DE102016204444B4 - Axial gap type rotating electric machine - Google Patents

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DE102016204444B4 DE102016204444.3A DE102016204444A DE102016204444B4 DE 102016204444 B4 DE102016204444 B4 DE 102016204444B4 DE 102016204444 A DE102016204444 A DE 102016204444A DE 102016204444 B4 DE102016204444 B4 DE 102016204444B4
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Abstract

Rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps, 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; undeine Vielzahl von Erregerspulen, die an jedem der Rotoren um die Welle herum angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dassdie rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps ferner umfasst:eine Vielzahl von Induktionsspulen, die an jedem der Rotoren um die Welle herum angeordnet sind; undGleichrichter, die konfiguriert sind, einen Induktionsstrom, der von zumindest einer der Vielzahl der Induktionsspulen erzeugt wird, gleichzurichten, und zumindest eine aus der Vielzahl der Erregerspulen mit dem gleichgerichteten Induktionsstrom zu erregen,die Induktionsspulen und die Erregerspulen nebeneinander entlang der Rotationsachse angeordnet sind, so dass sich die Induktionsspulen näher am Stator als die Erregerspulen befinden, unddie Gleichrichter auswechselbar in Haltern eines Drahtverbindungsträgers eingesetzt sind und mit den Induktionsspulen und den Erregerspulen verbunden sind.An axial gap type rotary electric machine comprising:a stator;a shaft having an axis of rotation;two rotors which are spaced from both sides of the stator to face them and which are rotatable with the shaft about the axis of rotation;a plurality of armature coils which are arranged on the stator around the shaft; anda plurality of excitation coils arranged on each of the rotors around the shaft; characterized in thatthe axial gap type rotary electric machine further comprises:a plurality of induction coils arranged on each of the rotors around the shaft; andrectifiers 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 excitation coils with the rectified induction current,the induction coils and the excitation coils are arranged side by side along the axis of rotation, so that the induction coils are located closer to the stator than the excitation coils, and the rectifiers are interchangeably set in holders of a wire connection carrier and connected to the induction coils and the excitation coils.

Description

[Technisches Fachgebiet][technical subject]

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][Prior Art]

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 face each other across a gap obtains torque (a so-called reluctance torque resulting from the phenomenon of reluctance) by causing magnetic flux generated by armature windings on the stator to flow is generated enters the rotor to form a magnetic circuit and this also makes use of the magnetic moment to assist the reluctance moment by arranging permanent magnets and/or magnetic field windings (electromagnets).

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 ), und des Weiteren wird auch vorgeschlagen, Kernabschnitte eines Stators mit gürtelähnlichen Drähten zu umwickeln, um Ankerspulen auszubilden (siehe JP 2012-50312 A ).For rotary electric machines of the type described above, there is also proposed a form of rotary electric machine of an axial gap type in which a stator and a rotor face each other (see Fig JP 2010-246171A ), and it is also proposed to wrap belt-like wires around core portions of a stator to form armature coils (see JP 2012-50312 A ).

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 der JP 2010-246171 A 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 space harmonics couples with a permanent magnet, there occurs a drop in magnetic coercive force caused by heat generated by an eddy current induced inside the permanent magnet, thereby causing a reversible drop in magnetic force. This poses a problem in such a rotating electric machine JP 2010-246171A is of the type described above in which permanent magnets are embedded in a rotor whose magnetic flux of space harmonics couples thereto so that the magnetic force of the permanent magnets drops, whereby high-quality driving cannot 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 there is an increase of costs 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, a weight is sometimes located so that balance of rotation is disturbed, resulting in unstable rotation. Downsizing may be hampered depending on the installation space of the switching components.

Die Druckschrift CN 203 967 939 U offenbart eine rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The pamphlet CN 203 967 939 U discloses an axial gap type rotary electric machine according to the preamble of claim 1.

In dem Dokument CN 103 730 997 A ist ein bürstenloser Synchronmotor mit einem Stator und einem Rotor gezeigt. Auf dem Rotor sind Wicklungen vorgesehen, die den durch den Stator generierten magnetischen Fluss induzieren. Die hierdurch erzeugten Ströme werden durch eine Diode gleichgerichtet und Erregerwicklungen des Rotors zugeführt.In the document CN 103 730 997 A a brushless synchronous motor is shown with a stator and a rotor. Windings are provided on the rotor, which induce the magnetic flux generated by the stator. The currents generated in this way are rectified by a diode and fed to the excitation windings of the rotor.

In der Druckschrift DE 690 04 479 T2 ist eine Trägerscheibe einer Wechselstromerregermaschine gezeigt, wobei die Trägerscheibe auf der Welle der Wechselstromerregermaschine fest montiert ist. Die Trägerscheibe umfasst eine Reihe von über ihren Umfang verteilten durchgehenden axialen Öffnungen, in denen jeweils eine Diode angeordnet ist.In the pamphlet DE 690 04 479 T2 Figure 1 shows a support disk of an AC exciter machine, the support disk being fixedly mounted on the shaft of the AC exciter machine. The carrier disk comprises a series of continuous axial openings distributed over its circumference, in each of which a diode is arranged.

[Kurzdarstellung der Erfindung][Summary of the Invention]

[Technische Problemstellung][Technical issue]

Es ist 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 an object of the present invention to provide an axial gap type rotary electric machine in which components are arranged to provide stable rotation and enable downsizing and has a winding magnetic field structure capable of generating a to obtain magnetic moment by using 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, wobei die Induktionsspulen und die Erregerspulen nebeneinander entlang der Rotationsachse angeordnet sind, so dass die Induktionsspulen näher am Stator als die Erregerspulen 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 Haltern eines Drahtverbindungsträgers eingesetzt sind und mit den Induktionsspulen und den Erregerspulen verbunden sind.According to one aspect, there is provided an axial gap type rotary electric machine, comprising: a stator; a shaft having an axis of rotation; two rotors which are spaced from both sides of the stator to face them and which are rotatable with the shaft about the axis of rotation; a plurality of armature coils arranged on the stator around the shaft; a plurality of induction coils and a plurality of excitation coils arranged around the shaft on each of the rotors, the induction coils and the excitation coils being arranged side by side along the axis of rotation so that the induction coils are closer to the stator than the excitation coils; and rectifiers configured to generate an induction current of at least one of the plurality of induction coils has been generated, and exciting at least one of the plurality of exciting coils with the rectified induction current, the rectifiers being interchangeably set in holders of a wire connection substrate and connected to the induction coils and the exciting coils.

[Vorteilhafte Effekte der Erfindung][Advantageous Effects of the 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 enable downsizing and has a winding magnetic field structure capable of generating a magnetic moment without relying on the use of permanent magnets, by utilizing the space harmonic magnetic flux generated by the armature coils.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist ein Querschnitt einer rotierenden elektrischen Maschine des Axialspalttyps gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 1 14 is a cross section of an axial gap type rotary electric machine according to the present embodiment.
  • 2 ist eine perspektivische fragmentarische Ansicht, die einen Stator und Rotoren veranschaulicht. 2 12 is a perspective fragmentary view illustrating a stator and rotors.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die Statorkerne des Stators veranschaulicht. 3 14 is a perspective view illustrating stator cores of the stator.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Statorkerns mit einer Ankerspule. 4 14 is a perspective view of a stator core with an armature coil.
  • 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Stators. 5 12 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 14 is an exploded perspective view illustrating wire connection of armature coils wound around stator cores.
  • 7 ist eine vergrößerte perspektivische fragmentarische Ansicht, die den Zustand, in dem die Ankerspulen verbunden sind, veranschaulicht. 7 14 is an enlarged fragmentary perspective view illustrating the state where the armature coils are connected.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Stator in einem zusammengebauten Zustand zeigt. 8th 12 is a perspective view showing the stator in an assembled state.
  • 9 ist eine Explosionsansicht, die eine Harzform innerhalb des Stators veranschaulicht. 9 14 is an exploded view illustrating a resin mold inside the stator.
  • 10 ist eine fragmentarische Explosionsansicht, die eine Induktionsspule und eine Erregerspule, die von einem Rotorkern entfernt wurden, veranschaulicht. 10 12 is a fragmentary exploded view illustrating an induction coil and an exciting coil removed from a rotor core.
  • 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 13 is a circuit diagram of a closed circuit in which two excitation coils of one group are connected to two inductor 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. 14 is a perspective view illustrating closed circuits in an installed state, each of which in 11 is shown.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Drahtverbindungsträger zur Verbindung der Induktionsspulen und der Erregerspulen an Dioden veranschaulicht. 13 14 is a perspective view illustrating a wire connection substrate for connecting inductor coils and excitation coils to diodes.
  • 14 ist eine perspektivische Explosionsansicht von jedem der Rotoren. 14 12 is an exploded perspective view of each of the rotors.
  • 15 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Harzform innerhalb des Rotors veranschaulicht. 15 14 is an exploded perspective view illustrating a resin mold inside the rotor.
  • 16 ist eine Vorderansicht einer Welle. 16 is a front view of a shaft.
  • 17 ist eine perspektivische Ansicht, die die Welle, die an einem Joch mit Rotorkernen gekoppelt ist, veranschaulicht. 17 12 is a perspective view illustrating the shaft coupled to a yoke with rotor cores.
  • 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 12 is an enlarged fragmentary perspective view with a partial cut-out to illustrate the stator and 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 figure illustrating armature coil, inductor coils and excitation coils wound around cores.
  • 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 Figure 12 is a magnetic force map illustrating the harmonic flux generated by the armature coils to couple with the induction coils and the magnetic field flux generated by the excitation 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. 12 is a magnetic flux characteristic map showing a magnetic flux density and magnetic flux vectors of a third-order time harmonic magnetic flux 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 a map of magnetic forces similar to 20 but illustrates the harmonic flux generated by the armature coils to couple with the induction coils and the magnetic flux of the magnetic field generated by the excitation coils in the case of a radial gap type with no commutating 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 a map of magnetic forces similar to 20 is, but illustrate the magnetic flux of the harmonic FIG. 1 illustrates light generated by the armature coils to couple with the induction coils and the magnetic flux of the magnetic field generated by the excitation coils, in the case of a radial gap type with commutating 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 coupling 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 is a graph illustrating the magnetic flux density per order of the superimposed space harmonics contained in the magnetic flux shown in 9 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 14 is a graph illustrating a torque waveform for comparison with torque waveforms obtained from an internal permanent magnet synchronous motor (IPMSM), a radial gap type motor without commutating poles, and a radial gap type motor with commuting poles, respectively.
  • 27 ist eine perspektivische Ansicht des Stators und der Rotoren, eingebaut mit der drehbar relativ zu dem Stator gelagerten Welle. 27 Fig. 14 is a perspective view of the stator and rotors installed with the shaft journaled for rotation relative to the stator.

[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 in detail below. The 1 until 27 12 are views illustrating an axial gap type rotary electric machine according to an embodiment of the present invention.

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 the rotating electrical machine is denoted by 100 . In order to provide 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, power is not supplied to the rotors 120 and 130 via a contact supply type such as a slip ring or the like used, needed.

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 rotary 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 shaft 101 is rotatably supported by the stator 110 for rotation about the axis of rotation. Two rotors 120 and 130 are fixedly coupled to the shaft 101 and rotatable integrally therewith. In other words, the rotary electric machine 100 is formed as an axial gap double rotor type rotary machine in which two rotors 120 and 130 are spaced axially along the axis of rotation to sandwich the stator 110 such that each of the rotors 120 and 130 is so spaced from the stator 110 is that they face it.

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 As illustrated, the stator 110 includes a plurality of stator cores (or cores) 15, each of which is a short bar having a trapezoidal cross-sectional profile. The stator cores 15 are arranged around the shaft 101 . Armature coils 11 are wound around the stator cores 15, respectively, and connected to a three-phase AC power source such as an external power source such as an on-vehicle battery, not shown.

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 wound by the armature coils 11 with concentrated winding. The armature coils 11 are divided into and consist of six sets each having the three-phase armature coils 11u, 11v and 11w. Six sets of the 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.Further, eighteen (18) poles (i.e., the number of magnetic poles is 18) are evenly distributed around the axis of rotation of the shaft 101 by forming the armature coils 11 as wound coils laid in stator slots 17 each between two adjacent ones Stator cores 15 with their central axes parallel to the axis of rotation of the shaft 101. In short, the armature coils 11 are evenly distributed around the axis of rotation by winding wires around the respective central axes that are parallel to the axis of rotation.

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 For example, both end portions of each of the stator cores 15 are held by two disk-shaped holding frames (holding plates or frames) 16 between the two rotors 120 and 130 . This means in detail that both end sections 15a (see 3 and 4 ) of each stator core 15 are fitted into respective through holes 16a of the holding frames 16 such that only end faces 15b of both end portions 15a of the stator core 15 are exposed to provide a so-called “offset state”. The holding frames 16 are made of a non-magnetic material such as polyphenylene sulfide (PPS) resin, which will be described later, so that they do not interfere with the production of a high-quality magnetic circuit. The support frames 16 rotatably support the shaft 101 passing through them by means of bearings 108 attached to central parts thereof.

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 11 L 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 trapezförmigen Profils des Statorkerns 15 definiert). Einerseits ist die α-Wicklung durch das wiederholte Wickeln dieser einen Hälfte des rechtwinkligen Drahts 11 L 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 11 L 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 to 4 For example, each of the armature coils 11 is formed by winding a belt-like rectangular wire 11L around one of the stator cores 15 with alpha (α) winding. The α-winding with the rectangular wire 11L is started by extending a portion near the center of the rectangular wire 11L diagonally in close contact along a radially inner peripheral wall 15c of the stator core 15 (ie, a wall, at this end of the stator core 15, which defines a narrow one of the two parallel sides of a trapezoidal profile of the stator core 15). On the one hand, the α-winding is completed by repeatedly winding that one half of the rectangular wire 11L that extends between the portion near the center and one end of the rectangular wire 11L around the same a surface portion of the entire peripheral wall of the stator core 15 and along a Plane comprising one of two end surfaces 15b (an upper surface, e.g. seen in 4 ) which is on the one end portion 15a side of the stator core 15 . On the other hand, the α-winding is completed by repeatedly winding the other half of the rectangular wire 11L, which extends between the portion near the center and the other end of the rectangular wire 11L, around the same other area portion of the entire peripheral wall of the stator core 15 and along a plane including the other end surface 15b (a lower surface side, such as in 4 1) which is on the other end portion 15a side of the stator core 15. FIG. In other words, each armature coil 11 is formed by winding a rectangular wire 11L so as to provide two layers stacked on each other in an axial direction along the axis of rotation, with one and the other end portions of the rectangular wire 11 made of the two layers are led out to the same side (the radially outer side of the stator 110).

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 is formed on the stator 110 by winding a rectangular wire 11L around the associated stator core 15 with alpha (α) winding, it is possible to reduce the cross-sectional area of the winding, i.e., an area of the cross section that is obtained by cutting the winding by a line orthogonal to a line representing a direction in which a magnetic flux flows for coupling with a rotor core described later, and this contributes to a reduction in 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 end faces 15b protrudes from the height of the adjacent one and the opposite end face of turns, i.e., the one of the one and the opposite end face axially distant, of one of the armature coils 11 there is a reduction in the flux of the space harmonic emanating from the vicinity of the end face 15 b and directly coupling to the armature coil 11 . 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 restricting a faulty cycle in which copper loss occurs due to a reduction in resistance uniformity resulting from the occurrence of distributed heat sources.

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.Furthermore, the end portion 11La on one side of the center of a rectangular wire 11L wound around one of the α-winding stator cores 15 and the end portion 11Lb on the other side of the center can be taken out in the stator 110 on the same plane that is occupied by the portion of the rectangular wire 11 b wound around the stator core 15 . In other words, the rectangular wire 11L is wound around the peripheral wall of each of the stator cores 15 in two stages arranged in an axial direction along the axis of rotation to cover two separate areas of the peripheral wall of the stator core 15 such that the end portions 11La and 11La 11Lb extend outward from the two separated portions, respectively, when led out for connection. This enables the rectangular wire 11L to be wound around the stator core 15 with as many turns as possible. This can effectively prevent such end portions 11La and 11Lb from interfering with the installation performance of the support frames 16 more than the case where one of the end portions 11La and 11Lb of the rectangular wire 11L is led out to an end portion 15b of the stator core 15. In addition, this can suppress contact of the holding frames 16 with the rectangular wire 11L and/or the stator core 15, which would damage them. It is noted that the end portions 11La and 11Lb of the rectangular wire 11L may be led out from the radially inner peripheral wall 15c of the stator core 15, although in the present embodiment they are led out from the radially outer peripheral wall which is radially opposite to the above-mentioned radially inner peripheral wall 15a is located. In other words, the end portions 11La and 11Lb can be led out from one side of the stator core 15 close to the axis of rotation or from the other side of the stator core 15 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.Further, each of the stator cores 15 has notches 15k (or indentations) each of which is cut out radially inward from the outer periphery of one of the end portions 15a, ie, the broad side of the trapezoid that the end portion 15a has in its cross-sectional profile. One of elevations 16t (or cantilevers, cf 5 ) with which one of the support frames 16 is formed is arranged to receive one of the notches 15k of the stator core 15 and the mating one of the projections 16t (or projections, see 5 ) with which the other holding frame 16 is formed is arranged to receive the other notch 15k. Each of the holding frames 16 has such projections 16t each of which protrudes radially inward from one of the mounting holes 16a from the wide side of a trapezoid which is the profile of the mounting bracket 16a. The holding frames 16 hold the stator cores 15 by positioning them in an axial direction, with the projections 16t of one of the holding frames 16 being engaged with the notches 15k each of which is arranged on one side of one of the stator cores 15, and the projections 16t of the other holding frame 16 are engaged with notches each of which is located on the opposite side of the stator core 15. Further, in order to more securely position the stator cores 15 in the axial direction, the support frames 16 are bolted with their thick edge portions 16d abutting each other via threaded holes 16h to provide inside each of the mounting holes 16a a bottomed short cylindrical structure defining a space is formed to allow a stator core 15 to be accommodated therein with both end portions 15a thereof fitted therein. Furthermore, the portion of each of the stator cores 15 covered by the associated armature coil 11 is disposed between the holding frames 16 and the holding frames 16 expose those portions of the stator core 15, ie, the end faces 15b not covered by the armature coil 11 .

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 restrict the damage to the rectangular wires 11L in the stator 110 by preventing the support frames 16 from hitting the rectangular wires 11L heavily due to vibration.

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 in the stator 110, the armature coils 11 of the same phase are connected to the stator cores 15 in parallel per phase of the three phases, ie, the U phase, the V phase and the W phase, such that the armature coils 11 of each respective one of the three phases are supplied via one of the input lines 19 and excited by one of three-phase alternating currents provided by an inverter after conversion of a direct current from an on-vehicle battery. As in 6 1, for example, one of the end portions 11La of the rectangular wires 11L wound around armature coils of each of the groups 11u, 11v, 11w for the three phases is conductively connected in parallel in a simple manner and without any professional work, because these with caulking clips 13 through their corresponding one of the bus bars 12u, 12v and 12w, the bus bars being formed in a ring shape and prepared for the three phases, ie, the U phase, the V phase and the W phase. Further, the other end portions 11Lb of all the rectangular wires 11L are conductively connected to each other in parallel because they are similarly rimmed with caulking clips 13 through a bus bar 12a, the bus bar being neutral points of the armature coils 11 for the three phases, ie, the U phase, the V-phase and the W-phase. Such bus bars 12u, 12v, 12w, and 12a may be arranged in the vicinity of the inner circumference side of the stator 110, although in the present embodiment, these bus bars are arranged in the vicinity of the outer circumference side of the stator 110.

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 1, the connection end portions 11La and 11Lb of each of the armature coils 11 are led out from a periphery of a rectangular wire 11L winding around one of the stator cores 15, and these are fixed at positions on the outer periphery side of the stator 110 arranged. This makes it possible to construct the stator 110 without an increase in size in radial and axial dimensions because the bus bars 12 (12u, 12v, 12w, 12a) are formed as plates whose planes are parallel to radial directions from the axis of rotation , and because these are connected to the rectangular wires 11L with their outer peripheries stacked to provide upper and lower stages.

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 110 includes an injection filling (injection) of polyphenylene sulfide (PPS) resin with excellent heat dissipation, for example, within the holding frames 16 to fix the stator cores 15 in a storage state within the holding frames 16 after inserting the stator cores 15, wherein the stator cores are wound by armature coils 11 (rectangular wires 11L) which are conductively connected by bus bars 12u, 12v, 12w and 12a. After bolting the thick edge portions 16d to the stator cores 15 and their associated parts accommodated in the holding frames 16, as shown in FIG 8th 1, the PPS resin (resin material) is injected and solidified into the support frames 16 through a lead-out port 16a formed through the thick edge portions 16d to allow the passage of the input lines 19 for the three phases of the armature coils 11.

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 PPS resin to be injected to fill gaps between components such as stator slots without relying on an injection mold, the stator 110 becomes a resin mold MoS including PPS resin disclosed in Gaps were introduced between the stator cores 15, the armature coils 11, the bus bars 12 and the caulking brackets 13 and fixed them as in FIG 9 illustrated. Therefore, the resin mold MoS holds each of the components to prevent the components from moving due to centrifugal force and/or vibration to stabilize the characteristics, thereby restraining electromagnetic vibration and the like. Furthermore, the resin mold MoS also contributes to durability improvement 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 are arranged in the stator 110 such that the end faces 15b of their end portions 15a end faces 25b of end portions 25a of later-described rotor cores (cores) 25 of the rotors 120 and 130 across calibrated air gaps G can oppose. The stator 110 causes the armature coils 11 to generate magnetic flux when excited with alternating current to allow the magnetic flux to exit the end faces 15b of the stator cores 15 and into the end faces 25b of the rotor cores 25 of the rotors 120 and 130 to 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 rotary electric machine 100, a closed magnetic circuit is created between the stator 110 and each of the rotors 120 and 130 across the calibrated air gap G by the magnetic flux entering one of the rotor cores 25 on the rotors 120 or 130 via a yoke 26 described later is redirected to the adjacent rotor core, causing the rotors 120 and 130 on both sides of the stator 110 to rotate relative to the stator 110 by means of a reluctance torque (i.e., a main torque) generated by the phenomenon that causing the magnetic flux 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.For this reason, it is necessary for the rotary electric machine 100 to apply as much torque to one of the rotors 120 and 130 as to the other in order to rotate the rotors 120 and 130 fixed to the common shaft 101 as a unit to rotate with their rotors 120 and 130 constructed in a symmetrical configuration across the stator 110 .

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 electric energy, the rotary electric machine 100 can provide mechanical energy of the shaft 101 rotatable relative to the stator 110 coaxially with the rotors 120 and 130 as an 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 rotary electric machine 100, which exits from one of the stator cores 15 and enters the adjacent one of the rotor cores 25, includes space harmonics superimposed on the fundamental wave. The rotors 120 and 130 obtain an electromagnetic force by using a change in flux density of space harmonics contained in the magnetic flux from the stator 110 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.From the above, it should be understood that the magnetic flux generated by the armature coils 11 of the stator 100 contains space harmonics superimposed on the fundamental wave which varies at the fundamental frequency of the alternating current of the input power to rotate with the rotors 120 and 130 (i.e. the rotor cores 25).

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.Therefore, because the spatial harmonics, which vary with frequencies different in time from the fundamental frequency of the fundamental wave, enter the rotor cores 25, the rotors 120 and 130 can efficiently generate induction current by implementing coils around the rotor cores 25 without separately supplying Use power by connecting to an external power source. As a result, space harmonics, which have been considered as one of the causes of core loss, are collected as self-exciting energy.

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 äu-ßeren Umfang des Rotors 120 oder 130, herausgeführt werden.As in 10 1, the rotary electric machine 100 includes rotor cores 25. The rotor cores 25 are angularly arranged around a cylindrical part 23 provided for fixing the rotors 120 or 130 to the shaft 101, and they are distributed equidistantly. By using spaces each of which is defined between mutually facing sides of adjacent two rotor cores 25 as rotor slots 27 , inductor coils 21 and exciting coils 22 are wound around the rotor cores 25 . Each of the induction coils 21 and the associated one of the excitation coils 22 are wound around one of the rotor cores 25 as two windings extending in two stages in a longitudinal direction of each of the rotor cores 25 are arranged along the axis of rotation, that is, along an axial direction along the axis of rotation, by α-winding rectangular wires 21L and 22L narrower than the rectangular wire 11L. In other words, in order to wind the induction and exciting coils 21 and 22 around the rotor cores 25 in two stages in the axial direction along the axis of rotation, the rectangular wires 21L and 22L are wound around the rotor core 25 in such a manner that the end portions thereof of each of the rectangular Wires 21L and 22L are led out from the wirings in two stages to the same side, ie, to the outer periphery of the rotor 120 or 130.

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 reduce a cross-sectional area of the winding, i.e., an area of the cross section obtained by cutting the winding through a line orthogonal to a line representing a direction in which magnetic flux flows to exit the stator core 15 for coupling with the rotor core 25, thereby contributing to a reduction in eddy current loss in the winding. The rectangular wires 21L and 22L for use in an α-winding have their broad face in contact with the rotor core 25, enabling smooth operation by performing efficient heat transfer of heat generated by the excitation. Furthermore, the occurrence of deterioration of characteristics such as torque ripple caused by an increase in pulsation of the exciting current resulting from instability of the induction current generated by the induction coils 21 can be restricted due to the deviation of the Coil ends of the induction coils 21 from end portions 25b of the rotor cores 25 wound by the induction coils 21 .

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 using rectangular α-winding wires 21L and 22L in each of the rotors 120 and 130, it is possible to increase the number of turns by which the induction coils 21 and the exciting coils 22 are wound. Further, 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 cannot interfere with stacking components around the rotor cores 25 and fixing a later-described holding plate 41. This effectively prevents the holding plate 41 and such components as the rectangular wires 21L and 22L and the stator cores 25 from being damaged due to the collision shock during contact therebetween.

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.Specifically, each of the rotors 120 and 130 has a plurality of rotor cores 25 each of which is a short bar having a trapezoidal cross-sectional profile and which are arranged on a side of a yoke 26 . One of the induction coils 21 and the associated one of the excitation coils 22 are wound around each of the rotor cores 25 such that the induction coils 21 and the excitation coils 22 are arranged around the axis of rotation of the shaft 101 .

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 extending direction of the shaft 101 . 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 excitation coils 22 being wound around each of the concentrated winding rotor cores 25 and 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 are formed with windings lying in twelve (12) rotor slots 27 each of which lies between adjacent two rotor cores 25, and their central axes are parallel to the shaft 101 around twelve (12) poles to provide. In short, the induction coils 21 and the exciting coils 22 are formed as windings whose central axes are parallel to the axis of rotation of the rotary shaft 101, and they are angularly arranged 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 rotary electric machine 100 is configured such that a composition ratio S/P is equal to 2/3, where S (S = 12) is the number of slots into which the induction coils 21 and the exciting coils 22 on each of the rotors 120 and 130 are inserted, and P (P=18) is the number of poles P of the armature coils 11 on the stator 110.

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, rotor cores 25 and the disk-shaped yoke 26 are integrally formed such that the far side of each of the rotor cores 25, which is far from the near side, on which the end surface 25b of the end portion 25a of the end surface 15b of the adjacent of the stator cores 15 across the calibrated air gap G forms an integral portion of a surface side of the yoke 26 . The yoke 26 has a cylindrical portion 23 which is fixed to the shaft 101 but allows passage therethrough and which is integral with the central portion thereof.

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 structure allows the magnetic flux exiting the end face 15b side of one of the stator cores 15 and entering an end face 25b of the adjacent one of the rotor cores 25 to pass through a bypass formed by the yoke 26 on the far or rear side of this end face 25b is provided, flows through another split rotor core 25 to couple again with that end face 15b of another split stator core 15 which is opposed to the other end face 25b of the other split rotor core 25, thereby forming a magnetic circuit.

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 is arranged on the side remote from the yoke 26 of the end portion 25a of one of the rotor cores 25, with which the magnetic flux of the space harmonics coming from one of the stator cores 15 effectively couples, while the associated one of the excitation coils 22 is arranged on a side of the connection portion 25 c of the rotor core 25 close to the yoke 26 .

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 rotary electric machine 100 to cause the magnetic flux from the end face 15b of the stator core 15 to couple through the small calibrated air gap G to the end face 25b of the rotor core 25 with high density, thereby causing the induction coil 21 to be due to of the space harmonics (i.e., the variation of the magnetic flux density of the space harmonics relative to the fundamental wave) contained in the magnetic flux generates induction current. This induction current is fed to the associated excitation coil 22 .

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.Upon receiving the induction current from the induction coils 21 as exciting current, this exciting coil 22 is self-excited to generate magnetic flux (i.e., electromagnetic force). This magnetic flux enters the end face 15b of the adjacent stator core 15 from the end face 25b of the rotor core 25 .

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.For this reason, in the rotary electric machine 100, a magnetic moment (i.e., additional torque) is given in addition to the main torque resulting from the magnetic flux generated by the armature coils 11 to provide torque assist of the rotors 120 and 130 .

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 installed in closed circuits 30, each of which in 11 is illustrated to effectively use the above-mentioned induction alternating current by converting the induction alternating current generated in the induction coils 21 to exciting direct current and the converted exciting direct current is supplied to the associated exciting coils 22 to cause each of the rotor cores 25 to function as an electromagnet, the one electromagnetic force generated.

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) sets of induction coils 21 and excitation coils 22, each consisting of an induction coil 21 and an excitation coil 22 wound around a rotor core 25, define in cooperation with six (6) pairs of diodes (rectifiers) 29A, 29B six (6) closed circuits 30 each consisting of a set of two induction coils 21 and two excitation coils 22 of two groups of the adjacent two rotor cores 25 and the diodes 29A and 29B of a pair.

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 As illustrated, each closed circuit 30 comprises two pair of diodes 29A and 29B arranged to connect both ends of two pair of series-connected excitation coils 22 connected to both ends of parallel-connected two induction coils.

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.Specifically, in the closed circuit 30, a first connection end portion 22p at one end of two excitation coils 22 connected in series and wound in opposite directions with concentrated winding, and two first connection portions 21p of two induction coils 21 connected in parallel at one single connection point combined. Furthermore, a second connection end portion 22q at the other end of the two exciting coils 22 connected in series is connected to a connection pin (connection terminal) 29c on the cathode side of the two diodes 29A and 29B, and two second connection end portions 21q of the two inductors 21, which are connected in parallel are connected to the respective connection pins 29c each of which is on the anode side of one of the two diodes 29A and 29B. In other words, the diodes 29A and 29B are arranged in a cathode-common type of package such that the connection pin 29c common to their cathode sides is exposed to the outside of the package, and the connection pins 29c for their respective anode sides are exposed to the outside of the package are.

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 such that a phase difference of 180° is provided between one input of the induced AC current and the other input of the induced AC current, and by inverting one of the two inputs of the induced AC current , to combine half-wave rectified outputs.

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 electrical machine 100 includes closed circuits 30, each with a set of induction coils 21 and Excitation coils 22 of the adjacent two of the twelve groups and two diodes 29A and 29B are formed. The induction coils 21 in the closed circuits 30 are wound in the same concentrated winding direction and arranged side by side. On the other hand, the exciting coils 22 wound around rotor cores 25 arranged along the outer circumference of each of the rotors 120 and 130 are different in their winding direction, such that one exciting coil 22 is wound around every other rotor core 25 in the one winding direction , while the other exciting coil 22 is wound around each of the remaining rotor cores 25 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 rotary electric machine 100, an N pole and an S pole to alternate in opposite stator cores 15 because the direction of magnetization of the magnetic field generated by the exciting coils 22 due to the excitation with direct current (excitation current). , which is obtained by self-excitation, is reversed with alternate rotor cores 25 arranged along the circumference of each of the rotors 120 and 130.

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 rotary electric machine 100, there are six (6) sets of closed circuits 30, each of which is 11 illustrated, are arranged side-by-side along the circumference of each of the rotors 120 and 130 . In other words, diode packages 32, as in 12 1, each of which includes two diodes 29A and 29B arranged side by side along the circumference of each of the rotors 120 and 130 on a rear side of the yoke 26, ie on the other side of the yoke 26 one side of which carries the rotor cores 25.

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 rotary electric machine 100 adopts such a configuration to satisfy a relationship that a composition ratio (combination) P*/S*=2/3 where: P* is the number of salient poles, that is, the number of rotor cores 25 an each of rotors 120 and 130, and S* is the number of stator slots 17. By adopting the structure described above, the rotary electric machine 100 makes use of the waveform of the space harmonic of the magnetic flux that couples to the induction coils 21 of each of the closed circuits 30 .

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 generated by the induction coils 21 without any phase difference provide energization with exciting currents for the exciting coils 22 at the same level given by the rectification at the diodes 29A and 29B, causing the rotation of the rotors 120 and 130 is made possible 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 circuit configuration used in the rotary electric machine 100 is better than a series circuit in which, in order to perform rectification to make the exciting coils 22 function as electromagnets, all the induction coils 21 and exciting coils 22 of each of the rotors 120 and 130 have two ( 2) Diodes 29A and 29B are connected because it avoids the wire resistance combining to have a high resistance because the induction coils 21 and excitation coils 22 are divided into six (6) sets for each closed circuit 30.

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, when the rotors 120 and 130 rotate at low speeds to drive the vehicle at low speeds, the change in magnetic field around the induction coils 21 is small, so the induced current is small. Under the circumstances, the circuit configuration described above enables the rotary electric machine 100 to achieve excitation of the excitation coils 22 free from wasteful power consumption by reducing the waste of energy due to the wire resistances in the induction coils 21 and the excitation coils 22 (by reducing the current-limiting resistance value). This causes efficient generation of electromagnetic force that acts as an assist to the torque generated by the armature coils 11 on the stator 110 .

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 in the wiring due to excitation is reduced by restricting the induction voltage generated by each of the induction coils 21 and the exciting voltage generated by each of the exciting coils 22 to low voltage levels by reducing the induction - and excitation voltages are distributed or dissipated. This prevents the rotary electric machine 100 from being unable to generate a desired torque due to the excessive increase in 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 Aufhebung 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 in the voltage and resistance of each of the induction coils 21 and excitation coils 22 can be achieved by connecting the induction coils 21 and excitation coils 22 in parallel. However, each of the induction coils 21 and the excitation coils 22 connected in parallel generates a circulating current due to an induction voltage generated in a direction of negating or canceling the occurrence of the magnetic flux (magnetic flux change), thereby causing generation of magnet ic flow (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 is suitable as the rectifying circuit of the rotary electric 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.Specifically, in each of the closed circuits 30, the connection pins 29c for the diodes 29A and 29B contained in the diode case 32 and the inductance coils 21 and the exciting coils 22 of a group are connected to each other by a plurality of wire connecting members 33. Referring to 13 each of the diode housing 32 and associated wire connecting member 33 is held in proper positions by holding holes 36 and wire connecting grooves 37 of a resin (e.g., PPS resin) wire connecting substrate 35 fixed to a rear side of the yoke 26, that is, to the other side of the yoke, one side of which carries the rotor cores 25, making it easy to carry out the wiring 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 formed in the wire connection substrate 35 are configured to hold the diode cases 32 such that the diode cases 32 are angularly and equidistantly arranged along the circumference of one side of an outer surface 35a around the axial direction. The diode packages 32 are rigidly secured within the respective retaining hole 36 by mounting screws 39 . The holding holes 36 are arranged inside the wire connection substrate 35 such that the connection pins 29c of the diodes 29A and 29B protruding outward from each of the diode cases 32 radially extend from the axis of rotation toward the outer periphery. In this way, the wire connection substrate 35 is configured to enable the diodes 29A and 29b to be installed more compactly than if they were installed with their connection pins 29c 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 substrate 35, the first and second connection end portions 21p, 21q, 22p and 22q are led out from the wires (rectangular wires 21L and 22L) wound for the induction coils 21 and the exciting coils 22 with α-winding, each portion being insulated by ensuring a predetermined distance between the adjacent two of them, and each of the connection end portions is formed in a shape that changes in the poloid direction along the outer circumferential direction 35b of the wire connection substrate 35 toward the outer surface 35a side (rear side). extends.

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 35 includes a plurality of sets of wire-connector-receiving grooves 37, each set including a radial groove 37a and a plurality of circumferential grooves 37b. The radial groove 37a of a set of wire connector-receiving grooves 37 extends radially in a direction toward the outer peripheral surface 35b and is recessed inwardly from the outer surface 35a to define a uniform cross-section wide enough to accommodate the first and the second connection end portions 21p, 21q, 22p and 22q of the inductors 21 and excitation coils 22 of one group and the external connection pins 29c of the associated diode package 32 (containing diodes 29A and 29B). The circumferential grooves 37b of one set of wire connector-receiving grooves 37 are formed as three (3) circumferential grooves spaced from the axis of rotation at different radial distances, each groove having the same width as the associated one of the wire connectors 33 and between the adjacent ones both of the radial grooves 37a to connect them.

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 As illustrated, the wire connecting members 33 form five connecting paths R1, R2, R3, R4 and R5 for connecting the inductor coils 21 and the excitation coils 22 of each group to the diodes 29A and 29B within the associated one of the diode housings 32 by using a plurality of radial connecting members (first conductor) 33a to be positioned in a radial groove 37a of the wire connector receiving grooves 37 is electrically connected to a plurality of circumferential connectors (second conductors) 33b to be positioned in circumferential grooves 37b of the wire connector receiving grooves 37, viz by appropriate brazing or welding. It should be noted that the wire connecting work can be performed more easily by forming the wire connecting members 33 to correspond to the shapes of the wire connecting members accommodating grooves 37 (37a, 37b). Further, the heat dissipation properties can be improved by forming them in a flat rectangular wire shape.

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 path R1 provides conductive connection between a first connection end portion 22p of one of the two series-connected excitation coils 22 of each group and two first connection end portions 21p of the two parallel-connected induction coils 21 of the group. A connection path R2 provides a conductive path between a first connection end portion 22p of the other of the two exciting coils 22 in the group and a second connection end portion 22q of one of the two exciting coils 22 in the group to provide a serial connection between the two exciting coils 22. The two connection paths R3 and R4 provide two conduction paths, one between a second connection end portion 21q of one of the two inductors 21 of 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 inductors 21 of 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 conductive path between a second connection end portion 22q of the other of the two group excitation coils 22 and a common connection pin 29c on the cathode sides of both the diodes 29A and 29B.

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 As illustrated, the support plate 41 is attached to each of the rotors 120 and 130 so as to extend between the rotors 120 and 130 and the stator 110. As shown in FIG. In other words, the support plate 41 is attached to the opposite side of the rotor 120 or 130 from the side where the wire connection support 35 is attached, and faces the support frame 16 . The holding plate 41 holds the rotor cores 25 with their end portions 25a fitted into respective through holes 41a such that the end faces 25b are 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 plurality of integral hooks 42 formed at positions 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 of which is provided in one of the radial grooves 37a recessed inward from the outer peripheral surface 35b of the wire connection substrate 35 . Described in detail, this means that each of the hooks 42 can be inserted into a space adjacent to a first connection end portion 21p of one of the two induction coils 21 of each group during assembly until it locks on the side of the outer surface 35a of the wire connection carrier 35 is.

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.With the hooks 42 locked on the outer face 35a side of the wire connection substrate 35, the holding plate 41 holds each of the end faces 25b exposed by means of the through holes 41a in a state of positioning close and opposite to at least one of the end faces 15b of the stator cores 15 , which are exposed by way of the through holes 16a of one of the holding frames 16, while the induction coil 21 and the excitation coil 22 are held in a state of winding around each of the rotor cores 25 of one of the rotors 120 and 130. In addition, this holding plate 41 is formed of a non-magnetic material so as not to prevent generation of a magnetic circuit. Accordingly, it can be formed by molding a resin material (e.g., PPS resin) to provide elasticity to the hooks 42 for easy assembly to the wire connection substrate 35.

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 housed in and protected by a bottomed short cylindrical case 45 which extends from the outer surface 35a side of the wire connection substrate 41 to the support plate 41 . The case 45 is made by molding a non-magnetic metal plate such as a brass plate so as not to affect the generation of magnetic circuits during operation.

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 For example, the housing 45 is formed with a plurality of bosses 46a projecting radially inward from an inner surface of a cylindrical peripheral wall 46 to be fitted into the corresponding radial grooves 37a. The housing 45 is formed with through holes 45d arranged around a shaft center opening 45c to allow the passage of threads of fixing screws 39 provided to fix the diode housings 32 inserted into the corresponding holding holes 36 of the wire connection substrate 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 au-ßen 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.When assembling, the case 45 is positioned in the circumferential direction by fitting only the projections 46a in covering the wire connection substrate 35 into the respective radial grooves 37a formed in the outer circumferential surface 35b. Then, the fixing screws 39 in the through holes 45d around the opening 45c hold the case 45 in close contact with a surface side of each of the diode cases 32 within the holding holes 36 of the wire connection substrate 35. This causes the case 45 to function as a heat dissipation member to dissipate heat, discharged from the diodes 29A and 29B during rectification to the outside. Furthermore, only loosening and removing the fastening screws 39 from the wire connection substrate 35 exposes the diode housings 32 (each of which contains the diodes 29A and 29B) 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 Durchgangslöchem 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.Meanwhile, each of the rotors 120 and 130 is formed with injection ports 41b at a plurality of positions each located between two adjacent through holes 41a. With the case 45 held in contact with the wire bonding substrate 35, PPS resin is injected into the rotors 120 or 130 through a gap D1 (see Fig 15 ) defined between a cylindrical peripheral wall 46 of the housing 45 and an outer peripheral edge 41c (see 14 ) of the wire connection carrier 41 is defined by a gap D2 (see 15 ) between a cylindrical part 23 (see 10 ) which is closer to the shaft center than the rotor cores 25, and an inner peripheral edge 41d (see 14 and 15 ) is defined, and by 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 1, in each of the rotors 120 and 130, the injection volume of the PPS resin is adjusted to strongly fix the wire connection substrate 35 except its outer surface 35a side by injecting PPS resin to fill the spaces having such spaces inside of the rotor grooves 27 between the housing 45 and the wire connection support 35, and to fix them.

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 makes it possible to inject PPS resin into gaps such as the rotor slots 27 between the components even in each of the rotor slots 120 and 130 without using an injection mold, thereby making it possible to form a resin mold MoR that is solidified after the PPS resin was forced to enter gaps between rotor cores 25, induction coils 21 and exciting coils 22. 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 restraining electromagnetic vibration and the like. Furthermore, the resin mold MoS contributes to improving durability by restricting 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 outer surface 35a side of the wire connection substrate 35 is not covered by PPS resin, replacement of the diode housings 32 (each containing diodes 29A and 29B) that involves removing the housing 45 from the wire connection substrate 35 is 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 1, the rotary electric machine 100 includes the stator 110 and two rotors 120 and 130 housed in a motor case 150. As shown in FIG. In the rotary electric machine 100, the shaft 101 is rotatably supported at one end of opposite end sides by bearings 159 disposed on respective end plates 152 and 153 on one and the opposite side of the motor housing 150 spaced in the axial direction. The stator 110 rotatably supports the shaft 101 by means of a bearing 108 . The stator 110 is connected to a side plate 154 at its peripheral edge side to supply electric power to its armature coils 11 .

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.In the rotary electric machine 100, when the rotors 120 and 130 rotate due to the supply of current to the armature coils 11 of the stator 110, torque is provided as an output on the side where a load is applied to a coupling end 101a of the shaft 101 is docked. The coupling end 101a is exposed (or protrudes) to the outside of the end plate 153 of the motor housing 150. The rotation of this shaft 101 (i.e. the rotation of the rotors 120 and 130) is detected by a rotation angle sensor such as a resolver, not shown, attached to a rotary end 101b protruding from the end plate 152 of the motor housing 150 is attached. This rotating end 101b is protected by attaching a protective case 156 to an outside of the end plate 152 to prevent damage.

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 locations where the stator 110 and the rotors 120 and 130 are attached, as in FIG 16 As illustrated, the shaft 101 is formed with steps 102 and 103 such that the stator 110 and the rotors 120 and 130 are axially arranged and installed. The stator 110 is attached to the shaft 101 with its shaft center side located at the step 102 . The rotors 120 and 130 are mounted on the shaft 101 with their shaft center sides located on the respective mounting faces 101r.

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 of the yokes 26 abut on both end surfaces 102a and 102b (a rotor positioning portion, a first rotor stage, a second rotor stage) of the stage 102, which is formed as a large-diameter part having a larger diameter than mounting surfaces 101r and 101r than has a standard such that the rotors 120 and 130 are axially positioned by tensioning respective collets 105 and 106 in directions tending to move them toward each other after engaging respective unillustrated threads on respective mounting surfaces 101r and 101r that are formed inward from the farthest ends thereof. As in 17 1, the rotors 120 and 130 are further angularly positioned by inserting a spline member 129 into a spline 24 with which an inner peripheral surface 23a of the cylindrical portion 23 is formed and a spline 104 longitudinally is continuous along the mounting surfaces 101r and 101r of the shaft 101 (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 1, a larger diameter step 103 is formed at one end of the step 102 on the shaft 101 for positioning the rotors 120 and 130, with an end face flush with an end face 102b. With an end face 103a of this step 103 as a standard, the stator 110 is positioned relative to the shaft 101 and attached thereto.

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 1, the stator 110 has a bearing holder 107 on the side of the inner peripheral edge sides of the support frames 16 to support the bearing 108, and is axially positioned so as to contact one end of the bearing 108 with an end face 103a (a stator positioning portion, a stator stage) which is opposite to the face flush with the end face 102b. Further, the stator 110 is angularly positioned with mounting bolts 119 inserted into threaded holes 16h formed through thick edge portions 16d of the support frames 16 are screwed into bolting holes 155a formed in a flange 155 formed on one side of the inner periphery of the side plate 154 of the motor housing 150 is formed. This structure, in which the outer peripheral side is fixed to the side plate 154 of the motor housing 150, contributes to a reduction in 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, rotary electric machine 100 is configured to allow rotors 120 and 130 to rotate integrally with shaft 101 rotatably supported by bearings 159 on end plates 152 and 153 of motor housing 150 and by bearing 108 on support frame 16 of stator 110 by fixing the rotors 120 and 130 to the shaft 101 in such a manner as to hold the stator 110 therebetween.

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 1, this configuration allows the rotary electric machine 100 to rotatably support the rotors 120 and 130 such that one of both end faces 15b of each of the stator cores 15 fixed to the side of the motor housing 150 is close to and above the calibrated air gap G facing at least one of the end faces 25b of the rotor cores 25 of the rotor 120 fixed to the side of the shaft 101 and that the other end face 15b is close to and across the calibrated air gap G facing at least one of the end faces 25b of the Rotor cores 25 of the rotor 130 fixed to the stator 101 side are arranged. The rotary electric machine 100 allows the magnetic flux of harmonics to be coupled with induction coils 21 on each of the rotors 120 and 130 to generate an induction current in response to the generation of a rotating magnetic field by the armature coils 11 of the stator 110 during excitation with AC power from a vehicle battery interferes, and induction current is rectified to supply the rectified current as exciting current to the exciting coils 22, thereby causing the exciting coils 22 to function 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.Now, in order to efficiently generate induction current, the induction coils 21 and excitation coils 22 are installed after accurately identifying the magnetic paths of the harmonics by conducting magnetic analysis to efficiently utilize the third time harmonic contained in the magnetic flux associated with the End surface 25b of the rotor core 25 from the end surface 15b of the stator core 15 couples. Specifically, because the composition ratio S/P is equal to 2/3 as previously discussed, where: S is the number of slots S on each of the rotors 120 and 130 and P is the number of magnetic poles of the stator 110 is the rotary electric machine 100 is configured to efficiently use the time harmonic of the 3f-th (f=1, 2, 3,...) order magnetic flux 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 make the induction coil 21 efficiently generate induction current when high-order time harmonics are used within the rotating coordinate system because there are only the waveforms indicating the propagation of the vibrations near the surface of the end face 25b of the rotor core 25. Meanwhile, when the third time harmonic within the rotating coordinate system is set as an object to be recovered, the induction coil 21 is caused to effectively generate induction current because there is pulsation with a shortened cycle due to a frequency higher than the fundamental frequency is supplied to the armature coils 11 . This provides rotation by efficiently recovering energy loss of the room 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 conducting the magnetic field analysis of the magnetic flux density as mentioned above indicates that the magnetic flux density distribution in a circumferential direction disperses within a range of 360° in a mechanical angle according to a ratio between the number of rotor tooth salient poles and the number of stator slots or dispersed, is additionally an unequal distribution of the magnetic force acting on the stator 110 is detected.

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 rotary electric machine 100 provides high-quality rotation of the rotors 120 and 130 relative to the stator 110 with the rotors 120 and 130 opposed to the stator 110 by using a structure that satisfies the relationship that the composition ratio S/P is equal to 2/3 and by causing the magnetic flux with uniform density distribution to couple each of the rotors 120 and 130 over the entire circumference of 360° in 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 rotary electric machine 100 to rotate with considerably reduced electromagnetic vibrations and superior quietness by passing through space harmonics without leaving them as a loss and 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 rotary electric machine 100 can be reduced by adopting a concentrated winding structure in terms of installing the induction coils 21 and the exciting coils 22 because there is no need to use a winding that is more than once spanned in a circumferential direction. In addition, the amount of recoverable energy loss can be increased by efficiently generating induction current based on the low-order third time harmonic coupling and by reducing 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.Furthermore, the use of the third time harmonic within the rotating coordinate system instead of the second time harmonic within the rotating coordinate system leads to the efficient generation of induction current. Described in detail, the energy loss can be recovered efficiently because using the third time harmonic instead of the second time harmonic causes an increase in the temporal 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 through the model diagram of the 19 As illustrated, the rotary electric machine 100 causes the end faces 25b of the rotor cores 25 of the rotor 120 and the end faces 25b of the rotor cores 25 of the rotor 130 via the calibrated air gaps G to end faces of the stator cores 15 of the stator 110 around which the armature coils 11 are wound , face, and that the induction coils 21 wind around the end portions 25a and that the exciting coils 22 wind around the rotor cores 25 near the yoke 26 side (connecting portions 25c).

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 Therefore, as shown, the rotary electric machine 100 causes the two rotors 120 and 130 to rotate relative to the stator 110 by causing the magnetic flux MF generated by energizing the armature coils 11 to blow the stator cores 15 and the rotor cores 25 couples both sides and flows through bypasses provided by the yokes 26 to form a magnetic circuit. Furthermore, in addition, the superimposed space harmonics HF contained in the magnetic flux MF are caused to couple from the stator cores 15 to the rotor cores 25 on both sides to be efficiently recovered at the induction coils 25 at end portions 25a by a Induction current is generated, and exciting current given by the rectification of the induction current in the diodes 29A and 29B is supplied to the exciting coils 22. FIG. Therefore, as in FIG 21 1 shows, for example, the rotary electric mechanism 100 that the shaft 101 rotates due to the high magnetic moment generated by the high density magnetic flux of the space harmonic HF coupling the stator cores 15 and the rotor cores 25 on both sides.

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 made to face each other in radial directions across a gap, if an inner rotor and an outer rotor having different diameters are arranged so as to sandwich a stator , 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 differ considerably.

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.Because a radial gap type rotary electric machine has the limitation of its structure so that it cannot ensure a larger area for the flux of space harmonics of the magnetic flux than an axial gap type rotary electric machine, therefore, a radial gap type rotary electric machine cannot absorb the magnetic flux of the space harmonics increase which couples with the outside, although the amount of generation of the magnetic flux of the space harmonics by forming the armature coils 11 with con centered winding is increased. Meanwhile, the axial gap type rotary electric machine 100 has the structural characteristic that it emits more leakage flux than the radial gap type rotary electric machine, but it can efficiently recover the leakage flux and therefore causes the magnetic flux of space harmonics to couple effectively 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 radial gap type rotating electric machine has an in 22 Illustrated rotor is used, an end surface 945b of a rotor core 945 faces across a gap G an end surface 935b of a stator core 935 wound with an armature coil 931. This structure cannot recover the superimposed space harmonics of the magnetic flux HF contained in the magnetic flux MF generated by exciting the armature coils 31 more efficiently than an axial gap type machine, making it difficult to generate a large magnetic moment. In addition, a core loss at a side of a yoke 946 increases more than a core loss in the axial gap double rotor type rotary electric machine 100 .

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.Furthermore, in order to recover more space harmonics of the magnetic flux HF even in a radial gap type rotary electric machine, as in FIG 23 1, it is also contemplated to dispose an interpole core 948 for recovery within a rotor slot 947 between two rotor cores 945 and to wind an induction coil 949 around the interpole core 948. However, this structure cannot provide an increase in magnetic moment because it recovers only space harmonics of the magnetic flux HF that leak to one side from the stator core 935, and therefore the magnetic moment obtained remains behind the level of the magnetic moment provided by the rotary electric machine 100 back a moment. In addition, this structure causes a reduction in the aspect ratio on the rotor side because the commutating pole core 948 to which the magnetic flux couples is disposed between rotor cores 945.

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, inductor coils 21 and excitation coils 22, all of which are wound with concentrated winding, are arranged on the stator 110 and the rotors 120 and 130, however, the concentrated winding may be replaced with a distributed winding. The solid line drawn in 24 12 shows the magnetic flux waveform of the magnetic flux density of the magnetic flux coupling to the end face 25b of the rotor core 25 from the end face 15b of the stator core 15 in the case of the concentrated winding, in comparison with the broken line of the magnetic flux waveform of the magnetic flux density in the case of distributed winding. As can easily be seen from the results of the electromagnetic field analysis of the magnetic flux waveforms presented in 25 4, more space second harmonic magnetic flux in the static coordinate system, ie, time third harmonic magnetic flux in the rotating coordinate system, is contained in the concentrated winding case than in the distributed winding case. From this result it follows for the rotary electric machine 100 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 space 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 to generate induction current, which is rectified into exciting current and supplied to the exciting coils 22 .

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 1, the axial-gap double-rotor type rotary electric machine 100 is started by supplying alternating current to the armature coils 11 of the stator 110, and this can drive the shaft 101 for high-torque rotation as indicated by the solid curve. As indicated by the single-dotted curve in 26 displayed, the structure of the radial gap type without commutating poles shown in 22 is shown, and as shown by the double-dashed curve in 26 displayed, the structure of the radial gap type with commutating poles shown in 23 1 does not generate a magnetic moment as high as the torque provided by the axial-gap double-rotor type rotary electric machine 100 . As indicated by the dashed curve in 26 indicated, the IPSMS (Internal Permanent Magnet Synchronous Motor) cannot generate a magnetic moment as high as the torque provided by the axial-gap double-rotor type rotary electric machine 100 .

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, the rotary electric machine 100 has fins 61 as shown in FIG 27 1 is formed at a plurality of locations on an outer surface 45a of each of the housings 45. FIG. The cooling fins 61 are arranged to force air convection inside the motor housing 150 while preventing an increase in rotational load by forming a leading side of each of the cooling fins 61 in a rotating direction with a slope 61a inclined upward.

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, in the rotary electric machine 100, the casings 45 accommodating the rotors 120 and 130 each having a wire bonding substrate 35 exchange heat between the heat generated by the diodes 29A and 29B during rectification, and the ambient air by causing the surface of each of the housings 45 to come into contact with the ambient air efficiently. This effectively dissipates heat and limits a drop in rotation efficiency caused by a rise in temperature. In addition, the rotary electric machine 100 also includes a coolant passage 109 running through the shaft center of the shaft 101 .

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.According to the present embodiment, because the armature coils 11, the induction coils 21 and the exciting coils 22 are arranged on the stator 110 and on each of the two rotors 120 and 130 around the axis of rotation of the shaft 101 to form an axial-gap double-rotor type structure, it is therefore possible to cause the magnetic flux of space harmonics contained in the main magnetic flux generated by the armature coils 11 to couple to the induction coils 21 effectively. Then, the induction current generated by the induction coils 21 is efficiently supplied to the exciting coils 22 as exciting current.

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.Therefore, without the need to use permanent magnets (and therefore without a drop in magnetic force resulting from permanent magnets being heated due to the magnetic flux of the harmonic) and without the supply of external current, a magnetic moment is exerted on the rotors 120 and 130 together with a reluctance moment applied, causing a large torque to drive the rotation.

Bezug nehmend auf 13 ist der Drahtverbindungsträger 35 fest mit dem äu-ßeren 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 Wire connection support 35 is fixedly connected to the outer part of each of rotors 120 and 130 about the axis of rotation of shaft 101, and diode housings 32 are interchangeably fitted into support holes 36 such that they are angularly and equidistantly positioned along the circumference of wire connection support 35 are arranged. Because the first and second connection end portions 21p, 21q, 22p and 22q of each of the induction coils 21 and the associated one of the excitation coils 22 are coupled to the connection pins 29c of the diodes 29A and 29B, the balance of rotation is not broken, thereby ensuring stable rotation of the Rotors 120 and 130 is made possible. Furthermore, since the diode cases 32 can be arranged closely along the circumference, downsizing of the rotary electric machine 100 is 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 are compactly connected to the connection pins 29c of the diodes 29A and 29B by inserting radial connection elements 33a and circumferential connection elements 33b of the wire connection elements 33 into radial grooves 37a and circumferential grooves 37b of the wire connection grooves 37 , which are formed inside the outer surface 35a of the wire connection substrate 35, are arranged. In addition, the peripheral connectors 33b of the wire connectors 33 are mutually insulated and wired.

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 is disposed between the rotors 120 and 130, but may be used as other aspects of the present embodiment as a double-stator, single-rotor type rotary electric machine. Axial gap motor may be formed in which a rotor is sandwiched 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.To wire the coils, you can use not only copper wire, but also wire made of aluminum conductor or stranded wire, i.e. 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.In addition, the rotary electric machine 100 can be constructed as a hybrid type in which permanent magnets are arranged by adding 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 rectifying elements are not limited to the diodes 29A and 29B, and other semiconductor elements such as switching elements can be used as the rectifying elements. These are not limited to those types housed within the diode housing 32 and may be implemented within the rotors 120 and 130 as well.

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 rotary electric machine 100 is not limited to automotive use, and it is possible to suitably use it for power generation from wind power or as a drive source in machine tools, for example.

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 can be made thereto without departing from the scope of the present invention. All such Modifications and their equivalents are intended to be covered by the following claims, which are described by the scope of the claims.

BezugszeichenlisteReference List

1111
Ankerspulearmature coil
12a, 12u, 12v, 12w12a, 12u, 12v, 12w
Sammelschienebusbar
1515
Statorkernstator core
15a15a
Endabschnittend section
15k15k
Kerbe (Vertiefung)notch
1616
Halterahmen (Halteplatte, Rahmen)holding frame (holding plate, frame)
16a16a
Durchgangslochthrough hole
16t16t
Erhebungelevation
1717
Statornutstator slot
2121
Induktionsspuleinduction coil
21p, 21q21p, 21q
Verbindungsendabschnittconnection end section
2222
Erregerspuleexcitation coil
22p, 22q22p, 22q
Verbindungsendabschnittconnection end section
2525
Rotorkernrotor core
25a25a
Endabschnittend section
2626
Jochyoke
2727
Rotornutrotor slot
29A, 29B29A, 29B
Diode (Gleichrichter)diode (rectifier)
29c29c
Verbindungspinconnection pin
3030
geschlossener Stromkreisclosed circuit
3232
Diodengehäusediode case
3333
Drahtverbindungselementwire connector
33a33a
radiales Verbindungselement (erster Leiter)radial connector (first conductor)
33b33b
umlaufendes Verbindungselement (zweiter Leiter)Circumferential connecting element (second conductor)
3535
DrahtverbindungsträgerWire Link Carrier
3636
Haltelochholding hole
3737
Drahtverbindungsrillewire connecting groove
3939
Befestigungsschraubemounting screw
4141
HalteplatteRetaining plate
41a41a
Durchgangslochthrough hole
4242
HakenHook
4545
GehäuseHousing
4646
zylindrische Umfangswandcylindrical peripheral wall
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 face (rotor positioning section, first stage rotor, second stage rotor)
103a103a
Endfläche (Statorpositionierungsabschnitt, Statorstufe)End Face (Stator Positioning Section, Stator Stage)
108, 159108, 159
Lagercamp
110110
Statorstator
120120
Rotorrotor
150150
Motorgehäusemotor housing
155155
Flanschflange
D1D1
Spaltgap
D2D2
Spaltgap
GG
kalibrierter Luftspaltcalibrated air gap
MoR, MosMoR, Mos
Harzformresin mold

Claims (3)

Rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps, 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; und eine Vielzahl von Erregerspulen, die an jedem der Rotoren um die Welle herum angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps ferner umfasst: eine Vielzahl von Induktionsspulen, 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 wird, gleichzurichten, und zumindest eine aus der Vielzahl der Erregerspulen mit dem gleichgerichteten Induktionsstrom zu erregen, die Induktionsspulen und die Erregerspulen nebeneinander entlang der Rotationsachse angeordnet sind, so dass sich die Induktionsspulen näher am Stator als die Erregerspulen befinden, und die Gleichrichter auswechselbar in Haltern eines Drahtverbindungsträgers eingesetzt sind und mit den Induktionsspulen und den Erregerspulen verbunden sind.An axial gap type rotary electric machine comprising: a stator; a shaft having an axis of rotation; two rotors which are spaced from both sides of the stator to face them and which are rotatable with the shaft about the axis of rotation; a plurality of armature coils arranged on the stator around the shaft; and a plurality of excitation coils disposed around the shaft on each of the rotors; characterized in that the axial gap type rotary electric machine further comprises: a plurality of induction coils arranged on each of the rotors around the shaft; and rectifiers configured to receive an inductive current from at least one of the plurality of Induction coils is generated to rectify and to excite at least one of the plurality of excitation coils with the rectified induction current, the induction coils and the excitation coils are arranged side by side along the axis of rotation so that the induction coils are closer to the stator than the excitation coils are, and the rectifiers are replaceable are set in holders of a wire link carrier and connected to the induction coils and the excitation coils. Rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps gemäß Anspruch 1, wobei die Gleichrichter entlang des Umfangs des Drahtverbindungsträgers verteilt sind, wobei sich deren Verbindungsanschlüsse zu dem Umfang des Drahtverbindungsträgers hin erstrecken.Axial gap type rotating electric machine according to claim 1 wherein the rectifiers are distributed along the perimeter of the wiring substrate with their connection terminals extending toward the perimeter of the wiring substrate. Rotierende elektrische Maschine des Axialspalttyps gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jede aus der Vielzahl der Induktionsspulen und die zugeordnete aus der Vielzahl der Erregerspulen Wicklungen sind, die Endabschnitte aufweisen, die Endabschnitte sich zu dem Umfang des Rotors erstrecken und mit Endabschnitten der benachbarten Verdrahtungen und der Verbindungsanschlüsse der Gleichrichter mittels ersten sich radial erstreckenden Leitern und zweiten sich in Umfangsrichtung erstreckenden Leitern verbunden sind.Axial gap type rotating electric machine according to claim 1 or 2 , wherein each of the plurality of induction coils and the associated one of the plurality of exciting coils are windings having end portions, the end portions extending to the periphery of the rotor and connected to end portions of the adjacent wirings and the connection terminals of the rectifiers by means of first radially extending conductors and second circumferentially extending conductors are connected.
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