ES2276739T3 - Un inversor mejorado con un disipador de calor para un motor electrico. - Google Patents
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Abstract
Un inversor (10) para un motor eléctrico incluyendo: unos medios de conmutación (24), unos medios disipadores de calor (22) asociados con dichos medios de conmutación (24), unos medios de capacitancia (28), y circuitería inversora CC a CA que tiene chips de circuitería inversora: donde dichos medios de conmutación (24) y dicha circuitería inversora CC a CA permiten que dicho inversor (10) reciba voltaje CC como una entrada y produzca como salida corriente CA trifásica, dichos medios disipadores de calor (22) incluyen una caja (221) con al menos un paso de líquido de transferencia de calor (222) en un interior de dicha caja disipadora de calor (221), dichos medios disipadores de calor (22) incluyen además al menos un orificio de entrada (18) y un orificio de salida (20) para líquido de transferencia de calor, de modo que dicho líquido de transferencia de calor fluya a través de dichos medios disipadores de calor (22) para disipar calor de dichos medios de conmutación (24), y los chips de dicha circuitería inversora CC a CA y dichos medios de conmutación (24) están montados directamente en una primera superficie principal de dicha caja disipadora de calor (221), caracterizado porque la primera superficie principal de dicha caja disipadora de calor (221) está orientada de modo que sea su superficie superior, dicha superficie superior de dicha caja disipadora de calor (221) está eléctricamente activa y sirve como parte de dicha circuitería inversora, y la caja disipadora de calor (221) se hace de molibdeno.
Description
Un inversor mejorado con un disipador de calor
para un motor eléctrico.
La presente invención se refiere en general a un
inversor para un motor eléctrico de tracción, y más en particular
es un inversor mejorado con un disipador de calor que utiliza aceite
(fluido hidráulico) como el fluido de transferencia de calor.
Los vehículos de tracción, tales como
locomotoras o vehículos todo terreno de alta potencia, son movidos
por motores de tracción accionados eléctricamente que mueven las
ruedas del vehículo. Los motores de tracción operan con potencia
CA, pero la potencia generada por el motor del vehículo es CC. Por
lo tanto, el potencial CC generado por el motor debe ser convertido
de corriente CC a CA en un inversor. La generación/inversión de
potencia eléctrica requiere el uso de múltiples dispositivos
semiconductores, y conmutadores para controlar los dispositivos
semiconductores, todos los cuales generan gran cantidad de calor.
Para disipar el calor producido en el inversor, los vehículos de la
técnica actual utilizan sistemas de refrigeración por agua o aire, o
ambos en combinación. Estos métodos de refrigeración de la técnica
actual originan varios problemas.
Para cualquier dispositivo a refrigerar por
aire, debe haber espacio adecuado alrededor del dispositivo para
que fluya aire en volumen suficiente para eliminar el calor. Dado
que las aplicaciones de motores de tracción utilizan típicamente
corriente CA trifásica, hay que emplear seis conmutadores IGBT
(transistor bipolar de puerta aislada). Los requisitos de potencia
de los motores requieren que haya un banco de condensadores en el
inversor, junto con los sensores acompañantes, etc. El número de
componentes requeridos impone un requisito de espacio significativo
que se exagera en gran medida debido a la necesidad de espacio para
acomodar el flujo de aire alrededor del inversor.
En contradicción directa a la necesidad de
espacio abierto para enfriar el flujo de aire está el hecho de que
los dispositivos eléctricos funcionan mejor en entornos cerrados no
ventilados. Este tipo de entorno reduce el potencial de acumulación
de contaminantes. La acumulación de contaminantes puede no solamente
impedir la deseada transferencia de calor, sino que también puede
producir un fallo eléctrico del dispositivo. Por lo tanto, la
refrigeración por aire crea directamente una situación perjudicial
para la función del dispositivo eléctrico, en este caso un
inversor.
A causa de los problemas producidos por la
refrigeración por aire, algunos dispositivos de la técnica actual
utilizan refrigeración por agua en el inversor. Inversores
refrigerados por agua pueden operar en un entorno más controlado,
pero el sistema de refrigeración por agua generalmente no está
fácilmente disponible. Los motores de vehículos de la clase objeto
de esta invención, los que utilizan ruedas de tracción accionadas
eléctricamente, son refrigerados generalmente por aceite. Así, la
utilización de un inversor que requiere refrigeración por agua, da
lugar a la necesidad de incluir un sistema de refrigeración por agua
en un motor que de otro modo no lo tendría. Por lo tanto todavía se
requiere más espacio.
A causa de los requisitos de tamaño demandados
por los sistemas de refrigeración de los inversores de la técnica
actual, el inversor incluye una unidad grande contenida en un
compartimiento dedicado solamente al inversor. Esto requiere que
los hilos conductores para los sistemas de control y realimentación
deben ser bastante largos, típicamente del orden de 2 a 10 pies.
Los hilos más largos son necesariamente más pesados que los hilos
más cortos, tanto en términos de peso como de régimen eléctrico.
Los hilos más largos aumentan de forma significativa el potencial
de señales distorsionadas.
Consiguientemente, un objeto de la presente
invención es proporcionar un inversor para un motor eléctrico de
tracción que utiliza el mismo sistema de refrigeración usado para el
motor. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un
inversor que se puede formar con componentes generalmente planos,
reduciendo por ello la inductancia del inversor.
US 5.631.821 describe un sistema de
refrigeración para un sistema inversor de vehículo eléctrico
incluyendo un sistema inversor y un disipador de calor según la
porción precaracterizante de la reivindicación 1. Una pluralidad de
IGBT y una pluralidad de resistencias amortiguadoras que forman una
parte de conmutación se instalan en contacto directo en un lado del
colector de calor usando tornillos. Un convertidor CC/CC está
fijado también a un lado del colector de calor usando tornillos.
Esta fijación en contacto directo a un lado del colector de calor
se realiza con el fin de utilizar efectivamente el colector de calor
como una superficie de enfriamiento, con el fin de poder utilizar
efectivamente el colector de calor como una superficie de
enfriamiento, no se usa ninguna chapa aislante en la que se
montaría normalmente la circuitería inversora. Esta configuración
del sistema inversor permite una cierta reducción de los requisitos
de espacio. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un
inversor que reduce de forma significativa los requisitos de
espacio.
Estos objetos se logran con un inversor según la
reivindicación 1. Realizaciones ventajosas de la invención son la
materia de las reivindicaciones dependientes.
La presente invención es un inversor refrigerado
por aceite para un motor eléctrico de tracción. El inversor incluye
seis conmutadores IGBT para generar corriente eléctrica CA trifásica
como su salida. Los conmutadores están montados en colectores de
calor que usan aceite caliente de motor (fluido hidráulico) como el
fluido de transferencia de calor. El interior de cada uno de los
colectores de calor contiene un medio de transferencia de calor. En
la realización preferida, el medio de transferencia de calor son una
pluralidad de bolas de cobre chapadas en plata. Las bolas de cobre
se broncesueldan una a otra y a las paredes de los colectores de
calor en un proceso de montaje. La caja disipadora de calor se hace
de molibdeno, que tiene una tasa de expansión térmica igual a la
del silicio. Esto permite montar la circuitería del inversor
directamente en la superficie superior de los colectores de calor,
puesto que la expansión y contracción de la caja disipadora de calor
se adaptarán a las del sustrato de silicio de los chips. Dado que
ambos elementos, la caja disipadora de calor y el sustrato de chip,
se expanden y contraen a una tasa igual durante el calentamiento y
el enfriamiento, se elimina el problema de la fisuración y rotura
del sustrato de chip debidas a flexión térmica.
Los conjuntos de interruptor IGBT/colector de
calor están montados en forma plana en un dispositivo bus laminado.
El dispositivo bus también aloja un banco de condensadores para el
inversor. La estructura del dispositivo bus permite montar los
conmutadores IGBT y los condensadores del inversor como elementos
generalmente planos, reduciendo por ello la inductancia del
dispositivo. Esto permite que los conmutadores funcionen más
eficientemente.
El inversor de la presente invención es en
muchas formas eléctricamente equivalente a los inversores de la
técnica anterior. Una excepción clave es que la superficie superior
formada por el banco de colectores de calor esté eléctricamente
activa, y se usa como parte de la circuitería. Esto permite la
eliminación de la chapa aislante en la que se monta normalmente la
circuitería inversora, puesto que los chips de la circuitería
inversora de la presente invención están montados directamente en la
superficie superior de los colectores de calor del inversor.
Una de las principales ventajas de la presente
invención es que reduce en gran medida el espacio requerido para el
inversor en el compartimiento motor del vehículo. El módulo inversor
de la presente invención requiere solamente 10% de la cantidad de
espacio requerido por el módulo inversor de la técnica actual del
inventor. El peso del módulo inversor de la presente invención
también se reduce en gran medida, siendo solamente 20% del de la
técnica corriente. Esta tremenda reducción del tamaño y peso da
lugar al beneficio añadido de hacer el módulo inversor menos caro y
más práctico de "guardar", es decir, tener en stock un módulo
inversor completo para reparación.
Otra ventaja de la presente invención es que el
tamaño reducido y montaje compacto del inversor permite montarlo
directamente en el motor (generador). Esto reduce de forma
significativa la longitud de los hilos conductores de los sistemas
de realimentación y control.
Otra ventaja de la presente invención es que
utiliza el mismo sistema de suministro de refrigerante que el motor
eléctrico del vehículo, eliminando por ello la necesidad de un
sistema de refrigeración por agua.
Otra ventaja adicional del inversor de la
presente invención es que los chips de la circuitería inversora
están montados directamente en la superficie del colector de calor,
eliminando por ello componentes y los requisitos de espacio. La
superficie de los colectores de calor es eléctricamente activa, y
sirve como parte de la circuitería.
Otra ventaja adicional de la presente invención
es que la estructura plana reduce la inductancia en el inversor.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente
invención serán evidentes a los expertos en la técnica a la luz de
la descripción del mejor modo actualmente conocido de llevar a la
práctica la invención aquí descrita e ilustrada en los dibujos.
La figura 1 es una vista en perspectiva del
módulo inversor de la presente invención.
La figura 2 representa el inversor montado en el
compartimiento motor de un vehículo.
La figura 3 es una vista superior en perspectiva
lateral del módulo inversor con el módulo que aloja quitado.
La figura 4 es una vista inferior en perspectiva
lateral del módulo inversor con la caja del módulo quitada.
La figura 5 representa una vista frontal en
perspectiva de la estructura de bus eléctrico laminado con la chapa
fría en posición y una chapa de extremo unida.
La figura 6 representa una vista en perspectiva
posterior de la estructura de bus eléctrico laminado de la presente
invención.
La figura 7 representa la estructura de bus con
dos conjuntos de interruptor IGBT/colector de calor montados en
ella y las dos chapas de extremo unidas.
La figura 8 ilustra el banco de condensadores
del inversor.
La figura 9 representa una vista en perspectiva
de la chapa fría sobre la que descansa el banco de condensadores en
el módulo.
La figura 10 representa el conjunto completo de
conmutadores IGBT montados en los colectores de calor.
La figura 11 representa una vista en perspectiva
de un solo conjunto de interruptor IGBT/colector de calor.
La figura 12 es una vista superior del
interruptor IGBT con la cubierta quitada para claridad.
La figura 13 es una vista en perspectiva de un
disipador de calor.
La figura 14 es una vista de extremo del
colector de calor que representa los canales de refrigerante.
La figura 15 es una vista cortada del colector
de calor que ilustra los pasos de refrigerante internos y el medio
de transferencia de calor.
Con referencia primero a las figuras
1-4, la presente invención es un inversor 10 para un
motor eléctrico de tracción. El inversor 10 se enfría con un
sistema de refrigeración por aceite. El inversor 10 se instala en
línea con el sistema de refrigeración por aceite del motor 12, de
modo que no se requiere un sistema de refrigeración adicional. A
causa del diseño compacto del inversor 10, el módulo inversor se
puede montar directamente en el motor 12. La figura 2 representa el
inversor 10 montado en el generador del motor 12.
Se puede ver que el inversor 10 incluye una caja
externa 14 que encierra los componentes del inversor 10. A la
corriente que sale del inversor 10 se accede en múltiples terminales
de salida 16 que sobresalen de un lado delantero de la caja de
inversor 10. La corriente que sale del inversor 10 sirve como la
fuente de potencia para mover las ruedas de tracción del
vehículo.
El fluido refrigerante, aceite caliente del
motor 12, entra en el inversor 10 a través de un orificio de entrada
de refrigerante 18, y sale mediante un orificio de salida de
refrigerante 20. El aceite fluye a través de los colectores de
calor 22, que tienen un interruptor IGBT 24 montado en su superficie
superior. En el inversor 10 se utilizan seis conjuntos de
interruptor IGBT/colector de calor 26. Las seis conmutadores IGBT 24
son necesarios para que el inversor 10 pueda suministrar corriente
CA trifásica como su salida. Se incluye un banco de condensadores
28 en el inversor para proporcionar un mecanismo de almacenamiento
que proporciona unos medios pulsatorios para el inversor 10. El
banco de condensadores 28 incluye una pluralidad de condensadores
281 fijados en yuxtaposición. Los conjuntos de interruptor
IGBT/colector de calor 26 y el banco de condensadores 28 están
montados en un dispositivo bus laminado 30, ilustrado en las figuras
5-7. El dispositivo bus 30 incluye un cuerpo
central plano 301 fijado entre dos chapas de extremo 302. Los seis
conjuntos de interruptor IGBT/colector de calor 26 están montados
en una superficie superior del cuerpo central 301 del dispositivo
bus 30. El banco de condensadores 28 está montado en un lado
trasero de una superficie inferior del cuerpo central 301 del bus
30. El banco de condensadores 28, como se representa en la figura 8,
incluye una pluralidad de condensadores 281 fijados en
yuxtaposición en ménsulas de montaje 282.
Una chapa fría de condensador 32, figura 9, está
intercalada entre el banco de condensadores 28 y el bus 30 para
quitar calor del banco de condensadores 28. La chapa fría de
condensador 32, análoga a los colectores de calor 22, utiliza
refrigerante (aceite) del motor del vehículo. Un orificio de entrada
de refrigerante 322 y un orificio de salida de refrigerante 323
están dispuestos en la chapa fría 32.
El lado delantero de la superficie inferior del
cuerpo central 301 sirve como unos medios de montaje para una
pluralidad de ménsulas de salida 34. Las ménsulas de salida 34 son
simplemente elementos pesados, eléctricamente conductores, que
sirven para transportar la corriente producida desde el inversor 10
a los terminales de salida 16. Hilos conductores de las ruedas de
tracción del vehículo se fijan posteriormente a los terminales de
salida 16.
En la superficie superior del bus 30, una barra
de contacto que se extiende hacia arriba de un primer lado del
cuerpo central 301, incluye una porción superior de un bus positivo
303. El bus positivo 303 también se extiende hacia abajo detrás del
cuerpo central 301 para proporcionar una zona de contacto para el
banco de condensadores 28. Una pluralidad de barras de contacto
elevadas que se extiende hacia arriba del lado delantero del cuerpo
central 301 incluyen un bus negativo 304. Una pluralidad de barras
de contacto elevadas en una porción central del cuerpo central 301
incluyen un bus conector de salida 305.
Las porciones elevadas de tiras bus 303, 304,
305 forman un par de canales longitudinales de montaje. Cada uno de
los canales se usa para montar fijamente tres conjuntos de
interruptor IGBT/colector de calor 26, de modo que los seis
conjuntos de interruptor IGBT/colector de calor 26 estén alineados
en dos filas. El bus positivo 303 y el bus conector de salida 305
forman un primer canal 306 que contiene una primera fila de tres
conjunto de conmutador IGBT/colector de calor 261, 262, 263. El bus
negativo 304 y el bus conector de salida 305 forman un segundo
canal 307 que contiene una segunda fila de tres conjuntos de
conmutador IGBT/colector de calor 26. La primera fila de los
conmutadores IGBT 24 activa el segmento positivo, a intervalos de
120°, de la corriente CA generada. La segunda fila de conmutadores
IGBT 24 activa el segmento negativo, también a intervalos de 120°,
de la corriente CA. La figura 10 representa las dos filas de
conjuntos de conmutador IGBT/colector de calor 26 montados en sus
respectivos colectores de calor 22. Se deberá indicar que la
estructura del dispositivo bus 30 permite montar los conjuntos de
conmutador IGBT/colector de calor 26 y el banco de condensadores 28
como elementos planares generalmente planos. Esta construcción
reduce la inductancia presente en el inversor 10, permitiendo por
ello que los conmutadores IGBT 24 operen más rápidamente, lo que
mejora el rendimiento general del inversor 10.
En términos de operación eléctrica, el inversor
de la presente invención es de muchas formas eléctricamente
equivalente a los inversores de la técnica anterior. Una excepción
clave es que la superficie superior formada por el banco de
colectores de calor está eléctricamente activa, y se usa como parte
de la circuitería. Esto permite la eliminación de la chapa aislante
en la que la circuitería inversora se monta normalmente, cuando los
chips de la circuitería inversora de la presente invención se montan
directamente en la superficie superior de los colectores de calor
del inversor. El inversor de la presente invención usa como su
entrada un potencial CC de 600 voltios generado por el motor. La
salida del inversor de la presente invención es corriente CA de 600
amperios.
Con referencia ahora principalmente a las
figuras 10-14, los conmutadores IGBT 24 están
montados directamente en una superficie superior de los colectores
de calor 22. La superficie superior de los colectores de calor 22
está eléctricamente activa, y sirve como parte de la circuitería
inversora. La caja disipadora de calor 221 es de molibdeno chapado
con níquel, que tiene el mismo coeficiente de expansión térmica que
el silicio. Esto significa que el sustrato de silicio de los chips
de la circuitería inversora se expandirá y contraerá a la misma
tasa que la caja disipadora de calor cuando el inversor se calienta
y enfría.
Los colectores de calor 22 incluyen un par de
pasos paralelos de refrigerante 222 en su interior. Los pasos 222
incluyen una sección abierta 223 en su lado interior superior. Esto
permite que un fluido de transferencia de calor en un primer paso
222 fluya derramándose sobre el interior de la caja 221, y sumerja
un medio de transferencia de calor 224. El fluido llena el interior
del colector de calor 22, y fluye a la sección abierta 223 del
segundo paso 222. El fluido de transferencia de calor entra en el
inversor 10 desde el orificio de suministro de refrigerante 18 a
través de un orificio de entrada de suministro lateral superior 225
en el colector de calor 22 de los primeros conjuntos de conmutador
IGBT/colector de calor en línea 261 de cada una de las filas de
conjuntos 26. El segundo orificio de entrada de suministro lateral
226 de los primeros colectores de calor en línea está tapado. Los
pasos 222 de los primeros colectores de calor en línea están
conectados a los pasos 222 de los segundos colectores de calor en
línea, que a su vez están conectados a los pasos de los terceros
colectores de calor en línea. Las conexiones de los pasos se
realizan usando conectores de caucho conocidos. En el extremo de
salida del inversor 10, los agujeros de paso inferiores de los
terceros colectores de calor en línea están abiertos, y los
agujeros superiores están
tapados.
tapados.
El fluido de transferencia de calor entra así en
cada fila de colectores de calor desde un lado de entrada superior,
fluye a través de la fila, y sale de los terceros colectores de
calor en línea en un lado de salida inferior. Cuando el fluido de
transferencia de calor fluye a través de y alrededor del medio de
transferencia de calor 224, el calor transportado al medio de
transferencia de calor 224 del IGBT conmutadores 22 es quitado por
el fluido de transferencia de calor.
En la realización preferida, el fluido de
transferencia de calor es aceite de motor, y el medio de
transferencia de calor 224 son una pluralidad de bolas de cobre
chapadas en plata. Las bolas de cobre 224 se broncesueldan una a
otra y a las paredes de los colectores de calor 22 en un único
proceso de montaje. La forma esférica de las bolas proporciona unos
medios excelentes de crear contacto de cada bola 224 con una
pluralidad de otras bolas 224 y con las paredes interiores de la
caja disipadora de calor 221. Esto crea un recorrido superior de
transferencia de calor en los colectores de calor 22. Los recorridos
de flujo creados entre las bolas 224 tienen límites lisos y son
relativamente grandes. El flujo libre a través del medio de
transferencia de calor es crítico de modo que los residuos del
aceite de motor no sean atrapados en el interior de la caja 221.
Los colectores de calor 22 se forman de la
siguiente manera: se empaquetan conjuntamente bolas de
aproximadamente 3/32 pulgada de diámetro 224 en el interior de la
caja disipadora de calor. Las bolas 224 se tienen que unir una a
otra y al colector con una zona de contacto de unión máxima con el
fin de permitir una óptima conducción de calor. La unión
metalúrgica entre las bolas 224 se logra recubriendo primero un
compuesto de broncesoldadura en las bolas. La consideración clave
en el proceso de recubrimiento es proporcionar una capa de
recubrimiento suficiente de modo que durante un ciclo de
broncesoldadura, se produzca un volumen suficiente de material
licuado para proporcionar humectación en puntos de contacto entre
las bolas con el fin de aumentar el tamaño de los recorridos de
conducción y transferencia de calor.
Deberá ser claro que se puede elegir muchos
materiales y formas diferentes para los medios individuales de
transferencia de calor. Sin embargo, en la realización preferida, se
usa una bola de cobre 224. Dado que las aleaciones de cobre son
susceptibles a acritud por absorción de hidrógeno, la composición de
las bolas debe ser controlada para permitir el procesado térmico
requerido durante el proceso de broncesoldadura. En la realización
preferida se utiliza una bola de aleación de cobre OFHC (alta
conductividad libre de oxígeno).
La aleación debe estar libre de contaminantes
para que se una adecuadamente en el proceso de broncesoldadura. Por
esta razón, las bolas de cobre comercialmente disponibles se someten
primero a rectificado químico para quitar una cantidad
significativa de material de la superficie de las bolas. El grado de
extracción de material necesario se define por la condición de las
bolas compradas.
Se utiliza un compuesto de broncesoldadura
eutéctico de cobre-plata para unir las bolas
conjuntamente. La aleación eutéctica de cobre-placa
se produce recubriendo primero plata sobre las bolas de cobre, y
procesando después térmicamente la matriz resultante para lograr la
cantidad apropiada de licuación. En la realización preferida, las
bolas se preparan electrodepositando una capa de 0,5 milésimas de
pulgada de grosor de plata sin brillo sobre las bolas de cobre.
Después de que las bolas han sido chapadas con
plata, se introducen en el interior de la caja disipadora de calor.
La caja se fija entonces en un accesorio de broncesoldadura. Con un
accesorio apropiado, la broncesoldadura de los elementos
individuales de los medios metálicos porosos de transferencia de
calor y la fijación de los colectores a la caja disipadora de calor
se pueden realizar simultáneamente. Se utiliza el ciclo térmico
siguiente durante el proceso de broncesoldadura:
- a)
- Calentar a 1000 \pm 25°F en 60 minutos.
- b)
- Mantener a 1000 \pm 25°F durante 20 minutos.
- c)
- Calentar a 1400 \pm 15°F en 30 minutos.
- d)
- Mantener a 1400 \pm 15°F durante 20 minutos.
- e)
- Calentar a 1500 \pm 10°F en 5 minutos.
- f)
- Mantener a 1500 \pm 10°F durante 10 minutos.
- g)
- Enfriar en horno a 500°F.
El colector de calor resultante se prepara
entonces para instalación en el inversor.
Dado que una superficie del colector de calor se
usa como una zona de montaje para la circuitería inversora, dicha
superficie debe ser relativamente plana. Ocasionalmente durante el
proceso de broncesoldadura, la unión de las bolas a la pared de la
caja produce excesiva deformación de la caja. La cantidad de
varianza de plano aceptable variará según la aplicación específica.
Si el proceso de broncesoldadura pone la superficie del colector de
calor fuera de tolerancias aceptables, se requiere procesado
adicional.
La planeidad de la pared del colector de calor
se puede restablecer puliendo de nuevo y rechapando la pared.
También se ha descubierto que el aplanamiento de la pared puede ser
realizado por un proceso de acuñación. El proceso de acuñación
implica simplemente aplicar presión alta a la caja (un proceso de
formación en frío) hasta que la superficie se pone dentro de
límites de planeidad aceptables.
La descripción anterior no se ha previsto como
limitativa. Los expertos en la técnica observarán fácilmente que se
puede hacer numerosas modificaciones y alteraciones del dispositivo
reteniendo las ideas de la invención. Consiguientemente, la
descripción anterior se deberá interpretar limitada solamente por
las restricciones de las reivindicaciones anexas.
Claims (11)
1. Un inversor (10) para un motor eléctrico
incluyendo:
unos medios de conmutación (24),
unos medios disipadores de calor (22) asociados
con dichos medios de conmutación (24),
unos medios de capacitancia (28), y
circuitería inversora CC a CA que tiene chips de
circuitería inversora: donde
dichos medios de conmutación (24) y dicha
circuitería inversora CC a CA permiten que dicho inversor (10)
reciba voltaje CC como una entrada y produzca como salida corriente
CA trifásica,
dichos medios disipadores de calor (22) incluyen
una caja (221) con al menos un paso de líquido de transferencia de
calor (222) en un interior de dicha caja disipadora de calor (221),
dichos medios disipadores de calor (22) incluyen además al menos un
orificio de entrada (18) y un orificio de salida (20) para líquido
de transferencia de calor, de modo que dicho líquido de
transferencia de calor fluya a través de dichos medios disipadores
de calor (22) para disipar calor de dichos medios de conmutación
(24), y
los chips de dicha circuitería inversora CC a CA
y dichos medios de conmutación (24) están montados directamente en
una primera superficie principal de dicha caja disipadora de calor
(221),
caracterizado porque
la primera superficie principal de dicha caja
disipadora de calor (221) está orientada de modo que sea su
superficie superior,
dicha superficie superior de dicha caja
disipadora de calor (221) está eléctricamente activa y sirve como
parte de dicha circuitería inversora, y
la caja disipadora de calor (221) se hace de
molibdeno.
2. El inversor (10) de la reivindicación 1
donde:
dichos medios disipadores de calor (22) están
instalados en línea con un sistema de refrigeración por aceite de
un motor (12) utilizando dicho inversor (10).
3. El inversor (10) de la reivindicación 1
donde:
dichos medios disipadores de calor (22) incluyen
un medio interior de transferencia de calor (224).
4. El inversor (10) de la reivindicación 3
donde:
dicho medio de transferencia de calor (224) son
una pluralidad de esferas metálicas conectadas térmicamente una a
otra y a una superficie interior de dicha caja disipadora de calor
(221), de modo que se forme una estructura reticular espaciada,
cuya espaciación es suficientemente grande para permitir que fluyan
residuos a través de dichos medios disipadores de calor (22).
5. El inversor (10) de la reivindicación 4
donde:
dichas esferas metálicas son bolas de cobre
chapadas en plata.
6. El inversor (10) de la reivindicación 2
donde:
dicho paso de líquido de transferencia de calor
(222) incluye un par de canales paralelos, teniendo cada canal una
porción abierta en su lado interior superior, de modo que dicho
líquido de transferencia de calor llene dichos canales y se derrame
al interior de dichos medios disipadores de calor (22), rodeando por
ello un medio de transferencia de calor (224) contenidos en el
interior de dichos medios disipadores de calor (22).
7. El inversor (10) de la reivindicación 2
donde:
dichos medios disipadores de calor (22) se
construyen con una geometría alargada plana.
8. El inversor (10) de la reivindicación 2
donde:
dichos medios de conmutación (24), dichos medios
disipadores de calor (22), dichos medios de capacitancia (28), y
dicha circuitería inversora CC a CA están instalados en una
estructura de bus (30), fijando dicha estructura de bus (30) dichos
medios de conmutación (24), dichos medios disipadores de calor (22),
dichos medios de capacitancia (28), y dicha circuitería inversora
CC a CA en una conformación alargada plana de modo que se disminuya
la inductancia de dicho inversor (10).
9. El inversor (10) de la reivindicación 1
donde:
dichos medios de conmutación (24) incluyen seis
conmutadores, estando montado cada interruptor en un elemento
independiente de los medios disipadores de calor.
10. El inversor (10) de la reivindicación 9
donde:
dichos elementos de los medios disipadores de
calor están alineados en dos filas, incluyendo cada fila tres de
dichos elementos de los medios disipadores de calor.
11. El inversor (10) de la reivindicación 10
donde:
cada uno de dichos elementos de los medios
disipadores de calor en cada fila está en comunicación con un
elemento adyacente de los medios disipadores de calor, de modo que
pueda fluir líquido de un primer elemento de los medios disipadores
de calor en una fila, a través de un segundo elemento de los medios
disipadores de calor en dicha fila, y a través de un tercer
elemento de los medios disipadores de calor en dicha fila.
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