DE112015002343T5

DE112015002343T5 - Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung

Info

Publication number: DE112015002343T5
Application number: DE112015002343.7T
Authority: DE
Inventors: Shota HANIOKA; Akihiro Daikoku; Yoshihiro Miyama; Norihiro Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-03-20
Also published as: US10211698B2; US20170077779A1; JPWO2015178087A1; CN106233589B; DE112015002343B4; CN106233589A; WO2015178087A1; JP6081021B2

Abstract

In einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung hat ein zylindrischer Grundrahmen einen Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt. Die Wechselrichtereinheit hat mehrere Steuersubstrate und mehrere Leistungsmodule, die auf den Steuersubstraten vorgesehen sind. Im Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt sind mehrere Öffnungen in Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Ein Rippenabschnitt ist zwischen zueinander benachbarten Öffnungen ausgebildet. Die Öffnungen sind durch die mehreren Wärmesenken abgedeckt. Die Leistungsmodule und Steuersubstrate sind auf der Innenseite der Wärmesenken angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf eine wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung, in der eine Motoreinheit und eine Wechselrichtereinheit im selben Grundrahmen untergebracht sind.
Stand der Technik
Bei einem herkömmlichen Leistungsverstärker sind mehrere Wärmesenken an der Außenumfangsfläche einer Zentrierhülse installiert. Darüber hinaus sind mehrere Substrate im Inneren der Zentrierhülse untergebracht. Ein Leistungstransistor ist an einem Grundabschnitt einer Wärmesenke installiert. Die Anschlüsse des Leistungstransistors sind an das Substrat angeschlossen (siehe z.B. PTL 1).
Darüber hinaus sind in einer herkömmlichen Kühlstruktur eines elektrisch betriebenen Turboladers für einen Motor die Schaltungskomponenten des Wechselrichters jeweils in Übereinstimmung mit den jeweiligen Phasen u, v, w unterteilt und in einzelnen Substraten für jede Phase untergebracht. Darüber hinaus sind die Substrate an der Innenumfangsfläche eines Zylinders installiert, der drei oder mehr Flächen mit guter Wärmeleitfähigkeit (Wärmesenken) hat (siehe z.B. PTL 2).
Zitatliste
Patentliteratur

PTL 1: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2001-135962
PTL 2: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2009-162091

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn danach getrachtet wird, die in PTL 1 angegebene Struktur des Leistungsverstärkers auf eine wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung anzuwenden, wird die vom Motor erzeugte Wärme auf den Wechselrichter übertragen, und die Kühleffizienz des Leistungsmoduls sinkt.
Wenn darüber hinaus danach getrachtet wird, die in PTL 2 offenbarte Kühlstruktur auf eine wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung anzuwenden, ist es, wenn die Wechselrichtervorrichtung an einer Innenumfangsfläche eines zylindrischen Rahmens installiert wird, notwendig, einen Schraubenanziehvorgang senkrecht im Hinblick auf die Innenumfangsfläche des Rahmens durchzuführen, und da der Arbeitsraum eng ist, ist die Montagearbeit schwierig.
Diese Erfindung wurde entwickelt, um das obige Problem zu lösen, und eine Aufgabe von dieser besteht darin, eine wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung zu erhalten, die in der Lage ist, gleichzeitig eine Verbesserung bei den Montagemerkmalen der Wechselrichtereinheit und eine Verbesserung der Kühleffizienz der Wechselrichtereinheit zu erzielen.
Problemlösung
Die wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach dieser Erfindung umfasst: einen zylindrischen Grundrahmen, der einen Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt und einen Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt hat; eine Motoreinheit, die in dem Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt untergebracht ist; eine Wechselrichtereinheit, die mehrere Steuersubstrate und mehrere Leistungsmodule hat, die auf den Steuersubstraten vorgesehen sind, wobei die Wechselrichtereinheit in einem Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt untergebracht ist; und mehrere Wärmesenken, welche die Leistungsmodule kühlen, wobei im Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt mehrere Öffnungen in Abständen in einer Umfangsrichtung vorgesehen sind; ein Rippenabschnitt zwischen zueinander benachbarten Öffnungen ausgebildet ist; die Wärmesenken am Grundrahmen die Öffnungen abdeckend installiert sind; und die Leistungsmodule und Steuersubstrate auf der Innenseite der Wärmesenken angeordnet sind.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei der wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung dieser Erfindung sind im Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt mehrere Öffnungen in Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen, ein Rippenabschnitt ist zwischen zueinander benachbarten Öffnungen ausgebildet, Wärmesenken sind die Öffnungen bedeckend am Grundrahmen installiert, und Leistungsmodule und Steuersubstrate sind auf der Innenseite der Wärmesenken angeordnet, und deshalb ist es möglich, sowohl eine Verbesserung bei den Montageeigenschaften der Wechselrichtereinheit als auch eine Verbesserung bei der Kühleffizienz der Wechselrichtereinheit zu erzielen.
Kurze Beschreibung von Zeichnungen
1 ist eine in ihre Einzelteile zerlegte perspektivische Zeichnung, die eine wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
2 ist eine in ihre Einzelteile zerlegte perspektivische Zeichnung, die die Rahmeneinheit von 1 mit einer entgegengesetzten Lastseite nach oben gesehen zeigt.
3 ist eine in ihre Einzelteile zerlegte perspektivische Zeichnung, die die Rahmeneinheit von 1 mit einer Lastseite nach oben gesehen zeigt.
4 ist ein in seine Einzelteile zerlegtes Schema, das die Motoreinheit und die Drahtanschlussplatteneinheit von 1 zeigt.
5 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Zustand zeigt, in dem eine Drahtanschlussplatteneinheit an der Statoreinheit von 4 installiert wurde.
6 ist ein Ablaufschema, das ein Montageverfahren für die wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung von 1 zeigt.
7 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
8 ist eine in ihre Einzelteile zerlegte perspektivische Zeichnung, die eine wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
9 ist ein ungefähres Querschnittsschema der wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung von 8.
10 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
11 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
12 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
13 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer siebten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen dieser Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist eine in ihre Einzelteile zerlegte perspektivische Zeichnung, die eine wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, und die wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach der ersten Ausführungsform kombiniert ein Doppel aus einem Dreiphasenmotor und einer Wechselrichtervorrichtung, die diesen Motor antreibt.
In 1 hat die wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung eine Rahmeneinheit 110, eine Wechselrichtereinheit 120 und eine Motoreinheit 130, die im Inneren der Rahmeneinheit 110 untergebracht sind, und eine kreisscheibenförmige Drahtanschlussplatte 140, die zwischen der Wechselrichtereinheit 120 und der Motoreinheit 130 im Inneren der Rahmeneinheit 110 angeordnet ist.
Die Rahmeneinheit 110 umfasst einen zylindrischen Grundrahmen 10, mehrere Wärmesenken 11 (hier sechs Wärmesenken 11), die in Abständen in der Umfangsrichtung an der Außenumfangsfläche des Grundrahmens 10 installiert sind, eine Endplatte 2, bei der es sich um eine lastseitige Abdeckung handelt, und eine Frontplatte 3, bei der es sich um eine entgegengesetzte lastseitige Abdeckung handelt.
Die Wechselrichtereinheit 120 ist auf der entgegengesetzten Lastseite einer Abtriebswelle 63 der Motoreinheit 130 angeordnet. Darüber hinaus wandelt die Wechselrichtereinheit 120 eine aus einer externen DC-Energiequelle zugeführte DC-Energie in AC-Energie um und liefert diese Energie an die Motoreinheit 130. Die Drahtanschlussplatte 140 ist in das Innere der Rahmeneinheit 110 so eingepasst, dass kein Spalt in Bezug auf die Innenumfangsfläche der Rahmeneinheit 110 gebildet ist.
2 ist ein in seine Einzelteile zerlegtes perspektivisches Schema, das die Rahmeneinheit 110 von 1 mit der entgegengesetzten Lastseite nach oben gesehen zeigt, und 3 ist ein in seine Einzelteile zerlegtes perspektivisches Schema, das die Rahmeneinheit 110 von 1 mit der Lastseite nach oben gesehen zeigt. Der Grundrahmen 10 hat einen Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt 17, in dem die Motoreinheit 130 untergebracht ist, und einen Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16, in dem der Wechselrichter 120 untergebracht ist. Der Raum im Inneren der Rahmeneinheit 110 ist durch die Drahtanschlussplatteneinheit 140 in den Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt 17 und Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 unterteilt.
Mehrere Öffnungen (Löcher) 14 sind in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung im Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 des Grundrahmens 10 vorgesehen. Die Außenumfangsfläche des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts 16 ist von einer im Wesentlichen hexagonalen Form, und Öffnungen 14 sind in jeder der Flächen der hexagonalen Form vorgesehen. Die Öffnungen 14 nach der ersten Ausführungsform sind vierseitig (rechteckig) geformte Öffnungen mit derselben Größe.
Zwischen den benachbarten Öffnungen 14 sind Rippenabschnitte 29 parallel zur axialen Richtung des Grundrahmens 10 gebildet. Die Wärmesenken 11 sind im Grundrahmen 10 die Öffnungen 14 bedeckend installiert. Die peripheren Randabschnitte jeder Öffnung 14 sind flach. Mehrere Schraubenlöcher 18 zum Installieren der Wärmesenke 11 sind im Umfangsrandabschnitt jeder Öffnung 14 vorgesehen.
Die Wechselrichtereinheit 120 hat sechs Moduleinheiten 121, die durch ein einphasiges (einsträngiges) Leistungsmodul 30 und ein Steuersubstrat 31 gebildet sind, welches das einphasige Leistungsmodul 30 steuert, und mehrere elektrische Bauteile (nicht dargestellt), wie etwa Kondensatoren.
Die Wärmesenken 11 haben eine kreisbogenförmige, Wärme abstrahlende Oberfläche 12 und eine Leistungsmodulinstallationsfläche 13, die flach ausgearbeitet ist. Darüber hinaus haben die Wärmesenken 11 an der Außenseite in der radialen Richtung jeweils mehrere Wärmeabstrahlungsrippen 24. Mit anderen Worten sind in der Wärme abstrahlenden Oberfläche 12 mehrere Rillen entlang der Umfangsrichtung vorgesehen, durch welche die Wärmeabstrahlungsrippen 24 gebildet sind. Darüber hinaus sind mehrere den Schraubenlöchern 18 entsprechende Schraubeneinsetzöffnungen 23 in jeder Wärmesenke 11 vorgesehen. Die Wärmesenken 11 sind jeweils mit mehreren Schrauben so am Grundrahmen 10 befestigt, dass ihre Wärme abstrahlende Oberfläche 12 in einer radialen Richtung nach außen gewandt ist.
Zudem sind die Wärmesenken 11 in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Grundrahmens 10 angeordnet. Ein Leistungsmodul 30 ist in engem Kontakt mit der Leistungsmodulinstallationsfläche 13 jeder Wärmesenke 11 über ein Gel mit guter Wärmeleitfähigkeit (z.B. ein Wärme abstrahlendes Silikongel) befestigt. Deshalb kühlen die Wärmesenken 11 die Leistungsmodule 30.
Die Steuersubstrate 31 sind zusammen mit den Leistungsmodulen 30 an den Wärmesenken 11 installiert. Mit anderen Worten sind die Leistungsmodule 30 und die Steuersubstrate 31 auf der Innenseite der Wärmesenken 31 angeordnet. Wärmesenkenbaugruppen, die auf diese Weise hergestellt werden, indem die entsprechenden Leistungsmodule 30 und Steuersubstrate 31 an den Wärmesenken 11 installiert werden, werden in die jeweiligen Öffnungen 14 eingesetzt.
Die Fläche des Leistungsmoduls 30 und des Steuersubstrats 31 ist bei Betrachtung der Öffnung 14 von der Mitte des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts 16 her kleiner als die Fläche der Öffnung 14. Darüber hinaus ist in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung des Grundrahmens 10 die Gesamtquerschnittsfläche der Rippenabschnitte 29 kleiner als die Querschnittsfläche des Motoreinheit-Aufnahmeabschnitts 17.
Bei der Querschnittsform der Außenumfangsfläche des Motoreinheit-Aufnahmeabschnitts 17 handelt es sich um eine Kreisform. Darüber hinaus sind, um beim Antrieb des Motors entstehende Wärme effektiv nach außen abzustrahlen, mehrere Rillen entlang der Umfangsrichtung des Motoreinheit-Aufnahmeabschnitts 17 efektiv an der Außenseite vorgesehen, wodurch mehrere Wärmeabstrahlungsrippen 21 entlang der Umfangsrichtung gebildet sind. Die Wärmeabstrahlungsrippen 21, 24 sind entlang der Umfangsrichtung vorgesehen, wenn der Kühlungsströmungskanal wie im Falle des Kühlungsströmungskanals 90 in 2 in der Umfangsrichtung vorgesehen ist, aber wenn der Kühlungsströmungskanal in der axialen Richtung liegt, sind die Wärmeabstrahlungsrippen 24 in der axialen Richtung vorgesehen.
Mehrere Schraubenlöcher 28 sind an der Endfläche 27 des Grundrahmens 10 auf der entgegengesetzten Lastseite vorgesehen. Darüber hinaus sind mehrere den Schraubenlöchern 28 entsprechende Schraubeneinsetzöffnungen 6 in der Frontplatte 3 vorgesehen. Die Frontplatte 3 ist mit mehreren Schrauben am Grundrahmen 10 befestigt.
Darüber hinaus sind ein DC-Draht, der dem Leistungsmodul 30 Energie zuführt, und eine Schlitz 4 in der Frontplatte 3 vorgesehen, durch den ein Signaldraht durchzuleiten ist, um ein elektrisches Signal an das Steuersubstrat 31 zu übertragen.
Die mehreren Schraubenlöcher 26 sind an der lastseitigen Endfläche 25 des Grundrahmens 10 vorgesehen. Darüber hinaus sind mehrere den Schraubenlöchern 26 entsprechende Schraubeneinsetzöffnungen 7 in der Endplatte 2 vorgesehen. Die Endplatte 2 ist mit mehreren Schrauben am Grundrahmen 10 befestigt.
Darüber hinaus ist eine Welleneinsetzöffnung 8 in der Endplatte 2 vorgesehen, durch welche die Abtriebswelle 63 einzuführen ist. Ein (nicht dargestelltes) lastseitiges Lager ist an der Welleneinsetzöffnung 8 angebaut.
Wünschenswerterweise ist die Rahmeneinheit 110 aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, wie etwa Aluminium hergestellt, wodurch die Kühlwirkung erhöht wird. Indem darüber hinaus ein Material mit besonders ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit (zum Beispiel Kupfer) für das Material der Wärmesenken 11 verwendet wird, ist es möglich, die Kühleffizienz des Leistungsmoduls 30 zu verbessern.
4 ist ein in seine Einzelteile zerlegtes Schema, das die Motoreinheit 130 und die Drahtanschlussplatteneinheit 140 von 1 zeigt. Die Motoreinheit 130 umfasst eine zylindrische Statoreinheit 50 und eine Rotoreinheit 60, die in das Innere der Statoreinheit 50 eingesetzt ist.
Die Statoreinheit 50 hat einen Statorkern 51 und eine Spule 53. Die Querschnittsform der Innenumfangsfläche des Motoreinheit-Aufnahmeabschnitts 17 ist kreisförmig, und der Statorkern 51 ist in das Innere des Motoreinheit-Aufnahmeabschnitts 17 eingebaut und darin befestigt.
Der Statorkern 51 hat einen ringförmigen Jochabschnitt 56 und zwölf Zahnabschnitte 52, die in einer radialen Einwärtsrichtung vom Jochabschnitt 56 vorstehen. Die Spule 53 ist an den Zahnabschnitten 52 von der Innenseite des Statorkerns 51 her installiert. Darüber hinaus steht der Endabschnitt der Spule 53 an der entgegengesetzten Lastseite vor.
Die Rotoreinheit 60 umfasst einen Rotorkern 61 und zwanzig Permanentmagnete 65. im Rotorkern 61 sind zwanzig Magneteinsetzöffnungen 66 in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die Permanentmagnete 65 sind so in die Magneteinsetzöffnungen 66 eingesetzt, dass ihre Pole abwechselnd alle zwei Pole in eine radiale Auswärtsrichtung gewandt sind, N → N → S → S.
Die Abtriebswelle 63, die am Innendurchmesser der Rotoreinheit 60 installiert ist, ist durch das lastseitige Lager und ein (nicht dargestelltes) entgegengesetztes lastseitiges Lager, das von der Drahtanschlussplatteneinheit 140 gehaltert ist, drehbeweglich gelagert.
5 ist eine perspektivische Zeichnung, die einen Zustand zeigt, in dem die Drahtanschlussplatteneinheit 140 an der Statoreinheit 50 von 4 installiert wurde. In der Drahtanschlussplatteneinheit 140 sind die Enden der Spulen 53 jeweils für jede Phase angeschlossen, und mehrere Anschlussklemmen 55 sind dazu ausgelegt, eine Verbindung mit den Ausgangsanschlüssen der Leistungsmodule 30 einzugehen.
Als Nächstes wird das Montageverfahren der wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach der ersten Ausführungsform mit Bezug auf das Ablaufschema in 6 beschrieben. In dem Verfahren von 6 werden zuerst die Spulen 53 am Statorkern 51 installiert (Schritt S1). Danach wird die Drahtanschlussplatteneinheit 140 an der Statoreinheit 50 installiert, und Extraktionsdrähte 54 werden aus den Spulen 53 der jeweiligen Phase durch die Drahtanschlussplatteneinheit 140 angeschlossen (Schritt S2).
Danach werden die Statoreinheit 50 und die Drahtanschlussplatteneinheit 140 durch Presspassung oder Schrumpfpassung im Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt 17 des Grundrahmens 10 fixiert (Schritt S3). Danach wird die Rotoreinheit 60 in die Statoreinheit 50 eingesetzt (Schritt S4). In diesem Fall wird die Abtriebswelle 63 in das entgegengesetzte lastseitige Lager eingesetzt.
Als Nächstes wird die Endplatte 2 am Grundrahmen 10 befestigt und die Abdeckung auf die Lastseite des Grundrahmens 10 aufgesetzt (Schritt S5). In diesem Fall wird die Abtriebswelle 63 in das lastseitige Lager eingesetzt. Auf diese Weise wird die Installation der Motoreinheit 130 und der Drahtanschlussplatteneinheit 140 am Grundrahmen 10 fertig gestellt.
Anschließend werden dann die Moduleinheiten 121 zusammengebaut, indem die Steuersubstrate 31 an den Leistungsmodulen 30 installiert und auch (nicht dargestellte) Steuerdrähte verschaltet werden, die an die Leistungsmodule 30 angeschlossen werden. Die Moduleinheiten 121 werden an den Wärmesenken 11 an der Außenseite des Grundrahmens 10 installiert (Schritt S6). In diesem Fall gehen die Wärmeabstrahlungsflächen der Leistungsmodule 30 einen engen Kontakt mit den Wärmesenken 11 ein.
Als Nächstes werden die Wärmesenken 11, an denen die Moduleinheiten 121 installiert wurden, mit anderen Worten, die Wärmesenkenbaugruppen, an der Außenwandfläche des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts 16 des Grundrahmens 10 installiert (Schritt S7).
Danach werden die Ausgangsanschlüsse der Leistungsmodule 30 und die Anschlussklemmen 55 der sechs Phasen der Drahtanschlussplatteneinheit 140 verschaltet (Schritt S8). Dann werden die elektrischen Verbindungen zwischen den elektrischen Bauteilen der Wechselrichtereinheit 120 hergestellt. Schließlich wird die Frontplatte 3 am entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitt des Grundrahmens 10 befestigt (Schritt S9). Dadurch wird die gesamte Zusammenbauaufgabe abgeschlossen.
In der vorstehend beschriebenen wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung werden im Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 Öffnungen 14 in Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen, der Rippenabschnitt 29 wird zwischen den zueinander benachbarten Öffnungen 14 ausgebildet, die Wärmesenken 11 werden am Grundrahmen 10 die Öffnungen 14 bedeckend installiert, und die Leistungsmodule 30 und Steuersubstrate 31 werden auf der Innenseite der Wärmesenken 11 angeordnet, und deshalb ist es möglich, gleichzeitig sowohl eine Verbesserung bei den Zusammenbaueigenschaften der Gleichrichtereinheit 120 als auch eine Verbesserung bei der Kühleffizienz der Gleichrichtereinheit 120 zu erzielen.
Im Spezielleren wird die Rahmeneinheit 110 in einen Grundrahmen 10, in dem die Öffnungen 14 vorgesehen sind, und Wärmesenken 11 unterteilt, und deshalb können die Leistungsmodule 30 und Steuersubstrate 31 an den Wärmesenken 11 auf der Außenseite des Grundrahmens 10 installiert werden. Herkömmlicherweise war es notwendig, die Moduleinheiten 121 von der Innenseite her in der radialen Richtung des Grundrahmens 10 zu installieren, aber in der ersten Ausführungsform wird eine Struktur erzielt, in der, selbst wenn die Wärmesenken 11 von der Außenseite her in der radialen Richtung des Grundrahmens 10 installiert werden, die Moduleinheiten 121 immer noch an der Innenwandfläche wie im Stand der Technik angeordnet sind, und deshalb sind die Installationseigenschaften der Moduleinheit 121 verbessert.
Da darüber hinaus der Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 durch knochenförmige Rippenabschnitte 29 gebildet ist, ist es möglich, den Wärmewiderstand des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts 16 größer auszulegen als den des Motoreinheit-Aufnahmeabschnitts 17. Folglich wird die beim Antrieb des Motors erzeugte Wärme nicht so ohne Weiters auf die Wechselrichtereinheit 120 übertragen, und die Kühleffizienz der Wechselrichtereinheit 120 ist verbessert.
Im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung des Grundrahmens 10 ist die Gesamtquerschnittsfläche der Rippenabschnitte 29 kleiner als die Querschnittsfläche des Motoreinheit-Aufnahmeabschnitts 17, und deshalb ist es möglich, den Wärmewiderstand des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts 16 zuverlässig größer auszulegen als den des Motoreinheit-Aufnahmeabschnitts 17. Indem außerdem Abstandhalter so zwischen dem Grundrahmen 10 und den Wärmesenken 11 vorgesehen werden, dass sie keinen engen Kontakt herstellen, oder indem selbige über ein Material mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit, wie etwa Kunststoff oder Epoxidharz, befestigt werden, wird die Kühleffizienz der Wechselrichtereinheit 120 verbessert.
Weil darüber hinaus die Fläche des Leistungsmoduls 30 und des Steuersubstrats 31 bei Betrachtung einer Öffnung 14 von der Mitte des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts 16 her kleiner ist als die Fläche der Öffnung 14, ist das Steuersubstrat 31 auch an der Wärmesenke 11 an der Außenseite des Grundrahmens 10 installiert und kann von der Außenseite des Grundrahmens 10 her installiert werden, und die Zusammenbaueigenschaften können weiter verbessert werden. Zudem können die Wärmesenken 11 und der Grundrahmen 10 unterteilt werden, ohne deren Größe zu vergrößern.
Da die Steuersubstrate 31 darüber hinaus so nah wie möglich an den Leistungsmodulen 30 angeordnet werden können, besteht keine Verzögerung im Schaltbetrieb der Leistungsmodule 30 aufgrund der potentialfreien Kapazität der Signalleitungen, die an die Leistungsmodule 30 von den Steuersubstraten 31 her angeschlossen sind.
Indem außerdem eine Öffnung 14 im Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 vorgesehen ist, ist es möglich, die Ausgangsanschlüsse der Leistungsmodule 30 vom Grundrahmen 10 zu trennen, und der durch den Grundrahmen 10 erzeugte Wirbelstromverlust kann gesenkt werden.
Ferner besteht keine Notwendigkeit, die Moduleinheiten 121 in die Wärmesenken 11 einzubetten, und von daher können die Wärmesenken 11 relativ dünn ausgebildet werden, und das effektive Volumen im Inneren der Rahmeneinheit 110 kann vergrößert werden.
Da außerdem die Wechselrichtereinheit 120 in der axialen Richtung der Motoreinheit 130 angeordnet ist, kann der Extraktionsdraht 54 von der Motoreinheit 130 zur Wechselrichtereinheit 120 mühelos verschaltet werden.
Da außerdem der Grundrahmen 10 ausgebildet wird, indem der Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und der Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt als integrierter Körper ausgebildet werden, besteht keine Notwendigkeit, dass ein Teil den Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und den Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt verbindet, und deshalb kann die Größe weiter reduziert werden.
Da darüber hinaus der Grundrahmen 10 ausgebildet wird, indem der Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und der Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt als integrierter Körper ausgebildet werden, ist die Gesamtsteifigkeit der Antriebsvorrichtung erhöht.
Die Anzahl der Wärmesenken 11 ist nicht auf die in 1 dargestellt Anzahl von sechs beschränkt, und kann eine beliebige Anzahl von gleich oder größer als zwei sein. Die Anzahl der Öffnungen 14 ist gleich der Anzahl an Wärmesenken 11.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes ist 7 eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. In der zweiten Ausführungsform ist ein Flanschabschnitt 15 am Umfangsrandabschnitt jeder Wärmesenke 11 vorgesehen, und der Flanschabschnitt 15 ist an der Innenwandfläche des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts 16 angeschraubt. Während des Zusammenbaus werden die Moduleinheiten 121 an den Wärmesenken 11 außerhalb des Grundrahmens 10 installiert, die Wärmesenken 11 werden von der entgegengesetzten Lastseite des Grundrahmens 10 her eingeführt, und die Flanschabschnitt 15 werden an der Innenwandfläche des Grundrahmens 10 am Umfang der Öffnungen 14 befestigt. Der Rest der Auslegung und des Montageverfahrens ist ähnlich oder identisch zur ersten Ausführungsform.
Auf diese Weise 11 können die Wärmesenken 11 an der Innenwandfläche des Grundrahmens 10 befestigt werden und es lassen sich zur ersten Ausführungsform ähnliche vorteilhafte Wirkungen erzielen.
Dritte Ausführungsform
Als Nächstes ist 8 eine auseinandergezogene perspektivische Zeichnung, die eine wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, und 9 ist ein ungefähres Querschnittsschema der wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung von 8; in 9 ist die Auslegung im Inneren des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts 16 u. dgl. weggelassen. In der dritten Ausführungsform ist ein Innenrahmen 112 aus einem Grundrahmen 10 und sechs Wärmesenken 11 aufgebaut. Ein zylindrischer Außenrahmen 113 ist an der Außenseite in der radialen Richtung des Innenrahmens 112 angebaut. Dadurch ist Kühlflüssigkeitsströmungskanal 70 zwischen dem Innenrahmen 112 und dem Außenrahmen 113 gebildet. Ein flüssigkeitsgekühlter Rahmen 111 ist aus dem Innenrahmen 112 und dem Außenrahmen 113 aufgebaut.
Ein einlassseitiger Nippel 5a zur Zufuhr einer Kühlflüssigkeit und eine auslassseitiger Nippel 5b zum Ausleiten der Kühlflüssigkeit sind am entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitt 113b des Außenrahmens 113 angebracht. Die aus dem einlassseitigen Nippel 5a zugeführte Kühlflüssigkeit wird in der Umfangsrichtung im Inneren des Kühlflüssigkeitsströmungskanals 70 umgewälzt und aus dem auslassseitigen Nippel 5b ausgeleitet.
Eine abgedichtete Struktur (flüssigkeitsdichte Struktur) ist zwischen dem lastseitigen Endabschnitt 112a des Innenrahmens 112 und dem lastseitigen Endabschnitt 113a des Außenrahmens 113 bzw. zwischen dem entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitt 112b des Innenrahmens 112 und dem entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitt 113b des Außenrahmens 113 vorgesehen.
Im Spezielleren handelt es sich bei dem lastseitigen Endabschnitt 112a des Innenrahmens 112 um eine Struktur, die sich in der radialen Richtung zur Außenseite erstreckt. Darüber hinaus ist eine kreisringförmige Rille im lastseitigen Endabschnitt 112a des Innenrahmens 112 vorgesehen, und ein kreisringförmiges Dichtungselement 72a ist in diese Rille eingesetzt. Die lastseitige Endfläche des Außenrahmens 113 liegt am Dichtungselement 72a an.
Mehrere Schraubeneinsetzöffnungen 73a sind im lastseitigen Endabschnitt 112a des Innenrahmens 112 vorgesehen. Die Schraubeneinsetzöffnungen 73a sind in der radialen Richtung des Dichtungselements 72a an der Außenseite vorgesehen. Mehrere den Schraubeneinsetzöffnungen 73a entsprechende Schraubenlöcher 74a sind am lastseitigen Endabschnitt 113a des Außenrahmens 113 vorgesehen.
Eine kreisringförmige Rille ist im entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitt 112b des Innenrahmens 112 vorgesehen, und ein kreisringförmiges Dichtungselement 72b ist in diese Rille eingesetzt. Der entgegengesetzte lastseitige Endabschnitt 113b des Außenrahmens 113 ist nach innen in der radialen Richtung verlängert, um das Dichtungselement 72b abzudecken, und liegt am Dichtungselement 72b an.
Mehrere Schraubenlöcher 73b sind im entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitt 112b des Innenrahmens 112 vorgesehen. Die Schraubenlöcher 73b sind in der radialen Richtung weiter zur Innenseite hin angeordnet als das Dichtungselement 72b. Mehrere den Schraubenlöchern 73b entsprechende Schraubeneinsetzöffnungen 74b sind am entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitt 113b des Außenrahmens 113 vorgesehen.
Die Fläche des lastseitigen Endabschnitts 113a des Außenrahmens 113, die das Dichtungselement 72a berührt, ist flach ausgebildet, so dass ein Druck gleichmäßig an das Dichtungselement 72a angelegt wird. Die Fläche des entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitts 113b des Außenrahmens 113, die das Dichtungselement 72b berührt, ist flach ausgebildet, so dass ein Druck gleichmäßig an das Dichtungselement 72b angelegt wird.
Es ist auch möglich, die lastseitige Dichtungsstruktur und die entgegengesetzte lastseitige Dichtungsstruktur zwischen dem Innenrahmen 112 und dem Außenrahmen 113 gegeneinander auszutauschen.
Die Schraubeneinsetzöffnungen 7 in der Endplatte 2 sind den Schraubeneinsetzöffnungen 73a entsprechend angeordnet. Die Endplatte 2 ist an den Außenrahmen 113 sowie den Innenrahmen 112 angeschraubt.
Die Schraubeneinsetzöffnungen 6 in der Frontplatte 3 sind den Schraubeneinsetzöffnungen 74b entsprechend angeordnet. Die Frontplatte 3 ist an den Innenrahmen 112 sowie den Außenrahmen 113 angeschraubt.
Eine im Wesentlichen vierseitige Rille ist am Umfang jeder Öffnung 14 des Grundrahmens 10 vorgesehen, und ein Dichtungselement 80 ist in diese Rille eingesetzt. Die Dichtungselemente 80 sind zwischen jeder Wärmesenke 11 und dem Grundrahmen 10 eingesetzt. Die Leistungsmodulinstallationsfläche 13 der Wärmesenke 11 ist flach und die Dichtungselemente 80 abdeckend ausgebildet.
Schraubenlöcher 18 (2) zum Befestigen der Wärmesenken 11 am Grundrahmen 10 sind an der Außenseite der Dichtungselemente 80 angeordnet. Darüber hinaus sind die Schraubenlöcher 18 so ausgebildet, dass sie den Grundrahmen 10 nicht durchdringen. Der Rest der Auslegung und des Montageverfahrens ist ähnlich oder identisch zur ersten Ausführungsform.
Da in einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung dieser Art der Außenrahmen 113 in der radialen Richtung des Innenrahmens 112 an die Außenseite angebaut ist und die Dichtungselemente 80 zwischen jeder Wärmesenke 11 und dem Grundrahmen 10 eingesetzt sind, ist es möglich, den Kühlflüssigkeitsströmungskanal 70 zwischen dem Innenrahmen 112 und dem Außenrahmen 113 zu bilden und dabei das Austreten von Flüssigkeit in den Grundrahmen 10 zu verhindern. Da zudem der Grundrahmen 10 und die Wärmesenken 11 einen Kontakt über die Dichtungselemente 80 eingehen, wird die von der Motoreinheit 130 auf den Grundrahmen 10 übertragene Wärme daran gehindert, auf die Leistungsmodule 30 übertragen zu werden, die an den Wärmesenken 11 installiert sind, und deshalb ist die Kühleffizienz der Wechselrichtereinheit 120 verbessert.
Es ist möglich, die Kühleffizienz der Motoreinheit 130 und der Wechselrichtereinheit 120 zu verbessern, indem ein Fluid mit hoher Wärmeleitfähigkeit (zum Beispiel Wasser) anhand einer Pumpe o. dgl. in den Kühlflüssigkeitsströmungskanal 70 eingeleitet wird. Folglich ist es möglich, die maximale Leistungsdichte und die Drehmomentdichte der Wechselrichtereinheit 120 zu erhöhen.
Da darüber hinaus eine abgedichtete Struktur zwischen dem lastseitigen Endabschnitt 112a des Innenrahmens 112 und dem lastseitigen Endabschnitt 113a des Außenrahmens 113 bzw. zwischen dem entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitt 112b des Innenrahmens 112 und dem entgegengesetzten lastseitigen Endabschnitt 113b des Außenrahmens 113 vorgesehen ist, ist es möglich, ein Austreten von Flüssigkeit zu verhindern.
Da außerdem die Schraubenlöcher 18 so ausgebildet sind, dass sie nicht durch den Grundrahmen 10 hindurchgehen, gibt es kein Auftreten eines Flüssigkeitsaustritts aus dem Kühlflüssigkeitsströmungskanal 70 in das Innere des Grundrahmens 10 über die Schraubenlöcher 18.
Da außerdem die Wechselrichtereinheit 120 in der axialen Richtung der Motoreinheit 130 angeordnet ist, kann der Extraktionsdraht 54 problemlos aus der Motoreinheit 130 zur Wechselrichtereinheit 120 verdrahtet werden.
Da außerdem die Motoreinheit 130 und die Wechselrichtereinheit 120 durch denselben Strömungskanal 70 gekühlt werden können, besteht keine Notwendigkeit, mehrere Kühlströmungskanäle aufzubauen und anzuordnen, und von daher ist das Strömungskanal-Layout sehr einfach und es besteht ein gesenkter Druckverlust in den Strömungskanälen.
Da außerdem der Grundrahmen 10 ausgebildet wird, indem der Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und der Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt als integrierter Körper ausgebildet werden, besteht kein Bedarf an einem den Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und den Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt verbindenden Teil, und deshalb kann die Größe weiter reduziert werden.
Da darüber hinaus der Grundrahmen 10 ausgebildet wird, indem der Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und der Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt als integrierter Körper ausgebildet werden, besteht kein Bedarf an einem den Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und den Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt abdichtenden Teil, und deshalb kann die Anzahl an Bauteilen reduziert werden, und die flüssigkeitsdichten Eigenschaften können verbessert werden.
Da darüber hinaus der Grundrahmen 10 ausgebildet wird, indem der Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und der Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt als integrierter Körper ausgebildet werden, ist die Gesamtsteifigkeit der Antriebsvorrichtung erhöht.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes ist 10 eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Die vierte Ausführungsform kombiniert die dritte Ausführungsform und die zweite Ausführungsform. Mit anderen Worten ist eine Rille im Flanschabschnitt 15 jeder Wärmesenke 11 ausgebildet, und ein Dichtungselement 84 ist in die Rille eingesetzt.
Der Flanschabschnitt 15 ist an der Innenwandfläche des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts 16 angeschraubt. Das Dichtungselement 84 ist zwischen dem Flanschabschnitt 15 und der Innenwandfläche des Grundrahmens 10 eingesetzt. Darüber hinaus ist das Dichtungselement 84 an der Außenseite der Schraubeneinsetzöffnungen 23 angeordnet. Der Rest der Auslegung und des Montageverfahrens ist ähnlich oder identisch zur dritten Ausführungsform.
Auf diese Weise können flüssigkeitsdichte Eigenschaften an der Innenwandfläche des Grundrahmens 10 aufrechterhalten werden, und es werden der dritten Ausführungsform ähnliche vorteilhafte Wirkungen erzielt.
Fünfte Ausführungsform
Als Nächstes ist 11 eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. In der fünften Ausführungsform gibt es zwei Öffnungen 14 im Motoreinheit-Aufnahmeanschnitt 17 des Grundrahmens 10, und zwei Wärmesenken 11 sind die Öffnungen 14 bedeckend installiert. Drei einphasige (einschenklige) Leistungsmodule 30 sind in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung an den Wärmesenken 11 installiert.
(Nicht dargestellte) Steuersubstrate zum Ansteuern der Leistungsmodule 30 der drei Phasen sind an den Wärmesenken 11 installiert. Die Steuersubstrate sind über (nicht dargestellte) Signaldrähte mit den Leistungsmodulen 30 verdrahtet, wodurch eine Dreiphasen-Wechselrichtervorrichtung aufgebaut wird. Der Rest der Auslegung und des Montageverfahrens ist ähnlich oder identisch zur ersten, zweiten, dritten oder vierten Ausführungsform.
Indem auf diese Weise zwei oder mehr Leistungsmodule 30 an einer Wärmesenke 11 installiert werden, ist es möglich, selbst in einer Wechselrichtereinheit 120 mit einer großen Anzahl von Leistungsmodulen 30, die Anzahl von Wärmesenken 11 zu reduzieren. Mit anderen Worten besteht selbst, wenn ein Mehrgruppen-/Mehrphasen-Motor verwendet wird, keine Notwendigkeit, Wärmesenken 11 in gleicher Anzahl wie die Leistungsmodule 30 vorzubereiten, und von daher kann die Anzahl von Bauteilen gesenkt werden, und die Montageigenschaften sind auch verbessert.
Darüber hinaus ist es, wenn es sich bei der Wechselrichtereinheit 120 um eine N-Phasen-Ansteuerungs-Wechselrichtervorrichtung handelt (wobei N eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist), indem Leistungsmodule 30 für die N Phasen an jeder der Wärmesenken 11 installiert werden, möglich, die Leistungsmodule 30 jeder Gruppe außerhalb des Grundrahmens 10 mit den DC-Drähten des Steuersubstrats und den Steuersignalleitungen zu verbinden, wenn eine Motoreinheit 130 mit einer Mehrgruppen-Spulenstruktur verwendet wird, und deshalb sind die Montageeigenschaften verbessert. Zudem ist es möglich, ein einzelnes Steuersubstrat für die Leistungsmodule 30 jeder Gruppe zu verwenden. Indem außerdem, ähnlich der dritten und vierten Ausführungsform, eine abgedichtete Struktur vorgesehen wird, ist auch eine Flüssigkeitskühlung möglich.
Da darüber hinaus der Grundrahmen 10 ausgebildet wird, indem der Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und der Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt als integrierter Körper ausgebildet werden, besteht kein Bedarf an einem den Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt 16 und den Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt abdichtenden Teil, und deshalb kann die Anzahl an Bauteilen reduziert werden, und die flüssigkeitsdichten Eigenschaften können verbessert werden.
Sechste Ausführungsform
Als Nächstes ist 12 eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, und der Pfeil in der Zeichnung stellt die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit dar. In der sechsten Ausführungsform ist die Fläche der Wärme abstrahlenden Oberfläche 12 in der Wärmesenke 11f am abschließenden Ende größer ausgebildet als die Fläche der Wärme abstrahlenden Oberfläche 12 der Wärmesenke 11a am beginnenden Ende des Kühlflüssigkeitsströmungskanals 70.
Im Spezielleren wird die Fläche der Wärme abstrahlenden Oberfläche 12 in der Umfangsrichtung ausgehend vom beginnenden Ende zum abschließenden Ende allmählich größer. Mit anderen Worten ist die Breite in der Umfangsrichtung der Wärmesenke 11 auf der Seite des abschließenden Endes größer als die Breite in der Umfangsrichtung der Wärmesenke 11 auf der Seite des beginnenden Endes des Kühlflüssigkeitsströmungskanals 70. Folglich ist im Kühlflüssigkeitsströmungskanal 70 (9) die Fläche der Wärmesenke 11 auf der Seite des abschließenden Endes, die mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt ist, größer als die Fläche der Wärmesenke 11 auf der Seite des beginnenden Endes, die mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt ist. Der Rest der Auslegung und des Montageverfahrens ist ähnlich oder identisch zur dritten oder vierten Ausführungsform.
In einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung dieser Art sinkt selbst wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit am abschließenden Ende des Kühlflüssigkeitsströmungskanals 70 höher ist als am beginnenden Ende, die Kühlleistung der Wärmesenke 11 im abschließenden Endabschnitt des Kühlflüssigkeitsströmungskanals 70 nicht, und die Kühlleistung der in der Umfangsrichtung angeordneten Leistungsmodule 30 kann gleichmäßig gehalten werden.
Siebte Ausführungsform
Als Nächstes ist 13 eine perspektivische Zeichnung, die einen Hauptteil einer wechselrichterintegrierten Motorvorrichtung nach einer siebten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, und der Pfeil in der Zeichnung stellt die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit dar. In der siebten Ausführungsform ist die Anzahl von Wärmeabstrahlungsrippen 24 in der Wärmesenke 11f am abschließenden Ende des Kühlflüssigkeitsströmungskanals 70 größer als die Anzahl von Wärmeabstrahlungsrippen 24 in der Wärmesenke 11a am beginnenden Ende.
Im Spezielleren beträgt die Anzahl von Wärmeabstrahlungsrippen 24 in der Wärmesenke 11a am beginnenden Ende des Kühlflüssigkeitsströmungskanals 70 sechs, und die Anzahl von Wärmeabstrahlungsrippen 24 in der Wärmesenke 11f am abschließenden Ende des Kühlflüssigkeitsströmungskanals 70 beträgt neun. Folglich ist im Kühlflüssigkeitsströmungskanal 70 (9) die Fläche der Wärmesenke 11 auf der Seite des abschließenden Endes, die mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt ist, größer als die Fläche der Wärmesenke 11 auf der Seite des beginnenden Endes, die mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt ist. Der Rest der Auslegung und des Montageverfahrens ist ähnlich oder identisch zur dritten oder vierten Ausführungsform.
Selbst mit einer Auslegung dieser Art ist es möglich, eine gleichmäßige Kühlleistung in den Leistungsmodulen 30 sicherzustellen, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Bezugszeichenliste

2: Endplatte
3: Frontplatte
4: Schlitz
6: Schraubeneinsetzöffnungen
7: Schraubeneinsetzöffnungen
8: Welleneinsetzöffnung
10: Grundrahmen
11: Wärmesenke
12: kreisbogenförmige, Wärme abstrahlende Oberfläche
13: Leistungsmodulinstallationsfläche
14: Öffnung
15: Flanschabschnitt
16: Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt
17: Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt
18: Schraubenlöcher
21: Wärmeabstrahlungsrippen
23: Schraubeneinsetzöffnungen
24: Wärmeabstrahlungsrippen
25: lastseitige Endfläche
26: Schraubenlöcher
27: Endfläche
28: Schraubenlöcher
29: Rippenabschnitt
30: Leistungsmodul
31: Steuersubstrat
50: Statoreinheit
51: Statorkern
52: Zahnabschnitte
53: Spule
54: Extraktionsdraht
55: Anschlussklemmen
56: ringförmiger Jochabschnitt
60: Rotoreinheit
61: Rotorkern
63: Abtriebswelle
65: Permanentmagnete
66: Magneteinsetzöffnungen
70: Kühlflüssigkeitsströmungskanal
80, 84: Dichtungselement
90: Kühlungsströmungskanal
110: Rahmeneinheit
111: flüssigkeitsgekühlter Rahmen
112: Innenrahmen
113: Außenrahmen
120: Wechselrichtereinheit
121: Moduleinheit
130: Motoreinheit
140: Drahtanschlussplatte

Claims

Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung, Folgendes umfassend: einen zylindrischen Grundrahmen, der einen Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt und einen Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt hat; eine Motoreinheit, die in dem Motoreinheit-Aufnahmeabschnitt untergebracht ist; eine Wechselrichtereinheit, die mehrere Steuersubstrate und mehrere Leistungsmodule hat, die auf den Steuersubstraten vorgesehen sind, wobei die Wechselrichtereinheit im Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt untergebracht ist; und mehrere Wärmesenken, welche die Leistungsmodule kühlen, wobei im Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitt mehrere Öffnungen in Abständen in einer Umfangsrichtung vorgesehen sind; ein Rippenabschnitt zwischen zueinander benachbarten Öffnungen ausgebildet ist; die Wärmesenken am Grundrahmen die Öffnungen abdeckend installiert sind;; und die Leistungsmodule und die Steuersubstrate auf der Innenseite der Wärmesenke angeordnet sind.
Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung des Grundrahmens eine Gesamtquerschnittsfläche des Rippenabschnitts kleiner ist als eine Querschnittsfläche eines Motoreinheit-Aufnahmeabschnitts.
Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Wärmesenkenbaugruppen, in denen mindestens eines der Leistungsmodule und mindestens eines der Steuersubstrate an jeder Wärmesenke installiert sind, in die Öffnungen eingebaut sind.
Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Fläche des Leistungsmoduls und des Steuersubstrats bei Betrachtung der Öffnung von der Mitte des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts her kleiner ist als eine Fläche der Öffnung.
Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, darüber hinaus einen zylindrischen Außenrahmen umfassend, der an eine Außenseite in einer radialen Richtung des durch den Grundrahmen und die Wärmesenken gebildeten Innenrahmens angebaut ist, wobei ein Dichtungselement zwischen den Wärmesenken und dem Grundrahmen eingesetzt ist.
Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwei oder mehr der Leistungsmodule an mindestens einer der Wärmesenken installiert sind.
Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn N eine ganze Zahl gleich oder größer als Zwei ist, und es sich bei der Wechselrichtereinheit um eine N-Phasen-Ansteuerung-Wechselrichtereinheit handelt, die Leistungsmodule für N Phasen in den Wärmesenken installiert sind.
Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Kühlflüssigkeitsströmungskanal, in dem eine Kühlflüssigkeit zum Kühlen der Wärmesenken fließen kann, an einer Außenseite in einer radialen Richtung des Wechselrichtereinheit-Aufnahmeabschnitts ausgebildet ist; und eine Fläche der Wärmesenke auf einer Seite des abschließenden Endes des Kühlflüssigkeitsströmungskanals, die mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt ist, größer als eine Fläche der Wärmesenke auf der Seite des beginnenden Endes des Kühlflüssigkeitsströmungskanals ist, die mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt ist.
Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine Breite in einer Umfangsrichtung der Wärmesenke auf der Seite des abschließenden Endes des Kühlflüssigkeitsströmungskanals größer ist als eine Breite in einer Umfangsrichtung der Wärmesenke auf der Seite des beginnenden Endes.
Wechselrichterintegrierte Motorvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Wärmesenken jeweils an einer Außenseite in einer radialen Richtung Wärmeabstrahlungsrippen haben; und die Seite des abschließenden Endes des Kühlflüssigkeitsströmungskanals größer ist als die Anzahl von Wärmeabstrahlungsrippen an der Wärmesenke auf der Seite des beginnenden Endes.