[发明专利]电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机。

背景技术

本发明基于一种带有控制装置的电机，例如在EP 1 466 779A2中所描述的电机。为了减小电损失，在该文献中公开的变流器构造有半导体开关元件，半导体开关元件在发电机运行中负责对由发电机提供的交流电压进行整流，以及在电动机运行中负责使由直流电源提供的电压逆变。由于在运行中很小的电压降，这种类型的半导体开关元件具有良好的效率，然而另一方面，在高的负载、尤其在用于机动车辆(在该处常常出现强烈的温度和负载波动)时存在更高的开关元件损坏的危险。

发明内容

根据本发明的具有独立权利要求所述特征的电机具有如下优点：不仅在电动机运行中而且在发电机运行中实现了力求的电路装置的高效率，但是另一方面不仅在短暂的、非常高的负荷下，而且在不利运行条件下特别是在高的环境温度下的持续负荷下确保功率开关的不允许的升温。当冷却体的表面积与体积的比例处于0.8至1.0[l/mm]的范围内，特别地处于0.87[l/mm]至0.96[l/mm]的范围内时，在特别大的程度上实现了这种安全性。由此，不仅在长的接通持续时间而且在负载峰值的情况下保证从构件处充分散热。此外保证，控制在断开MOSFET时出现的、通过电流的切断产生的电压峰值和由此引起的升温峰值，特别地在切断在通向开关的引线中的高电流和高电感时，其大小可导致半导体开关元件过载。通过在改进效率的同时可靠地控制从开关元件处的散热，通过更小的结构尺寸此外可减小电机的制造成本，并且通过减小的通风器尺寸还可减小噪声辐射。

已证实有利的是，用于半导体开关元件的操控电路和开关元件自身布置在共同的冷却体上，因为由此减小了装置的制造成本。特别地通过以下方式实现了这个共同的装置，即，冷却体的基板被构造成蓄热器，该蓄热器可非常快速地将较大量的热量从构件处导出，该热量特别地通过在切断电流时由于引线电感而出现的电压峰值产生。当冷却体在外部安装到电机的轴承盖上并且冷却空气以很小的流动损失到达冷却体时，冷却体的冷却作用是尤其有效的。在此，为了进一步减小冷却空气的流动阻力，肋状散热片的大面积基本上在冷却空气的流动方向上延伸并且形成到中央入口的径向流动通道以使冷却空气进入电机的内部。

有利地，变流器的半导体开关元件布置在冷却体基板的背离肋状散热片的表面上，而肋状散热片自身直接面向出现的冷却介质。由此，开关元件和其操控电路沿轴向在内部布置在冷却体的基板上，以及肋状散热片沿轴向在外部布置在冷却体的朝向保护盖的一侧上。

当开关元件和/或其操控电路通过DBC(直接敷铜)衬底被保持在冷却体上时，得到开关元件和/或其操控电路的有利的、导热良好且同时电绝缘的固定。附加地，可用塑料包围、优选地浇注开关元件和/或其操控电路，以便进一步改善对其的机械保护作用以及使其免受湿气和污物影响的保护作用。

根据冷却体的另一设计方案，有利的是，为了实现尽可能大的冷却作用，冷却体的基板基本上被构造成圆盘形，其直径与电机的结构尺寸相应，其中开关元件被有利地布置在基板的一个较大的扇形区段上并且操控电路布置在基板的一个较小的扇形区段上。由此得到紧凑的结构形式，其具有从操控电路到各个开关元件的短的引线。在此有利的是，开关元件均匀地分布在冷却体的由这些开关元件占据的扇形区段上，并且有利地被布置为一个相的分别一个所谓的高压侧开关元件和一个低压侧开关元件径向相邻，并且优选地分别被分配给一个独立的肋状散热片组。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例并且在以下描述中对该实施例进行详细阐述。

附图中：

图1示出了被实施为用于机动车辆的交流发电机的电机的纵向剖视图，

图2示出了三相交流电机的电路图，

图3在图示a)中示出了在电机的相电流的一个半波期间在MOSFET开关元件处的电流变化曲线以及在图示b)中示出了在该处对应的温度变化曲线，

图4示出了根据本发明的电机的变流器侧端部的原理图，以及

图5示出了电机的冷却体的支撑有肋状散热片的表面的示意性俯视图。

具体实施方式