HINTERGRUNDBACKGROUND
[Technisches Gebiet][Technical area]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine drehende elektrische Maschine, die in Fahrzeugen, wie zum Beispiel Personenkraftwagen und Lastkraftwagen, eingebaut ist.The present invention relates to a rotary electric machine installed in vehicles such as passenger cars and trucks.
[Verwandte Technik][Related Technology]
In der verwandten Technik gibt es eine fahrzeuginterne drehende elektrische Maschine mit einem Gehäuse, in dem durch Druckguss ein Kühlwasserweg gebildet ist (siehe beispielsweise die JP-A-2007-202234 ). In der JP-A-2007-202234 weist die drehende elektrische Maschine zwei geteilte zylindrische Gehäuse (Rahmen), das heißt ein erstes und ein zweites Gehäuse, die jeweils an einem axialen Ende einen Boden und an dem anderen axialen Ende eine Öffnung haben, auf. Das erste Gehäuse steht auf der Seite der jeweiligen Öffnungen mit dem zweiten Gehäuse in Berührung. An Innenperipherien des ersten und des zweiten Gehäuses ist ein drittes Gehäuse fixiert. Ein Stator ist innerhalb des dritten Gehäuses fixiert getragen. Ein Rotor ist innerhalb des Stators getragen. Ein Gleichrichter ist in dem Stator angebracht. Ein Kühlwasserweg ist zwischen einer Außenperipherie des dritten Gehäuses und Innenperipherien des ersten und des zweiten Gehäuses umfangsmäßig gebildet. Der Stator und der Gleichrichter sind durch ein Kühlwasser, das in dem Kühlweg zirkuliert, gekühlt.In the related art, there is an in-vehicle rotary electric machine having a housing in which a cooling water path is formed by die-casting (see, for example, US Pat JP-A-2007-202234 ). In JP-A-2007-202234, the rotary electric machine has two divided cylindrical housings (frames), that is, first and second housings each having a bottom at one axial end and an opening at the other axial end , The first housing is in contact with the second housing on the side of the respective openings. At Innenperipherien of the first and the second housing a third housing is fixed. A stator is carried fixed within the third housing. A rotor is carried inside the stator. A rectifier is mounted in the stator. A cooling water path is formed circumferentially between an outer periphery of the third housing and inner peripheries of the first and second housings. The stator and the rectifier are cooled by a cooling water circulating in the cooling path.
In der JP-A-2007-202234 ist der Gleichrichter durch ein Diodenelement einer Seite einer negativen Elektrode (auf das im Folgenden als ein „Element einer Seite einer negativen Elektrode” Bezug genommen ist) und ein Diodenelement einer Seite einer positiven Elektrode (auf das im Folgenden als ein „Element einer Seite einer positiven Elektrode” Bezug genommen ist) konfiguriert. Das Element einer Seite einer negativen Elektrode ist in dem zweiten Gehäuse angebracht und ist durch ein in dem Kühlwasserweg zirkulierendes Kühlwasser gekühlt. Das Element einer Seite einer positiven Elektrode ist über einen Isolator mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit in einer Kühlfinne bzw. -rippe, beabstandet von dem zweiten Gehäuse, fixiert und durch eine Kühlluft, die durch einen Kühllüfter eingeleitet wird, gekühlt, während über den Isolator zu dem zweiten Gehäuse Wärme übertragen wird.In the JP-A-2007-202234 That is, the rectifier is constituted by a diode element of one side of a negative electrode (hereinafter referred to as a "negative-electrode-side element") and a positive-electrode-side diode element (hereinafter referred to as an "element of one side of a positive electrode positive electrode "). The negative electrode side member is mounted in the second housing and cooled by cooling water circulating in the cooling water passage. The positive electrode side member is fixed via an insulator having a high thermal conductivity in a cooling fin, spaced from the second housing, and cooled by a cooling air introduced through a cooling fan while passing over the insulator Heat is transferred to the second housing.
Bei der vorhergehenden drehenden elektrischen Maschine, die das wassergekühlte Gehäuse (den Rahmen), das durch das Kühlwasser (das Kühlmittel) gekühlt ist, verwendet, strömt in dem Element einer Seite einer negativen Elektrode und in dem Element einer Seite einer positiven Elektrode der gleiche elektrische Strom. Eine Menge einer Wärmeerzeugung des Elements einer Seite einer negativen Elektrode wird als identisch zu derselben des zweiten Diodenelements betrachtet. Das Element einer Seite einer positiven Elektrode ist jedoch von dem zweiten Gehäuse, das durch das Kühlwasser gekühlt ist, getrennt platziert. Aufgrund dessen ist die Kühlleistung in dem Element einer Seite einer positiven Elektrode reduzierter als in dem Element einer Seite einer negativen Elektrode. Als ein Resultat kann die Temperatur des Elements einer Seite einer positiven Elektrode angehoben werden.In the foregoing rotary electric machine using the water-cooled casing (the frame) cooled by the cooling water (the refrigerant), the same electric flows in the element of one side of a negative electrode and in the side of a positive electrode Electricity. An amount of heat generation of the element of one side of a negative electrode is considered to be identical to that of the second diode element. However, the positive-electrode-side member is placed separately from the second housing cooled by the cooling water. Due to this, the cooling performance is reduced in the element of one side of a positive electrode than in the element of one side of a negative electrode. As a result, the temperature of the element of one side of a positive electrode can be raised.
Es kann zusätzlich kein belüftendes Fenster auf einer Außendurchmesserseite des Kühllüfters, der nahe der hinteren Seite des Rotors gelegen ist, vorgesehen sein, da das Gehäuse durch das Kühlwasser gekühlt ist. Aufgrund dessen verbleibt die eingeleitete Kühlluft in dem Gehäuse und kann nicht wirksam entladen werden. Eine Temperatur der Kühlluft, die in dem Gehäuse verbleibt, kann somit angehoben werden. Als ein Resultat kann die Temperatur des Rotors angehoben werden. Die in dem Gehäuse verbleibende Kühlluft kann insbesondere eine Verringerung des Luftströmungsvolumens der Kühlluft, die von außen zum Kühlen des Elements einer Seite einer positiven Elektrode eingeleitet wird, hervorrufen. Die Kühlleistung kann somit reduziert werden. Dies muss verbessert werden.In addition, since the housing is cooled by the cooling water, no venting window may be provided on an outer diameter side of the cooling fan located near the rear side of the rotor. Due to this, the introduced cooling air remains in the housing and can not be efficiently discharged. A temperature of the cooling air remaining in the housing can thus be raised. As a result, the temperature of the rotor can be raised. Specifically, the cooling air remaining in the housing can cause a reduction in the air flow volume of the cooling air introduced from outside to cool the member of one side of a positive electrode. The cooling capacity can thus be reduced. This needs to be improved.
KURZFASSUNGSHORT VERSION
Die vorliegende Offenbarung schafft eine drehende elektrische Maschine, die fähig ist, durch Verwenden eines wassergekühlten Rahmens, der durch ein Kühlmittel gekühlt ist, sowohl ein Element einer Seite einer negativen Elektrode als auch ein Element einer Seite einer positiven Elektrode zu kühlen.The present disclosure provides a rotary electric machine capable of cooling both a negative electrode side member and a positive electrode side member by using a water-cooled frame cooled by a coolant.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine drehende elektrische Maschine geschaffen, die einen Rotor, einen Stator, einen Leistungswandler und einen Rahmen aufweist. Der Stator ist gelegen, um zu dem Rotor gewandt zu sein, und weist eine Statorwicklung auf. Der Leistungswandler ist zwischen eine Batterie und die Statorwicklungen geschaltet und ist konfiguriert, um mindestens entweder einen ersten Wandlungsbetrieb oder einen zweiten Wandlungsbetrieb durchzuführen. Der erste Wandlungsbetrieb ist konfiguriert, um einen Wechselstrom, der in der Statorwicklung hervorgerufen bzw. induziert wird, in einen Gleichstrom zu wandeln und die Batterie mit dem gewandelten Gleichstrom zu versorgen. Der zweite Wandlungsbetrieb ist konfiguriert, um den Gleichstrom, mit dem von der Batterie versorgt wird, in einen Wechselstrom zu wandeln und die Statorwicklung mit dem gewandelten Wechselstrom zu versorgen. Der Rahmen trägt den Rotor und den Stator darin. Der Leistungswandler ist in dem Rahmen fixiert.According to one aspect of the present disclosure, there is provided a rotary electric machine having a rotor, a stator, a power converter, and a frame. The stator is located to face the rotor and has a stator winding. The power converter is connected between a battery and the stator windings and is configured to perform at least one of a first conversion operation and a second conversion operation. The first conversion operation is configured to convert an alternating current induced in the stator winding into a direct current and to supply the battery with the converted direct current. The second conversion operation is configured to convert the direct current supplied by the battery into an alternating current and to supply the stator winding with the converted alternating current. The frame carries the rotor and the stator in it. The power converter is fixed in the frame.
Der Rahmen weist einen Kühlmittelströmungsweg, in dem ein Kühlmittel strömt, um den Rahmen zu kühlen, auf. Der Leistungswandler weist ein Element einer Seite einer negativen Elektrode und ein Element einer Seite einer positiven Elektrode auf. Das Element einer Seite einer negativen Elektrode ist zwischen die Statorwicklung und einen Anschluss einer Seite einer negativen Elektrode der Batterie geschaltet. Das Element einer Seite einer positiven Elektrode ist zwischen die Statorwicklung und einen Anschluss einer Seite einer positiven Elektrode der Batterie geschaltet. Sowohl das Element einer Seite einer negativen Elektrode als auch das Element einer Seite einer positiven Elektrode haben ein Rahmenseitenende und ein Antirahmenseitenende, wobei das Rahmenseitenende mit einer axialen Endoberfläche des Rahmens direkt in Berührung ist oder über ein wärmestrahlendes Glied in einer indirekten Berührung damit ist. Das Antirahmenseitenende ist in einem Lüftungsweg für Kühlluft angeordnet.The frame has a coolant flow path in which a coolant flows to cool the frame. The power converter has a negative electrode side member and a positive electrode side member. The negative electrode side member is connected between the stator coil and a negative electrode side terminal of the battery. The positive-electrode-side element is connected between the stator winding and a positive-electrode-side terminal of the battery. Both the negative electrode side member and the positive electrode side member have a frame side end and an anti-frame side end, wherein the frame side end is in direct contact with an axial end surface of the frame or in indirect contact with a heat radiating member. The anti-frame side end is disposed in a ventilation path for cooling air.
Gemäß dieser Konfiguration ist ein Ende von sowohl den Elementen einer Seite einer negativen Elektrode als auch den Elementen einer Seite einer positiven Elektrode durch eine direkte oder indirekte Berührung mit dem wassergekühlten Rahmen, der durch das Kühlmittel gekühlt ist, gekühlt, und das andere Ende derselben ist durch die Kühlluft gekühlt. Somit können sowohl die Elemente einer Seite einer negativen Elektrode als auch die Elemente einer Seite einer positiven Elektrode wirksam gekühlt werden.According to this configuration, one end of each of the negative electrode side and the positive electrode side elements is cooled by direct or indirect contact with the water-cooled frame cooled by the coolant, and the other end thereof is cooled by the cooling air. Thus, both the elements of one side of a negative electrode and the elements of one side of a positive electrode can be effectively cooled.
Der Rahmen kann einen hinteren Abschnitt und einen vorderen Abschnitt aufweisen. Der Leistungswandler ist über die axiale Endoberfläche in dem hinteren Abschnitt angebracht. Ein Einlass-(Ansaug-)Fenster für Kühlluft ist in dem hinteren Abschnitt gebildet. Der vordere Abschnitt ist auf der dem hinteren Abschnitt gegenüberliegenden Seite gelegen. Ein Auslass-(Absaug-)Fenster für Kühlluft ist in dem vorderen Abschnitt gebildet.The frame may have a rear portion and a front portion. The power converter is mounted over the axial end surface in the rear section. An intake (intake) window for cooling air is formed in the rear portion. The front section is located on the opposite side of the rear section. An exhaust (exhaust) window for cooling air is formed in the front portion.
Der Rotor kann einen Kühllüfter, der an einer axialen Endoberfläche des Rotors angebracht ist, aufweisen. Der Kühllüfter dreht sich, um über den Lüftungsweg von dem Einlassfenster Kühlluft in den Rahmen einzuleiten und die eingeleitete Kühlluft aus dem Auslassfenster auszustoßen. Die Antirahmenseite von sowohl dem Element einer Seite einer negativen Elektrode als auch dem Element einer Seite einer positiven Elektrode ist in dem Lüftungsweg angeordnet.The rotor may include a cooling fan attached to an axial end surface of the rotor. The cooling fan rotates to introduce cooling air into the frame via the ventilation path from the inlet window and to discharge the introduced cooling air from the outlet window. The anti-frame side of each of the negative-electrode-side element and the positive-electrode-side element is disposed in the ventilation path.
Gemäß dieser Konfiguration kann verglichen mit einem Fall, bei dem die Kühlluft von sowohl dem hinteren Abschnitt als auch dem vorderen Abschnitt eingeleitet wird, eine Beeinträchtigung der Kühlluft verhindert werden, und eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit von Kühlluft kann dann unterdrückt werden, wodurch die Fähigkeit vorliegt, den Rotor wirksam zu drehen.According to this configuration, as compared with a case where the cooling air is introduced from both the rear portion and the front portion, deterioration of the cooling air can be prevented, and a reduction in the flow speed of cooling air can then be suppressed, whereby the ability exists. to effectively rotate the rotor.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann das Auslassfenster auf einer Außendurchmesserseite des vorderen Abschnitts gebildet sein. Gemäß dieser Konfiguration kann eine Kühlleistung aufgrund einer Kühlluft stärker verbessert werden.In the rotary electric machine, the outlet window may be formed on an outer diameter side of the front portion. According to this configuration, cooling performance due to cooling air can be more improved.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann die axiale Endoberfläche des Rotors auf einer Seite des hinteren Abschnitts eine erste axiale Endoberfläche aufweisen. Der Kühllüfter weist einen ersten Kühllüfter, der an der ersten axialen Endoberfläche angebracht ist, auf. Gemäß dieser Konfiguration kann eine Strömungsgeschwindigkeit einer Kühlluft, die aus den Auslassfenstern, die in dem vorderen Abschnitt angebracht sind, ausgestoßen wird, erhöht werden, und dann kann eine Kühlleistung aufgrund einer Kühlluft stärker verbessert werden.In the rotary electric machine, the axial end surface of the rotor may have a first axial end surface on a side of the rear portion. The cooling fan has a first cooling fan attached to the first axial end surface. According to this configuration, a flow velocity of cooling air discharged from the exhaust windows mounted in the front portion can be increased, and then a cooling performance due to a cooling air can be more improved.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann die axiale Endoberfläche des Rotors auf einer Seite des hinteren Abschnitts eine erste axiale Endoberfläche und auf einer Seite des vorderen Abschnitts eine zweite axiale Endoberfläche aufweisen. Der Kühllüfter weist einen ersten Kühllüfter, der an der ersten axialen Endoberfläche angebracht ist, und einen zweiten Kühllüfter, der an der zweiten axialen Endoberfläche angebracht ist, auf. Gemäß dieser Konfiguration kann die Strömungsgeschwindigkeit von Kühlluft stärker erhöht werden, und eine Kühlleistung aufgrund einer Kühlluft kann stärker verbessert werden.In the rotary electric machine, the axial end surface of the rotor may have a first axial end surface on one side of the rear portion and a second axial end surface on one side of the front portion. The cooling fan has a first cooling fan attached to the first axial end surface and a second cooling fan attached to the second axial end surface. According to this configuration, the flow speed of cooling air can be more increased, and cooling performance due to cooling air can be more improved.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann der erste Kühllüfter eine Blattform haben, die in eine Richtung, in der die Kühlluft zu dem vorderen Abschnitt gezogen wird, geneigt ist. Gemäß dieser Konfiguration kann die Strömungsgeschwindigkeit einer Kühlluft in der axialen Richtung erhöht werden, und dann kann die Kühlleistung stärker verbessert werden.In the rotary electric machine, the first cooling fan may have a blade shape inclined in a direction in which the cooling air is drawn to the front portion. According to this configuration, the flow velocity of cooling air in the axial direction can be increased, and then the cooling performance can be more improved.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann sowohl das Element einer Seite einer negativen Elektrode als auch das Element einer Seite einer positiven Elektrode mit einer wärmestrahlenden Finne bzw. Rippe versehen sein, die an dem Antirahmenseitenende gebildet ist. Gemäß dieser Konfiguration kann eine Wärmestrahlungsleistung des Elements einer Seite einer negativen Elektrode und des Elements einer Seite einer positiven Elektrode verbessert werden, und dann können diese Elemente durch eine Luftkühlung aufgrund der wärmestrahlenden Finne wirksamer gekühlt werden. In the rotary electric machine, both the negative electrode side member and the positive electrode side member may be provided with a heat radiating fin formed on the anti-frame side end. According to this configuration, heat radiation performance of the negative electrode side member and the positive electrode side member can be improved, and then these elements can be cooled more effectively by air cooling due to the heat radiating fin.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann die drehende elektrische Maschine ferner einen hinteren Deckel, der den Leistungswandler bedeckt, aufweisen. In dem hinteren Deckel ist auf einer Außendurchmesserseite in dem Antirahmenseitenende von sowohl dem Element einer Seite einer negativen Elektrode als auch dem Element einer Seite einer positiven Elektrode ein Einlassfenster gebildet. Das Einlassfenster ist konfiguriert, um ein Ende des Lüftungswegs zu bilden. Gemäß dieser Konfiguration können das Element einer Seite einer negativen Elektrode und das Element einer Seite einer positiven Elektrode vor einem Anstieg der Temperatur durch die Kühlluft, die von außerhalb des hinteren Deckels eingeleitet wird, gekühlt werden, und dann kann eine Luftkühlwirkung stärker gesteigert werden.In the rotary electric machine, the rotary electric machine may further include a rear lid covering the power converter. In the rear lid, an inlet window is formed on an outer diameter side in the anti-frame side end of each of the negative electrode side member and the positive electrode side member. The inlet window is configured to form an end of the ventilation path. According to this configuration, the negative electrode side member and a positive electrode member member can be cooled before the temperature of the cooling air introduced from outside the back cover increases, and then the air cooling effect can be increased more.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann die drehende elektrische Maschine ferner ein elektrisch isolierendes Glied, das zwischen dem Rahmen und mindestens entweder dem Element einer Seite einer negativen Elektrode und dem Element einer Seite einer positiven Elektrode eingeführt ist, aufweisen. Gemäß dieser Konfiguration können sowohl das Element einer Seite einer negativen Elektrode als auch das Element einer Seite einer positiven Elektrode mit dem Rahmen in einer direkten Berührung oder über das wärmestrahlende Glied, ohne dazwischen beabstandet zu sein, mit dem Rahmen in einer indirekten Berührung sein. Eine Wärme, die in den Elementen einer Seite einer negativen Elektrode und den Elementen einer Seite einer positiven Elektrode erzeugt wird, kann zu dem Rahmen übertragen werden. Als ein Resultat können diese Elemente wirksam gekühlt werden.In the rotary electric machine, the rotary electric machine may further include an electrically insulating member interposed between the frame and at least one of the negative electrode side member and the positive electrode side member. According to this configuration, both the negative electrode side member and the positive electrode side member can be in direct contact with the frame in a direct contact or over the heat radiating member without being spaced therebetween, with the frame in indirect contact. A heat generated in the elements of one side of a negative electrode and the elements of one side of a positive electrode may be transmitted to the frame. As a result, these elements can be effectively cooled.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann das Rahmenseitenende von sowohl dem Element einer Seite einer negativen Elektrode als auch dem Element einer Seite einer positiven Elektrode mit der axialen Endoberfläche des Rahmens in Berührung sein. Das wärmestrahlende Glied kann durch eine Sammelschiene konfiguriert sein, mit der sowohl das Element einer Seite einer negativen Elektrode als auch das Element einer Seite einer positiven Elektrode verbunden sind.In the rotary electric machine, the frame-side end of both the negative-electrode-side element and the positive-electrode-side element may be in contact with the axial end surface of the frame. The heat radiating member may be configured by a bus bar to which both the negative electrode side member and the positive electrode side member are connected.
Gemäß dieser Konfiguration besteht kein Bedarf, als eine diskrete Komponente ein wärmestrahlendes Glied hinzuzufügen, wodurch die Fähigkeit vorliegt, die Teilezahl und den Aufwand zu reduzieren. Das Element einer Seite einer negativen Elektrode und das Element einer Seite einer positiven Elektrode sind zusätzlich auf der Sammelschiene gelegen. Dies macht es möglich, den Leistungswandler ohne weiteres zusammenzubauen.According to this configuration, there is no need to add a heat radiating member as a discrete component, whereby there is the ability to reduce the number of parts and the cost. The negative electrode side member and the positive electrode side member are additionally located on the bus bar. This makes it possible to easily assemble the power converter.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann der Rotor eine Mehrzahl von Klauenpolen, die umfangsmäßig angeordnet sind, und einen Permanentmagneten, der zwischen umfangsmäßig benachbarten Klauenpolen angeordnet ist, aufweisen. Gemäß dieser Konfiguration kann der Permanentmagnet, der zwischen den Klauenpolen des Rotors vorgesehen ist, durch eine Kühlluft, die in einer Richtung von dem hinteren Abschnitt zu dem vorderen Abschnitt des Rahmens strömt, gekühlt werden. Dies macht es möglich, eine Entmagnetisierung des Permanentmagneten zu verhindern.In the rotary electric machine, the rotor may include a plurality of claw poles arranged circumferentially and a permanent magnet disposed between circumferentially adjacent claw poles. According to this configuration, the permanent magnet provided between the claw poles of the rotor can be cooled by a cooling air flowing in a direction from the rear portion to the front portion of the frame. This makes it possible to prevent demagnetization of the permanent magnet.
Bei der drehenden elektrischen Maschine kann die Statorwicklung durch eine Mehrzahl von Leiterelementen, die im Querschnitt eine viereckige Form haben, konfiguriert sein. Jedes der Leiterelemente ist über jeden Endabschnitt mit einem anderen verbunden. Gemäß dieser Konfiguration ist die Statorwicklung durch die Leitersegmente konfiguriert. Dies kann einen hohen Schichtungsfaktor und einen niedrigen Widerstand der Statorwicklung realisieren und kann eine Temperatur des Stators mit dem Rahmen, der durch das Kühlmittel gekühlt ist, verringern. Der Rotor kann somit hauptsächlich durch die Kühlluft wirksam gekühlt werden. Im Zusammenhang damit kann, wenn die drehende elektrische Maschine entworfen ist, um eine hohe Ausgangsleistung zu haben, eine Temperatur der jeweiligen Teile derselben ohne weiteres innerhalb eines Zulässigkeitsbereichs angepasst werden.In the rotary electric machine, the stator coil may be configured by a plurality of conductor elements having a quadrangular shape in cross section. Each of the conductor elements is connected to each other via each end section. According to this configuration, the stator winding is configured by the conductor segments. This can realize a high stratification factor and a low resistance of the stator winding and can reduce a temperature of the stator with the frame cooled by the coolant. The rotor can thus be effectively cooled mainly by the cooling air. In connection with this, when the rotary electric machine is designed to have a high output, a temperature of the respective parts thereof can be readily adjusted within an allowable range.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Es zeigen:Show it:
1 ein schematisches Diagramm, das eine drehende elektrische Maschine gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; 1 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a rotary electric machine according to an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
2 ein schematisches Diagramm, das einen Kühlmittelströmungsweg, der durch ein Mittelglied und ein hinteres Glied, die einen Rahmen von 1 konfigurieren, gebildet ist, darstellt; 2 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a coolant flow path defined by an intermediate member and a rear member forming a frame of FIG 1 configure, is formed, represents;
3 eine Draufsicht, die ein vorderes Glied, das den Rahmen von 1 konfiguriert, darstellt; 3 a plan view showing a front link, the frame of 1 configured, represents;
4A eine Draufsicht, die eine Blattform eines ersten Kühllüfters von 1 darstellt; 4A a plan view showing a leaf shape of a first cooling fan of 1 represents;
4B eine Draufsicht, die eine Blattform eines zweiten Kühllüfters von 1 darstellt; 4B a plan view of a leaf shape of a second cooling fan of 1 represents;
5 ein Schaltungsdiagramm, das die drehende elektrische Maschine, die ein Element einer Seite einer negativen Elektrode aufweist, von 1 darstellt; 5 12 is a circuit diagram showing the rotary electric machine having a negative electrode side member of FIG 1 represents;
6 eine Draufsicht, die eine Form eines Elements einer Seite einer negativen Elektrode, eines Elements einer Seite einer positiven Elektrode und eines wärmestrahlenden Glieds von 1 darstellt; 6 10 is a plan view showing a shape of a negative electrode side member, a positive electrode side member and a heat radiating member of 1 represents;
7 ein Draufsichtdiagramm, das eine Modifikation des Elements einer Seite einer negativen Elektrode und des Elements einer Seite einer positiven Elektrode von 1 darstellt; und 7 FIG. 12 is a plan view showing a modification of the negative electrode side member and the positive electrode side member of FIG 1 represents; and
8 ein schematisches Diagramm, das eine Modifikation der fahrzeuginternen drehenden elektrischen Maschine, bei der eine Position eines Absaugfensters in dem Rahmen von 1 gebildet ist, darstellt. 8th 12 is a schematic diagram showing a modification of the in-vehicle rotary electric machine in which a position of a suction window in the frame of FIG 1 is formed represents.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ist im Folgenden ein exemplarisches Ausführungsbeispiel, auf das die drehende elektrische Maschine der vorliegenden Erfindung angewendet ist, beschrieben.With reference to the accompanying drawings, an exemplary embodiment to which the rotary electric machine of the present invention is applied will be described below.
1 zeigt eine drehende elektrische Maschine 100 des exemplarischen Ausführungsbeispiels, die auf eine fahrzeuginterne drehende elektrische Maschine, die in einem Fahrzeug angebracht ist, angewendet ist. Wie in 1 gezeigt ist, weist diese drehende elektrische Maschine 100 einen Rahmen 1, einen Stator 2, einen Rotor 3, einen Leistungswandler 4, eine Bürsteneinheit 5, eine Steuereinheit 6, einen Drehungssensor 5, einen hinteren Deckel 8 und eine Riemenscheibe 9 auf. 1 shows a rotating electric machine 100 of the exemplary embodiment applied to an in-vehicle rotary electric machine mounted in a vehicle. As in 1 is shown, this revolving electric machine 100 a frame 1 , a stator 2 , a rotor 3 , a power converter 4 , a brush unit 5 , a control unit 6 , a rotation sensor 5 , a back cover 8th and a pulley 9 on.
Der Rahmen 1 trägt den Stator 2 und den Rotor 3 und ist durch drei geteilte Abschnitte, das heißt einen hinteren Abschnitt (hinteren Rahmen) 1A, einen mittleren Abschnitt (mittleren Rahmen) 1B und einen vorderen Abschnitt (vorderen Rahmen) 1C, konfiguriert. Der mittlere Abschnitt 1B ist durch ein zylindrisch geformtes Glied, das den Stator 2 aufweist, konfiguriert. Dieser mittlere Abschnitt 1B hat einen konkaven Abschnitt 11A, in dem ein Kühlmittelströmungsweg 11 gebildet ist. Der hintere Abschnitt 1A ist durch ein scheibenförmiges Glied, das eine hintere Seite (eine Antiriemenscheibenseite), die an einem axialen Endabschnitt des mittleren Rahmens 1B ist, schließt, konfiguriert. Bei dem mittleren Abschnitt 1B hat der Kühlmittelflussweg 11 an einem axialen Endabschnitt des mittleren Abschnitts 1B eine Öffnung. Auf beiden radialen Innen- und Außenseiten der Öffnung des Kühlmittelströmungswegs ist ein O-Ring 12 zum Behalten einer Luftdichtheit angeordnet. Der hintere Abschnitt 1A ist in Berührung mit dem O-Ring 12 und ist an dem mittleren Abschnitt 1B befestigt, wodurch eine Öffnungsfläche des konkaven Abschnitts 11A auf eine solche Weise blockiert ist, dass der Kühlmittelströmungsweg 11 gebildet ist. Der hintere Abschnitt 1A ist an einer axialen Endoberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des mittleren Abschnitts 1b mit dem Leistungswandler 4 versehen. Der hintere Abschnitt 1A ist ferner nahe der Innendurchmesserseite desselben mit einer Mehrzahl von Einlass-(Ansaug-)Fenstern (auf die im Folgenden als „erste Einlassfenster” Bezug genommen ist) 13 versehen. Durch die ersten Einlassfenster 13 wird eine Kühlluft in den Rahmen 1 eingeleitet.The frame 1 carries the stator 2 and the rotor 3 and is divided by three divided sections, that is a rear section (rear frame) 1A , a middle section (middle frame) 1B and a front section (front frame) 1C , configured. The middle section 1B is by a cylindrically shaped member, which is the stator 2 has, configured. This middle section 1B has a concave section 11A in which a coolant flow path 11 is formed. The rear section 1A is defined by a disk-shaped member, which is a rear side (an anti-belt pulley side), at an axial end portion of the middle frame 1B is, closes, configures. At the middle section 1B has the coolant flow path 11 at an axial end portion of the central portion 1B an opening. On both radially inner and outer sides of the opening of the coolant flow path is an O-ring 12 arranged to maintain airtightness. The rear section 1A is in contact with the O-ring 12 and is at the middle section 1B attached, creating an opening surface of the concave section 11A blocked in such a way that the coolant flow path 11 is formed. The rear section 1A is at an axial end surface on an opposite side of the middle portion 1b with the power converter 4 Mistake. The rear section 1A is also near the inside diameter side thereof with a plurality of inlet (suction) windows (hereinafter referred to as "first inlet windows") 13 Mistake. Through the first inlet windows 13 is a cooling air in the frame 1 initiated.
2 zeigt den Kühlmittelströmungsweg 11, der durch den mittleren Abschnitt 1B und den hinteren Abschnitt 1A gebildet ist. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Kühlmittelströmungsweg 11 gebildet, um im Querschnitt (horizontalen Schnitt) mit beiden Enden C-förmig zu sein, und ist mit einem Kühlmitteleinlass 11B, einem Kühlmittelauslass 11C und mit einer Kühlmittelrohrleitung 11D (siehe 1) versehen. Der Kühlmitteleinlass 11B ist bei einem Abschnitt des hinteren Abschnitts 1A, der einem Ende des Kühlmittelströmungswegs 11 entspricht, gelegen. Der Kühlmittelauslass 11C ist bei einem Abschnitt des hinteren Abschnitts 1A, der dem anderen Endes des Kühlmittelströmungsweges 11 entspricht, gelegen. Die Kühlmittelrohrleitung 11D (siehe 1) ist mit sowohl dem Kühlmitteleinlass 11B als auch mit dem Kühlmittelauslass 11C auf eine solche Weise verbunden, dass über den Kühlmitteleinlass 11B der Kühlmittelströmungsweg 11 von der Kühlmittelrohrleitung 11D mit einem Kühlmittel versorgt werden kann und dasselbe durch den Kühlmittelauslass 11C von dem Kühlmittelströmungsweg 11 entladen werden kann. Der Rahmen 1 wird somit durch das Kühlmittel, das in dem Kühlmittelströmungsweg 11 strömt, gekühlt. 2 shows the coolant flow path 11 passing through the middle section 1B and the back section 1A is formed. As in 2 is shown is the coolant flow path 11 formed to be C-shaped in cross-section (horizontal section) with both ends, and is provided with a coolant inlet 11B , a coolant outlet 11C and with a coolant pipeline 11D (please refer 1 ) Mistake. The coolant inlet 11B is at a section of the rear section 1A , the one end of the coolant flow path 11 corresponds, located. The coolant outlet 11C is at a section of the rear section 1A at the other end of the coolant flow path 11 corresponds, located. The coolant pipe 11D (please refer 1 ) is with both the coolant inlet 11B as well as with the coolant outlet 11C connected in such a way that via the coolant inlet 11B the coolant flow path 11 from the coolant piping 11D can be supplied with a coolant and the same through the coolant outlet 11C from the coolant flow path 11 can be unloaded. The frame 1 is thus due to the coolant flowing in the coolant flow path 11 flows, cooled.
Der vordere Abschnitt 1C ist durch ein scheibenförmiges Glied, das eine vordere Seite (Riemenscheibenseite), die der andere axiale Endabschnitt des mittleren Rahmens 1B ist, schließt, konfiguriert. Dieser vordere Abschnitt 1C ist hinsichtlich des Rotors 3 auf der gegenüberliegenden Seite des hinteren Abschnitts 1A gelegen und auf der Außendurchmesserseite desselben mit einer Mehrzahl von Auslass-(Absaug-)Fenstern 14 versehen. Durch die Auslassfenster 14 wird die Kühlluft aus dem Rahmen 1 ausgestoßen.The front section 1C is by a disk-shaped member, which is a front side (pulley side), which is the other axial end portion of the central frame 1B is, closes, configures. This front section 1C is with respect to the rotor 3 on the opposite side of the rear section 1A located and on the outer diameter side thereof with a plurality of outlet (suction) windows 14 Mistake. Through the outlet window 14 the cooling air is removed from the frame 1 pushed out.
3 zeigt den vorderen Rahmen 1C. Wie in 3 gezeigt ist, ist in dem Außendurchmesser-Seitenende des vorderen Abschnitts 1C die Mehrzahl von Auslassfenstern 14 durch eine Mehrzahl von Rippen 15, die sich in einer radialen Richtung erstrecken, definiert, die umfangsmäßig in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind. In 3 ist eine Erstreckungsrichtung der jeweiligen Rippen 15 auf die radiale Richtung eingestellt, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Diese Erstreckungsrichtung kann beispielsweise verschoben sein, um hinsichtlich der radialen Richtung in Zuordnung zu einer Ausstoßrichtung der Kühlluft geneigt zu sein. 3 shows the front frame 1C , As in 3 is shown in the outer diameter side end of the front portion 1C the majority of outlet windows 14 through a plurality of ribs 15 defined in a radial direction, which are arranged circumferentially at a predetermined interval. In 3 is an extension direction of the respective ribs 15 but not limited to the radial direction. This extension direction may be shifted, for example, to be inclined with respect to the radial direction in association with an ejection direction of the cooling air.
Der Stator 2 ist angeordnet, um zu dem Rotor gewandt zu sein, und ist mit einem Statorkern 21 und einer Statorwicklung 22, die in dem Statorkern 21 gewickelt ist, versehen. In dem Statorkern 21 ist beispielsweise eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Nuten in vorbestimmten Intervallen umfangsmäßig gebildet. Die Statorwicklung 22 ist aus einer Mehrzahl von U-förmigen Leitersegmenten, die im Querschnitt eine viereckige Form haben und aus einem geraden Abschnitt und einem Windungsabschnitt hergestellt sind, zusammengesetzt. Bei dem geraden Abschnitt ist jedes der Leitersegmente von einer axialen Endoberfläche des Statorkerns 21 in jede der Nuten des Statorkerns 22 eingeführt und springt von der anderen Endoberfläche des Statorkerns 21 durch Leitersegmente vor, um ein Vorsprungsende mit einer notwendigen axialen Länge zu erzeugen. Bei dem Windungsabschnitt ist das Vorsprungsende der jeweiligen Leitersegmente umfangsmäßig verdreht, sodass der äußerste Endabschnitt (der Fügeabschnitt) derselben in einer vorbestimmten Kombination durch Schweißen mit einem anderen verbunden ist. Die Mehrzahl von U-förmigen Leitersegmenten mit dem geraden Abschnitt und dem Windungsabschnitt ist somit miteinander verbunden, sodass die Statorwicklung 22 konfiguriert ist. The stator 2 is arranged to face the rotor, and is provided with a stator core 21 and a stator winding 22 in the stator core 21 is wound, provided. In the stator core 21 For example, a plurality of axially extending grooves are formed circumferentially at predetermined intervals. The stator winding 22 is composed of a plurality of U-shaped conductor segments having a quadrangular shape in cross section and made of a straight portion and a winding portion. In the straight portion, each of the conductor segments is from an axial end surface of the stator core 21 into each of the slots in the stator core 22 inserted and jumps from the other end surface of the stator core 21 through conductor segments to produce a projection end having a necessary axial length. In the winding portion, the projecting end of the respective conductor segments is circumferentially twisted, so that the outermost end portion (the joining portion) thereof is connected to another in a predetermined combination by welding. The plurality of U-shaped conductor segments having the straight portion and the winding portion are thus connected to each other, so that the stator winding 22 is configured.
Der Rotor 3 ist mit (i) zwei Polkernen (auf die im Folgenden als ein „erster und ein zweiter Polkern” Bezug genommen ist) 31 und 32, die als ein Feldpol verwendet sind und einen Klauenpolabschnitt aufweisen, (ii) einer Feldwicklung 33, die den ersten und den zweiten Polkern 21 und 32 magnetisiert, (iii) einer drehenden Welle 34, (iv) einem Permanentmagneten 35, der zwischen Klauenpolenabschnitten der umfangsmäßig benachbarten Polkerne 31 und 32 angeordnet ist und einen Streufluss, der dazwischen erzeugt wird, reduziert, und (v) zwei Kühllüftern (auf die im Folgenden als ein „erster und ein zweiter Kühllüfter” Bezug genommen ist) 36 und 37, die an einer axialen Endoberfläche der jeweiligen ersten und zweiten Polkerne 31 und 32 angebracht sind, versehen. Dieser Rotor 37 ist durch ein Paar von Lager, die in einer Lagerhülle, die in sowohl dem mittleren Abschnitt 1B als auch dem vorderen Abschnitt 1C des Rahmens 1 vorgesehen ist, untergebracht sind, drehbar getragen. An einem vorderen Ende der drehenden Welle 34 ist durch eine Mutter eine Riemenscheibe 9 fixiert. Ein Paar von Schleifringen ist an einem hinteren Ende der drehenden Welle 34, das außerhalb des hinteren Abschnitts 1A des Rahmens 1 gelegen ist, vorgesehen. Diese Schleifringe sind mit allen Enden der Feldwicklung 33 verbunden und sind mit einem Paar von Bürsten, die auf eine gleitfähige Art und Weise in der Bürsteneinheit 5 vorgesehen sind, in Berührung. Diese Schleifringe werden von der Steuereinheit 6 mit einem Erregungsstrom versorgt.The rotor 3 is (i) two pole cores (hereinafter referred to as a "first and a second pole core") 31 and 32 used as a field pole and having a claw pole portion, (ii) a field winding 33 , the first and the second pole core 21 and 32 magnetized, (iii) a rotating shaft 34 , (iv) a permanent magnet 35 between the claw pole portions of the circumferentially adjacent pole cores 31 and 32 and (v) two cooling fans (hereinafter referred to as a "first and a second cooling fans") are reduced and a leakage flux generated therebetween is reduced; 36 and 37 at an axial end surface of the respective first and second pole cores 31 and 32 are attached provided. This rotor 37 is characterized by a pair of bearings, which are in a bearing sleeve, in both the middle section 1B as well as the front section 1C of the frame 1 is provided, are housed, rotatably supported. At a front end of the rotating shaft 34 is a pulley through a nut 9 fixed. A pair of slip rings are at a rear end of the rotating shaft 34 that is outside the back section 1A of the frame 1 is located. These slip rings are with all ends of the field winding 33 connected and connected to a pair of brushes, which in a lubricious manner in the brush unit 5 are intended to come into contact. These slip rings are from the control unit 6 supplied with an excitation current.
4A und 4B zeigen eine Blattform des ersten und des zweiten Kühllüfters 36 und 37. 4A. zeigt eine Blattform des ersten Kühllüfters 36, der auf der Seite des vorderen Abschnitts 1C angebracht ist. 4B zeigt eine Blattform des zweiten Kühllüfters 37, der auf der Seite des hinteren Abschnitts 1A angebracht ist. 4A and 4B show a leaf shape of the first and second cooling fans 36 and 37 , 4A , shows a leaf shape of the first cooling fan 36 standing on the side of the front section 1C is appropriate. 4B shows a leaf shape of the second cooling fan 37 on the side of the back section 1A is appropriate.
Der erste Kühllüfter 36 auf der Seite des vorderen Abschnitts 1C, der in 4A gezeigt ist, ist durch Pressen eines Plattenmaterials, wie zum Beispiel einer Eisenplatte, in Formen gebildet. Der erste Kühllüfter 36 weist (i) eine Basis 36A, die parallel zu einer axialen Endoberfläche des Polkerns 31 ist, und (ii) ein Blatt 36B, das durch Einschneiden (Schneiden und Biegen) eines Teils der Basis 36A gebildet ist, auf. Ein Winkel des Einschneidens des Blatts 36B (ein Winkel zwischen der Basis 34 und dem Blatt 36B) ist eingestellt, um größer als 90 Grad zu sein.The first cooling fan 36 on the side of the front section 1C who in 4A is formed by pressing a plate material such as an iron plate into molds. The first cooling fan 36 has (i) a base 36A parallel to an axial end surface of the pole core 31 is, and (ii) a leaf 36B By cutting (cutting and bending) part of the base 36A is formed on. An angle of incision of the leaf 36B (an angle between the base 34 and the leaf 36B ) is set to be greater than 90 degrees.
In der verwandten Technik gibt es eine fahrzeuginterne drehende elektrische Maschine, die einen Diagonalströmungs- bzw. Schraubenradlüfter verwendet, bei dem der Winkel des vorhergehenden Einschneidens desselben eingestellt ist, um kleiner als 90 Grad zu sein. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Neigungsrichtung des ersten Kühllüfters 36 zu derselben des Diagonalströmungslüfters entgegengesetzt.In the related art, there is an in-vehicle rotary electric machine which employs a diagonal-flow fan-type fan in which the angle of the previous cut-in thereof is set to be smaller than 90 degrees. In the present embodiment, a tilting direction of the first cooling fan 36 opposite to the same of the diagonal flow fan.
Auf den ersten Kühllüfter 36 ist ferner als ein „Inversdiagonalströmungslüfter” Bezug genommen. Durch den ersten Kühllüfter 36 wird während einer Drehung desselben eine Kühlluft zu der Mehrzahl von Auslassfenstern 14 des vorderen Abschnitts 1C des Rahmens 1 gedrückt.On the first cooling fan 36 is also referred to as an "inverse diagonal flow fan". Through the first cooling fan 36 during a rotation thereof, a cooling air becomes the plurality of exhaust windows 14 of the front section 1C of the frame 1 pressed.
Auf eine ähnliche Weise ist der zweite Kühllüfter 37 auf der Seite des hinteren Abschnitts 1A durch Pressen eines Plattenmaterials, wie zum Beispiel einer Eisenplatte, in Formen gebildet. Der zweite Kühllüfter 37 weist (i) eine Basis 37A, die parallel zu einer axialen Endoberfläche des Polkerns 31 ist, und (ii) ein Blatt 37B, das durch Einschneiden (Schneiden und Biegen) eines Teils der Basis 36A gebildet ist, auf. Ein Winkel des Einschneidens des Blatts 37B (ein Winkel zwischen der Basis 34 und dem Blatt 36B) ist eingestellt, um kleiner als 90 Grad zu sein. Als der zweite Kühllüfter 37 ist somit der Diagonalströmungslüfter verwendet, ist jedoch nicht darauf begrenzt, ein Zentrifugallüfter, bei dem ein Winkel eines Einschneidens des Blatts auf 90 Grad eingestellt ist, kann beispielsweise verwendet sein.In a similar way, the second cooling fan 37 on the side of the rear section 1A by pressing a plate material, such as an iron plate, into molds. The second cooling fan 37 has (i) a base 37A parallel to an axial end surface of the pole core 31 is, and (ii) a leaf 37B By cutting (cutting and bending) part of the base 36A is formed on. An angle of incision of the leaf 37B (an angle between the base 34 and the leaf 36B ) is set to be less than 90 degrees. As the second cooling fan 37 Thus, the diagonal flow fan is used but not limited to, a centrifugal fan in which an angle of cutting the blade is set at 90 degrees may be used, for example.
Der Leistungswandler 4 ist mit der Statorwicklung 22 verbunden und führt mindestens entweder einen Leistungserzeugungsbetrieb (einen ersten Wandlungsbetrieb) oder einen Motorbetrieb (zweiten Wandlungsbetrieb) durch. Bei dem Leistungserzeugungsbetrieb wandelt der Leistungswandler 4 eine elektromotorische Kraft eines Wechselstroms (AC; AC = alternating current), die in der Statorwicklung 22 induziert wird, in einen Gleichstrom (DC; DC = direct current) und versorgt eine Batterie (nicht gezeigt), die in dem Fahrzeug angebracht ist, mit dem gewandelten Gleichstrom. Bei dem Motorbetrieb wandelt der Leistungswandler 4 die Gleichstromleistung, mit der von der Batterie versorgt wird, in einen Wechselstrom und versorgt die Statorwicklung 22 mit dem gewandelten Wechselstrom.The power converter 4 is with the stator winding 22 and performs at least one of a power generation operation (a first conversion operation) and a motor operation (a second conversion operation). In which Power generation operation converts the power converter 4 an electromotive force of an alternating current (AC) in the stator winding 22 is fed into a direct current (DC) and supplies a converted battery (not shown) mounted in the vehicle with the converted direct current. During engine operation, the power converter converts 4 the DC power supplied by the battery into an alternating current and supplies the stator winding 22 with the converted alternating current.
5 zeigt die fahrzeuginterne drehende elektrische Maschine 100, die den Leistungswandler 4 aufweist. Wie in 5 gezeigt ist, weist der Leistungswandler 4 zwei Sätze von Brückenschaltungen (auf die im Folgenden als „eine erste und eine zweite Brückenschaltung” Bezug genommen ist) 4A und 4B auf. Die Statorwicklung 22 weist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Sätze von Dreiphasenwicklungen (auf die im Folgenden als „eine erste und eine zweite Dreiphasenwicklung” Bezug genommen ist) 22A und 22B auf, wobei jede Phasenwicklung mit einer anderen durch eine Y-Schaltung verbunden ist. Jede Phasenwicklung der jeweiligen Dreiphasenwicklungen 22A und 22b ist um einen vorbestimmten elektrischen Winkel verschoben und gemeinsam um den Statorkern 21 gewickelt. Die erste Dreiphasenwicklung 22A ist mit der ersten Brückenschaltung 4A verbunden. Die zweite Dreiphasenwicklung 22B ist mit der zweiten Brückenschaltung 4B verbunden. 5 shows the in-vehicle rotating electric machine 100 that the power converter 4 having. As in 5 is shown, the power converter points 4 two sets of bridge circuits (hereinafter referred to as "first and second bridge circuits") 4A and 4B on. The stator winding 22 in the present embodiment, has two sets of three-phase windings (hereinafter referred to as "first and second three-phase windings") 22A and 22B wherein each phase winding is connected to another through a Y-circuit. Each phase winding of the respective three-phase windings 22A and 22b is shifted by a predetermined electrical angle and together around the stator core 21 wound. The first three-phase winding 22A is with the first bridge circuit 4A connected. The second three-phase winding 22B is with the second bridge circuit 4B connected.
Die erste Brückenschaltung 4A weist drei Sätze eines Paars eines Elements 40A einer Seite einer negativen Elektrode und eines Elements 42A einer Seite einer positiven Elektrode, die mit jeder Phasenwicklung der ersten Dreiphasenwicklung 22A verbunden sind, auf.The first bridge circuit 4A has three sentences of a pair of an element 40A one side of a negative electrode and an element 42A one side of a positive electrode connected to each phase winding of the first three-phase winding 22A are connected to.
Das Element 40A einer Seite einer negativen Elektrode ist durch beispielsweise einen Metall-Oxid-Halbleiter-(MOS-)Transistor konfiguriert und zwischen eine Phasenwicklung der ersten Dreiphasenwicklung 22A und einen Anschluss einer Seite einer negativen Elektrode der Batterie geschaltet. Zwischen einer Source und einer Drain des MOS-Transistors ist eine Diode derart parallel geschaltet, dass eine Anode der Diode zu der Seite des Anschlusses einer Seite einer negativen Elektrode der Batterie gerichtet ist. Diese Diode ist durch eine parasitäre Diode (Körperdiode) des MOS-Transistors realisiert, kann jedoch durch Verwenden einer Diode als eine diskrete Komponente, die zu dem MOS-Transistor parallel geschaltet ist, konfiguriert sein.The element 40A one side of a negative electrode is configured by, for example, a metal-oxide-semiconductor (MOS) transistor and between a phase winding of the first three-phase winding 22A and a terminal of one side of a negative electrode of the battery is switched. Between a source and a drain of the MOS transistor, a diode is connected in parallel such that an anode of the diode is directed to the side of the terminal of one side of a negative electrode of the battery. This diode is realized by a parasitic diode (body diode) of the MOS transistor, but may be configured by using a diode as a discrete component connected in parallel with the MOS transistor.
Das Element 42A einer Seite einer positiven Elektrode ist durch beispielsweise einen MOS-Transistor konfiguriert und zwischen eine Phasenwicklung der ersten Dreiphasenwicklung 22A und einen Anschluss einer Seite einer positiven Elektrode der Batterie geschaltet. Zwischen einer Source und einer Drain des MOS-Transistors ist eine Diode derart parallel geschaltet, dass eine Kathode der Diode zu der Seite des Anschlusses einer Seite einer positiven Elektrode der Batterie gerichtet ist. Diese Diode ist durch eine parasitäre Diode (Körperdiode) des MOS-Transistors realisiert, kann jedoch durch Verwenden einer Diode als eine diskrete Komponente, die zu dem MOS-Transistor parallel geschaltet ist, konfiguriert sein.The element 42A one side of a positive electrode is configured by, for example, a MOS transistor and between a phase winding of the first three-phase winding 22A and a terminal of one side of a positive electrode of the battery is switched. Between a source and a drain of the MOS transistor, a diode is connected in parallel such that a cathode of the diode is directed to the side of the terminal of a positive electrode side of the battery. This diode is realized by a parasitic diode (body diode) of the MOS transistor, but may be configured by using a diode as a discrete component connected in parallel with the MOS transistor.
Die zweite Brückenschaltung 4B weist drei Sätze eines Paars eines Elements 40B einer Seite einer negativen Elektrode und eines Elements 42B einer Seite einer positiven Elektrode, die mit jeder Phasenwicklung der zweiten Dreiphasenwicklung 22B verbunden sind, auf. Diese zweite Brückenschaltung 4B hat die gleiche Konfiguration wie die erste Brückenschaltung 4A und ihre detaillierte Beschreibung ist weggelassen.The second bridge circuit 4B has three sentences of a pair of an element 40B one side of a negative electrode and an element 42B one side of a positive electrode connected to each phase winding of the second three-phase winding 22B are connected to. This second bridge circuit 4B has the same configuration as the first bridge circuit 4A and their detailed description is omitted.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die fahrzeuginterne drehende elektrische Maschine 100 durch Kombinieren von zwei Dreiphasenwicklungen 22A und 22B mit zwei Brückenschaltungen 4A und 4B konfiguriert, und kann durch Kombinieren von einer Dreiphasenwicklung mit einer Brückenschaltung oder durch Kombinieren von drei oder mehr Dreiphasenwicklungen mit drei oder mehr Brückenschaltungen konfiguriert sein. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Dreiphasenwicklung verwendet, es kann jedoch eine Mehrphasenwicklung, die eine andere Zahl von Phasen als drei verwendet, verwendet sein. In diesem Fall kann die Zahl von Sätzen eines Paars eines Elements einer Seite einer negativen Elektrode und eines Elements einer Seite einer positiven Elektrode in Zuordnung zu der Zahl von Phasen der Mehrphasenwicklung geändert sein. Die Dreiphasenwicklung verwendet eine Y-Schaltung, ist jedoch nicht darauf begrenzt, kann zum Beispiel eine Δ-Schaltung verwenden.In the present embodiment, the in-vehicle rotary electric machine is 100 by combining two three-phase windings 22A and 22B with two bridge circuits 4A and 4B and configured by combining a three-phase winding with a bridge circuit or by combining three or more three-phase windings with three or more bridge circuits. In the present embodiment, the three-phase winding is used, but a multi-phase winding using a number of phases other than three may be used. In this case, the number of sets of a pair of one element of one side of a negative electrode and one element of a side of a positive electrode may be changed in association with the number of phases of the multi-phase winding. The three-phase winding uses, but is not limited to, a Y-circuit, for example, may use a Δ-circuit.
In 5. sind drei Kondensatoren 24, 26 und 28 verwendet, um ein Schaltrauschen, das erzeugt wird, wenn die Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und die Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode ein- und ausgeschaltet werden, zu eliminieren oder zu reduzieren. In 5 sind drei Kondensatoren 24, 26 und 28 verwendet, die Zahl der Kondensatoren kann jedoch abhängig von einer Leistung eines Schaltrauschens beliebig geändert sein. Wenn die Leistung des Schaltrauschens ohne die Kondensatoren 24, 26 und 28 innerhalb eines akzeptablen Bereichs ist, können diese Kondensatoren weggelassen sein.In 5 , are three capacitors 24 . 26 and 28 used to generate a switching noise that is generated when the elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode on and off, eliminate or reduce. In 5 are three capacitors 24 . 26 and 28 however, the number of capacitors may be changed arbitrarily depending on a power of a switching noise. If the power of the switching noise without the capacitors 24 . 26 and 28 is within an acceptable range, these capacitors may be omitted.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie in 1 gezeigt ist, jedes der Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und der Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode auf eine solche Weise angebracht, dass (i) ihre Rahmenseitenendabschnitte mit der axialen Endoberfläche des hinteren Abschnitts 1A des Rahmens 1 über ein wärmestrahlendes Glied 44 in Berührung sind, und (ii) ihre Antirahmenseitenendabschnitte in einem Lüftungsweg W für eine Kühlluft freigelegt sind.In the present embodiment, as in FIG 1 shown is each of the elements 40A . 40B one side of a negative electrode and of the elements 42A . 42B a side of a positive electrode mounted in such a manner that (i) its frame side end portions with the axial end surface of the rear portion 1A of the frame 1 over a heat radiating member 44 and (ii) their anti-frame side end portions are exposed in a ventilation path W for a cooling air.
6 zeigt eine detaillierte Form der Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode, der Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode und des wärmestrahlenden Glieds 44. In 6 weist die erste Brückenschaltung 4A sechs Elemente 40A einer Seite einer negativen Elektrode, sechs Elemente 42A einer Seite einer positiven Elektrode und fünf Sammelschienen (auf die im Folgenden als „eine erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Sammelschiene” Bezug genommen ist) 46A, 46B, 46C, 46D und 46E auf. Die erste Sammelschiene 46A ist mit einer Source der jeweiligen Elemente 40A einer Seite einer negativen Elektrode gemeinsam verbunden. Die zweite Sammelschiene 46B ist mit einer Drain der jeweiligen Elemente 42A einer Seite einer positiven Elektrode gemeinsam verbunden. Die dritte, vierte und fünfte Sammelschiene 46C, 46D und 46E sind mit jeder Phasenwicklung der Dreiphasenwicklung 22A einzeln verbunden. 6 shows a detailed form of the elements 40A . 40B one side of a negative electrode, the elements 42A . 42B one side of a positive electrode and the heat radiating member 44 , In 6 indicates the first bridge circuit 4A six elements 40A one side of a negative electrode, six elements 42A one side of a positive electrode and five bus bars (hereinafter referred to as "first, second, third, fourth and fifth bus bars") 46A . 46B . 46C . 46D and 46E on. The first busbar 46A is with a source of the respective elements 40A one side of a negative electrode connected together. The second busbar 46B is with a drain of the respective elements 42A one side of a positive electrode connected together. The third, fourth and fifth busbars 46C . 46D and 46E are with each phase winding of the three-phase winding 22A individually connected.
In 5 sind ein Element 40A einer Seite einer negativen Elektrode und ein Element 42A einer Seite einer positiven Elektrode mit jeder Phasenwicklung der Dreiphasenwicklung 22A verbunden gezeigt. In 6 sind sowohl das Element 40A einer Seite einer negativen Elektrode als auch das Element 42A einer Seite einer positiven Elektrode durch zwei MOS-Transistoren, die einzeln verpackt sind, realisiert. Dies ist genau so wie bei der Brückenschaltung 4B. Als ein Ersatz für zwei MOS-Transistoren kann ein MOS-Transistor mit einem großen Nennstrom verwendet sein.In 5 are an element 40A one side of a negative electrode and one element 42A one side of a positive electrode with each phase winding of the three-phase winding 22A shown connected. In 6 are both the element 40A one side of a negative electrode as well as the element 42A one side of a positive electrode realized by two MOS transistors which are individually packaged. This is exactly like the bridge circuit 4B , As a substitute for two MOS transistors, a MOS transistor having a large rated current may be used.
Die erste Sammelschiene 46A ist als eine Verdrahtung zum Verbinden mit dem Anschluss einer Seite einer negativen Elektrode der Batterie verwendet und ist durch beispielsweise eine Kupferplatte mit einem niedrigen Widerstand und einer hohen thermischen Leitfähigkeit konfiguriert. Die zweite Sammelschiene 46B ist als eine Verdrahtung zum Verbinden mit dem Anschluss einer Seite einer positiven Elektrode der Batterie verwendet und durch beispielsweise eine Kupferplatte mit einem niedrigen Widerstand und einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie bei der ersten Sammelschiene 46A konfiguriert. Die dritte Sammelschiene 46C ist als eine Verdrahtung zum Verbinden (a) eines Endes einer U-Phasenwicklung, die die Dreiphasenwicklung 22A aufweist, und (b) des Elements 40A einer Seite einer negativen Elektrode und des Elements 42A einer Seite einer positiven Elektrode verwendet. Die vierte Sammelschiene 46D ist als eine Verdrahtung zum Verbinden (a) eines Endes einer V-Phasenwicklung, die die Dreiphasenwicklung 22A aufweist, und (b) des Elements 40A einer Seite einer negativen Elektrode und des Elements 42A einer Seite einer positiven Elektrode verwendet. Die fünfte Sammelschiene 46E ist als eine Verdrahtung zum Verbinden (a) eines Endes einer W-Phasenwicklung, die die Dreiphasenwicklung 22A aufweist, und (b) des Elements 40A einer Seite einer negativen Elektrode und des Elements 42A einer Seite einer positiven Elektrode verwendet. Jede der dritten bis fünften Sammelschienen 46C bis 46E ist durch beispielsweise eine Kupferplatte mit einem niedrigen Widerstand und einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie bei der ersten Sammelschiene 46A konfiguriert.The first busbar 46A is used as a wiring for connecting to the terminal of one side of a negative electrode of the battery and is configured by, for example, a copper plate having a low resistance and a high thermal conductivity. The second busbar 46B is used as a wiring for connecting to the terminal of a positive electrode side of the battery and, for example, a copper plate having a low resistance and a high thermal conductivity as in the first busbar 46A configured. The third busbar 46C is as a wiring for connecting (a) one end of a U-phase winding, which is the three-phase winding 22A and (b) the element 40A one side of a negative electrode and the element 42A one side of a positive electrode used. The fourth busbar 46D is as a wiring for connecting (a) one end of a V-phase winding, which is the three-phase winding 22A and (b) the element 40A one side of a negative electrode and the element 42A one side of a positive electrode used. The fifth busbar 46E is as a wiring for connecting (a) one end of a W-phase winding, which is the three-phase winding 22A and (b) the element 40A one side of a negative electrode and the element 42A one side of a positive electrode used. Each of the third to fifth busbars 46C to 46E is by, for example, a copper plate with a low resistance and a high thermal conductivity as in the first busbar 46A configured.
In 6 weist die zweite Brückenschaltung 4B sechs Elemente 40B einer Seite einer negativen Elektrode, sechs Elemente 42B einer Seite einer positiven Elektrode und fünf Sammelschienen (auf die im Folgenden als „erste, zweite, sechste, siebte und achte Sammelschiene” Bezug genommen ist) 46A, 46B und 46F bis 46H auf. Die erste Sammelschiene 46A ist gemeinsam mit einer Source der jeweiligen Elemente 40B einer Seite einer negativen Elektrode verbunden. Die zweite Sammelschiene 46B ist gemeinsam mit einer Drain der jeweiligen Elemente 42B einer Seite einer positiven Elektrode verbunden. Die sechsten, siebten und achten Sammelschienen 46F, 46G und 46H sind mit jeder Phasenwicklung der Dreiphasenwicklung 22B einzeln verbunden.In 6 has the second bridge circuit 4B six elements 40B one side of a negative electrode, six elements 42B one side of a positive electrode and five bus bars (hereinafter referred to as "first, second, sixth, seventh and eighth bus bars") 46A . 46B and 46F to 46H on. The first busbar 46A is in common with a source of the respective elements 40B connected to one side of a negative electrode. The second busbar 46B is common with a drain of the respective elements 42B connected to one side of a positive electrode. The sixth, seventh and eighth busbars 46F . 46G and 46H are with each phase winding of the three-phase winding 22B individually connected.
Die erste Sammelschiene 46A ist als eine Verdrahtung zum Verbinden mit dem Anschluss einer Seite einer negativen Elektrode der Batterie verwendet. Die zweite Sammelschiene 46B ist als eine Verdrahtung zum Verbinden des Anschlusses einer Seite einer positiven Elektrode der Batterie verwendet. In 6 ist die zweite Sammelschiene 46B als eine gemeinsame Komponente in der ersten und der zweiten Brückenschaltung 4A und 4B verwendet, kann jedoch als eine diskrete geteilte Komponente in der ersten und der zweiten Brückenschaltung 4A und 4B verwendet sein.The first busbar 46A is used as a wiring for connecting to the terminal of one side of a negative electrode of the battery. The second busbar 46B is used as a wiring for connecting the terminal of one side of a positive electrode of the battery. In 6 is the second busbar 46B as a common component in the first and second bridge circuits 4A and 4B however, may be used as a discrete divided component in the first and second bridge circuits 4A and 4B be used.
Die sechste Sammelschiene 46F ist als eine Verdrahtung zum Verbinden (a) eines Endes einer X-Phasenwicklung, die die Dreiphasenwicklung 22B aufweist, und (b) des Elements 40B einer Seite einer negativen Elektrode und des Elements 42B einer Seite einer positiven Elektrode verwendet. Die siebte Sammelschiene 46G ist als eine Verdrahtung zum Verbinden (a) eines Endes einer Y-Phasenwicklung, die die Dreiphasenwicklung 22B aufweist, und (b) des Elements 40B einer Seite einer negativen Elektrode und des Elements 42B einer Seite einer positiven Elektrode verwendet. Die achte Sammelschiene 46H ist als eine Verdrahtung zum Verbinden (a) eines Endes einer Z-Phasenwicklung, die die Dreiphasenwicklung 22A aufweist, und (b) des Elements 40B einer Seite einer negativen Elektrode und des Elements 42B einer Seite einer positiven Elektrode verwendet. Jede der sechsten bis achten Sammelschienen 46F bis 48H ist durch beispielsweise eine Kupferplatte mit einem niedrigen Widerstand und einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie bei den dritten bis fünften Sammelschienen 46C bis 46E konfiguriert.The sixth busbar 46F is as a wiring for connecting (a) one end of an X-phase winding, which is the three-phase winding 22B and (b) the element 40B one side of a negative electrode and the element 42B one side of a positive electrode used. The seventh busbar 46G is as a wiring for connecting (a) one end of a Y-phase winding, which is the three-phase winding 22B and (b) the element 40B one side of a negative electrode and the element 42B one side of a positive electrode used. The eighth busbar 46H is as a wiring for connecting (a) one end of a Z-phase winding, the Three-phase winding 22A and (b) the element 40B one side of a negative electrode and the element 42B one side of a positive electrode used. Each of the sixth to eighth busbars 46F to 48H is by, for example, a copper plate with a low resistance and a high thermal conductivity as in the third to fifth bus bars 46C to 46E configured.
Wie in 6 gezeigt ist, ist die zweite Sammelschiene 46B auf der unteren Seite der Elemente 42A und 42B einer Seite einer positiven Elektrode gelegen. Die dritten bis achten Sammelschienen 46C bis 46H sind auf der unteren Seite der Elemente 40A und 40B einer Seite einer negativen Elektrode gelegen. Diese Sammelschienen 46B bis 46H funktionieren als das wärmestrahlende Glied 44, sind zwischen den (a) Elementen 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und den Elementen 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode und (b) dem hinteren Abschnitt 1A des Rahmens 1 gelegen, wodurch die Fähigkeit vorliegt, dazwischen Wärme wirksam zu übertragen.As in 6 is shown is the second busbar 46B on the lower side of the elements 42A and 42B one side of a positive electrode. The third to eighth busbars 46C to 46H are on the lower side of the elements 40A and 40B located on one side of a negative electrode. These busbars 46B to 46H work as the heat-radiating limb 44 , are between the (a) elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode and (b) the rear portion 1A of the frame 1 which provides the ability to effectively transfer heat therebetween.
Der hintere Abschnitt 1A konfiguriert allgemein eine Körpermasse und ist mit dem Anschluss einer Seite einer negativen Elektrode der Batterie verbunden. Der hintere Abschnitt 1A und die vorhergehenden Sammelschienen 46B bis 46H unterscheiden sich untereinander hinsichtlich des Potenzials. Aufgrund dessen ist eine isolierende Folie 48 (siehe 6), die als ein elektrisch isolierendes Glied wirkt, zwischen dem hinteren Abschnitt 1A und den vorhergehenden Sammelschienen 46B bis 46H eingeführt. Durch diese isolierende Folie 48 wird der Leistungswandler 4 in dem hinteren Abschnitt 1A des Rahmens 1 zusammengebaut.The rear section 1A generally configures a body mass and is connected to the terminal of one side of a negative electrode of the battery. The rear section 1A and the previous busbars 46B to 46H differ among themselves in terms of potential. Because of this is an insulating film 48 (please refer 6 ) acting as an electrically insulating member between the rear portion 1A and the previous busbars 46B to 46H introduced. Through this insulating foil 48 becomes the power converter 4 in the back section 1A of the frame 1 assembled.
Jeder der MOS-Transistoren, die jedes der Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und der Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode konfigurieren, hat eine Wärmesenke 49 (siehe 1), die durch eine Metallplatte, wie zum Beispiel eine Kupferplatte, gebildet ist. Diese Wärmesenke 49 ist in einer Berührung mit einer Oberfläche der jeweiligen Sammelschienen 46B bis 48H wirkend als das wärmestrahlende Glied 44 befestigt.Each of the MOS transistors, each of the elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode has a heat sink 49 (please refer 1 ) formed by a metal plate such as a copper plate. This heat sink 49 is in contact with a surface of the respective busbars 46B to 48H acting as the heat radiating limb 44 attached.
Die Steuereinheit 6 steuert einen Erregungsstrom, mit dem die Feldwicklung 33 des Rotors 3 über die Bürsteneinheit 5 versorgt ist, und führt eine Ein-/Aus-Steuerung der Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und der Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode, die in der Steuereinheit 6 vorgesehen sind, durch. Die Steuereinheit 6 kann in einen ersten Steuerteil zum Steuern des Erregungsstroms und einen zweiten Steuerteil zum Durchführen einer Ein-/Aus-Steuerung geteilt sein, die durch separate Komponenten implementiert sind.The control unit 6 controls an excitation current, with which the field winding 33 of the rotor 3 over the brush unit 5 is powered, and performs on / off control of the elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode in the control unit 6 are provided by. The control unit 6 may be divided into a first control part for controlling the excitation current and a second control part for performing on / off control, which are implemented by separate components.
Der Drehungssensor 7 erfasst eine Position des Rotors 3. Basierend auf der erfassten Position des Rotors 3 führt die Steuereinheit 6 in dem Motorbetrieb eine Ein-/Aus-Steuerung der Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und der Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode, die in der Steuereinheit 6 vorgesehen sind, durch.The rotation sensor 7 detects a position of the rotor 3 , Based on the detected position of the rotor 3 leads the control unit 6 in engine operation, on / off control of the elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode in the control unit 6 are provided by.
Der hintere Deckel 8 bedeckt elektrische Komponenten, wie zum Beispiel die Bürsteneinheit 5, den Leistungswandler 4, die Steuereinheit 6 und den Drehungssensor 7 zum Schützen derselben gegen Fremdstoffe. Dieser hintere Deckel 8 hat ein Einlassfenster 80 (auf das im Folgenden als ein „zweites Einlassfenster” Bezug genommen ist), das ein Ende des Lüftungswegs W konfiguriert. Das zweite Einlassfenster 80 ist auf der Außendurchmesserseite des hinteren Deckels 8, der an einem Antirahmenseitenende sowohl der Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode als auch der Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode positioniert ist, gelegen.The back cover 8th covers electrical components, such as the brush unit 5 , the power converter 4 , the control unit 6 and the rotation sensor 7 to protect it against foreign substances. This rear lid 8th has an inlet window 80 (hereinafter referred to as a "second inlet window") configuring an end of the ventilation path W. The second inlet window 80 is on the outside diameter side of the rear lid 8th , which is at an anti-frame end of both the elements 40A . 40B one side of a negative electrode as well as the elements 42A . 42B one side of a positive electrode is located.
Die fahrzeuginterne drehende elektrische Maschine 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat die vorhergehende Konfiguration. Eine Strömung einer Kühlluft, die bei einer Drehung des Rotors 3 in den hinteren Deckel 8 und den Rahmen 1 eingeleitet wird und die Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und die Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode kühlt, ist als Nächstes im Folgenden beschrieben.The in-vehicle rotating electric machine 100 of the present embodiment has the foregoing configuration. A flow of cooling air that occurs during a rotation of the rotor 3 in the back cover 8th and the frame 1 is initiated and the elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B One side of a positive electrode cools is described next below.
Wenn sich der Rotor 3 dreht, drehen sich der erste und der zweite Kühllüfter 36 und 37, die darin vorgesehen sind. Im Zusammenhang mit einer Drehung des zweiten Kühllüfters 37, der auf der Seite des hinteren Abschnitts 1A des Rahmens 1 gelegen ist, wird innerhalb des hinteren Abschnitts 1A des Rahmens 1 ein negativer Druck erzeugt. Aufgrund des negativen Drucks bzw. Unterdrucks wird eine Kühlluft über das zweite Einlassfenster 80, das auf einer Seite einer radialen Richtung des hinteren Deckels 8 gebildet ist, in den hinteren Deckel 8 eingeleitet. Diese Kühlluft wird weiter durch die ersten Einlassfenster 13, die in dem hinteren Abschnitt 1A des Rahmens 1 angebracht sind, in die Innendurchmesserseite des hinteren Abschnitts 1A eingeleitet. Nach einem Gehen durch einen Zwischenraum zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 2 wird die Kühlluft aus den Auslassfenstern 14, die in dem vorderen Abschnitt 1C des Rahmens 1 angebracht ist, ausgestoßen. Durch das Blatt 36B für eine Inversdiagonalströmung in dem ersten Kühllüfter 36 auf der vorderen Seite wird insbesondere eine Strömung der Kühlluft von der hinteren Seite mit einem niedrigen Lüftungswiderstand gezogen und kann zu den Auslassfenstern 14 in der vorderen Seite gedrückt werden, um durch die Auslassfenster 14 aus dem Rahmen 1 ausgestoßen zu werden.When the rotor 3 turns, the first and the second cooling fan rotate 36 and 37 which are provided therein. In connection with a rotation of the second cooling fan 37 on the side of the back section 1A of the frame 1 is located within the rear section 1A of the frame 1 generates a negative pressure. Due to the negative pressure or negative pressure, a cooling air over the second inlet window 80 on one side of a radial direction of the rear lid 8th is formed in the rear lid 8th initiated. This cooling air will continue through the first inlet windows 13 in the back section 1A of the frame 1 are mounted, in the inner diameter side of the rear portion 1A initiated. After walking through a gap between the rotor 3 and the stator 2 the cooling air gets out of the outlet windows 14 in the front section 1C of the frame 1 attached, ejected. Through the sheet 36B for an inverse diagonal flow in the first cooling fan 36 In particular, on the front side, a flow of the cooling air is drawn from the rear side with a low ventilation resistance and may be directed to the outlet windows 14 pressed in the front page to go through the Vent window 14 out of the frame 1 to be expelled.
Sowohl die Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode als auch die Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode sind in einer Berührung mit Oberflächen der Sammelschienen 46B bis 46H, die als das wärmestrahlende Glied 44 wirken, befestigt. Dieses wärmestrahlende Glied 44 ist ferner mit dem hinteren Abschnitt 1A des Rahmens über die isolierende Folie (und nicht über das wärmeisolierende Glied oder einen Luftspalt direkt) in Berührung. Dieser Rahmen 1 wird durch das Kühlmittel, das in dem Kühlmittelströmungsweg 11 strömt, gekühlt. Bei einem solchen Kühlen, das den wassergekühlten Rahmen 1 verwendet, kann somit eine Temperatur des hinteren Abschnitts 1A, der an dem wärmestrahlenden Glied 44 befestigt ist, (verglichen mit einem Kühlen unter Verwendung eines luftgekühlten Rahmens) niedrig gehalten werden. Als ein Resultat kann durch das wärmestrahlende Glied 44 das Rahmenseitenende von sowohl den Elementen 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode als auch den Elementen 42A, 42b einer Seite einer positiven Elektrode wirksam gekühlt werden.Both the elements 40A . 40B one side of a negative electrode as well as the elements 42A . 42B One side of a positive electrode is in contact with surfaces of the bus bars 46B to 46H as the heat-radiating limb 44 act, attached. This heat radiating member 44 is also with the rear section 1A the frame over the insulating film (and not over the heat-insulating member or an air gap directly) in contact. This frame 1 is caused by the coolant flowing in the coolant flow path 11 flows, cooled. In such cooling, the water-cooled frame 1 Thus, a temperature of the rear section can be used 1A , the heat radiating limb 44 is kept low (compared to cooling using an air-cooled frame). As a result, by the heat radiating member 44 the frame side end of both the elements 40A . 40B one side of a negative electrode as well as the elements 42A . 42b one side of a positive electrode to be effectively cooled.
Das Antirahmenseitenende von sowohl den Elementen 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode als auch den Elementen 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode ist in dem Lüftungsweg W, der mit dem zweiten Einlassfenster 80 auf der Seite einer radialen Richtung des hinteren Deckels 8 verbunden ist, freigelegt. Aufgrund dessen kann das Antirahmenseitenende derselben vor einer Erhöhung der Temperatur durch die Kühlluft, die von dem zweiten Einlassfenster 80 in den hinteren Deckel 8 eingeleitet wird, gekühlt werden.The anti-frame side end of both the elements 40A . 40B one side of a negative electrode as well as the elements 42A . 42B one side of a positive electrode is in the ventilation path W, that with the second inlet window 80 on the side of a radial direction of the rear lid 8th connected, exposed. Due to this, the anti-frame-side end thereof can be prevented from increasing the temperature by the cooling air coming from the second intake window 80 in the back cover 8th is introduced, cooled.
Bei der fahrzeuginternen drehenden elektrischen Maschine 100 der vorliegenden Erfindung ist ein Ende von sowohl den Elementen 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode als auch den Elementen 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode durch eine direkte oder indirekte Berührung mit dem wassergekühlten Rahmen 1 gekühlt, der durch das Kühlmittel gekühlt ist, und das andere Ende derselben ist durch die Kühlluft gekühlt. Sowohl die Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode als auch die Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode können somit wirksam gekühlt werden.In the in-vehicle rotating electrical machine 100 The present invention is an end to both the elements 40A . 40B one side of a negative electrode as well as the elements 42A . 42B one side of a positive electrode by direct or indirect contact with the water-cooled frame 1 cooled, which is cooled by the coolant, and the other end thereof is cooled by the cooling air. Both the elements 40A . 40B one side of a negative electrode as well as the elements 42A . 42B One side of a positive electrode can thus be effectively cooled.
Bei der fahrzeuginternen drehenden elektrischen Maschine 100 strömt die Kühlluft von dem hinteren Abschnitt 1A zu dem vorderen Abschnitt 1B in dem Rahmen 1 in eine Richtung. Aufgrund dessen kann verglichen mit einem Fall, bei dem die Kühlluft von sowohl dem hinteren Abschnitt 1A als auch dem vorderen Abschnitt 1B eingeleitet wird, eine Beeinträchtigung der Kühlluft verhindert werden, und dann kann eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit einer Kühlluft unterdrückt werden, wodurch die Fähigkeit vorliegt, den Rotor 3 wirksam zu drehen.In the in-vehicle rotating electrical machine 100 the cooling air flows from the rear section 1A to the front section 1B in the frame 1 in one direction. Due to this, as compared with a case where the cooling air from both the rear portion 1A as well as the front section 1B is introduced, an impairment of the cooling air can be prevented, and then a reduction in the flow velocity of a cooling air can be suppressed, whereby the ability exists, the rotor 3 to turn effectively.
Bei der fahrzeuginternen drehenden elektrischen Maschine 100 sind die Auslassfenster 14 für eine Kühlluft auf der Außendurchmesserseite des vorderen Abschnitts 1C, auf der ein Lüftungsweg gelegen ist, vorgesehen. Eine Kühlleistung aufgrund einer Kühlluft kann somit verbessert werden. Das Blatt 36B des ersten Kühllüfters 36 ist insbesondere in eine Richtung geneigt, in der die Kühlluft zu den Auslassfenstern 14 gedrückt wird. Auf diese Weise kann eine Strömungsgeschwindigkeit von Kühlluft, die aus den Auslassfenstern 14, die in dem vorderen Abschnitt 1C angebracht sind, ausgestoßen wird, erhöht werden, und eine Kühlleistung aufgrund einer Kühlluft kann dann stärker verbessert werden.In the in-vehicle rotating electrical machine 100 are the outlet windows 14 for a cooling air on the outer diameter side of the front portion 1C , on which a ventilation path is located, provided. A cooling capacity due to a cooling air can thus be improved. The leaf 36B of the first cooling fan 36 is particularly inclined in a direction in which the cooling air to the outlet windows 14 is pressed. In this way, a flow rate of cooling air coming out of the outlet windows 14 in the front section 1C are mounted, increased, and a cooling performance due to a cooling air can then be improved more.
Die ersten und zweiten Kühllüfter 36 und 37 sind zusätzlich an beiden axialen Seitenoberflächen des Rotors 3 angebracht. Eine Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft kann somit erhöht werden, und eine Kühlleistung kann dann stärker verbessert werden.The first and second cooling fans 36 and 37 are in addition to both axial side surfaces of the rotor 3 appropriate. A flow velocity of the cooling air can thus be increased, and cooling performance can be improved more.
Wie in 4A gezeigt ist, ist ferner die Blattform des zweiten Kühllüfters 37 in eine Richtung geneigt, in der die Kühlluft zu der Seite des vorderen Abschnitts 1 gezogen wird. Eine Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft in der axialen Richtung kann somit erhöht werden, und eine Kühlleistung kann dann stärker verbessert werden.As in 4A is shown, is also the leaf shape of the second cooling fan 37 inclined in a direction in which the cooling air to the side of the front portion 1 is pulled. Thus, a flow velocity of the cooling air in the axial direction can be increased, and cooling performance can be more improved.
Bei der fahrzeuginternen drehenden elektrischen Maschine 100 ist das zweite Einlassfenster 80 des hinteren Deckels 8 auf der Außendurchmesserseite des Antirahmenseitenendes von sowohl den Elementen 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode als auch den Elementen 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode vorgesehen. Diese Elemente 40A, 40B, 42A und 42B können somit vor einem Anstieg der Temperatur durch die Kühlluft, die von außerhalb des hinteren Deckels 8 eingeleitet wird, gekühlt werden, und dann kann eine Kühlwirkung stärker gesteigert werden.In the in-vehicle rotating electrical machine 100 is the second inlet window 80 the rear lid 8th on the outer diameter side of the anti-frame side end of both the elements 40A . 40B one side of a negative electrode as well as the elements 42A . 42B one side of a positive electrode. These elements 40A . 40B . 42A and 42B Thus, a rise in temperature due to the cooling air coming from outside the rear cover 8th is introduced, cooled, and then a cooling effect can be increased more.
Bei der fahrzeuginternen drehenden elektrischen Maschine 100 ist die isolierende Folie 48 zwischen (i) dem hinteren Abschnitt 1A des Rahmens 1 und (ii) den Elementen 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und den Elementen 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode (insbesondere (i) dem hinteren Abschnitt 1A und (ii) den zweiten bis achten Sammelschienen 46B bis 46H) eingeführt. Alle können somit mit dem Rahmen 1 in einer direkten Berührung sein, ohne davon beabstandet zu sein, und dann kann eine Wärme, die in den Elementen 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und den Elementen 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode erzeugt wird, zu dem Rahmen 1 übertragen werden. Als ein Resultat können diese Elemente 40A, 40B, 42A und 42B wirksam gekühlt werden.In the in-vehicle rotating electrical machine 100 is the insulating foil 48 between (i) the rear section 1A of the frame 1 and (ii) the elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode (in particular, (i) the rear portion 1A and (ii) the second to eighth busbars 46B to 46H ) introduced. All can thus with the frame 1 be in a direct touch without being distanced from it, and then a heat may be present in the elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode is generated to the frame 1 be transmitted. When a result can be these elements 40A . 40B . 42A and 42B be effectively cooled.
Bei der fahrzeuginternen drehenden elektrischen Maschine 100 sind die zweiten bis achten Sammelschienen 46B bis 46H als das wärmestrahlende Glied 44 verwendet. Es besteht somit kein Bedarf, ein wärmestrahlendes Glied als eine diskrete Komponente hinzuzufügen, wodurch die Fähigkeit vorliegt, eine Teilezahl und einen Aufwand zu reduzieren. Die Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und die Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode sind zusätzlich auf der oberen Seite der zweiten bis achten Sammelschienen 46B bis 46H gelegen. Dies macht es möglich, den Leistungswandler 4 ohne weiteres zusammenzubauen.In the in-vehicle rotating electrical machine 100 are the second to eighth busbars 46B to 46H as the heat-radiating limb 44 used. Thus, there is no need to add a heat radiating member as a discrete component, thereby having the ability to reduce a number of parts and a cost. The Elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode are additionally on the upper side of the second to eighth busbars 46B to 46H located. This makes it possible for the power converter 4 readily assemble.
Bei der fahrzeuginternen drehenden elektrischen Maschine 100 kann, selbst wenn der Rotor 3, bei dem der Permanentmagnet 35 zwischen den Klauenpolenabschnitten desselben angeordnet ist, verwendet ist, der Permanentmagnet 35, der zwischen den Klauenpolenabschnitten des Rotors 3 vorgesehen ist, durch eine Kühlluft gekühlt sein, die von dem hinteren Abschnitt 1A zu dem vorderen Abschnitt 1C des Rahmens in eine Richtung strömt. Eine Entmagnetisierung des Permanentmagneten 35 kann somit verhindert werden.In the in-vehicle rotating electrical machine 100 can, even if the rotor 3 in which the permanent magnet 35 is disposed between the claw pole portions thereof, the permanent magnet is used 35 between the claw pole portions of the rotor 3 is provided to be cooled by a cooling air from the rear section 1A to the front section 1C the frame flows in one direction. A demagnetization of the permanent magnet 35 can thus be prevented.
Bei der fahrzeuginternen drehenden elektrischen Maschine 100 ist die Statorwicklung 22 durch die Leitersegmente konfiguriert. Dies kann einen hohen Schichtungsfaktor und einen niedrigen Widerstand der Statorwicklung 22 realisieren und eine Temperatur des Stators 2 mit dem Rahmen 1, der durch das Kühlmittel gekühlt ist, verringern. Der Rotor 3 kann somit hauptsächlich durch die Kühlluft wirksam gekühlt werden. Zusammen damit kann, wenn die drehende elektrische Maschine 100 entworfen ist, um eine hohe Ausgangsleistung zu haben, eine Temperatur der jeweiligen Teile derselben ohne weiteres innerhalb eines Zulässigkeitsbereichs angepasst werden.In the in-vehicle rotating electrical machine 100 is the stator winding 22 configured by the conductor segments. This can be a high stratification factor and a low resistance of the stator winding 22 realize and a temperature of the stator 2 with the frame 1 , which is cooled by the coolant, reduce. The rotor 3 can thus be effectively cooled mainly by the cooling air. Together with it, when the rotating electric machine 100 is designed to have a high output, a temperature of the respective parts thereof are readily adjusted within a range of admissibility.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel begrenzt, kann jedoch in verschiedenen Ausführungsbeispielen und Modifikationen innerhalb des technischen Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung implementiert sein.The present invention is not limited to the foregoing embodiment, but may be implemented in various embodiments and modifications within the technical scope of the present invention.
Das vorhergehende Ausführungsbeispiel verwendet beispielsweise die Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode und die Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode, die mit der Wärmesenke 49 an dem Rahmenseitenendabschnitt vorgesehen sind, kann jedoch diese Elemente 40A, 40B, 42A und 42B, die in 7 gezeigt sind, eine wärmestrahlende Finne 47, die zu der Antirahmenseite vorspringt, aufweisend, verwenden. Auf diese Weise kann eine Wärmestrahlungsleistung dieser Elemente 40A, 40B, 42A und 42B verbessert werden, und dann können diese Elemente 40A, 40B, 42A und 42B durch ein Luftkühlen aufgrund der wärmestrahlenden Finne 47 wirksamer gekühlt werden.For example, the previous embodiment uses the elements 40A . 40B one side of a negative electrode and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode, the one with the heat sink 49 however, these elements may be provided on the frame side end portion 40A . 40B . 42A and 42B , in the 7 are shown, a heat-radiating fin 47 Using the anti-frame page projects using. In this way, a heat radiation performance of these elements 40A . 40B . 42A and 42B can be improved, and then these elements 40A . 40B . 42A and 42B by air cooling due to the heat radiating fin 47 be cooled more effectively.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind die Auslassfenster 14 auf der Außendurchmesserseite des vorderen Abschnitts 1C gebildet, können jedoch auf der Innendurchmesserseite näher als die äußerste Seite desselben, wie in 8 gezeigt ist, gebildet sein. Selbst wenn solche Auslassfenster 14 verwendet sind, kann die Kühlluft, die von der hinteren Seite in eine Richtung strömt, aus dem Rahmen 1 ausgestoßen werden.In the previous embodiment, the outlet windows 14 on the outer diameter side of the front section 1C however, may be closer to the inner diameter side than the outermost side thereof, as in FIG 8th is shown to be formed. Even if such outlet windows 14 are used, the cooling air, which flows from the rear side in one direction, out of the frame 1 be ejected.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind die Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode in den dritten bis achten Sammelschienen 46C bis 46H angebracht, und die Elemente 42A, 42B einer Seite einer positiven Elektrode sind in der zweiten Sammelschiene 46B angebracht. Die Elemente 40A, 40B einer Seite einer negativen Elektrode können in der ersten Sammelschiene 46A angebracht sein. Eine Kombination dieser Sammelschienen 46A bis 46H und dieser Elemente 40A, 40B, 42A, 42B kann beliebig geändert sein. Die isolierende Folie 48, die zwischen der ersten Sammelschiene 46A und dem hinteren Abschnitt 1A vorgesehen ist, kann weggelassen sein, da das Potenzial der ersten Sammelschiene 46A identisch zu demselben des hinteren Abschnitts 1A ist. Diese Elemente 40A, 40B, 42A, 42B können möglicherweise nicht in diesen Sammelschienen 46A bis 46H angebracht sein, können jedoch in einem wärmestrahlenden Glied (beispielsweise einer Kupfer- oder Aluminiumplatte), das sich von diesen Sammelschienen 46A bis 46H unterscheidet, angebracht sein. Diese Elemente 40A, 40B, 42A, 42B können in dem hinteren Abschnitt 1A des Rahmens direkt angebracht sein.In the previous embodiment, the elements 40A . 40B one side of a negative electrode in the third to eighth busbars 46C to 46H attached, and the elements 42A . 42B one side of a positive electrode are in the second busbar 46B appropriate. The Elements 40A . 40B One side of a negative electrode may be in the first busbar 46A to be appropriate. A combination of these busbars 46A to 46H and these elements 40A . 40B . 42A . 42B can be changed arbitrarily. The insulating foil 48 that is between the first busbar 46A and the rear section 1A is provided, may be omitted, since the potential of the first busbar 46A identical to the same of the rear section 1A is. These elements 40A . 40B . 42A . 42B may not be in these busbars 46A to 46H may be mounted in a heat radiating member (for example a copper or aluminum plate) extending from these busbars 46A to 46H differs, be appropriate. These elements 40A . 40B . 42A . 42B can in the back section 1A be attached directly to the frame.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die fahrzeuginterne drehende elektrische Maschine 100 konfiguriert, um sowohl den Leistungserzeugungsbetrieb (um eine elektromotorische Kraft eines Wechselstroms, die in der Statorwicklung 22 induziert wird, in einen Gleichstrom zu wandeln und eine Batterie mit dem gewandelten Gleichstrom zu versorgen) als auch den Motorbetrieb (um eine Gleichstromleistung, mit der von der Batterie versorgt wird, in einen Wechselstrom zu wandeln und die Statorwicklung 22 mit dem gewandelten Wechselstrom zu versorgen) durchzuführen, dieselbe kann jedoch konfiguriert sein, um irgendeinen von dem Leistungserzeugungsbetrieb und dem Motorbetrieb durchzuführen.In the foregoing embodiment, the in-vehicle rotary electric machine is 100 configured to both the power generation operation (by an electromotive force of an alternating current, in the stator winding 22 is induced to convert into direct current and to supply a battery with the converted direct current) as well as the motor operation (to convert a direct current power supplied by the battery into an alternating current and the stator winding 22 however, it may be configured to perform any one of the power generation operation and the engine operation.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ein Ende von sowohl den Elementen einer Seite einer negativen Elektrode als auch den Elementen einer Seite einer positiven Elektrode durch eine direkte oder indirekte Berührung mit dem wassergekühlten Rahmen, der durch das Kühlmittel gekühlt ist, gekühlt, und das andere Ende derselben ist durch die Kühlluft gekühlt. Somit können sowohl die Elemente einer Seite einer negativen Elektrode als auch die Elemente einer Seite einer positiven Elektrode wirksam gekühlt werden.As described above, according to the exemplary embodiment, an end of both the elements of a page is one of negative electrode as well as the elements of one side of a positive electrode by direct or indirect contact with the water-cooled frame, which is cooled by the coolant cooled, and the other end thereof is cooled by the cooling air. Thus, both the elements of one side of a negative electrode and the elements of one side of a positive electrode can be effectively cooled.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2007-202234 A [0002, 0003] JP 2007-202234 A [0002, 0003]
