[发明专利]用于电机的滤波器

说明书

本发明涉及用于电机的滤波器。滤波器包括电感器和电容器，该电感器是线圈。线圈具有多个绕组，并且绕组的每个匝包括至少一个被设计成平坦的导体。由于线圈的平坦导体，因此滤波器的电容在线圈本身中形成。在加工中，一个导体的表面被布置成与相邻导体的表面相对。

技术领域

本发明涉及用于电机的滤波器。

背景技术

电机的操作或控制所需的电力电子器件会产生开关损耗，这因此生成热。为了能够减少这些开关损耗并实现更高的电压，根据现有技术的电机的趋势趋向于使用碳化硅部件(SIC)。

由于低开关损耗以及陡峭的开关脉冲波前，在机器与电力电子器件之间的线缆中发生反射，使得在电机的绕组上发生电压过冲，这对绕组的绝缘具有负面影响并且减少了机器的使用寿命。此外，由于效率缺陷，使用直接脉冲宽度调制(PWM)控制马达不是最优的。

为了减少马达的生命周期风险，可以用滤波器级补充电力电子器件。该补充至少设置一个电感器和一个电容器，所述电感器和电容器作为单独的部件需要额外的安装空间并产生相应的成本。另外，滤波器级中存在损耗，使得必须将这种热耗散在滤波器中。例如，如果使用正弦滤波器，则可以使逆变器的输出电压中的谐波分量最小化，并可以将输出电压转换为几乎正弦的信号，使得可以减少机器中的损耗。

发明内容

因此，本发明的目的是创建用于电机的滤波器，该滤波器包括必要的电感器和电容器，并且如此优化了成本、冷却、安装空间以及电机的绝缘的使用寿命。

该目的通过根据权利要求1的特征的用于电机的滤波器来实现。从属权利要求包含有利的进一步的发展。

根据本发明的用于电机的滤波器包括电感器和电容器，该电感器是线圈。线圈具有多个绕组，其中，线圈的绕组的每个匝包括至少一个被设计成平坦的导体。在这种情况下，线圈本身形成滤波器的电容器，其中，为此目的，导体的一个表面被布置成与相邻导体的表面相对。导体可以被构造为例如铜板或具有矩形截面的线。各个导体通过绝缘材料彼此电绝缘。绝缘膜、清漆层、陶瓷等可以用作绝缘材料。还可以想到，绕组的匝由多个单独的导体组成。导体由其宽度与高度之间的比率而在几何形状(截面)上不同。通过导体的平行和相对的表面产生滤波器的足够高的电容器。

本发明的优势是，通过将滤波器元件(至少滤波器和线圈)集成在电机中或集成在电机上，由电机和滤波器元件制成的系统比现有技术解决方案更加紧凑和具有成本效益。

根据本发明的可能实施方式，线圈包括第一绕组和第二绕组。第一绕组和第二绕组的匝由单个导体构成。

在具有第一绕组和第二绕组的线圈绕芯和限定的旋转轴缠绕的情况下，两个绕组通过绝缘层或绝缘材料彼此绝缘。两个绕组都180°异相通电，以补偿铁芯中的磁通量并避免芯材料中的饱和效应。因此，可以使用紧凑的芯材料。

除了旋转对称的几何形状外，滤波器还可以具有任何构造。绕组的数目也可以变化，并且还可以是多层的。

根据本发明的其他可能的实施方式，第一绕组和第二绕组的匝可以包括多个单独的导体。多个单独的导体在每个匝中一起形成表面，该表面与第一绕组和第二绕组的匝的其他区域一起形成滤波器所需的电容器。

除了具有两个绕组的实施方式外，还可以使用多个绕组。然后，一半的绕组并联或串联连接。这可以减少诸如邻近效应和趋肤效应的效应。为了进一步增加容量，这些绕组还可以在多个层中布置并交错。

根据本发明的其他可能的实施方式，线圈可以由第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组构成。每个绕组都包括多个单独的导体，所述多个单独的导体在每个匝中一起形成表面，该表面最终形成滤波器的电容器。

滤波器的线圈的所有绕组的匝绕芯缠绕。每个绕组的导体通过绝缘材料与其他导体绝缘，该绝缘材料使导体彼此电绝缘。