專(zhuān)利名稱(chēng)：轉(zhuǎn)換器饋電的橫向通量機(jī)的封裝改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種橫向通量機(jī)，其可作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)操作，且其中固態(tài)電流源功率轉(zhuǎn)換器合并于緊湊封裝內(nèi)。
背景技術(shù)：
橫向通量機(jī)是已知的，且基本上為多極電機(jī)。定子包括用于相位的單個(gè)圓柱形線圈，帶有凸角鐵磁極。轉(zhuǎn)子包括永磁體。在橫向通量機(jī)中，在轉(zhuǎn)子與定子之間的電磁力向量垂直于磁通量線的平面。在標(biāo)準(zhǔn)通量機(jī)中，電磁力向量平行于磁通量線的平面。橫向通量機(jī)具有優(yōu)于這種已知標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器的許多益處。通常，橫向通量機(jī)具備逆變器，逆變器為電壓源且由較大電容器提供。使用電壓源逆變器的機(jī)器的封裝證明具有挑戰(zhàn)性。

發(fā)明內(nèi)容
橫向通量機(jī)具有至少三個(gè)相位，每個(gè)相位由定子芯和相位繞組提供。該至少三個(gè)相位中的每個(gè)相位俘獲于共同殼體內(nèi)。平行線從該至少三個(gè)相位延伸，且提供電流源轉(zhuǎn)換器且其接納于共同殼體內(nèi)。通過(guò)下文的說(shuō)明書(shū)和附圖，本發(fā)明的這些和其它特征將會(huì)得到最好地理解，下面是附圖簡(jiǎn)述。


圖1示出第一實(shí)施例的示意圖。
圖2示出電示意功率模塊。
圖3示出在圖2模塊的視圖中重新配置的圖1示意圖。
圖4是穿過(guò)圖2的模塊所截取的截面圖。
圖5示出機(jī)器的一個(gè)相位。
圖6示出機(jī)器的三個(gè)相位。
圖7A示出這些相位中一個(gè)相位的構(gòu)造。
圖7B示出圖7A實(shí)施例的外部視圖。
圖7C是穿過(guò)圖7A的實(shí)施例所截取的截面圖。
圖8示出完全組裝的機(jī)器。
圖9示出第二實(shí)施例示意圖。
圖10示出合并于圖9的實(shí)施例中的模塊的電示意圖。
圖11示出利用圖10的模塊重新繪制的圖9的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出用于橫向通量機(jī)M的橫向通量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器20的示意圖。直流功率源22連接到平行線23，每個(gè)平行線23穿過(guò)感應(yīng)器沈。感應(yīng)器沈、具有固態(tài)開(kāi)關(guān)觀、二極管四的交換網(wǎng)絡(luò)、和換向電容器32 —起形成電流源轉(zhuǎn)換器。包括固態(tài)開(kāi)關(guān)觀、二極管四的交換網(wǎng)絡(luò)和星形連接的電容器32提供功率模塊。固態(tài)開(kāi)關(guān)觀可為晶體管。圖2示出制成單個(gè)功率模塊40的組合，單個(gè)功率模塊40可用于形成橫向通量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器20的電路。馬達(dá)繞組34定位于模塊40的下游，且通過(guò)操作以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子46，在圖 1和圖2中示意性地示出。圖3示出利用6個(gè)圖2的模塊40重新配置的橫向通量機(jī)驅(qū)動(dòng)器2的電路，其中三個(gè)模塊(標(biāo)識(shí)為41)提供下腿且模塊40提供上腿。模塊40、41允許方便封裝，其將在下文中解釋。如圖4所示，模塊40 (或41)中的每一個(gè)包括塑料外部殼體42、硅酮凝膠或熱塑性絕緣樹(shù)脂44、結(jié)合線146，其中結(jié)合線 146將每個(gè)開(kāi)關(guān)觀連接到每個(gè)二極管四。特別地，開(kāi)關(guān)洲可為碳化硅雙極連接式晶體管 (SiCBJT)、SiCMOSFET或SiCJFET。二極管四可為碳化硅肖特基二極管。模塊40也可合并鋁碳化硅底板200、Al N絕緣基板202和AlSiC襯墊204。特別地，模塊40或41的實(shí)施例可延伸到任意數(shù)目的其它類(lèi)型的構(gòu)件和材料。上文僅作為實(shí)例給出。輸出線45從每個(gè)模塊延伸且如圖3所示連接。圖5示出橫向通量機(jī)M的單個(gè)相位合并功率模塊40和41的集成，其中橫向通量機(jī)M可由圖1和圖3的橫向通量機(jī)驅(qū)動(dòng)器20來(lái)驅(qū)動(dòng)。如圖所示，模塊40和41在周向上放置于相鄰定子芯極靴50之間。定子線圈52定位成作為圓柱形線圈在所有定子芯極靴50 之間延伸。感應(yīng)器沈可被看作定位于此紙張頁(yè)面的平面內(nèi)。轉(zhuǎn)子46包括多個(gè)永磁體48。如圖6所示，三個(gè)這樣的組合相位可放置成形成三個(gè)相位60、61和62。感應(yīng)器沈定位于相位60、61與62之間。圓柱形間隔件64將感應(yīng)器沈固定于殼體中。以此方式，不僅功率模塊40和41可封裝于殼體的總封套內(nèi)，而且也能將相對(duì)較大的感應(yīng)器沈封裝于其內(nèi)。圖7A示出相位60中的單個(gè)相位，其具有由非鐵磁盤(pán)70包圍的芯極靴50。非鐵磁盤(pán)70用于保持所有的定子芯50和線圈52在一起。還示出外部殼體輪廓72。如可從圖7B 了解到，模塊40和41將定位于此相同殼體內(nèi)。圖7C示出如由環(huán)形線圈提供的定子線圈52 的位置。圖8示出總組件。如圖所示，外部容納殼80包圍三個(gè)相位60、61和62，中間俘獲的感應(yīng)器沈和間隔件64，外部容納殼80可呈圓柱形。鐘形殼體82提供兩個(gè)端部容納板以將所有構(gòu)件一起固定于殼80與端板82所提供的殼體內(nèi)。雖然在此截面中未示出功率模塊 40和41，但應(yīng)了解它們可被間隔到紙的平面內(nèi)，且如先前所公開(kāi)的那樣。如在此點(diǎn)所描述的機(jī)器將可作為馬達(dá)操作。但是，可提供類(lèi)似機(jī)器，其可作為發(fā)電機(jī)操作。開(kāi)關(guān)觀和二極管四在功率模塊40、41中的布置必須改變使得它們現(xiàn)看起來(lái)如圖 9所示的那樣。受驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子115由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以與發(fā)電機(jī)繞組114相鄰旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)繞組114生成電流，電流向上游往回傳遞到負(fù)載102。如前面的實(shí)施例提供外殼104、感應(yīng)器 106、開(kāi)關(guān)110和二極管108，以及電容器112。如圖10所示，功率模塊116被重新配置使得開(kāi)關(guān)110和二極管108的布置從圖2 所描繪的前面的實(shí)施例改變。類(lèi)似地，圖11中的電路100合并模塊116，電路110看起來(lái)與圖3的前面的實(shí)施例略微不同。如圖3所示，圖11的電路100包括提供下腿的三個(gè)模塊 (標(biāo)識(shí)為118)和提供上腿的模塊116。但是，出于封裝目的，功率模塊116和118和感應(yīng)器 106可如前面的實(shí)施例那樣封裝。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到如何來(lái)連接在例如圖5、圖6和圖8的殼體示意圖中所陳述的各種構(gòu)件。圖1、圖3、圖9或圖11的示意圖將教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員在圖5、圖6和圖8 所示的布置中適當(dāng)?shù)剡B接各種構(gòu)件的所有需要的知識(shí)。盡管已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到一些修改落入本發(fā)明的范圍。因此，應(yīng)研究下文的權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種橫向通量機(jī)，其包括至少三個(gè)相位，每個(gè)相位由定子芯與繞組提供；所述至少三個(gè)相位中的每一個(gè)俘獲于共同殼體內(nèi)；從所述至少三個(gè)相位延伸的平行線，以及電流源轉(zhuǎn)換器，所述電流源轉(zhuǎn)換器由在所述平行線中的每一個(gè)上的感應(yīng)器、交換網(wǎng)絡(luò)以及換向電容器形成；以及所述感應(yīng)器接納于所述共同殼體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫向通量機(jī)，其中所述感應(yīng)器被定位成在所述至少三個(gè)相位中的至少兩個(gè)的物理上的中間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橫向通量機(jī)，其中所述感應(yīng)器之一定位于所述相位中的第一相位與第二相位之間，且所述感應(yīng)器中的第二感應(yīng)器定位于所述相位中的第二相位與第三相位之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橫向通量機(jī)，其中所述感應(yīng)器被定位成彼此平行，且所述至少三個(gè)相位相對(duì)于所述感應(yīng)器定位于所述輸入線的相同側(cè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫向通量機(jī)，其中至少包括開(kāi)關(guān)和二極管的功率模塊定位于所述共同殼體中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的橫向通量機(jī)，其中所述功率模塊包括上腿和下腿。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的橫向通量機(jī)，其中所述功率模塊在周向上定位于所述定子的兩個(gè)極靴之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的橫向通量機(jī)，其中上腿功率模塊定位于極靴的一側(cè)上且下腿功率模塊定位于所述極靴的相對(duì)側(cè)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的橫向通量機(jī)，其中所述功率模塊也包括電容器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的橫向通量機(jī)，其中所述功率模塊被構(gòu)造成允許所述橫向通量機(jī)作為馬達(dá)操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的橫向通量機(jī)，其中所述功率模塊被構(gòu)造成使所述橫通量機(jī)作為發(fā)電機(jī)操作。
12.—種橫向通量機(jī)，其包括殼體，其由在兩個(gè)端部容納板之間延伸的圓柱形容納殼提供；電路的至少三個(gè)相位，其提供于所述殼體內(nèi)，每個(gè)相位由定子芯和繞組提供；從所述至少三個(gè)相位延伸的平行線，以及電流源轉(zhuǎn)換器，所述電流源轉(zhuǎn)換器由在所述平行線中的每一個(gè)上的感應(yīng)器、交換網(wǎng)絡(luò)以及換向電容器形成；以及所述感應(yīng)器接納于所述殼體內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的橫向通量機(jī)，其中所述感應(yīng)器之一定位于所述相位中的第一相位與第二相位之間，且所述感應(yīng)器中的第二感應(yīng)器定位于所述相位中的第二相位與第三相位之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的橫向通量機(jī)，其中包括開(kāi)關(guān)和二極管的功率模塊定位于所述殼體中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的橫向通量機(jī)，其中所述功率模塊還包括電容器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了轉(zhuǎn)換器饋電的橫向通量機(jī)的封裝改進(jìn)。一種橫向通量機(jī)具有至少三個(gè)相位，每個(gè)相位由定子芯與相位繞組提供。該至少三個(gè)相位中的每一個(gè)俘獲于共同殼體內(nèi)。平行線從該至少三個(gè)相位延伸，且電流源轉(zhuǎn)換器在平行線中的每一個(gè)上由感應(yīng)器、交換網(wǎng)絡(luò)和換向電容器形成，它們接納于共同殼體內(nèi)。
文檔編號(hào)H02K11/00GK102195412SQ201110064418
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者G·I·羅滋曼, J·F·吉爾拉斯 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司