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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine sich drehende elektrische Maschine,
die ein sich drehendes Teil der elektrischen Maschine aufweist,
ein Schaltschaltungsteil zur Durchführung einer Stromsteuerung
dieses Teils der sich drehenden elektrischen Maschine, und eine
Wärmeabführvorrichtung zum
Kühlen
mehrerer Schaltvorrichtungen, welche dieses Schaltschaltungsteil
bilden, und betrifft insbesondere eine sich drehende elektrische
Maschine, die beispielsweise als eine sich drehende elektrische Maschine
ausgebildet sein kann, die an einem Fahrzeug angebracht ist, und
mit einer Leistungsvorrichtungseinheit zur Durchführung einer
Wechselrichtersteuerung oder dergleichen versehen ist.
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Im
Stand der Technik wurde bei einer sich drehenden elektrischen Maschine,
beispielsweise einer sich drehenden elektrischen Maschine zur Anbringung
in einem Kraftfahrzeug, ein Schaltschaltungsteil wie beispielsweise
eine Leistungsvorrichtungseinheit zum Steuern des Stroms eines Teils
der sich drehenden elektrischen Maschine durch Wechselrichtersteuerung
oder dergleichen entfernt von dem Teil der sich drehenden elektrischen
Maschine angeordnet. Infolge der Tatsache, dass das Schaltschaltungsteil
(beispielsweise eine Leistungsvorrichtungseinheit) und das Teil
der sich drehenden elektrischen Maschine entfernt voneinander angeordnet waren,
wurde die Länge
von Wechselstromleitungen lang, welche die elektrische Verbindung
dieser Teile herstellten, wurde der entsprechende Leitungswiderstand
groß,
und wurde der sich ergebende Spannungsabfall groß. Daher trat das Problem auf,
dass das Drehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine absinkt,
oder deren Drehzahl verringert wird. Obwohl die Vorgehensweise verfügbar ist,
die Leitungen mit großem
Querschnitt auszubilden, um die Erhöhung des Verdrahtungswiderstands
zu minimieren, nehmen in diesem Fall das Gewicht und die Kosten
zu, und führen
Einschränkungen
in Bezug auf das Gewicht und/oder die Kosten dazu, dass es eine Grenze
dafür gibt,
wie weit man diese Maßnahme einsetzen
kann.
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Weiterhin
bedeutet die getrennte Anordnung des Schaltschaltungsteils (Leistungsvorrichtungseinheit)
und des Teils der sich drehenden elektrischen Maschine getrennt
voneinander, dass ein getrennter Raum zum Installieren des Schaltschaltungsteils
(der Leistungsvorrichtungseinheit) über den Raum hinaus benötigt wird,
in welchem das Teil der sich drehenden elektrischen Maschine angeordnet
ist. Wenn die sich drehende elektrische Maschine in einem begrenzten Raum
angeordnet wird, beispielsweise im Motorraum eines Fahrzeugs, in
welchem eine derartige, sich drehende elektrische Maschine normalerweise
angeordnet ist, ist es manchmal schwierig, einen getrennten Raum
zum Installieren des Schaltschaltungsteils (der Leistungsvorrichtungseinheit)
vorzusehen, so dass sich ein Problem in Bezug auf das Layout ergeben kann.
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Eine
sich drehende elektrische Maschine, bei welcher diese Probleme gelöst werden
sollen, ist eine Leistungsvorrichtungseinheit (Schaltschaltungsteil),
welche eine Wechselrichter bildet, vereinigt mit einem Teil der
sich drehenden elektrischen Maschine vorgesehen, wie dies beispielsweise
im Patentdokument 1 geschildert ist. Dadurch, dass die Leistungsvorrichtungseinheit
(das Schaltschaltungsteil) und das Teil der sich drehenden elektrischen
Maschine vereinigt sind, wird ermöglicht, die Wechelstromverdrahtung
zum Verbinden dieser Teile kurz auszubilden, und kann der sich ergebende
Spannungsabfall verringert werden. Dies führt dazu, dass man Auswirkungen
erwarten kann wie die Verbesserung der Drehmomenteigenschaften und
der Drehzahleigenschaften der sich drehenden elektrischen Maschine, oder
eine Verringerung des Gewichts der Verdrahtung, und verbesserte
Eigenschaften in Bezug auf Geräusche.
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- Patentdokument 1: JP-A-2004-135447 (1 und zugehörige Beschreibung).
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Wenn
die Leistungsvorrichtungseinheit (das Schaltschaltungsteil) innerhalb
des Gehäuses
der sich drehenden elektrischen Maschine angebracht ist, wie gemäß Patentdokument
1, wird eine Wärmeabfuhr
der Schaltvorrichtungen durch Kühlluft
herbeigeführt,
die zum Fließen
in das Gehäuse
veranlasst wird, durch ein Gebläse,
das sich zusammen mit dem Rotor der sich drehenden elektrischen
Maschine dreht. Da die Leistungsvorrichtungseinheit in dem Gehäuse angebracht
ist, wird jedoch die Form des Kühlluftströmungs-Flusskanals
eng und kompliziert. Daher tritt das Problem auf, dass bei dem Fluss
der Luftströmung
Verluste auftreten, das Kühlluftströmungsvolumen
absinkt, keine wirksame Kühlung vorhanden
ist, die Temperatur der Schaltvorrichtungen ansteigt, und dies zu
einem Ausfall der Schaltvorrichtungen führt. Wenn der Versuch unternommen wird,
die Temperatur der Schaltvorrichtungen in einem zulässigen Bereich
zu halten, werden Maßnahmen
erforderlich wie eine breite Ausbildung des Kühlluftströmungskanals und eine Erhöhung des
Kühlluftströmungsvolumens,
oder eine Vergrößerung der Abmessungen
eines Kühlkörpers, und
dies führt
dazu, dass das Problem auftritt, dass die sich drehende elektrische
Maschine groß wird.
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Bei
einer sich drehenden elektrischen Maschine, die in einem eingeschränkten Raum
angebracht werden soll, beispielsweise bei einer sich drehenden
elektrischen Maschine zur Anbringung in einem Kraftfahrzeug, und
insbesondere bei einer sich drehenden elektrischen Maschine, die
ein Teil der sich drehenden elektrischen Maschine und ein Schaltschaltungsteil
zur Durchführung
einer Stromsteuerung dieses Teils der sich drehenden elektrischen
Maschine und eine Wärmeabfuhrvorrichtung zum
Kühlen
mehrerer Schaltvorrichtungen aufweist, welche das Schaltschaltungsteil
bilden, ist es dann, wenn das Teil der sich drehenden elektrischen
Maschine und das Schaltschaltungsteil zur Durchführung der Steuerung dieses
Teils der sich drehenden elektrischen Maschine und die Wärmeabfuhrvorrichtung
zum Kühlen
mehrerer Schaltvorrichtungen, welche das Schaltschaltungsteil bilden,
in einem begrenzten Raum angeordnet werden sollen, wesentlich, dass
Vorgaben in Bezug auf das Gewicht, die Kosten und den Installationsraum
berücksichtigt
werden, und insbesondere Maßnahmen
unternommen werden, die Kühlwirkung
zu maximieren, so dass die sich drehende elektrische Maschine keine
großen Abmessungen
aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehend geschilderten
Umstände
entwickelt, und ein Ziel der Erfindung besteht darin, bei einer
sich drehenden elektrischen Maschine, die ein Teil der sich drehenden
elektrischen Maschine und ein Schaltschaltungsteil zur Durchführung einer Stromsteuerung
dieses Teils der sich drehenden elektrischen Maschine und eine Wärmeabfuhrvorrichtung
zum Kühlen
mehrerer Schaltvorrichtungen aufweist, welche dieses Schaltschaltungsteil
bilden, die Kühlwirkung
für die
Schaltvorrichtungen zu verbessern.
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Bei
einer sich drehenden elektrischen Maschine gemäß der Erfindung, besteht bei
dieser, die ein Teil der sich drehenden elektrischen Maschine und
ein Schaltschaltungsteil zur Durchführung einer Stromsteuerung
dieser sich drehenden elektrischen Maschine und eine Wärmeabfuhrvorrichtung
zum Kühlen
mehrerer Schaltvorrichtungen aufweist, welche dieses Schaltschaltungsteil
bilden, die Wärmeabfuhrvorrichtung
aus mehreren Kühlkörpern, die
in einer regelmäßigen Anordnung
in Umfangsrichtung der Drehwelle des Teils der sich drehenden elektrischen
Maschine angeordnet sind, so dass sie die Drehwelle umgeben, wobei
die mehreren Schaltvorrichtungen darum herum angeordnet sind, und
darauf angebracht sind.
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Bei
einer sich drehenden elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht, da bei der sich drehenden elektrischen Maschine, die ein
Teil der sich drehenden elektrischen Maschine und ein Schaltschaltungsteil
zur Durchführung
der Stromsteuerung dieses Teils der sich drehenden elektrischen
Maschine und eine Wärmeabfuhrvorrichtung
zum Kühlen
mehrerer Schaltvorrichtungen aufweist, welche dieses Schaltschaltungsteil
bilden, die Wärmeabfuhrvorrichtung
aus mehreren Kühlkörpern, die
regelmäßig in Umfangsrichtung
der Drehwelle des Teils der sich drehenden elektrischen Maschine
so angeordnet sind, dass sie die Drehwelle umgeben, und die mehreren
Schaltvorrichtungen darum herum verteilt sind, und hierauf angebracht
sind, die Auswirkung, dass die Kühlwirkung
der Schaltvorrichtungen verbessert wird.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine
Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, nämlich eine
Vertikalschnittansicht eines Beispiels für den Aufbau einer sich drehenden
elektrischen Maschine;
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2 eine
Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, nämlich eine
Ansicht, die ein Beispiel für
die Schaltung zum Erläutern des
Betriebs der sich drehenden elektrischen Maschine zeigt;
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3 eine
Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, nämlich eine
Aufsicht auf ein Beispiel für
die Anordnung von Kühlkörpern einer
sich drehenden elektrischen Maschine;
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4 eine
Ansicht eine ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, nämlich eine
Aufsicht auf eine sich drehende elektrische Maschine von der Rückseite
aus;
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5 eine
Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, nämlich eine Aufsicht auf
ein Beispiel für
die Anordnung von Kühlkörpern der
sich drehenden elektrischen Maschine; und
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6 eine
Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, nämlich eine
Vertikalschnittseitenansicht, die ein Beispiel für den Aufbau einer sich drehenden
elektrischen Maschine zeigt.
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Eine
erste bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nachstehend auf Grundlage der 1 bis 4 geschildert. 1 ist
eine Vertikalschnittansicht eines Beispiels für den Aufbau einer sich drehenden
elektrischen Maschine, 2 ist eine Ansicht eines Beispiels
für eine
Schaltung zum Erläutern
des Betriebs der sich drehenden elektrischen Maschine, 3 ist
eine Aufsicht, die ein Beispiel für die Anordnung von Kühlkörpern der
sich drehenden elektrischen Maschine zeigt, und 4 ist
eine Aufsicht, welche die sich drehende elektrische Maschine zeigt,
gesehen von deren Rückseite
aus. In sämtlichen
Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.
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In
den 1, 3 und 4 weist
ein Teil 2 einer sich drehenden elektrischen Maschine ein Gehäuse 100 auf,
das aus einer vorderen Stütze 10 und
einer hinteren Stütze 11 besteht,
eine Drehwelle 13, die auf dem Gehäuse 100 über Halterungslager 12 angebracht
ist, Bürsten 14,
einen an der Drehwelle 12 befestigten Rotor 15,
der eine Feldwicklung 21 aufweist, die über die Bürsten 14 mit Strom
versorgt wird, einen Stator 16, der an dem Gehäuse 100 befestigt
ist, und so angeordnet ist, dass er den Rotor 15 umgibt,
und eine Ankerwicklung 24 aufweist, ein Gebläse 17,
das aus Zentrifugalgebläsen
besteht, die an den Endoberflächen
in Axialrichtung des Rotors 15 befestigt sind, und eine Riemenscheibe 18, die
an einem Vorderende der Drehwelle 13 befestigt ist. Dieses
Teil 2 der sich drehenden elektrischen Maschine wird über die
Riemenscheibe 18 und einen Riemen (nicht gezeigt) mit einer
Drehwelle einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) verbunden.
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Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform
ist ein Schaltschaltungsteil 4, das aus einer Leistungsvorrichtungseinheit
besteht, vereinigt mit dem Teil 2 der sich drehenden elektrischen
Maschine oder nahe an diesem angeordnet. Mehrere Schaltvorrichtungen 41,
welche das Schaltschaltungsteil 4 bilden, und Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO, auf
welchen die Schaltvorrichtungen 41 angebracht sind, sind
an der Rückseite
der hinteren Stütze 11 angeordnet.
Diese Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO bilden
eine Wärmeabfuhrvorrichtung 50.
Bei dem Bezugszeichen U, V, W der Bezugszeichen 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO handelt
es sich um die Phase U, die Phase V, bzw. die Phase W, eines dreiphasigen
Wechselstroms, was nachstehend genauer erläutert wird, und bezeichnet
I eine Innenseite in Radialrichtung der Drehwelle 13, und
0 eine Außenseite
in Radialrichtung der Drehwelle 13.
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Mehrere
Schaltvorrichtungen 41 sind auf einer geradlinigen, ebenen
Oberfläche
an der Außenseite
in Radialrichtung jedes der Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI vorgesehen,
und ist ein Wärmeabfuhrteil 50FI,
das aus zahlreichen Rippen besteht, die eine Wärmeübertragungsoberfläche zum
Abführen
von Wärme
bilden, die von den jeweiligen Schaltvorrichtungen 41 zu
einer Kühlluftströmung abgeleitet
werden, auf der Innenseite in Radialrichtung vorgesehen. Die mehreren
Rippen des Wärmeabfuhrteils 50FI erstrecken
sich in Längsrichtung
der Drehwelle 13 (der Richtung von deren Achse), also in
jener Richtung, in welcher die Kühlluftströmung fließt, und verläuft parallel
zur Radialrichtung, und der Spalt zwischen den Endoberflächen der
Rippen in der Nähe der
Drehwelle 13 und der Umfangsoberfläche der Drehwelle 13 weist
etwa die gleichen Abmessungen auf wie der Rippenabstand, anders
ausgedrückt
den gleichen Abstand in Umfangsrichtung.
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Mehrere
der Schaltvorrichtungen 41 sind auf einer geradlinigen,
ebenen Oberfläche
an der Innenseite in Radialrichtung jedes der Kühlkörper 50UO, 50VO, 50WO angeordnet,
und ein Wärmeabfuhrteil 50FO,
das aus mehreren Rippen besteht, die eine Wärmeübertragungsoberfläche zum
Abführen
von Wärme
bilden, die von der jeweiligen Schaltvorrichtung 41 in
die jeweilige Kühlluftströmung abgeführt wird,
ist an der Außenseite
in Radialrichtung vorgesehen. Die mehreren Rippen des Wärmeabfuhrteils 50FO erstrecken
sich in Längsrichtung
der Drehwelle 13 (in Richtung von deren Achse), also in
jener Richtung, in welcher die Kühlluftströmung fließt, und
parallel zur Radialrichtung, und der Spalt zwischen den Endoberflächen der
Rippen in der Nähe
der Innenumfangsoberfläche
eines Einsetzgehäuses 19,
das nachstehend genauer erläutert
wird, und der Innenumfangsoberfläche
des Einsetzgehäuses 13 ist
etwa ebenso groß wie
der Rippenabstand, anders ausgedrückt, etwa ebenso groß wie der
Abstand in Umfangsrichtung.
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Die
Kühlkörper 50UI, 50UO stellen
beide Kühlkörper für die Phase
U dar, und die mehreren Schaltvorrichtungen 41 auf jedem
dieser Kühlkörper stellen
Schaltgeräte
für die
Phase U in 2 dar, was nachstehend genauer
erläutert
wird. Entsprechend stellen die Kühlkörper 50VI, 50VO beide
Kühlkörper für die Phase
V dar, und sind die mehreren Schaltvorrichtungen 41 auf
jedem dieser Kühlkörper Schaltvorrichtungen
für die
Phase V in 2, was nachstehend genauer erläutert wird.
Entsprechend sind die Kühlkörper 50WI, 50WO beide
Kühlkörper für die Phase
W, und stellen die mehreren Schaltvorrichtungen 41 auf
jedem dieser Kühlkörper Schaltvorrichtungen
für die
Phase W in 2 dar, was nachstehend genauer
erläutert
wird.
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Ein
Einsetzgehäuse 19,
auf welchem eine Steuerschaltungsleiterplatte 44a angebracht
ist, die eine Steuerschaltung 44 für die Schaltsteuerung der Schaltvorrichtungen
des Schaltschaltungsteils 4 aufweist, und hierdurch eine
Stromsteuerung des Teils der sich drehenden elektrischen Maschine
durchführt,
und eine Abdeckung 20 zum Abdecken einer Öffnung an
der Rückseite
des Einsetzgehäuses 19 sind
an der Rückseite
des Schaltschaltungsteils 4 angeordnet.
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Das
Einsetzgehäuse 19 besteht
aus einem zylindrischen Außenwandteil 191 koaxial
zur Drehwelle 13 und einem Trennwandteil 192,
das sich in Radialrichtung zwischen der Drehwelle 13 und
dem Außenwandteil 191 erstreckt,
und ist an der hinteren Stütze 11 befestigt.
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Das
Außenwandteil 191 umgibt
die Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO,
die Bürsten 14,
und Leitungsdrähte 241U, 241V, 241W der Ankerwicklung 24.
Die Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO und
die Bürsten 14 sind
daher so angeordnet, dass sie in einer gemeinsamen Ebene in Radialrichtung
in dem Raum zwischen dem Außenwandteil 191 und
der Drehwelle 13 angeordnet sind.
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Das
Steuerschaltungsteil 44 ist in dem Raum angeordnet, der
von dem Außenwandteil 191,
dem Trennwandteil 192 und der Abdeckung 20 umschlossen
ist, und ist gegenüber
der Außenumgebung
abgeschirmt.
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Wie
in 4 gezeigt, sind in der Abdeckung 20 Kühlluftströmungseinlasslöcher 201,
welche direkt den Wärmeabfuhrteilen 50FI, 50FI, 50FI, 50FO, 50FO, 50FO der
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO in
Längsrichtung
der Drehwelle 13 zugewandt sind, vorgesehen. Weiterhin
sind Luftflusslöcher 1921,
welche direkt den Wärmeabfuhrteilen 50FI, 50FI, 50FI, 50FO, 50FO, 50FO der
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO in
Längsrichtung
der Drehwelle 13 zugewandt sind, und sich mit den Kühlluftströmungseinlasslöchern 201 in Längsrichtung
der Drehwelle 13 überlappen,
in dem Trennwandteil 192 vorgesehen.
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Weiterhin
sind, wie mit gestrichelten Linien in 4 angeordnet,
ein Luftflussloch 111U entsprechend den Kühlkörpern 50UI, 50UO,
ein Luftflussloch 111V entsprechend den Kühlkörpern 50VI, 50VO und ein
Luftflussloch 111W entsprechend den Kühlkörpern 50WI, 50WO in
der hinteren Stütze 11 vorgesehen.
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Die
sich drehende elektrische Maschine weist ein Teil 2 der
sich drehenden elektrischen Maschine auf, das Schaltschaltungsteil 4 (welches
später
unter Bezugnahme auf 2 erläutert wird) zur Durchführung der
Stromsteuerung dieses Teils 2 der sich drehenden elektrischen
Maschine, und die Wärmeabfuhrvorrichtung 50 zum
Kühlen
der mehreren Schaltvorrichtungen 41, welche dieses Schaltschaltungsteil 4 bilden,
und die Wärmeabfuhrvorrichtung 50 besteht
aus den mehreren Kühlkörpern 50UI, 50VI, 50WI,
(50UO, 50VO, 50WO), an welchen ihre jeweiligen,
mehreren Schaltvorrichtungen 41 angebracht sind, und die
in einer gemeinsamen Ebene regelmäßig angeordnet sind, welche
die Drehwelle 13 des Teils 2 der sich drehenden
elektrischen Maschine in Umfangsrichtung der Drehwelle 13 so
umgibt, dass sie die Drehwelle 13 umgibt. Anders ausgedrückt, sind
die Kühlkörper so
vorgesehen, dass sie auf mehrere Kühlkörper (50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO))
in Umfangsrichtung unterteilt sind, und sich im Wesentlichen auf
dem gesamten Weg in Umfangsrichtung erstrecken. Daher können Druckverluste
der Kühlluftströmung bei
ihrem Fluss verringert werden, und kann eine Verringerung des Kühlluftströmungsvolumens
minimiert werden, und nimmt die Kühlwirkung in Bezug auf die
Schaltvorrichtungen 41 zu. Darüber hinaus kann ein Strömungsverlust
infolge eines Strömungsflusswiderstands
ebenfalls unterdrückt
werden.
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Es
sind Räume
zwischen den Kühlkörpern in der
Nähe der
Umfangsrichtung der Drehwelle 13 vorgesehen (zwischen 50UI und 50VI,
zwischen 50VI und 50WI, zwischen 50WI und 50UI (zwischen 50UO und 50VO,
zwischen 50VO und 50WO, zwischen 50WO und 50UO)),
und die Leitungsdrähte 241 des Teils 2 der
sich drehenden elektrischen Maschine sind in diesen Räumen angeordnet.
Daher kann der Raum um die Drehwelle 13 wirksam genutzt
werden, und wird ermöglicht,
eine Verringerung der Abmessungen in Radialrichtung zu erzielen.
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Die
Bürsten 14 zum
Zuführen
elektrischer Energie zum Rotor 15 des Teils 2 der
sich drehenden elektrischen Maschine und die mehreren Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
sind regelmäßig in einer
gemeinsamen Ebene angeordnet, welche die Drehwelle 13 des
Teils 2 der sich drehenden elektrischen Maschine in Umfangsrichtung
der Drehwelle 13 umgibt, so dass die Drehwelle 13 umgeben
wird. Daher kann der Raum um die Drehwelle 13 wirksam genutzt
werden, und wird ermöglicht,
die Abmessungen in Radialrichtung zu verringern.
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Die
mehreren Kühlkörper, die
in Umfangsrichtung der Drehwelle 13 regelmäßig so angeordnet sind,
dass sie die Drehwelle 13 umgeben, und die mehreren Schaltvorrichtungen 41 aufweisen,
die um sie herum verteilt und darauf angebracht sind, sind regelmäßig in Radialrichtung
der Drehwelle angeordnet (50UI, 50VI, 50WI,
und 50UO, 50VO, 50WO). Anders ausgedrückt, sind
die Kühlkörper so
ausgebildet, dass sie auf mehrere Kühlkörper in Radialrichtung aufgeteilt
sind (50UI, 50VI, 50WI sowie 50UO, 50VO, 50WO),
und regelmäßig auf
dem gesamten Weg entlang der Radialrichtung angeordnet sind. Daher
wird ermöglicht,
Druckverluste der Kühlluftströmung zu
verringern, wenn sie fließt,
und eine zugehörige
Absenkung des Kühlluftströmungsvolumens zu
unterdrücken,
so dass die Kühlwirkung
in Bezug auf die Schaltvorrichtungen 41 verbessert wird.
Weiterhin können
Strömungsgeräusche, die
mit dem Strömungsflusswiderstand
zusammenhängen,
ebenfalls unterdrückt
werden.
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Die
Kühlkörper, die
regelmäßig in Umfangsrichtung
der Drehwelle 13 angeordnet sind (50UI und 50VI und 50WI, 50UO und 50VO und 50WO)
sind gleich oder ähnlich,
und die Formen der Kühlkörper, die
in Radialrichtung der Drehwelle 13 angeordnet sind (50UI und 50UO, 50VI und 50VO, 50WI und 50WO)
sind ungleich und verschieden. Daher ist in Umfangsrichtung die
Kühlwirkung
auf die Schaltvorrichtungen 41 gleichmäßig, und kann in Radialrichtung
die Kühlwirkung
dadurch vergleichmäßigt ausgebildet
werden, dass die Formen der Kühlkörper entsprechend
der Ausbildung des Strömungskanals geändert werden.
Weiterhin werden Druckverluste der Kühlluftströmung bei ihrem Fluss ebenfalls
vergleichmäßigt, und
kann ein Strömungsflussabfall
und eine Verschlechterung der Strömungsgeräusche unterdrückt werden.
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Räume sind
zwischen den Kühlkörpern in der
Nähe der
Radialrichtung der Drehwelle 13 vorgesehen (zwischen 50UI und 50UO,
zwischen 50VI und 50VO, zwischen 50WI und 50WO),
und die Schaltvorrichtungen 41, die auf diesen benachbarten
Kühlkörpern angebracht
sind, sind in diesen Räumen angeordnet.
Daher nimmt das Kühlluftströmungsvolumen
durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO zu,
und wird die Kühlwirkung
für die
Schaltvorrichtungen 41 verbessert.
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Strömungskanäle der Kühlluftströmungen zum
Kühlen
der Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO sind
entsprechend den Kühlkörpern vorgesehen,
und die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
jeweiligen Kühlkörper sind
in diesen Strömungskanälen angeordnet.
Daher sind die Kühlluftströmungskanäle auch
in Umfangsrichtung regelmäßig angeordnet,
wie die Kühlkörper, wodurch
ermöglicht wird,
Druckverluste der Kühlluftströmung zu
verringern, wenn sie fließt,
eine zugehörige
Verringerung des Kühlluftströmungsvolumens
zu unterdrücken, wodurch
die Kühlwirkung
auf die Schaltvorrichtungen zunimmt. Weiterhin können Strömungsverluste unterdrückt werden,
die mit dem Strömungsflusswiderstand
zusammenhängen.
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Der
Kühlluftströmungs-Luftflusswiderstand der
Räume zwischen
den Kühlkörpern in
Umfangsrichtung der Drehwelle 13 wurde größer gewählt als der
Kühlluftströmungs-Luftflusswiderstand
der Flusskanäle,
in welchen die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper angeordnet
sind. Hierdurch wird ermöglicht,
zu verhindern, dass eine Kühlluftströmung, die
in die Räume
zwischen den Kühlkörpern in
der Nähe
der Umfangsrichtung der Drehwelle 13 fließt, und
nicht zur Kühlung
beiträgt,
hineinfließt,
und das Kühlluftströmungsvolumen,
das durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper fließt, entsprechend
absinkt, wobei in entsprechendem Ausmaß das Kühlluftströmungsvolumen, das durch die
Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper fließt, größer ist,
und die Kühlwirkung
auf die Schaltvorrichtungen größer wird.
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Der
Kühlluftströmungs-Luftflusswiderstand der
Räume zwischen
den Kühlkörpern in
der Nähe der
Radialrichtung der Drehwelle 13 wurde größer gewählt als
der Kühlluftströmungs-Luftflusswiderstand
der Flusskanäle,
in welchen die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper angeordnet
sind. Daher wird ermöglicht,
zu verhindern, dass eine Kühlluftströmung in
die Räume
zwischen den Kühlkörpern in
der Nähe
der Radialrichtung der Drehwelle 13 fließt, wo sie
nicht zur Kühlung
beiträgt,
und ist das Kühlluftströmungsvolumen,
das durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper fließt, entsprechend
geringer, und wird in entsprechendem Ausmaß das Kühlluftströmungsvolumen, das durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper fließt, vergrößert, und
nimmt die Kühlwirkung
für die
Schaltvorrichtungen zu.
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Die
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO werden
durch die Kühlluftströmung gekühlt, die
vom Zentrifugalgebläse 17 erzeugt
wird, dessen Drehzentrum das Drehzentrum der Drehwelle 13 ist,
und der Kühlluftströmungs-Luftflusswiderstand
in Bezug auf die Kühlluftströmungen der
Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI an
der Innenseite in Radialrichtung wird kleiner als der Kühlluftströmungs-Luftflusswiderstand
in Bezug auf die Kühlluftströmung der
Kühlkörper 50UO, 50VO, 50WO an
der Außenseite
in Radialrichtung. Wenn das Gebläse 17 ein Zentrifugalgebläse ist,
bei welchem der von diesen an der Zentrumsseite in Radialrichtung
erzeugte Druck groß ist,
können
das Luftflussvolumen durch die Wärmeabfuhrteile 50FI der
Kühlkörper an
der Innenseite in Radialrichtung (der Zentrumsseite) und das Luftflussvolumen
durch die Wärmeabfuhrteile 50FO der
Kühlkörper in
Außenseite
in Radialrichtung (der Seite nicht im Zentrum) ausgeglichen werden, und
können
die Wärmeabfuhreigenschaften
aneinander angeglichen werden.
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Die
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO werden
durch die Kühlluftströmung gekühlt, die
von dem Zentrifugalgebläse 17 hervorgerufen
wird, deren Drehzentrum das Drehzentrum der Drehwelle 13 ist,
und die Wärmeübertragungsfläche für die Kühlluftströmungen der
Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI an
der Innenseite in Radialrichtung ist kleiner gewählt als die Wärmeübertragungsfläche für die Wärmeübertragung
der Kühlluftströmungen der Kühlkörper 50UO, 50VO, 50WO an
der Außenseite
in Radialrichtung. Wenn das Gebläse 17 ein
Zentrifugalgebläse
ist, dessen erzeugter Druck in der Nähe des Zentrums in Radialrichtung
groß ist,
können
daher die Wärmeabfuhr
von den Wärmeabfuhrteilen 50FI der
Kühlkörper an
der Innenseite in Radialrichtung (der zentralen Seite) und die Wärmeabfuhr
von den Wärmeabfuhrteilen 50FO der
Kühlkörper an
der Außenseite
in Radialrichtung (der Seite nicht im Zentrum) ausgeglichen werden,
und kann die Temperaturverteilung vergleichmäßigt werden, was dazu führt, dass
die Maximaltemperatur verringert werden kann.
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Die
Kühlluftströmungseinlasslöcher 201 der Kühlluftströme zum Kühlen der
Kühlkörper sind
in der Nähe
der Kühlluftströmungs-Zuflussseiten der
Kühlkörper angeordnet.
Daher wird ermöglicht,
die Druckverluste zu verringern, die bei dem Luftfluss von den Kühlluftströmungseinlasslöchern 201 zu
den Kühlluftströmungszuflussseiten
der Kühlkörper auftreten, und
wird entsprechend das Ausmaß des
Kühlluftströmungsvolumens
größer, und
wird die Kühlwirkung
für die
Schaltvorrichtungen verbessert.
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Die
voranstehend geschilderte Stromsteuerung ist eine UFW-Dreiphasenstromsteuerung,
und die mehreren Kühlkörper, die
regelmäßig in Umfangsrichtung
der Drehwelle 13 angeordnet sind, so dass sie die Drehwelle 13 umgeben,
wobei die mehreren Schaltvorrichtungen 41 entlang diesen
verteilt und auf diesen angebracht sind, sind U-Phasen-Kühlkörper 50UI, 50UO,
auf welchen U-Phasen-Schaltvorrichtungen 41 angebracht
sind, V-Phasen-Kühlkörper 50VI, 50VO,
auf welchen V-Phasen-Schaltvorrichtungen 41 angebracht
sind, und W-Phasen-Kühlkörper 50WI, 50WO,
auf welchen W-Phasen-Schaltvorrichtungen 41 angebracht
sind. Da das Ausmaß der
Wärme gleich
ist, die von den Schaltvorrichtungen der jeweiligen Phase U, V und
W erzeugt wird, und darüber
hinaus auch die Kühlkapazitäten der
Kühlkörper gleich
sind, die regelmäßig auf Drei
in Umfangsrichtung unterteilt sind, besteht kein Ungleichgewicht
in Bezug auf die Temperaturverteilung zwischen den Phasen U, V,
W, und kann die Konstruktion der Kühlung wirksam ausgebildet werden.
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Die
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO der
jeweiligen Phase sind regelmäßig annähernd dreiecksförmig angeordnet
(50UI und 50VI und 50WI (50UO und 50VO und 50WO))in
Umfangsrichtung der Drehwelle 13 so, dass sie die Drehwelle 13 umgeben.
Da die Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO so
angeordnet werden können,
dass sie die Drehwelle 13 in Umfangsrichtung umgeben, und
darüber
hinaus einen großen
Bereich in Umfangsrichtung abdecken, werden die Layouteigenschaften
der Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO verbessert,
kann das Volumen minimal ausgebildet werden, welches von den Schaltvorrichtungen 41 und
den Kühlkörpern 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO eingenommen
wird, und kann eine Vergrößerung der
Abmessungen der sich drehenden elektrischen Maschine verhindert werden.
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Die
mehreren Schaltvorrichtungen 41 und die Wärmeabfuhrvorrichtung 50 sind
in der Nähe
des Teils 2 der sich drehenden elektrischen Maschine in Längsrichtung
der Drehwelle 13 angeordnet, und die Fläche, die von den Schaltvorrichtungen 41 und
der Wärmeabfuhrvorrichtung 50 in
Radialrichtung der Drehwelle 13 eingenommen wird, bleibt
in dem Bereich, der von dem Teil 2 der sich drehenden elektrischen
Maschine in Radialrichtung eingenommen wird. Daher kann eine Erhöhung der
Abmessungen der sich drehenden elektrischen Maschine in deren Radialrichtung
verhindert werden.
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Weiterhin
ist in 2, welche schematisch ein Schaltbild zur Erläuterung
des Betriebs des Teils 2 der sich drehenden elektrischen
Maschine darstellt, welche das Schaltschaltungsteil 4 aufweist,
bei dem Teil 2 der sich drehenden elektrischen Maschine
die Ankerwicklung 24 auf dem Stator 16 und die
Feldwicklung 21 auf dem Rotor 15 vorgesehen, und
ist, wie in der bereits erläuterten 1 dargestellt,
die Riemenscheibe 18 mit dem Rotor 15 verbunden,
und mit einer Drehwelle einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) über einen
Riemen (nicht gezeigt) verbunden. Hierbei ist die Ankerwicklung 24 so
ausgebildet, dass sie eine Sternschaltung der Wicklungen der drei Phasen
(Phase U, V, W) darstellt. Das Schaltschaltungsteil (Leistungsvorrichtungseinheit) 4 weist
ein Wechselrichtermodul 40 auf, das aus Schaltvorrichtungen
(Leistungstransistoren MOSFETs, IGBTs oder dergleichen) 41 besteht,
und Dioden 42, die parallel zu diesen Schaltvorrichtungen 41 geschaltet sind,
und einen Kondensator 43.
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Bei
diesem Wechselrichtermodul 40 werden die Schaltvorgänge der
einzelnen Schaltvorrichtungen 41 durch Befehle von der Steuerschaltung 44 gesteuert.
Die Steuerschaltung 44 steuert weiterhin einen Feldmagnetstrom,
der durch die Feldwicklung 21 des Stators hindurchgeht,
durch Steuern einer Feldstrom-Steuerschaltung 45.
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Bei
dem Teil 2 einer sich drehenden elektrischen Maschine,
welches das Schaltschaltungsteil 4 aufweist, wird beim
Anlassen der Brennkraftmaschine Gleichstromenergie dem Schaltschaltungsteil 4 von
einer Batterie 5 über
eine Gleichstromverdrahtung 8 zugeführt. Dann führt die Steuerschaltung 44 eine
Ein/Ausschaltsteuerung der Schaltvorrichtungen 41 des Wechselrichtermoduls 40 durch,
so dass die Gleichstromenergie in dreiphasige Wechselstromenergie
umgewandelt wird. Diese dreiphasige Wechselstromenergie wird über eine
Wechselstromleitung 9 der Ankerwicklung 24 des
Teils 2 der sich drehenden elektrischen Maschine zugeführt. Ein Drehmagnetfeld
wird um die Feldwicklung 21 des Rotors 15 durch
den Feldstrom hervorgerufen, der von der Feldstromsteuerschaltung 45 geliefert
wird, wodurch der Rotor 15 zur Drehung veranlasst wird,
und über
die Riemenscheibe der sich drehenden elektrischen Maschine, den
Riemen, eine Kurbelriemenscheibe, und eine Kupplung wird die Brennkraftmaschine
angelassen.
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Andererseits
wird, nachdem die Brennkraftmaschine angelassen wurde, die Drehkraft
der Brennkraftmaschine auf das Teil 2 der sich drehenden
elektrischen Maschine über
die Kurbelriemenscheibe, den Riemen und die Riemenscheibe auf die sich
drehende elektrische Maschine übertragen.
Dies führt
dazu, dass der Rotor 15 zur Drehbewegung veranlasst wird,
und eine dreiphasige Wechselspannung in der Ankerwicklung 24 induziert
wird. Hierbei erfolgt bei den Schaltvorrichtungen 41 eine
Ein/Ausschaltsteuerung durch die Steuerschaltung 44, und
wird die dreiphasige Wechselstromenergie, die in der Ankerwicklung 24 induziert
wurde, in Gleichstromenergie umgewandelt, und zum Laden der Batterie 5 verwendet.
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Das
Kühlen
der Schaltvorrichtungen 41 wird bei dem Teil 2 der
sich drehenden elektrischen Maschine von 1 durch
eine Kühlluftströmung bewirkt,
die von dem Gebläse 17 erzeugt
wird, das an den Rotor 15 befestigt ist, und die über die
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO geblasen wird,
auf welchen die Schaltvorrichtungen 41 angebracht sind.
Die Kühlluftströmung, die
von dem Gebläse 17 erzeugt
wird, wird durch die rückseitigen Kühlluftströmungseinlasslöcher 201 eingezogen,
bewegt sich über
die Luftflusslöcher 1921 in
der Trennwand 192, gelangt durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO,
geht durch die Luftflusslöcher 111U, 111V, 111W in
der hinteren Stütze 11,
und wird in Radialrichtung durch das Gebläse 17 vom Drehzentrum des
Gebläses 17 ausgestoßen, nach
radial auswärts des
Rotors 15.
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3 ist
eine Aufsicht auf das Teil 2 der sich drehenden elektrischen
Maschine von 1, gesehen von der Rückseite
aus, wobei das Einsetzgehäuse 19 und
die Abdeckung 20 entfernt sind, und hierbei sind, wie aus 3 hervorgeht,
die mehreren Kühlkörper (50UI, 50VI, 50WI)
(50UO, 50VO, 50WO), auf welchen die jeweiligen,
mehreren Schaltvorrichtungen 41 angebracht sind, regelmäßig in Umfangsrichtung
der Drehwelle 13 des Teils 2 der sich drehenden
elektrischen Maschine so angeordnet, dass die Drehwelle 13 in
einer gemeinsamen Ebene umgeben wird, welche die Drehwelle 13 umgibt.
Anders ausgedrückt,
sind die Kühlkörper auf
mehrere Kühlkörper (50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)) in
Umfangsrichtung unterteilt, und sind im Wesentlichen auf dem gesamten
Weg um die Umfangsrichtung herum angeordnet. Zur Anpassung an diese Ausbildung
der Kühlkörper (der
Wärmeabfuhrvorrichtung) 50 ist
der Kühlluftströmungskanal
ebenfalls in Umfangsrichtung auf mehrere Kanäle entsprechend den Kühlkörpern aufgeteilt,
und wird nahezu die gesamte Kühlluftströmung, die
von dem Gebläse 17 hervorgerufen
wird, zum Kühlen
der Kühlkörper in den
Kühlluftströmungskanälen verwendet.
Der Luftflusswiderstand gegenüber
den Kühlluftströmungen in
den Kühlluftströmungskanälen ist
gering, und die Kühlung
der Kühlkörper kann
wirksam durchgeführt werden.
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Da
die Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
und die Kühlluftströmungskanäle Ursachen
für Druckverluste
der Kühlluftströmung darstellen,
wenn sie infolge des Gebläses 17 fließt, ist
es wesentlich unter dem Gesichtspunkt einer wirksamen Kühlung, ihren
Luftflusswiderstand so weit wie möglich zu verringern, und das
Flussvolumen durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
zu erhöhen. Da
die Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
und ihre Kühlluftströmungskanäle parallel zum
Gebläse 17 angeordnet
sind, wird der Luftflusswiderstand verteilt, und wird der gesamte
Druckverlust verringert. Da demzufolge das Luftflussvolumen zunimmt,
das durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper fließt, und
die Kühlwirkung
zunimmt, können
Maßnahmen
wie beispielsweise das Vorsehen einer großen Fläche der Wärmeübertragungsoberflächen der
Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper, oder
eine große
Ausbildung der Abmessungen des Gebläses 17 zur Erzielung
einer Kühlwirkung,
auf einem Minimum gehalten werden, so dass eine Erhöhung der
Abmessungen des Teils 2 der sich drehenden elektrischen
Maschine insgesamt verringert werden kann. Da die Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
und die Kühlluftströmungskanäle in Umfangsrichtung
verteilt sind, werden auch Geräuschquellen
infolge der fließenden Strömungen verteilt,
was dazu führt,
dass die Geräusche
des Teils 2 der sich drehenden elektrischen Maschine insgesamt
verringert werden.
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Die
Schaltvorrichtungen 41 und die Kühlkörper (50UI, 50VI, 50WI sowie 50UO, 50VO, 50WO) sind
regelmäßig annähernd in
Radialrichtung unterteilt, und auch die Kühlluftströmungskanäle sind unterteilt. Hierdurch
wird ermöglicht,
die Druckverluste in Radialrichtung zu verteilen, und eine Verringerung des
Kühlluftströmungsvolumens
zu minimieren. Weiterhin wird die Anzahl an Schaltvorrichtungen 41 klein,
die auf jedem Kühlkörper angebracht
sind, und werden gegenseitige Wärmeeinflüsse zwischen Schaltvorrichtungen 41 unterdrückt, was
unter dem Gesichtspunkt der Kühlung
vorteilhaft ist. Da die Oberflächen,
auf welchen die Schaltvorrichtungen 41 der Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI an
der Innenseite in Radialrichtung und die Kühlkörper 50UO, 50VO, 50WO an
der Außenseite
in Radialrichtung einander gegenüberliegend
angeordnet sind, kann daher, wie in 3 gezeigt,
eine Vereinfachung in Bezug auf die gegenseitigen elektrischen Verbindungen
der Schaltvorrichtungen 41 erzielt werden, da diese kurz
ausgebildet werden können.
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Infolge
der Tatsache, dass Teile wie die Leitungsdrähte 241 des Stators 16 und
eines Stromsensors 2411 in den Räumen zwischen den Kühlkörpern, die
in Umfangsrichtung benachbart sind, zwischen den Kühlkörpern 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
angeordnet sind, in Umfangsrichtung regelmäßig unterteilt sind, und Luftflusslöcher nicht
in den Teilen der hinteren Stütze 11 vorgesehen
sind, des Einsetzgehäuses 19 und
der Abdeckung 20, welche in diesen Räumen in Richtung der Länge der
Drehwelle zugewandt sind, so dass diese Räume in Richtung der Länge der
Drehwelle durch die hintere Stütze 11, das
Einsetzgehäuse 19 und
die Abdeckung 20 abgedichtet werden, wird der Luftflusswiderstand, der
bei der Kühlluftströmung auftritt,
die durch die Räume
hindurchgeht, groß,
der bei der Kühlluftströmung auftritt,
die durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper hindurchgeht,
oder nahezu unbegrenzt ist. Hierdurch wird ermöglicht, jede Verringerung des
Kühlluftströmungsvolumens
durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Wärmekörper zu minimieren,
die dadurch verursacht wird, dass die Kühlluftströmung irgendwo anders fließt als über die Wärmeübertragungsoberflächen der
Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO,
so dass die Wärmeabfuhr
durch die Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO) wirksam
durchgeführt
werden kann. Aus ähnlichen Gründen wird
infolge der Tatsache, dass die Schaltvorrichtungen 41 in
den Spalten in Radialrichtung zwischen den Kühlkörpern (50UI, 50VI, 50WI und 50UO, 50VO, 50WO)
angeordnet sind, die regelmäßig in Radialrichtung
unterteilt sind, der Luftflusswiderstand, der bei der Kühlluftströmung in
den Räumen
auftritt, in welchem diese Schaltvorrichtungen 41 angeordnet
sind, groß im
Vergleich zu dem Luftflusswiderstand ist, der bei der Kühlluftströmung auftritt,
die durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO hindurchgeht,
oder nahezu unbegrenzt.
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Bei
den Kühlkörpern 50UI, 50VI, 50WI, 50UO, 50VO, 50WO,
die regelmäßig in Umfangsrichtung
und in Radialrichtung unterteilt sind, weisen die Kühlkörper in
einer regelmäßigen Anordnung
in Umfangsrichtung sämtlich
eine im Wesentlichen identische oder ähnliche Form auf. Hierdurch
wird ermöglicht,
den Luftflusswiderstand der Wärmeübertragungsoberflächen der
Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper in
Umfangsrichtung gleichmäßig auszubilden,
und wird ermöglicht,
eine Verteilung der Temperaturen der Schaltvorrichtungen 41 infolge
ungleichmäßiger Kühlung zu
minimieren. Weiterhin weisen die Kühlkörper in einer regelmäßigen Anordnung in
Radialrichtung ungleiche oder voneinander verschiedene Formen auf,
und können
die Formen der Kühlkörper in
der regelmäßigen Anordnung
in Radialrichtung geändert
werden, entsprechend den Formen der Kühlluftströmungskanäle. Hierdurch wird ermöglicht,
die Kühlluftströmungsvolumen
einzustellen, die durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der Kühlkörper fließen, und
die Wärmemengen,
die von ihren Wärmeübertragungsoberflächen abgeführt werden,
und wird ermöglicht,
die Kühlwirkung
der Kühlkörper in
der regelmäßigen Anordnung
in Radialrichtung zu vergleichmäßigen.
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Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform wird
ein Zentrifugalgebläse
als das Gebläse 17 eingesetzt.
Da allgemein bei einem Zentrifugalgebläse das Strömungsvolumen klein ist (der
statische Druckanstieg klein ist), und zwar an der Seite nicht im Zentrum,
verglichen mit der Zentrumsseite, ist dann, wenn Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI und 50UO, 50VO, 50WO in
Radialrichtung unterteilt angeordnet sind, das Strömungsvolumen
der Kühlluftströmung, die durch
das Wärmeabfuhrteil 50FO des
Kühlkörpers an
der Seite nicht im Zentrum (an der Außenseite in Radialrichtung)
fließt,
klein im Vergleich zu jenem des Wärmeabfuhrteils 50FI an
der Zentrumsseite (der Innenseite in Radialrichtung). Allerdings
ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform
der Luftflusswiderstand des Wärmeabfuhrteils 50FI des
Kühlkörpers an der
Zentrumsseite groß,
verglichen mit jenem des Wärmeabfuhrteils 50FO des
Kühlkörpers an
der Seite nicht im Zentrum, so dass die Kühlluftströmungsvolumen der Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper in
der regelmäßigen Anordnung
in Radialrichtung vergleichmäßigt werden,
und deren Kühlwirkungen
ebenfalls vergleichmäßigt werden.
Weiterhin sind die Rippenflächen
des Wärmeabfuhrteils 50FI des
Kühlkörpers an
der Zentrumsseite klein, verglichen mit den Rippenflächen des
Wärmeabfuhrteils 50FO an
der Seite nicht im Zentrum, ist die Wärmemenge, die von der Wärmeübertragungsoberfläche des
Wärmeabfuhrteils 50FI des
Kühlkörpers an
der Zentrumsseite abgeführt
wird, kleiner als die Wärmemenge,
die von der Wärmeübertragungsoberfläche des
Wärmeabfuhrteils 50FO des
Kühlkörpers an
der Seite nicht im Zentrum abgeführt
wird, und können die
Kühlwirkungen
der Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper in
der regelmäßigen Anordnung
in Radialrichtung vergleichmäßigt werden.
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Die
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO sind
auf Drei in Umfangsrichtung unterteilt, und jeweils mit Elektrodenteilen
der Phasen U, V, W versehen. Durch die Wärme, die von den Schaltvorrichtungen 41 der
Phasen U, V, W erzeugt wird, und von den Kühlkörpern 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
abgeführt
wird, die regelmäßig auf
Drei in Umfangsrichtung unterteilt sind, können die Schaltvorrichtungen 41 der
Phasen U, V, W in gleichem Ausmaß gekühlt werden, und dies ist vorteilhaft
unter dem Gesichtspunkt der Minimierung eines Temperaturunterschiedes
bei den Schaltvorrichtungen 41.
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Da
die Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
gleichmäßig auf
Drei unterteilt sind, und zwar annähernd in einer rechteckigen
Anordnung, werden die Layouteigenschaften der Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
verbessert, kann das Volumen minimal ausgebildet werden, das in
dem Teil 2 der sich drehenden elektrischen Maschine durch
die Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
eingenommen wird, und kann eine Vergrößerung der Abmessungen der
sich drehenden elektrischen Maschine verhindert werden.
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4 ist
eine Aufsicht auf das Teil 2 der sich drehenden elektrischen
Maschine von 1, gesehen von der Rückseite
aus, wobei das Einsetzgehäuse 19 und
die Abdeckung 20 angebracht sind. Wie in dieser Figur gezeigt,
sind Luftflusslöcher 1921 und Einlasslöcher 201 zum
Ermöglichen
des Zugangs einer Kühlluftströmung in
dem Einsetzgehäuse 19 und der
Abdeckung 20 vorgesehen, die es abdeckt.
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Diese
Luftflusslöcher 1921 und
Einlasslöcher 201 sind
so angeordnet, dass sie nahe an den Wärmeabfuhrteilen 50FI, 50FO der
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO liegen,
und diesen direkt in Längsrichtung
der Drehwelle zugewandt sind. Dies bedeutet, dass die Kühlluftströmungskanäle von diesen
Luftflusslöchern 1921 und
Einlasslöchern 201 zu
den Wärmeabfuhrteilen 50FI, 50FO der Kühlkörper einfach
ausgebildet sind, Druckverluste infolge von Biegungen im Strömungsverlust
verringert werden können,
eine Verringerung des Flussvolumens minimiert wird, und die Kühlung verbessert wird.
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Als
nächstes
wird auf Grundlage von 5 eine zweite, bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. 5 ist eine
Aufsicht auf ein Teil 2 einer sich drehenden elektrischen
Maschine gemäß dieser
zweiten, bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung, gesehen von der Rückseite
aus. In 5 werden gleiche oder entsprechende
Teile wie in den 1 bis 4 mit gleichen
Bezugszeichen wie in den 1 bis 4 bezeichnet,
wobei bei der folgenden Beschreibung dieser zweiten, bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung hauptsächlich
jene Teile beschrieben werden, die sich von der voranstehenden,
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung unterscheiden, und wird im übrigen auf eine Beschreibung
verzichtet.
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Bei
dieser zweiten, bevorzugten Ausführungsform
können
die Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO und
die Schaltvorrichtungen 41, die auf den Kühlkörpern angebracht
sind, annähernd in
Form eines U in Umfangsrichtung angeordnet sein. Die Kühlkörper 50UI, 50UO und 50VI, 50VO und 50WI, 50WO der
unterschiedlichen Phasen können daher
annähernd
in Form eines U angeordnet sein, so dass sie die Drehwelle 13 in
Umfangsrichtung der Drehwelle 13 umgeben. Weiterhin sind
die Formen der Rippen der Kühlkörper 50UI und 50UO, 50VI und 50VO, 50WI und 50WO,
die in Radialrichtung angeordnet sind, anders als bei der voranstehend
geschilderten ersten, bevorzugten Ausführungsform, im Wesentlichen
gleich oder ähnlich.
Weiterhin weisen die Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO sämtlich eine
identische oder ähnliche
Form auf. Im Übrigen
ist die Konstruktion ebenso wie bei der voranstehend geschilderten,
ersten bevorzugten Ausführungsform.
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Bei
dieser zweiten, bevorzugten Ausführungsform
sind, wie bei der ersten, bevorzugten Ausführungsform, die Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
auf Mehrere im Wesentlichen in Umfangsrichtung unterteilt, und ist
zur Anpassung an diese Konstruktion der Kühlkörper der Kühlluftströmungskanal ebenfalls im Wesentlichen
in Umfangsrichtung unterteilt. Daher wird, wie bei der voranstehend
geschilderten, ersten bevorzugten Ausführungsform, der Luftflusswiderstand
für die
Kühlluftströmung verteilt,
und nimmt der gesamte Druckverlust ab. Dies führt dazu, dass das Strömungsvolumen,
das durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der Kühlkörper fließt, zunimmt,
und die Kühlwirkung
verbessert wird. Weiterhin nimmt auch die Geräuschentwicklung der sich drehenden
elektrischen Maschine insgesamt ab. Weiterhin kann in 5 infolge
der Tatsache, dass die Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO der
Schaltvorrichtungen 41, die auf den Kühlkörpern angebracht sind, annähernd in Form
eines U angeordnet sind, und die Drehwelle 13 in deren
Umfangsrichtung umgeben, das Volumen minimiert werden, das in dem
Teil 2 der sich drehenden elektrischen Maschine durch die
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO eingenommen
wird, und kann eine Erhöhung
der Abmessungen der sich drehenden elektrischen Maschine verhindert
werden.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf 6 eine dritte,
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. 6 ist eine
Vertikalschnitt-Seitenansicht, die ein Beispiel für den Aufbau einer
sich drehenden elektrischen Maschine zeigt. In 6 sind
gleiche oder entsprechende Teile wie in den 1 bis 5 mit
den gleichen Bezugszeichen wie in den 1 bis 5 bezeichnet,
und erfolgt bei der folgenden Beschreibung dieser dritten, bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung hauptsächlich eine
Beschreibung jener Teile, die sich von den voranstehenden, ersten
und zweiten bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung unterscheiden, und wird im übrigen auf eine Beschreibung
verzichtet.
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Bei
dieser dritten, bevorzugten Ausführungsform
ist, anders als bei der voranstehend geschilderten, ersten bevorzugten
Ausführungsform,
die hintere Stütze 11 so
angebracht, dass sie die Steuerschaltungsplatine 44a, die
Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO und
die Schaltvorrichtungen 41 abdeckt, die auf den Kühlkörpern angebracht
sind. Eine Einlassöffnung 111 ist
im Zentrum der hinteren Stütze 11 koaxial
zur Drehwelle 13 vorgesehen, und Einlasslöcher 201,
welche den Wärmeabfuhrteilen 50FO der
Kühlkörper 50UO, 50VO, 50WO direkt
in Richtung der Länge
der Drehwelle zugewandt sind, sind um die Einlassöffnung 111 herum
vorgesehen.
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Weiterhin
ist bei dieser dritten, bevorzugten Ausführungsform ein Luftflussloch 251 koaxial
zur Drehwelle 13 im Zentrum einer Halterungsplatte vorgesehen, über eine
Lochausbildungsplatte 25, die zwischen dem Gebläse 17 und
den Kühlkörpern 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO angeordnet ist.
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Eine
Kühlluftströmung, die
durch die Luftflussöffnungen 111, 251 in
der hinteren Stütze 11 durch die
Drehung des Gebläses 17 angesaugt
wurde, gelangt durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der Kühlkörper 50UI, 50UO, 50VI, 50VO, 50WI, 50WO hindurch,
bewegt sich durch das Luftflussloch 251 in der Halterungsplatte
durch die Lochausbildungsplatte 25, und wird radial nach
außen
in Radialrichtung des Teils 2 der sich drehenden elektrischen
Maschine durch das Gebläse 17 ausgestoßen. Im Übrigen ist die
Konstruktion ebenso wie bei der ersten, bevorzugten Ausführungsform,
die voranstehend beschrieben wurde.
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Auch
bei dieser dritten, bevorzugten Ausführungsform sind, wie bei der
ersten bevorzugten Ausführungsform,
die Kühlkörper 50UI, 50VI, 50WI (50UO, 50VO, 50WO)
gleichmäßig auf
Mehrere im Wesentlichen in Umfangsrichtung unterteilt, und ist ebenfalls
zur Anpassung dieser Konstruktion der Kühlkörper der Kühlluftströmungskanal im Wesentlichen
in Umfangsrichtung unterteilt. Daher wird, wie bei der voranstehend
geschilderten, ersten bevorzugten Ausführungsform, der Luftflusswiderstand verteilt,
der bei der Kühlluftströmung auftritt,
und nimmt der gesamte Druckverlust ab. Dies führt dazu, dass das Strömungsvolumen
zunimmt, das durch die Wärmeabfuhrteile 50FI, 50FO der
Kühlkörper fließt, und
die Kühlwirkung
zunimmt. Weiterhin nehmen auch die von der sich drehenden elektrischen
Maschine insgesamt hervorgerufenen Geräusche ab.