DE102010017521A1

DE102010017521A1 - Motor

Info

Publication number: DE102010017521A1
Application number: DE102010017521A
Authority: DE
Inventors: Syuhei Kariya-city Miyachi; Hideki Kariya-city Kabune; Katsuji Kosai Kawai; Hiroshi Kosai Imai
Original assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2011-02-03
Also published as: JP2011030406A; US20100327680A1; JP5624330B2; US8415845B2

Abstract

In einem Motor (10) sind ein Stator (20) mit einem Drei-Phasen-Wicklungssatz (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) und ein Rotor (30) in einem Betriebsbereich eines Motorgehäuses (11), welches eine Seitenwand (13) hat, platziert. Ein Umrichterschaltkreis (59), welcher aus Leistungsmodulen (51 bis 56) aufgebaut ist, ist in einem Steuerbereich platziert, welcher auf der gegenüberliegenden Seite des Betriebsbereiches jenseits der Seitenwand in einer axialen Richtung des Motors (10) platziert ist. Jedes Leistungsmodul (51 bis 56) hat ein Paar von Transistoren (511, 512, 521, 522, 531, 532, 541, 542, 551, 552, 561, 562) und einen gemeinsamen Anschluss (510 bis 560), welcher mit dem Paar von Transistoren (511, 512, 521, 522, 531, 532, 541, 542, 551, 552, 561, 562) verbunden ist. Eine Leitung (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) einer Wicklung, welche einer Phase entspricht, und eine Leitung (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) einer Wicklung, welche einer anderen Phase entspricht, erstrecken sich in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind miteinander mit dem gemeinsamen Anschluss (510 bis 560) eines entsprechenden Leistungsmoduls (51 bis 56) verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Motor mit einem eingebauten Steuerschaltkreis, in welchem eine Steuervorrichtung und eine Verdrahtung zusammen In einem Motorgehäuse, welches eine einfache äußere Form hat, aufgenommen sind.
Es wurde eine elektrische Lenkhilfe zur Bereitstellung einer Lenkhilfe für einen Fahrer eines Fahrzeuges vorgeschlagen. In der elektrischen Lenkhilfe dreht sich ein Motor nur, wenn die Lenkhilfe benötigt wird. Deshalb hat die elektrische Lenkhilfe einen besseren Kraftstoffnutzungsgrad als eine hydraulische Lenkhilfe.
In der letzten Zeit wurde der Raum für die Aufnahme eines Motors in der elektrischen Lenkhilfe verringert, indem die Anzahl von Teilen, welche in bzw. an dem Fahrzeug montiert sind, angestiegen ist. Weiterhin gab es einen ansteigenden Bedarf dafür, dass der Motor ein Ausfallssicherungsmerkmal hat, welches die Sicherheit sicherstellt.
In einem Motor, welcher in der JP-2005-328654 A , der JP-2008-312393 A , der JP-10-248187 A , welche der US 5,900,687 entspricht, und der JP-2007-330035 A offenbart ist, ist ein Halter zum Halten von Drähten von Wicklungen eines Stators an einem Ende des Stators in einer axialen Richtung montiert und die Drähte erstrecken sich in einer Umfangsrichtung innerhalb des Halters, so dass die Wicklungen elektrisch mit einem Verbinder bzw. Stecker verbunden werden können, welcher den Wicklungen elektrische Leistung bzw. elektrische Energie zur Verfügung stellt.
Eine Montage des Halters an dem Ende des Stators in der axialen Richtung kann jedoch die Größe des Motors in der axialen und radialen Richtung des Motors vergrößern. Beispielsweise wird in einem herkömmlichen bürstenlosen Motor, welcher in den 24A und 24B gezeigt ist, durch eine Sammelschiene 104 innerhalb eines Halters 103, welcher außerhalb eines Betriebsbereichs 102, wo der Stator platziert ist, in einer axialen Richtung montiert ist, verursacht, dass sich ein Leitungsdraht 101 eines Drei-Phasen-Wicklungssatzes 100 eines Stators in einer Umfangsrichtung erstreckt. Dann wird der Leitungsdraht 101 mit einem Schaltelement 106 durch einen Verbinder 105 des Halters 103 elektrisch verbunden, so dass der Drei-Phasen-Wicklungssatz 100 von dem Schaltelement 106 mit elektrischer Leistung bzw. elektrischer Energie versorgt werden kann. Wie aus den 24A und 24B gesehen werden kann, ist die Größe des Motors in axialer und radialer Richtung aufgrund des Halters 103 vergrößert.
In einem Motor, welcher in der JP-2007-215299 A offenbart ist, ist ein Draht jeder Wicklung mit einem entsprechenden Schaltelement verbunden.
Ein Verbinden des Drahtes jeder Wicklung mit dem entsprechenden Schaltelement kann jedoch die Anzahl von Verbindungspunkten zwischen der Wicklung und dem Schaltelement erhöhen. Demzufolge kann die Verdrahtung der Wicklung mit dem Schaltelement kompliziert sein.
In Anbetracht der obigen Ausführungen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Motor mit einem eingebauten Steuerschaltkreis bereitzustellen, in welchem eine Wicklung und ein Schaltelement in einer einfachen Art und Weise verbunden sind, so dass die Motorgröße verringert werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Motor mit einem eingebauten Steuerschaltkreis bereitzustellen, welcher ein Ausfallssicherungsmerkmal hat.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Motor ein Motorgehäuse, einen Stator, einen Rotor und Steuermodule auf. Das Motorgehäuse hat eine umgebende Wand, welche sich in einer axialen Richtung des Motors erstreckt. Der Stator ist an der umgebenden Wand des Motorgehäuses befestigt und weist Statorpole auf, welche in einer radialen Richtung hervorstehen. Der Stator weist weiterhin Wicklungen auf, welche um die Statorpole gewickelt sind, um einen Drei-Phasen-Wicklungssatz zu bilden. Der Stator erzeugt ein sich drehendes magnetisches Feld, wenn der Drei-Phasen-Wicklungssatz mit Energie versorgt wird. Der Rotor hat N- und S-Pole, welche alternierend in einer Drehrichtung angeordnet sind. Der Rotor liegt dem Stator in der radialen Richtung gegenüber, um sich mit dem sich drehenden magnetischen Feld in der Drehrichtung zu drehen. Die Steuermodule sind an der gegenüberliegenden Seite des Stators und des Rotors in der axialen Richtung platziert. Die Steuermodule bilden einen Umrichterschaltkreis zur Erzeugung eines Drei-Phasen-Wechselstroms, um den Drei-Phasen-Wicklungssatz mit Energie zu versorgen. Jedes Steuermodul hat ein Paar von Schaltelementen und einen gemeinsamen Anschluss, welcher mit dem Paar von Schaltelementen verbunden ist. Ein Schaltelement dient als energieversorgungsseitiges bzw. leistungsversorgungsseitiges Schaltelement und das anderen Schaltelement dient als masseseitiges Schaltelement. Die Wicklungen haben einen Sprungdraht (jumping wire) und einen Leitungsdraht. Der Sprungdraht erstreckt sich in eine erste Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung an einem Ende des Stators in der axialen Richtung und ist zwischen verschiedenen Wicklungen verbunden. Der Leitungsdraht erstreckt sich in der axialen Richtung und ist mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Motor ein Motorgehäuse, einen Stator und einen Rotor auf. Das Motorgehäuse hat eine umgebende Wand, welche sich in einer axialen Richtung des Motors erstreckt. Das Motorgehäuse hat weiterhin eine Seitenwand. Die Seitenwand ist an einem Ende der umgebenden Wand in der axialen Richtung platziert und steht in einer radialen Richtung hervor. Der Stator ist an der umgebenden Wand des Motorgehäuses befestigt. Der Stator weist Statorpole auf, welche in einer radialen Richtung hervorstehen, und Wicklungen, welche um die Statorpole gewickelt sind, um Drei-Phasen-Wicklungssätze zu bilden. Der Stator erzeugt ein sich drehendes Magnetfeld, wenn die Drei-Phasen-Wicklungssätze mit Energie versorgt werden. Der Rotor hat N- und S-Pole, welche alternierend in einer Drehrichtung angeordnet sind. Der Rotor liegt dem Stator in der radialen Richtung gegenüber, um sich mit dem sich drehenden magnetischen Feld in der Drehrichtung zu drehen. Die Drei-Phasen-Wicklungssätze werden durch unabhängige Umrichterschaltkreise mit Energie versorgt und gesteuert.
Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zur Klärung der beigefügten Zeichnungen gefertigt wurde. In den Zeichnungen sind:
1 ein Diagramm, welches eine Querschnittsansicht eines Motors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ein Diagramm, welches eine Ansicht von einer Richtung eines Pfeiles II in 1 veranschaulicht, in welchem eine Platine ausgelassen ist;
3 ein Diagramm, welches eine elektrische Lenkhilfe veranschaulicht, welche den Motor gemäß der ersten Ausführungsform einsetzt;
4 ein Schaltkreisdiagramm eines Umrichterschaltkreises des Motors gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ein Schaltkreisdiagramm des Motors gemäß der ersten Ausführungsform;
6 ein Diagramm, welches eine Draufsicht auf einen Stator und einen Rotor des Motors gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
7A und 7B Diagramme, welche ein Energieversorgungsschema für den Motor gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulichen;
8A und 8B Diagramme, welche ein anderes Energieversorgungsschema für den Motor gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulichen;
9 ein Schaltkreisdiagramm eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ein Diagramm, welches eine Draufsicht auf den Motor gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
11 ein Schaltkreisdiagramm eines Umrichterschaltkreises eines Motors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ein Schaltkreisdiagramm des Motors gemäß der dritten Ausführungsform;
13 ein Diagramm, welches eine Draufsicht auf einen Stator des Motors gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
14 ein Schaltkreisdiagramm eines Motors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 ein Diagramm, welches eine Draufsicht auf einen Stator des Motors gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht;
16 ein Schaltkreisdiagramm eines Motors gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 ein Schaltkreisdiagramm eines Motors gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 ein Schaltkreisdiagramm eines Motors gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 ein Schaltkreisdiagramm eines Motors gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
20 ein Diagramm, welches eine Draufsicht auf einen Steuerbereich eines Motors gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
21 ein Diagramm, welches eine Draufsicht auf einen Steuerbereich eines Motors gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
22 ein Diagramm, welches ein Verfahren zum Verbinden einer Leitung einer Wicklung mit einem gemeinsamen Anschluss eines Leistungsmoduls eines Motors gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
23A ein vereinfachtes Diagramm, welches eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXIIIA-XXIIIA in 23B veranschaulicht, und,
23B ein vereinfachtes Diagramm, welches eine vertikale Querschnittsansicht eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
24A ein vereinfachtes Diagramm, welches eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXIVA-XXIVA in 24B veranschaulicht, und
24B ein vereinfachtes Diagramm, welches eine vertikale Querschnittsansicht eines herkömmlichen Motors veranschaulicht.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden untenstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Wie in 3 gezeigt ist, ist ein Motor 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein bürstenloser Motor, welcher in einer elektrischen Lenkhilfe 1 verwendet wird. Der Motor 10 steht mit einem Getriebe 3 einer Lenksäule 2 in Eingriff und dreht beide in einer vorwärts gerichteten und einer rückwärts gerichteten Richtung basierend auf einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, welches beispielsweise über ein Steuerbereichsnetzwerk (CAN = Controller Area Network) gesendet wird, und auf einem Lenkdrehmomentsignal, welches durch einen Drehmomentsensor 4 erfasst wird, wodurch eine Lenkhilfekraft erzeugt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, weist der Motor 10 eine Einhausung 11 als ein Motorgehäuse, eine Abdeckung 16, einen Stator 20, einen Rotor 30, eine Welle 40 und Leistungsmodule 51 bis 56 auf, welche als Steuermodule dienen.
Die Einhausung 11 kann beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein und eine im Wesentlichen röhrenförmige Form haben. Gemäß der ersten Ausführungsform weist die Einhausung 11 einen Rohrteilbereich 12 als eine umgebende Wand, erste und zweite Seitenwände 13, 14 und eine Wärmesenke 15 auf. Der Rohrteilbereich 12 hat eine röhrenförmige Form. Die erste und die zweite Seitenwand 13, 14 sind mit ersten und zweiten Enden des Rohrteilbereichs 12 in einer axialen Richtung des Motors 10 aneinandergefügt. Die Wärmesenke 15 ist integral mit der ersten Seitenwand 13 gebildet und steht von der ersten Seitenwand 13 in der axialen Richtung hervor.
Die Abdeckung 16 hat eine Form wie ein Rohr mit einem Boden. Die Abdeckung 16 ist im Wesentlichen koaxial mit der Einhausung 11 auf der Seite der Wärmesenke 15 und schützt die Leistungsmodule 51 bis 56.
Es sei angemerkt, dass ein Raum innerhalb der Einhausung 11 hierin als ein „Betriebsbereich” definiert ist und dass ein Raum innerhalb der Abdeckung 16 hierin als ein „Steuerbereich” definiert ist.
Der Stator 20 ist an bzw. auf einer inneren Wand der Einhausung 11 in einer radialen Richtung der Einhausung 11 platziert. Das heißt, der Stator 20 ist an bzw. auf der inneren Wand des Rohrteilbereichs 12 platziert.
Der Stator 20 weist zwölf Statorpole 21, welche von der inneren Wand der Einhausung 11 in der radialen Richtung nach innen gerichtet hervorstehen und einen Spulendraht 24 auf, welcher um die Statorpole 21 gewickelt ist. Die Statorpole 12 sind in einer Umfangsrichtung der Einhausung 11 im Wesentlichen gleich voneinander beabstandet. Jeder Statorpol 21 hat einen laminierten bzw. mehrschichtigen Eisenkern 22 und einen Isolator 23. Der laminierte Eisenkern 22 ist durch ein Laminieren bzw. Schichten dünner Platten eines magnetischen Materials gebildet. Der Isolator 23 ist außerhalb des laminierten Eisenkerns 22 eingepasst. Der Spulendraht 24 ist in einer konzentrierten Wicklungsart um jeden Statorpol 21 durch den Isolator 23 hindurch gewickelt, um einen Drei-Phasen-Wicklungssatz zu bilden.
Eine Leitung 25 des Spulendrahts 24 erstreckt sich gerade in der axialen Richtung in Richtung des Steuerbereiches und steht in den Steuerbereich hinein durch ein Loch 131 in der ersten Seitenwand 13 der Einhausung 11 hervor. Gemäß der ersten Ausführungsform sind sechs Löcher 131 in der ersten Seitenwand 13 gebildet und zwei Leitungen 520, welche sich parallel zueinander erstrecken, treten durch ein entsprechendes Loch 131 hindurch, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln. Dann sind jeweils zwei Leitungsdrähte mit einem entsprechenden von gemeinsamen Anschlüssen 510, 520, 530, 540, 550 und 560 der Leistungsmodule 51 bis 56 an einer Position radial außerhalb der Leistungsmodule 51 bis 56 verbunden.
Der Rotor 30 ist radial innerhalb des Stators 20 platziert und aufgebaut bzw. konfiguriert, um sich hinsichtlich des Stators 20 zu drehen. Der Rotor 30 kann beispielsweise eine röhrenförmige Form haben und aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Eisen gefertigt sein. Der Rotor 30 weist einen Rotorkern 31, einen Permanentmagneten 32, welcher radial außerhalb des Rotorkerns 31 platziert ist und eine Rotorabdeckung 33, welche den Rotorkern 31 und den Permanentmagneten 32 bedeckt, auf. Wie in 6 gezeigt ist, hat der Permanentmagnet 32 fünf N-Pole und fünf S-Pole, welche alternierend in einer Drehrichtung des Motors 10 (d. h. einer Drehrichtung des Rotors 30) angeordnet sind.
Die Welle 40 ist an einem Wellenloch 34 des Rotorkerns 31 befestigt. Das Wellenloch 34 ist in der Mitte des Rotorkerns 31 in der axialen Richtung platziert. Lager 17, 18 sind in der ersten und zweiten Seitenwand 13, 14 bereitgestellt und auf ersten und zweiten Endteilbereichen der Welle 40 in der axialen Richtung eingepasst. Demnach können sich der Rotor 30 und die Welle 40 insgesamt hinsichtlich der Einhausung 11 und des Stators 20 drehen.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, sind die sechs Leistungsmodule 51 bis 56 an bzw. auf einer äußeren Wand der Wärmesenke 15 montiert und im Wesentlichen gleich voneinander in der Drehrichtung beabstandet. Jedes der Leistungsmodule 51 bis 56 hat wenigstens zwei Transistoren als Schaltelemente. Beispiele solcher Transistoren können Leistungsmetalloxidhalbleiterfeldeffekttransistoren (MOSFETs) aufweisen. Die drei Leistungsmodule 51 bis 53 sind elektrisch miteinander durch Sammelschienen 57 verbunden. Die anderen drei Leistungsmodule 54 bis 56 sind elektrisch miteinander durch Sammelschienen 58 verbunden. Jedes der Leistungsmodule 51 bis 56 und die entsprechende Sammelschiene sind in Harz bzw. Kunstharz eingegossen.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, können die Leistungsmodule 51 bis 56 beispielsweise vertikal an bzw. auf der Wärmesenke 15 in einer derartigen Art und Weise montiert sein, dass eine Normale bzw. Senkrechte zu einer Chipoberfläche jedes der Leistungsmodule 51 bis 56 im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Mittelachse der Welle 40 ist. Die Leistungsmodule 51 bis 56 haben die gemeinsamen Anschlüsse 510, 520, 530, 540, 550, 560. Jeder der gemeinsamen Anschlüsse 510, 520, 530, 540, 550, 560 erstreckt sich von einer Seite, welche der ersten Seitenwand 13 in Richtung der ersten Seitenwand 13 gegenüberliegt, ist radial nach außen gebogen und mit entsprechenden zwei Leitungen 25 verbunden. Jeder der gemeinsamen Anschlüsse 510, 520, 530, 540, 550, 560 kann beispielsweise mit den entsprechenden zwei Leitungen 25 durch ein Quetschen bzw. Pressen bzw. Drücken der entsprechenden zwei Leitungen 25 zu derselben Zeit und ein Schweißen einer Spitze jedes der gemeinsamen Anschlüsse 510, 520, 530, 540, 550, 560 mit den entsprechenden zwei Leitungen 25 verbunden sein.
Ein Aluminium-Elektrolytkondensator 60 ist radial außerhalb oder innerhalb der Leistungsmodule 51 bis 56 platziert. Der Aluminium-Elektrolytkondensator 60 dient dazu, eine Stoßspannung zu absorbieren, welche durch ein Schalten der Transistoren der Leistungsmodule 51 bis 56 verursacht wird. Weiterhin ist eine Drosselspule 61 radial innerhalb der Wärmesenke 15 platziert. Die Drosselspule 61 dient dazu, Energieversorgungsstörungen bzw. Leistungsversorgungsstörungen bzw. -rauschen zu verringern.
Eine Platine 62 ist an einem Ende der Wärmesenke 15 in der axialen Richtung befestigt. Ein integrierter Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Mikrocomputer und ein Vortreiber sind auf der Platine 62 montiert und bilden einen Steuerschaltkreis 63. Ein Permanentmagnet 64 ist an dem ersten Ende der Welle 40 befestigt. Ein Positionssensor bzw. Stellungssensor 65 ist auf der Platine 62 montiert, um dem Permanentmagneten 64 gegenüberzuliegen, und erfasst eine Richtung eines magnetischen Feldes des Permanentmagneten 64. Der Steuerschaltkreis 63 erfasst eine Position des Rotors 30 basierend auf einem Erfassungssignal, welches von dem Positionssensor 65 ausgegeben wird, und wendet ein Steuersignal auf die Transistoren an bzw. führt den Transistoren ein Steuersignal zu.
Wie in 4 gezeigt ist, bilden die Leistungsmodule 51 bis 53 einen ersten Umrichterschaltkreis 59 zum Erzeugen einer Drei-Phasen-Wechselstrom-(AC-) (AC = Alternating Current)Leistung. Der Spulendraht 24 ist um die Statorpole 21 des Stators 20 gewickelt, um Wicklungen zu bilden. Die Wicklungen sind in einer Delta-Konfiguration bzw. in einem Delta-Aufbau verbunden, um einen Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 zu bilden.
Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, bilden die Leistungsmodule 54 bis 56 einen zweiten Umrichterschaltkreis zum Erzeugen einer Drei-Phasen-Wechselstromleistung. Der zweite Umrichterschaltkreis ist im Wesentlichen derselbe wie der erste Umrichterschaltkreis 59. Der Spulendraht 24 ist um die Statorpole 21 des Stators 20 gewickelt, um Wicklungen zu bilden. Die Wicklungen sind in einer Delta-Konfiguration bzw. einem Delta-Aufbau verbunden, um einen Drei-Phasen-Wicklungssatz 80 zu bilden.
Das Leistungsmodul 51 weist ein energieversorgungs- bzw. leistungsversorgungsseitiges Schaltelement 511 und ein masseseitiges Schaltelement 512 auf, welche mit einer ersten U-Phase des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 70 verbunden sind. Das Leistungsmodul 52 weist ein leistungsversorgungsseitiges Schaltelement 521 und ein masseseitiges Schaltelement 522 auf, welche mit einer ersten V-Phase des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 70 verbunden sind. Das Leistungsmodul 53 weist ein leistungsversorgungsseitiges Schaltelement 531 und ein masseseitiges Schaltelement 532 auf, welche mit einer ersten W-Phase des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 70 verbunden sind.
Wenn das Steuersignal durch den Vortreiber auf die Transistoren angewandt wird bzw. diesen zugeführt wird, fließt ein elektrischer Strom von einer Batterie 67 zu dem ersten Umrichterschaltkreis 59 durch die Drosselspule 61, einen Nebenschlusswiderstand bzw. Querwiderstand bzw. Shunt-Widerstand 68 und einen Transistor 501. Es sei angemerkt, dass der Transistor 501 dazu dient, den ersten Umrichterschaltkreis 59 zu schützen. Dann wird der Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 durch die Drei-Phasen-Wechselspannungsleistung mit Energie versorgt und erzeugt das sich drehende magnetische Feld, das es dem Rotor 30 ermöglicht, sich sowohl in einer vorwärts gerichteten als auch in einer rückwärts gerichteten Richtung hinsichtlich des Stators 20 zu drehen.
Als nächstes wird untenstehend ein Verfahren zum Verbinden der Wicklungen jedes Drei-Phasen-Wicklungssatzes unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben.
Der Spulendraht 24 des Stators 20 ist um zwölf Statorpole gewickelt, um zwölf Wicklungen U1 bis U4, V1 bis V4 und W1 bis W4 zu bilden.
Die zwölf Wicklungen sind paarweise angeordnet. Jedes Paar der Wicklungen ist in Serie verbunden und entspricht einer Phase. Besonders entspricht ein Paar der Wicklungen U2, Ui der ersten U-Phase, ein Paar der Wicklungen V4, V3 entspricht der ersten V-Phase und ein Paar der Wicklungen W3, W4 entspricht der ersten W-Phase. Das Paar der Wicklungen U2, U1, das Paar der Wicklungen V4, V3 und das Paar der Wicklungen W3, W4 sind in einem Delta-Aufbau bzw. einer Delta-Konfiguration verbunden, um den Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 zu bilden.
Ähnlich entspricht ein Paar der Wicklungen U4, U3 einer zweiten U-Phase, ein Paar der Wicklungen V2, V1 entspricht einer zweiten V-Phase und ein Paar der Wicklungen W1, W2 entspricht einer zweiten W-Phase. Das Paar der Wicklungen U4, U3, das Paar der Wicklungen V2, V1 und das Paar der Wicklungen W1, W2 sind in einer Delta-Konfiguration verbunden, um den Drei-Phasen-Wicklungssatz 80 zu bilden.
Die Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 werden durch unabhängige Steuersysteme gesteuert. Wie in 6 gezeigt ist, sind das Paar der Wicklungen U2, U1, das Paar der Wicklungen V4, V3 und das Paar der Wicklungen W3, W4 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 70 benachbart in der Drehrichtung des Rotors 30 angeordnet. Ähnlich sind das Paar der Wicklungen U4, U3, das Paar der Wicklungen V2, V1 und das Paar der Wicklungen W1, W2 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 80 in der Drehrichtung des Rotors 30 benachbart angeordnet. Weiterhin sind die Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 benachbart zueinander in der Drehrichtung des Rotors 30 angeordnet, so dass die Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 einander gegenüber platziert werden können hinsichtlich einer imaginären Ebene 91, welche eine Drehachse 90 des Rotors 30 aufweist bzw. einschließt. Da die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 in derselben Reihenfolge in der Drehrichtung des Rotors 30 angeordnet sind, sind die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet. Die U-Phasenwicklungen U1, U3 der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 sind beispielsweise symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet.
In jedem der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 sind benachbarte Wicklungen in gegenüberliegende Richtungen gewickelt. In anderen Worten gesagt, sind die Wicklungen jedes Paares, welche einer Phase entsprechen, in gegenüberliegenden Richtungen gewickelt. In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 sind besonders die Wicklungen U2, U1 in gegenüberliegenden Richtungen gewickelt, die Wicklungen V4, V3 sind in gegenüberliegenden Richtungen gewickelt und die Wicklungen W3, W4 sind in gegenüberliegenden Richtungen gewickelt. Ähnlich sind in dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 80 die Wicklungen U4, U3 in gegenüberliegende Richtungen gewickelt, die Wicklungen V2, V1 sind in gegenüberliegen Richtungen gewickelt und die Wicklungen W1, W2 sind in gegenüberliegenden Richtungen gewickelt. Wenn sie mit Energie versorgt werden, erzeugen die Wicklungen jedes Paares, die einer Phase entsprechen, Magnetfelder in gegenüberliegenden Richtungen.
In jedem der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 sind benachbarte Wicklungen miteinander durch einen Sprungdraht verbunden, welcher sich in eine Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstreckt. In anderen Worten gesagt, sind die Wicklungen jedes Paares, welche einer Phase entsprechen, miteinander durch den Sprungdraht verbunden. In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 sind besonders die Wicklungen U2, U1 miteinander durch einen Draht 771 verbunden, welcher sich in der Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstreckt, die Wicklungen V4, V3 sind miteinander durch einen Draht 772 verbunden, welcher sich in der Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstreckt, und die Wicklungen W3, W4 sind miteinander durch einen Draht 773 verbunden, welcher sich in der Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstreckt. Ähnlich sind in dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 80 die Wicklungen U4, U3 miteinander durch einen Draht 871 verbunden, welcher sich in der Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstreckt, die Wicklungen V2, V1 sind miteinander durch einen Draht 872 verbunden, welcher sich in der Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstreckt und die Wicklungen W1, W2 sind miteinander durch einen Draht 873 verbunden, welcher sich in der Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstreckt.
Als nächstes wird untenstehend ein Verfahren zum Verbinden der Wicklungen jedes Drei-Phasen-Wicklungssatzes mit den Steuermodulen eines entsprechenden Umrichterschaltkreises unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 erstrecken sich eine Leitung 71 der Wicklung U1, welche der ersten U-Phase entspricht, und eine Leitung 72 der Wicklung V4, welche der ersten V-Phase entspricht, parallel zueinander in der axialen Richtung von einer Position zwischen den Wicklungen U1, V4, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 520 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 521 und des masseseitigen Schaltelements 522 des Leistungsmoduls 52, welches der ersten V-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 731 der Wicklung U2, welche der ersten U-Phase entspricht, erstreckt sich zu einer Position zwischen den Wicklungen V4, V3 innerhalb des Betriebsbereichs. Eine Leitung 741 der Wicklung W4, welche der ersten W-Phase entspricht, erstreckt sich zu der Position zwischen den Wicklungen V4, V3 innerhalb des Betriebsbereichs. Auf diesem Wege erreichen die Leitung 731 der Wicklung U2 und die Leitung 741 der Wicklung W4 einander an der Position zwischen den Wicklungen V4, V3. Es sei angemerkt, dass die zwei Leitungen 731, 741 sich gerade in einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstrecken, um einander zu erreichen.
Die Leitungen 731, 741 sind an der Position zwischen den Wicklungen V4, V3 gebogen, um Teilbereiche 73, 74 zu bilden. Die Teilbereiche 73, 74 der Leitungen 731, 741 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung, um von dem Operationsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln. Die Teilbereiche 73, 74 der Leitungen 731, 741 sind mit dem gemeinsamen Anschluss 510 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 511 und des masseseitigen Schaltelements 512 des Leistungsmoduls 51, welches der ersten U-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 75 der Wicklung V3, welche der ersten V-Phase entspricht und eine Leitung 76 der Wicklung W3, welche der ersten W-Phase entspricht, erreichen einander an einer Position zwischen den Wicklungen V3, W3. Die Leitungen 75, 76 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der Position zwischen den Wicklungen V3, W3, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind mit dem gemeinsamen Anschluss 530 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 531 und des masseseitigen Schaltelements 532 des Leistungsmodules 53, welches der ersten W-Phase entspricht, verbunden.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 80, erstrecken sich eine Leitung 81 der Wicklung U3, welche der zweiten U-Phase entspricht, und eine Leitung 82 der Wicklung V2, welche der zweiten V-Phase entspricht, parallel zueinander in der axialen Richtung von einer Position zwischen den Wicklungen U3, V2, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind mit dem gemeinsamen Anschluss 550 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 551 und des masseseitigen Schaltelements 552 des Leistungsmoduls 55, welches der zweiten V-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 831 der Wicklung U4, welche der zweiten U-Phase entspricht, erstreckt sich zu einer Position zwischen den Wicklungen V2, V1 innerhalb des Betriebsbereichs. Eine Leitung 841 der Wicklung W2, welche der zweiten W-Phase entspricht, erstreckt sich zu der Position zwischen den Wicklungen V2, V1 innerhalb des Betriebsbereichs. Auf diesem Weg erreichen die Leitung 831 der Wicklung U4 und die Leitung 841 der Wicklung W2 einander an der Position zwischen den Wicklungen V2, V1. Es sei angemerkt, dass die zwei Leitungen 831, 841 sich gerade in einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstrecken, um einander zu erreichen.
Die Leitungen 831, 841 sind an der Position zwischen den Wicklungen V2, V1 gebogen, um Teilbereiche 83, 84 zu bilden. Die Teilbereiche 83, 84 der Leitungen 831, 841 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln. Die Teilbereiche 83, 84 der Leitungen 831, 841 sind mit dem gemeinsamen Anschluss 540 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 541 und des masseseitigen Schaltelements 542 des Leistungsmoduls 54, welches der zweiten U-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 85 der Wicklung V1, welche der zweiten V-Phase entspricht, und eine Leitung 86 der Wicklung W1, welche der zweiten W-Phase entspricht, erreichen einander an einer Position zwischen den Wicklungen V1, W1. Die Leitungen 85, 86 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der Position zwischen den Wicklungen V1, W1, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 560 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 561 und des masseseitigen Schaltelements 562 des Leistungsmoduls 56, welches der zweiten W-Phase entspricht, verbunden.
Wie obenstehend beschrieben ist, erstrecken sich die Leitungen 71 bis 76, 81 bis 86, obwohl die Leitungen 731, 741, 831, 841 sich in der Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung erstrecken, in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln.
7A veranschaulicht Drei-Phasen-Wechselströme, welche durch den ersten Umrichterschaltkreis 59 erzeugt werden, welcher mit den drei Leistungsmodulen 51 bis 53, welche zu dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 verbunden sind, konstruiert bzw. errichtet bzw. erbaut bzw. aufgebaut ist. Ein erster U-Phasenwechselstrom, welcher der ersten U-Phase zur Verfügung gestellt wird, ein erster V-Phasenwechselstrom, welcher der ersten V-Phase zur Verfügung gestellt wird und ein erster W-Phasenwechselstrom, welcher der ersten W-Phase zur Verfügung gestellt wird, sind voneinander durch 120 elektrische Grad bzw. elektrisch um 120 Grad versetzt, so dass der Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 ein sich drehendes magnetisches Feld erzeugen kann.
7B veranschaulicht Drei-Phasen-Wechselströme, welche durch den zweiten Umrichterschaltkreis erzeugt werden, welcher mit den drei Leistungsmodulen 54 bis 56, welche mit dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 80 verbunden sind, konstruiert bzw. errichtet bzw. aufgebaut ist. Ein zweiter U-Phasenwechselstrom, welcher der zweiten U-Phase zur Verfügung gestellt wird, ein zweiter V-Phasenwechselstrom, welcher der zweiten V-Phase zur Verfügung gestellt wird, und ein zweiter W-Phasenwechselstrom, welcher der zweiten W-Phase zur Verfügung gestellt wird, sind voneinander elektrisch um 120 Grad versetzt, so dass der Drei-Phasen-Wicklungssatz 80 ein sich drehendes magnetisches Feld erzeugen kann.
Der erste U-Phasenwechselstrom und der zweite U-Phasenwechselstrom sind miteinander synchronisiert, der erste V-Phasenwechselstrom und der zweite V-Phasenwechselstrom sind miteinander synchronisiert und der erste W-Phasenwechselstrom und der zweite W-Phasenwechselstrom sind miteinander synchronisiert. Demnach werden die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 zu derselben Zeit mit Energie versorgt und erzeugen zu derselben Zeit eine anziehende Kraft. Weiterhin sind, wie vorstehend erwähnt, die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet. Demnach wird eine ungleichmäßige Verteilung eines Spaltes zwischen dem Stator 20 und dem Rotor 30 verringert. Demzufolge wird die Exzentrizität des Rotors 30 verringert, so dass eine Drehmomentwelligkeit verringert werden kann.
Die 8A und 8B veranschaulichen einen Fall, in dem die Energieversorgung eines Steuersystems gestoppt ist.
Wie in 8A gezeigt ist, sind die Drei-Phasen-Wechselströme, welche durch den ersten Umrichterschaltkreis 59, welcher mit den drei Leistungsmodulen 51 bis 53 aufgebaut ist, normal. Im Gegensatz hierzu sind, wie in 8B gezeigt ist, die Drei-Phasen-Wechselströme, welche durch den zweiten Umrichterschaltkreis erzeugt werden, welcher mit den drei Leistungsmodulen 54 bis 56 aufgebaut ist, gestoppt. Demzufolge wird, obwohl der Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 mit Energie versorgt wird, der Drei-Phasen-Wicklungssatz 80 nicht mit Energie versorgt.
Auch in dem Fall der 8A, 8B kann sich der Rotor 30 sowohl in die vorwärts gerichtete als auch in die rückwärts gerichtete Richtung drehen durch das sich drehende magnetische Feld, welches durch den Drei-Phasen-Wicklungssatz 70 erzeugt wird. Auf diesem Wege werden die Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 mit Energie versorgt und durch die unabhängigen Umrichterschaltkreise gesteuert. Demnach ist der Motor 10 in einer redundanten Art und Weise aufgebaut und kann ein Ausfallsicherungsmerkmal haben.
Wie obenstehend beschrieben ist, erstrecken sich gemäß der ersten Ausführungsform die Leitungen 71 bis 76 der Wicklungen des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 70 und die Leitungen 81 bis 86 der Wicklungen des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 80 gerade in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit den gemeinsamen Anschlüssen 510, 520, 530, 540, 550, 560 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements und des masseseitigen Schaltelements der Leistungsmodule 51 bis 56 verbunden. Die Leitungen der Wicklungen sind gepaart und die Leitungen jedes Paares erstrecken sich parallel, so dass die Leitungen jedes Paares direkt mit dem entsprechenden gemeinsamen Anschluss verbunden werden können, ohne mit einer Sammelschiene oder dergleichen verschweißt zu sein. In einer solchen Herangehensweise ist die Anzahl von Verbindungspunkten zwischen der Wicklung und dem Schaltelement verringert, so dass die Verdrahtung der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 vereinfacht werden kann.
Weiterhin sind gemäß der ersten Ausführungsform die Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 benachbart zueinander in der Drehrichtung des Rotors 30 angeordnet, so dass die Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 gegenüber einander hinsichtlich der imaginären Ebene 91, welche die Drehachse 90 des Rotors 30 aufweist, platziert sein bzw. werden können. Demzufolge erstrecken sich die Sprungdrähte 771 bis 773, 871 bis 873 und die Leitungen 731, 741, 831, 841 gerade innerhalb eines Bereichs bzw. Gebietes, welches durch die Statorpole des Stators 20 in der radialen Richtung definiert bzw. begrenzt ist. Demnach ist eine Verdrahtungsstruktur bzw. ein Verdrahtungslayout der Sprungdrähte und der Leitungen vereinfacht, so dass die Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 ohne Sammelschienen und einen Halter zum Halten der Sammelschienen verbunden werden können. Demnach kann die Größe des Motors 10 in der axialen Richtung verringert werden.
Weiterhin sind gemäß der ersten Ausführungsform die Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 durch Drähte einer kurzen Länge verbunden, so dass ohmsche Verluste verringert werden können. Demzufolge kann der Motor 10 effizient angesteuert bzw. betrieben werden. Weiterhin kann der Motor 10, da der Motor 10 in einer redundanten Art und Weise aufgebaut ist, zuverlässig angesteuert bzw. betrieben werden.
Weiterhin können gemäß der ersten Ausführungsform die sechs Wicklungen jedes der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 durch Wickeln eines einzelnen Spulendrahtes 24 um die sechs Statorpole gebildet werden. Demzufolge kann ein Vorgang des Bildens der Wicklungen vereinfacht werden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben. Ein Unterschied von der zweiten Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform ist wie folgt:
Wie in 9 gezeigt ist, ist gemäß der zweiten Ausführungsform das Paar von Wicklungen W1, W2 eines Drei-Phasen-Wicklungssatzes 801 zwischen dem Paar von Wicklungen U1, U2 und dem Paar von Wicklungen V4, V3 eines Drei-Phasen-Wicklungssatzes 701 platziert. Ähnlich ist das Paar von Wicklungen U4, U3 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 801 zwischen dem Paar von Wicklungen V4, V3 und dem Paar von Wicklungen W3, W4 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 701 platziert. Ähnlich ist das Paar von Wicklungen V2, V1 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 801 zwischen dem Paar von Wicklungen W3, W4 und dem Paar von Wicklungen U2, U1 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 701 platziert. Demzufolge sind, wie durch eine durchgezogene Linie 92 in 10 angezeigt ist, das Paar von Wicklungen U2, U1, das Paar von Wicklungen V4, V3 und das Paar von Wicklungen W3, W4 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 701um 120 Grad beabstandet. Ähnlich sind, wie durch eine durchgezogene Linie 93 in 10 angezeigt ist, das Paar von Wicklungen U4, U3, das Paar von Wicklungen V2, V1 und das Paar von Wicklungen W1, W2 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 801 um 120 Grad beabstandet.
Es sei angemerkt, dass die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet sind.
Als nächstes wird untenstehend ein Verfahren zum Verbinden der Wicklungen jedes Drei-Phasen-Wicklungssatzes mit den Steuermodulen eines entsprechenden Umrichterschaltkreises unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 701 erreichen eine Leitung 721 der Wicklung V4, welche der ersten V-Phase entspricht, und eine Leitung 711 der Wicklung U1, welche der ersten U-Phase entspricht, einander an einer ersten Position. Die Leitungen 721, 711 sind an der ersten Position gebogen, um Teilbereiche 72, 71 zu bilden. Die Teilbereiche 72, 71 der Leitungen 821, 711 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln. Die Teilbereiche 72, 71 der Leitungen 721, 711 sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 520 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 521 und des masseseitigen Schaltelements 522 des Leistungsmoduls 52, welches der ersten V-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 731 der Wicklung U2, welche der ersten U-Phase entspricht, und eine Leitung 741 der Wicklung W4, welche der ersten W-Phase entspricht, erreichen einander an einer zweiten Position. Die Leitungen 731, 741 sind an der zweiten Position gebogen, um Teilbereiche 73, 74 zu bilden. Die Teilbereiche 73, 74 der Leitungen 731, 741 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln. Die Teilbereiche 73, 74 der Leitungen 731, 741 sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 510 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 511 und des masseseitigen Schaltelements 512 des Leistungsmoduls 51, welches der ersten U-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 761 der Wicklung W3, welche der ersten W-Phase entspricht, und eine Leitung 751 der Wicklung V3, welche der ersten V-Phase entspricht, erreichen einander an einer dritten Position. Die Leitungen 761, 751 sind an der dritten Position gebogen, um Teilbereiche 76, 75 zu bilden. Die Teilbereiche 76, 75 der Leitungen 761, 751 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln. Die Teilbereiche 76, 75 der Leitungen 761, 751 sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 530 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 531 und des masseseitigen Schaltelements 532 des Leistungsmoduls 53, welches der ersten W-Phase entspricht, verbunden.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 801 erreichen eine Leitung 821 der Wicklung V2, welche der zweiten V-Phase entspricht, und eine Leitung 811 der Wicklung U3, welche der zweiten U-Phase entspricht, einander an einer vierten Position. Die Leitungen 821, 811 sind an der vierten Position gebogen, um Teilbereiche 82, 81 zu bilden. Die Teilbereiche 82, 81 der Leitungen 821, 811 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln. Die Teilbereiche 82, 81 der Leitungen 821, 811 sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 550 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 551 und des masseseitigen Schaltelements 552 des Leistungsmoduls 55, welches der zweiten V-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 831 der Wicklung U4, welche der zweiten U-Phase entspricht, und eine Leitung 841 der Wicklung W2, welche der zweiten W-Phase entspricht, erreichen einander an einer fünften Position. Die Leitungen 831, 841 sind an der fünften Position gebogen, um Teilbereiche 83, 84 zu bilden. Die Teilbereiche 83, 84 der Leitungen 831, 841 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln. Die Teilbereiche 83, 84 der Leitungen 831, 841 sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 540 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 541 und des masseseitigen Schaltelements 542 des Leistungsmoduls 54, welches der zweiten U-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 861 der Wicklung W1, welche der zweiten W-Phase entspricht, und eine Leitung 851 der Wicklung V1, welche der zweiten V-Phase entspricht, erreichen einander an einer sechsten Position. Die Leitungen 861, 851 sind an der sechsten Position gebogen, um Teilbereiche 86, 85 zu bilden. Die Teilbereiche 86, 85 der Leitungen 861, 851 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln. Die Teilbereiche 86, 85 der Leitungen 861, 851 sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 560 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 561 und des masseseitigen Schaltelements 562 des Leistungsmoduls 56, welches der zweiten W-Phase entspricht, verbunden.
Wie obenstehend beschrieben ist, erstrecken sich gemäß der zweiten Ausführungsform die Leitungen 71 bis 76 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 701 und die Leitungen 81 bis 86 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 801 parallel zueinander in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit den gemeinsamen Anschlüssen 510, 520, 530, 540, 550, 560 der leistungsversorgungsseitigen Schaltelemente und der masseseitigen Schaltelemente der Leistungsmodule 51 bis 56 verbunden. In einer solchen Herangehensweise ist die Anzahl von Verbindungspunkten zwischen der Wicklung und dem Schaltelement verringert, so dass eine Verdrahtung der Drei-Phasen-Wicklungssätze 701, 801 mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 vereinfacht werden kann.
Weiterhin sind gemäß der zweiten Ausführungsform die Leitungen 711, 721, 731, 741, 751, 761 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 701 und die Leitungen 811, 821, 831, 841, 851, 861 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 801 gerade bzw. direkt mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 verbunden, um in der radialen Richtung innerhalb des Betriebsbereiches zu überlappen, jedoch um nicht in der axialen Richtung zu überlappen. Demzufolge sind die Drei-Phasen-Wicklungssätze 701, 701 mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 in einer einfachen Art und Weise verbunden, ohne Sammelschienen, welche verursachen, dass die Leitungen sich in der Umfangsrichtung erstrecken und auch ohne einen Halter zum Halten der Sammelschienen. Demzufolge kann die Größe des Motors 10 in der axialen Richtung verringert werden.
Weiterhin sind gemäß der zweiten Ausführungsform die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 701, 801 symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet und sie werden zu derselben Zeit mit Energie versorgt, um zu derselben Zeit eine anziehende Kraft zu erzeugen. Demnach wird eine ungleichmäßige Verteilung eines Spaltes zwischen dem Stator 20 und dem Rotor 30 verringert. Demzufolge wird die Exzentrizität des Rotors 30 verringert, so dass eine Welligkeit des Drehmoments verringert werden kann.
Auch in einem Fall, in dem die Energieversorgung eines Steuersystems gestoppt ist, kann sich der Rotor 30 sowohl in die vorwärts gerichtete als auch in die rückwärts gerichtete Richtung drehen durch das sich drehende magnetische Feld, welches durch den Drei-Phasen-Wicklungssatz 701 oder den Drei-Phasen-Wicklungssatz 801 erzeugt wird. In diesem Falle wird, da die Wicklungen des Drei-Phasen-Wicklungssatzes um 120 Grad beabstandet sind, die Exzentrizität des Rotors 30 verringert.
Es sei angemerkt, dass die sechs Wicklungen jedes der Drei-Phasen-Wicklungssätze 701, 801 durch Wickeln eines einzigen Spulendrahtes 24 um die sechs Statorpole gebildet werden kann. Demnach kann ein Vorgang des Bildens der Wicklungen vereinfacht werden.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf die 11 bis 13 beschrieben. Ein Unterschied der dritten Ausführungsform gegenüber den vorangehenden Ausführungen ist wie folgt.
Wie in 11 gezeigt ist, sind gemäß der dritten Ausführungsform die Wicklungen des Stators 20 in einer Y-Konfiguration bzw. in einem Y-Aufbau verbunden, um einen Drei-Phasen-Wicklungssatz 702 zu bilden. Der Drei-Phasen-Wicklungssatz 702 ist mit dem ersten Umrichterschaltkreis 59 verbunden.
Wie in den 12, 13 gezeigt ist, sind die Wicklungen des Stators 20 weiterhin in einer Y-Konfiguration verbunden, um einen Drei-Phasen-Wicklungssatz 802 zu bilden. Der Drei-Phasen-Wicklungssatz 802 ist mit dem zweiten Umrichterschaltkreis unabhängig von dem ersten Umrichterschaltkreis 59 verbunden.
Das Paar der Wicklungen V4, V3, das Paar der Wicklungen U2, U1 und das Paar der Wicklungen W3, W4 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 702 sind benachbart in der Drehrichtung des Rotors 30 angeordnet. Ähnlich sind das Paar der Wicklungen V2, V1, das Paar der Wicklungen U4, U3 und das Paar der Wicklungen W1, W2 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 802 benachbart in der Drehrichtung des Rotors 30 angeordnet. Die Drei-Phasen-Wicklungssätze 702, 802 sind benachbart zueinander in der Drehrichtung des Rotors 30 angeordnet, so dass die Drei-Phasen-Wicklungssätze 702, 802 einander gegenüber hinsichtlich der imaginären Ebene 91, welche die Drehachse 90 des Rotors 30 aufweist, platziert sein können. Weiterhin sind die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 702, 802 symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Verbinden der Wicklungen jedes Drei-Phasen-Wicklungssatzes mit den Steuermodulen eines entsprechenden Umrichterschaltkreises untenstehend unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 702 erstreckt sich eine Leitung 72 der Wicklung V4, welche der ersten V-Phase entspricht, in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und ist mit dem gemeinsamen Anschluss 520 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 521 und des masseseitigen Schaltelements 522 des Leistungsmoduls 52, welches der ersten V-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 71 der Wicklung U1, welche der ersten U-Phase entspricht, erstreckt sich in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und ist mit dem gemeinsamen Anschluss 510 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 511 und des masseseitigen Schaltelement 512 des Leistungsmoduls 51, welches der ersten U-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 76 der Wicklung W3, welche der ersten W-Phase entspricht, erstreckt sich in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und ist mit dem gemeinsamen Anschluss 530 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 531 und des masseseitigen Schaltelements 532 des Leistungsmoduls 53, welches der ersten W-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 752 der Wicklung V3, welche der ersten V-Phase entspricht, eine Leitung 732 der Wicklung U2, welche der ersten U-Phase entspricht, und eine Leitung 742 der Wicklung W4, welche der ersten W-Phase entspricht, sind miteinander an einem neutralen Punkt 77 verbunden. Demnach dienen die Leitungen 752, 732, 742 als ein Sprungdraht für eine elektrische Verbindung der Wicklungen.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 802 erstreckt sich eine Leitung 85 der Wicklung V1, welche der zweiten V-Phase entspricht, in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und ist mit dem gemeinsamen Anschluss 550 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 551 und des masseseitigen Schaltelements 552 des Leistungsmoduls 55, welches der zweiten V-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 83 der Wicklung U4, welche der zweiten U-Phase entspricht, erstreckt sich in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und ist mit dem gemeinsamen Anschluss 540 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 541 und des masseseitigen Schaltelements 542 des Leistungsmoduls 54, welches der zweiten U-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 84 der Wicklung W2, welche der zweiten W-Phase entspricht, erstreckt sich in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und ist mit dem gemeinsamen Anschluss 560 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 561 und des masseseitigen Schaltelements 562 des Leistungsmoduls 56, welches der zweiten W-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 822 der Wicklung V2, welche der zweiten V-Phase entspricht, eine Leitung 812 der Wicklung U3, welche der zweiten U-Phase entspricht und eine Leitung 862 der Wicklung W1, welche der zweiten W-Phase entspricht, sind miteinander an einem neutralen Punkt 87 verbunden. Demnach dienen die Leitungen 822, 812, 862 als ein Sprungdraht zum elektrischen Verbinden der Wicklungen.
Wie obenstehend beschrieben ist, erstrecken sich gemäß der dritten Ausführungsform die Leitungen 71, 72, 76 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 702 und die Leitungen 83 bis 85 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 802 in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln und sind direkt mit den gemeinsamen Anschlüssen 510, 520, 530, 540, 550, 560 der leistungsversorgungsseitigen Schaltelemente und der masseseitigen Schaltelemente der Leistungsmodule 51 bis 56 verbunden. Bei einer derartigen Herangehensweise ist die Anzahl von Verbindungspunkten zwischen der Wicklung und dem Schaltelement verringert, so dass die Verdrahtung der Drei-Phasen-Wicklungssätze 702, 802 mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 vereinfacht werden kann.
Weiterhin sind gemäß der dritten Ausführungsform die Sprungdrähte 752, 732, 741 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 702 und die Sprungdrähte 822, 812, 862 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 802 miteinander verbunden, um nicht in der axialen Richtung innerhalb des Betriebsbereiches zu überlappen. Demzufolge sind die Drei-Phasen-Wicklungssätze 702, 802 mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 in einer einfachen Art und Weise verbunden, ohne Sammelschienen, welche verursachen, dass die Leitungen sich in der Umfangsrichtung erstrecken und auch ohne einen Halter zum Halten der Sammelschienen. Demzufolge kann die Größe des Motors 10 in der axialen Richtung verringert werden.
Weiterhin sind gemäß der dritten Ausführungsform die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 702, 802 symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet und werden zu derselben Zeit mit Energie versorgt, um zu derselben Zeit eine anziehende Kraft zu erzeugen. Damit wird eine ungleichmäßige Verteilung eines Spaltes zwischen dem Stator 20 und dem Rotor 30 verringert. Demzufolge wird die Exzentrizität des Rotors 30 verringert, so dass eine Welligkeit des Drehmoments verringert werden kann.
Selbst in einem Fall, in dem die Energieversorgung eines Steuersystems gestoppt ist, kann sich der Rotor 30 sowohl in einer vorwärts gerichteten als auch in einer rückwärts gerichteten Richtung drehen durch das sich drehende magnetische Feld, welches durch den Drei-Phasen-Wicklungssatz 702 oder den Drei-Phasen-Wicklungssatz 802 erzeugt wird.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend mit Bezugnahme auf die 14, 15 beschrieben. Ein Unterschied der vierten Ausführungsform gegenüber den vorangehenden Ausführungsformen ist wie folgt.
Wie in den 14, 15 gezeigt ist, sind gemäß der vierten Ausführungsform benachbarte Wicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 703, 803 elektrisch miteinander verbunden. Demnach sind, wie durch eine durchgezogene Linie 93 in 15 angezeigt ist, die Drei-Phasen-Wicklungssätze 703, 803 durch ein Steuersystem verdrahtet.
Eine Leitung 75 der Wicklung V3 und eine Leitung 73 der Wicklung U2 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 703 erreichen eine Leitung 85 der Wicklung V1 und eine Wicklung 83 der Wicklung U4 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 803 an einer Position beispielsweise zwischen den Wicklungen W3, W4. Die vier Leitungen 75, 73, 85, 83 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der Position zwischen den Wicklungen W3, W4, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 520 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 521 und des masseseitigen Schaltelements 522 des Leistungsmoduls 52, welches einer V-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 71 der Wicklung U1 und eine Leitung 76 der Wicklung W3 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 703 erreichen eine Leitung 81 der Wicklung U3 und eine Leitung 86 der Wicklung W1 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 803 an einer Position beispielsweise zwischen den Wicklungen V4, V3. Die vier Leitungen 71, 76, 81, 86 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der Position zwischen den Wicklungen V4, V3 um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 510 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 511 und des masseseitigen Schaltelements 512 des Leistungsmoduls 51, welches einer U-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 74 der Wicklung W4 und eine Leitung 72 der Wicklung V4 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 703 erreichen eine Leitung 82 der Wicklung V2 und eine Leitung 84 der Wicklung W2 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 803 an einer Position beispielsweise zwischen den Wicklungen U4, U3. Die vier Leitungen 74, 72, 82, 84 erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der Position zwischen den Wicklungen U4, U3, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 530 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 531 und des masseseitigen Schaltelements 532 des Leistungsmoduls 53, welches einer W-Phase entspricht, verbunden.
Gemäß der vierten Ausführungsform kann die Drahtlänge zum Verbinden der Wicklungen, welche in der Umfangsrichtung angeordnet sind, minimiert werden. Weiterhin können all die Wicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 70, 80 durch Wickeln eines einzigen Spulendrahtes 24 um die zwölf Statorpole gebildet werden. Demnach kann ein Vorgang des Bildens der Wicklungen vereinfacht werden.
Gemäß der vierten Ausführungsform erstrecken sich weiterhin die Leitungen 71 bis 76 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 703 und die Leitungen 81 bis 86 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 803 in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit den gemeinsamen Anschlüssen 510, 520, 530 der leistungsversorgungsseitigen Schaltelemente und der masseseitigen Schaltelemente der Leistungsmodule 51 bis 53 verbunden. Bei einer solchen Herangehensweise ist die Anzahl von Verbindungspunkten zwischen der Wicklung und dem Schaltelement verringert, so dass eine Verdrahtung der Drei-Phasen-Wicklungssätze 703, 803 mit den Leistungsmodulen 51 bis 53 vereinfacht werden kann.
Gemäß der vierten Ausführungsform sind weiterhin die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 703, 803 symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet und sie werden zu derselben Zeit mit Energie versorgt, um zu derselben Zeit eine anziehende Kraft zu erzeugen. Demnach wird eine ungleiche Verteilung eines Spalts zwischen dem Stator 20 und dem Rotor 30 verringert. Demzufolge wird die Exzentrizität des Rotors 30 verringert, so dass eine Welligkeit des Drehmoments verringert werden kann.
Gemäß der vierten Ausführungsform erstrecken sich weiterhin die Leitungen 71 bis 76, 81 bis 86 der Drei-Phasen-Wicklungssätze 703, 803 gerade innerhalb eines Bereiches bzw. Gebietes, welches durch die Statorpole des Stators 20 in der radialen Richtung definiert bzw. begrenzt ist, um einander zu erreichen, und sind mit den gemeinsamen Anschlüssen 510, 520, 530 der Leistungsmodule 51 bis 53 verbunden. Demzufolge sind die Drei-Phasen-Wicklungssätze 703, 803 mit den Leistungsmodulen 51 bis 53 in einer einfachen Art und Weise verbunden, ohne Sammelschienen, welche verursachen, dass sich die Leitungen in der Umfangsrichtung erstrecken, und auch ohne einen Halter zum Halten der Sammelschienen. Demzufolge kann die Größe des Motors 10 in der axialen Richtung verringert werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform wird untenstehend unter Bezugnahme auf die 16 beschrieben. Ein Unterschied der fünften Ausführungsform gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist wie folgt.
Wie in 16 gezeigt ist, ist gemäß der fünften Ausführungsform ein Spulendraht doppelt um jeden der zwölf Statorpole des Stators 20 gewickelt, um vier Drei-Phasen-Wicklungssätze zu bilden. Es sei angemerkt, dass der Querschnittsbereich bzw. das Querschnittsgebiet des Doppelspulendrahtes im Wesentlichen gleich zu dem Querschnittsgebiet des Spulendrahtes 24 der ersten Ausführungsform ist.
In jedem der vier Drei-Phasen-Wicklungssätze erreichen eine Leitung einer Wicklung, welche einer Phase entspricht, und eine Leitung einer Wicklung, welche einer anderen Phase entspricht, einander an einer Position innerhalb des Betriebsbereiches, erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der Position, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit einem gemeinsamen Anschluss eines leistungsversorgungsseitigen Schaltelements und eines masseseitigen Schaltelements eines entsprechenden Umrichterschaltkreises verbunden. Bei einer solchen Herangehensweise ist die Anzahl von Verbindungspunkten zwischen der Wicklung und dem Schaltelement verringert, so dass eine Verdrahtung der Drei-Phasen-Wicklungssätze mit den Leistungsmodulen von Umrichterschaltkreisen vereinfacht werden kann.
Wie obenstehend beschrieben ist, werden gemäß der fünften Ausführungsform vier Drei-Phasen-Wicklungssätze durch vier unabhängige Umrichterschaltkreise mit Energie versorgt und gesteuert. Demnach kann das Ausfallsicherungsmerkmal verbessert werden.
Gemäß der fünften Ausführungsform ist weiterhin das Querschnittsgebiet des Doppelspulendrahtes im Wesentlichen gleich zu dem Querschnittsgebiet des Spulendrahtes 24 der ersten Ausführungsform. In anderen Worten gesagt, ist das Querschnittsgebiet jedes Spulendrahtes des Doppelspulendrahtes im Wesentlichen die Hälfte des Querschnittsgebietes des Spulendrahtes 24 der ersten Ausführungsform. Demzufolge ist das Elastizitätsmodul jedes Spulendrahtes des Doppelspulendrahtes klein, so dass jeder Spulendraht des Doppelspulendrahtes leicht um die Statorpole des Stators 20 gewickelt werden kann.
(Sechste Ausführungsform)
Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf 17 beschrieben. Ein Unterschied der sechsten Ausführungsform gegenüber den vorangehenden Ausführungsformen ist wie folgt:
Gemäß der sechsten Ausführungsform hat der Stator 20 vierundzwanzig Statorpole und ein Spulendraht ist um jeden der vierundzwanzig Statorpole gewickelt, um vierundzwanzig Wicklungen U1 bis U8, V1 bis V8 und W1 bis W8 zu bilden. Die vierundzwanzig Wicklungen U1 bis U8, V1 bis V8 und W1 bis W8 bilden vier Drei-Phasen-Wicklungssätze 704 bis 707. Die vier Drei-Phasen-Wicklungssätze 704 bis 707 werden durch vier unabhängige Umrichterschaltkreise mit Energie versorgt und gesteuert.
Wie in der fünften Ausführungsform, erreichen in jedem der vier Drei-Phasen-Wicklungssätze 704 bis 707 eine Leitung einer Windung, welche einer Phase entspricht, und eine Leitung einer Wicklung, welche einer anderen Phase entspricht, einander an einer Position innerhalb des Betriebsbereiches, erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der Position, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit einem gemeinsamen Anschluss eines leistungsversorgungsseitigen Schaltelements und eines masseseitigen Schaltelements eines entsprechenden Umrichterschaltkreises verbunden. Bei einer solchen Herangehensweise ist die Anzahl von Verbindungspunkten zwischen der Wicklung und dem Schaltelement verringert, so dass die Verdrahtung der Drei-Phasen-Wicklungssätze 704 bis 707 mit Leistungsmodulen der Umrichterschaltkreise vereinfacht werden kann.
Wie obenstehend beschrieben ist, werden gemäß der sechsten Ausführungsform die vier Drei-Phasen-Wicklungssätze 704 bis 707 durch vier unabhängige Umrichterschaltkreise mit Energie versorgt und gesteuert, so dass das Ausfallsicherungsmerkmal verbessert werden kann.
Weiterhin ist gemäß der sechsten Ausführungsform die Anzahl der Statorpole des Stators 20 gemäß der Anzahl der Rotorpole des Rotors 30 angepasst, so dass ein Versatzdrehmoment verringert werden kann.
(Siebte Ausführungsform)
Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf 18 beschrieben. Ein Unterschied der siebten Ausführungsform gegenüber den vorangehenden Ausführungsformen ist wie folgt:
Gemäß der siebten Ausführungsform sind die Wicklungen des Stators 20 in einer Y-Konfiguration verbunden, um zwei Drei-Phasen-Wicklungssätze 708, 808 zu bilden. Die Drei-Phasen-Wicklungssätze 708, 808 sind mit einem gemeinsamen Umrichterschaltkreis verbunden, welcher aus Leistungsmodulen 51 bis 53 aufgebaut ist.
Eine Leitung 72 der Wicklung V4 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 708 und eine Leitung 85 der Wicklung V1 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 808 erreichen einander an einer Position beispielsweise entsprechend der Wicklung U1. Die Leitungen 72, 85 erstrecken sich parallel zueinander von der Position entsprechend der Wicklung U1, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 520 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 521 und des masseseitigen Schaltelements 522 des Leistungsmoduls 52, welches einer V-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 76 der Wicklung W3 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 708 und eine Leitung 84 der Wicklung W2 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 808 erreichen einander an einer Position beispielsweise entsprechend der Wicklung V1. Die Leitungen 76, 84 erstrecken sich parallel zueinander von der Position entsprechend der Wicklung V1, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 530 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 531 und des masseseitigen Schaltelements 532 des Leistungsmoduls 53, welches einer W-Phase entspricht, verbunden.
Eine Leitung 71 der Wicklung Ul des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 708 und eine Leitung 83 der Wicklung U4 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 808 erreichen einander an einer Position beispielsweise entsprechend der Wicklung W1. Die Leitungen 71, 83 erstrecken sich parallel zueinander von der Position entsprechend der Wicklung W1, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 510 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 511 und des masseseitigen Schaltelements 512 des Leistungsmodules 51, welches einer U-Phase entspricht, verbunden.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 708 sind eine Leitung 752 der Wicklung V3, eine Leitung 732 der Wicklung U2 und eine Leitung 742 der Wicklung W4 miteinander an einem neutralen Punkt 77 verbunden. Demnach dienen die Leitungen 752, 732, 742 als ein Sprungdraht zum elektrischen Verbinden der Wicklungen.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 808 sind eine Leitung 822 der Wicklung V2, eine Leitung 812 der Wicklung U3 und eine Leitung 862 der Wicklung W1 an einem neutralen Punkt 87 miteinander verbunden. Demnach dienen die Leitungen 822, 812, 862 als ein Sprungdraht zum elektrischen Verbinden der Wicklungen.
Wie obenstehend beschrieben ist, erreichen gemäß der siebten Ausführungsform die Leitungen 72, 76, 71 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 708 und die Leitungen 85, 84, 83 des Drei-Phasen-Wicklungssatzes 808 einander innerhalb des Betriebsbereiches, erstrecken sich dann in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit den gemeinsamen Anschlüssen 510, 520, 530 der leistungsversorgungsseitigen Schaltelemente und der masseseitigen Schaltelemente der Leistungsmodule 51 bis 53 verbunden. Bei einer solchen Herangehensweise ist die Anzahl von Verbindungspunkten zwischen der Wicklung und dem Schaltelement verringert, so dass eine Verdrahtung der Drei-Phasen-Wicklungssätze 708, 808 mit den Leistungsmodulen 51 bis 53 vereinfacht werden kann.
Weiterhin sind gemäß der siebten Ausführungsform die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 708, 808 symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet und sie werden zu derselben Zeit mit Energie versorgt, um zu derselben Zeit eine anziehende Kraft zu erzeugen. Demnach wird eine ungleichmäßige Verteilung eines Spalts zwischen dem Stator 20 und dem Rotor 30 verringert. Demzufolge wird die Exzentrizität des Rotors 30 verringert, so dass eine Welligkeit des Drehmoments verringert werden kann.
(Achte Ausführungsform)
Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. Der Unterschied der achten Ausführungsform gegenüber den vorangehenden Ausführungen ist wie folgt.
Wie in 19 gezeigt ist, hat gemäß der achten Ausführungsform der Stator 20 achtzehn Statorpole und ein Spulendraht ist um jeden der achtzehn Statorpole gewickelt, um achtzehn Wicklungen U1 bis U6, V1 bis V6 und W1 bis W6 zu bilden. Die achtzehn Wicklungen U1 bis U6, V1 bis V6 und W1 bis W6 bilden zwei Drei-Phasen-Wicklungssätze 709, 809. Die zwei Drei-Phasen-Wicklungssätze 709, 809 werden durch zwei unabhängige Umrichterschaltkreise mit Energie versorgt und gesteuert.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 709 erreichen eine erste Leitung der Wicklung U1, eine erste Leitung der Wicklung U2, eine erste Leitung der Wicklung U3, eine erste Leitung der Wicklung W1, eine erste Leitung der Wicklung W2 und eine erste Leitung der Wicklung W3 einander an einer ersten Position innerhalb des Betriebsbereichs. Diese sechs Leitungen erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der ersten Position, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 510 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 511 und des masseseitigen Schaltelements 512 des Leistungsmoduls 51, welches der ersten U-Phase entspricht, verbunden.
Eine zweite Leitung der Wicklung U1, eine zweite Leitung der Wicklung U2, eine zweite Leitung der Wicklung U3, eine erste Leitung der Wicklung V1, eine erste Leitung der Wicklung V2 und eine erste Leitung der Wicklung V3 erreichen einander an einer zweiten Position innerhalb des Betriebsbereichs. Diese sechs Leitungen erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der zweiten Position, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 520 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 521 und des masseseitigen Schaltelements 522 des Leistungsmoduls 52, welches der ersten V-Phase entspricht, verbunden.
Eine zweite Leitung der Wicklung V1, eine zweite Leitung der Wicklung V2, eine zweite Leitung der Wicklung V3, eine zweite Leitung der Wicklung W1, eine zweite Leitung der Wicklung W2 und eine zweite Leitung der Wicklung W3 erreichen einander an einer dritten Position innerhalb des Betriebsbereiches. Diese sechs Leitungen erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der dritten Position, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 530 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 531 und des masseseitigen Schaltelements 532 des Leistungsmoduls 53, welches der ersten W-Phase entspricht, verbunden.
In dem Drei-Phasen-Wicklungssatz 809 erreichen eine erste Leitung der Wicklung U4, eine erste Leitung der Wicklung U5, eine erste Leitung der Wicklung U6, eine erste Leitung der Wicklung W4, eine erste Leitung der Wicklung W5 und eine erste Leitung der Wicklung W6 einander an einer vierten Position innerhalb des Betriebsbereichs. Diese sechs Leitungen erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der vierten Position, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 540 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 541 und des masseseitigen Schaltelements 542 des Leistungsmoduls 54, welches der zweiten U-Phase entspricht, verbunden.
Eine zweite Leitung der Wicklung U4, eine zweite Leitung der Wicklung U5, eine zweite Leitung der Wicklung U6, eine erste Leitung der Wicklung V4, eine erste Leitung der Wicklung V5 und eine erste Leitung der Wicklung V6 erreichen einander an einer fünften Position innerhalb des Betriebsbereichs. Diese sechs Leitungen erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der fünften Position, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 550 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 551 und des masseseitigen Schaltelements 552 des Leistungsmoduls 55, welches der zweiten V-Phase entspricht, verbunden.
Eine zweite Leitung der Wicklung V4, eine zweite Leitung der Wicklung V5, eine zweite Leitung der Wicklung V6, eine zweite Leitung der Wicklung W4, eine zweite Leitung der Wicklung W5 und eine zweite Leitung der Wicklung W6 erreichen einander an einer sechsten Position innerhalb des Betriebsbereiches. Diese sechs Leitungen erstrecken sich parallel zueinander in der axialen Richtung von der sechsten Position, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit dem gemeinsamen Anschluss 560 des leistungsversorgungsseitigen Schaltelements 561 und des masseseitigen Schaltelements 562 des Leistungsmoduls 56, welches der zweiten W-Phase entspricht, verbunden.
Wie obenstehend beschrieben ist, erreichen gemäß der achten Ausführungsform die Leitungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 709, 809 einander innerhalb des Betriebsbereichs, erstrecken sich in der axialen Richtung, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich überzuwechseln, und sind direkt mit den gemeinsamen Anschlüssen 510, 520, 530, 540, 550, 560 der leistungsversorgungsseitigen Schaltelemente und der masseseitigen Schaltelemente der Leistungsmodule 51 bis 56 verbunden. Bei einer solchen Herangehensweise ist die Anzahl von Verbindungspunkten zwischen der Wicklung und dem Schaltelement verringert, so dass eine Verdrahtung der Drei-Phasen-Wicklungssätze 709, 809 mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 vereinfacht werden kann.
Weiterhin sind gemäß der achten Ausführungsform die gleichen Phasenwicklungen der Drei-Phasen-Wicklungssätze 709, 809 symmetrisch hinsichtlich der Drehachse 90 angeordnet und werden zu derselben Zeit mit Energie versorgt, um zu derselben Zeit eine anziehende Kraft zu erzeugen. Demnach wird eine ungleichmäßige Verteilung eines Spalts zwischen dem Stator 20 und dem Rotor 30 verringert. Demzufolge wird die Exzentrizität des Rotors 30 verringert, so dass eine Welligkeit des Drehmoments verringert werden kann.
Weiterhin kann sich der Rotor 30 auch in einem Fall, in dem die Energieversorgung eines Steuersystems gestoppt wird, sowohl in die vorwärts gerichtete Richtung als auch in die rückwärts gerichtete Richtung drehen durch das sich drehende magnetische Feld, welches durch den Drei-Phasen-Wicklungssatz 709 oder den Drei-Phasen-Wicklungssatz 809 erzeugt wird.
(Neunte Ausführungsform)
Eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf 20 beschrieben. 20 ist eine Draufsicht auf einen Steuerbereich eines Motors gemäß einer neunten Ausführungsform. Es sei angemerkt, dass die Bauteile bzw. Komponenten wie beispielsweise die Drosselspule 61 und die Platine 62, welche in 1 gezeigt sind, im 20 zum Zwecke der Klarheit ausgelassen sind.
Wie in 20 gezeigt ist, sind die Leistungsmodule 51 bis 56 an bzw. auf äußeren Wänden 1510, 1520 von Wärmesenken 151, 152 in der radialen Richtung befestigt (z. B. gebondet). Demnach sind die Leitungen der Wicklungen mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 außerhalb der Wärmesenken 151, 152 verbunden, so dass die Leitungen der Wicklungen einfach mit den Leistungsmodulen 51 bis 56 verbunden werden können. Weiterhin sind die Wärmesenken 151, 152 nicht koaxial mit dem Rohrteilbereich 12 der Einhausung 11. Demnach ist es weniger wahrscheinlich, dass die Wärmesenken 151, 152 von Wärme des Stators 20 betroffen sind. Demzufolge kann die Wärmestrahlungsleistungsfähigkeit verbessert werden.
(Zehnte Ausführungsform)
Eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf 21 beschrieben. 21 ist eine Draufsicht auf einen Steuerbereich eines Motors gemäß der zehnten Ausführungsform. Es sei angemerkt, dass die Komponenten bzw. Bauteile, wie beispielsweise die Drosselspule 61 und die Platine 62, welche in 1 gezeigt sind, in 21 zum Zwecke der Klarheit ausgelassen sind.
Wie in 21 gezeigt ist, sind die Leistungsmodule 51 bis 56 an bzw. auf inneren Wänden 1530, 1540 von Wärmesenken 153, 154 in der radialen Richtung befestigt (z. B. gebondet). Bei einer solchen Herangehensweise können Wärmekapazitäten und Wärmeabstrahlungsgebiete der Wärmesenken 153, 154 größer sein als Wärmekapazitäten und Wärmeabstrahlungsgebiete der Wärmesenken 151, 152 der neunten Ausführungsform. Die Zunahme in den Wärmeabstrahlungsgebieten der Wärmesenken 153, 154 führen zu einem Ansteigen in den Gebieten der inneren Wände 1530, 1540 in der radialen Richtung. Das heißt, wenn die Wärmeabstrahlungsgebiete der Wärmesenken 153, 154 vergrößert werden, werden die Räume für die Leistungsmodule 51 bis 56 vergrößert. Demnach kann beispielsweise die Anzahl von Vorrichtungen, welche an bzw. auf den Leistungsmodulen 51 bis 56 montiert sind, erhöht werden, so dass eine Flexibilität des Designs bzw. der Ausstattung der Leistungsmodule 51 bis 56 verbessert werden kann.
(Elfte Ausführungsform)
Eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf 22 beschrieben. 22 stellt ein Verfahren zum Verbinden der Leitungen der Wicklung mit dem gemeinsamen Anschluss des Leistungsmodules bildlich dar. Wie in 22 gezeigt ist, wird eine Leitung 250 mit einem Verbinder bzw. Stecker 150, wie durch einen Pfeil M angezeigt ist, verbunden und ein gemeinsamer Anschlus 500 wird mit dem Verbinder 150 verbunden, wie durch einen Pfeil M angezeigt ist. Auf diesem Wege ist die Leitung 250 mit dem gemeinsamen Anschluss 500 durch den Verbinder 150 verbunden. Demnach kann die Verdrahtung der Leitung 250 mit dem Leistungsmodul 50 vereinfacht werden.
Die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung können beispielsweise wie folgt zusammengefasst werden. Wie in den 23A und 23B gezeigt ist, erreichen ein Leitungsdraht 101 einer Wicklung, welcher einer Phase entspricht, und ein Leitungsdraht 109 einer Wicklung, welcher einer anderen Phase entspricht, einander an einer vorbestimmten Position innerhalb eines Betriebsbereiches 102. Die Leitungsdrähte 101, 109 erstrecken sich parallel zueinander von der vorbestimmten Position, um von dem Betriebsbereich 102 in einen Steuerbereich 107 durch ein Interface dazwischen überzuwechseln und sind direkt mit einem entsprechenden Steuermodul 108 verbunden. Bei einer solchen Herangehensweise können die Sammelschiene 104 und der Halter 103, welche in den 24A und 24B gezeigt sind, unnötig werden. Demnach kann eine Größe des Motors verringert werden.
(Abwandlungen)
Die obenstehend beschriebenen Ausführungsformen können in verschiedenen Wegen wie beispielsweise wie folgt abgewandelt werden.
In den Ausführungsformen wird der Motor 10 in einer elektrischen Lenkhilfe verwendet. Alternativ kann der Motor 10 in einem System anders als in einer elektrischen Lenkhilfe verwendet werden. Beispielsweise kann der Motor 10 in einem Wischersystem, einem Ventilzeitpunktsteuersystem oder dergleichen verwendet werden.
In den Ausführungsformen ist der Spulendraht um jeden Statorpol des Stators 20 gewickelt. Alternativ kann der Spulendraht um jeweils zwei Statorpole des Motors gewickelt werden.
In der zweiten Ausführungsform sind die Drei-Phasen-Wicklungen Delta- verbunden und um 120 Grad voneinander beabstandet. In der dritten Ausführungsform sind die Drei-Phasen-Wicklungen Y-verbunden. Alternativ können die Drei-Phasen-Wicklungen Y-verbunden und 120 Grad voneinander beabstandet sein.
In der ersten bis fünften Ausführungsform und in der siebten Ausführungsform wird der Spulendraht um zwölf Statorpole des Stators 20 gewickelt. In der sechsten Ausführungsform wird der Spulendraht um vierundzwanzig Statorpole des Stators 20 gewickelt. In der achten Ausführungsform wird der Spulendraht um achtzehn Statorpole des Stators 20 gewickelt. Alternativ kann die Anzahl von Statorpolen des Stators 20 von diesen Anzahlen abweichen.
In der vierten und siebten Ausführungsform werden Drei-Phasen-Wicklungssätze durch einen gemeinsamen Umrichterschaltkreis gesteuert und mit Energie versorgt. In der ersten, dritten und achten Ausführungsform werden Drei-Phasen-Wicklungssätze durch zwei unabhängige Umrichterschaltkreise gesteuert und mit Energie versorgt. In der fünften und sechsten Ausführungsform werden Drei-Phasen-Wicklungssätze durch vier unabhängige Umrichterschaltkreise gesteuert und mit Energie versorgt. Alternativ kann die Anzahl der Umrichterschaltkreise zum Steuern und Energieversorgen der Drei-Phasen-Wicklungssätze von dieser Anzahl abweichen.
In den Ausführungsformen ist der Motor 10 ein so genannter innerer Rotor-Motor. Alternativ kann der Motor 10 auch ein so genannter äußerer Rotor-Motor sein.
Solche Änderungen und Abwandlungen sollen als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegend verstanden werden, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-328654 A [0004]
- JP 2008-312393 A [0004]
- JP 10-248187 A [0004]
- US 5900687 [0004]
- JP 2007-330035 A [0004]
- JP 2007-215299 A [0006]

Claims

Motor (10), der Folgendes aufweist: ein Motorgehäuse (11), welches eine umgebende Wand (12) hat, welche sich in einer axialen Richtung des Motors (10) erstreckt; einen Stator (20), welcher an der umgebenden Wand (12) des Motorgehäuses (11) befestigt ist, und eine Mehrzahl von Statorpolen (21) aufweist, welche in einer radialen Richtung hervorstehen, wobei der Stator (20) weiterhin eine Mehrzahl von Wicklungen, welche um die Mehrzahl von Statorpolen (21) gewickelt sind, aufweist, um einen Drei-Phasen-Wicklungssatz (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) zu bilden, wobei der Stator (20) aufgebaut ist, um ein sich drehendes magnetisches Feld bei einer Energieversorgung des Drei-Phasen-Wicklungssatzes (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) zu erzeugen; einen Rotor (30), welcher N- und S-Pole hat, welche alternatierend in einer Drehrichtung angeordnet sind, wobei der Rotor (30) dem Stator (20) in der radialen Richtung gegenüberliegt, um sich mit dem sich drehenden magnetischen Feld in der Drehrichtung zu drehen; und eine Mehrzahl von Steuermodulen (51 bis 56), welche an der gegenüberliegenden Seite des Stators (20) und des Rotors (30) in der axialen Richtung platziert sind, wobei die Mehrzahl von Steuermodulen (51 bis 56) aufgebaut ist, um einen Umrichterschaltkreis (59) zu bilden zum Erzeugen eines Drei-Phasen-Wechselstromes zur Energieversorgung des Drei-Phasen-Wicklungssatzes (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809), wobei jedes Steuermodul (51 bis 56) ein Paar von Schaltelementen (511, 512, 521, 522, 531, 532, 541, 542, 551, 552, 561, 562) und einen gemeinsamen Anschluss (510 bis 560) hat, welcher mit dem Paar von Schaltelementen (511, 512, 521, 522, 531, 532, 541, 542, 551, 552, 561, 562) verbunden ist, wobei ein Schaltelement (511, 512, 521, 522, 531, 532, 541, 542, 551, 552, 561, 562) als ein leistungsversorgungsseitiges Schaltelement dient, wobei das andere Schaltelement (511, 512, 521, 522, 531, 532, 541, 542, 551, 552, 561, 562) als ein masseseitiges Schaltelement dient, wobei die Mehrzahl von Wicklungen einen Sprungdraht (732, 742, 752, 812, 822, 862, 771 bis 773, 871 bis 873) und einen Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) hat, wobei der Sprungdraht (732, 742, 752, 812, 822, 862, 771 bis 773, 871 bis 873) sich in einer ersten Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung an einem Ende des Stators (20) in der axialen Richtung erstreckt und zwischen verschiedenen Wicklungen des Drei-Phasen-Wicklungssatzes (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) verbunden ist, und der Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) sich in der axialen Richtung erstreckt und mit dem gemeinsamen Anschluss (510 bis 560) verbunden ist.
Motor (10) nach Anspruch 1, wobei der Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) der Wicklung, welcher einer Phase entspricht, und der Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) der Wicklung, welcher einer anderen Phase entspricht, sich in einer zweiten Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung an dem Ende des Stators (20) erstrecken und einander an einer vorbestimmten Position erreichen, und die Leitungsdrähte (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861), welche einander erreichen, an der vorbestimmten Position gebogen sich, um sich parallel zueinander in der axialen Richtung zu erstrecken und miteinander mit dem gemeinsamen Anschluss (510 bis 560) verbunden sind.
Motor (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Motorgehäuse (11) weiterhin eine Seitenwand (13) hat, welche an einem Ende der umgebenden Wand (12) in der axialen Richtung platziert ist, wobei die Seitenwand (12) in der radialen Richtung hervorsteht, um einen Betriebsbereich und einen Steuerbereich zu begrenzen, wobei der Stator (20) und der Rotor (30) in dem Betriebsbereich platziert sind, wobei die Mehrzahl von Steuermodulen (51 bis 56) in dem Steuerbereich platziert ist, und der Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) sich in der axialen Richtung erstreckt, um von dem Betriebsbereich in den Steuerbereich durch die Seitenwand (13) überzuwechseln.
Motor (10) nach Anspruch 3, wobei der Drei-Phasen-Wicklungssatz (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) eine Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) aufweist, und der Umrichterschaltkreis (59) eine Mehrzahl von Umrichterschaltkreisen zum unabhängigen Steuern der Energieversorgung der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) aufweist.
Motor (10) nach Anspruch 4, wobei der Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) der Wicklung, welcher einer Phase entspricht, und der Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) der Wicklung, welcher einer anderen Phase entspricht, einander auf einer Steuerbereichsseite des gemeinsamen Anschlusses (510 bis 560) in der axialen Richtung erreichen, und die Leitungsdrähte (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861), welche einander erreichen, sich gerade in der axialen Richtung erstrecken, um von dem Steuerbereich in den Betriebsbereich überzuwechseln.
Motor (10) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die gleichen Phasenwicklungen der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) symmetrisch angeordnet sind hinsichtlich einer Drehachse (90) des Rotors (30).
Motor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die gleichen Phasenwicklungen der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) im Wesentlichen gleich voneinander in der Drehrichtung beabstandet sind.
Motor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei in jedem der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) verschiedene Phasenwicklungen benachbart zueinander in der Drehrichtung platziert sind.
Motor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei in jedem der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) verschiedene Phasenwindungen um 120 Grad in der Rotationsrichtung voneinander beabstandet sind.
Motor (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Wicklung eines ersten der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) elektrisch mit einer Wicklung eines zweiten der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) verbunden ist und der erste der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) und der zweite der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) benachbart zueinander in der Drehrichtung platziert sind und aus einem einzigen ununterbrochenen Draht gebildet sind.
Motor (10) nach Anspruch 10, wobei die eine Wicklung des ersten der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) und die eine Wicklung des zweiten der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) benachbart zueinander in der Drehrichtung platziert sind und miteinander durch den Sprungdraht (732, 742, 752, 812, 822, 862, 771 bis 773, 871 bis 873) oder den Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) verbunden sind.
Motor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) der Wicklung, welche einer Phase entspricht, und der Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) der Wicklung, welche einer anderen Phase entspricht, einander innerhalb des Betriebsbereichs erreichen durch ein sich gerades Erstrecken innerhalb eines Gebietes, welches durch die Mehrzahl von Statorpolen (21) des Stators (20) in der radialen Richtung begrenzt ist.
Motor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Motorgehäuse (11) einen Rohrteilbereich (12), welcher die umgebende Wand begrenzt, eine Seitenwand (13), welche an einem Ende des Rohrteilbereichs (12) in der axialen Richtung platziert ist und in der radialen Richtung hervorsteht, und eine ringförmige Wärmesenke (15, 151 bis 154) aufweist, welche von der Seitenwand (13) in der axialen Richtung hervorsteht, und die Mehrzahl von Steuermodulen (51 bis 56) an die Wärmesenke (15, 151 bis 154) gebondet ist und in einer Umfangsrichtung in einer derartigen Art und Weise angeordnet ist, dass die Mehrzahl von Steuermodulen (51 bis 56) mit der Mehrzahl von Statorpolen (21) des Stators (20) koaxial ist, und der Leitungsdraht (71 bis 76, 81 bis 86, 711, 721, 731, 741, 751, 761, 811, 821, 831, 841, 851, 861) sich durch die Seitenwand (13) erstreckt und direkt mit dem gemeinsamen Anschluss (510 bis 560) verbunden ist.
Motor (10) nach Anspruch 13, wobei die Mehrzahl von Statorpolen (21) an einer inneren Oberfläche des Rohrteilbereichs (12) befestigt ist und in der radialen Richtung hervorsteht, die Wärmesenke (15, 151 bis 154) in der radialen Richtung nach innen gewandt ist hinsichtlich des Rohrteilbereichs (12), und die Mehrzahl von Steuermodulen (51 bis 56) an eine äußere Oberfläche der Wärmesenke (15, 151 bis 154) in der radialen Richtung gebondet ist.
Motor (10) nach Anspruch 13, wobei die Mehrzahl von Steuermodulen (51 bis 56) an eine innere Oberfläche der Wärmesenke (15, 151 bis 154) in der radialen Richtung gebondet ist.
Motor (10), der Folgendes aufweist: ein Motorgehäuse (11), welches eine umgebende Wand (12) hat, welche sich in einer axialen Richtung des Motors (10) erstreckt, wobei das Motorgehäuse (11) weiterhin eine Seitenwand (13) hat, welche an einem Ende der umgebenden Wand (12) in der axialen Richtung platziert ist und in einer radialen Richtung hervorsteht; einen Stator (20), welcher an der umgebenden Wand (12) des Motorgehäuses (11) befestigt ist, wobei der Stator (20) eine Mehrzahl von Statorpolen (21), welche in einer radialen Richtung hervorstehen, und eine Mehrzahl von Wicklungen aufweist, welche um die Mehrzahl von Statorpolen (21) gewickelt sind, um eine Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) zu bilden, wobei der Stator (20) aufgebaut ist, um bei einer Energieversorgung der Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) ein sich drehendes magnetisches Feld zu erzeugen; und einen Rotor (30), welcher N- und S-Pole hat, welche alternierend in einer Drehrichtung angeordnet sind, wobei der Rotor (30) dem Stator (20) in der radialen Richtung gegenüberliegt, um sich mit dem sich drehenden magnetischen Feld in der Drehrichtung zu drehen, wobei die Mehrzahl von Drei-Phasen-Wicklungssätzen (70, 80, 701 bis 709, 801 bis 803, 808, 809) durch eine Mehrzahl von Umrichterschaltkreisen (59) unabhängig mit Energie versorgt und gesteuert wird.