阅读说明：本技术 电机逆变器 (Motor inverter ) 是由 陈恺达 姚通 刘文俊 王震宇 于 2019-03-15 设计创作，主要内容包括：一种电机逆变器,用以与电动发动机相配合,所述电机逆变器包括：直流电容器,呈矩形方体且包括顶面、底面及四个侧面,所述侧面包括一个第一侧面及三个第二侧面；晶体管组,设有三组且分别排列设置于第二侧面上,相邻两个晶体管组之间相互垂直；高压接头,靠近所述第一侧面设置且与所述直流电容器相连接；异步电机,与所述直流电容器相连接。因此,本发明中的直流晶体管组位于所述直流电容器的三个第二侧面上,并且相邻的两个直流电容器之间成直角。而高压接头位于直流电容器的第一侧面上,这样的电学分布结构紧凑,三相之间相互垂直,因而能量密度高、电学性能好、电磁干扰小,并且三相电学平衡性好,效率也更高。(A motor inverter for cooperation with an electric motor, the motor inverter comprising: the direct current capacitor is in a rectangular cuboid shape and comprises a top surface, a bottom surface and four side surfaces, wherein the side surfaces comprise a first side surface and three second side surfaces; three groups of transistor groups are arranged on the second side surface respectively, and two adjacent transistor groups are vertical to each other; the high-voltage connector is arranged close to the first side face and is connected with the direct-current capacitor; and the asynchronous motor is connected with the direct current capacitor. Therefore, the dc transistor groups in the present invention are located on the three second sides of the dc capacitors, and the adjacent two dc capacitors are at right angles therebetween. And the high-voltage connector is positioned on the first side surface of the direct-current capacitor, so that the electric distribution structure is compact, the three phases are vertical to each other, the energy density is high, the electric performance is good, the electromagnetic interference is small, the three-phase electric balance is good, and the efficiency is higher.)

电机逆变器

技术领域

本发明涉及一种电机逆变器，特别是一种具有高功率的电机逆变器。

背景技术

逆变器是一种利用高频电桥电路将直流电变换为交流电的电子器件，其目的与整流器相反。逆变器在现有的电动汽车中，也通常用于控制汽车的电机，并为汽车的运行提供动力。

但是，现有的逆变器中的电容、晶体管等的排布往往不过紧密，导致高频回路电感过高，或者由于不合适的热传递导致使用寿命减少等问题。

因此，必须设计一种具有较好排布结构的电机逆变器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种电机逆变器，用以与电动发动机相配合，所述电机逆变器包括：直流电容器，呈矩形方体且包括顶面、底面及四个侧面，所述侧面包括一个第一侧面及三个第二侧面；晶体管组，设有三组且分别排列设置于第二侧面上，相邻两个晶体管组之间相互垂直；高压接头，靠近所述第一侧面设置且与所述直流电容器相连接；异步电机，与所述直流电容器相连接。

作为本发明的进一步改进，所述晶体管组包括有依次排列的双极型晶体管，所述直流电容器包括：正极汇电板，包括正极连接端及正极接线端，所述正极连接端靠近第一侧面且与所述高压接头相连接，所述正极接线端靠近第二侧面排列且与所述双极型晶体管相连接；负极汇电板，包括负极连接端及负极接线端，所述负极连接端与所述高压接头相连接，所述负极接线端与所述双极型晶体管相连接；相级汇电板，设置有三个且相互间隔，所述相级汇电板均包括相级连接端及相级接线端，所述相级连接端与所述异步电机相连接，所述相级接线端与所述双极型晶体管相连接。

作为本发明的进一步改进，所述正极连接端的厚度大于正极接线端的厚度，所述负极连接端的厚度大于负极接线端的厚度，所述相级连接端的厚度大于相级接线端的厚度。

作为本发明的进一步改进，所述直流电容器包括壳体，所述壳体内形成第一收容空间，所述正极汇电板和负极汇电板均部分设置于所述第一收容空间内，所述相极汇电板设置于所述收容空间外侧并设置于负极汇电板上侧。

作为本发明的进一步改进，所述正极汇电板包括沿所述壳体的内表面弯折形成正极主体，所述正极连接端及正极接线端设置于所述正极主体上；所述负极汇电板包括呈方形的负极主体及自负极主体的三侧延伸的负极端子座，所述负极接线端设置于所述负极端子座上；所述相极汇电板包括相极主体及相极主体延伸的相极端子座，所述相极接线端设置于所述相级端子座上；所述电机逆变器还包括设置于所述相极端子座和负极端子座之间的绝缘层。

作为本发明的进一步改进，所述正极主体沿所述壳体的内表面弯折形成，所述负极主体呈板状且盖设于所述正极主体上，所述负极主体和正极主体之间形成有第二收容空间；所述直流电容器还包括有若干薄膜电容单元，所述薄膜电容单元设置于所述第二收容空间内。

作为本发明的进一步改进，所述电机逆变器还包括有两个Y电容，所述Y电容靠近所述第一侧面设置；所述正极连接端和负极连接端与两个所述Y电容分别连接。

作为本发明的进一步改进，所述正极连接端包括正极宽端和自正极宽端弯折延伸的正极窄端，所述负极连接端包括负极宽端和自负极宽段弯折延伸的负极窄端；所述正极宽端和负极宽端与所述高压接头相连接，所述负极宽端和负极窄端与两个所述Y电容分别连接。

作为本发明的进一步改进，所述晶体管组包括呈条状的散热器，所述双极型晶体管对称贴附于所述散热器的相对两侧。

作为本发明的进一步改进，所述电机逆变器还包括放电电阻，所述放电电阻设置于所述散热器的端部，并且靠近所述第一侧面设置。

本发明的有益效果：本发明中的直流晶体管组位于所述直流电容器的三个第二侧面上，并且相邻的两个直流电容器之间成直角。而高压接头位于直流电容器的第一侧面上，这样的电学分布结构紧凑，三相之间相互垂直，因而能量密度高、电学性能好、电磁干扰小，并且三相电学平衡性好，效率也更高。

附图说明

图1为本发明电机逆变器的立体结构示意图；

图2为本发明中的直流电容器一种角度下的立体结构示意图；

图3为本发明中的直流电容器另一种角度下的立体结构示意图；

图4为图3中圆圈部分的放大结构示意图；

图5为本发明中的晶体管组的立体结构示意图；

图6为本发明中的正极汇电板的立体结构示意图；

图7为本发明中的负极汇电板的立体结构示意图；

图8为本发明中的相极汇电板的立体结构示意图；

图9为本发明中直流电容器的壳体的立体结构示意图；

图10为本发明中直流电容器中的支撑板的立体结构示意图。

100-电机逆变器；10-直流电容器；1-壳体；11-第一侧面；12-第二侧面；13-第一收容空间；14-支撑板；141-横梁；142-第一盲孔；143-第二盲孔；2-正极汇电板；21-正极主体；211-第一底板；212-第一侧板；213-第一电容连接板；22-正极连接端；221-正极宽端；222-正极窄端；23-正极接线端；3-负极汇电板；31-负极主体；32-负极端子座；321-负极接线端；33-第二电容连接板；34-负极连接端；341-负极宽端；342-负极窄端；4-相极汇电板；41-相极主体；42-相极端子座；421-相极接线端；43-相极连接端；70-晶体管组；90-驱动电路板；71-散热器；72-双极型晶体管；81-放电电阻。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

此外，在不同的实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例或结构之间具有任何关联性。

如图1至图10所示，本发明提供了一种电机逆变器100，用以与电动发动机相配合，所述电机逆变器100包括：

直流电容器10，呈矩形方体且包括顶面、底面及四个侧面，所述侧面包括一个第一侧面11及三个第二侧面12；

晶体管组70，设有三组且分别排列设置于第二侧面12上，相邻两个晶体管组70之间相互垂直；

高压接头，靠近所述第一侧面11设置且与所述直流电容器10相连接；

异步电机(未图示)，与所述直流电容器10相连接。

所述电机逆变器100还包括有驱动电路板90，所述驱动电路板90设置于所述直流电容器10上侧，且与所述直流电容器10、晶体管组70均电性连接，以达到驱动控制的作用。

因此，如图1和图2所示，本发明中的直流晶体管组70位于所述直流电容器10的三个第二侧面12上，并且相邻的两个直流电容器10之间成直角。而高压接头位于直流电容器10的第一侧面11上，这样的电学分布结构紧凑，并且三相之间相互垂直，因而能量密度高、电学性能好、电磁干扰小，并且三相电学平衡性好，效率也更高。

为了方便描述，将所述第一侧面11相对其他第二侧面12的方向记为向前，则相反的方向则为向后；将所述第一底面背离侧面的方向记为向下，相反的方向则为向上。

如图5所示，所述晶体管组70包括呈条状的散热器71，及对称贴附于所述散热器71相对两侧的双极型晶体管72，所述双极型晶体管72采用TO-247封装绝缘栅双极型晶体管72。所述双极型晶体管72的管脚均朝上设置，并且均与所述直流电容器10相连接。每一个晶体管组70中的双极型晶体管72之间的距离尽可能小，从而减短电机逆变器100中的高频电路回路，也相应的降低了高频电路回路电感。三个晶体管组70中的双极型晶体管72的数量可以不用，具体的可根据电机逆变器100的功率要求而定。

如图3至图4所示，所述直流电容器10还包括放电电阻81，所述放电电阻81设置于两个晶体管组70的散热器71上，且靠近所述第一侧面11设置。即所述放电电阻81设置于所述散热器71的前侧，上述所述双极型晶体管72对称排列于所述散热器71的左右两侧。所述晶体管组70设置有三组，且分别靠近所述直流电容器10的三个第二侧面12上。所述放电电阻81为快速放电电阻，其接头与驱动电路板90连接，且直接贴附在散热器71上。放电过程中产生的热量可通过散热器71迅速向外导出，既保证了快速放电时的散热，又简化了安装。

所述直流电容器10具体包括：壳体1、设置于壳体1内的正极汇电板2、负极汇电板3、设置于负极汇电板3上的相极汇电板4，所述壳体1为环氧树脂。具体的，以下进行详细介绍。

如图9所示，壳体1，大致呈矩形方体，以环氧树脂制成，所述壳体1构成了所述直流电容器10的外壳，所述壳体1内凹设形成有大致呈矩形方体的第一收容空间13。并且所述壳体1底部的设置有肋片结构，从而扩大了壳体1的表面积，并有助于直流电容器10散热。

如图6所示，正极汇电板2，部分收容于所述第一收容空间13内。所述正极汇电板2沿所述壳体1的内表面弯折形成正极主体21，连接于正极主体21上的正极连接端22及与所述晶体管组70的双极型晶体管72相对接的正极接线端23。所述正极主体21包括有第一底板211、自第一底板211沿靠近三个第二侧面12方向延伸的第一侧板212，所述正极接线端23设置有若干个，且排列设置于第一侧板212的上侧并向上延伸出所述壳体1。所述正极主体21还包括自第一底板211靠近第一侧面11的一侧向上延伸的第一电容连接板213，所述正极连接端22自所述第一电容连接板213弯折向前延伸。

所述正极连接端22包括自所述第一电容连接板213向前延伸的正极宽端221及自正极宽端221向前弯折延伸的正极窄端222，所述正极窄端222弯折水平向外延伸再向前延伸。所述正极连接端22的厚度大于正极接线端23的厚度。所述正极宽端221与上述所述高压接头相连接。

在正极汇电板2中，与晶体管组70及驱动电路板90相连接的正极接线端23的材料的厚度较薄，从而便于实现与晶体管组70的焊接和与驱动电路板90的焊接。而正极汇电板2中，与所述高压接头相连接的正极宽端221的厚度较厚，从而增加了接口的强度。并且，采用厚度较大的正极汇电板2降低直流电容器10在使用中的功率损耗，降低了直流电容器10在运行中的发热量，因而也增加了直流电容器10的使用寿命。

如图7所示，负极汇电板3中，所述负极汇电板3包括呈方形的负极主体31及自负极主体31靠近第二侧面12的三侧延伸的负极端子座32，所述负极汇电板3还包括设置于负极端子座32上的负极接线端321，所述负极接线端321设置有若干个且沿所述负极端子座32的侧边排列，所述负极接线端321的管脚朝上并突出所述负极主体31并有部分与所述驱动电路板90及相极汇电板4电性连接。所述负极汇电板3还包括自所述负极主体31靠近第一侧面11的一侧向下延伸的第二电容连接板33，所述负极汇电板3还包括自所述第二电容连接板33向前弯折延伸的负极连接端34。所述负极端子座32的内侧还开设有一列通孔，以供正极接线端23和双极型晶体管72穿过。

所述负极连接端34包括自所述第二电容连接板33向前延伸的负极宽端341及自负极宽端341向前弯折延伸的负极窄端342，所述负极窄端342弯折水平向外延伸再向前延伸。所述负极窄端342在水平方向上的延伸方向与所述正极窄端222相反。所述负极连接端34的厚度大于负极接线端321的厚度。所述负极宽端341与上述所述高压接头相连接。

在负极汇电板3中，与晶体管组70及驱动电路板90相连接的负极接线端321的材料的厚度较薄，从而便于实现与晶体管组70的焊接和与驱动电路板90的焊接。而负极汇电板3中，与所述高压接头相连接的负极宽端341的厚度较厚，从而增加了接口的强度。并且，采用厚度较大的负极汇电板3降低直流电容器10在使用中的功率损耗，降低了直流电容器10在运行中的发热量，因而也增加了直流电容器10的使用寿命。

所述正极汇电板2和负极汇电板3在安装状态下，负极主体31呈板状盖设于所述正极主体21上，负极主体31和正极主体21之间形成有第二收容空间(未标号)，所述直流电容还包括有若干薄膜电容单元(未图示)，所述薄膜电容单元排列设置于第二收容空间内。上述所述第一电容连接板213连接至所述薄膜电容单元的底部，所述第二电容连接板33连接至所述薄膜电容单元的顶部电性连接。具体的，在本实施方式中，所述薄膜电容单元一共具有六个并且依次水平排列。所述薄膜电容单元采用水平放置的设计既简化了与汇电板的焊接连接，又减少了薄膜电容单元的等效串联阻值，降低了逆变器运行过程中的损耗。当然，所述薄膜电容单元的数量和体积可根据所需的电容容值以及直流电容壳体1的体积进行调整。

如图8所示，所述相极汇电板4设置有三个且相互间隔，任一所述相极汇电板4均包括相极主体41及自相极主体41延伸的相极端子座42，所述相极端子座42上排列设置有相极接线端421。所述相极接线端421设置有两列相极接线端421，靠外侧的一列与负极接线端321位于同一列上且与晶体管组70中靠外侧的双极型晶体管72相对接；靠内侧的一列相极接线端421与正极接线端23位于同一列上且与晶体管组70中靠内侧的双极型晶体管72相对接。并且，靠内侧的一列相极接线端421均延伸至与驱动电路板90相连接。

所述相极汇电板4还包括自相极主体41弯折向上延伸的相极连接端43，所述相极连接端43用以与三相异步电机相连接，三个所述相极汇电板4分别对应三相异步电机中的三相，也分别对应所述电机逆变器100中的三个晶体管组70。所述相极汇电板4中的与三相异步电机相连接的相极连接端43的厚度相比相极接线端421较厚，且宽度更宽，可增强了接口的强度，也进一步增强了相极汇电板4的对电流强度的承受能力。并且上述三个相级汇电板的电阻值相近，从而减小了逆变器运行过程中的电流不平衡，增加了本发明电机逆变器100的电学平衡性。

其中三相异步电机中的三相分别对应三个所述相极汇电板4，也分别对应所述电机逆变器100中的三个晶体管组70。

如图10所示，所述直流电容器10还包括支撑板14，所述支撑板14位于所述负极汇电板3的下方，所述支撑板14用以支撑相极汇电板4。支撑板14底部密集排布有锥形结构，可以使支撑板14固定于壳体1内。所述支撑板14顶部设置有横梁141以及与横梁141高度相同的第一盲孔142，所述第一盲孔142通过配合使用自攻螺丝可以支撑固定相极汇电板4。另外，支撑板14顶部的第二盲孔143可以通过配合自攻螺丝支撑并固定驱动电路板90，所述第二盲孔143的高度大于所述第一盲孔142的高度。

所述支撑板14固定于壳体1内，从而不仅可以支撑相极汇电板4，也可以支撑驱动电路板90。从而可增强相极汇电板4和驱动电路板90的结构稳定性，同时减小了电机逆变器100的整体体积。另外，将相极汇电板4放置在支撑板14上侧而不设置在壳体1内部，可以有助于直流电容器10在使用过程中相极汇电板4的散热，相极汇电板4的热量也无法传递至薄膜电容单元。

因此，所述直流电容器10中的正极汇电板2、负极汇电板3及相极汇电板4的结构使得所述晶体管组70中每个双极型晶体管72分别到薄膜电容单元的电学距离最近，并且使得每个双极型晶体管72到三相异步电机的每个接头的电学距离也最近，从而每一相的双极型晶体管72均有较好的电流分享，也降低了因单个晶体管组70电流压力过大而损坏的风险，增长了电机逆变器100的使用寿命。并且，双极型晶体管72、薄膜电容单元、正极汇电板2、负极汇电板3和相极汇电板4所组成的高频电路回路路径短，从而可进一步降低电机逆变器100内的寄生电感，具有更好的电学性能。

如图3至图4所示，所述电机逆变器100还包括有两个Y电容82，两个Y电容82均靠近所述第一侧面11设置，所述正极连接端22的正极窄端222和负极连接端34的负极窄端342与两个所述Y电容82分别连接。并且，所述正极连接端22的正极宽端221连接至高压接头的正极，所述正极窄端222连接至Y电容82，所述负极连接端34的负极宽端341连接至高压接头的负极，所述负极窄端342连接至Y电容82，从而两个Y电容82分别到高压正极和高压负极的电学路径较短。

Y电容82可以通过Y电容接地汇电板(未图示)和金属螺栓与电机逆变器100的外壳接地线相导通，从而Y电容接地汇电板的长度较短，Y电容82到电机之间的电学距离也较短，降低了Y电容82和电机外壳之间的阻抗，同时使得电机逆变器100的电磁干扰较小。并且，两个所述Y电容82均收纳于Y电容固定架821中，所述Y电容固定架821向外延伸并部分覆盖所述正极连接端22和负极连接端34，具有更好的绝缘效果。

因此，综上所述，所述电机逆变器100包括呈矩形方体的直流电容器10以及分布于所述直流电容器10的三个侧面上的晶体管组70，使得电机逆变器100的电学分布结构紧凑，并且三相之间相互垂直，因而能量密度高、电学性能好、电磁干扰小，并且三相电学平衡性好，效率也更高。

应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。