增加了所需的空氣量(或其它冷卻介質(zhì)的量)。此外，考慮到鼓風(fēng)機(jī)的功率、噪音以 及使用期限，足夠的空氣量的分配優(yōu)選地借助于低鼓風(fēng)速率的大型鼓風(fēng)機(jī)來完成。由于這 個(gè)原因，相對(duì)于裝置的尺寸而言，冷卻所需的空間在當(dāng)前使用的解決方案中是相當(dāng)大的。特別地，這在IP21或更高的防護(hù)級(jí)別中進(jìn)一步加重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以這樣一種方式提供一種設(shè)備，即能夠解決或至少緩和上述問 題。本發(fā)明的目的利用一種裝置及一種電動(dòng)機(jī)控制器來實(shí)現(xiàn)，該裝置和該電動(dòng)機(jī)控制器以 獨(dú)立權(quán)利要求中所陳述的內(nèi)容為特征。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式公開于從屬權(quán)利要求中。本發(fā)明基于這種思想，即功率半導(dǎo)體器件以及與它們相關(guān)聯(lián)的冷卻元件以這樣一 種方式設(shè)置在該裝置的中心軸線的周圍它們從至少三個(gè)側(cè)面限定中心軸線周圍的通道， 冷卻元件的通道冷卻表面延伸至該通道，并且冷卻介質(zhì)能夠沿中心軸線的方向在該通道內(nèi) 流動(dòng)。另外，本發(fā)明基于這種思想，即該裝置包括設(shè)置在中心軸線周圍限定的通道中的至少 一個(gè)扼流圈。該解決方案的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為冷卻介質(zhì)的流動(dòng)提供了天然的通道， 其使得諸如空氣的冷卻介質(zhì)能夠通過該裝置進(jìn)行受控循環(huán)，并且因此使得設(shè)置在通道中的 所述一個(gè)或多個(gè)扼流圈能夠進(jìn)行受控冷卻。歸因于此，該冷卻能夠被有效地實(shí)施同時(shí)節(jié)省 空間。另外，本發(fā)明使得該冷卻能夠在裝置的不同部件中均勻地實(shí)施。而且，根據(jù)本發(fā)明的 該解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)，這例如為該裝置的生產(chǎn)及維護(hù)提供了有利條件。


現(xiàn)將參照附圖、結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1示出了從兩個(gè)不同的方向看到的根據(jù)實(shí)施方式的裝置；圖2示出了根據(jù)實(shí)施方式的裝置；圖3示出了從兩個(gè)不同的方向看到的根據(jù)實(shí)施方式的裝置；圖4示出了根據(jù)實(shí)施方式的裝置；以及圖5示出了從兩個(gè)不同的方向看到的與根據(jù)實(shí)施方式的裝置相關(guān)聯(lián)的一種模塊 化結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明能夠結(jié)合多種電動(dòng)機(jī)控制器解決方案應(yīng)用并因此并不限于結(jié)合任何特定 類型的裝置使用。在本文中，術(shù)語“電動(dòng)機(jī)控制器”通常指的是能夠適用于控制電動(dòng)機(jī)的任 何裝置，諸如逆變器、變頻器、整流器或柔性啟動(dòng)器，但本發(fā)明并不限于這些示例。電動(dòng)機(jī)控 制器饋電的類型、由控制器所控制的負(fù)載或它們之間的連接，例如電壓電平或相數(shù)也與本 發(fā)明的基本思想并不相關(guān)。另外，應(yīng)用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制器的內(nèi)部或外部電連接與本發(fā) 明并不相關(guān)，所以為了清楚起見，將電連接從圖中省略掉。本發(fā)明并不限制為圖中所示的示 例，而是還可應(yīng)用至其它類型的電動(dòng)機(jī)控制器解決方案。圖1示出了從兩個(gè)不同的方向看到的根據(jù)實(shí)施方式的裝置的立體圖。圖1所示的 裝置包括多個(gè)功率半導(dǎo)體器件5和7以及連接至它們的冷卻元件2。根據(jù)本發(fā)明，功率半導(dǎo) 體器件5和7及冷卻元件2以這樣一種方式設(shè)置在該裝置的中心軸線9周圍，即冷卻元件的 冷卻表面8自功率半導(dǎo)體器件5和7與冷卻元件2之間的連接基本上向中心軸線9延伸， 并且功率半導(dǎo)體器件5和7以這樣一種方式自功率半導(dǎo)體器件與冷卻元件之間的連接基本上遠(yuǎn)離中心軸線9延伸，即通道10從至少三個(gè)側(cè)邊被限定在中心軸線的周圍，冷卻元件的 冷卻表面8位于該通道10中，并且冷卻介質(zhì)能夠沿中心軸線9的方向在該通道10中流動(dòng)。 在圖1中的示例的裝置中，在中心軸線9的周圍限定的通道10從四個(gè)側(cè)面予以限定，并且 沿中心軸線的方向看去，通道10基本上是方形的，如圖2所示，其沿中心軸線9的方向示出 了同一系統(tǒng)。四個(gè)側(cè)面中的一個(gè)也可以是敞開的。通道10因此不必要精確地從所有的側(cè) 面予以限定，但是，例如，從三個(gè)側(cè)面限定的通道可足以引導(dǎo)諸如空氣的冷卻介質(zhì)沿中心軸 線9的方向的通過。沿中心軸線9的方向看去，通道10大體上是三角形的或其它形狀的， 這同樣是可行的。功率半導(dǎo)體器件5和7優(yōu)選地分為三個(gè)組或更多組，由此至少一個(gè)冷卻元件2與 每個(gè)組相關(guān)聯(lián)。圖1中的示例的裝置包括三個(gè)功率半導(dǎo)體器件組5，根據(jù)實(shí)施方式，每組均 包括至少兩個(gè)功率半導(dǎo)體器件開關(guān)。例如，組5可以是IGBT模塊，每個(gè)均包括兩個(gè)IGB晶 體管，由此三個(gè)這種包括兩個(gè)IGB晶體管的組5形成三相交流發(fā)電機(jī)。圖1中的示例的裝 置還包括由三個(gè)二極管模塊7組成的功率半導(dǎo)體器件組。例如，二極管模塊7均包括兩個(gè) 二極管，由此，例如，三個(gè)帶有兩個(gè)二極管的模塊7形成三相整流器。該裝置還可包括至少 一個(gè)電容器6，其至少部分地位于通道10中。圖1的示例包括六個(gè)電容器6，例如，延伸至 通道10的中間電路電容器，在通道10中流動(dòng)的冷卻介質(zhì)因此也冷卻電容器6。每個(gè)功率半導(dǎo)體器件組優(yōu)選地以這樣一種方式連接至板狀結(jié)構(gòu)4，從而使每組的 多個(gè)功率半導(dǎo)體器件從板狀結(jié)構(gòu)4的一個(gè)表面向外延伸，并且對(duì)應(yīng)于該組的至少一個(gè)冷卻 元件2的冷卻表面8從該板狀結(jié)構(gòu)的相對(duì)表面向外延伸。板狀結(jié)構(gòu)4可由連續(xù)的板或多個(gè) 組別特定的板彼此附連而成。該板狀結(jié)構(gòu)的材料可以是金屬片或其它適合的板材。使用的 一種材料或多種材料優(yōu)選地根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用的目的的需要進(jìn)行選擇。板狀結(jié)構(gòu)4也可作 為用于整個(gè)結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)，由此整個(gè)結(jié)構(gòu)也能夠借助于它進(jìn)行組裝。在帶有多個(gè)板的替 代方案中，該結(jié)構(gòu)可由根據(jù)圖5的示例的模塊形成，該模塊包括一個(gè)或多個(gè)板4、冷卻元件2 以及附連至它的功率半導(dǎo)體器件組5。另外，例如，電容器6可附連至板4。圖5所示的諸 如三個(gè)或四個(gè)的所需數(shù)量的這種模塊可彼此附連以形成根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)。板狀結(jié)構(gòu)4可由 單獨(dú)的板或多個(gè)板形成或者它可以是一個(gè)或多個(gè)冷卻元件2的一部分。因此，例如圖5的 示例中所示的板4以及冷卻元件2可由連續(xù)的結(jié)構(gòu)或彼此附連的分開的部件形成?？赡艿?分開的部件能夠通過例如焊接、螺管接頭、分開的支撐結(jié)構(gòu)(未示出)、或以其它適合的方 式彼此附連。然而，這與本發(fā)明的基本思想并不相關(guān)。在中心軸線9的周圍限定的通道可 借助于板狀結(jié)構(gòu)4予以限定。根據(jù)實(shí)施方式，當(dāng)沿中心軸線的方向看去時(shí)，在中心軸線9的周圍限定的通道10 基本上是三角形的，也就是說，例如由板狀結(jié)構(gòu)4和/或冷卻元件2限定了的通道10的最 外面的輪廓大體上是三角形的。因此，功率半導(dǎo)體器件組5或7以及與該組相關(guān)聯(lián)的至少 一個(gè)冷卻元件2優(yōu)選地設(shè)置在三角形的每一側(cè)面上。例如，該實(shí)施方式對(duì)于以這樣一種方 式實(shí)現(xiàn)的逆變器，即將由IGB晶體管、晶閘管或其它功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成的至少一個(gè)組5設(shè) 置在三角形的每個(gè)側(cè)面上而言是優(yōu)選的。根據(jù)另一實(shí)施方式，當(dāng)沿中心軸線的方向上看去時(shí)，在中心軸線9的周圍限定的 通道10基本上是方形的，也就是說，例如由板狀結(jié)構(gòu)4和/或冷卻元件2限定了的通道10 的最外面的輪廓大體上是方形的，并且一組功率半導(dǎo)體器件以及與該組相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)
6冷卻元件優(yōu)選地設(shè)置在該方形的三個(gè)側(cè)面上。優(yōu)選地，一組功率半導(dǎo)體器件5設(shè)置在該方 形的三個(gè)側(cè)面上，并且形成整流器的一組功率半導(dǎo)體器件7安置在該方形的一個(gè)側(cè)面上。 圖1的示例示出了根據(jù)該實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。另外，該裝置可包括設(shè)置在在中心軸線9的周 圍限定的通道10中的至少一個(gè)扼流圈。所述至少一個(gè)扼流圈可以是空心扼流圈。另外， 所述至少一個(gè)扼流圈1可以是輸入扼流圈和/或輸出扼流圈。例如，鋁或銅的冷卻元件2 并不與扼流圈1的磁通量大量反應(yīng)。因此，支撐結(jié)構(gòu)4以及冷卻元件2的外部包裝(未示 出)距離扼流圈1盡可能遠(yuǎn)，以使得由扼流圈1引起的磁通量不會(huì)干擾外部裝置或電動(dòng)機(jī) 控制器自身的電子儀器。另外，在支撐結(jié)構(gòu)中由該磁通量引起的可能的熱量通過直接或間 接流經(jīng)冷卻元件2的冷卻介質(zhì)予以處理。如果需要，為扼流圈1及該扼流圈附近的返回磁 通量構(gòu)造機(jī)械支撐也是可行的，因?yàn)檫@種支撐結(jié)構(gòu)處于進(jìn)行極好冷卻的空間中，并且，如果 需要，在它們中產(chǎn)生的熱量能夠通過使用相同的冷卻元件2傳導(dǎo)走。隨后，利用冷卻元件2 在扼流圈的側(cè)面上與功率半導(dǎo)體器件5和7的冷卻并非絕對(duì)相關(guān)的一端，這意味著冷卻元 件2的熱效率改進(jìn)了。如果需要，扼流圈1的機(jī)械結(jié)構(gòu)也防止由磁通量引起的對(duì)其余電子 儀器以及對(duì)該裝置的外部的電磁兼容性(EMC)干擾。另外，板狀結(jié)構(gòu)4也用作EMC保護(hù)，其 也被有效地冷卻至空氣通道。根據(jù)實(shí)施方式，該裝置包括用于循環(huán)通道10中的冷卻介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)鼓風(fēng)機(jī) 3。該冷卻介質(zhì)可以是諸如空氣的氣態(tài)介質(zhì)，或液態(tài)冷卻介質(zhì)。歸因于形成在該結(jié)構(gòu)中的通 道10，易于設(shè)置帶有鼓風(fēng)機(jī)3的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)例如，以圖1所示的方式相對(duì)于循環(huán)經(jīng)過通道 的冷卻介質(zhì)流自然定位。鼓風(fēng)機(jī)3可或者將冷卻介質(zhì)吹到通道10中或者將冷卻介質(zhì)吸出 通道10。將形成在該結(jié)構(gòu)中的通道10連接至可能存在于應(yīng)用本發(fā)明的裝置中的氣流通道 等也是可行的。圖3示出了從兩個(gè)不同的方向看去的根據(jù)實(shí)施方式的裝置的立體圖。對(duì)于大部分 部件而言，圖3所示的裝置對(duì)應(yīng)于結(jié)合圖1描述的裝置，但是圖3的裝置不包括由二極管模 塊形成的整流器，而是在通道10的一側(cè)(或已經(jīng)保持敞開的側(cè)面)上僅存在板狀支撐結(jié)構(gòu)
4。例如，該結(jié)構(gòu)適合于用作分開的逆變器或整流器的結(jié)構(gòu)。另外，在圖3的示例中，冷卻元 件2由連續(xù)的元件形成。與圖1中一樣，也能夠使用分開的元件。同樣，圖3的支撐結(jié)構(gòu)4 可以是連續(xù)的或由分開的部件形成。在圖3中，例如，扼流圈1可以是利用LC、LCL或LCR 連接實(shí)現(xiàn)的扼流圈。在圖4中，沿中心軸線9的方向示出了圖3的裝置以說明該結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步指出的是，為了清楚起見，已經(jīng)從與上述示例相關(guān)聯(lián)的圖中省略掉可能存 在于利用本發(fā)明的裝置中的許多部件。圖中以極為簡(jiǎn)化的方式示出了該結(jié)構(gòu)的機(jī)械附連。 出于簡(jiǎn)化的目的，已經(jīng)從圖中省略掉了能夠以多種替代方式實(shí)現(xiàn)的功率半導(dǎo)體器件5和7 彼此之間的機(jī)械連接和電連接以及模塊與例如扼流圈1和用戶接口(未示出)的電連接。 然而，將要提及的是，例如在IGB晶體管5與電容器6之間的低電感母線系統(tǒng)例如在圖5所 示的模塊中是易于實(shí)現(xiàn)的。同樣，根據(jù)圖5的模塊的控制卡(例如，被稱為門極驅(qū)動(dòng)器，未 示出)和可能與該模塊相關(guān)聯(lián)的電氣部件及它們所需要的結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)。在上述的實(shí)施方式內(nèi)或除它們之外，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可用在多種另外的實(shí)施方 式中。例如，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不僅可用于實(shí)現(xiàn)逆變器、整流器或變頻器的基本結(jié)構(gòu)也可用 于實(shí)現(xiàn)變頻器的輸入電橋或制動(dòng)斬波器。例如，輸入電橋可以這樣一種方式來實(shí)現(xiàn)，即代替 IGBT模塊5，存在三個(gè)輸入電橋模塊。制動(dòng)斬波器又可以這樣一種方式來實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)整流器模塊是空位時(shí)，IGBT模塊5由更為簡(jiǎn)單的制動(dòng)部件所取代。制動(dòng)斬波器通常使用LC或LR 電路用于使DC電壓峰值平坦化。該電路或其部件中的一些可自然地定位在扼流圈1的適 當(dāng)位置中。作為替代，扼流圈1的位置是空位，或制動(dòng)電阻器可放置在其適當(dāng)位置中。圖5 所示的模塊的電學(xué)值(電壓、功率、電容以及電容器的感應(yīng)系數(shù))可自然地變?yōu)樵谙喈?dāng)大的 程度上是平穩(wěn)的。扼流圈1也可與圖1所示的情況不同。扼流圈1可具有軛狀物而不是空 心磁芯。其形狀也可以是橢圓形的或者，例如是環(huán)形的?？招亩罅魅Φ男螤钜部刹煌趫D 中所示的形狀，或者它可由若干個(gè)不同的部件組成。扼流圈的數(shù)量也可不同于圖中所示的 三個(gè)。然而，通常，由于三相電流，扼流圈的數(shù)量是可被3整除的，或者，當(dāng)涉及到DC扼流圈 時(shí)，由于直流，扼流圈的數(shù)量是可被2整除的。在實(shí)際中，圖中所示的冷卻元件2具有幾乎 任何形狀并且其材料也可變化。冷卻元件2可具有一個(gè)部件或由位于功率半導(dǎo)體器件中的 分開的冷卻元件形成。通常，冷卻元件由具有良好的熱傳導(dǎo)性的廉價(jià)的金屬材料制成，如鋁 或銅。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不僅對(duì)于空氣冷卻是優(yōu)異的而且對(duì)于液體冷卻也是優(yōu)異的。隨 后，根本就不需要鼓風(fēng)機(jī)3。作為替代，氣體一液體熱逆變器可安裝在由冷卻元件形成的自 然的上部空間中的裝置之上。還可將水管集成到同一冷卻元件中，由此該裝置或者借助于 空氣鼓風(fēng)機(jī)或者作為替代借助于液體的方式起作用。當(dāng)結(jié)合多種電氣部件使用時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)通常最優(yōu)地工作在較當(dāng)前結(jié) 構(gòu)寬很多的區(qū)域中。歸因于此，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)使得能夠通過整個(gè)裝置/一系列裝置實(shí) 現(xiàn)模塊化，諸如變頻器的該裝置不僅包括一個(gè)裝置也包括其內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如功率單元、扼流 圈單元、鼓風(fēng)機(jī)單元、控制單元)。在這個(gè)意義上，可將模塊化考慮成指的是使每個(gè)內(nèi)部單元 的附連點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化。以這種方式得到的用于制造的全部?jī)?yōu)點(diǎn)可以是具有重大意義的。當(dāng)根據(jù)不同的實(shí)施方式實(shí)施時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)使用鋁或銅 冷卻元件時(shí)，可能的扼流圈1可以是優(yōu)選的空心扼流圈，其尺寸小且制造成本低。多虧了其 位置，扼流圈的磁通量不會(huì)加熱周圍的金屬結(jié)構(gòu)，也不會(huì)干擾其它電氣部件(諸如電路板) 的功能。如果需要，構(gòu)造用于扼流圈的蓋罩是容易的，這是因?yàn)闇厣軌蚪柚诠娘L(fēng)機(jī)，并 且，如果需要，借助于冷卻元件消除。該結(jié)構(gòu)的冷卻是最佳的，這是因?yàn)榭赡艿墓娘L(fēng)機(jī)3相 對(duì)于電容器6、冷卻元件2以及扼流圈1的位置是自然的。另外，該結(jié)構(gòu)使得能夠使用大型 低功率并具有較長(zhǎng)使用期限的鼓風(fēng)機(jī)。使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的該裝置的IP級(jí)別能夠根據(jù)在 每個(gè)特定的情況下所要求的防護(hù)而進(jìn)行選擇。該結(jié)構(gòu)的中心自然構(gòu)成有塵側(cè)，而電子學(xué)空 間能夠設(shè)計(jì)在潔凈側(cè)上位于它的周圍。另外，該結(jié)構(gòu)為冷卻帶有自然對(duì)流的電子學(xué)空間提 供了良好的條件，這是因?yàn)閺墓β拾雽?dǎo)體器件到電子學(xué)空間的傳導(dǎo)損耗基本上對(duì)稱分配， 并且至該裝置(通道10中)的中心的對(duì)流面以及至該裝置的外側(cè)的對(duì)流面與常規(guī)結(jié)構(gòu)相 比通常是至少四倍或甚至超過八倍。另外，在首先將其拉出其安裝位置的情況下，歸因于其 對(duì)稱性及模塊化，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能夠容易地進(jìn)行修理。組裝利用根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是 容易的，并且通過使用旋轉(zhuǎn)夾具或豎直位置來為其調(diào)整相位也是簡(jiǎn)單的。由于其模塊化，如 果需要，利用根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的每個(gè)單元均能夠單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試或檢查，由此能夠更快地 發(fā)現(xiàn)缺陷。另外，模塊化提供了大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。利用根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的裝置的總尺寸 是小的，并且歸因于最佳冷卻以及模塊化使其能夠進(jìn)行的大規(guī)模生產(chǎn)，其制造成本是低的。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以多種方式來實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明的基本想法。本發(fā)明及其實(shí)施方式因此并不限于上述示例而是可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化.
權(quán)利要求
一種用于電動(dòng)機(jī)控制器的裝置，所述裝置包括多個(gè)功率半導(dǎo)體器件(5、7)以及冷卻元件(2)，所述冷卻元件連接至所述功率半導(dǎo)體器件用于冷卻它們，其特征在于，所述功率半導(dǎo)體器件(5、7)以及所述冷卻元件(2)以這樣一種方式設(shè)置在所述裝置的中心軸線(9)的周圍它們從至少三個(gè)側(cè)面在所述中心軸線(9)的周圍限定出通道(10)，所述冷卻元件的冷卻表面(8)延伸至所述通道(10)，并且冷卻介質(zhì)能夠沿所述中心軸線的方向在所述通道(10)中流動(dòng)，并且所述功率半導(dǎo)體器件(5、7)自所述功率半導(dǎo)體器件與所述冷卻元件之間的連接基本上遠(yuǎn)離所述中心軸線延伸，并且所述裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)扼流圈(1)，其設(shè)置在限定于所述中心軸線(9)周圍的所述通道(10)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述功率半導(dǎo)體器件(5、7)被分為三組或 更多組，由此至少一個(gè)冷卻元件(2)與每個(gè)組相關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括三組(5)，每組均包括至少 兩個(gè)功率半導(dǎo)體器件開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，每組均以這樣一種方式附連至板狀結(jié) 構(gòu)(4)，即每組的功率半導(dǎo)體器件(5、7)從所述板狀結(jié)構(gòu)的一個(gè)表面向外延伸，并且對(duì)應(yīng)的 至少一個(gè)冷卻元件的所述冷卻表面(8)從所述板狀結(jié)構(gòu)的相對(duì)表面向外延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述板狀結(jié)構(gòu)(4)由連續(xù)的板或彼此附連 的多個(gè)組別特定的板形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，沿所述中心軸線的方向看去，所述板狀結(jié) 構(gòu)(4)從至少三個(gè)側(cè)面為限定于所述中心軸線(9)周圍的所述通道定界。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的裝置，其特征在于，所述板狀結(jié)構(gòu)(4)是所述一個(gè)或多 個(gè)冷卻元件(2)的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2到7中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，沿所述中心軸線(9)的方 向看去，限定于所述中心軸線周圍的所述通道(10)基本上是三角形的，并且一組功率半導(dǎo) 體器件和與所述組相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)冷卻元件設(shè)置在所述三角形的每個(gè)側(cè)面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求2到7中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，沿所述中心軸線(9)的方 向看去，限定于所述中心軸線(9)周圍的所述通道(10)基本上是方形的，并且一組功率半 導(dǎo)體器件和與所述組相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)冷卻元件定位在所述方形的至少三個(gè)側(cè)面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，一組功率半導(dǎo)體器件(5)定位在所述方 形的三個(gè)側(cè)面上，并且形成整流器的一組功率半導(dǎo)體器件(7)定位在所述方形的一個(gè)側(cè)面 上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)扼流圈 (1)是空心扼流圈。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)扼流圈 (1)是輸入扼流圈和/或輸出扼流圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括至少一個(gè) 電容器(6)，其至少部分定位在所述通道(10)中。
14.一種電動(dòng)機(jī)控制器，其包括根據(jù)權(quán)利要求1到13中的任一項(xiàng)所述的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電動(dòng)機(jī)控制器，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)控制器是逆變器、整流器、變頻器或柔性啟動(dòng)器。
全文摘要
一種用于電動(dòng)機(jī)控制器的裝置，該裝置包括多個(gè)功率半導(dǎo)體器件(5、7)以及冷卻元件(2)，該冷卻元件連接至功率半導(dǎo)體器件用于冷卻它們，由此功率半導(dǎo)體器件(5、7)以及冷卻元件(2)以這樣一種方式設(shè)置在該裝置的中心軸線(9)的周圍，即它們從至少三個(gè)側(cè)面限定所述中心軸線周圍的通道，所述冷卻元件的通道冷卻表面(8)延伸到至該通道，并且冷卻介質(zhì)能夠沿所述中心軸線的方向在該通道中流動(dòng)入該通道，并且功率半導(dǎo)體器件(5、7)自所述功率半導(dǎo)體器件與所述冷卻元件之間的連接基本上遠(yuǎn)離所述中心軸線的方向延伸，并且所述該裝置還進(jìn)一步包括至少一個(gè)扼流圈(1)，其布設(shè)置在于中心軸線(9)的周圍區(qū)別分開的通道(10)內(nèi)中。
文檔編號(hào)H05K7/20GK101834560SQ201010133298
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者米卡·西爾文諾伊寧, 馬蒂·考拉寧 申請(qǐng)人:Abb公司