母线、母线模块以及母线的制造方法_2

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同一尺寸的现有的扁平线结构的母线的交 流电阻的比值成为1以下。由此,能够减小(改善)交流电阻。
[0031]在此,本发明的母线中,如果将上述第1导体线与上述第2导体线的间隙设为st、 上述带状导体的厚度设为Tt,则St相对于Tt的比率St/Tt为1以下。
[0032] 由此,构成母线螺旋的将带状导体卷绕成螺旋状的第1导体线和将带状导体卷绕 成相反方向的螺旋状的第2导体线之间的间隙变窄。由此,进入第1导体线与第2导体线 之间的磁感应线衰减,从而能够抑制母线整体的内部电感的增加。
[0033] 在此,本发明的母线也可用于通电被脉宽调制的电流的电连接中。
[0034] 脉宽调制方式的交流电流中,高频分量显著得大的电流流过母线,因此在现有的 扁平线结构的母线中涡电流损耗变得显著。但是,通过采用本发明的母线,能够减小涡电流 损耗。
[0035] 在此,本发明的母线也可用于电动机与变换器之间的电连接中。
[0036] 从变换器提供给电动机的驱动电流中,包含很多伴随着脉宽调制的开关噪声、即 高次谐波分量。通过采用本发明的母线,能够减小涡电流损耗。
[0037] 此外,本发明的母线模块的特征在于,将形成为规定形状的多个本发明的母线紧 密配置成宽度方向上的表面相对置来实现一体化后将其组装而形成。
[0038] 由此,通过将例如3条母线一体化地组装而形成母线模块,从而能够用于3相电动 机等的驱动中。
[0039] 此外,本发明的母线的制造方法,制造用于电连接的母线,该母线的制造方法的特 征在于,包括:导体线卷绕步骤,将被绝缘膜覆盖的1个或者多个带状导体螺旋状地卷绕成 在该带状导体的宽度方向上使上述1个或者多个带状导体相邻地配置,从而构成两个导体 线卷绕体;导体线轧制加工步骤,通过轧制加工,将上述两个导体线卷绕体形成为平板状, 从而构成两个导体线;层叠步骤,将上述两个导体线并设在各自的长边方向上且重合并层 叠成各自宽度方向上的表面互相对置,由此构成层叠导体线;和端子部接合步骤,将用于进 行电连接的端子部配置在上述层叠导体线的两端侧,与上述两个导体线相接合。
[0040] 由此,沿着构成母线的层叠导体线的长边方向,两个导体线的各带状导体中,作为 层叠导体线的外侧的层叠导体线的表面和作为层叠导体线的内侧的层叠导体线的内部交 替着。即,处于层叠导体线表面的带状导体通过卷绕成螺旋状的结构而在下一间距中进入 内部。因此,电流在各带状导体中无层叠导体线的外侧、内侧的区别地流动着,能够确保有 效截面积,能够将涡电流损耗抑制得较小,能有效地抑制高频电流的趋肤效应。通过以上, 抑制涡电流损耗来避免趋肤效应,在母线内部不仅有低频电流流动,而且还由高频电流流 动,通过使电流在宽频域内流过截面积整体,从而从低频的基本波到伴随着调制的高频为 止,能够有效地抑制传输损耗。
[0041] 在此,本发明相关的母线的制造方法,上述导体线卷绕步骤包括:第1导体线卷绕 步骤,将被绝缘膜覆盖的1个或者多个带状导体螺旋状地卷绕成在该带状导体的宽度方向 上使上述1个或者多个带状导体相邻地排列,从而构成第1导体线卷绕体;和第2导体线卷 绕步骤,将被绝缘膜覆盖的1个或者多个带状导体以与上述第1导体线相反的方向的螺旋 状卷绕成在该带状导体的宽度方向上使上述1个或者多个带状导体相邻地排列,从而构成 第2导体线卷绕体,上述导体线轧制加工步骤中,通过轧制加工将上述第1导体线卷绕体形 成为平板状并构成第1导体线,并且通过轧制加工将上述第2导体线卷绕体形成为平板状 来构成第2导体线,上述层叠步骤中,将上述第1导体线和上述第2导体线并设在各自的长 边方向上,且重合并层叠成各自宽度方向上的表面互相对置,从而构成层叠导体线,上述端 子部接合步骤中,将用于进行电连接的端子部配置在上述层叠导体线的两端侧,并与上述 第1导体线和上述第2导体线相接合。
[0042]由此,各带状导体被卷绕成相对于彼此相反方向的螺旋状,流过线圈那样的螺旋 电流,从而内部电感增加,在长边方向上并设并层叠了将带状导体卷绕成螺旋状的第1导 体线和将带状导体卷绕成相反方向的螺旋状的第2导体线。因此,在各自周围扩散产生的 磁感应线被大范围相抵消,因此母线整体的内部电感的增加被抑制到最小限度。
[0043] 发明效果
[0044] 通过本发明的母线、母线模块以及母线的制造方法,能够减小伴随着高频电流的 涡电流损耗。
【附图说明】
[0045] 图1为表示本实施方式的母线的立体图。
[0046] 图2为表示构成本实施方式的母线的层叠导体线的一部分的立体截面图。
[0047] 图3为构成本实施方式的母线的层叠导体线的长边方向的截面图。
[0048] 图4A为构成本实施方式的母线的层叠导体线的宽度方向的截面图。
[0049] 图4B为现有技术中的母线的宽度方向的截面图。
[0050] 图5为表示构成本实施方式的母线的层叠导体线的尺寸的俯视图。
[0051] 图6为表示本实施方式的母线中适用的几何参数T/W、A/W的组合的图表。
[0052] 图7为表示构成本实施方式的母线的层叠导体线的尺寸的俯视图。
[0053] 图8A为表示本实施方式的母线模块的立体图。
[0054] 图8B为表示本实施方式的母线模块的立体图。
[0055] 图9A为表示本实施方式的母线的制造方法工序的顺序的立体图。
[0056] 图9B为表示本实施方式的母线的制造方法工序的顺序的立体图。
[0057] 图9C为表示本实施方式的母线的制造方法工序的顺序的立体图。
[0058] 图9D为表示本实施方式的母线的制造方法工序的顺序的立体图。
[0059]图10为表示针对各种导体材料的驱动电流的频率与趋肤深度的关系的图表。
[0060] 图11为表示由现有技术的扁平线构成的母线的立体截面图。
[0061]图12A为表示由现有技术的并列地横向排列的多个角线构成的母线的立体截面 图。
[0062]图12B为表示由现有技术的并列地横向排列的多个角线构成的母线的截面图。
[0063]图13A为表示由现有技术的并列地纵横排列的多个角线构成的母线的立体截面 图。
[0064]图13B为表示由现有技术的并列地纵横排列的多个角线构成的母线的截面图。
[0065] 图14为表示针对第一实施例的母线、体材料母线和4片重叠母线测量了交流电阻 的频率依赖性的结果的图表。
[0066] 图15为表示针对第二实施例的母线、体材料母线、4片重叠母线和4片重叠薄母 线,基于3维边界要素法的准静电磁场分析测量了交流电阻Rs的频率依赖性的结果的图 表。
[0067] 图16为放大了图15所示的图表的趋肤深度附近的交流电阻ACR的频率特性的图 表。
[0068]图17为表示第二实施例的母线的电流密度分布的立体图。
[0069] 图18为表示体材料母线的电流密度分布的立体图。
【具体实施方式】
[0070] 以下,参照附图,针对用于实施本发明的母线、母线模块以及母线的制造方法的方 式,根据具体的一例来进行说明。此外,以下所说明的只不过是例示,并不表示本发明的母 线、母线模块以及母线的制造方法的使用界限。即,本发明的母线、母线模块以及母线的制 造方法并不限于下述的实施方式,只要记载于权利要求书中就能进行各种变更。
[0071]图1所示的母线1以及图8所示的母线模块2用于电连接中,尤其用于使被脉宽 调制(PWM)的电流通过的电连接中。在例如电动机与变换器的电连接、变换器控制的三相 交流电动机与变换器的电连接、电源与变换器的电连接、控制变换器的交流控制装置与变 换器的电连接、各种控制装置与电源的电连接以及各种控制装置彼此的电连接等各种电气 设备间的连接中,应用母线以及母线模块。以下,针对本实施方式的母线、母线模块以及母 线的制造方法进行说明。
[0072][母线]
[0073] 基于图1~图7说明本实施方式的母线。图1为表示本实施方式的母线的立体图。 图2为表示构成本实施方式的母线的层叠导体线的一部分的立体截面图。图3为构成本实 施方式的母线的层叠导体线的长边方向的截面图。图4A为构成本实施方式的母线的层叠 导体线的宽度方向的截面图。图4B为现有技术的母线的宽度方向的截面图。图5为表示 构成本实施方式的母线的层叠导体线的尺寸的俯视图。图6为表示本实施方式的母线中适 用的几何参数T/W、X/W的组合的图表。图7为表示构成本实施方式的母线的层叠导体线 的尺寸的俯视图。
[0074] 如图1所示,母线1包括:由作为两个导体线的第1导体线21和第2导体线22构 成的层叠导体线20 ;和配置在层叠导体线20的两端侧的端子部30。
[0075] 如图1所示,端子部30与第1导体线21和第2导体线22相接合,并配置在层叠 导体线20的两端侧。而且,端子部30与要进行电连接的变换器或电源等的对应的各端子 部相连接。
[0076] 如图1以及图2所示,第1导体线21以2 X的螺旋间距螺旋状地卷绕而形成,以 使被绝缘膜覆盖的具有相同宽度《和厚度的两个带状导体11、12在带状导体11、12的宽 度方向上相邻地排列。在此,所谓螺旋间距是指每螺旋旋转一圈的螺旋轴的长度。此外,如 图2所示,第1导体线21使卷绕的内部的相对置的表面相靠近或者紧挨着而构成为宽W、厚 T/2的平板状。
[0077] 此外,如图1以及图2所示,第2导体线22以2 A的螺旋间距沿着与第1导体线 21相反的方向螺旋状地卷绕而形成,以使被绝缘膜覆盖的具有相同宽度《和厚度的两个 带状导体11、12在带状导体11、12的宽度方向上相邻地排列。此外,如图2所示,第2导体 线22使卷绕的内部的相对置的表面相靠近或者紧挨着而构成为宽W、厚T/2的平板状。
[0078] 在此,带状导体11、12由铝、铜、铝合金以及铜合金中的任一种构成或者为以上述 材料作为主要材料而构成。作为铝,例如能够适用1060(纯铝)等。如果带状导体11、12采 用1060 (纯铝),则导电性更优良。作为铝合金,能够适用例如6061 (在铝中添加了微量的 锰以及硅的物质)等。如果导体采用铝合金,则强度更优良。作为铜,例如有无氧铜(0FC)、 韧铜等。此外,作为铜合金,例如在铜中添加了微量的铁以及磷的析出型铜合金,具体有例 如"KFC"(注册商标)。如果将该"KFC"(注册商标)用于带状导体11、12,则能够提高带状 导体11、12与绝缘膜(未图示)的密接性,很难剥掉绝缘膜(能提高界面剥离强度)。绝缘 膜由有机材料和无机材料的混
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