[Technisches Fachgebiet][Technical Field]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps, die ein Wicklungsmagnetfeld verwendet.The present invention relates to an axial gap type rotary electric machine using a winding magnetic field.
[Allgemeiner Stand der Technik][Background of the Invention]
Eine rotierende elektrische Maschine, in welcher ein Rotor und ein Stator einander über einen Spalt gegenüberliegen, erhält Drehmoment (ein sog. Reluktanzdrehmoment, das von dem Phänomen der Reluktanz herrührt), indem sie bewirkt, dass ein magnetischer Fluss, der von Ankerwicklungen an dem Stator erzeugt wird, in den Rotor eintritt, um einen Magnetkreis auszubilden, und diese führt auch eine Verwendung des magnetischen Moments durch, um das Reluktanzmoment zu unterstützen, indem Permanentmagnete und/oder Magnetfeldwicklungen (Elektromagnete) angeordnet werden. A rotary electric machine in which a rotor and a stator are opposed to each other via a gap receives torque (a so-called reluctance torque resulting from the phenomenon of reluctance) by causing a magnetic flux flowing from armature windings to the stator is generated, enters the rotor to form a magnetic circuit, and this also performs a use of the magnetic moment to assist the reluctance torque by permanent magnets and / or magnetic windings (electromagnets) are arranged.
Für rotierende elektrische Maschinen nach dem oben beschriebenen Typ wird auch eine Form einer rotierenden elektrischen Maschine als Axialspalttyp vorgeschlagen, in der ein Stator und ein Rotor einander gegenüberliegen (siehe JP 2010-246171 A , im Folgenden Patentliteratur 1 genannt), und des Weiteren wird auch vorgeschlagen, Kernabschnitte eines Stators mit gürtelähnlichen Drähten zu umwickeln, um Ankerspulen auszubilden (siehe JP 2012-50312 A , im Folgenden Patentliteratur 2 genannt). For rotary electric machines of the type described above, there is also proposed a form of a rotary electric machine as an axial gap type in which a stator and a rotor are opposed to each other (see JP 2010-246171 A Further, it is also proposed to wrap core sections of a stator with belt-like wires to form armature coils (see US Pat JP 2012-50312 A , referred to below as Patent Literature 2).
Wenn jedoch der magnetische Fluss der Raumoberschwingungen mit einem Permanentmagneten koppelt, tritt ein Abfall der magnetischen Koerzitivkraft auf, der von Wärme verursacht wird, die durch einen innerhalb des Permanentmagneten induzierten Wirbelstrom erzeugt wird, wodurch ein reversibler Abfall der Magnetkraft verursacht wird. Dies stellt ein Problem in einer solchen rotierenden elektrischen Maschine des in Patentliteratur 1 beschriebenen Typs dar, in der Permanentmagneten in einem Rotor eingebettet sind, dessen magnetischer Fluss der Raumoberschwingungen mit diesem koppelt, so dass die magnetische Kraft der Permanentmagnete abfällt, wodurch ein hochqualitativer Antrieb nicht erreicht werden kann. However, when the magnetic flux of the space harmonics couples with a permanent magnet, a drop in the magnetic coercive force caused by heat generated by an eddy current induced inside the permanent magnet occurs, causing a reversible decrease in the magnetic force. This poses a problem in such a rotary electric machine of the type described in Patent Literature 1 in which permanent magnets are embedded in a rotor whose magnetic flux couples the space harmonics therewith so that the magnetic force of the permanent magnets drops, failing to provide a high quality drive can be achieved.
Um dieses Problem zu lösen, ist es möglich, teure Magneten zu verwenden, die durch das Steigern der Zugabe von teuren schweren seltenen Erden hergestellt werden, wie z. B. Dysprosium (Dy) und Terbium (Tb) mit hoher magnetischer Koerzitivkraft, jedoch ist dabei ein Anstieg der Kosten unvermeidbar. To solve this problem, it is possible to use expensive magnets made by increasing the addition of expensive heavy rare earths, such as. Dysprosium (Dy) and terbium (Tb) with high magnetic coercive force, but an increase in cost is unavoidable.
Wenn eine Schaltkomponente an die Spulen um die Kerne gekoppelt ist und diese Schaltkomponente an einem Rotor montiert ist, ist manchmal ein Gewicht so lokalisiert, dass ein Gleichgewicht der Rotation gestört ist, was zu einer unstabilen Rotation führt. Eine Verkleinerung kann behindert werden, abhängig von dem Einbauraum der Schaltkomponenten.When a switching component is coupled to the coils around the cores and this switching component is mounted on a rotor, sometimes a weight is located so that a balance of rotation is disturbed, resulting in unstable rotation. A reduction can be hindered, depending on the installation space of the switching components.
[Stand der Technik][State of the art]
[Patentliteratur][Patent Literature]
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Patentliteratur 1: JP 2010-246171 A Patent Literature 1: JP 2010-246171 A
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Patentliteratur 2: JP 2010-246171 A Patent Literature 2: JP 2010-246171 A
[Kurzdarstellung der Erfindung][Brief Description of the Invention]
[Technische Problemstellung][Technical problem]
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps bereitzustellen, in der Bestandteile so angeordnet sind, dass eine stabile Rotation bereitgestellt wird und eine Verkleinerung ermöglicht wird, und die einen Aufbau des Wicklungsmagnetfelds aufweist, der in der Lage ist, ein magnetisches Moment zu erhalten, indem der magnetische Fluss der Raumoberschwingung, der von den Ankerspulen erzeugt wird, genutzt wird.It is therefore an object of the present invention to provide an axial gap type rotary electric machine in which components are arranged so as to provide stable rotation and allow downsizing, and which has a structure of winding magnetic field capable of to obtain a magnetic moment by utilizing the magnetic flux of the space harmonic generated by the armature coils.
[Lösung des Problems][The solution of the problem]
Gemäß einem Aspekt ist eine rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps bereitgestellt, umfassend: einen Stator; eine Welle mit einer Rotationsachse; zwei Rotoren, die von beiden Seiten des Stators beabstandet sind, um diesen gegenüberzuliegen, und die mit der Welle drehbar um die Rotationsachse sind; eine Vielzahl von Ankerspulen, die an dem Stator um die Welle angeordnet sind; eine Vielzahl von Induktionsspulen und eine Vielzahl von Erregerspulen, die an jedem der Rotoren um die Welle herum angeordnet sind; und Gleichrichter, die konfiguriert sind, einen Induktionsstrom, der von zumindest einer der Vielzahl der Induktionsspulen erzeugt wurde, gleichzurichten, und zumindest eine aus der Vielzahl der Erregerspulen mit dem gleichgerichteten Induktionsstrom zu erregen, wobei die Gleichrichter auswechselbar in Halter eines Drahtverbindungsträgers eingesetzt sind und mit den Induktionsspulen und den Erregerspulen verbunden sind.In one aspect, there is provided an axial gap type rotary electric machine comprising: a stator; a shaft with a rotation axis; two rotors spaced from both sides of the stator to face the latter and rotatable about the axis of rotation with the shaft; a plurality of armature coils disposed on the stator around the shaft; a plurality of induction coils and a plurality of exciting coils disposed on each of the rotors around the shaft; and rectifiers configured to rectify an induction current generated by at least one of the plurality of induction coils and to excite at least one of the plurality of exciting coils with the rectified induction current, the rectifiers interchangeably inserted into holders of a wire connection carrier and the induction coils and the excitation coils are connected.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung][Advantageous Effects of Invention]
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps bereitgestellt, in der Bestandteile so angeordnet sind, um eine stabile Rotation bereitzustellen und eine Verkleinerung zu ermöglichen, und die einen Aufbau des Wicklungsmagnetfelds aufweist, der in der Lage ist, ein magnetisches Moment zu erzeugen, ohne dabei auf die Verwendung von Permanentmagneten angewiesen zu sein, indem der magnetische Fluss der Raumoberschwingung genutzt wird, der von den Ankerspulen erzeugt wird.According to an embodiment of the present invention, there is provided an axial gap type rotary electric machine in which components are arranged to provide stable rotation and to allow downsizing, and which has a structure of the winding magnetic field capable of generating a magnetic moment without relying on the use of permanent magnets by utilizing the magnetic flux of the space harmonic originating from the magnetic field Armature coils is generated.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen][Brief Description of the Drawings]
1 ist ein Querschnitt einer rotierenden elektrischen Maschine des Axialspalttyps gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 1 FIG. 10 is a cross section of an axial-gap type rotary electric machine according to the present embodiment. FIG.
2 ist eine perspektivische fragmentarische Ansicht, die einen Stator und Rotoren veranschaulicht. 2 FIG. 15 is a perspective fragmentary view illustrating a stator and rotors. FIG.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die Statorkerne des Stators veranschaulicht. 3 FIG. 15 is a perspective view illustrating stator cores of the stator. FIG.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Statorkerns mit einer Ankerspule. 4 is a perspective view of a stator core with an armature coil.
5 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Stators. 5 is an exploded perspective view of the stator.
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Drahtverbindung der Ankerspulen, die um Statorkerne gewickelt sind, veranschaulicht. 6 Figure 11 is an exploded perspective view illustrating the wire connection of the armature coils wound around stator cores.
7 ist eine vergrößerte perspektivische fragmentarische Ansicht, die den Zustand, in dem die Ankerspulen verbunden sind, veranschaulicht. 7 FIG. 15 is an enlarged perspective fragmentary view illustrating the state in which the armature coils are connected.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Stator in einem zusammengebauten Zustand zeigt. 8th FIG. 15 is a perspective view showing the stator in an assembled state. FIG.
9 ist eine Explosionsansicht, die eine Harzform innerhalb des Stators veranschaulicht. 9 FIG. 11 is an exploded view illustrating a resin mold inside the stator. FIG.
10 ist eine fragmentarische Explosionsansicht, die eine Induktionsspule und eine Erregerspule, die von einem Rotorkern entfernt wurden, veranschaulicht. 10 FIG. 12 is a fragmentary exploded view illustrating an induction coil and an exciting coil removed from a rotor core. FIG.
11 ist ein Schaltdiagramm eines geschlossenen Stromkreises, in dem zwei Erregerspulen einer Gruppe mit zwei Induktionsspulen der Gruppe über Dioden der Gruppe verbunden sind. 11 is a circuit diagram of a closed circuit in which two excitation coils of a group are connected to two induction coils of the group via diodes of the group.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die geschlossene Stromkreise in einem eingebauten Zustand veranschaulicht, von denen jeder in 11 gezeigt ist. 12 FIG. 15 is a perspective view illustrating closed circuits in a built-in state, each of which is shown in FIG 11 is shown.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Drahtverbindungsträger zur Verbindung der Induktionsspulen und der Erregerspulen an Dioden veranschaulicht. 13 FIG. 15 is a perspective view illustrating a wire connection carrier for connecting the induction coils and the exciting coils to diodes. FIG.
14 ist eine perspektivische Explosionsansicht von jedem der Rotoren. 14 FIG. 13 is an exploded perspective view of each of the rotors. FIG.
15 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Harzform innerhalb des Rotors veranschaulicht. 15 FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating a resin mold inside the rotor. FIG.
16 ist eine Vorderansicht einer Welle. 16 is a front view of a wave.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die die Welle, die an einem Joch mit Rotorkernen gekoppelt ist, veranschaulicht. 17 FIG. 15 is a perspective view illustrating the shaft coupled to a rotor core with a yoke. FIG.
18 ist eine vergrößerte fragmentarische perspektivische Ansicht mit einem teilweisen Ausschnitt, um den Stator und die Rotoren, die an die Welle gekoppelt sind, zu veranschaulichen. 18 Figure 10 is an enlarged fragmentary perspective view, with a partial cutout, for illustrating the stator and the rotors coupled to the shaft.
19 ist eine Modellabbildung, die Ankerspule, Induktionsspulen und Erregerspulen, die um Kerne gewickelt sind, veranschaulicht. 19 FIG. 12 is a model diagram illustrating armature coils, inductors, and excitation coils wound around cores. FIG.
20 ist eine Abbildung magnetischer Kräfte, die den magnetischen Fluss der Oberschwingung veranschaulicht, der von den Ankerspulen erzeugt wurde, um mit den Induktionsspulen zu koppeln, und den magnetischen Fluss des magnetischen Felds, der von den Erregerspulen erzeugt wurde. 20 FIG. 12 is a map of magnetic forces illustrating the magnetic flux of the harmonic generated by the armature coils to couple with the induction coils and the magnetic flux of the magnetic field generated by the exciting coils.
21 ist eine Abbildung magnetischer Flusskennlinien, die eine magnetische Flussdichte und magnetische Flussvektoren eines magnetischen Flusses der Zeitoberschwingung dritter Ordnung innerhalb eines rotierenden Koordinatensystems zeigt. 21 Fig. 10 is a magnetic flux characteristic map showing a magnetic flux density and magnetic flux vectors of a third-order time-domain magnetic flux flow within a rotating coordinate system.
22 ist eine Abbildung magnetischer Kräfte, die ähnlich zu 20 ist, jedoch den magnetischen Fluss der Oberschwingung veranschaulicht, der von den Ankerspulen erzeugt wird, um mit den Induktionsspulen zu koppeln, und den magnetischen Fluss des magnetischen Feldes, der von den Erregerspulen erzeugt wird, in dem Fall eines Radialspalttyps ohne Wendepole. 22 is an illustration of magnetic forces that are similar to 20 is, however, illustrating the magnetic flux of the harmonic generated by the armature coils to couple with the induction coils, and the magnetic flux of the magnetic field generated by the exciting coils in the case of a radial gap type without reversing poles.
23 ist eine Abbildung magnetischer Kräfte, die ähnlich zu 20 ist, jedoch den magnetischen Fluss der Oberschwingung veranschaulicht, der von den Ankerspulen erzeugt wird, um mit den Induktionsspulen zu koppeln, und den magnetischen Fluss des magnetischen Feldes veranschaulicht, der von den Erregerspulen erzeugt wird, in dem Fall eines Radialspalttyps mit Wendepolen. 23 is an illustration of magnetic forces that are similar to 20 is, however, illustrates the magnetic flux of the harmonic generated by the armature coils to couple with the induction coils and illustrates the magnetic flux of the magnetic field generated by the exciting coils, in the case of a radial gap type with reversing poles.
24 ist ein Graph, der variierende magnetische Flussdichten mit unterschiedlichem Grad des Drehwinkels veranschaulicht, in dem Fall der Kopplung von Ankerspulen mit konzentrierter oder verteilter Wicklung über einen Spalt. 24 FIG. 12 is a graph illustrating varying magnetic flux densities with different degrees of rotation angle, in the case of FIG Coupling of armature coils with concentrated or distributed winding across a gap.
25 ist ein Graph, der die magnetische Flussdichte je Ordnung der überlagerten Raumoberschwingungen veranschaulicht, die in dem magnetischen Fluss, der in 9 veranschaulicht ist, enthalten sind. 25 FIG. 4 is a graph illustrating the magnetic flux density per order of the superimposed spatial harmonics present in the magnetic flux flowing in 9 is illustrated are included.
26 ist ein Graph, der eine Drehmomentwellenform zum Vergleich mit Drehmomentwellenformen veranschaulicht, die jeweils von einem Inneren-Permanentmagnet-Synchron-Motor (IPMSM), einem Motor des Radialspalttyps ohne Wendepole und einem Motor des Radialspalttyps mit Wendepolen erhalten werden. 26 FIG. 12 is a graph illustrating a torque waveform for comparison with torque waveforms obtained from each of an internal permanent magnet synchronous motor (IPMSM), a radial gap type motor without inverting poles, and a radial gap type motor with reversing poles.
27 ist eine perspektivische Ansicht des Stators und der Rotoren, eingebaut mit der drehbar relativ zu dem Stator gelagerten Welle. 27 is a perspective view of the stator and the rotors, mounted with the rotatably mounted relative to the stator shaft.
[Beschreibung der Ausführungsformen][Description of the Embodiments]
Bezug nehmend auf die Zeichnungen werden im Folgenden detailliert Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 1 bis 27 sind Ansichten, die eine rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Referring to the drawings, embodiments of the present invention will be described below in detail. The 1 to 27 FIG. 11 is views illustrating an axial gap type rotary electric machine according to an embodiment of the present invention. FIG.
Bezug nehmend auf die 1 und 2 wird die rotierende elektrische Maschine mit 100 bezeichnet. Um eine geeignete Leistung zum Antreiben beispielsweise eines Hybridelektroautos oder eines Elektroautos bereitzustellen, umfasst diese einen Stator 110 und zwei Rotoren 120 und 130. Wie später beschrieben wird, wird keine Energiezuführung zu den Rotoren 120 und 130 über einen Kontaktzufuhrtyp, der z. B. einen Schleifring oder dergleichen verwendet, benötigt. Referring to the 1 and 2 is the rotating electric machine with 100 designated. In order to provide a suitable power for driving, for example, a hybrid electric car or an electric car, it includes a stator 110 and two rotors 120 and 130 , As will be described later, no power supply to the rotors 120 and 130 via a contact feed type, the z. B. a slip ring or the like used.
Die rotierende elektrische Maschine 100 umfasst eine Welle (oder eine Rotationswelle) 101, die eine Rotationsachse aufweist und sich longitudinal entlang der Rotationsachse erstreckt. Die Welle 101 ist drehbar durch den Stator 110 zur Rotation um die Rotationsachse gelagert. Zwei Rotoren 120 und 130 sind fest mit der Welle 101 gekoppelt und integral mit dieser drehbar. Mit anderen Worten ist die rotierende elektrische Maschine 100 als eine rotierende Maschine des Axialspalt-Doppelläufertyps ausgebildet, in der zwei Rotoren 120 und 130 axial beabstandet entlang der Rotationsachse sind, um zwischen sich den Stator 110 derart aufzunehmen, dass jeder der Rotoren 120 und 130 so beabstandet von dem Stator 110 ist, dass sie diesem gegenüberliegen. The rotating electric machine 100 includes a shaft (or a rotary shaft) 101 having an axis of rotation and extending longitudinally along the axis of rotation. The wave 101 is rotatable by the stator 110 stored for rotation about the axis of rotation. Two rotors 120 and 130 are stuck with the wave 101 coupled and rotatable integrally therewith. In other words, the rotating electric machine 100 is designed as a rotating machine of the axial gap double rotor type, in which two rotors 120 and 130 axially spaced along the axis of rotation to between them the stator 110 such that each of the rotors 120 and 130 so spaced from the stator 110 is that they are opposite to this.
Wie in 3 veranschaulicht, umfasst der Stator 110 eine Vielzahl von Statorkernen (oder Kernen) 15, von denen jeder eine kurze Stange mit einem trapenzförmigen Querschnittsprofil ist. Die Statorkerne 15 sind um die Welle 101 herum angeordnet. Ankerspulen 11 sind jeweils um die Statorkerne 15 gewickelt und mit einer Dreiphasenwechselstromquelle, wie z. B. einer externen Stromquelle, beispielsweise einer nicht dargestellten fahrzeugseitigen Batterie, verbunden. As in 3 illustrates, the stator includes 110 a variety of stator cores (or cores) 15 each of which is a short bar with a trap-like cross-sectional profile. The stator cores 15 are around the wave 101 arranged around. armature coils 11 are each about the stator cores 15 wound and with a three-phase AC power source such. B. an external power source, such as a vehicle-side battery, not shown, connected.
Die Statorkerne 15 sind aus einem magnetischen Material mit hoher Permeabilität gebildet und erstrecken sich longitudinal in Richtungen, die parallel zu der Welle 101 oder der Rotationsachse sind. Sie sind von den Ankerspulen 11 mit konzentrierter Wicklung eingewickelt. Die Ankerspulen 11 sind unterteilt in und bestehen aus sechs Sätzen, von denen jeder die dreiphasigen Ankerspulen 11u, 11v und 11w aufweist. Sechs Sätze der Ankerspulen 11 sind in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet. The stator cores 15 are formed of a high permeability magnetic material and extend longitudinally in directions parallel to the shaft 101 or the axis of rotation. They are from the armature coils 11 wrapped with concentrated winding. The armature coils 11 are divided into and consist of six sets, each of which the three-phase armature coils 11u . 11v and 11w having. Six sets of armature coils 11 are arranged side by side in the circumferential direction.
Des Weiteren sind achtzehn (18) Pole (d. h. die Anzahl der magnetischen Pole beträgt 18) gleichmäßig um die Rotationsachse der Welle 101 verteilt, indem die Ankerspulen 11 als gewickelte Spulen ausgebildet werden, die in Statornuten 17 gelegt werden, von denen jede zwischen zwei benachbarten Statorkernen 15 liegt, wobei deren Mittelachsen parallel zur der Rotationsachse der Welle 101 sind. Kurz gesagt sind die Ankerspulen 11 gleichmäßig um die Rotationsachse verteilt, indem Drähte um die jeweiligen Mittelachsen, die parallel zu der Rotationsachse liegen, gewickelt sind. Furthermore, eighteen (18) poles (ie, the number of magnetic poles is 18) are uniform about the axis of rotation of the shaft 101 distributed by the armature coils 11 are formed as wound coils which are in stator slots 17 be placed, each of which between two adjacent stator cores 15 lies, with their central axes parallel to the axis of rotation of the shaft 101 are. In short, the armature coils 11 evenly distributed about the axis of rotation by wires around the respective central axes, which are parallel to the axis of rotation wound.
Bezug nehmend auf die 2 und 5 werden zwischen den zwei Rotoren 120 und 130 beide Endabschnitte von jedem der Statorkerne 15 von zwei scheibenförmigen Halterahmen (Halteplatten oder Rahmen) 16 gehalten. Dies bedeutet im Detail, dass beide Endabschnitte 15a (siehe 3 und 4) von jedem Statorkern 15 in jeweilige Durchgangslöcher 16a der Halterahmen 16 derart eingepasst sind, dass nur Endflächen 15b der beiden Endabschnitte 15a des Statorkerns 15 freiliegen, um einen sog. „Offset-Zustand” bereitzustellen. Die Halterahmen 16 bestehen aus einem nichtmagnetischen Material, wie z. B. Polyphenylensulfid-(PPS)-Harz, das später beschrieben wird, so dass diese die Erzeugung eines hochqualitativen Magnetkreises nicht beeinträchtigen. Die Halterahmen 16 lagern drehbar die Welle 101, die durch diese hindurchgeht, mittels Lager 108, die an zentralen Teilen dieser angebracht sind. Referring to the 2 and 5 be between the two rotors 120 and 130 both end portions of each of the stator cores 15 of two disc-shaped holding frames (holding plates or frames) 16 held. This means in detail that both end sections 15a (please refer 3 and 4 ) from each stator core 15 in respective through holes 16a the support frame 16 are fitted in such a way that only end surfaces 15b the two end sections 15a of the stator core 15 are exposed to provide a so-called "offset state". The support frame 16 consist of a non-magnetic material such. Polyphenylene sulfide (PPS) resin which will be described later so as not to interfere with the production of a high quality magnetic circuit. The support frame 16 rotatably support the shaft 101 passing through them, by means of bearings 108 which are attached to central parts of this.
Bezug nehmend insbesondere auf 4 ist jede der Ankerspulen 11 durch das Wickeln eines gürtelähnlichen rechteckigen Drahts 11L um einen der Statorkerne 15 mit Alpha-(α)-Wicklung ausgebildet. Die α-Wicklung mit dem rechteckigen Draht 11L wird begonnen, indem sich ein Abschnitt nahe dem Mittelpunkt des rechteckigen Drahts 11L diagonal in engen Kontakt entlang einer radial inneren Umfangswand 15c des Statorkerns 15 erstreckt (d. h. eine Wand, an diesem Ende des Statorkerns 15, welches eine schmale der zwei parallelen Seiten eines trapezformigen Profils des Statorkerns 15 definiert). Einerseits ist die α-Wicklung durch das wiederholte Wickeln dieser einen Hälfte des rechtwinkligen Drahts 11L abgeschlossen, die sich zwischen dem Abschnitt nahe dem Mittelpunkt und einem Ende des rechtwinkligen Drahts 11L erstreckt, um denselben einen Flächenabschnitt der gesamten Umfangswand des Statorkerns 15 und entlang einer Ebene, die die eine von zwei Endflächen 15b umfasst (eine obere Fläche, beispielsweise zu sehen in 4), die an der Seite des einen Endabschnitts 15a des Statorkerns 15 ist. Andererseits ist die α-Wicklung durch das wiederholte Wickeln der anderen Hälfte des rechtwinkligen Drahts 11L abgeschlossen, die sich zwischen dem Abschnitt nahe dem Mittelpunkt und dem anderen Ende des rechteckigen Drahts 11L erstreckt, um den gleichen anderen Flächenabschnitt der gesamten Umfangswand des Statorkerns 15 und entlang einer Ebene, die die andere Endfläche 15b umfasst (eine untere Flächenseite, wie z. B. in 4 zu sehen), die an der Seite des anderen Endabschnitts 15a des Statorkerns 15 ist. Mit anderen Worten ist jede Ankerspule 11 durch das derartige Wickeln eines rechteckigen Drahts 11L ausgebildet, dass zwei Schichten geschaffen werden, die aufeinander in einer axialen Richtung entlang der Rotationsachse geschichtet sind, wobei der eine und der andere Endabschnitt des rechteckigen Drahts 11 aus den zwei Schichten zu derselben Seite (die radial äußere Seite des Stators 110) hin herausgeführt werden. Referring in particular 4 is each of the armature coils 11 by winding a belt-like rectangular wire 11L around one of the stator cores 15 formed with alpha (α) -Wicklung. The α-winding with the rectangular wire 11L is started by placing a section near the center of the rectangular wire 11L diagonally in tight contact along a radially inner peripheral wall 15c of the stator core 15 extends (ie, a wall, at this end of the stator core 15 , which is a narrow of the two parallel sides of a trapezoidal profile of the stator core 15 Are defined). On the one hand, the α-winding is due to the repeated winding of this one half of the right-angled wire 11L completed, located between the section near the center and one end of the right-angled wire 11L extends around the same one surface portion of the entire peripheral wall of the stator core 15 and along a plane that is the one of two end faces 15b includes (an upper surface, for example, to see in 4 ), which are on the side of the one end section 15a of the stator core 15 is. On the other hand, the α-winding is by repeatedly winding the other half of the rectangular wire 11L completed, extending between the section near the center and the other end of the rectangular wire 11L extends to the same other surface portion of the entire peripheral wall of the stator core 15 and along a plane that is the other end face 15b includes (a lower surface side, such as in 4 to see) on the side of the other end section 15a of the stator core 15 is. In other words, each armature coil 11 by so winding a rectangular wire 11L formed to provide two layers stacked on each other in an axial direction along the axis of rotation, wherein the one and the other end portion of the rectangular wire 11 from the two layers to the same side (the radially outer side of the stator 110 ) are led out.
Weil die Ankerspule 11 an dem Stator 110 durch Wicklung eines rechteckigen Drahts 11L um den zugeordneten Statorkern 15 mit Alpha-(α)-Wicklung ausgebildet ist, ist es möglich, die Querschnittsfläche der Wicklung zu reduzieren, d. h. eine Fläche des Querschnitts, die erhalten wird durch das Schneiden der Wicklung durch eine Linie, die orthogonal zu einer Linie ist, die eine Richtung repräsentiert, in welcher ein magnetischer Fluss zur später beschriebenen Kopplung mit einem Rotorkern fließt, und dies trägt zu einer Reduktion des Wirbelstromverlustes in der Wicklung bei. Because the armature coil 11 on the stator 110 by winding a rectangular wire 11L around the assigned stator core 15 With alpha (α) winding, it is possible to reduce the cross-sectional area of the winding, that is, an area of the cross section obtained by cutting the winding by a line orthogonal to a line that is one direction represents, in which a magnetic flux flows for coupling with a rotor core described later, and this contributes to a reduction of the eddy current loss in the winding.
Weil in dem Stator 110 jede der einen und der gegenüberliegenden der Endflächen 15b von der Höhe von der benachbarten der einen und der gegenüberliegenden Endfläche der Drehungen, d. h. der einen von der einen oder der gegenüberliegenden axial entfernten Endflächen, von einer der Ankerspulen 11 hervorsteht, gibt es eine Reduktion in dem Fluss der Raumoberschwingung, der von der Nachbarschaft der Endfläche 15b ausgeht und direkt mit der Ankerspule 11 koppelt. Dies beschränkt das Auftreten verteilter Wärmequellen, indem das Auftreten von Wirbelstromverlust (oder Raumoberschwingungs-Kupferverlust) in der gewickelten Spule reduziert wird, wodurch ein fehlerhafter Zyklus beschränkt wird, in dem Kupferverlust aufgrund einer Reduktion der Einheitlichkeit des Widerstands auftreten, die von dem Auftreten von verteilten Hitzequellen herrührt. Because in the stator 110 each of the one and the opposite of the end surfaces 15b from the height of the adjacent one of the one and the opposite end faces of the turns, that is, the one of the one or the opposite axially opposite end faces, of one of the armature coils 11 If there is a reduction in the flow of space harmonic, there is a reduction in the neighborhood of the end face 15b goes out and directly with the armature coil 11 coupled. This limits the occurrence of distributed heat sources by reducing the occurrence of eddy current loss (or space harmonic copper loss) in the wound coil, thereby limiting a faulty cycle in which copper loss occurs due to a reduction in the uniformity of resistance resulting from the occurrence of distributed Heat sources comes from.
Der Endabschnitt 11La an einer Seite des Mittelpunkts eines rechtwinkligen Drahts 11L, der um einen der Statorkerne 15 mit α-Wicklung gewickelt ist, und der Endabschnitt 11Lb an der anderen Seite des Mittelpunkts können des Weiteren in dem Stator 110 in derselben Ebene herausgeführt werden, die von dem Abschnitt des rechteckigen Drahts 11b belegt ist, der um den Statorkern 15 gewickelt ist. Mit anderen Worten ist der rechteckige Draht 11L um die Umfangswand von jedem der Statorkerne 15 in zwei Stufen gewickelt, die in einer axialen Richtung entlang der Rotationsachse angeordnet sind, um zwei getrennte Bereiche der Umfangswand des Statorkerns 15 derart zu bedecken, dass die Endabschnitte 11La und 11Lb sich von den zwei getrennten Bereichen jeweils nach außen erstrecken, wenn sie zur Verbindung nach außen geführt werden. Dies ermöglicht das Wickeln des rechteckigen Drahts 11L um den Statorkern 15 mit so vielen Drehungen wie möglich. Dies kann effizient verhindern, dass solche Endabschnitte 11La und 11Lb die Installationsfunktion der Halterahmen 16 mehr beeinträchtigen, als in dem Fall, in dem einer der Endabschnitte 11La und 11Lb des rechteckigen Drahts 11L zu einem Endabschnitt 15b des Statorkerns 15 herausgeführt wird. Zusätzlich kann dies eine Berührung der Halterahmen 16 mit dem rechteckigen Draht 11L und/oder dem Statorkern 15 unterdrücken, die diese beschädigen würde. Es wird darauf hingewiesen, dass die Endabschnitte 11La und 11Lb des rechteckigen Drahts 11L von der radial inneren Umfangswand 15c von dem Statorkern 15 herausgeführt werden können, obwohl sie in der vorliegenden Ausführungsform von der radial äußeren Umfangswand herausgeführt werden, die radial gegenüber der oben erwähnten radial inneren Umfangswand 15a liegt. Mit anderen Worten können die Endabschnitte 11La und 11Lb von einer Seite des Statorkerns 15 nahe der Rotationsachse oder von der anderen Seite des Statorkerns 15 entfernt von der Rotationsachse herausgeführt werden. The end section 11La on one side of the center of a rectangular wire 11L , around one of the stator cores 15 wound with α-winding, and the end portion 11lb on the other side of the center may further be in the stator 110 be led out in the same plane, that of the section of the rectangular wire 11b is occupied, which is around the stator core 15 is wound. In other words, the rectangular wire 11L around the peripheral wall of each of the stator cores 15 wound in two stages, which are arranged in an axial direction along the axis of rotation about two separate areas of the circumferential wall of the stator core 15 to cover so that the end portions 11La and 11lb each extending outwardly from the two separate areas as they are led outwardly for connection. This allows the winding of the rectangular wire 11L around the stator core 15 with as many turns as possible. This can efficiently prevent such end portions 11La and 11lb the installation function of the support frame 16 affect more than in the case where one of the end sections 11La and 11lb of the rectangular wire 11L to an end section 15b of the stator core 15 is led out. In addition, this may be a touch of the support frame 16 with the rectangular wire 11L and / or the stator core 15 suppress that would damage them. It should be noted that the end sections 11La and 11lb of the rectangular wire 11L from the radially inner peripheral wall 15c from the stator core 15 can be led out, although they are led out in the present embodiment of the radially outer peripheral wall, the radially opposite to the above-mentioned radially inner peripheral wall 15a lies. In other words, the end sections 11La and 11lb from one side of the stator core 15 near the axis of rotation or from the other side of the stator core 15 be led away from the axis of rotation.
Des Weiteren weist jeder der Statorkerne 15 Kerben 15k (oder Vertiefungen) auf, von denen jede von dem äußeren Umfang von einem der Endabschnitte 15a, d. h. der breiten Seite des Trapezes, die der Endabschnitt 15a in seinem Querschnittsprofil aufweist, radial nach innen ausgeschnitten ist. Eine von Erhebungen 16t (oder Auskragungen, siehe 5), mit der einer der Halterahmen 16 ausgebildet ist, ist so angeordnet, um eine der Kerben 15k des Statorkerns 15 aufzunehmen, und die passende eine der Erhebungen 16t (oder Auskragungen, siehe 5), mit der der andere Halterahmen 16 ausgebildet ist, ist so angeordnet, um die andere Kerbe 15k aufzunehmen. Jeder der Halterahmen 16 weist solche Erhebungen 16t auf, von denen jede von einem der Montagelöcher 16a von der breiten Seite eines Trapezes, das das Profil des Montagehalters 16a ist, radial nach innen hervorsteht. Die Halterahmen 16 halten die Statorkerne 15, indem sie diese in einer axialen Richtung positionieren, wobei die Erhebungen 16t von einem der Halterahmen 16 mit den Kerben 15k in Eingriff gesetzt werden, von denen jede an einer Seite von einem der Statorkerne 15 angeordnet ist, und wobei die Erhebungen 16t des anderen Halterahmens 16 mit Kerben in Eingriff gesetzt werden, von denen jede an der entgegengesetzten Seite des Statorkerns 15 angeordnet ist. Um des Weiteren die Statorkerne 15 in der axialen Richtung noch sicherer zu positionieren, sind die Halterahmen 16, wobei deren dicke Randabschnitte 16d aneinandergrenzen, über Gewindelöcher 16h verschraubt, um innerhalb von jedem der Befestigungslöcher 16a einen kurzen zylindrischen Aufbau mit Boden bereitzustellen, der einen Raum ausbildet, um darin die Aufnahme eines Statorkerns 15 zu ermöglichen, wobei dessen beide Endabschnitte 15a darin eingepasst sind. Des Weiteren ist zwischen den Halterahmen 16 der Abschnitt von jedem der Statorkerne 15 angeordnet, der durch die zugeordnete Ankerspule 11 bedeckt ist, und die Halterahmen 16 legen diese Abschnitte des Statorkerns 15 frei, d. h. die Endflächen 15b, die nicht von der Ankerspule 11 bedeckt werden. Furthermore, each of the stator cores 15 notch 15k (or depressions), each of which is from the outer periphery of one of the end portions 15a , ie the broad side of the trapezoid, the end section 15a in its cross-sectional profile, is cut radially inward. One of surveys 16t (or overhangs, see 5 ), with the one of the support frame 16 is formed, is arranged to one of the notches 15k of the stator core 15 record, and the matching one of the surveys 16t (or overhangs, see 5 ), with which the other support frame 16 is formed, is arranged to the other notch 15k take. Each of the support frame 16 has such surveys 16t on each of which is one of the mounting holes 16a from the broad side of a trapezoid to the profile of the mounting bracket 16a is, protruding radially inward. The support frame 16 hold the stator cores 15 by positioning them in an axial direction, with the elevations 16t from one of the support frames 16 with the notches 15k be engaged, each of which is on one side of one of the stator cores 15 is arranged, and wherein the surveys 16t of the other support frame 16 Engaged with notches, each of which is on the opposite side of the stator core 15 is arranged. In addition, the stator cores 15 even safer to position in the axial direction, are the support frame 16 , Whose thick edge portions 16d abutting, over threaded holes 16h bolted to within each of the mounting holes 16a to provide a short cylindrical structure with a bottom, which forms a space to therein the inclusion of a stator core 15 to allow its two end portions 15a are fitted in it. Furthermore, between the holding frame 16 the section of each of the stator cores 15 arranged by the associated armature coil 11 is covered, and the support frame 16 put these sections of the stator core 15 free, ie the end surfaces 15b not from the armature coil 11 to be covered.
Dies kann die Beschädigung der rechteckigen Drähte 11L in dem Stator 110 beschränken, indem verhindert wird, dass die Trägerrahmen 16 aufgrund von Vibrationen stark gegen die rechteckigen Drähte 11L schlagen. This can damage the rectangular wires 11L in the stator 110 restrict by preventing the support frame 16 strong against the rectangular wires due to vibration 11L beat.
Bezug nehmend auf 5 sind in dem Stator 110 die Ankerspulen 11 derselben Phase an den Statorkernen 15 parallel je Phase der drei Phasen, d. h. der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase, derart miteinander verbunden, dass den Ankerspulen 11 von jeder jeweiligen der drei Phasen über eine der Eingangsleitungen 19 einer der Wechselströme der drei Phasen zugeführt und durch diese erregt werden, die durch einen Wechselrichter nach der Umwandlung eines Gleichstroms von einer fahrzeugseitigen Batterie bereitgestellt sind. Wie in 6 veranschaulicht, ist beispielsweise einer der Endabschnitte 11La der rechteckigen Drähte 11L, die um Ankerspulen von jeder der Gruppen 11u, 11v, 11w für die drei Phasen gewickelt sind, leitend parallel verbunden, und zwar auf einfache Art und Weise und ohne fachmännisches Zutun, weil diese mit Verstemmungsklammern 13 durch ihre entsprechende der Sammelschienen 12u, 12v und 12w eingefasst sind, wobei die Sammelschienen in Ringform ausgebildet und für die drei Phasen, d. h. die U-Phase, die V Phase und die W-Phase, vorbereitet sind. Des Weiteren sind die anderen Endabschnitte 11Lb von allen rechteckigen Drähten 11L leitend miteinander parallel verbunden, weil diese auf ähnliche Art und Weise mit Verstemmungsklammern 13 durch eine Sammelschiene 12a eingefasst sind, wobei die Sammelschiene Sternpunkte der Ankerspulen 11 für die drei Phasen, d. h. die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase, definiert. Solche Sammelschienen 12u, 12v, 12w und 12a können in der Umgebung der Seite des inneren Umfangs des Stators 110 angeordnet werden, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform diese Sammelschienen in der Umgebung der Seite des äußeren Umfangs des Stators 110 angeordnet sind. Referring to 5 are in the stator 110 the armature coils 11 same phase at the stator cores 15 parallel to each phase of the three phases, ie the U-phase, the V-phase and the W-phase, interconnected in such a way that the armature coils 11 from each of the three phases via one of the input lines 19 one of the alternating currents of the three phases are supplied and excited by the inverter, which are provided by an inverter after the conversion of a direct current from a vehicle-side battery. As in 6 For example, Figure 1 illustrates one of the end sections 11La the rectangular wires 11L around armature coils of each of the groups 11u . 11v . 11w are wound for the three phases, conductively connected in parallel, in a simple manner and without expert intervention, because these with caulking brackets 13 through their corresponding busbars 12u . 12v and 12w The bus bars are formed in a ring shape and prepared for the three phases, ie the U phase, the V phase and the W phase. Furthermore, the other end sections 11lb from all rectangular wires 11L conductive connected to each other in parallel, because these in a similar way with caulking 13 through a busbar 12a are enclosed, the busbar star points of the armature coils 11 for the three phases, ie the U-phase, the V-phase and the W-phase, defined. Such busbars 12u . 12v . 12w and 12a can be in the vicinity of the side of the inner circumference of the stator 110 Although, in the present embodiment, these bus bars are disposed in the vicinity of the outer periphery side of the stator 110 are arranged.
Wie in 6 und 7 veranschaulicht, werden die Verbindungs-Endabschnitte 11La und 11Lb von jeder der Ankerspulen 11 von einem Umfang eines rechteckigen Drahts 11L, der sich um einen der Statorkerne 15 wickelt, nach außen geführt, und diese werden an Positionen an der Seite des äußeren Umfangs des Stators 110 angeordnet. Dies ermöglicht es, den Stator 110 ohne einen Anstieg der Größe in der radialen und der axialen Ausdehnung zu konstruieren, weil die Sammelschienen 12 (12u, 12v, 12w, 12a) als Platten ausgebildet sind, deren Ebenen parallel zu radialen Richtungen von der Rotationsachse sind, und weil diese mit den rechteckigen Drähten 11L verbunden sind, wobei deren äußere Umfänge gestapelt sind, um obere und untere Stufen bereitzustellen. As in 6 and 7 illustrates the connection end portions 11La and 11lb from each of the armature coils 11 from a circumference of a rectangular wire 11L that is around one of the stator cores 15 wraps, guided to the outside, and these are placed at positions on the side of the outer circumference of the stator 110 arranged. This allows the stator 110 without constructing an increase in size in the radial and axial dimensions, because the bus bars 12 ( 12u . 12v . 12w . 12a ) are formed as plates whose planes are parallel to radial directions of the axis of rotation, and because these with the rectangular wires 11L are connected with their outer peripheries are stacked to provide upper and lower levels.
Des Weiteren umfasst der Stator 110 eine Einspritzfüllung (Einspritzung) aus Polyphenylensulfid-(PPS)-Harz mit exzellenter Wärmeableitung, beispielsweise innerhalb der Halterahmen 16, um nach dem Einsetzen der Statorkerne 15 die Statorkerne 15 in einem Lagerzustand innerhalb der Halterahmen 16 zu fixieren, wobei die Statorkerne von Ankerspulen 11 (rechteckige Drähte 11L) umwickelt sind, die leitend mittels der Sammelschienen 12u, 12v, 12w und 12a verbunden sind. Nach dem Verschrauben der dicken Randabschnitte 16d mit den Statorkernen 15 und deren zugeordneten Teilen, die in den Halterahmen 16 aufgenommen sind, wird, wie in 8 gezeigt, das PPS-Harz (Harzmaterial) in die Halterahmen 16 eingespritzt und verfestigt, und zwar mittels einer Herausführungsöffnung 16a, die durch die dicken Randabschnitte 16d ausgebildet ist, um den Durchgang der Eingangsleitungen 19 für die drei Phasen der Ankerspulen 11 zu ermöglichen. Furthermore, the stator includes 110 an injection filling (injection) of polyphenylene sulfide (PPS) resin with excellent heat dissipation, for example within the holding frame 16 to after inserting the stator cores 15 the stator cores 15 in a stored condition within the support frame 16 to fix, with the stator cores of armature coils 11 (rectangular wires 11L ), which are conductive by means of the busbars 12u . 12v . 12w and 12a are connected. After screwing the thick edge sections 16d with the stator cores 15 and their associated parts in the holding frame 16 are included, as in 8th shown, the PPS resin (resin material) in the holding frame 16 injected and solidified, by means of a lead-out opening 16a passing through the thick edge sections 16d is formed to the passage of the input lines 19 for the three phases of the armature coils 11 to enable.
Weil dies das Einspritzen von PPS-Harz erlaubt, um Spalte zwischen Bauteilen, wie z. B. Statornuten, zu füllen, ohne dabei auf eine Einspritz-Gussform angewiesen zu sein, wird der Stator 110 zu einer Harzgussform MoS, die PPS-Harz umfasst, das in Spalte zwischen den Statorkernen 15, den Ankerspulen 11, den Sammelschienen 12 und den Verstemmungsklammern 13 eingeführt wurde und diese fixiert, wie in 9 veranschaulicht. Daher hält die Harzform MoS jedes der Bauteile, um zu verhindern, dass die Bauteile sich aufgrund von Zentrifugalkraft und/oder Vibrationen bewegen, so dass sie die Eigenschaften stabilisiert, wodurch elektromagnetische Vibrationen und dergleichen beschränkt werden. Des Weiteren trägt die Harzform MoS auch zur Verbesserung der Lebensdauer bei, indem ein Eintritt von Feuchtigkeit oder dergleichen beschränkt wird. Because this allows the injection of PPS resin to prevent gaps between components such. As stator grooves to fill, without being dependent on an injection mold, the stator 110 to a resin mold MoS, which comprises PPS resin, in column between the stator cores 15 , the armature coils 11 , the busbars 12 and the caulking braces 13 was introduced and this fixed, as in 9 illustrated. Therefore, the MoS resin mold holds each of the components to prevent the components from being centrifugal force and / or vibrate so as to stabilize the properties, thereby restricting electromagnetic vibrations and the like. Further, the resin mold MoS also contributes to the improvement of life by restricting entry of moisture or the like.
Daher sind die Statorkerne 15 in dem Stator 110 derart angeordnet, dass die Endflächen 15b von deren Endabschnitten 15a Endflächen 25b von Endabschnitten 25a von später beschriebenen Rotorkernen (Kernen) 25 der Rotoren 120 und 130 über kalibrierte Luftspalte G gegenüberliegen können. Der Stator 110 bewirkt, dass die Ankerspulen 11 einen magnetischen Fluss erzeugen, wenn diese mit Wechselstrom erregt werden, um es dem magnetischen Fluss zu erlauben, aus den Endflächen 15b der Statorkerne 15 auszutreten und in die Endflächen 25b der Rotorkerne 25 der Rotoren 120 und 130 einzutreten. Therefore, the stator cores 15 in the stator 110 arranged such that the end faces 15b from their end sections 15a end surfaces 25b of end sections 25a of later-described rotor cores (cores) 25 the rotors 120 and 130 over calibrated air gaps G can be opposite. The stator 110 causes the armature coils 11 generate a magnetic flux when energized with alternating current to allow the magnetic flux from the end surfaces 15b the stator cores 15 exit and into the end surfaces 25b the rotor cores 25 the rotors 120 and 130 enter.
Daher wird in der rotierenden elektrischen Maschine 100 ein geschlossener Magnetkreis zwischen dem Stator 110 und jedem der Rotoren 120 und 130 über den kalibrierten Luftspalt G erzeugt, indem der magnetische Fluss, der in einen der Rotorkerne 25 an den Rotoren 120 oder 130 eintritt, über ein später beschriebenes Joch 26 zu dem benachbarten Rotorkern umgeleitet wird, wodurch bewirkt wird, dass die Rotoren 120 und 130 auf beiden Seiten des Stators 110 relativ zu dem Stator 110 mittels eines Reluktanzmoments (d. h. eines Hauptdrehmoments) rotieren, das durch das Phänomen erzeugt wird, dass der magnetische Fluss dazu veranlasst wird, dem Pfad der geringsten magnetischen Reluktanz in dem Magnetkreis zu folgen. Therefore, in the rotating electric machine 100 a closed magnetic circuit between the stator 110 and each of the rotors 120 and 130 G generated by the calibrated air gap G by the magnetic flux flowing into one of the rotor cores 25 on the rotors 120 or 130 enters, via a yoke described later 26 is diverted to the adjacent rotor core, thereby causing the rotors 120 and 130 on both sides of the stator 110 relative to the stator 110 by a reluctance torque (ie, a main torque) generated by the phenomenon that the magnetic flux is caused to follow the path of least magnetic reluctance in the magnetic circuit.
Aus diesem Grund ist es für die rotierende elektrische Maschine 100 notwendig, auf den einen der Rotoren 120 und 130 genau so viel Drehmoment aufzubringen wie auf den anderen, um die Rotoren 120 und 130, die an der gemeinsamen Welle 101 befestigt sind, als eine Einheit zu rotieren, wobei deren Rotoren 120 und 130 in einem über den Stator 110 hinweg symmetrischen Aufbau konstruiert sind. That's why it's for the rotating electric machine 100 necessary, on one of the rotors 120 and 130 to apply as much torque as on the other, to the rotors 120 and 130 who are at the common shaft 101 are fixed to rotate as a unit, with their rotors 120 and 130 in one over the stator 110 are constructed symmetrical structure.
Nach Umwandlung eines Eingangsstroms einer elektrischen Energie kann infolgedessen die elektrische rotierende Maschine 100 eine mechanische Energie der Welle 101, die koaxial mit den Rotoren 120 und 130 relativ zu dem Stator 110 drehbar ist, als Ausgabe bereitstellen. As a result, after converting an input current of an electric power, the electric rotating machine 100 a mechanical energy of the wave 101 coaxial with the rotors 120 and 130 relative to the stator 110 is rotatable, provide as output.
Während dieser Zeit umfasst der magnetische Fluss in der rotierenden elektrischen Maschine 100, der aus einem der Statorkerne 15 austritt und in den benachbarten einen der Rotorkerne 25 eintritt, Raumoberschwingungen, die auf der Grundschwingung überlagert sind. Die Rotoren 120 und 130 erhalten eine elektromagnetische Kraft, indem sie eine Änderung der Flussdichte der Raumoberschwingungen, die in dem magnetischen Fluss von dem Stator 110 enthalten sind, verwenden, um die eingebauten Spulen zu veranlassen, einen Induktionsstrom zu erzeugen. During this time, the magnetic flux in the rotating electric machine includes 100 coming from one of the stator cores 15 exit and in the adjacent one of the rotor cores 25 occurs, spatial harmonics superimposed on the fundamental. The rotors 120 and 130 Obtain an electromagnetic force by making a change in the flux density of the space harmonics in the magnetic flux from the stator 110 Use to cause the built-in coils to generate an induction current.
Das oben Erwähnte ist dahingehend zu verstehen, dass der magnetische Fluss, der von den Ankerspulen 11 des Stators 100 erzeugt wird, Raumoberschwingungen enthält, die auf der Grundschwingung überlagert sind, die bei der Grundfrequenz des Wechselstroms des eingegebenen Stroms variiert, um mit den Rotoren 120 und 130 (d. h. den Rotorkernen 25) zu koppeln. The above is to be understood as meaning that the magnetic flux flowing from the armature coils 11 of the stator 100 contains space harmonics superimposed on the fundamental, which varies at the fundamental frequency of the AC current of the input current, with the rotors 120 and 130 (ie the rotor cores 25 ) to couple.
Weil die Raumoberschwingungen, die mit in der Zeit unterschiedlichen Frequenzen von der Grundfrequenz der Grundschwingung variieren, in die Rotorkerne 25 eintreten, können daher die Rotoren 120 und 130 effizient Induktionsstrom erzeugen, indem sie Spulen um die Rotorkerne 25 implementieren, ohne dabei eine gesonderte Zuführung von Strom durch das Koppeln an eine externe Stromquelle zu verwenden. Infolgedessen werden Raumoberschwingungen, die als einer der Gründe für Kernverlust betrachtet wurden, als Energie zur Selbsterregung gesammelt. Because the space harmonics, which vary with time-varying frequencies from the fundamental frequency of the fundamental, enter the rotor cores 25 can enter, therefore, the rotors 120 and 130 efficiently generate induction current by winding coils around the rotor cores 25 implement without using a separate supply of power by coupling to an external power source. As a result, spatial harmonics considered to be one of the causes of core loss are collected as energy for self-excitation.
Wie in 10 veranschaulicht, umfasst die rotierende elektrische Maschine 100 Rotorkerne 25. Die Rotorkerne 25 sind winklig um einen zylindrischen Teil 23 angeordnet, der zur Befestigung der Rotoren 120 oder 130 an der Welle 101 bereitgestellt ist, und sie sind äquidistant verteilt. Indem Freiräume, von denen jeder zwischen einander zugewandten Seiten benachbarter zwei Rotorkerne 25 definiert ist, als Rotornuten 27 verwendet werden, sind Induktionsspulen 21 und Erregerspulen 22 um die Rotorkerne 25 gewickelt. Jede der Induktionsspulen 21 und der zugeordneten der Erregerspulen 22 sind um einen der Rotorkerne 25 als zwei Wicklungen gewickelt, die in zwei Stufen in einer longitudinalen Richtung von jedem der Rotorkerne 25 entlang der Rotationsachse angeordnet sind, d. h. entlang einer axiale Richtung entlang der Rotationsachse, indem rechteckige Drähte 21L und 22L, die schmaler als der rechteckige Draht 11L sind, mit α-Wicklung gewickelt werden. Um die Induktions- und Erregerspulen 21 und 22 um die Rotorkerne 25 in zwei Stufen in der axialen Richtung entlang der Rotationsachse zu umwickeln, werden mit anderen Worten die rechteckigen Drähte 21L und 22L um den Rotorkern 25 derart gewickelt, dass deren Endabschnitte von jedem der rechteckigen Drähte 21L und 22L von den Verdrahtungen in zwei Stufen zu derselben Seite, d. h. zu dem äußeren Umfang des Rotors 120 oder 130, herausgeführt werden. As in 10 illustrates includes the rotary electric machine 100 rotor cores 25 , The rotor cores 25 are angled around a cylindrical part 23 arranged for fixing the rotors 120 or 130 on the shaft 101 is provided, and they are distributed equidistantly. By free spaces, each of which between mutually facing sides of adjacent two rotor cores 25 is defined as rotuta nuts 27 used are induction coils 21 and excitation coils 22 around the rotor cores 25 wound. Each of the induction coils 21 and the associated one of the exciting coils 22 are around one of the rotor cores 25 as two windings wrapped in two stages in a longitudinal direction of each of the rotor cores 25 along the axis of rotation, that is along an axial direction along the axis of rotation, by rectangular wires 21L and 22L that is narrower than the rectangular wire 11L are to be wound with α-winding. Around the induction and excitation coils 21 and 22 around the rotor cores 25 In other words, the rectangular wires are wrapped in two stages in the axial direction along the axis of rotation 21L and 22L around the rotor core 25 wound such that their end portions of each of the rectangular wires 21L and 22L from the wirings in two stages to the same side, ie to the outer circumference of the rotor 120 or 130 to be brought out.
In jedem der Rotoren 120 und 130 ist es möglich, eine Querschnittsfläche der Wicklung zu reduzieren, d. h. eine Fläche des Querschnitts, die durch das Schneiden der Wicklung durch eine Linie erhalten wird, die orthogonal zu einer Linie ist, die eine Richtung repräsentiert, in der magnetischer Fluss zum Austreten aus dem Statorkern 15 zur Kopplung mit dem Rotorkern 25 fließt, wodurch zu einer Reduktion der Wirbelstromverluste in der Wicklung beigetragen wird. Die rechteckigen Drähte 21L und 22L zur Verwendung in einer α-Wicklung sind mit ihrer breiten Fläche in Kontakt mit dem Rotorkern 25, wodurch ein gleichmäßiger Betrieb ermöglicht wird, indem ein effizienter Wärmetransfer der durch die Erregung erzeugten Wärme durchgeführt wird. Des Weiteren kann das Auftreten einer Verschlechterung von Eigenschaften, wie z. B. Drehmomentwelligkeit, die durch einen Anstieg der Pulsation des Erregerstroms verursacht wird, der von einer Instabilität des Induktionsstroms herrührt, der durch die Induktionsspulen 21 erzeugt wird, beschränkt werden, und zwar aufgrund der Abweichung der Spulenenden der Induktionsspulen 21 von Endabschnitten 25b der Rotorkerne 25, die von den Induktionsspulen 21 umwickelt sind. In each of the rotors 120 and 130 it is possible to use a cross-sectional area of the winding too ie, an area of the cross section obtained by cutting the winding by a line orthogonal to a line representing a direction in the magnetic flux to exit from the stator core 15 for coupling with the rotor core 25 flows, which contributes to a reduction of the eddy current losses in the winding. The rectangular wires 21L and 22L for use in an α-winding are in contact with the rotor core with their wide area 25 whereby a smooth operation is enabled by performing an efficient heat transfer of the heat generated by the excitation. Furthermore, the occurrence of deterioration of properties, such as. B. torque ripple, which is caused by an increase in the pulsation of the exciting current resulting from instability of the induction current passing through the induction coils 21 is generated, due to the deviation of the coil ends of the induction coil 21 of end sections 25b the rotor cores 25 that from the induction coils 21 are wrapped.
Indem rechteckige Drähte 21L und 22L mit α-Wicklung in jedem der Rotoren 120 und 130 verwendet werden, ist es möglich, die Anzahl der Drehungen zu erhöhen, mit denen die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 gewickelt sind. Das Herausführen später beschriebener erster und zweiter Verbindungsendabschnitte 21p, 21q, 22p und 22q von den Induktionsspulen 21 und den Erregerspulen 22 kann des Weiteren nicht das Schichten von Bauteilen um die Rotorkerne 25 und das Befestigen einer später beschriebenen Halteplatte 41 beeinträchtigen. Dies verhindert effektiv, dass die Halteplatte 41 und derartige Bauteile wie die rechteckigen Drähte 21L und 22L und die Statorkerne 25 aufgrund des Anfahrstoßes während einem gegenseitigen Kontakt dieser beschädigt werden. By rectangular wires 21L and 22L with α-winding in each of the rotors 120 and 130 used, it is possible to increase the number of rotations with which the induction coils 21 and the excitation coils 22 are wound. Leading out later-described first and second connection end portions 21p . 21q . 22p and 22q from the induction coils 21 and the excitation coils 22 Furthermore, it is not possible to lay components around the rotor cores 25 and attaching a holding plate described later 41 affect. This effectively prevents the retaining plate 41 and such components as the rectangular wires 21L and 22L and the stator cores 25 due to the start-up shock during mutual contact they are damaged.
Insbesondere weist jeder der Rotoren 120 und 130 eine Vielzahl von Rotorkernen 25 auf, von denen jeder eine kurze Stange mit einem trapezförmigen Querschnittsprofil ist, und die an einer Seite eines Joches 26 angeordnet sind. Eine der Induktionsspulen 21 und der zugeordneten der Erregerspulen 22 sind um jeden der Rotorkerne 25 derart gewickelt, dass die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 um die Rotationsachse der Welle 101 angeordnet sind. In particular, each of the rotors has 120 and 130 a variety of rotor cores 25 each of which is a short bar with a trapezoidal cross-sectional profile and which is on one side of a yoke 26 are arranged. One of the induction coils 21 and the associated one of the exciting coils 22 are around each of the rotor cores 25 wrapped so that the induction coils 21 and the excitation coils 22 around the axis of rotation of the shaft 101 are arranged.
Die Rotorkerne 25 sind aus einem magnetischen Material hoher Permeabilität gebildet und erstrecken sich in Richtungen, die parallel zu der Erstreckungsrichtung der Welle 101 sind. Die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 sind nebeneinander angeordnet, wobei eine der Induktionsspulen 21 und die zugeordnete der Erregerspulen 22 um jeden der Rotorkerne 25 mit konzentrierter Wicklung gewickelt sind und vertikal in zwei Stufen angeordnet sind. The rotor cores 25 are formed of a high permeability magnetic material and extend in directions parallel to the direction of extension of the shaft 101 are. The induction coils 21 and the excitation coils 22 are arranged side by side, with one of the induction coils 21 and the associated one of the exciting coils 22 around each of the rotor cores 25 are wound with concentrated winding and are arranged vertically in two stages.
Mit anderen Worten sind die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 mit Wicklungen ausgebildet, die in zwölf (12) Rotornuten 27 liegen, von denen jede zwischen benachbarten zwei Rotorkernen 25 liegt, und ihre Mittelachsen liegen parallel zur Welle 101, um zwölf (12) Pole bereitzustellen. Kurz gesagt sind die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 als Wicklungen ausgebildet, deren Mittelachsen parallel zu der Rotationsachse der rotierenden Welle 101 liegen, und sie sind winklig um die Rotationsachse angeordnet und äquidistant verteilt.In other words, the induction coils 21 and the excitation coils 22 formed with windings in twelve (12) rotor grooves 27 lie, each of which between adjacent two rotor cores 25 lies, and their central axes are parallel to the wave 101 to provide twelve (12) poles. In short, the induction coils 21 and the excitation coils 22 formed as windings whose central axes parallel to the axis of rotation of the rotating shaft 101 lie, and they are arranged at an angle around the axis of rotation and distributed equidistantly.
Daher ist die rotierende elektrische Maschine 100 derart ausgebildet, dass ein Kompositionsverhältnis S/P gleich 2/3 ist, wobei S (S = 12) die Anzahl der Nuten ist, in die die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 an jedem der Rotoren 120 und 130 eingelegt sind, und P (P = 18) die Anzahl der Pole P der Ankerspulen 11 auf dem Stator 110 ist. Therefore, the rotating electric machine 100 is formed so that a composition ratio S / P is 2/3, where S (S = 12) is the number of grooves in which the induction coils 21 and the excitation coils 22 on each of the rotors 120 and 130 and P (P = 18) are the number of poles P of the armature coils 11 on the stator 110 is.
In jedem der Rotoren 120 und 130 sind Rotorkerne 25 und das scheibenförmige Joch 26 integral derart ausgebildet, dass die entfernte Seite von jedem der Rotorkerne 25, die entfernt von der nahen Seite ist, an der die Endfläche 25b des Endabschnittes 25a der Endfläche 15b des benachbarten der Statorkerne 15 über den kalibrierten Luftspalt G gegenüberliegt, einen integralen Abschnitt einer Oberflächen-Seite des Jochs 26 bildet. Das Joch 26 weist einen zylindrischen Teil 23 auf, der an der Welle 101 befestigt ist, jedoch den Durchgang erlaubt, und der integral mit dessen zentralem Teil verbunden ist. In each of the rotors 120 and 130 are rotor cores 25 and the disc-shaped yoke 26 integrally formed such that the far side of each of the rotor cores 25 that is away from the near side, at the end face 25b of the end section 25a the endface 15b the neighboring of the stator cores 15 across the calibrated air gap G, an integral portion of a surface side of the yoke 26 forms. The yoke 26 has a cylindrical part 23 on, on the shaft 101 is fixed, but allows the passage, and is integrally connected to the central part.
Dieser Aufbau ermöglicht es, dass der magnetische Fluss, der aus der Seite der Endfläche 15b von einem der Statorkerne 15 austritt und in eine Endfläche 25b der benachbarten der Rotorkerne 25 eintritt, über einen Bypass, der durch das Joch 26 an der entfernten oder Hinterseite von dieser Endfläche 25b bereitgestellt ist, durch einen anderen getrennten Rotorkern 25 fließt, um wieder mit dieser Endfläche 15b eines anderen getrennten Statorkerns 15 zu koppeln, die der anderen Endfläche 25b des anderen getrennten Rotorkerns 25 gegenüberliegt, wodurch ein Magnetkreis ausgebildet wird. This construction allows the magnetic flux coming from the side of the end face 15b from one of the stator cores 15 exit and into an end face 25b the neighboring of the rotor cores 25 enters, via a bypass, through the yoke 26 at the far or rear of this end face 25b is provided by another separate rotor core 25 flows to get back to this end face 15b another separate stator core 15 to couple that of the other end face 25b the other separate rotor core 25 opposite, whereby a magnetic circuit is formed.
Des Weiteren ist jede der Induktionsspulen 21 an der von dem Joch 26 entfernten Seite des Endabschnitts 25a von einem der Rotorkerne 25 angeordnet, mit der der magnetische Fluss der Raumoberschwingungen, der von einem der Statorkerne 15 kommt, effektiv koppelt, während die zugeordnete der Erregerspulen 22 an einer nahe dem Joch 26 liegenden Seite des Verbindungsabschnitts 25c des Rotorkerns 25 angeordnet ist. Furthermore, each of the induction coils 21 at the of the yoke 26 distant side of the end section 25a from one of the rotor cores 25 arranged with which the magnetic flux of the spatial harmonics, that of one of the stator cores 15 comes, effectively couples, while the associated one of the excitation coils 22 at a near the yoke 26 lying side of the connecting portion 25c of the rotor core 25 is arranged.
Dies ermöglicht es der rotierenden elektrischen Maschine 100, zu bewirken, dass der magnetische Fluss von der Endfläche 15b des Statorkerns 15 über den kleinen kalibrierten Luftspalt G mit der Endfläche 25b des Rotorkerns 25 mit hoher Dichte koppelt, wodurch bewirkt wird, dass die Induktionsspule 21 aufgrund der Raumoberschwingungen (d. h. der Variation der magnetischen Flussdichte der Raumoberschwingungen relativ zu der Grundschwingung), die in dem magnetischen Fluss enthalten sind, Induktionsstrom erzeugt. Dieser Induktionsstrom wird der zugeordneten Erregerspule 22 zugeführt. This allows the rotating electrical machine 100 to cause the magnetic flux from the end face 15b of the stator core 15 over the small calibrated air gap G with the end face 25b of the rotor core 25 coupled with high density, thereby causing the induction coil 21 due to the spatial harmonics (ie, the variation of the magnetic flux density of the spatial harmonics relative to the fundamental) contained in the magnetic flux generates induction current. This induction current is the associated exciter coil 22 fed.
Bei der Aufnahme des Induktionsstroms von den Induktionsspulen 21 als Erregerstrom, wird diese Erregerspule 22 selbsterregt, um einen magnetischen Fluss (d. h. eine elektromagnetische Kraft) zu erzeugen. Dieser magnetische Fluss tritt in die Endfläche 15b des benachbarten Statorkerns 15 von der Endfläche 25b des Rotorkerns 25 ein. When picking up the induction current from the induction coils 21 as exciting current, this exciting coil 22 self-excited to generate a magnetic flux (ie, an electromagnetic force). This magnetic flux enters the end surface 15b of the adjacent stator core 15 from the end face 25b of the rotor core 25 one.
Aus diesem Grund ist in der rotierenden elektrischen Maschine 100 ein magnetisches Moment (d. h. ein zusätzliches Drehmoment) zusätzlich zu dem Hauptdrehmoment, das von dem magnetischen Fluss herrührt, der durch die Ankerspulen 11 erzeugt wird, gegeben, um eine Drehmomentunterstützung der Rotoren 120 und 130 bereitzustellen. That's why in the rotary electric machine 100 a magnetic moment (ie, an additional torque) in addition to the main torque resulting from the magnetic flux passing through the armature coils 11 is given, given a torque assist of the rotors 120 and 130 provide.
Die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 sind in geschlossenen Stromkreisen 30 eingebaut, von denen jeder in 11 veranschaulicht ist, um effektiv den oben erwähnten Induktionswechselstrom zu verwenden, indem der in den Induktionsspulen 21 erzeugte Induktionswechselstrom zu Erregergleichstrom umgewandelt und der umgewandelte Erregergleichstrom den zugeordneten Erregerspulen 22 zugeführt wird, um zu bewirken, dass jeder der Rotorkerne 25 als ein Elektromagnet fungiert, der eine elektromagnetische Kraft erzeugt. The induction coils 21 and the excitation coils 22 are in closed circuits 30 built in, each of which in 11 is illustrated to effectively use the above-mentioned induction alternating current by the induction coils in the 21 converted induction alternating current to excitation DC current and the converted exciting DC current to the associated excitation coils 22 is supplied to cause each of the rotor cores 25 acts as an electromagnet that generates an electromagnetic force.
Zwölf (12) Gruppen von Induktionsspulen 21 und Erregerspulen 22, von denen jede aus einer Induktionsspule 21 und einer Erregerspule 22, die um einen Rotorkern 25 gewickelt sind, bestehen, definieren im Zusammenwirken mit sechs (6) Paaren von Dioden (Gleichrichtern) 29A, 29B sechs (6) geschlossene Stromkreise 30, von denen jeder aus einem Satz von zwei Induktionsspulen 21 und zwei Erregerspulen 22 von zwei Gruppen der benachbarten zwei Rotorkerne 25 und den Dioden 29A und 29B eines Paars besteht. Twelve (12) groups of induction coils 21 and excitation coils 22 each of which consists of an induction coil 21 and an excitation coil 22 around a rotor core 25 are wound, define in cooperation with six (6) pairs of diodes (rectifiers) 29A . 29B six (6) closed circuits 30 , each of which consists of a set of two induction coils 21 and two excitation coils 22 of two groups of adjacent two rotor cores 25 and the diodes 29A and 29B a couple exists.
Wie in 11 veranschaulicht, weist jeder geschlossene Stromkreis 30 zwei Dioden 29A und 29B eines Paars auf, die geeignet angeordnet sind, um beide Enden von zwei in Serie verbundenen Erregerspulen 22 eines Paars zu verbinden, die mit beiden Enden von parallel verbundenen zwei Induktionsspulen verbunden sind. As in 11 illustrates each closed circuit 30 two diodes 29A and 29B of a pair suitably arranged around both ends of two series-connected exciting coils 22 of a pair connected to both ends of two induction coils connected in parallel.
Insbesondere sind in dem geschlossenen Stromkreis 30 ein erster Verbindungsendabschnitt 22p an einem Ende der zwei Erregerspulen 22, die in Serie verbunden und in entgegengesetzten Richtungen mit konzentrierter Wicklung gewickelt sind, und zwei erste Verbindungsabschnitte 21p von zwei Induktionsspulen 21, die parallel verbunden sind, an einem einzelnen Verbindungspunkt kombiniert. Des Weiteren ist ein zweiter Verbindungsendabschnitt 22q an dem anderen Ende der zwei Erregerspulen 22, die in Serie verbunden sind, mit einem Verbindungspin (Verbindungsanschluss) 29c an der Kathodenseite der beiden Dioden 29A und 29B verbunden, und zwei zweite Verbindungsendabschnitte 21q der zwei Induktionsspulen 21, die parallel verbunden sind, sind mit den jeweiligen Verbindungspins 29c verbunden, von denen jeder an der Anodenseite von einer der zwei Dioden 29A und 29B ist. Mit anderen Worten sind die Dioden 29A und 29B in einem kathodenüblichen Pakettyp derart angeordnet, dass der Verbindungspin 29c, den ihre Kathodenseiten gemeinsam haben, zu der Außenseite des Pakets freigelegt ist, und dass die Verbindungspins 29c für deren jeweilige Anodenseiten zu der Außenseite des Pakets freigelegt sind. In particular, in the closed circuit 30 a first connection end portion 22p at one end of the two excitation coils 22 , which are connected in series and wound in opposite directions with concentrated winding, and two first connecting portions 21p of two induction coils 21 which are connected in parallel, combined at a single connection point. Furthermore, a second connection end portion 22q at the other end of the two excitation coils 22 connected in series with a connection pin (connection terminal) 29c on the cathode side of the two diodes 29A and 29B connected, and two second connection end portions 21q of the two induction coils 21 which are connected in parallel are with the respective connection pins 29c each of which is connected to the anode side of one of the two diodes 29A and 29B is. In other words, the diodes 29A and 29B arranged in a cathode common package type such that the connection pin 29c Their cathode sides have in common, exposed to the outside of the package, and that the connecting pins 29c for which respective anode sides are exposed to the outside of the package.
Diese Dioden 29A und 29B sind als eine Sternpunktklammer-Zweiweggleichrichterschaltung gebildet, indem die Elemente derart verbunden sind, dass eine Phasendifferenz von 180° zwischen einem Eingang des Induktionswechselstroms und dem anderen Eingang des Induktionswechselstroms bereitgestellt wird, und indem eine der beiden Eingänge des Induktionswechselstroms umgerichtet wird, um einweggleichgerichtete Ausgaben zu kombinieren. These diodes 29A and 29B are formed as a neutral point clamp full wave rectifier circuit by connecting the elements so as to provide a phase difference of 180 ° between one input of the alternating induction current and the other input of the alternating induction current, and by re-directing one of the two inputs of the alternating induction current to one-half rectified outputs combine.
Die rotierende elektrische Maschine 100 umfasst geschlossene Stromkreise 30, von denen jeder mit einem Satz von Induktionsspulen 21 und Erregerspulen 22 der benachbarten zwei der zwölf Gruppen und zwei Dioden 29A und 29B ausgebildet ist. Die Induktionsspulen 21 in den geschlossenen Stromkreisen 30 sind in derselben Wicklungsrichtung mit konzentrierter Wicklung gewickelt und nebeneinander angeordnet. Andererseits sind die Erregerspulen 22, die um Rotorkerne 25 gewickelt sind, die entlang des äußeren Umfangs von jedem der Rotoren 120 und 130 angeordnet sind, unterschiedlich in ihrer Wicklungsrichtung, derart, dass eine Erregerspule 22 um jeden zweiten Rotorkern 25 in der einen Wicklungsrichtung gewickelt ist, während die andere Erregerspule 22 um jeden der verbleibenden Rotorkerne 25 in der entgegengesetzten Wicklungsrichtung gewickelt ist. The rotating electric machine 100 includes closed circuits 30 each of which comes with a set of induction coils 21 and excitation coils 22 the adjacent two of the twelve groups and two diodes 29A and 29B is trained. The induction coils 21 in the closed circuits 30 are wound in the same winding direction with concentrated winding and arranged side by side. On the other hand, the excitation coils 22 around rotor cores 25 are wound along the outer circumference of each of the rotors 120 and 130 are arranged, different in their winding direction, such that an excitation coil 22 about every other rotor core 25 in the one winding direction while the other exciting coil 22 around each of the remaining rotor cores 25 is wound in the opposite winding direction.
Dies bewirkt in der rotierenden elektrischen Maschine 100, dass sich in gegenüberliegenden Statorkernen 15 ein N-Pol und ein S-Pol abwechseln, weil die Richtung der Magnetisierung des magnetischen Feldes, das durch die Erregerspulen 22 aufgrund der Erregung mit Gleichstrom (Erregerstrom) erzeugt wird, der durch Selbsterregung erhalten wird, bei abwechselnden Rotorkernen 25 umgedreht ist, die entlang des Umfangs von jedem der Rotoren 120 und 130 angeordnet sind. This causes in the rotating electric machine 100 that is in opposite stator cores 15 alternate an N pole and an S pole because the direction of magnetization of the magnetic field passing through the excitation coils 22 due to the excitation with direct current (exciting current), which is obtained by self-excitation, with alternating rotor cores 25 turned around, along the perimeter of each of the rotors 120 and 130 are arranged.
Des Weiteren sind in der rotierenden elektrischen Maschine 100 sechs (6) Sätze von geschlossenen Stromkreisen 30, von denen jeder in 11 veranschaulicht ist, nebeneinander entlang des Umfangs von jedem der Rotoren 120 und 130 angeordnet. Mit anderen Worten sind Diodengehäuse 32, wie in 12 veranschaulicht, von denen jede zwei Dioden 29A und 29B enthält, nebeneinander entlang des Umfangs von jedem der Rotoren 120 und 130 an einer Rückseite des Jochs 26 angeordnet, d. h. an der anderen Seite des Jochs 26, dessen eine Seite die Rotorkerne 25 trägt.Furthermore, in the rotating electrical machine 100 six (6) sets of closed circuits 30 , each of which in 11 illustrated side by side along the circumference of each of the rotors 120 and 130 arranged. In other words, diode housings 32 , as in 12 each of which illustrates two diodes 29A and 29B contains, side by side along the circumference of each of the rotors 120 and 130 at a back of the yoke 26 arranged, ie on the other side of the yoke 26 one side of which is the rotor cores 25 wearing.
Die rotierende elektrische Maschine 100 verwendet einen solchen Aufbau, um eine Beziehung zu erfüllen, dass ein Kompositionsverhältnis (Kombination) P*/S* = 2/3 ist, wobei: P* die Anzahl der Schenkelpole ist, d. h. die Anzahl der Rotorkerne 25 an jedem der Rotoren 120 und 130, und S* die Anzahl der Statornuten 17 ist. Durch die Verwendung des oben beschriebenen Aufbaus macht die rotierende elektrische Maschine 100 die Wellenform der Raumoberschwingung des magnetischen Flusses gebräuchlich, die mit den Induktionsspulen 21 von jedem der geschlossenen Stromkreise 30 koppelt. The rotating electric machine 100 uses such a construction to satisfy a relationship that a composition ratio (combination) is P * / S * = 2/3, where: P * is the number of salient poles, that is, the number of rotor cores 25 on each of the rotors 120 and 130 , and S * the number of stator slots 17 is. By using the above-described construction makes the rotating electric machine 100 the waveform of the space harmonic of the magnetic flux in common with the induction coils 21 from each of the closed circuits 30 coupled.
Die Induktionsströme, die von den Induktionsspulen 21 ohne jede Phasendifferenz erzeugt werden, stellen eine Energieversorgung mit Erregerströmen für die Erregerspulen 22 mit dem gleichen Niveau bereit, das durch die Gleichrichtung bei den Dioden 29A und 29B gegeben ist, wodurch die Rotation der Rotoren 120 und 130 effizient mit hoher Qualität ermöglicht wird. The induction currents coming from the induction coils 21 are generated without any phase difference, provide a power supply with excitation currents for the excitation coils 22 with the same level ready by the rectification of the diodes 29A and 29B is given, reducing the rotation of the rotors 120 and 130 efficiently with high quality.
Der in der rotierenden elektrischen Maschine 100 verwendete Schaltungsaufbau ist besser als eine serielle Schaltung, in der, um eine Gleichrichtung durchzuführen, um die Erregerspulen 22 als Elektromagneten fungieren zu lassen, alle Induktionsspulen 21 und Erregerspulen 22 von jedem der Rotoren 120 und 130 mit zwei (2) Dioden 29A und 29B verschaltet sind, weil sie vermeidet, dass der Drahtwiderstand kombiniert wird, um einen hohen Widerstandswert aufzuweisen, weil die Induktionsspulen 21 und Erregerspulen 22 in sechs (6) Sätzen für jeden geschlossenen Stromkreis 30 unterteilt sind. The one in the rotating electric machine 100 used circuitry is better than a serial circuit, in order to perform a rectification to the excitation coils 22 to act as electromagnets, all induction coils 21 and excitation coils 22 from each of the rotors 120 and 130 with two (2) diodes 29A and 29B are interconnected, because it avoids that the wire resistance is combined to have a high resistance, because the induction coils 21 and excitation coils 22 in six (6) sets for each closed circuit 30 are divided.
Wenn beispielsweise die Rotoren 120 und 130 bei niedrigen Geschwindigkeiten rotieren, um das Fahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten anzutreiben, ist die Änderung des Magnetfelds um die Induktionsspulen 21 herum klein, sodass der induzierte Strom klein ist. Unter diesen Umständen bewirkt der oben beschriebene Schaltungsaufbau, dass die rotierende elektrische Maschine 100 eine Erregung der Erregerspulen 22 frei von verschwenderischem Leistungsverbrauch erreicht, indem die Verschwendung von Energie aufgrund der Drahtwiderstände bei den Induktionsspulen 21 und den Erregerspulen 22 reduziert wird (durch das Reduzieren des strombegrenzenden Widerstandswerts). Dies bewirkt eine effiziente Erzeugung elektromagnetischer Kraft, die als eine Unterstützung des Drehmoments, das von den Ankerspulen 11 an dem Stator 110 erzeugt wird, wirkt.For example, if the rotors 120 and 130 rotating at low speeds to drive the vehicle at low speeds is the change in the magnetic field around the induction coils 21 around small, so that the induced current is small. Under these circumstances, the circuit structure described above causes the rotary electric machine 100 an excitation of the exciting coils 22 free from wasteful power consumption, by eliminating the waste of energy due to the wirewound resistors in the induction coils 21 and the excitation coils 22 is reduced (by reducing the current limiting resistance value). This causes efficient generation of electromagnetic force acting as a support to the torque from the armature coils 11 on the stator 110 is generated acts.
Der Kupferverlust, der aufgrund der Erregung in der Verdrahtung auftritt, wird reduziert, indem die Induktionsspannung, die von jeder der Induktionsspulen 21 erzeugt wird, und die Erregerspannung, die von jeder der Erregerspulen 22 erzeugt wird, auf niedrige Spannungspegel beschränkt werden, indem die Induktions- und Erregerspannungen verteilt bzw. zerstreut werden. Dadurch wird vermieden, dass die rotierende elektrische Maschine 100 ein gewünschtes Drehmoment aufgrund des exzessiven Anstiegs des Spannungswerts nicht erzeugen kann. The copper loss that occurs due to the excitation in the wiring is reduced by the induction voltage of each of the induction coils 21 is generated, and the excitation voltage from each of the excitation coils 22 is limited to low voltage levels by dispersing the induction and excitation voltages. This will avoid the rotating electrical machine 100 can not produce a desired torque due to the excessive increase of the voltage value.
Eine Reduktion der Spannung und des Widerstands von jeder der Induktionsspulen 21 und Erregerspulen 22 kann erreicht werden, indem die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 parallel verbunden werden. Jedoch erzeugt jede der Induktionsspulen 21 und der Erregerspulen 22, die parallel verbunden sind, einen zirkulierenden Strom, aufgrund einer Induktionsspannung, die in einer Richtung der Negierung oder Aushebung des Auftretens des Magnetflusses (Magnetflussänderung) erzeugt wird, wodurch eine Erzeugung von magnetischem Fluss (magnetische Kraft) verhindert wird. Aus diesem Grund ist die Anordnung von sechs (6) Sätzen von geschlossenen Stromkreisen 30 an jedem der Rotoren 120 und 130 geeignet als Gleichrichterschaltung der rotierenden elektrischen Maschine 100. A reduction of the voltage and the resistance of each of the induction coils 21 and excitation coils 22 can be achieved by the induction coils 21 and the excitation coils 22 be connected in parallel. However, each of the induction coils generates 21 and the excitation coils 22 which are connected in parallel, a circulating current, due to an induction voltage, which is generated in a direction of negating or canceling the occurrence of the magnetic flux (magnetic flux change), whereby a generation of magnetic flux (magnetic force) is prevented. For this reason, the arrangement of six (6) sets of closed circuits 30 on each of the rotors 120 and 130 suitable as a rectifier circuit of the rotating electrical machine 100 ,
In jedem der geschlossenen Stromkreise 30 sind insbesondere die Verbindungspins 29c für die Dioden 29A und 29B, die in dem Diodengehäuse 32 enthalten sind, und die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 einer Gruppe miteinander mittels einer Vielzahl von Drahtverbindungselementen 33 verbunden. Bezug nehmend auf 13 ist jedes der Diodengehäuse 32 und das zugeordnete Drahtverbindungselement 33 in angemessenen Positionen durch Haltelöcher 36 und Drahtverbindungsrillen 37 eines Drahtverbindungsträgers 35 aus Harz (beispielsweise PPS-Harz) gehalten, der an einer Rückseite des Jochs 26 befestigt ist, d. h. an der anderen Seite des Jochs, dessen eine Seite die Rotorkerne 25 trägt, wodurch es vereinfacht wird, die Leitungsverbindungen auszuführen. In each of the closed circuits 30 are in particular the connecting pins 29c for the diodes 29A and 29B placed in the diode housing 32 are included, and the induction coils 21 and the excitation coils 22 a group together by means of a plurality of wire connection elements 33 connected. Referring to 13 is each of the diode cases 32 and the associated wire connector 33 in appropriate positions through retaining holes 36 and wire connection grooves 37 a wire connection carrier 35 made of resin (for example PPS resin) held on a back of the yoke 26 is attached, ie on the other side of the yoke, one side of the rotor cores 25 carries, which makes it easier to perform the cable connections.
Die Haltelöcher 36, die in dem Drahtverbindungsträger 35 ausgebildet sind, sind konfiguriert, die Diodengehäuse 32 derart zu fassen, dass die Diodengehäuse 32 winklig und äquidistant entlang des Umfangs der einen Seite einer äußeren Fläche 35a um die axiale Richtung herum angeordnet sind. Die Diodengehäuse 32 sind starr innerhalb des jeweiligen Haltelochs 36 durch Befestigungsschrauben 39 befestigt. Die Haltelöcher 36 sind innerhalb des Drahtverbindungsträgers 35 derart angeordnet, dass die Verbindungspins 29c der Dioden 29A und 29B, die von jedem der Diodengehäuse 32 nach außen hervorstehen, sich radial von der Rotationsachse zu dem äußeren Umfang hin erstrecken. Auf diese Art und Weise ist der Drahtverbindungsträger 35 so konfiguriert, dass dieser einen kompakteren Einbau der Dioden 29A und 29b ermöglicht, als wenn diese derart eingebaut wären, dass ihre Verbindungspins 29c entlang des Umfangs angeordnet sind. The holding holes 36 which are in the wire connection carrier 35 are configured, the diode housing are configured 32 such that the diode housing 32 angular and equidistant along the perimeter of one side of an outer surface 35a are arranged around the axial direction. The diode housing 32 are rigid within the respective holding hole 36 by fastening screws 39 attached. The holding holes 36 are inside the wire connector 35 arranged such that the connecting pins 29c the diodes 29A and 29B from each of the diode housings 32 projecting outward, extending radially from the axis of rotation to the outer periphery. In this way, the wire connection carrier 35 configured so that this a more compact installation of the diodes 29A and 29b allows as if they were installed such that their connecting pins 29c are arranged along the circumference.
Ferner sind bei dem Drahtverbindungsträger 35 die ersten und zweiten Verbindungsendabschnitte 21p, 21q, 22p und 22q von den Drähten (rechteckige Drähte 21L und 22L) herausgeführt, die für die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 mit α-Wicklung gewickelt sind, wobei jeder Abschnitt isoliert ist, indem ein vorgegebener Abstand zwischen den benachbarten zweien von diesen sichergestellt ist und jeder der Verbindungsendabschnitte ist mit einer Form ausgebildet, die sich in der poloidaren Richtung entlang der äußeren Umfangsrichtung 35b des Drahtverbindungsträgers 35 zu der Seite der äußeren Fläche 35a (hintere Seite) hin erstreckt. Further, in the wire connection carrier 35 the first and second connection end portions 21p . 21q . 22p and 22q from the wires (rectangular wires 21L and 22L ) led out for the induction coils 21 and the excitation coils 22 are wound with α-winding, wherein each section is insulated by ensuring a predetermined distance between the adjacent two of them, and each of the connection end sections is formed with a shape extending in the poloidal direction along the outer circumferential direction 35b of the wire connection carrier 35 to the side of the outer surface 35a (rear side).
Indes umfasst der Drahtverbindungsträger 35 eine Vielzahl von Sätzen von Drahtverbindungselementen aufnehmenden Rillen 37, wobei jeder Satz eine radiale Rille 37a und eine Vielzahl von umlaufenden Rillen 37b umfasst. Die radiale Rille 37a eines Satzes von Drahtverbindungselementen aufnehmenden Rillen 37 erstreckt sich radial in einer Richtung hin zu der äußeren Umfangsfläche 35b und ist von der äußeren Fläche 35a nach innen ausgespart, um einen einheitlichen Querschnitt zu definieren, der breit genug ist, die ersten und die zweiten Verbindungsendabschnitte 21p, 21q, 22p und 22q der Induktionsspulen 21 und der Erregerspulen 22 von einer Gruppe und der externen Verbindungspins 29c des zugeordneten Diodengehäuses 32 (das Dioden 29A und 29B enthält) aufzunehmen. Die umlaufenden Rillen 37b von einem Satz von Drahtverbindungselementen aufnehmenden Rillen 37 sind als drei (3) umlaufende Rillen ausgebildet, die von der Rotationsachse mit unterschiedlichen radialen Abständen verteilt sind, wobei jede Rille die gleiche Breite wie das Zugeordnete der Drahtverbindungselemente 33 aufweist und zwischen den benachbarten beiden der radialen Rillen 37a liegt, um diese zu verbinden. Meanwhile, the wire connection carrier comprises 35 a plurality of sets of wire-connection receiving grooves 37 where each set is a radial groove 37a and a variety of circumferential grooves 37b includes. The radial groove 37a a set of wire-connecting elements receiving grooves 37 extends radially in a direction toward the outer peripheral surface 35b and is from the outer surface 35a recessed inwardly to define a uniform cross-section that is wide enough, the first and second connection end portions 21p . 21q . 22p and 22q the induction coils 21 and the excitation coils 22 from a group and the external connection pins 29c the associated diode housing 32 (the diodes 29A and 29B contains). The circumferential grooves 37b from a set of wire-tie receiving grooves 37 are formed as three (3) circumferential grooves distributed from the axis of rotation at different radial distances, each groove having the same width as the associated one of the wire connecting members 33 and between the adjacent two of the radial grooves 37a lies to connect these.
Wie in den 11 und 12 veranschaulicht, bilden die Drahtverbindungselemente 33 fünf Verbindungswege R1, R2, R3, R4 und R5 zur Verbindung der Induktionsspulen 21 und der Erregerspulen 22 von jeder Gruppe mit den Dioden 29A und 29B innerhalb des zugeordneten der Diodengehäuse 32, indem eine Vielzahl von radialen Verbindungselementen (erste Leiter) 33a, die in einer radialen Rille 37a der Drahtverbindungselemente aufnehmenden Rillen 37 zu positionieren ist, elektrisch mit einer Vielzahl von umlaufenden Verbindungselementen (zweite Leiter) 33b verbunden wird, die in umlaufenden Rillen 37b der Drahtverbindungselemente aufnehmenden Rillen 37 zu positionieren sind, und zwar durch angemessenes Löten oder Schweißen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Drahtverbindungsarbeit vereinfacht durchgeführt werden kann, indem die Drahtverbindungselemente 33 derart geformt sind, dass diese den Formen der Drahtverbindungselemente aufnehmenden Rillen 37 (37a, 37b) entsprechen. Des Weiteren können die Wärmeableitungseigenschaften verbessert werden, indem diese mit einer Form eines flachen rechteckigen Drahts ausgebildet werden. As in the 11 and 12 illustrates form the wire connection elements 33 five connection paths R1, R2, R3, R4 and R5 for connecting the induction coils 21 and the excitation coils 22 from each group with the diodes 29A and 29B within the associated diode housing 32 by having a plurality of radial connection elements (first conductors) 33a in a radial groove 37a the wire connecting elements receiving grooves 37 is to be positioned electrically with a plurality of circumferential connecting elements (second conductor) 33b is connected in circumferential grooves 37b the wire connecting elements receiving grooves 37 To be positioned, by appropriate soldering or welding. It should be noted that the wire bonding work can be done in a simplified manner by using the wire fasteners 33 are shaped such that these grooves of the forms of the wire connecting elements receiving 37 ( 37a . 37b ) correspond. Furthermore, the heat dissipation characteristics can be improved by forming them with a shape of a flat rectangular wire.
Insbesondere werden nun die Verbindungswege R1 bis R5 beschrieben. Ein Verbindungsweg R1 stellt eine leitende Verbindung zwischen einem ersten Verbindungsendabschnitt 22p von einem der zwei in Serie verbundenen Erregerspulen 22 jeder Gruppe und zwei ersten Verbindungsendabschnitten 21p der zwei parallel miteinander verbundenen Induktionsspulen 21 der Gruppe bereit. Ein Verbindungsweg R2 stellt einen leitenden Weg zwischen einem ersten Verbindungsendabschnitt 22p der anderen der zwei Erregerspulen 22 der Gruppe und einem zweiten Verbindungsendabschnitt 22q von einer der zwei Erregerspulen 22 der Gruppe bereit, um eine serielle Verbindung zwischen den zwei Erregerspulen 22 bereitzustellen. Die zwei Verbindungswege R3 und R4 stellen zwei Leitungswege bereit, einen zwischen einem zweiten Verbindungsendabschnitt 21q von einem der zwei Induktionsspulen 21 der Gruppe und einem Verbindungspin 29c an der Anodenseite von einer der zugeordneten zwei Dioden 29A und 29B, den anderen zwischen einem anderen zweiten Verbindungsendabschnitt 21q der anderen der zwei Induktionsspulen 21 der Gruppe und einem Verbindungspin 29b an der Anodenseite der anderen der zwei Dioden 29A und 29B. Ein Verbindungsweg R5 stellt einen Leitungsweg zwischen einem zweiten Verbindungsendabschnitt 22q der anderen der zwei Erregerspulen 22 der Gruppe und einem gemeinsamen Verbindungspin 29c an den Kathodenseiten von beiden der Dioden 29A und 29B bereit. In particular, the connection paths R1 to R5 will now be described. A connection route R1 provides a conductive connection between a first connection end section 22p from one of the two series-connected excitation coils 22 each group and two first connection end sections 21p of two induction coils connected in parallel 21 ready for the group. A connection path R2 provides a conductive path between a first connection end portion 22p the other of the two excitation coils 22 the group and a second connection end section 22q from one of the two excitation coils 22 the group ready to make a serial connection between the two excitation coils 22 provide. The two connection paths R3 and R4 provide two conduction paths, one between a second connection end portion 21q from one of the two induction coils 21 the group and a connection pin 29c on the anode side of one of the associated two diodes 29A and 29B the other between another second connection end portion 21q the other of the two induction coils 21 the group and a connection pin 29b on the anode side of the other of the two diodes 29A and 29B , A connection path R5 provides a conduction path between a second connection end portion 22q the other of the two excitation coils 22 the group and a common connection pin 29c at the cathode sides of both of the diodes 29A and 29B ready.
Wie in den 13 und 14 veranschaulicht, ist die Halteplatte 41 an jedem der Rotoren 120 und 130 derart angebracht, dass sich diese zwischen den Rotoren 120 und 130 und dem Stator 110 erstreckt. Mit anderen Worten ist die Halteplatte 41 an der gegenüberliegenden Seite des Rotors 120 oder 130 von der Seite angebracht, an der der Drahtverbindungsträger 35 angebracht ist, und liegt dem Halterahmen 16 gegenüber. Die Halteplatte 41 hält die Rotorkerne 25, wobei deren Endabschnitte 25a in jeweilige Durchgangslöcher 41a derart eingepasst sind, dass die Endflächen 25b freiliegen. As in the 13 and 14 illustrates is the retaining plate 41 on each of the rotors 120 and 130 mounted so that they are between the rotors 120 and 130 and the stator 110 extends. In other words, the retaining plate 41 on the opposite side of the rotor 120 or 130 attached from the side where the wire connection carrier 35 is attached, and is the holding frame 16 across from. The holding plate 41 holds the rotor cores 25 , wherein the end portions 25a in respective through holes 41a are fitted so that the end surfaces 25b exposed.
Die Halteplatte 41 weist eine Vielzahl von integrierten Haken 42 auf, die an Stellen ausgebildet sind, von denen jede zwischen benachbarten zwei Durchgangslöchern 41a und an oder nahe dem äußeren Umfang liegt. Die Haken 42 sind so angeordnet, dass sie in die jeweiligen Zwischenräume eintreten, von denen jeder in einer der radialen Rillen 37a vorgesehen ist, die von der äußeren Umfangsfläche 35b des Drahtverbindungsträgers 35 nach innen ausgespart sind. Detailliert beschrieben bedeutet dies, dass jeder der Haken 42 bei der Montage in einen Zwischenraum eingeführt werden kann, der benachbart zu einem ersten Verbindungsendabschnitt 21p von einem der zwei Induktionsspulen 21 jeder Gruppe ist, bis dieser an der Seite der äußeren Fläche 35a des Drahtverbindungsträgers 35 arretiert ist. The holding plate 41 has a variety of integrated hooks 42 which are formed at locations each of which is between adjacent two through holes 41a and at or near the outer periphery. The hooks 42 are arranged to enter the respective spaces, each in one of the radial grooves 37a is provided, that of the outer peripheral surface 35b of the wire connection carrier 35 recessed inside. Described in detail, this means that each of the hooks 42 can be inserted during assembly in a space adjacent to a first connection end portion 21p from one of the two induction coils 21 each group is, until this is on the side of the outer surface 35a of the wire connection carrier 35 is locked.
Sind die Haken 42 an der Seite der äußeren Fläche 35a des Drahtverbindungsträgers 35 arretiert, hält die Halteplatte 41 jede der Endflächen 25b, die mittels der Durchgangslöcher 41a freigelegt sind, in einem Zustand der Positionierung nahe und gegenüberliegend von zumindest einer der Endflächen 15b der Statorkerne 15, die mittels der Durchgangslöcher 16a von einem der Halterahmen 16 freigelegt sind, während die Induktionsspule 21 und die Erregerspule 22 in einem Zustand gehalten werden, in dem sie sich um jeden der Rotorkerne 25 von einem der Rotoren 120 und 130 wickeln. Zusätzlich ist diese Halteplatte 41 aus einem nichtmagnetischen Material gebildet, um nicht die Erzeugung eines Magnetkreises zu verhindern. Demzufolge kann sie durch Gießen eines Harzmaterials (beispielsweise PPS-Harz) gebildet sein, um Elastizität für die Haken 42 zur einfachen Montage an dem Drahtverbindungsträger 35 bereitzustellen. Are the hooks 42 on the side of the outer surface 35a of the wire connection carrier 35 locked, holds the retaining plate 41 each of the end faces 25b by means of the through holes 41a are exposed in a state of positioning near and opposite from at least one of the end surfaces 15b the stator cores 15 by means of the through holes 16a from one of the support frames 16 are exposed while the induction coil 21 and the exciter coil 22 be kept in a state in which they are around each of the rotor cores 25 from one of the rotors 120 and 130 wrap. In addition, this holding plate 41 formed of a non-magnetic material, so as not to prevent the generation of a magnetic circuit. Accordingly, it may be formed by casting a resin material (for example, PPS resin) to provide elasticity to the hooks 42 for easy mounting to the wire connection carrier 35 provide.
Die Rotoren 120 und 130 sind in einem kurzen zylindrischen Gehäuse 45 mit Boden aufgenommen und durch dieses geschützt, welches sich von der Seite der äußeren Fläche 35a des Drahtverbindungsträgers 41 zu der Halteplatte 41 erstreckt. Das Gehäuse 45 ist durch Formen einer nichtmagnetischen Metallplatte hergestellt, wie z. B. einer Messingplatte, um während des Betriebs keinen Einfluss auf die Erzeugung der Magnetkreise zu nehmen. The rotors 120 and 130 are in a short cylindrical housing 45 taken up with soil and protected by this, extending from the side of the outer surface 35a of the wire connection carrier 41 to the holding plate 41 extends. The housing 45 is made by molding a non-magnetic metal plate, such as. As a brass plate to take during operation no influence on the generation of the magnetic circuits.
Bezug nehmend auf 15 ist das Gehäuse 45 mit einer Vielzahl von Erhebungen 46a ausgebildet, die von einer Innenfläche einer zylindrischen Umfangswand 46 radial nach innen hervorstehen, um in die entsprechenden radialen Rillen 37a eingesetzt zu werden. Das Gehäuse 45 ist mit Durchgangslöchern 45d ausgebildet, die um eine Wellenzentrum-Öffnung 45c angeordnet sind, um den Durchgang von Gewinden von Befestigungsschrauben 39 zu ermöglichen, die bereitgestellt sind, um die Diodengehäuse 32 zu fixieren, die in die entsprechenden Haltelöcher 36 des Drahtverbindungsträgers 35 eingesetzt sind. Referring to 15 is the case 45 with a variety of surveys 46a formed by an inner surface of a cylindrical peripheral wall 46 projecting radially inward into the corresponding radial grooves 37a to be used. The housing 45 is with through holes 45d formed around a shaft center opening 45c are arranged to the passage of threads of fastening screws 39 to allow that are provided to the diode housing 32 to fix in the corresponding retaining holes 36 of the wire connection carrier 35 are used.
Bei der Montage wird das Gehäuse 45 in Umfangsrichtung positioniert, indem nur die Erhebungen 46a beim Bedecken des Drahtverbindungsträgers 35 in die jeweiligen radialen Rillen 37a, die in der äußeren Umfangsfläche 35b ausgebildet sind, eingepasst werden. Dann halten die Befestigungsschrauben 39 in den Durchgangslöchern 45d rund um die Öffnung 45c das Gehäuse 45 in engem Kontakt mit einer Flächenseite von jedem der Diodengehäuse 32 innerhalb der Haltelöcher 36 des Drahtverbindungsträgers 35. Dies bewirkt, dass das Gehäuse 45 als Wärmeableitungsbauteil fungiert, um Wärme, die von den Dioden 29A und 29B während der Gleichrichtung abgegeben wird, nach außen abzuleiten. Des Weiteren legt nur das Lösen und Entfernen der Befestigungsschrauben 39 von dem Drahtverbindungsträger 35 die Diodengehäuse 32 (von denen jedes die Dioden 29A und 29B enthält) zum Austausch frei, wodurch eine Ausfallzeit verkürzt wird. During assembly, the housing becomes 45 positioned in the circumferential direction by only the elevations 46a when covering the wire connection carrier 35 in the respective radial grooves 37a in the outer peripheral surface 35b are trained to be fitted. Then hold the mounting screws 39 in the through holes 45d around the opening 45c the housing 45 in close contact with an area side of each of the diode housings 32 inside the retaining holes 36 of the wire connection carrier 35 , This causes the case 45 acts as a heat dissipation component to remove heat from the diodes 29A and 29B during rectification is discharged to the outside. Furthermore, only fixes the loosening and removal of the mounting screws 39 from the wire connection carrier 35 the diode housing 32 (each of which is the diodes 29A and 29B contains) for replacement, thereby reducing downtime.
Jeder der Rotoren 120 und 130 ist indes mit Einspritzöffnungen 41b an einer Vielzahl von Stellen, von denen sich jede zwischen zwei benachbarten Durchgangslöchern 41a befindet, ausgebildet. Beim Halten des Gehäuses 45 im Kontakt mit dem Drahtverbindungsträger 35 wird PPS-Harz in die Rotoren 120 oder 130 eingespritzt, und zwar durch einen Spalt D1 (sieh 15), der zwischen einer zylindrischen Umfangswand 46 des Gehäuses 45 und einem äußeren Umfangsrand 41c (siehe 14) des Drahtverbindungsträgers 41 definiert ist, durch einen Spalt D2 (siehe 15), der zwischen einem zylindrischen Teil 23 (siehe 10), das näher an dem Wellenzentrum als die Rotorkerne 25 liegt, und einem inneren Umfangsrand 41d (siehe 14 und 15) definiert ist, und durch Einspritzöffnungen 41b. Each of the rotors 120 and 130 is meanwhile with injection openings 41b at a plurality of locations, each of which between two adjacent through-holes 41a is, trained. When holding the case 45 in contact with the wire connection carrier 35 PPS resin gets into the rotors 120 or 130 injected, through a gap D1 (see 15 ), between a cylindrical peripheral wall 46 of the housing 45 and an outer peripheral edge 41c (please refer 14 ) of the wire connection carrier 41 is defined by a gap D2 (see 15 ), which is between a cylindrical part 23 (please refer 10 ) closer to the shaft center than the rotor cores 25 is located, and an inner peripheral edge 41d (please refer 14 and 15 ), and through injection ports 41b ,
Wie in 15 veranschaulicht, ist in jedem der Rotoren 120 und 130 das Einspritzvolumen des PPS-Harzes angepasst, um den Drahtverbindungsträger 35, ausgenommen dessen Seite der äußeren Fläche 35a, stark zu fixieren, indem PPS-Harz eingespritzt wird, um die Räume, die solche Räume innerhalb der Rotornuten 27 zwischen dem Gehäuse 45 und dem Drahtverbindungsträger 35 umfassen, aufzufüllen, und diese zu fixieren. As in 15 is illustrated in each of the rotors 120 and 130 the injection volume of the PPS resin adapted to the wire connection carrier 35 except its side of the outer surface 35a To fix strongly, by injecting PPS resin, to the spaces that such spaces within the rotor grooves 27 between the case 45 and the wire connection carrier 35 include, refill and fix.
Dies ermöglicht es, PPS-Harz in Spalte, wie z. B. die Rotornuten 27 zwischen den Bauteilen, sogar in jeder der Rotornuten 120 und 130 einzuspritzen, ohne eine Einspritzgussform zu verwenden, wodurch es ermöglicht wird, eine Harzform MoR auszubilden, die erstarrt ist, nachdem das PPS-Harz zum Eintritt in Spalte zwischen Rotorkernen 25, Induktionsspulen 21 und Erregerspulen 22 gezwungen wurde. Daher hält die Harzform MoS jedes der Bauteile, um zu verhindern, dass sich die Bauteile aufgrund von Zentrifugalkraft und/oder Vibrationen bewegen, so dass die Eigenschaften stabilisiert werden, wodurch elektromagnetische Vibrationen und dergleichen beschränkt werden. Des Weiteren trägt die Harzform MoS dazu bei, durch das Beschränken des Eintritts von Feuchtigkeit und dergleichen die Haltbarkeit zu verbessern. This allows PPS resin in column, such as. B. the rotor grooves 27 between the components, even in each of the rotor grooves 120 and 130 without injecting an injection mold, thereby making it possible to form a resin mold MoR which is solidified after the PPS resin for entry into gaps between rotor cores 25 , Induction coils 21 and excitation coils 22 was forced. Therefore, the resin mold MoS holds each of the components to prevent the components from moving due to centrifugal force and / or vibration, so that the characteristics are stabilized, thereby restricting electromagnetic vibrations and the like. Further, the resin mold MoS contributes to improving the durability by restricting the entry of moisture and the like.
Weil die Seite der äußeren Fläche 35a des Drahtverbindungsträgers 35 nicht durch PPS-Harz bedeckt ist, ist ein Austausch der Diodengehäuse 32 (von denen jedes Dioden 29A und 29B enthält), der eine Entfernung des Gehäuses 45 von dem Drahtverbindungsträger 35 beinhaltet, weiterhin möglich. Because the side of the outer surface 35a of the wire connection carrier 35 not covered by PPS resin is an exchange of the diode housing 32 (each of which diodes 29A and 29B contains), a removal of the housing 45 from the wire connection carrier 35 includes, still possible.
Wie in 1 veranschaulicht, umfasst die rotierende elektrische Maschine 100 den Stator 110 und zwei Rotoren 120 und 130, die in einem Motorgehäuse 150 aufgenommen sind. In der rotierenden elektrischen Maschine 100 ist die Welle 101 an einem Ende gegenüberliegender Endseiten drehbar durch Lager 159 gelagert, welche an jeweiligen Endplatten 152 und 153 an der einen und der gegenüberliegenden Seite des Motorgehäuses 150 beabstandet in der axialen Richtung angeordnet sind. Der Stator 110 lagert die Welle 101 mittels eines Lagers 108 drehbar. Der Stator 110 ist an seiner peripheren Randseite mit einer Seitenplatte 154 verbunden, um elektrischen Strom seinen Ankerspulen 11 zuzuführen. As in 1 illustrates includes the rotary electric machine 100 the stator 110 and two rotors 120 and 130 in a motor housing 150 are included. In the rotating electric machine 100 is the wave 101 rotatable by bearings at one end of opposite end sides 159 stored, which on respective end plates 152 and 153 on the one and the opposite side of the motor housing 150 spaced apart in the axial direction. The stator 110 stores the wave 101 by means of a warehouse 108 rotatable. The stator 110 is at its peripheral edge side with a side plate 154 connected to electrical current its armature coils 11 supply.
Bei der Rotation der Rotoren 120 und 130 aufgrund der Zuführung von Strom zu den Ankerspulen 11 des Stators 110 wird in der rotierenden elektrischen Maschine 100 Drehmoment als eine Ausgabe bereitgestellt, und zwar an der Seite, an der eine Last an einem Kopplungsende 101a der Welle 101 angekoppelt ist. Das Kopplungsende 101a ist freigelegt (oder steht hervor) zu der Außenseite der Endplatte 153 des Motorgehäuses 150. Die Rotation dieser Welle 101 (d. h. die Rotation der Rotoren 120 und 130) wird von einem Drehwinkelsensor detektiert, wie beispielsweise einem nicht dargestellten Resolver, der an ein Rotationsende 101b angebracht ist, das von der Endplatte 152 des Motorgehäuses 150 hervorsteht. Dieses Rotationsende 101b wird geschützt, indem ein Schutzgehäuse 156 zur Vermeidung von Schäden an einer Außenseite der Endplatte 152 angebracht wird. At the rotation of the rotors 120 and 130 due to the supply of current to the armature coils 11 of the stator 110 is in the rotating electric machine 100 Torque provided as an output, on the side at which a load at a coupling end 101 the wave 101 is coupled. The coupling end 101 is exposed (or protrudes) to the outside of the end plate 153 of the motor housing 150 , The rotation of this wave 101 (ie the rotation of the rotors 120 and 130 ) is detected by a rotation angle sensor, such as a resolver, not shown, which is connected to a rotation end 101b attached, that of the end plate 152 of the motor housing 150 protrudes. This rotation end 101b is protected by a protective housing 156 to prevent damage to an outside of the end plate 152 is attached.
An Einbauorten, an denen der Stator 110 und die Rotoren 120 und 130 angebracht sind, wie in 16 veranschaulicht, ist die Welle 101 mit Stufen 102 und 103 derart ausgebildet, dass der Stator 110 und die Rotoren 120 und 130 axial angeordnet und eingebaut sind. Der Stator 110 ist an der Welle 101 angebracht, wobei dessen Wellenzentrumseite an der Stufe 102 angeordnet ist. Die Rotoren 120 und 130 sind an der Welle 101 angebracht, wobei deren Wellenzentrumsseiten an den jeweiligen Einbauflächen 101r angeordnet sind. At installation locations where the stator 110 and the rotors 120 and 130 are attached, as in 16 Illustrated is the wave 101 with steps 102 and 103 formed such that the stator 110 and the rotors 120 and 130 axially arranged and installed. The stator 110 is at the shaft 101 mounted with its shaft center side at the stage 102 is arranged. The rotors 120 and 130 are at the shaft 101 attached, with their shaft center sides at the respective installation surfaces 101r are arranged.
Zylindrische Teile 23 der Joche 26 schlagen an beide Endflächen 102a und 102b (ein Rotorpositionierungsabschnitt, eine erste Rotorstufe, eine zweite Rotorstufe) der Stufe 102 an, die als ein Teil mit großem Durchmesser ausgebildet ist, das einen größeren Durchmesser als Einbauflächen 101r und 101r als ein Standard aufweist, so dass die Rotoren 120 und 130 axial positioniert sind, indem jeweilige Spannringe 105 und 106 in Richtungen gespannt werden, die dazu tendieren, diese aufeinander zuzubewegen, nachdem diese mit jeweiligen nicht dargestellten Gewinden an jeweiligen Einbauflächen 101r und 101r einrasten, die von deren entferntesten Enden nach innen ausgebildet sind. Wie in 17 veranschaulicht, sind die Rotoren 120 und 130 des Weiteren winklig positioniert, indem ein Keilbauteil 129 in eine Keilrille 24, mit welcher eine innere Umfangsfläche 23a des zylindrischen Teils 23 ausgebildet ist, und in eine Keilrille 104, die longitudinal entlang der Einbauflächen 101r und 101r der Welle 101 kontinuierlich verläuft (siehe 16), eingepasst ist. Cylindrical parts 23 the yokes 26 strike at both end surfaces 102 and 102b (a rotor positioning section, a first rotor stage, a second rotor stage) of the stage 102 formed as a large-diameter part having a larger diameter than installation surfaces 101r and 101r as a standard, so the rotors 120 and 130 are axially positioned by respective clamping rings 105 and 106 in directions tending to tend to move towards each other after having their respective unillustrated threads on respective mounting surfaces 101r and 101r engage, which are formed from the most distant ends inward. As in 17 Illustrated are the rotors 120 and 130 further angularly positioned by a wedge member 129 in a wedge groove 24 , with which an inner peripheral surface 23a of the cylindrical part 23 is formed, and in a V-groove 104 running longitudinally along the installation surfaces 101r and 101r the wave 101 runs continuously (see 16 ), is fitted.
Wie in 16 veranschaulicht, ist an einem Ende der Stufe 102 an der Welle 101 zur Positionierung der Rotoren 120 und 130 eine Stufe 103 mit größerem Durchmesser ausgebildet, und zwar mit einer Endfläche, die bündig mit einer Endfläche 102b ist. Mit einer Endfläche 103a dieser Stufe 103 als Standard ist der Stator 110 relativ zu der Welle 101 positioniert und an dieser angebracht. As in 16 is at one end of the stage 102 on the shaft 101 for positioning the rotors 120 and 130 a step 103 formed with a larger diameter, with an end face flush with an end face 102b is. With an end face 103a this stage 103 as standard is the stator 110 relative to the wave 101 positioned and attached to this.
Wie in 1 veranschaulicht, weist der Stator 110 einen Lagerhalter 107 auf, und zwar an der Seite der Seiten des inneren Umfangsrands der Halterahmen 16, um das Lager 108 zu lagern, und er ist axial derart positioniert, dass er mit einem Ende des Lagers 108 an eine Endfläche 103a angrenzt (ein Statorpositionierungsabschnitt, eine Statorstufe), welche gegenüber zu derjenigen Fläche ist, die bündig mit der Endfläche 102b ist. Des Weiteren ist der Stator 110 winklig positioniert, wobei Befestigungsschrauben 119, die in Gewindebohrungen 16h eingesetzt sind, die durch dicke Randabschnitte 16d der Halterahmen 16 ausgebildet sind, in Verschraubungslöcher 155a eingeschraubt sind, die in einem Flansch 155 ausgebildet sind, der an einer Seite des inneren Umfangs der Seitenplatte 154 des Motorgehäuses 150 ausgebildet ist. Dieser Aufbau, bei dem die Seite des äußeren Umfangs an der Seitenplatte 154 des Motorgehäuses 150 befestigt ist, trägt zu einer Reduktion der Biegevibrationen des Stators 110 in der axialen Richtung bei. As in 1 illustrates, the stator points 110 a storekeeper 107 on, on the side of the sides of the inner peripheral edge of the support frame 16 to the camp 108 store, and he is axially positioned so that he with one end of the camp 108 to an end surface 103a is adjacent (a stator positioning portion, a stator stage) which is opposite to the surface flush with the end surface 102b is. Furthermore, the stator 110 positioned at an angle, with mounting screws 119 in tapped holes 16h are inserted through thick edge sections 16d the support frame 16 are formed in screw holes 155 are screwed in, which are in a flange 155 are formed, which on one side of the inner circumference of the side plate 154 of the motor housing 150 is trained. This structure in which the side of the outer circumference on the side plate 154 of the motor housing 150 is attached, contributes to a reduction of the bending vibration of the stator 110 in the axial direction.
Daher ist die rotierende elektrische Maschine 100 konfiguriert, eine integrale Rotation der Rotoren 120 und 130 mit der Welle 101 zu erlauben, die drehbar durch Lager 159 an Endplatten 152 und 153 des Motorgehäuses 150 und durch das Lager 108 an den Halterahmen 16 des Stators 110 gelagert ist, indem die Rotoren 120 und 130 an der Welle 101 derart befestigt sind, dass diese den Stator 110 zwischen sich halten. Therefore, the rotating electric machine 100 configured, an integral rotation of the rotors 120 and 130 with the wave 101 to allow for rotation through bearings 159 on end plates 152 and 153 of the motor housing 150 and through the camp 108 to the support frame 16 of the stator 110 is stored by the rotors 120 and 130 on the shaft 101 are fixed so that they are the stator 110 between them.
Wie in 18 veranschaulicht, ermöglicht es diese Konfiguration, dass die rotierende elektrische Maschine 100 die Rotoren 120 und 130 derart drehbar lagert, dass eine der beiden Endflächen 15b von jedem der Statorkerne 15, die an der Seite des Motorgehäuses 150 befestigt ist, nahe an und über den kalibrierten Luftspalt G gegenüberliegend zu zumindest einer der Endflächen 25b der Rotorkerne 25 des Rotors 120 angeordnet ist, der an der Seite der Welle 101 befestigt ist, und dass die andere Endfläche 15b nahe an und über den kalibrierten Luftspalt G gegenüberliegend zu zumindest einer der Endflächen 25b der Rotorkerne 25 des Rotors 130 angeordnet ist, der an der Seite des Stators 101 befestigt ist. Die rotierende elektrische Maschine 100 ermöglicht, dass der magnetischen Fluss der Oberschwingungen mit Induktionsspulen 21 an jedem der Rotoren 120 und 130 zur Erzeugung eines Induktionsstroms in Reaktion auf die Erzeugung eines rotierenden Magnetfelds durch die Ankerspulen 11 des Stators 110 während der Erregung mit Wechselstrom von einer Fahrzeugbatterie interferiert, und dass Induktionsstrom gleichgerichtet wird, um den gleichgerichteten Strom als Erregerstrom den Erregerspulen 22 zuzuführen, wodurch bewirkt wird, dass die Erregerspulen 22 als Elektromagneten fungieren, um Drehmoment zu erzeugen. As in 18 This configuration makes it possible for the rotating electrical machine 100 the rotors 120 and 130 rotatably supports such that one of the two end surfaces 15b from each of the stator cores 15 located on the side of the motor housing 150 is fixed, close to and over the calibrated air gap G opposite to at least one of the end faces 25b the rotor cores 25 of the rotor 120 is arranged on the side of the shaft 101 is attached, and that the other end face 15b close to and over the calibrated air gap G opposite to at least one of the end surfaces 25b the rotor cores 25 of the rotor 130 is arranged on the side of the stator 101 is attached. The rotating electric machine 100 allows the magnetic flux of harmonics with induction coils 21 on each of the rotors 120 and 130 for generating an induction current in response to the generation of a rotating magnetic field by the armature coils 11 of the stator 110 during the excitation interferes with AC from a vehicle battery, and that induction current is rectified to the rectified current as excitation current to the excitation coils 22 supply, thereby causing the excitation coils 22 act as electromagnets to generate torque.
Um nun effizient Induktionsstrom zu erzeugen, werden die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 nach der genauen Identifikation der Magnetpfade der Oberschwingungen installiert, indem eine Magnetanalyse durchgeführt wird, um die dritte Zeitoberschwingung effizient zu nutzen, die in dem magnetischen Fluss enthalten ist, der mit der Endfläche 25b des Rotorkerns 25 von der Endfläche 15b des Statorkerns 15 koppelt. Insbesondere weil das Kompositionsverhältnis S/P gleich 2/3 ist, wie zuvor diskutiert, wobei: S die Anzahl der Nuten S an jedem der Rotoren 120 und 130 ist und P die Anzahl der magnetischen Pole des Stators 110 ist, ist die rotierende elektrische Maschine 100 konfiguriert, effizient die Zeitoberschwingung des magnetischen Flusses der 3f-ten (f = 1, 2, 3, ...) Ordnung innerhalb des rotierenden Koordinatensystems zu nutzen. In order to generate induction current efficiently, the induction coils become 21 and the excitation coils 22 after accurately identifying the magnetic paths of the harmonics, by performing a magnetic analysis to efficiently use the third time upper harmonic contained in the magnetic flux that matches the end surface 25b of the rotor core 25 from the end face 15b of the stator core 15 coupled. In particular, because the composition ratio S / P is 2/3, as previously discussed, where: S is the number of grooves S on each of the rotors 120 and 130 and P is the number of magnetic poles of the stator 110 is, is the rotating electric machine 100 configured to efficiently use the time harmonic of the magnetic flux of the 3fth (f = 1, 2, 3, ...) order within the rotating coordinate system.
Insbesondere ist es schwierig, die Induktionsspule 21 effizient Induktionsstrom erzeugen zu lassen, wenn Zeitoberschwingungen hoher Ordnung innerhalb des rotierenden Koordinatensystems verwendet werden, da es nur die Wellenformen gibt, die die Ausbreitung der Vibrationen nahe der Oberfläche der Endfläche 25b des Rotorkerns 25 anzeigen. Wenn indes die dritte Zeitoberschwingung innerhalb des rotierenden Koordinatensystems als ein wieder zu gewinnendes Objekt festgelegt ist, wird die Induktionsspule 21 zur effektiven Erzeugung von Induktionsstrom veranlasst, weil es eine Pulsation mit einem verkürzten Zyklus gibt, aufgrund einer Frequenz, die höher als die Grundschwingungs-Frequenz ist, die den Ankerspulen 11 zugeführt wird. Dies stellt eine Rotation bereit, indem effizient ein Energieverlust der Raumoberschwingungen, die auf der Grundfrequenz überlagert sind, wiedergewonnen wird. In particular, it is difficult to use the induction coil 21 to efficiently generate induction current when using high-order time harmonics within the rotating coordinate system, since there are only the waveforms that propagate the vibrations near the surface of the end surface 25b of the rotor core 25 Show. However, when the third time upper harmonic within the rotating coordinate system is set as an object to be retrieved, the induction coil becomes 21 for inducing induction current effectively because there is a shortened cycle pulsation due to a frequency higher than the fundamental frequency that is due to the armature coils 11 is supplied. This provides rotation by efficiently recovering an energy loss of the spatial harmonics superimposed on the fundamental frequency.
Weil die Durchführung der Magnetfeldanalyse der magnetischen Flussdichte, wie zuvor erwähnt, anzeigt, dass die magnetische Flussdichte-Verteilung in einer Umfangsrichtung innerhalb eines Bereichs von 360° in einem mechanischen Winkel gemäß einem Verhältnis zwischen der Anzahl der Rotorzahn-Schenkelpole und der Anzahl der Statornuten zerstreut bzw. dispergiert ist, wird zusätzlich eine ungleiche Verteilung der Magnetkraft, die auf den Stator 110 wirkt, erkannt. Because the performance of the magnetic flux density magnetic field analysis as mentioned above indicates that the magnetic flux density distribution in a circumferential direction within a range of 360 ° differs in a mechanical angle according to a ratio between the number of rotor teeth salient poles and the number of stator slots or is dispersed, in addition, an uneven distribution of the magnetic force acting on the stator 110 works, recognized.
Daher stellt die rotierende elektrische Maschine 100 eine Rotation der Rotoren 120 und 130 relativ zu dem Stator 110 mit hoher Qualität bereit, wobei die Rotoren 120 und 130 gegenüber dem Stator 110 liegen, indem ein Aufbau verwendet wird, der die Beziehung erfüllt, dass das Kompositionsverhältnis S/P gleich zu 2/3 ist und indem bewirkt wird, dass der magnetische Fluss mit gleichmäßiger Dichteverteilung jeden der Rotoren 120 und 130 über den gesamten Umfang von 360° im mechanischen Winkel koppelt. Therefore, the rotating electrical machine 100 a rotation of the rotors 120 and 130 relative to the stator 110 ready with high quality, with the rotors 120 and 130 opposite the stator 110 by using a construction satisfying the relationship that the composition ratio S / P is equal to 2/3 and by causing the magnetic flux with uniform density distribution of each of the rotors 120 and 130 coupled over the entire circumference of 360 ° in the mechanical angle.
Dies erlaubt es der rotierenden elektrischen Maschine 100, mit beträchtlich reduzierten elektromagnetischen Vibrationen und überlegener Ruhe zu rotieren, indem Raumoberschwingungen durchgeführt werden, ohne diese als ein Verlust zurückzulassen, und indem dieser Energieverlust effizient wiedergewonnen wird. This allows the rotating electrical machine 100 to rotate with considerably reduced electromagnetic vibrations and superior quietness by performing spatial harmonics without leaving them as a loss, and by efficiently recovering this energy loss.
Des Weiteren kann die Gesamtgröße der rotierenden elektrischen Maschine 100 reduziert werden, indem ein Aufbau mit konzentrierter Wicklung im Hinblick auf die Installation der Induktionsspulen 21 und der Erregerspulen 22 verwendet wird, da es keinen Bedarf gibt, eine Wicklung zu verwenden, die sich mehr als einmal in einer Umfangsrichtung umspannt. Zusätzlich kann die Menge des wiedergewinnbaren Energieverlustes erhöht werden, indem effizient Induktionsstrom basierend auf der Kopplung der dritten Zeitoberschwingung niedriger Ordnung erzeugt wird und indem Kupferverluste an der Primärseite innerhalb des rotierenden Koordinatensystems verringert werden. Furthermore, the overall size of the rotating electrical machine 100 be reduced by a concentrated winding structure with regard to the installation of induction coils 21 and the excitation coils 22 is used because there is no need to use a winding that spans more than once in a circumferential direction. In addition, the amount of recoverable energy loss can be increased by efficiently generating induction current based on the coupling of the third low order time harmonic and decreasing copper losses at the primary side within the rotating coordinate system.
Ferner führt die Verwendung der dritten Zeitoberschwingung innerhalb des rotierenden Koordinatensystems anstatt der zweiten Zeitoberschwingung innerhalb des rotierenden Koordinatensystems zur effizienten Erzeugung von Induktionsstrom. Detailliert beschrieben heißt dies, dass der Energieverlust effizient wiedergewonnen werden kann, weil die Verwendung der dritten Zeitoberschwingung anstatt der zweiten Zeitoberschwingung einen Anstieg der zeitlichen Variation des Magnetflusses bewirkt, welcher einen Anstieg der Amplitude des induzierten Stroms bewirkt. Further, the use of the third time harmonic within the rotating coordinate system instead of the second time harmonic within the rotating coordinate system results in efficient induction current generation. Described in detail, this means that the energy loss can be efficiently recovered because the use of the third time harmonic rather than the second time harmonic causes an increase in the time variation of the magnetic flux which causes an increase in the amplitude of the induced current.
Wie durch das Modelldiagramm der 19 veranschaulicht, bewirkt die rotierende elektrische Maschine 100, dass die Endflächen 25b der Rotorkerne 25 des Rotors 120 und die Endflächen 25b der Rotorkerne 25 des Rotors 130 über die kalibrierten Luftspalte G beiden Endflächen der Statorkerne 15 des Stators 110, um welche die Ankerspulen 11 gewickelt sind, gegenüberliegen, und dass die Induktionsspulen 21 sich um die Endabschnitte 25a wickeln und dass die Erregerspulen 22 sich um die Rotorkerne 25 nahe der Seite des Jochs 26 (Verbindungsabschnitte 25c) wickeln. As by the model diagram of the 19 illustrated, causes the rotating electric machine 100 that the end faces 25b the rotor cores 25 of the rotor 120 and the end surfaces 25b the rotor cores 25 of the rotor 130 over the calibrated air gaps G both end faces of the stator cores 15 of the stator 110 around which the armature coils 11 are wound, face each other, and that the induction coils 21 around the end sections 25a wrap and that the excitation coils 22 around the rotor cores 25 near the side of the yoke 26 (Connecting portions 25c wrap).
Wie in 20 gezeigt, bewirkt daher die rotierende elektrische Maschine 100 eine Rotation der zwei Rotoren 120 und 130 relativ zu dem Stator 110, indem sie bewirkt, dass der magnetische Fluss MF, der durch Erregen der Ankerspulen 11 erzeugt wird, die Statorkerne 15 und die Rotorkerne 25 auf beiden Seiten koppelt und durch Bypässe, die durch die Joche 26 bereitgestellt sind, fließt, um einen Magnetkreis auszubilden. Des Weiteren werden zusätzlich die überlagerten Raumoberschwingungen HF, die in dem magnetischen Fluss MF enthalten sind, dazu veranlasst, von den Statorkernen 15 mit den Rotorkernen 25 an beiden Seiten zu koppeln, um effizient an den Induktionsspulen 25 an Endabschnitten 25a wiedergewonnen zu werden, indem ein Induktionsstrom erzeugt wird, und Erregerstrom, der durch die Gleichrichtung des Induktionsstroms in den Dioden 29A und 29B gegeben ist, wird den Erregerspulen 22 zugeführt. Indem magnetische Flussvektoren V der magnetischen Flussdichte der dritten Zeitoberschwingung HF mit den Statorkernen 15 und den Rotorkernen 25 an beiden Seiten des Stators 110 koppeln, bewirkt daher, wie in 21 veranschaulicht, beispielsweise der rotierende elektrische Mechanismus 100, dass sich die Welle 101 aufgrund des hohen magnetisches Moments dreht, das von dem hochdichten magnetischen Fluss der Raumoberschwingung HF, der die Statorkerne 15 und die Rotorkernen 25 auf beiden Seiten koppelt, erzeugt wird. As in 20 shown, therefore, causes the rotating electric machine 100 a rotation of the two rotors 120 and 130 relative to the stator 110 By causing the magnetic flux MF, by energizing the armature coils 11 is generated, the stator cores 15 and the rotor cores 25 coupled on both sides and by bypasses passing through the yokes 26 are provided flows to form a magnetic circuit. Furthermore, in addition, the superimposed spatial harmonics HF contained in the magnetic flux MF are caused to be from the stator cores 15 with the rotor cores 25 to couple on both sides to efficiently on the induction coils 25 at end sections 25a to be recovered by generating an induction current, and excitation current generated by the rectification of the induction current in the diodes 29A and 29B is given, is the excitation coils 22 fed. By magnetic flux vectors V of the magnetic flux density of the third time harmonic HF with the stator cores 15 and the rotor cores 25 on both sides of the stator 110 Therefore, as in 21 illustrates, for example, the rotating electrical mechanism 100 that the shaft is 101 due to the high magnetic moment, that of the high-density magnetic flux of the space harmonic HF, which rotates the stator cores 15 and the rotor cores 25 Coupled on both sides, is generated.
Beispielsweise werden in einer rotierenden elektrischen Maschine des Radialspalttyps, in welcher ein Stator und ein Rotor veranlasst werden, in radialen Richtungen über einen Spalt gegenüberzuliegen, falls ein innerer Rotor und ein äußerer Rotor mit unterschiedlichen Durchmessern so angeordnet werden, dass sie zwischen sich einen Stator anordnen, indes die Fläche des inneren und des äußeren Rotors, über welche sie dem Stator in radialen Richtungen gegenüberliegen, und das Drehmoment, das diese auf eine Welle aufbringen, beträchtlich unterschiedlich. For example, in a radial gap type rotary electric machine in which a stator and a rotor are caused to face each other in radial directions across a gap, if an inner rotor and an outer rotor having different diameters are arranged to arrange a stator therebetween while the area of the inner and outer rotors over which they face the stator in radial directions and the torque they apply to a shaft are considerably different.
Weil eine rotierende elektrische Maschine des Radialspalttyps die Begrenzung ihres Aufbaus hat, so dass diese keine größere Fläche zum Fluss von Raumoberschwingungen des magnetischen Flusses als eine rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps sicherstellen kann, kann daher eine rotierende elektrische Maschine des Radialspalttyps den magnetischen Fluss der Raumoberschwingungen nicht erhöhen, der mit dem Äußeren koppelt, obwohl der Betrag der Erzeugung des magnetischen Flusses der Raumoberschwingungen durch das Ausbilden der Ankerspulen 11 mit konzentrierter Wicklung erhöht ist. Indes weist die rotierende elektrische Maschine 100 des Axialspalttyps die Eigenschaft des Aufbaus auf, dass diese mehr Streufluss als die rotierende elektrische Maschine des Radialspalttyps emittiert, jedoch kann diese den Streufluss effizient wiedergewinnen und bewirkt daher, dass der magnetische Fluss der Raumoberschwingungen effektiv mit den Rotoren koppelt. Therefore, since a radial gap type rotary electric machine has the limitation of its structure so that it can not ensure a larger area for the flow of space harmonics of the magnetic flux than an axial gap type rotating electric machine, a radial gap type rotary electric machine can not make the magnetic flux of the space harmonics which couples with the exterior although the amount of generation of the magnetic flux of the space harmonics by the formation of the armature coils 11 is increased with concentrated winding. Meanwhile, the rotating electric machine points 100 Of the axial-gap type, the property of the structure that it emits more leakage flux than the rotary electric machine of the radial-gap type, however, can efficiently recover the leakage flux, and therefore causes the magnetic flux of the space harmonics to effectively couple with the rotors.
Falls beispielsweise eine rotierende elektrische Maschine des Radialspalttyps einen in 22 veranschaulichten Rotor verwendet, liegt eine Endfläche 945b eines Rotorkerns 945 über einen Spalt G einer Endfläche 935b eines Statorkerns 935, der mit einer Ankerspule 931 umwickelt ist, gegenüber. Dieser Aufbau kann die überlagerten Raumoberschwingungen des magnetischen Flusses HF, die in dem magnetischen Fluss MF enthalten sind, der durch Erregung der Ankerspulen 31 erzeugt wird, nicht effizienter wiedergewinnen als eine Maschine des Axialspalttyps, wodurch es schwierig wird, ein großes magnetisches Moment zu erzeugen. Zusätzlich steigt ein Kernverlust an einer Seite eines Jochs 946 mehr an als ein Kernverlust in der rotierenden elektrischen Maschine 100 des Axialspalt-Doppelläufertyps. For example, if a rotary electric machine of the radial gap type has an in 22 used illustrated rotor, lies an end face 945b a rotor core 945 via a gap G of an end face 935b a stator core 935 that with an anchor coil 931 is wrapped, opposite. This structure may include the superimposed spatial harmonics of the magnetic flux HF contained in the magnetic flux MF caused by excitation of the armature coils 31 is not recover more efficiently than a machine of the axial gap type, making it difficult to generate a large magnetic moment. In addition, core loss increases on one side of a yoke 946 more than a core loss in the rotating electric machine 100 of the axial gap double rotor type.
Um mehr Raumoberschwingungen des magnetischen Flusses HF wiederzugewinnen, selbst in einer rotierenden elektrischen Maschine des Radialspalttyps, wird es des Weiteren, wie in 23 veranschaulicht, auch in Betracht gezogen, innerhalb einer Rotornut 947 zwischen zwei Rotorkernen 945 einen Wendepolkern 948 zur Wiedergewinnung anzuordnen und eine Induktionsspule 949 um den Wendepolkern 948 zu wickeln. Jedoch kann dieser Aufbau keinen Anstieg des magnetisches Moments bereitstellen, weil er nur Raumoberschwingungen des magnetischen Flusses HF wiedergewinnt, die zur einen Seite aus dem Statorkern 935 streuen, und daher bleibt das erhaltene magnetisches Moment hinter dem Niveau des von der rotierenden elektrischen Maschine 100 bereitgestellten magnetisches Moments zurück. Zusätzlich bewirkt dieser Aufbau eine Reduzierung des Schenkelverhältnisses an der Rotorseite, weil der Wendepolkern 948, mit dem der magnetische Fluss koppelt, zwischen Rotorkernen 945 angeordnet ist. Further, in order to recover more space harmonics of the magnetic flux HF even in a radial gap type rotating electric machine, as in FIG 23 illustrated, also considered, within a rotornut 947 between two rotor cores 945 a Wendepolkern 948 to arrange for recovery and an induction coil 949 around the turning pole core 948 to wrap. However, this construction can not provide an increase of the magnetic moment because it recovers only spatial harmonics of the magnetic flux HF used for a page from the stator core 935 scatter, and therefore, the obtained magnetic moment remains below the level of that of the rotary electric machine 100 provided magnetic moments back. In addition, this structure causes a reduction of the leg ratio on the rotor side because of the turnip core 948 with which the magnetic flux couples between rotor cores 945 is arranged.
Des Weiteren sind bei der rotierenden elektrischen Maschine 100 Ankerspulen 11, Induktionsspulen 21 und Erregerspulen 22, die alle mit konzentrierter Wicklung gewickelt sind, an dem Stator 110 und den Rotoren 120 und 130 angeordnet, jedoch kann die konzentrierte Wicklung durch eine verteilte Wicklung ersetzt werden. Die durchgezogen gezeichnete Linie in 24 zeigt die Magnetflusswellenform der magnetischen Flussdichte des magnetischen Flusses, der mit der Endfläche 25b des Rotorkerns 25 von der Endfläche 15b des Statorkerns 15 koppelt, in dem Fall der konzentrierten Wicklung, und zwar im Vergleich zu der gestrichelt gezeichneten Linie der Magnetflusswellenform der magnetischen Flussdichte in dem Fall der verteilten Wicklung. Wie einfach aus den Ergebnissen der elektromagnetischen Feldanalyse der Magnetflusswellenformen ersichtlich, die in 25 gezeigt sind, ist mehr magnetischer Fluss der zweiten Raumoberschwingung im statischen Koordinatensystem, d. h. magnetischer Fluss der dritten Zeitoberschwingung im rotierenden Koordinatensystem, in dem Fall der konzentrierten Wicklung enthalten als in dem Fall der verteilten Wicklung. Aus diesem Ergebnis folgt für die rotierende elektrische Maschine 100, dass die Wahl der konzentrierten Wicklung vorteilhaft gegenüber der Wahl der verteilten Wicklung ist, weil in dem Fall der konzentrierten Wicklung mehr Raumoberschwingung des magnetischen Flusses als in dem Fall der verteilten Wicklung von der Endfläche 25b des Rotorkerns 25 tief nach innen eintritt, um zu bewirken, dass die Induktionsspule 21 Induktionsstrom erzeugt, der zu Erregerstrom gleichgerichtet und den Erregerspulen 22 zugeführt wird. Furthermore, in the rotary electric machine 100 armature coils 11 , Induction coils 21 and excitation coils 22 , which are all wound with concentrated winding, on the stator 110 and the rotors 120 and 130 however, the concentrated winding may be replaced by a distributed winding. The solid line drawn in 24 Fig. 10 shows the magnetic flux waveform of the magnetic flux density of the magnetic flux that coincides with the end surface 25b of the rotor core 25 from the end face 15b of the stator core 15 In the case of the distributed winding, in the case of the concentrated winding, as compared with the broken line of the magnetic flux density magnetic flux density line, in the case of the distributed winding. As can easily be seen from the results of the electromagnetic field analysis of the magnetic flux waveforms, which in 25 are shown, more magnetic flux of the second spatial harmonic in the static coordinate system, ie, magnetic flux of the third time harmonic in the rotating coordinate system, in the case of the concentrated winding than in the case of the distributed winding. From this result follows for the rotating electric machine 100 in that the choice of the concentrated winding is advantageous over the choice of the distributed winding, because in the case of the concentrated winding more spatial harmonic of the magnetic flux than in the case of the distributed winding from the end face 25b of the rotor core 25 enters deep inside to cause the induction coil 21 Induction current generated, which is rectified to exciter current and the excitation coils 22 is supplied.
Wie in 26 veranschaulicht, wird die rotierende elektrische Maschine 100 des Axialspalt-Doppelläufertyps gestartet, indem den Ankerspulen 11 des Stators 110 Wechselstrom zugeführt wird, und diese kann die Welle 101 zur Drehung mit hohem Drehmoment antreiben, wie durch die durchgezogene Kurve angezeigt. Wie durch die einfach strichpunktierte Kurve in 26 angezeigt, kann der Aufbau des Radialspalttyps ohne Wendepole, der in 22 gezeigt ist, und wie durch die doppelt strichpunktierte Kurve in 26 angezeigt, kann der Aufbau des Radialspalttyps mit Wendepolen, der in 23 gezeigt ist, kein magnetisches Moment erzeugen, das so hoch ist wie das Drehmoment, das von der rotierenden elektrischen Maschine 100 des Axialspalt-Doppelläufertyps bereitgestellt wird. Wie durch die gestrichelte Kurve in 26 angezeigt, kann der IPSMS (Interner-Permanentmagnet-Synchron-Motor) kein magnetisches Moment erzeugen, das so hoch ist, wie das Drehmoment, das von der rotierenden elektrischen Maschine 100 des Axialspalt-Doppelläufertyps bereitgestellt wird.As in 26 illustrates, the rotating electric machine 100 of the axial gap double rotor type started by the armature coils 11 of the stator 110 AC power is supplied, and this can be the shaft 101 to rotate with high torque, as indicated by the solid curve. As by the single-dashed curve in 26 indicated, the structure of the radial gap type without Wendepole, the in 22 is shown, and as indicated by the double-dashed curve in 26 displayed, the structure of the radial gap type with Wendepolen, the in 23 is shown to produce no magnetic moment which is as high as the torque produced by the rotating electrical machine 100 of the axial gap double rotor type is provided. As indicated by the dashed curve in 26 is displayed, the IPSMS (Internal Permanent Magnet Synchronous Motor) can not generate a magnetic torque as high as the torque generated by the rotating electric machine 100 of the axial gap double rotor type is provided.
Im Übrigen sind an der rotierenden elektrischen Maschine 100 Kühlrippen 61, wie in 27 veranschaulicht, an einer Vielzahl von Stellen an einer Außenfläche 45a von jedem der Gehäuse 45 ausgebildet. Die Kühlrippen 61 sind angeordnet, um eine Luftkonvektion innerhalb des Motorgehäuses 150 zu erzwingen, während sie einen Anstieg der Drehlast vermeiden, indem sie eine führende Seite von jeder der Kühlrippen 61 in einer Rotationsrichtung mit einer Schräge 61a, die nach oben geneigt ist, ausbilden. Incidentally, on the rotating electrical machine 100 cooling fins 61 , as in 27 illustrated at a plurality of locations on an outer surface 45a from each of the housings 45 educated. The cooling fins 61 are arranged to provide air convection inside the motor housing 150 while forcing them to avoid an increase in the rotary load by having a leading side of each of the cooling fins 61 in a direction of rotation with a slope 61a , which is inclined upward train.
Mit dieser Anordnung tauschen in der rotierenden elektrischen Maschine 100 die Gehäuse 45, in denen die Rotoren 120 und 130 aufgenommen sind, von denen jeder ein Drahtverbindungsträger 35 aufweist, Wärme zwischen der Wärme, die durch die Dioden 29A und 29B während der Gleichrichtung erzeugt wird, und der Umgebungsluft aus, indem sie bewirken, dass die Fläche von jedem der Gehäuse 45 effizient in Kontakt mit der Umgebungsluft kommt. Dies leitet effektiv die Wärme ab und beschränkt einen Abfall der Rotationseffizienz, der von einem Temperaturanstieg verursacht wird. Zusätzlich umfasst die rotierende elektrische Maschine 100 auch eine Kühlmittelpassage 109, die durch das Wellenzentrum der Welle 101 läuft. With this arrangement, swap in the rotating electric machine 100 the housings 45 in which the rotors 120 and 130 are included, each of which is a wire connection carrier 35 exhibits heat between the heat passing through the diodes 29A and 29B is generated during the rectification, and the ambient air by causing the area of each of the housing 45 efficiently comes in contact with the ambient air. This effectively dissipates the heat and restricts a drop in the rotation efficiency caused by a temperature rise. In addition, the rotary electric machine includes 100 also a coolant passage 109 passing through the shaft center of the shaft 101 running.
Weil gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Ankerspulen 11, die Induktionsspulen 21 und die Erregerspulen 22 an dem Stator 110 und an jedem der zwei Rotoren 120 und 130 um die Rotationsachse der Welle 101 angeordnet sind, um einen Aufbau des Axialspalt-Doppelläufertyps zu bilden, ist es daher möglich, zu bewirken, dass der magnetische Fluss von Raumoberschwingungen, der in dem hauptmagnetischen Fluss enthalten ist, der von den Ankerspulen 11 erzeugt wird, effektiv mit den Induktionsspulen 21 koppelt. Dann wird der Induktionsstrom, der von den Induktionsspulen 21 erzeugt wurde, effizient als Erregerstrom den Erregerspulen 22 zugeführt. Because according to the present embodiment, the armature coils 11 , the induction coils 21 and the excitation coils 22 on the stator 110 and on each of the two rotors 120 and 130 around the axis of rotation of the shaft 101 Therefore, it is possible to cause the magnetic flux of space harmonics contained in the main magnetic flux from that of the armature coils to be arranged to form a structure of the axial gap double-rotor type 11 is generated, effectively with the induction coils 21 coupled. Then the induction current from the induction coils 21 was generated efficiently as excitation current to the excitation coils 22 fed.
Ohne die Notwendigkeit der Verwendung von Permanentmagneten (und daher ohne einen Abfall der Magnetkraft, der von aufgrund des magnetischen Flusses der Oberschwingung erwärmten Permanentmagneten herrührt) und ohne die Zuführung von externem Strom wird daher ein magnetisches Moment auf die Rotoren 120 und 130 zusammen mit einem Reluktanzmoment aufgebracht, wodurch ein großes Drehmoment zum Antrieb der Rotation verursacht wird. Thus, without the necessity of using permanent magnets (and therefore without a drop in magnetic force resulting from permanent magnets heated due to the magnetic flux of the harmonic) and without the supply of external current, a magnetic moment will be applied to the rotors 120 and 130 applied together with a reluctance torque, whereby a large torque is caused to drive the rotation.
Bezug nehmend auf 13 ist der Drahtverbindungsträger 35 fest mit dem äußeren Teil von jedem der Rotoren 120 und 130 um die Rotationsachse der Welle 101 verbunden, und die Diodengehäuse 32 sind auswechselbar in die Haltelöcher 36 derart eingesetzt, dass diese winklig und äquidistant entlang dem Umfang des Drahtverbindungsträgers 35 angeordnet sind. Weil die ersten und die zweiten Verbindungsendabschnitte 21p, 21q, 22p und 22q von jeder der Induktionsspulen 21 und der zugeordneten der Erregerspulen 22 mit den Verbindungspins 29c der Dioden 29A und 29B gekoppelt sind, ist das Gleichgewicht der Rotation nicht unterbrochen, wodurch eine stabile Rotation der Rotoren 120 und 130 ermöglicht wird. Weil des Weiteren die Diodengehäuse 32 nahe entlang des Umfangs angeordnet werden können, ist eine Verkleinerung der Größe der rotierenden elektrischen Maschine 100 möglich. Referring to 13 is the wire connection carrier 35 stuck to the outer part of each of the rotors 120 and 130 around the axis of rotation of the shaft 101 connected, and the diode housing 32 are replaceable in the retaining holes 36 used so that it is angular and equidistant along the circumference of the wire connection carrier 35 are arranged. Because the first and second connection end portions 21p . 21q . 22p and 22q from each of the induction coils 21 and the associated one of the exciting coils 22 with the connection pins 29c the diodes 29A and 29B coupled, the balance of rotation is not interrupted, creating a stable rotation of the rotors 120 and 130 is possible. Because further, the diode housing 32 Close to the circumference can be arranged, is a reduction of the size of the rotating electric machine 100 possible.
Des Weiteren sind die ersten und die zweiten Verbindungsendabschnitte 21p, 21q, 22p und 22q kompakt mit den Verbindungspins 29c der Dioden 29A und 29B verbunden, indem radiale Verbindungselemente 33a und umlaufende Verbindungselemente 33b der Drahtverbindungselemente 33 in radiale Rillen 37a und umlaufende Rillen 37b der Drahtverbindungsrillen 37, die innerhalb der äußeren Fläche 35a des Drahtverbindungsträgers 35 ausgebildet sind, angeordnet sind. Zusätzlich sind die umlaufenden Verbindungselemente 33b der Drahtverbindungselemente 33 gegenseitig isoliert und verdrahtet. Furthermore, the first and second connection end portions 21p . 21q . 22p and 22q Compact with the connection pins 29c the diodes 29A and 29B connected by radial connecting elements 33a and circumferential fasteners 33b the wire connection elements 33 in radial grooves 37a and circumferential grooves 37b the wire connection grooves 37 that are inside the outer surface 35a of the wire connection carrier 35 are formed, are arranged. In addition, the peripheral fasteners 33b the wire connection elements 33 isolated and wired to each other.
Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf eine rotierende elektrische Maschine des Einzelstator-Doppelläufertyps, in der der Stator 110 zwischen den Rotoren 120 und 130 angeordnet ist, beschränkt, sondern sie kann als andere Aspekte der vorliegenden Ausführungsform als eine rotierende elektrische Maschine des Doppelstator-Einzelläufer-Axialspaltmotor ausgebildet sein, in dem ein Rotor zwischen zwei Statoren angeordnet ist, um dieselben Wirkungen bereitzustellen. The present embodiment is not limited to a single stator double rotor type rotary electric machine in which the stator 110 between the rotors 120 and 130 As another aspect of the present embodiment, it may be configured as a rotary electric machine of the double-stator single-arm axial-gap motor in which a rotor is disposed between two stators to provide the same effects.
Zur Verdrahtung der Spulen kann man nicht nur einen Kupferdraht, sondern auch einen Draht aus einem Aluminiumleiter oder einen Litzendraht verwenden, d. h. verseilter Draht für Hochfrequenzstrom. For wiring the coils, not only a copper wire but also a wire made of an aluminum conductor or a stranded wire may be used, i. H. stranded wire for high-frequency current.
Die rotierende elektrische Maschine 100 kann zusätzlich als ein Hybridtyp konstruiert sein, in dem Permanentmagnete angeordnet werden, indem diese zu den Rotoren 120 und 130 hinzugefügt werden, oder ein magnetisches Moment kann erhalten werden durch eine Maschine des Hybridanregungstyps. The rotating electric machine 100 In addition, it may be constructed as a hybrid type in which permanent magnets are arranged by bringing them to the rotors 120 and 130 or a magnetic moment can be obtained by a hybrid excitation type machine.
Die Gleichrichterelemente sind nicht auf die Dioden 29A und 29B beschränkt und andere Halbleiterelemente, z. B. Schaltelemente, können als Gleichrichterelemente verwendet werden. Diese sind nicht auf solche Typen beschränkt, die innerhalb des Diodengehäuses 32 aufgenommen sind, und sie können auch innerhalb der Rotoren 120 und 130 implementiert sein. The rectifier elements are not on the diodes 29A and 29B limited and other semiconductor elements, for. B. switching elements can be used as rectifier elements. These are not limited to those types within the diode package 32 are included, and they can also be inside the rotors 120 and 130 be implemented.
Die Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine 100 ist nicht auf die automobile Verwendung beschränkt und es ist möglich, diese beispielsweise geeignet zur Energieerzeugung aus Windkraft oder als Antriebsquelle in Werkzeugmaschinen zu verwenden.The use of the rotating electric machine 100 is not limited to the automotive use and it is possible to use this, for example, suitable for power generation from wind power or as a power source in machine tools.
Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es dem Fachmann offensichtlich, dass Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Alle solchen Modifikationen und deren Äquivalente sollen von den folgenden Ansprüchen, die durch den Umfang der Ansprüche beschrieben werden, umfasst werden.Although embodiments of the present invention have been described, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made thereto without departing from the scope of the present invention. All such modifications and equivalents thereof are intended to be encompassed by the following claims, which are described by the scope of the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1111
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Ankerspulearmature coil
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12a, 12u, 12v, 12w12a, 12u, 12v, 12w
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Sammelschienebus
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1515
-
Statorkernstator core
-
15a15a
-
Endabschnittend
-
15k15k
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Kerbe (Vertiefung)Notch (recess)
-
1616
-
Halterahmen (Halteplatte, Rahmen)Holding frame (holding plate, frame)
-
16a16a
-
DurchgangslochThrough Hole
-
16t16t
-
Erhebungsurvey
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1717
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Statornutstator
-
2121
-
Induktionsspuleinduction coil
-
21p, 21q21p, 21q
-
VerbindungsendabschnittConnecting end portion
-
2222
-
Erregerspuleexcitation coil
-
22p, 22q22p, 22q
-
VerbindungsendabschnittConnecting end portion
-
2525
-
Rotorkernrotor core
-
25a25a
-
Endabschnittend
-
2626
-
Jochyoke
-
2727
-
Rotornutrotor slot
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29A, 29B29A, 29B
-
Diode (Gleichrichter)Diode (rectifier)
-
29c29c
-
Verbindungspinconnecting pin
-
3030
-
geschlossener Stromkreisclosed circuit
-
3232
-
Diodengehäusediode case
-
3333
-
DrahtverbindungselementWire link
-
33a33a
-
radiales Verbindungselement (erster Leiter)radial connecting element (first conductor)
-
33b33b
-
umlaufendes Verbindungselement (zweiter Leiter)circumferential connecting element (second conductor)
-
3535
-
DrahtverbindungsträgerWire connection carrier
-
3636
-
Haltelochretaining hole
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37 37
-
DrahtverbindungsrilleWire connection groove
-
3939
-
Befestigungsschraubefixing screw
-
4141
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HalteplatteRetaining plate
-
41a41a
-
DurchgangslochThrough Hole
-
4242
-
Hakenhook
-
4545
-
Gehäusecasing
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4646
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zylindrische Umfangswandcylindrical peripheral wall
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6161
-
Kühlrippecooling fin
-
100100
-
rotierende elektrische Maschinerotating electrical machine
-
101101
-
Wellewave
-
102, 103102, 103
-
Stufestep
-
102a, 102b102a, 102b
-
Endfläche (Rotorpositionierungsabschnitt, erste Rotorstufe, zweite Rotorstufe)End surface (rotor positioning section, first rotor stage, second rotor stage)
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103a103a
-
Endfläche (Statorpositionierungsabschnitt, Statorstufe)End face (stator positioning section, stator step)
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108, 159108, 159
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Lagercamp
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110110
-
Statorstator
-
120120
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Rotorrotor
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150150
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Motorgehäusemotor housing
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155155
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Flanschflange
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D1D1
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Spaltgap
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D2D2
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Spaltgap
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GG
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kalibrierter Luftspaltcalibrated air gap
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MoR, MosMoR, Mos
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Harzformresin mold
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2010-246171 A [0003] JP 2010-246171 A [0003]
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JP 2012-50312 A [0003] JP 2012-50312 A [0003]
