KR20210084292A - 회전 전기 기계를 위한 전자 모듈 - Google Patents

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KR20210084292A
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피에르 파베롤
루이 팡
필립 마송
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발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
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Abstract

본 발명은 회전 전기 기계(10)를 위한 전자 모듈(36)에 관한 것이며, 이 전자 모듈(36)은,
- 베이스(41)를 포함하는 하우징(40)과,
- 하우징의 베이스(41) 상에 장착되고, 전기 기계의 스테이터의 위상으로부터 얻어진 다상 전류 시스템을 정류할 수 있고, 선택적으로 다상 전류 시스템에서 스테이터의 위상에 전력을 공급할 수 있는 전력 모듈 조립체와,
- 전력 모듈 조립체에 전류를 공급하기 위한 양극 단자(43) 및 음극 단자(44)를 포함하며, 양극 단자는 하우징의 베이스로부터 이격 배치된 양극 트랙(45)에 의해 전력 모듈 조립체에 전기적으로 연결되고, 음극 단자는 하우징의 베이스로부터 이격 배치된 음극 트랙(46)에 의해 전력 모듈 조립체에 전기적으로 연결되고,
음극 트랙 및 양극 트랙은 적어도 부분적으로 서로 중첩되는 것을 특징으로 한다.

Description

회전 전기 기계를 위한 전자 모듈{ELECTRONIC MODULE FOR A ROTARY ELECTRICAL MACHINE}
본 발명은 차량, 특히 자동차의 회전 전기 기계에 전력을 공급하기 위한 전자 모듈과, 이러한 유형의 모듈이 구비된 전기 기계에 관한 것이다.
본 발명은 전압이 예를 들어 48 V보다 큰 교류발전기(alternator) 및 교류발전기-시동기(alternator-starter)와 같은 회전 전기 기계 분야에 응용을 갖는다.
본 기술 분야에서는, MOSFET 유형의 전자 스위치를 포함하는 전력 모듈 조립체를 사용하여, 발전기 모드에서는 전기 기계의 스테이터의 위상으로부터 얻어진 다상 전류 시스템을 정류하고 모터 모드에서는 이러한 스테이터의 동일한 위상에 전력을 공급하는 것이 알려져 있다.
이러한 전력 모듈 각각은 스테이터의 위상 중 하나, 및 2개의 공급 단자, 즉 B+ 및 B- 중 하나에 전기적으로 연결된다.
전자 모듈의 이러한 공급 단자는 배터리에 전기적으로 연결되고, 전력 모듈에 전기적으로 연결되어야 한다. 전력 모듈이 수용된 전자 모듈의 하우징을 통과하는 양극 트랙(positive track) 및 음극 트랙(negative track)은 모듈에 전류를 분배하도록 설계된다.
전력 모듈은, 스위칭으로 인해, 하우징의 온도 상승을 초래한다. 열을 외부로 발산하기 위해 하우징의 베이스 상에 히트 싱크(heat sink)를 장착하는 것이 알려져 있다. EP1556940A1에서, 하우징의 외부면은 하우징의 내부와 외부 사이의 교환 표면을 개선하기 위해 핀(fin)을 포함한다. 물에 의해 냉각되는 전자 모듈이 또한 종래 기술에 알려져 있다. 그러나, 이러한 해결책은 치유적일(curative) 뿐이다.
전력 모듈이 제한된 가열을 갖는 전자 모듈을 가질 필요가 있다.
본 발명의 목적은 회전 전기 기계를 위한 전자 모듈을 제안함으로써 이러한 단점을 효율적으로 제거하는 것이며, 이 전자 모듈은,
- 베이스를 포함하는 하우징과,
- 하우징의 베이스 상에 장착되고, 전기 기계의 스테이터의 위상으로부터 얻어진 다상 전류 시스템을 정류할 수 있고, 선택적으로 다상 전류 시스템에서 스테이터의 위상에 전력을 공급할 수 있는 전력 모듈 조립체와,
- 전력 모듈 조립체에 전류를 공급하기 위한 양극 단자 및 음극 단자를 포함하며, 양극 단자는 하우징의 베이스로부터 이격 배치된 양극 트랙에 의해 전력 모듈 조립체에 전기적으로 연결되고, 음극 단자는 하우징의 베이스로부터 이격 배치된 음극 트랙에 의해 전력 모듈 조립체에 전기적으로 연결되고, 음극 트랙 및 양극 트랙은 적어도 부분적으로 서로 중첩되는 것을 특징으로 한다.
트랙 B+ 및 트랙 B-로도 알려진 양극 및 음극 트랙의 중첩은 이들 트랙의 인덕턴스(inductance)를 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이것은 전력 모듈의 스위칭 속도를 증가시키고, 그에 따라 스위칭 동안의 손실을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이러한 전력 모듈의 가열이 감소된다.
베이스로부터 이격된 트랙은 상기 베이스 상에 지지되지 않는다.
전력 모듈은 베이스와 트랙 B+ 및 B- 사이에 축방향으로 배치될 수 있다. 이것은, 특히 보다 양호한 구조적 순서(structural order) 덕분에, 전력 모듈의 향상된 냉각을 가능하게 한다. 하우징의 축방향 치수도 또한 가능한 최선의 방식으로 사용된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 음극 및 양극 트랙은 오버몰딩될 수 있다. 절연 재료, 특히 플라스틱으로 제조된 엔벨로프는 예를 들어 구리로 제조된 전도성 재료를 둘러싸고 있다. 양극 및 음극 트랙은 직사각형 단면을 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 베이스는 실질적으로 평면형일 수 있다. 이 평면은 축방향을 규정하는 모듈의 축에 수직일 수 있다. 베이스는 실질적으로 원형이고, 특히 모듈의 축을 중심으로 실질적으로 원형일 수 있다. 모듈의 축은 전자 모듈이 배치될 수 있는 전기 기계의 회전축과 평행하고, 특히 회전축과 결합될 수 있다.
베이스는 하우징 내부의 표면과, 이러한 전자 모듈이 통합될 수 있는 기계의 스테이터와 대면할 수 있는 외부의 표면을 가질 수 있다. 베이스의 두께는 5 ㎜ 내지 20 ㎜에 포함될 수 있다. 베이스는 작동 동안에 전력 모듈에 의해 발생된 열을 방출하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 축방향의 직선이 각각의 트랙을 통과할 때에 중첩이 있을 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 베이스로부터 이격된 트랙은 트랙과 베이스 사이에, 특히 축방향으로, 적어도 국부적으로 공간이 있다는 것을 의미한다.
양극 트랙 또는 음극 트랙은 베이스에 평행한 평면에서 연장될 수 있다. 양극 및 음극 트랙은 서로 평면 접촉할 수 있다. 변형예로서, 축방향 길이가 트랙 중 하나의 길이보다 짧은, 작은 공간이 존재한다. 트랙과 베이스 사이의 축방향 거리는 트랙 중 하나의 축방향 두께의 2배 초과, 특히 3배 초과, 특히 4배 초과일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 양극 및 음극 트랙은 2개의 트랙 중 하나의 길이의 절반 초과, 특히 75% 초과, 특히 90% 초과로 중첩될 수 있다. 길이는 트랙의 직선 섹션의 길이의 합이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 양극 트랙은 베이스와 음극 트랙 사이에 축방향으로 배치될 수 있다. 변형예로서, 음극 트랙은 베이스와 양극 트랙 사이에 축방향으로 배치된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 양극 및 음극 트랙은, 표면 상에 있고 여러 방향으로 연장되는 트랙과 대조적으로, 선형으로 연장된다. "선형으로"는 연장 방향이 다른 두 방향보다 우세하다는 것을 의미한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 2개의 양극 및 음극 트랙 중 하나는 굴곡되고, 다른 하나는 직선형이다. 굴곡된 트랙은 굴곡부를 교차부에 형성하는 적어도 2개의 직선형 부분을 포함할 수 있다. 직선형 부분 사이에서 측정된 굴곡부의 각도는 60° 미만, 바람직하게는 45° 미만일 수 있다. 굴곡부는 둥근 형태를 가질 수 있다. 모듈의 축은 굴곡부를 통과할 수 있다. 이러한 2개의 부분은 반경방향으로 연장될 수 있다. 굴곡된 트랙은 2개의 직선형 부분만을 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 양극 트랙은 직선형이고, 음극 트랙은 굴곡된다. 변형예로서, 양극 트랙은 굴곡되고, 음극 트랙은 직선형이다.
변형예로서, 트랙 각각이 굴곡될 수 있다. 또한 변형예로서, 2개의 트랙의 일부 또는 전부가 전반적으로 둥근 형태를 가질 수 있다.
양극 및 음극 트랙은 하우징의 중앙 영역에서 서로 분리될 수 있으며, 이 중앙 영역은 하우징 축 상에 중심설정될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 하우징은 베이스로부터 연장되는 실질적으로 원통형 벽을 포함할 수 있다. 양극 및 음극 단자는 이러한 벽의 제 1 영역에 제공될 수 있다. 양극 트랙은 제 1 영역으로부터 벽의 제 2 영역까지 연장될 수 있다. 음극 트랙은 제 1 영역으로부터, 제 2 영역으로부터 이격된 벽의 제 3 영역까지 연장될 수 있다. 따라서, 각각의 트랙은 하우징의 하나의 에지로부터 하우징의 다른 에지까지 연장되어, 하우징의 중심을 통과할 수 있다.
제 2 영역은 제 1 및 제 3 영역으로부터 실질적으로 등거리에 있을 수 있다.
벽은 부분적으로 전기 비전도성일 수 있으며, 바람직하게는 완전히 비전도성일 수 있다. 벽은 연속적일 수 있다. 벽은 양극 및 음극 트랙을 넘어서 축방향으로 연장될 수 있다. 벽은 실질적으로 원통형이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 전자 모듈은 스테이터 위상에 각각 연결될 수 있는 복수의 위상 연결부, 특히 3개의 위상 연결부를 포함할 수 있다. 각각의 위상 연결부에 대해, 전력 모듈 조립체는 양극 단자 및 위상 연결부에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 양극 모듈과, 음극 단자 및 위상 연결부에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 음극 모듈을 포함할 수 있다.
따라서, 전류 시스템은 3상일 수 있다. 양극 전력 모듈의 조립체는 양극 하프-브리지를 형성한다. 음극 전력 모듈의 조립체는 음극 하프-브리지를 형성한다. 위상 연결부는 벽을 통과하여 하우징의 외부로부터 내부로 위상을 가져오는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 전력 모듈은 예를 들어 MOSFET 유형의 제어 스위치일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 각각의 위상 연결부는 벽을 통과할 수 있다. 양극 및 음극 트랙과 연관된 제 1, 제 2 및 제 3 영역은 위상 연결부 영역과 교대로 배치되어 있다. 벽을 원주방향으로 돌 때, 한편으로는 양극 및 음극 트랙과, 다른 한편으로는 위상 연결부가 교대로 있다.
각각의 위상 연결부에 대해, 전력 모듈 조립체는 2개의 양극 모듈과 2개의 음극 모듈, 또는 각각 3개의 양극 모듈 및 3개의 음극 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 전자 모듈은 베이스 상에 장착되고 상기 베이스에 대해 전기적으로 절연된 제 2 양극 트랙 및 제 2 음극 트랙을 포함할 수 있다. 제 2 양극 트랙은 양극 전력 모듈의 일부 또는 전부와 양극 트랙을 전기적으로 연결할 수 있다. 제 2 음극 트랙은 음극 전력 모듈의 일부 또는 전부와 음극 트랙을 전기적으로 연결할 수 있다.
각각의 제 2 양극 및 음극 트랙은, 특히 제 2 또는 제 3 영역으로부터, 원주방향으로 연장될 수 있다.
전기적 접촉을 회피하기 위해, 제 1 절연 층이 각각의 제 2 양극 및 음극 트랙과 베이스 사이에 제공될 수 있다.
각각의 양극 및 음극 트랙은 전류의 통과를 위해 관련 트랙과 면 접촉할 수 있다.
각각의 양극 및 음극 트랙은 관련 제 2 트랙에 나사결합함으로써 고정될 수 있다. 예를 들어 나사와 같은 제 1 고정 유닛은 각각의 양극 또는 음극 트랙, 관련 제 2 트랙 및 하우징의 베이스에 나사결합될 수 있다. 제 1 고정 유닛을 수용하기 위해, 하우징의 외부 상에는 제 1 돌출부가 제공될 수 있다. 각각의 제 1 돌출부는 하우징의 베이스와 일체형일 수 있다. 각각의 제 1 돌출부는 스터드 형태일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 트랙과 제 2 트랙 사이의 전기적 접촉은 면 접촉에 의해, 특히 이러한 면 접촉에 의해서만 일어난다. 관련 제 1 고정 유닛은 전류를 전도하지 않는다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 양극 전력 모듈의 일부 또는 전부는 제 2 양극 트랙 상에 장착된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 위상 연결부 각각에 대해, 위상 연결부와, 이러한 위상 연결부와 연관된 전력 모듈을 전기적으로 연결하기 위해, 위상 트랙이 베이스 상에 장착될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 각각의 위상 트랙은 위상 연결부 중 하나와 베이스 사이에 축방향으로 배치될 수 있다.
각각의 위상 트랙은 관련 위상 연결부에 나사결합함으로써 고정될 수 있다. 예를 들어 나사와 같은 고정 유닛은 각각의 위상 연결부, 관련 위상 트랙 및 하우징의 베이스에 나사결합될 수 있다. 고정 유닛을 수용하기 위해, 하우징의 외부 상에는 돌출부가 제공될 수 있다. 각각의 돌출부는 하우징의 베이스와 일체형일 수 있다. 각각의 돌출부는 스터드 형태일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 전기적 접촉을 회피하기 위해, 절연 층이 각각의 위상 트랙과 베이스 사이에 제공될 수 있다. 절연 층 또는 절연 층들은 200 ㎛ 이하, 특히 150 ㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 이러한 위상 연결부와 연관된 음극 모듈의 일부 또는 전부가 위상 트랙 상에 장착된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 각각의 위상 연결부와 제 2 트랙 사이의 전기적 접촉은 면 접촉에 의해, 특히 이러한 면 접촉에 의해서만 일어난다. 관련 고정 유닛은 전류를 전도하지 않는다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제 2 양극 트랙, 제 2 음극 트랙 및 전력 트랙은 공통 전자 보드에 속할 수 있다. 이러한 보드는 제 1 고정 유닛 및/또는 다른 전용 고정 유닛에 의해 하우징의 베이스 상에 고정될 수 있다. 트랙은 전자 보드의 절연 재료에 의해 서로에 대해 절연된다. 따라서, 하우징에서의 트랙 조립이 단순화된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 모듈은 전력 모듈 조립체의 제어를 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다. 하우징은 리세스가 제공되고 베이스에 평행한 커버를 포함할 수 있다. 제어 유닛은 이러한 리세스에 배치될 수 있다. 제어 유닛을 리세스에 배치함으로써, 교환 표면이 증가하기 때문에, 제어 유닛에 의해 방출되는 열을 효율적으로 발산하는 것이 가능해진다. 리세스는 실질적으로 정사각형 형태를 가질 수 있다. 제어 유닛은 리세스에 완전히 수용될 수 있다. 변형예로서, 제어 유닛은 리세스에 부분적으로만 있을 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 양극 및 음극 트랙은 베이스와 커버 사이에 축방향으로 배치된다. 벽, 베이스 및 커버는 폐쇄된 공간을 한정할 수 있다. 모든 전자 구성요소가 폐쇄된 공간에 배치되면, 커버는, 특히 접착제에 의해, 벽 상에 밀봉될 수 있다.
본 발명은 또한 회전이 고정된 스테이터를 포함하는 회전 전기 기계에 관한 것이며, 이 회전 전기 기계는 복수의 위상과, 회전 전기 기계의 회전축을 중심으로 회전할 수 있는 로터와, 전술한 바와 같은 전자 모듈을 포함한다. 전자 모듈은 스테이터에 대해 고정된다.
기계의 회전축은 모듈의 축과 결합될 수 있다. 본 경우에, 전자 모듈은 스테이터의 일 측부에 축방향으로 배치된다.
변형예로서, 이들 2개의 축은 서로 실질적으로 수직일 수 있다. 전자 모듈은 스테이터의 외부 상에 반경방향으로 배치된다.
스테이터의 각 위상은 전자 모듈의 위상 연결부에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 이점 및 특징은 도면에 의해 도시된 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 전자 모듈이 구비된 전기 기계의 개략적인 단면도를 나타내고,
도 2는 도 1의 기계의 일부의 분해된 부품을 개략적으로 그리고 부분적으로 나타내고,
도 3은 본 발명에 따른 전자 모듈의 본체의 정면을 개략적으로 그리고 부분적으로 나타내고,
도 4는 본 발명에 따른 전자 모듈의 상세를 개략적으로 그리고 부분적으로 나타낸다.
도 1은 특히 자동차를 위한 다상 회전 전기 기계(10)를 나타낸다. 이러한 회전 전기 기계(10)는 발전기 모드에서 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 모터 모드에서 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하도록 작동할 수 있다. 이러한 회전 전기 기계(10)는 예를 들어 교류발전기, 교류발전기-시동기 또는 가역 기계이다.
회전 전기 기계(10)는 케이싱(11)을 포함한다. 이러한 케이싱(11)의 내부에서, 회전 전기 기계(10)는 또한 샤프트(13), 샤프트(13)와 회전 일체형인 로터(12), 및 로터(12)를 둘러싸는 스테이터(15)를 포함한다. 스테이터와 케이싱은 회전방향으로 고정되어 있다. 로터(12)의 회전 운동은 기계의 회전축(X)을 중심으로 일어난다.
본 예에서, 케이싱(11)은 함께 조립되는 전방 베어링(16) 및 후방 베어링(17)을 포함한다. 이들 베어링(16, 17)은 중공 형태를 가지며, 각각이 샤프트(13)를 회전 가능하게 장착하기 위해 각각의 볼 베어링(18, 19)을 중앙에서 지지한다.
풀리(pulley)(20)는, 예를 들어 이러한 풀리의 공동의 베이스 상에 지지된 너트에 의해, 전방 베어링(16)에서 샤프트(13)의 전방 단부 상에 고정된다. 이러한 풀리(20)는 회전 운동을 샤프트(13)로 전달하거나 샤프트(13)가 그 회전 운동을 벨트로 전달하는 것을 가능하게 한다.
샤프트(13)의 후방 단부는 컬렉터(22)를 지지한다. 이러한 컬렉터는 전기 절연 재료로 제조된 본체와, 상기 본체에 오버몰딩(over-moulding)된 컬렉터 링(21)을 포함한다. 컬렉터 링(21)은 환형 형태를 가지며, 로터(12)와 함께 회전된다. 브러시 홀더(brush-holder)(24)에 속하는 브러시(23)는 컬렉터 링(21)을 문지르도록 배치된다. 브러시 홀더(24)는 브러시에 인가되는 전압을 제어하는 전자 조립체(36)에 전기적으로 연결된다.
전방 베어링(16) 및 후방 베어링(17)은 또한, 즉 전방 베어링(16)에서 로터(12)의 전방 축방향면 상의 전방 팬(25)과, 즉 후방 베어링(17)에서 로터의 후방 축방향면 상의 후방 팬(26)의 회전에 의해 발생된 공기의 순환에 의해 회전 전기 기계를 냉각시키기 위해, 공기를 통과시키기 위한 실질적인 측방향 개구를 포함할 수 있다. 대안적으로, 베어링은 냉각 액체를 통과시키는 덕트를 포함할 수 있다.
본 예에서, 로터(12)는 클로(claw)를 갖는 로터이다. 로터(12)는 2개의 자석 휠(magnet wheel)(31)을 포함한다. 각각의 자석 휠(31)은 플랜지(32)와, 자극을 형성하는 복수의 클로(33)에 의해 형성된다. 플랜지(32)는 횡방향 배향을 가지며, 예를 들어 실질적으로 환형 형태를 갖는다. 이러한 로터(12)는 또한 자석 휠(31) 사이에 축방향으로 개재된 원통형 코어(34)를 포함한다. 본 경우에, 이러한 코어(34)는 하나의 자석 휠에 각각 속하는 2개의 하프-코어(half-core)에 의해 형성된다. 로터(12)는 코어(34)와 클로(33) 사이에 코일(35)을 포함하고, 본 경우에는 권선 허브(winding hub)와 이러한 허브 상의 전기 권선을 포함한다. 예를 들어, 컬렉터(22)에 속하는 컬렉터 링(21)은 상기 코일(35)에 유선 연결로 연결된다. 로터(12)는 또한 2개의 인접한 클로(33) 사이에 개재된 자기 요소를 포함할 수 있다.
이러한 실시예에서, 스테이터(15)는 전기 권선(28)의 장착을 위한 노치 절연체가 구비된, 예를 들어 반폐쇄형 또는 개방형의 노치가 제공된 금속 플레이트 세트 형태의 본체(27)를 포함한다. 이러한 권선(28)은 본체(27)의 노치를 통과하고, 스테이터의 본체의 양측에 전방 시뇽(front chignon)(29) 및 후방 시뇽(rear chignon)(30)을 형성한다. 권선(28)은 예를 들어 별 모양 또는 삼각형의 형태로 연결된다.
또한, 권선(28)은 하나 또는 복수의 위상, 본 경우에는 3개의 위상에 의해 형성된다. 각각의 위상은 스테이터 본체(27)의 노치를 통과하는 적어도 하나의 도체를 포함하고, 모든 위상과 함께 시뇽을 형성한다. 권선(28)은 스테이터에 대해 고정된 전자 모듈(36)에 전기적으로 연결되고, 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
고려되는 본 예에서, 전자 모듈(36)은 베이스(41)를 포함하는 하우징(40)과, 하우징의 베이스에 장착된 전력 모듈 조립체를 포함하며, 이 조립체는 스테이터(15)의 위상으로부터 얻어진 다상 전류 시스템을 정류할 수 있고, 다상 전류 시스템에서 위상에 공급할 수 있다.
고려된 예에서, 베이스(41)는 실질적으로 평면형이며, 전기 기계(10)의 축과 결합되는 모듈의 축에 대해 수직이다. 베이스는 모듈의 축을 중심으로 실질적으로 원형이다.
베이스는 하우징(40) 상의 내부면(50) 및 스테이터(15)와 대면하는 외부면(51)을 갖는다. 베이스의 두께는 5 ㎜ 내지 20 ㎜에 포함될 수 있다.
고려된 예에서, 하우징은 또한 베이스(41)로부터 스테이터(15)와 반대 방향으로 연장되는 실질적으로 원통형인 연속 벽(54)을 포함한다. 본 경우에, 벽(54)은 비전도성이다. 벽은 양극 및 음극 트랙을 넘어서 축방향으로 연장된다.
도시되어 있지는 않지만, 하우징은 또한 전력 모듈 조립체의 제어를 위한 제어 유닛과, 리세스가 제공되고 베이스에 평행한 커버를 포함한다. 제어 유닛은 이러한 리세스에 배치된다. 리세스는 실질적으로 정사각형 형태를 가질 수 있다.
고려된 예에서, 벽(54), 베이스(41) 및 커버는 폐쇄된 공간을 한정한다. 모든 전자 구성요소가 폐쇄된 공간에 배치되면, 커버는 벽(54) 상에 밀봉될 수 있다.
전자 모듈(36)은 또한 전력 모듈 조립체에 전류를 공급하기 위해 양극 단자(43) 및 음극 단자(44)를 포함한다. 양극 단자(43)는 하우징의 베이스(41)로부터 이격 배치된 양극 트랙(45)에 의해 전력 모듈 조립체에 전기적으로 연결되고, 음극 단자(44)는 하우징의 베이스로부터 이격 배치된 음극 트랙(46)에 의해 전력 모듈 조립체에 전기적으로 연결된다.
고려된 예에서, 양극 트랙 및 음극 트랙은 적어도 부분적으로, 본 경우에는 음극 트랙(46)의 길이의 절반 이상에 걸쳐 서로 중첩된다.
양극 트랙(45) 및 음극 트랙(46)은 베이스(41)와 커버 사이에 축방향으로 배치된다. 보다 구체적으로, 본 경우에 음극 트랙(46)은 베이스(41)와 양극 트랙(45) 사이에 배치된다.
양극 트랙(45) 및 음극 트랙(46)은 오버몰딩된다. 절연 재료, 특히 플라스틱으로 제조된 엔벨로프(envelope)는 예를 들어 구리로 제조된 전도성 재료를 둘러싸고 있다. 본 경우에, 양극 및 음극 트랙은 직사각형 단면을 갖는다.
고려된 예에서, 양극 트랙(45) 및 음극 트랙(46)은 베이스(41)에 평행한 평면에서 연장되고, 서로에 대해 평면 접촉한다. 음극 트랙(46)과 베이스 사이의 축방향 거리는 트랙 중 하나의 축방향 두께의 2배 초과일 수 있다.
고려된 예에서, 양극 트랙(45)은 굴곡되고, 음극 트랙은 직선형이다. 양극 트랙은 굴곡부를 교차부에 형성하는 반경방향 연장부를 갖는 2개의 직선형 부분을 포함한다. 직선형 부분 사이에서 측정된 굴곡부의 각도는 60° 미만이고, 실질적으로 45°이다. 굴곡부(56)는 둥근 형태를 가지며, 축(X)을 통과한다.
고려된 예에서, 양극 단자(41) 및 음극 단자(42)는 이러한 벽의 제 1 영역에 제공된다. 양극 트랙(45)은 제 1 영역으로부터 벽의 제 2 영역까지 연장된다. 음극 트랙(46)은 제 1 영역으로부터, 제 2 영역으로부터 이격된 벽의 제 3 영역까지 연장된다. 따라서, 각각의 트랙은 하우징(41)의 하나의 에지로부터 하우징의 다른 에지까지 연장되어, 하우징의 중심을 통과한다. 본 경우에, 제 2 영역은 제 1 및 제 3 영역으로부터 실질적으로 등거리에 있다.
고려된 예에서, 전자 모듈(36)은 스테이터(15)의 권선(28)의 위상에 각각 연결될 수 있는 3개의 위상 연결부(60)를 포함한다. 벽(54)을 통과하여 하우징(40)의 외부로부터 내부로 위상을 전기적으로 가져오기 위해, 각각의 위상 연결부(60)는 벽(54)을 통과한다.
각각의 위상 연결부(60)에 대해, 전력 모듈 조립체는 양극 단자(43) 및 위상 연결부에 전기적으로 연결된 적어도 하나, 예를 들어 2개의 양극 모듈과, 음극 단자(44) 및 위상 연결부(60)에 전기적으로 연결된 적어도 하나, 예를 들어 2개의 음극 모듈을 포함한다. 양극 전력 모듈의 조립체는 양극 하프-브리지(positive half-bridge)를 형성한다. 음극 전력 모듈의 조립체는 음극 하프-브리지(negative half-bridge)를 형성한다. 전력 모듈은 예를 들어 MOSFET 유형의 제어 스위치일 수 있다.
고려된 예에서, 양극 트랙(45) 및 음극 트랙(46)과 연관된 제 1, 제 2 및 제 3 영역은 위상 연결부(60) 영역과 교대로 배치되어 있다.
고려된 예에서, 전자 모듈(36)은 베이스(41) 상에 장착되고 상기 베이스(41)에 대해 전기적으로 절연된 제 2 양극 트랙 및 제 2 음극 트랙을 포함한다. 이들 트랙은 도 3 및 도 4에는 나타나 있지 않다. 제 2 양극 트랙은 양극 전력 모듈의 일부 또는 전부와 양극 트랙(45)을 전기적으로 연결한다. 제 2 음극 트랙은 음극 전력 모듈의 일부 또는 전부와 음극 트랙(46)을 전기적으로 연결한다. 각각의 제 2 양극 및 음극 트랙은, 특히 상기 제 2 또는 제 3 영역으로부터, 원주방향으로 연장될 수 있다. 전기적 접촉을 회피하기 위해, 각각의 제 2 양극 및 음극 트랙과 베이스(41) 사이에는 제 1 절연 층이 제공될 수 있다. 각각의 제 2 양극 및 음극 트랙은 전류를 통과시키기 위해 관련 트랙과 면 접촉할 수 있다.
고려된 예에서, 각각의 양극 트랙(45) 및 음극 트랙(46)은 관련 제 2 양극 또는 음극 트랙에 나사결합함으로써 고정될 수 있다. 제 1 고정 유닛, 예를 들어 나사는 각각의 양극 또는 음극 트랙, 관련 제 2 트랙 및 베이스(41)에 나사결합될 수 있다. 제 1 고정 유닛을 수용하기 위해, 하우징의 외부 상에는 제 1 돌출부가 제공될 수 있다. 각각의 제 1 돌출부는 하우징의 베이스와 일체형일 수 있다. 각각의 제 1 돌출부는 스터드(stud) 형태일 수 있다. 제 1 고정 유닛은 양극 트랙(45) 및 음극 트랙(46)의 제 1 나사 개구(62)를 통과한다.
고려된 예에서, 각각의 위상 연결부(60)에 대해, 위상 연결부(60)와, 이러한 위상 연결부와 연관된 전력 모듈을 전기적으로 연결하기 위해, 위상 트랙(61)이 베이스(41) 상에 장착된다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 위상 트랙(61)은 위상 연결부(60) 중 하나와 베이스(41) 사이에 축방향으로 배치된다.
고려된 예에서, 모듈은, 예를 들어 나사인 3개의 고정 유닛(65)을 포함한다. 각각의 고정 유닛은 위상 연결부(60) 중 하나, 위상 트랙(61) 중 하나 및 하우징의 베이스(41)에 나사결합된다. 단일 고정 유닛이 체결부들을 상호 결합하는 것을 가능하게 한다. 각각의 위상 연결부(60)에 대해, 위상 연결부(60) 상에 위상 트랙(61)을 고정하기 위해 단일 고정 유닛(65)이 제공된다.
고려된 예에서, 각각의 위상 연결부(60)는 고정 유닛(65) 중 하나를 통과시키기 위한 구멍(67)을 갖는다. 각각의 위상 트랙(61)은 또한 고정 유닛(65) 중 하나를 통과시키기 위한 구멍(68)을 갖는다. 통과 구멍은 쌍으로 정렬된다.
고려된 예에서, 하우징(40)은 고정 유닛(65)을 수용하는 3개의 돌출부(70)를 포함한다. 각각의 돌출부(70)는 하우징의 베이스(41)에 제공된다. 각각의 돌출부(70)는 하우징의 베이스(41)와 일체형이며, 하우징(40)의 외부 상에 배치된다. 본 경우에, 각각의 돌출부(70)는 절두원추형 스터드의 형태를 갖는다. 제 1 돌출부는 동일할 수 있다.
고려된 예에서, 각각의 위상 연결부(60)는 절연성 부분(72) 및 전도성 부분(73)을 포함한다. 절연성 부분(72)은 고정 유닛(65)과 접촉하고, 전도성 부분(73)은 위상 트랙(61)과 면 접촉하여, 위상과 위상 트랙(61)을 전기적으로 연결한다. 전도성 부분은 고정 유닛(65)과 접촉하지 않는다.
고려된 예에서, 전기적 접촉을 회피하기 위해, 절연 층(75)이 각 위상 트랙(60)과 베이스(41) 사이에 제공된다. 절연 층은 모든 위상(60)에 대해 상호적일 수 있다. 절연 층(75)은 200 ㎛ 이하, 특히 150 ㎛ 미만인 두께를 가질 수 있다.
고려된 예에서, 각각의 위상 트랙(61)은 고정 유닛에 대해 절연될 수 있다. 각각의 위상 트랙은 고정 유닛(75)을 둘러싸는 절연 인서트(76)에 의해 절연될 수 있다. 절연 인서트(76)는 본 경우에 독립적이다. 각각의 절연 인서트(76)는 위상 트랙(61)의 개구(68) 중 하나에 장착된다.
변형예로서, 각각의 절연 인서트(76)는 위상 연결부의 절연성 부분과 일체형일 수 있다. 각각의 인서트는 베이스의 방향으로의 축방향 연장부일 수 있다.
변형예로서, 각각의 절연 인서트(76)는 절연 층에 속할 수 있다. 각각의 인서트는 위상 연결부의 방향으로의 축방향 연장부일 수 있다.
또한 변형예로서, 고정 유닛은 전기 비전도성 재료, 예를 들어 플라스틱으로 제조될 수 있다.

Claims (10)

  1. 회전 전기 기계(10)를 위한 전자 모듈(36)로서,
    베이스(41)를 포함하는 하우징(40)과,
    상기 하우징의 베이스(41) 상에 장착되고, 상기 전기 기계의 스테이터의 위상으로부터 얻어진 다상 전류 시스템을 정류할 수 있고, 선택적으로 다상 전류 시스템에서 상기 스테이터의 위상에 전력을 공급할 수 있는 전력 모듈 조립체와,
    상기 전력 모듈 조립체에 전류를 공급하기 위한 양극 단자(43) 및 음극 단자(44)를 포함하며, 상기 양극 단자는 상기 하우징의 베이스로부터 이격 배치된 양극 트랙(45)에 의해 상기 전력 모듈 조립체에 전기적으로 연결되고, 상기 음극 단자는 상기 하우징의 베이스로부터 이격 배치된 음극 트랙(46)에 의해 상기 전력 모듈 조립체에 전기적으로 연결되는, 상기 전자 모듈(36)에 있어서,
    상기 음극 트랙 및 상기 양극 트랙은 적어도 부분적으로 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는
    전자 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극 트랙(45) 및 음극 트랙(46)은 상기 2개의 트랙 중 하나의 길이의 절반 초과, 특히 75% 초과, 특히 90% 초과로 중첩되는 것을 특징으로 하는
    전자 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 양극 트랙(45)은 상기 베이스(41)와 상기 음극 트랙(46) 사이에 축방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는
    전자 모듈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 양극 및 음극 트랙 중 하나는 굴곡되고, 다른 하나는 직선형인 것을 특징으로 하는
    전자 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(40)은 상기 베이스(41)로부터 연장되는 실질적으로 원통형 벽(54)을 포함하고, 상기 양극 및 음극 단자는 상기 벽의 제 1 영역에 제공되고, 상기 양극 트랙(45)은 상기 제 1 영역으로부터 상기 벽의 제 2 영역까지 연장되고, 상기 음극 트랙(46)은 상기 제 1 영역으로부터, 상기 제 2 영역으로부터 이격된 상기 벽의 제 3 영역까지 연장되는 것을 특징으로 하는
    전자 모듈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스테이터 위상(15)에 각각 연결될 수 있는 복수의 위상 연결부(60), 특히 3개의 위상 연결부(60)를 포함하며, 상기 전력 모듈 조립체는 각각의 위상 연결부(60)에 대해, 상기 양극 단자 및 상기 위상 연결부에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 양극 전력 모듈과, 상기 음극 단자 및 상기 위상 연결부에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 음극 전력 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전자 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 베이스(41) 상에 장착되고 상기 베이스에 대해 전기적으로 절연된 제 2 양극 트랙 및 제 2 음극 트랙을 포함하며, 상기 제 2 양극 트랙은 상기 양극 전력 모듈의 일부 또는 전부와 상기 양극 트랙(45)을 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 음극 트랙은 상기 음극 전력 모듈의 일부 또는 전부와 상기 음극 트랙(46)을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는
    전자 모듈.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 위상 연결부(60) 각각에 대해, 상기 위상 연결부와, 상기 위상 연결부와 연관된 전력 모듈을 전기적으로 연결하기 위해, 상기 베이스 상에 장착된 위상 트랙을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전자 모듈.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 모듈은 상기 전력 모듈 조립체의 제어를 위한 제어 유닛을 포함하고, 상기 하우징은 리세스가 제공되고 상기 베이스에 평행한 커버를 포함하고, 상기 리세스에는 상기 제어 유닛이 배치되는 것을 특징으로 하는
    전자 모듈.
  10. 회전이 고정된 스테이터(15)를 포함하는 회전 전기 기계(10)에 있어서,
    복수의 위상과, 회전축(X)을 중심으로 회전할 수 있는 로터(12)와, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전자 모듈(36)을 포함하며, 상기 전자 모듈은 상기 스테이터에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는
    회전 전기 기계.
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