[發明專利]三相交流電機驅動系統控制器的主回路布置結構

在審

• 申請號: 202011056814.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112087184A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 毛先葉;張公明;郭建文
• 申請（專利權）人: 上海大郡動力控制技術有限公司
• 主分類號: H02P25/16
• 分類號: H02P25/16;H02M7/00
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 沈國良

本發明公開了一種三相交流電機驅動系統控制器的主回路布置結構，本結構包括帶有正負母排的功率模塊和帶有正負母排的支撐電容，其中功率模塊的正負母排與支撐電容的正負母排分別采用焊接連接形成逆變主回路；功率模塊的正負母排沿安裝平面水平延伸至功率模塊本體外側后,經180°折彎延伸至功率模塊本體上方，支撐電容的正負母排沿安裝平面水平延伸至功率模塊的正負母排表面并貼合，貼合部位采用焊接連接，使得功率模塊的正負母排與支撐電容的正負母排在連接部位的電流方向相反,此時電流流經環路的面積最小。本結構有效減少由雜散電感引起的浪涌電壓，避免功率模塊被擊穿的危險，確保功率模塊的開關特性，提高電機驅動控制的可靠性。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，尤其涉及一種三相交流電機驅動系統控制器的主回路布置結構。

背景技術

三相交流電機驅動系統中采用高頻載波對功率模塊進行高速開閉管驅動,而與驅動主回路的雜散電感大小成比例的浪涌電壓會加載到功率模塊上，浪涌電壓V₁計算如式(1)：

其中，

則

式中：L為雜散電感，φ為磁通量，I為電流，B為磁感應強度，a為主回路連接端子母排長度，w為主回路連接端子母排寬度，h為疊層母排的間距，μ₀為真空磁導率。

可見，最大程度減小雜散電感可降低浪涌電壓V₁，當浪涌電壓V₁過大時有可能導致功率模塊被擊穿損壞，因此，如何降低驅動主回路的雜散電感是一個重要研究課題。

如圖1和圖2所示,通常控制器主回路由功率模塊和支撐電容構成,其中功率模塊與支撐電容之間通過母排采用螺栓連接在一起,如圖1所示，功率模塊1的母排4一側與絕緣基板3的銅層連接在一起、另一側與支撐電容2的母排5通過螺栓6及嵌件7連接在一起；如圖2所示,功率模塊1的母排4與支撐電容2的母排5通過壓接工裝8和壓接工裝9壓接在一起,然后功率模塊1的母排4與支撐電容2的母排5通過焊接10的方式連接在一起。

其中，如圖1或圖2所示，間距A為螺栓連接或者焊接連接部分的母排長度,間距A主要考慮螺栓連接或者焊接所需空間,以及工具以及工裝的使用及安裝空間；間距B為功率模塊內部從絕緣基板3到連接母排4的端子部之間的長度,通常間距B的范圍內用樹脂塑封；

其中，間距A與間距B區域的電流環路可以看成是與大地形成電流環路,此時電流流經的環路面積S較大,也就是式2中的a×h較大,根據式2可知,則電感L隨之增大。

在主回路中由于存在間距A以及間距B區域的雜散電感，嚴重影響功率模塊的開關特性，降低電機驅動控制的可靠性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種三相交流電機驅動系統控制器的主回路布置結構，本結構有效減少由雜散電感引起的浪涌電壓，避免功率模塊被擊穿的危險，確保功率模塊的開關特性，提高電機驅動控制的可靠性。

為解決上述技術問題，本發明三相交流電機驅動系統控制器的主回路布置結構包括帶有正負母排的功率模塊和帶有正負母排的支撐電容，其中功率模塊的正負母排與支撐電容的正負母排分別采用焊接連接形成逆變主回路；所述功率模塊的正負母排沿安裝平面水平延伸至功率模塊本體外側后,經180°折彎延伸至功率模塊本體上方，所述支撐電容的正負母排沿安裝平面水平延伸至功率模塊的正負母排表面并貼合，所述支撐電容正負母排與功率模塊正負母排的貼合部位采用焊接連接，使得功率模塊的正負母排與支撐電容的正負母排在連接部位的電流方向相反,此時電流流經環路的面積最小。

進一步，所述功率模塊的正負母排經折彎至少形成與所述支撐電容的正負母排貼合的平行面。