[發明專利]一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機

在審

• 申請號: 201810535207.7
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108712024A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 孫乃輝;張鵬
• 申請（專利權）人: 孫乃輝
• 主分類號: H02K11/33
• 分類號: H02K11/33;H02K9/19;H02P25/024;H02P27/06;H02M5/458;H02M1/00
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1.一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，包括永磁同步電動機（1），其特征在于，所述永磁同步電動機（1）上方設有通過法蘭連接的變頻器（2），所述變頻器（2）整體內設有多個腔體（4），所述腔體（4）包括動力電源接線腔（3），輸入電抗器接線腔，所述腔體（4）內部包含能夠實現永磁同步電動機（1）矢量控制的主控單元（5）、整流器件（6）、電容儲能模塊（7）和逆變功率單元（8），所述永磁同步電動機（1）為具有多相獨立線圈繞組的永磁同步電動機（1），所述此一體機使用水冷散熱器進行散熱，所述散熱器水冷板（9）采用新型絕緣導熱材料。

2.根據權利要求1所述的一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，其特征在于，所述變頻器（2）整流部分采用三相半控橋式模塊串聯均壓整流，使用二極管串聯電阻接入一相輸入電源回路的獨特形式提供上電回路，省去了傳統主回路中使用的輸入接觸器和可控硅，簡化了電路結構、降低了生產成本。

3.根據權利要求1所述的一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，其特征在于，所述變頻器（2）內的水冷板（9）內嵌水路通道與電機內部水道串接形成一個供水冷卻回路，結構簡單、維護方便，所述散熱器水冷板（9）采用新型絕緣導熱材料，具有導熱系數高、絕緣性能好的特點，所述散熱器水冷板（9）進出水口與電機水道連接處采用O型密封圈進行密封，防止冷卻水外溢。

4.根據權利要求1所述的一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，其特征在于，所述變頻器（2）殼體表面帶有參數顯示和帶電指示功能，具有與外部信號和主回路電纜連接的接口。

5.根據權利要求1所述的一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，其特征在于，所述電容儲能部分由多組電容組串聯組成，每組電容組又由多個電容并聯組成，每組電容組兩端還并聯有均壓電阻。

6.根據權利要求1所述的一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，其特征在于，所述變頻器（2）逆變電路為多組兩電平或三電平逆變單元串聯的拓撲結構，每組逆變單元通過采用多個低壓IGBT逆變模塊串聯分壓形成每相橋臂，各組逆變單元均具有三相獨立輸出，變頻器（2）的每路輸出對應連接于具有多路獨立線圈繞組的永磁同步電動機（1）的電源輸入端。

7.根據權利要求1所述的一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，其特征在于，所述變頻器（2）的每個輸出端均安裝有獨立霍爾元件（10）對實時電流進行采樣，實現驅動控制以及電路保護功能，采用該結構能使控制器對逆變模塊的驅動控制更加精確，并通過對各相電流間平衡度的判斷來有效保護一體機，避免出現炸機風險。

8.根據權利要求1所述的一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，其特征在于，所述多相輸入永磁同步電動機（1）結構上包含多路獨立線圈繞組，相鄰獨立線圈繞組之間相互電氣隔離，多路獨立線圈繞組共同作用產生永磁同步電機內部的旋轉磁場。

9.根據權利要求1所述的一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，其特征在于，所述多相輸入永磁同步電動機（1）由多個單元電機構成，每個單元電機均包含三相輸入，且中性點獨立連接，單元電機的數量與變頻器（2）逆變電路逆變單元的組數對應，在與變頻器（2）多相輸出端連接時，每個單元電機內的相應支路輸入端與對應逆變單元組內的該相輸出端對應連接。

10.根據權利要求1所述的一種基于低壓模塊串聯的高壓永磁變頻電機一體機，其特征在于，所述所述多相輸入永磁同步電動機（1）每相繞組設計阻抗一致。