DE102010064385A1

DE102010064385A1 - Electrical machine e.g. three-phase alternator, for converting mechanical energy into electrical energy of motor vehicle, has heat sink comprising apertures for cooling air within switching element in relation to rotational axis

Info

Publication number: DE102010064385A1
Application number: DE102010064385A
Authority: DE
Inventors: Martin Paetzold; Julian Roesner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH; SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-07-05

Abstract

The machine (10) has a bearing bracket (13.1) at which a synchronous rectifier is arranged to enable operation of the machine as an electric current generator. The rectifier has a switching element in body-contact with a plus heat sink (53), so that the switching element is cooled. The switching element is attached on a plate-shaped direct bonded copper (DBC) substrate that is attached perpendicular to a rotational axis (29) of a rotor (20) i.e. claw pole-rotor, on the heat sink. The heat sink has apertures for radially cooling air within the element in relation to the axis.

Description

Stand der TechnikState of the art

Generatoren zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie im Kraftfahrzeug sind bekannt. Meist werden dazu Klauenpolgeneratoren verwendet. Dem Stand der Technik entsprechend sind diese meist mit elektrischer Erregung ausgestattet. Klauenpolgeneratoren erzeugen meist dreiphasigen Drehstrom, so dass für die Speisung einer Bordnetzbatterie eine Gleichrichtung erforderlich ist. Stand der Technik sind Gleichrichter auf Basis von Halbleiterdioden. Darüber hinaus ist aus der DE 10312110 ein Gleichrichter auf Basis von ansteuerbaren Schaltern, meist MOSFETs, bekannt. Die Schalter werden dabei synchron zur Phasenfrequenz angesteuert, dieser Gleichrichter wird daher auch als Synchrongleichrichter bezeichnet.Generators for converting mechanical energy into electrical energy in the motor vehicle are known. Most claw pole generators are used for this purpose. According to the state of the art, these are usually equipped with electrical excitation. Claw-pole generators usually generate three-phase current, so that a rectification is necessary for the supply of a vehicle power supply battery. State of the art are rectifiers based on semiconductor diodes. In addition, from the DE 10312110 a rectifier based on controllable switches, usually MOSFETs, known. The switches are driven synchronously to the phase frequency, this rectifier is therefore also referred to as a synchronous rectifier.

Bei den bekannten Generatoren mit Diodengleichrichter ist der Wirkungsgrad nachteiligIn the known generators with diode rectifier, the efficiency is disadvantageous

Durch Einsatz der Synchrongleichrichtung kann der Wirkungsgrad gegenüber dem Diodengleichrichter nennenswert gesteigert werden, da die eingesetzten Schaltelemente einen geringeren Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung aufweisen als Dioden.By using the synchronous rectification, the efficiency compared to the diode rectifier can be increased significantly, since the switching elements used have a lower voltage drop in the forward direction than diodes.

Nachteile der bekannten Synchrongleichrichter sind bspw., dass sich aufgrund der notwendigen Ansteuerung verglichen mit dem Diodengleichrichter ein höherer elektrischer Schaltungsaufwand ergibt. Zudem müssen MOSFETs und die Ansteuerschaltung gegen Umwelteinflüsse wie Spritzwasser, Fremdkörper etc. geschützt werden, wodurch sich die Wärmeabgabe an die Umgebung verschlechtert.Disadvantages of the known synchronous rectifier are, for example, that due to the necessary control compared to the diode rectifier results in a higher electrical circuit complexity. In addition, MOSFETs and the drive circuit must be protected against environmental influences such as spray water, foreign objects, etc., whereby the heat dissipation to the environment deteriorates.

Die maximal mögliche Betriebstemperatur von MOSFETs ist deutlich geringer als die von Dioden. Bei sehr hoher Belastung des Generators, insbesondere in Verbindung mit hohen Umgebungstemperaturen, können die Schalter des Synchrongleichrichters geschädigt werden.The maximum possible operating temperature of MOSFETs is significantly lower than that of diodes. At very high load of the generator, especially in conjunction with high ambient temperatures, the switches of the synchronous rectifier can be damaged.

Da Generatoren zunehmend auch sicherheitsrelevante Systeme versorgen, hier sei auf elektrische Lenkunterstützung hingewiesen, kommt der Verfügbarkeit des Generators eine zunehmend wichtige Rolle zu.Since generators increasingly supply safety-relevant systems as well, mention should be made of electrical steering assistance, the availability of the generator is playing an increasingly important role.

EP-604503-B1 beschreibt einen passiven Dioden-Gleichrichter. Dieser besteht aus einem Plus- und einem Minus-Kühlkörper, auf denen die Highside-, bzw. Lowside-Dioden elektrisch leitend montiert sind. Häufig kommen hier Einpressdioden zum Einsatz, die eine gute elektrische und thermische Verbindung zum Kühlkörper gewährleisten. EP-604 503-B1 describes a passive diode rectifier. This consists of a plus and a minus heatsink on which the high-side, or low-side diodes are mounted electrically conductive. Injection diodes are often used here, which ensure a good electrical and thermal connection to the heat sink.

DE-102004007395-A1 beschreibt einen Umrichter für einen Starter-Generator, bei dem ebenfalls MOSFETs verwendet werden. Die Kühlung erfolgt hier durch einen Kühlluftkanal zwischen Schutzkappe und Umrichter, wobei die Luft im äußeren Umfangsbereich axial angesaugt und im Bereich der Rotorwelle in Richtung Lagerschild geleitet wird. Nachteil dieser Lösung sind höhere Strömungswiderstände des Kühlluftstroms, was dazu führt, dass ein größerer Lüfter verwendet werden muss. DE-102004007395-A1 describes a converter for a starter generator, which also uses MOSFETs. The cooling takes place here by a cooling air duct between the protective cap and the inverter, wherein the air is sucked axially in the outer peripheral region and passed in the direction of the end shield in the region of the rotor shaft. Disadvantage of this solution are higher flow resistance of the cooling air flow, which means that a larger fan must be used.

DE-102005059244-A1 beschreibt eine elektrische Maschine mit einem Wechselrichter, bestehend aus schaltbaren Leistungselementen, welche gleichmäßig über den Umfang der Maschine verteilt sind. Hier ist je ein Kühlkörper pro Halbbrücke und Phase vorgesehen, so dass sich für eine dreiphasige Maschine sechs Kühlkörper ergeben, was einen erhöhten Fertigungsaufwand bedeutet. DE-102005059244-A1 describes an electric machine with an inverter, consisting of switchable power elements, which are evenly distributed over the circumference of the machine. Here is ever a heat sink per half-bridge and phase provided so that result in a three-phase machine six heat sink, which means an increased production cost.

US-20070023421-A1 beschreibt eine elektrische Maschine mit einem Wechselrichter, bestehend aus schaltbaren Leistungselementen. Die Luftansaugung erfolgt hier in axialer Richtung durch Kühlluftkanäle die im Innenumfang und im Außenumfang des Umrichters angeordnet sind. Dadurch steht dieser Lösung relativ wenig Raum für den eigentlichen Umrichter zur Verfügung, da sich dessen Außendurchmesser aufgrund des Kühlluftkanals am Außenumfang verringert. US-20070023421-A1 describes an electrical machine with an inverter consisting of switchable power elements. The air intake takes place here in the axial direction through cooling air channels which are arranged in the inner circumference and in the outer circumference of the inverter. As a result, this solution is relatively little space for the actual inverter available because the outer diameter is reduced due to the cooling air channel on the outer circumference.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Kühlkonzept für einen synchronen Gleichrichter zur Verfügung zu stellen, das eine ausreichende Wärmeabfuhr in allen Arbeitsbereichen gewährleistet, wobei gleichzeitig die Strömungswiderstände des Kühlluftstroms auf ein Minimum reduziert werden sollen.The aim of the invention is to provide a cooling concept for a synchronous rectifier, which ensures sufficient heat dissipation in all work areas, at the same time the flow resistance of the cooling air flow to be reduced to a minimum.

Gegenüber dem Diodengleichrichter hat der Synchrongleichrichter einen deutlich höheren Wirkungsgrad. Eine optimale Kühlung gewährleistet eine hohe Ausfallsicherheit des Gleichrichters. Aufgrund der geringeren Strömungswiderstände kann die notwendige Lüftergröße verringert werden, was zu einer Reduzierung der Geräuschemissionen führt.Compared to the diode rectifier, the synchronous rectifier has a much higher efficiency. Optimum cooling ensures high reliability of the rectifier. Due to the lower flow resistance, the necessary fan size can be reduced, resulting in a reduction of noise emissions.

Bei dem vorgeschlagenen Konzept müssen kaum Änderungen an der elektrischen Maschine vorgenommen werden, wodurch sich der Synchrongleichrichter mit geringem Aufwand in bestehende Generatorsysteme integrieren lässt.In the proposed concept hardly changes to the electric machine must be made, whereby the synchronous rectifier can be integrated with little effort into existing generator systems.

Der Kühlkörper ist kostengünstig als Strangpressteil herstellbar.The heat sink is inexpensive to produce as an extruded part.

Da auf der Oberseite der Gleichrichter-Baugruppe keine Kühlrippen vorgesehen sind, verringert sich die Baugröße der Maschine in Achsrichtung.Since no cooling fins are provided on the top of the rectifier assembly, the size of the machine in the axial direction is reduced.

Unter bestimmten Randbedingungen kann bei diesem Konzept die Schutzkappe weggelassen werden, da die Strömungsrichtung bereits durch die Kühlkörpergeometrie vorgegeben wird. Under certain conditions, the protective cap can be omitted in this concept, since the flow direction is already determined by the heat sink geometry.

Kurze Beschreibungen der ZeichnungenShort descriptions of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand von Figuren näher erläutert:The invention is explained in more detail below by way of example with reference to figures:

Es zeigenShow it

1 einen Generator in einem Längsschnitt. 1 a generator in a longitudinal section.

2 den prinzipiellen Aufbau eines Synchrongleichrichters gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 the basic structure of a synchronous rectifier according to the present invention.

3 eine Draufsicht der Gleichrichter-Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 a plan view of the rectifier assembly according to the present invention.

4 den prinzipiellen Aufbau eines Synchrongleichrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 the basic structure of a synchronous rectifier according to another embodiment of the present invention.

5 die elektrische Verschaltung des Synchron-Gleichrichters gemäß der vorliegenden Erfindung. 5 the electrical interconnection of the synchronous rectifier according to the present invention.

Gleiche Bezugszahlen bezeichnen gleiche Teile.Like reference numerals designate like parts.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Querschnitt durch eine elektrische Maschine 10, hier in der Ausführung als Generator bzw. Wechsel-, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, dargestellt. Diese elektrische Maschine 10 weist u. a. ein zweiteiliges Gehäuse 13 auf, das aus einem ersten Lagerschild 13.1 und einem zweiten Lagerschild 13.2 besteht. Das Lagerschild 13.1 und das Lagerschild 13.2 nehmen in sich einen sogenannten Stator 16 auf, der einerseits aus einem im Wesentlichen kreisringförmigen Ständereisen 17 besteht, und in dessen nach radial innen gerichtete, sich axial erstreckende Nuten eine Ständerwicklung 18 eingelegt ist. Dieser ringförmige Stator 16 umgibt mit seiner radial nach innen gerichteten genuteten Oberfläche einen Rotor 20, der als Klauenpolläufer ausgebildet ist. Der Rotor 20 besteht u. a. aus zwei Klauenpolplatinen 22 und 23, an deren Außenumfang jeweils sich in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger 24 und 25 angeordnet sind. Beide Klauenpolplatinen 22 und 23 sind im Rotor 20 derart angeordnet, dass deren sich in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger 24 bzw. 25 am Umfang des Rotors 20 einander abwechseln. Es ergeben sich dadurch magnetisch erforderliche Zwischenräume zwischen den gegensinnig magnetisierten Klauenpolfingern 24 und 25, die als Klauenpolzwischenräume bezeichnet werden. Der Rotor 20 ist mittels einer Welle 27 und je einem auf je einer Rotorseite befindlichen Wälzlager 28 in den jeweiligen Lagerschilden 13.1 bzw. 13.2 drehbar gelagert.In 1 is a cross section through an electric machine 10 , shown here in the embodiment as a generator or alternator, in particular three-phase generator for motor vehicles. This electric machine 10 has, inter alia, a two-part housing 13 on, that from a first bearing shield 13.1 and a second end shield 13.2 consists. The bearing plate 13.1 and the bearing plate 13.2 take in a so-called stator 16 on, on the one hand from a substantially circular stator iron 17 and in its radially inwardly directed, axially extending grooves a stator winding 18 is inserted. This annular stator 16 surrounds with its radially inwardly directed grooved surface a rotor 20 who is trained as a clawpun runner. The rotor 20 consists inter alia of two claw pole boards 22 and 23 , At the outer periphery in each case extending in the axial direction Klauenpolfinger 24 and 25 are arranged. Both claw pole boards 22 and 23 are in the rotor 20 arranged such that their claw-pole fingers extending in the axial direction 24 respectively. 25 on the circumference of the rotor 20 alternate each other. This results in magnetically required spaces between the oppositely magnetized Klauenpolfingern 24 and 25 , which are referred to as Klauenpolzwischenräume. The rotor 20 is by means of a wave 27 and one each located on one rotor side bearings 28 in the respective bearing shields 13.1 respectively. 13.2 rotatably mounted.

Der Rotor 20 weist insgesamt zwei axiale Stirnflächen auf, an denen jeweils ein Lüfter 30 befestigt ist. Dieser Lüfter 30 besteht im Wesentlichen aus einem plattenförmigen bzw. scheibenförmigen Abschnitt, von dem Lüfterschaufeln in bekannter Weise ausgehen. Diese Lüfter 30 dienen dazu, über Öffnungen 40 in den Lagerschilden 13.1 und 13.2 einen Luftaustausch zwischen der Außenseite der elektrischen Maschine 10 und dem Innenraum der elektrischen Maschine 10 zu ermöglichen. Dazu sind die Öffnungen 40 im Wesentlichen an den axialen Enden der Lagerschilde 13.1 und 13.2 vorgesehen, über die mittels der Lüfter 30 Kühlluft in den Innenraum der elektrischen Maschine 10 eingesaugt wird. Diese Kühlluft wird durch die Rotation der Lüfter 30 nach radial außen beschleunigt, so dass diese durch den kühlluftdurchlässigen Wicklungsüberhang 45 hindurchtreten kann. Durch diesen Effekt wird der Wicklungsüberhang 45 gekühlt. Die Kühlluft nimmt nach dem Hindurchtreten durch den Wicklungsüberhang 45 bzw. nach dem Umströmen dieses Wicklungsüberhangs 45 durch hier in dieser 1 nicht dargestellte Öffnungen einen Weg nach radial außen.The rotor 20 has a total of two axial end faces, on each of which a fan 30 is attached. This fan 30 consists essentially of a plate-shaped or disc-shaped portion, run from the fan blades in a known manner. These fans 30 serve to over openings 40 in the bearing shields 13.1 and 13.2 an air exchange between the outside of the electric machine 10 and the interior of the electric machine 10 to enable. These are the openings 40 essentially at the axial ends of the end shields 13.1 and 13.2 provided by means of the fan 30 Cooling air in the interior of the electric machine 10 is sucked in. This cooling air is generated by the rotation of the fan 30 accelerated radially outwards, so that they through the cool air-permeable winding overhang 45 can pass through. This effect turns the winding overhang 45 cooled. The cooling air takes after passing through the winding overhang 45 or after the flow around this winding overhang 45 through here in this 1 not shown openings a way radially outward.

Die in 1 dargestellte und sich auf der rechten Seite des Generators befindende Schutzkappe 47 schützt verschiedene Bauteile vor Umgebungseinflüssen. So deckt diese Schutzkappe 47 beispielsweise eine sogenannte Schleifringbaugruppe 49 ab, die dazu dient, eine Erregerwicklung 51 mit Erregerstrom zu versorgen. Um diese Schleifringbaugruppe 49 herum ist ein Kühlkörper 53 angeordnet, der hier als Pluskühlkörper wirkt. Dieser Pluskühlkörper heißt Pluskühlkörper, weil dieser elektrisch leitfähig mit einem Pluspol eines Akkumulators (z. B. Starterstromversorgung) verbunden ist. Als sogenannter Minuskühlkörper wirkt das Lagerschild 13.2. Zwischen dem Lagerschild 13.2 und dem Kühlkörper 53 ist eine Anschlussplatte 56 angeordnet, die dazu dient, im Lagerschild 13.2 angeordnete Minusdioden 58 und hier in dieser Darstellung nicht gezeigte Plusdioden im Kühlkörper 53 miteinander zu verbinden und somit eine an sich bekannte Brückenschaltung darzustellen.In the 1 shown and located on the right side of the generator protective cap 47 protects various components against environmental influences. So cover this cap 47 For example, a so-called slip ring assembly 49 which serves, a field winding 51 supply with excitation current. To this slip ring assembly 49 around is a heat sink 53 arranged, which acts here as plus heat sink. This plus heat sink is called a plus heat sink because it is electrically conductively connected to a positive pole of a rechargeable battery (eg starter power supply). As a so-called negative heat sink, the bearing plate acts 13.2 , Between the end shield 13.2 and the heat sink 53 is a connection plate 56 arranged, which serves, in the bearing plate 13.2 arranged negative diodes 58 and here in this illustration not shown plus diodes in the heat sink 53 to connect with each other and thus represent a known bridge circuit.

2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Synchrongleichrichters gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser Synchrongleichrichter ersetzt den in 1 dargestellten und beschriebenen Passiv-Gleichrichter. Eine Gleichrichter-Baugruppe 60 ist außerhalb des Lagerschildes 13.2 angeordnet und wird zum Wellenende 63 hin von einer Schutzkappe 47 abgedeckt. Unter bestimmten Randbedingungen kann die Schutzkappe 47 weggelassen werden, da die Strömungsrichtung bereits durch die Kühlkörpergeometrie vorgegeben wird. 2 shows the basic structure of a synchronous rectifier according to the present invention. This synchronous rectifier replaces the in 1 illustrated and described passive rectifier. A rectifier assembly 60 is outside the bearing plate 13.2 arranged and becomes the end of the shaft 63 out of a protective cap 47 covered. Under certain conditions, the protective cap 47 be omitted because the flow direction is already specified by the heat sink geometry.

Die Gleichrichter-Baugruppe 60 besteht aus einer thermisch leitfähigen Basisplatte 64, die eine ring- oder polygonförmige Form aufweist und die Gleichrichter-Baugruppe in Richtung Schutzkappe 47 begrenzt. Auf der anderen Seite der Basisplatte 64 sind die Halbleiter-Module 65 angebracht, wobei diese, z. B. über ein DBC-Substrat (DBC = direct bonded copper), mit der Basisplatte 64 elektrisch isoliert und thermisch leitend verbunden sind. Im Innenradius der Gleichrichter-Baugruppe sind mehrere Kühlrippen 68 angebracht, die in axialer Richtung von Luft durchströmt werden und thermisch leitend mit der Basisplatte 64 verbunden sind. Auf der zur Schutzkappe gerichteten Seite der Basisplatte 64 sind keine Kühlrippen vorgesehen, die Kühlung der Schaltelemente erfolgt durch Wärmeleitung der Basisplatte 64 in Richtung der Kühlrippen im Innenradius. Dies hat den Vorteil, dass sich die Baugröße der Maschine in Achsrichtung verringert. Die Ansteuerung der MOSFETs erfolgt über ein zentrales Ansteuermodul 70, welches in einer zweiten Ebene parallel zu den Schaltelementen angeordnet ist. Alternativ kann dieses Modul aber auch in derselben Ebene liegen wie die MOSFETs, als weitere Möglichkeit kann die Funktionalität des zentralen Ansteuermoduls in eines der MOSFET-Module integriert werden. The rectifier assembly 60 consists of a thermally conductive base plate 64 , which has a ring or polygonal shape and the rectifier assembly in the direction of protective cap 47 limited. On the other side of the base plate 64 are the semiconductor modules 65 attached, this, z. B. via a DBC substrate (DBC = direct bonded copper), with the base plate 64 electrically insulated and thermally conductively connected. Inside the rectifier assembly are several cooling fins 68 mounted, which are traversed in the axial direction of air and thermally conductive with the base plate 64 are connected. On the side of the base plate facing the protective cap 64 If no cooling fins are provided, the cooling of the switching elements takes place by heat conduction of the base plate 64 in the direction of the cooling fins in the inner radius. This has the advantage that the size of the machine is reduced in the axial direction. The MOSFETs are controlled via a central control module 70 which is arranged in a second plane parallel to the switching elements. Alternatively, however, this module can also lie in the same level as the MOSFETs, as a further possibility, the functionality of the central control module can be integrated into one of the MOSFET modules.

3 zeigt eine Draufsicht der Gleichrichter-Baugruppe. Diese erstreckt sich über einen Kreis-Ausschnitt von etwa 200°, während das verbleibende Kreissegment den Feldregler beinhaltet. 3 shows a plan view of the rectifier assembly. This extends over a circle section of about 200 °, while the remaining circle segment includes the field controller.

Auf der Unterseite der Basisplatte 64 sind elektronische Baugruppen 65 angeordnet, die jeweils aus einer Anzahl von MOSFETs und der dazugehörigen Ansteuerschaltung bestehen. Hierbei sind unterschiedliche Partitionierungen möglich. So können beispielsweise sämtliche Schaltelemente in Umfangsrichtung nebeneinander liegen, alternativ können beispielsweise Highside- und LowSideSchalter einer Phase in radialer Richtung hintereinander angeordnet sein.On the underside of the base plate 64 are electronic assemblies 65 arranged, each consisting of a number of MOSFETs and the associated drive circuit. Different partitioning is possible. For example, all switching elements in the circumferential direction can be next to each other, alternatively, for example, high-side and low-side switch of a phase in the radial direction can be arranged one behind the other.

Wenn sich der Rotor 20 des Generators dreht, wird durch den Lüfter 30 ein Kühlluftstrom K angesaugt. Die Kühlluft tritt durch Öffnungen 78 in der Schutzkappe 47 und strömt durch die Kühlrippen 68 des Gleichrichters axial Richtung Maschine. Dort wird sie durch Öffnungen im Lagerschild 13.2 vom Lüfter 30 angesaugt und von diesem in radialer Richtung ausgeblasen. Aufgrund der hohen Wärmeleitung der Basisplatte 64 wird die Verlustwärme der Schaltelemente 65 zu den Kühlrippen transportiert und dort von der Kühlluft abgeführt. So ist eine ausreichende Kühlung der Schaltelemente gewährleistet, obwohl sich diese nicht wie beim Stand der Technik direkt gegenüber den Kühlrippen befinden, sondern um 90° gedreht dazu. Auf der anderen Seite ermöglicht diese Anordnung einen optimalen Kühlluftstrom kombiniert mit einem sehr einfachen Aufbau der elektrischen Schaltung.When the rotor 20 the generator turns, is through the fan 30 a cooling air flow K sucked. The cooling air passes through openings 78 in the cap 47 and flows through the cooling fins 68 of the rectifier axially towards the machine. There it is through openings in the bearing plate 13.2 from the fan 30 sucked and blown out of this in the radial direction. Due to the high heat conduction of the base plate 64 becomes the heat loss of the switching elements 65 transported to the cooling fins and removed there from the cooling air. Thus, a sufficient cooling of the switching elements is ensured, although they are not directly opposite the cooling fins as in the prior art, but rotated by 90 °. On the other hand, this arrangement allows optimum cooling air flow combined with a very simple construction of the electrical circuit.

4 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung. Hier weist die Gleichrichter-Baugruppe zwei Basisplatten auf, auf denen die elektronischen Baugruppen in zwei Ebenen angeordnet sind. Diese Ausführungsform bietet zusätzlichen Bauraum für die elektrische Schaltung. 4 shows a further embodiment of the invention. Here, the rectifier assembly on two base plates on which the electronic components are arranged in two levels. This embodiment provides additional space for the electrical circuit.

Die Schaltelemente sind in einem gemeinsamen Kunststoffgehäuse angeordnet, das sich in einer Ebene senkrecht zur Maschinenachse erstreckt, die durch die Schaltelemente erzeugte Wärme durch eine Anzahl von Kühlkörpern abgeführt wird, die senkrecht zu den Schaltelementen angeordnet sind, so dass sie in axialer Richtung von Luft durchströmt werden. Die Kühlluftkanäle sind ausschließlich im Innendurchmesser des Gleichrichters angeordnet, um eine möglichst große nutzbare Fläche für den Gleichrichter zu erhalten.The switching elements are arranged in a common plastic housing, which extends in a plane perpendicular to the machine axis, the heat generated by the switching elements is dissipated by a number of heat sinks, which are arranged perpendicular to the switching elements, so that it flows through in the axial direction of air become. The cooling air channels are arranged exclusively in the inner diameter of the rectifier in order to obtain the largest possible usable area for the rectifier.

5 zeigt die elektrische Verschaltung des Synchron-Gleichrichters. Die Halbleitermodule 65 sind über Stromschienen mit der Ständerwicklung 18 einerseits und den Gleichspannungs-Anschlüssen des Generators andererseits verbunden. Sämtliche elektrischen Komponenten sind zum Schutz gegen äußere Einflüsse mit einem isolierenden Material 75 vergossen. 5 shows the electrical connection of the synchronous rectifier. The semiconductor modules 65 are via busbars with the stator winding 18 on the one hand and the DC terminals of the generator on the other hand connected. All electrical components are designed to protect against external influences with an insulating material 75 shed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10312110 [0001]
EP 604503 B1 [0007]
DE 102004007395 A1 [0008]
DE 102005059244 A1 [0009]
US 20070023421 A1 [0010]

Claims

Electric machine with a rotor ( 20 ), which has a rotation axis ( 29 ), with a bearing plate ( 13.1 ), on which a rectifier device is arranged, which enables the operation of the electrical machine as an electric current generator, wherein the rectifier device comprises at least one switching element which can be cooled by the switching element is in physical contact with a heat sink, wherein the switching element a substrate having a plate shape is fixed and the substrate substantially perpendicular to the axis of rotation ( 29 ) is mounted on a heat sink and the heat sink has passages for cooling air, wherein the passages with respect to the axis of rotation ( 29 ) are arranged only radially within the switching element.

Electrical machine according to Claim 1, characterized in that the rectifier device is protected by a cover, the cover being provided with openings in such a way and adapted to the rectifier device, this rectifier device only between the heat sink and the axis of rotation ( 29 ) can be flowed against with coolant.