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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung.
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BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDES DER TECHNIK
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Herkömmlicherweise wird eine rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung, die eine rotierende elektrische Maschine und eine Steuerungsvorrichtung aufweist, als eine rotierende elektrische Maschine für ein Fahrzeug verwendet.
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Eine derartige rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung ist beispielsweise in dem japanischen Patent
JP 5 774 207 offenbart.
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Die
JP 5 774 207 offenbart eine Steuerungsvorrichtung, die eine Leistungsmodulstruktur aufweist, in der Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen (eine Wärmesenke) an ein Leistungsmodul über ein isolierendes Element fixiert sind.
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Es ist anzumerken, dass die Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen integral mit der Wärmesenke in der
JP 5 774 207 ausgebildet sind.
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Die Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen der Steuerungsvorrichtung weisen kein Potential auf, da sie über das isolierende Element fixiert sind. Aus diesem Grund gibt es keine Bedenken bezüglich einer elektrolytischen Korrosion der Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen.
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Die herkömmliche Steuerungsvorrichtung weist jedoch eine Konfiguration auf, dass das Leistungsmodul und die Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen gebondet beziehungsweise verbunden sind und Harz beziehungsweise Kunststoff um das Leistungsmodul herum eingefüllt ist.
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In dieser Konfiguration werden die Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen ein Potential in einem Fall, in dem kleine leitfähige Fremdpartikel in einen Bondabschnitt beziehungsweise Verbindungsabschnitt eindringen, um eine leitfähige Wegroute zu bilden, oder in einem Fall, in dem eine Lücke in dem Bondabschnitt beziehungsweise Verbindungsabschnitt erzeugt wird und Wasserdampf eindringt, um einen Undichtigkeitspfad zu bilden, aufweisen.
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Dann ist ein Gehäuse der rotierenden elektrischen Maschine üblicherweise mit einer Batterie verbunden, wobei die Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen ein Potential aufweisen werden, das zu dem des Gehäuses unterschiedlich ist. Das heißt, auch mit der herkömmlichen Steuerungsvorrichtung gab es eine Möglichkeit einer elektrolytischen Korrosion in den Kühlblechen.
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KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend angegebenen Probleme gemacht worden und weist als eine zugehörige Aufgabe auf, eine rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, die mit einer Steuerungsvorrichtung ausgestattet ist, in der unterdrückt wird, dass sich eine Zuverlässigkeit aufgrund einer elektrolytischen Korrosion verschlechtert.
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Eine rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung umfasst eine rotierende elektrische Maschine, die einen Rotor, in dem ein Magnetpol gebildet wird, indem eine Rotorwicklung mit Energie versorgt wird, einen Stator, der so angeordnet ist, dass er dem Rotor gegenüberliegt, und ein Gehäuse aufweist, das den Rotor und den Stator hält.
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Die rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung umfasst ferner eine Steuerungsvorrichtung, die eine Vielzahl von Schaltelementmodulen aufweist, von denen jedes ein Schaltelement, eine Umrichterschaltung für eine Zufuhr eines Wechselstroms zu der rotierenden elektrischen Maschine und eine Gleichrichterschaltung zum Gleichrichten eines Wechselstroms, der von der rotierenden elektrischen Maschine zugeführt wird, umfasst.
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Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen, von denen jedes eine isolierende Beschichtung auf einer zugehörigen Oberfläche aufweist, die dem Schaltelementmodul gegenüberliegt, sind mit dem Schaltelementmodul verbunden.
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In der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung mit den Kühlblechen beziehungsweise Kühlrippen versehen. Die Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen weisen dann die isolierenden Beschichtungen auf den Oberflächen auf, die dem Schaltelementmodul gegenüberliegen.
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Gemäß der vorliegenden Konfiguration sind die Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen elektrisch isoliert. Das heißt, es gibt keine Potentialdifferenz zwischen den Kühlblechen beziehungsweise Kühlrippen und dem Schaltelementmodul, wobei ein Auftreten einer elektrolytischen Korrosion unterdrückt wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Es zeigen:
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1 eine axiale Querschnittsdarstellung einer rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 eine Vorderansicht der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel, das von einer Steuerungsvorrichtungsseite aus betrachtet wird;
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3 eine Vorderansicht, die eine Konfiguration einer Leistungsbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss zeigt;
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4 ein Schaltungsdiagramm der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel;
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5 eine perspektivische Darstellung, die eine Konfiguration eines Leistungsmoduls und von Kühlblechen beziehungsweise Kühlrippen zeigt;
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6 ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration der Leistungsbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss zeigt;
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7 eine Darstellung, die eine Anbringstruktur der Kühlbleche beziehungsweise Kühlrippen zeigt;
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8 eine Schnittdarstellung, die schematisch eine Verbindungsstruktur zwischen dem Leistungsmodul und einer Stromschienenbaugruppe der Leistungsbaugruppe zeigt;
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9 eine Vorderansicht, die eine Konfiguration einer anderen Leistungsbaugruppe zeigt;
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10 eine Vorderansicht, die eine Konfiguration noch einer anderen Leistungsbaugruppe zeigt; und
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11 eine Schnittdarstellung, die schematisch eine Verbindungsstruktur zwischen einem Leistungsmodul und einer Stromschienenbaugruppe einer modifizierten Leistungsbaugruppe zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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[Ausführungsbeispiel]
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Nachstehend wird die vorliegende Erfindung ausführlich unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, die bei einer rotierenden elektrischen Maschine für ein Fahrzeug, die bei einem Fahrzeug angebracht ist, angewendet wird.
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Eine Konfiguration einer rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung, die eine Konfiguration einer rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
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Die rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung, die bei einem Fahrzeug angebracht ist und eine Antriebskraft für ein Antreiben eines Fahrzeugs erzeugt, indem sie mit einer elektrischen Leistung von einer Batterie versorgt wird.
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Sie ist ebenso eine Vorrichtung, die eine elektrische Leistung für ein Aufladen der Batterie erzeugt, indem sie mit einer Antriebskraft von einer Kraftmaschine des Fahrzeugs versorgt wird.
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Die rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung 1 umfasst eine rotierende elektrische Maschine 10 und eine Steuerungsvorrichtung 11.
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[Rotierende elektrische Maschine]
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Die rotierende elektrische Maschine 10 ist eine Maschine, die eine Antriebskraft für ein Antreiben des Fahrzeugs erzeugt, indem sie mit der elektrischen Leistung versorgt wird.
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Die rotierende elektrische Maschine 10 ist ebenso eine Maschine, die eine elektrische Leistung für ein Aufladen der Batterie erzeugt, indem sie mit der Antriebskraft von der Kraftmaschine versorgt wird.
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Die rotierende elektrische Maschine 10 umfasst ein Gehäuse 100, einen Stator 101, einen Rotor 102, Schleifringe 103 und Bürsten 104.
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Das Gehäuse 100 ist ein Element, das den Stator 101 und den Rotor 102 in einem Zustand unterbringt, in dem sie einander gegenüberliegen, und ist ein Element, das den Rotor 102 drehbar hält.
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Ferner ist das Gehäuse 100 ebenso ein Element, an das die Steuerungsvorrichtung 100 fixiert ist. Das Gehäuse 100 ist aus einem vorderen Gehäuse 100A und einem hinteren Gehäuse 100B zusammengesetzt.
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Der Stator 101 bildet einen Teil eines Magnetpfades, wobei er ein Element ist, das ein rotierendes magnetisches Feld erzeugt, indem ein Strom zugeführt wird.
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Zusätzlich ist, während der Stator 101 einen Teil des Magnetpfades bildet, der Stator 101 ebenso ein Element, das einen Wechselstrom erzeugt, indem er sich mit einem nachstehend beschriebenen Magnetfluss koppelt, der durch den Rotor 102 erzeugt wird.
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Der Stator 101 umfasst einen Statorkern 101A und Statorwicklungen 101B.
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Der Rotor 102 bildet einen Teil des Magnetpfades und ist ein Element, das einen Magnetpol bildet, indem ein Strom zugeführt wird. Der Rotor 102 umfasst eine rotierende Welle 102A, einen Rotorkern 102B und eine Rotorwicklung 102C.
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Die Schleifringe 103 und die Bürste 104 sind Elemente für ein Zuführen eines Gleichstroms zu der Rotorwicklung 102C. Die Schleifringe 103 sind bei einer äußeren Umfangsoberfläche der rotierenden Welle 102A über isolierende Elemente fixiert.
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Die Bürsten 104 werden gegen die rotierende Welle 102A durch Federn 104A gedrückt und durch eine Bürstenhalteeinrichtung in einem Zustand gehalten, in dem zugehörige Endflächen in Kontakt mit äußeren Umfangsoberflächen der Schleifringe 103 sind.
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[Steuerungsvorrichtung]
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Die Steuerungsvorrichtung 11 ist eine Vorrichtung, die die elektrische Leistung steuert, die von der Batterie der rotierenden elektrischen Maschine 10 zugeführt wird, um die Antriebskraft bei der rotierenden elektrischen Maschine 10 zu erzeugen.
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Ferner ist die Steuerungsvorrichtung 11 ebenso eine Vorrichtung, die eine elektrische Leistung, die durch die rotierende elektrische Maschine 10 erzeugt wird, umwandelt und sie einer Batterie zuführt, um die Batterie aufzuladen.
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Die Steuerungsvorrichtung 11 ist eine Vorrichtung, die eine Umrichterschaltung, die der rotierenden elektrischen Maschine 10 einen Wechselstrom zuführt, und eine Gleichrichterschaltung umfasst, die einen Wechselstrom gleichrichtet, der von der rotierenden elektrischen Maschine 10 zugeführt wird.
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Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die Steuerungsvorrichtung 11 eine Leistungsbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss 110, Leistungsbaugruppen 111 und 112, einen Regulator beziehungsweise eine Reguliereinrichtung 113 und eine (nicht gezeigte) Abdeckung.
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Die Steuerungsvorrichtung 11 entspricht einem Steuerungsabschnitt und die Leistungsbaugruppe 110, 111, 112 entsprechen Schaltelementmodulen.
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[Leistungsbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss]
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Die Leistungsbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss 110 ist eine Anhäufung von Bauelementen, die die Umrichterschaltung und die Gleichrichterschaltung bilden.
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Wie es in 3 gezeigt ist, umfasst die Leistungsbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss 110 ein Leistungsmodul 110A, Kühlrippen beziehungsweise Kühlbleche 110B und eine Stromschienenbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss 110C.
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Wie es in 4 gezeigt ist, ist das Leistungsmodul 110A ein Schaltelementmodul, das vier Schaltelemente (MOSFETs 110D bis 110G) aufweist, die die Umrichterschaltung und die Gleichrichterschaltung bilden.
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Das Leistungsmodul 110A umfasst eine IC 110H als einen Steuerungsabschnitt zur Steuerung jedes der MOSFETs 110D bis 110G.
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Die MOSFETs 110D und 110E sowie die MOSFETs 110F und 110G sind jeweils in Reihe geschaltet.
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Sourceelektroden der MOSFETs 110D und 110F sind jeweils mit Drainelektroden der MOSFETs 110E und 110G verbunden.
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Unter den zwei MOSFETs 110D und 110E, die in Reihe geschaltet sind, entspricht der MOSFET 110D, der mit einer positiven Elektrodenseite einer Batterie B1 verbunden ist, einem hochpotentialseitigen Schaltelement, und der MOSFET 110E entspricht einem niedrigpotentialseitigen Schaltelement.
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Wie es in 4 gezeigt ist, sind die MOSFETs 110D bis 110G des Leistungsmoduls 110A und die MOSFETs 111D bis 111E eines Leistungsmoduls 111A mit jeder Phase eines Satzes von elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101C verbunden.
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Das heißt, die zwei Leistungsmodule 110A und 111A steuern die elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101C.
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Die in Reihe geschalteten MOSFETs 110D bis 110E des Leistungsmoduls 110A sind mit einer Phase der elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101C verbunden.
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Die MOSFETs 110F bis 110G sind mit einer anderen Phase der elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101C verbunden.
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Die in Reihe geschalteten MOSFETs 111D bis 111E des Leistungsmoduls 111A sind mit der verbleibenden Phase der elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101C verbunden.
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Das heißt, das Leistungsmodul 110A ist mit zwei Phasen der elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101C verbunden, und das Leistungsmodul 111A ist mit der verbleibenden Phase der elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101C verbunden.
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Wie es in den 4 bis 5 gezeigt ist, ist das Leistungsmodul 110A mit den MOSFETs 110D und 110F bei dem gleichen Substratabschnitt 110I, dem MOSFET 110E bei dem Substratabschnitt 110J beziehungsweise dem MOSFET 110G bei dem Substratabschnitt 110L versehen.
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Das Leitungsmodul 110A umfasst einen Substratabschnitt 110K, der mit der IC 110H versehen ist und mit den MOSFETs 110E und 110G verbunden ist, und einen Anschlussabschnitt 110M, durch den ein Steuerungssignal der IC 110H fließt.
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Die MOSFETs 110D bis 110G und die IC 110H sind durch das Leistungsmodul 110A harzgeformt beziehungsweise eingegossen.
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Die Substratabschnitte 110I bis 110M, die durch die MOSFETs 110D bis 110G installiert sind, sind aus leitfähigen Metallplatten gebildet.
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5 zeigt eine perspektivische Darstellung des Leistungsmoduls 110A, an das die Kühlrippen 110B angebracht sind, wenn es von einer Seite einer Oberfläche 110Aa des Leistungsmoduls 110A betrachtet wird.
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6 zeigt ein Konfigurationsdiagramm, das eine Anbringkonfiguration jedes Elements des Leistungsmoduls 110A zeigt, wobei eine gestrichelte Linie eine Harzform zeigt.
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In 6 ist jeder der Substratabschnitte 110I bis 110M in einer ebenen Darstellung entwickelt gezeigt.
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Die Substratabschnitte 110I bis 110M in 6 sind in einer Richtung, die senkrecht zu einer Oberfläche der Zeichnung (in Richtung der Vorderseite der Zeichnung) ist, bei punktgestrichelten Linien außerhalb der Harzform in der Zeichnung gebogen.
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Wie es in 6 gezeigt ist, fungieren die Substratabschnitte 110I bis 110M ebenso als Anschlüsse für ein Verbinden des Leistungsmoduls 110A und externer Schaltungen.
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Der Substratabschnitt 110I entspricht einem batterieseitigen Anschluss, der mit der positiven Elektrode der Batterie B1 verbunden ist, die Substratabschnitte 110J, 110L entsprechen einem motorseitigen Anschluss, der mit der rotierenden elektrischen Maschine 10 verbunden ist, und der Substratabschnitt 110K entspricht einem niedrigpotentialseitigen Anschluss, der mit der negativen Elektrode der Batterie B1 verbunden ist.
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Drainelektroden der MOSFETs 110D und 110F sind mit dem Substratabschnitt 110I verbunden.
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Wie es in 5 gezeigt ist, weist der Substratabschnitt 110I eine im Wesentlichen X-förmige Konfiguration auf, die aus einem Abschnitt herausragt, in dem die Drainelektroden der MOSFETs 110D und 110F mit einer Außenseite der Harzform bei einer Stelle verbunden sind, und in zwei Verzweigungen außerhalb der Harzform verzweigt.
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Der Substratabschnitt 110I weist ein Paar von Verbindungsabschnitten 110Ia, 110Ia auf, die mit einer Stromschiene 110N, die eine der externen Schaltungen ist, der Stromschienenbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss 110C bei einem zugehörigen Spitzenabschnitt verbunden sind, der sich in zwei Verzweigungen verzweigt.
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Das Paar von Verbindungsabschnitten 110Ia, 110Ia ist so ausgebildet, dass sie die gleichen Formen aufweisen.
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Der Substratabschnitt 110J ist mit der Drainelektrode des MOSFET 110E verbunden.
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Zusätzlich ist der Substratabschnitt 110J mit der Sourceelektrode des MOSFET 110D durch eine Überbrückung verbunden.
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Der Substratabschnitt 110J bildet einen in Reihe geschalteten Abschnitt zwischen dem MOSFET 110D und dem MOSFET 110E.
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Der Substratabschnitt 110J ragt aus der Harzform bei einer Stelle heraus und weist einen Verbindungsabschnitt 110Ja, der mit der Stromschiene 110P der Stromschienenbaugruppe 110C verbunden ist, bei einem zugehörigen Spitzenabschnitt auf.
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Der Verbindungsabschnitt 110Ja wird so ausgebildet, dass er die gleiche Form wie das Paar der Verbindungsabschnitte 110Ia, 110Ia aufweist.
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Zusätzlich ist der Substratabschnitt 110L mit der Sourceelektrode des MOSFET 110F durch eine Überbrückung verbunden.
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Der Substratabschnitt 110L bildet einen in Reihe geschalteten Abschnitt zwischen dem MOSFET 110F und dem MOSFET 110G.
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Der Substratabschnitt 110L ragt aus der Harzform bei einer Stelle heraus und weist einen Verbindungsabschnitt 110La, der mit der Stromschiene 110Q der Stromschienenbaugruppe 110C verbunden ist, bei einem zugehörigen Spitzenabschnitt auf.
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Der Verbindungsabschnitt 110La wird so ausgebildet, dass er die gleiche Form wie die Verbindungsabschnitte 110Ia, 110Ia, 110Ja aufweist.
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Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, ragen die jeweiligen Verbindungsabschnitte 110Ia, 110Ia, 110Ja und 110La der Substratabschnitte 110I, 110J und 110L aus einer Seite einer rechteckigen Harzform heraus.
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Der Substratabschnitt 110K ist mit der IC 110H versehen. Der Substratabschnitt 110K ist mit den Sourceelektroden der MOSFETs 110E, 110G über Überbrückungen verbunden.
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Wie es in 6 gezeigt ist, weist der Substratabschnitt 110K eine im Wesentlichen H-förmige Konfiguration auf, die bei zwei Positionen zu der Außenseite der Harzform herausragt, und weist ein Paar von Verbindungsabschnitten 110Ka, 110Ka auf, die mit der Stromschiene der Stromschienenbaugruppe 110O bei Spitzenabschnitten der Vorsprünge verbunden sind.
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Das Paar von Verbindungsabschnitten 110Ka, 110Ka wird so ausgebildet, dass sie die gleichen Formen wie die Verbindungsabschnitte 110Ia, 110Ia, 110Ja, 110La aufweisen.
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Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, ragt das Paar von Verbindungsabschnitten 110Ka, 110Ka des Substratabschnitts 110K aus einer anderen Seite der rechteckigen Harzform heraus.
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Das Paar von Verbindungsabschnitten 110Ka und 110Ka ragt so heraus, dass es zu der einen Seite der rechteckigen Harzform entgegengesetzt ist.
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Ein Steuerungssignal der IC 110H fließt durch die Anschlusssektionen 110M, 110M. Die Anschlusssektionen 110M, 110M sind mit der IC 110H durch eine (nicht gezeigte) leitfähige Wegroute verbunden.
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Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, ragt das Paar von Anschlussabschnitten 110M, 110M aus der anderen Seite der rechteckigen Harzform wie das Paar von Verbindungsabschnitten 110Ka, 110Ka heraus.
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In dem Leistungsmodul 110A wird eine rückseitige Oberfläche 110Ab hiervon, mit der die Kühlrippen 110B verbunden sind, durch eine Wärmesenke gebildet, die aus einem Metall für ein Ableiten der Wärme gebildet wird, die durch das Leistungsmodul 110A erzeugt wird.
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Die rückseitige Oberfläche 110Ab des Leistungsmoduls 110A entspricht einer Oberfläche, bei der die Drainelektrode, die mit der positiven Elektrode der Batterie B1 verbunden ist, des MOSFET 110, der in den 5 und 6 gezeigt ist, positioniert ist.
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Die Kühlrippen 110B, die in den 2 und 3 gezeigt sind, sind Elemente, die aus einem Metall für ein Ableiten der Wärme hergestellt sind, die durch das Leistungsmodul 110A erzeugt wird.
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Das Metall, das die Kühlrippen 110B bildet, ist nicht eingeschränkt, solange es ein Material ist, das in der Lage ist, die Wärme abzuleiten, die durch das Leistungsmodul 110A erzeugt wird.
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Als ein derartiges Metall kann ein Metall, das eine hervorragende thermische Leitfähigkeit aufweist, verwendet werden, wobei spezifische Beispiele des Metalls Aluminium, Kupfer, Gold und Silber umfassen.
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Es ist anzumerken, dass ein Metall, das eine thermische Leitfähigkeit aufweist, die vergleichbar mit der dieser Metalle ist, in einem Betriebstemperaturbereich der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden kann.
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Das heißt, andere Metalle und Legierungen können verwendet werden.
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Die Kühlrippen 110B sind aus Aluminium hergestellt, wobei sie isolierende Schichten aufweisen, die auf zugehörigen Oberflächen ausgebildet sind.
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Die isolierenden Beschichtungen auf der Oberfläche der Kühlrippen 110B sind nicht eingeschränkt, solange sie Isolationseigenschaften zeigen können.
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Als die isolierende Beschichtung kann eine Beschichtung, wie beispielsweise eine eloxierte Beschichtung oder eine Harzbeschichtung, genannt werden.
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Obwohl die eloxierte Beschichtung auf die Kühlrippen 110B in einem Zustand aufgetragen werden kann, in dem die Kühlrippen 110B in einer vorbestimmten Form ausgebildet werden, kann die eloxierte Beschichtung auf einen langen geformten Körper aufgetragen werden, der sich entlang einer Richtung erstreckt, die senkrecht zu der Oberfläche gemäß 2 ist, und der danach in eine vorbestimmte Länge geschnitten wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die eloxierte Beschichtung auf einen langen geformten Körper aufgetragen und der Körper wird in eine vorbestimmte Länge geschnitten, um die Kühlrippen 110B auszubilden.
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Die Kühlrippen 110B werden mit der rückseitigen Oberfläche 110Ab des Leistungsmoduls 110A mit einem isolierenden Haftmittel verbunden.
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Das Haftmittel, das eine isolierende Eigenschaft aufweist, ist ein Haftmittel, das eine elektrische Isolation in dem Betriebstemperaturbereich der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
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Als das isolierende Haftmittel ist es zu bevorzugen, ein Haftmittel zu verwenden, das eine hervorragende thermische Leitfähigkeit aufweist. Ein Harzhaftmittel kann als ein derartiges Haftmittel genannt werden. Spezifisch können silikonbasierte Haftmittel genannt werden.
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Das isolierende Haftmittel kann ein Füllmaterial beinhalten. Wie das Haftmittel weist das Füllmaterial vorzugsweise nicht nur eine Isolation, sondern auch eine thermische Leitfähigkeit auf, wobei ein anorganisches Füllmaterial genannt werden kann. Genauer gesagt können Glasfüllmaterialien und keramische Füllmaterialien genannt werden.
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Die Stromschienenbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss 110C ist eine Anhäufung von Bauelementen für ein Verdrahten des Leistungsmoduls 110A.
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Genauer gesagt ist, wie es in 3 gezeigt ist, die Stromschienenbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss 110C ein Element, das die Stromschienen 110N bis 110Q, die nachstehend beschrieben sind, für eine Verdrahtung des Leistungsmoduls 110A mit einem Harz fixiert, wobei ein Leistungsanschluss 110R, der nachstehend beschrieben wird, mit einer vorbestimmten Stromschiene 110N verbunden ist.
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Wie es in 3 gezeigt ist, umfasst die Stromschienenbaugruppe 110C die Stromschienen 110N bis 110Q und den Leistungsanschluss 110R.
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Wie es in 3 gezeigt ist, ist die Stromschiene 110N ein Element, das aus einem plattenartigen Metall hergestellt ist, für eine Verdrahtung der Drainelektroden der MOSFETs 110D und 110F mit der positiven Elektrode der Batterie B1.
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Die Stromschiene 110N ist mit dem Paar von Verbindungsabschnitten 110Ia, 110Ia des Substratabschnittes 110I verbunden.
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Eine Verbindung zwischen der Stromschiene 110N und dem Paar von Verbindungsabschnitten 110Ia, 110Ia wird durch Schweißen (beispielsweise WIG-Schweißen) ausgeführt.
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Die Stromschiene 110O ist ein Element, das aus einem plattenartigen Metall hergestellt ist, für ein Verdrahten mit der geerdeten negativen Elektrode der Batterie B1 durch eine Verdrahtung der Sourceelektroden der MOSFETs 110E, 110G mit dem geerdeten Gehäuse 100 der rotierenden elektrischen Maschine 10.
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Die Stromschiene 110P ist ein Element, das aus einem plattenartigen Metall hergestellt ist, für ein Verdrahten des in Reihe geschalteten Verbindungsabschnitts zwischen den MOSFETs 110D und 110E mit einer ersten Wicklung 101C, die die Statorwicklung 101B bildet.
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Die Stromschiene 110Q ist ein Element, das aus einem plattenartigen Metall hergestellt ist, für ein Verdrahten des in der Reihe geschalteten Verbindungsabschnitts zwischen den MOSFETs 110F und 110G mit der ersten Wicklung 101C, die die Statorwicklung 101B bildet.
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Wie es in 3 gezeigt ist, sind die Stromschienen 110N bis 110Q integral mit Harz mit einem vorbestimmten Raum dazwischen fixiert.
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Wie es in den 3 und 4 gezeigt ist, ist der Leistungsanschluss 110R ein Element, das aus einem Metall hergestellt ist, für ein Verbinden der Verdrahtung von der positiven Elektrode der Batterie B1.
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Der Leistungsanschluss 110R ist integral mit einem Harz zusammen mit den Stromschienen 110N bis 110Q in einem Zustand fixiert, in dem der mit der Stromschiene 110N verbunden ist.
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Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist das Leistungsmodul 110A mit der Stromschienenbaugruppe 110C in einem Zustand fixiert, in dem es mit den Stromschienen 110N bis 110Q verbunden ist.
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Die Kühlrippen 110B sind an dem Leistungsmodul 110A und der Stromschienenbaugruppe 110C fixiert.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, sind die Kühlrippen 110B mit dem Leistungsmodul 110A mit dem isolierenden Haftmittel verbunden. Ferner sind, wie es in 7 gezeigt ist, die Kühlrippen 110B mit der Stromschienenbaugruppe 110C durch ein thermisches Crimpen fixiert.
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7 zeigt ein Diagramm einer Umgebung der Kühlrippen 110B des Leistungsmoduls 110A, das von der Seite der Kühlrippen 110B betrachtet wird (das heißt die Seite der rückseitigen Oberfläche 110Ab des Leistungsmoduls 110A).
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Wie es in 7 gezeigt ist, werden insgesamt vier Einschnitte 110S auf zwei entgegengesetzten Seiten der Kühlrippen 110B ausgebildet, wobei die Seiten entlang einer Umfangsrichtung der rotierenden Welle 102A entgegengesetzt sind, wenn sie mit der rotierenden elektrischen Maschine 10 zusammengebaut werden.
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Zwei Einschnitte 110S werden pro Seite ausgebildet. Die Einschnitte 110S sind bei symmetrischen Positionen in der Umfangsrichtung der Kühlrippen 110B angeordnet.
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Das heißt, wenn die Kühlrippen 110B 180 Grad in der Umfangsrichtung in dem in 7 gezeigten Zustand gedreht werden, sind die Einschnitte 110S ausgebildet, um vor und nach der Drehung übereinzustimmen.
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Vorsprünge 110T, die in die Einschnitte 110S einzufügen sind, sind auf der Stromschienenbaugruppe 110C ausgebildet.
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Wenn die Leistungsbaugruppe 110 gebildet wird, sind die Vorsprünge 110T bei Positionen, wo sie in die Einschnitte 110S eingefügt werden, mit Höhen ausgebildet, sodass ihre Spitzen durch die Kühlrippen 110B herausragen.
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Die Vorsprünge 110T sind so bereitgestellt, dass sie in jede der zwei Seiten einfügbar sind, bei denen die Einschnitte 110S ausgebildet sind.
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Die zwei Vorsprünge 110T sind bei symmetrischen Positionen in der Umfangsrichtung der Kühlrippen 110B angeordnet.
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Einer der Vorsprünge 110T ist in einem Einschnitt 110S, der von dem Paar von Leistungsanschlüssen 110R getrennt ist, aus den zwei Einschnitten 110S, die auf einer Seite angeordnet sind, angeordnet.
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Eine Spitze des Vorsprungs 110T erstreckt sich radial weiter als die Größe des Einschnitts 110S durch ein thermales Crimpen in einem Zustand, in dem der Vorsprung 110T in den Einschnitt 110S eingefügt ist, wobei der Vorsprung 110T die Kühlrippen 110B in einem Zustand fixiert, in dem sie in einem engen Kontakt mit der Stromschienenbaugruppe 110C sind.
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Wie es in 2 gezeigt ist, ist die Leistungsbaugruppe 110 derart angeordnet, dass eine Seite der rechteckigen Harzform (spezifisch eine Seite, aus der die Anschlusssektionen 110Ia, 110Ia, 110Ja, 110La herausragen) in einer axialen Richtung der rotierenden Welle 102A und in einer Richtung weg von dem Gehäuse (spezifisch das hintere Gehäuse 100B) positioniert ist.
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In der Leistungsbaugruppe 110 ist die Verbindung zwischen dem Leistungsmodul 110A und der Stromschienenbaugruppe 110C nicht eingeschränkt.
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Beispielsweise kann die in 8 gezeigte Konfiguration angewendet werden.
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8 zeigt eine Schnittansicht, die schematisch eine Verbindungsstruktur zwischen dem Leistungsmodul 110A (Substratabschnitte 110I, 110K) der Leistungsbaugruppe 110 und der Stromschienenbaugruppe 110C (Stromschienen 110N, 110O) zeigt.
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Es ist anzumerken, dass 8 eine Schnittansicht eines Talabschnitts der Kühlrippen 110B ist, wobei, obwohl es nicht gezeigt ist, eine Haftmittelschicht, die aus dem vorstehend genannten Haftmittel gebildet wird, zwischen dem Leistungsmodul 110A und den Kühlrippen 110B ausgebildet ist.
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Wie es in 8 gezeigt ist, werden der Substratabschnitt 110J und der Substratabschnitt 110K, die aus dem Leistungsmodul 110A (der zugehörigen Harzform) herausragen, in einer Richtung zu der Oberfläche 110Aa des Leistungsmoduls 110A (oder in eine Richtung weg von der rückseitigen Oberfläche 110Ab, oder in eine Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung der Oberfläche 110Aa ist) gebogen.
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In der Stromschienenbaugruppe 110C ragen Spitzen der Stromschienen 110P, 110O heraus, wobei sie auf ähnliche Weise zu den Substratabschnitten 110J, 110K des Leistungsmoduls 110A gebogen werden.
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Die Stromschienenbaugruppe 110C wird auf der Seite der Oberfläche 110Aa des Leistungsmoduls 110A zusammengebaut.
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Dann kommen die Anschlusssektionen 110Ja, 110Ka der Substratabschnitte 110J, 110K in Kontakt mit den Spitzen der Stromschienen 110P, 110O.
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Dann werden die Kontaktabschnitte (die Anschlusssektionen 110Ja, 110Ka) durch Schweißen verbunden.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, können das Leistungsmodul 110A und die Stromschienenbaugruppe 110C verbunden werden.
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In 8 werden, um die Substratabschnitte 110J, 110K und die Stromschienen 110P und 110O nicht freizulegen, die zugehörigen Umfänge durch Deckel 114A umgeben, wobei ein isolierendes Harz 114B darin eingefüllt wird.
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Es ist anzumerken, dass der Deckel 114A ein Element zum Halten des Harzes 114B darin ist, wobei ein Loch für ein Einspritzen des Harzes 114B vor einer Verfestigung ausgebildet sein kann.
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Zusätzlich wird, wie es in 8 gezeigt ist, eine Silikonharzschicht 114C, die mit thermisch leitfähigem Silikonharz gefüllt ist, zwischen dem Harz 114B und den Kühlrippen 110B ausgebildet.
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[Andere Leistungsbaugruppen]
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Die Leistungsbaugruppe 111, die in 2 gezeigt ist, ist eine Anhäufung von Bauelementen, die eine Umrichterschaltung und eine Gleichrichterschaltung bilden.
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Die Leistungsbaugruppe 111 weist eine Konfiguration auf, die im Wesentlichen ähnlich zu der der Leistungsbaugruppe 110 ist.
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Unspezifizierte Konfigurationen der Leistungsbaugruppe 111 sind ähnlich zu denen der Leistungsbaugruppe 110, wobei ihnen die gleichen Bezugszeichen in der Zeichnung verliehen sind.
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Wie es in 9 gezeigt ist, umfasst die Leistungsbaugruppe 111 ein Leistungsmodul 111A, Kühlrippen 111B und eine Stromschienenbaugruppe 111C.
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Das Leistungsmodul 111A ist ein Schaltelementmodul, das vier Schaltelemente, die die Umrichterschaltung und die Gleichrichterschaltung bilden, sowie MOSFETs 111D bis 111G aufweist.
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Die MOSFETs 111D und 111E beziehungsweise die MOSFETs 111F und 111G sind in Reihe geschaltet.
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Sourceelektroden der MOSFETs 111D und 111F sind jeweils mit Drainelektroden der MOSFETs 111E und 111G verbunden.
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Die Kühlrippen 111B, die in 9 gezeigt sind, sind Elemente, die aus einem Metall hergestellt sind, für ein Ableiten der Wärme, die durch das Leistungsmodul 111A erzeugt wird.
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Die Stromschienenbaugruppe 111C ist eine Anhäufung von Bauelementen für eine Verdrahtung des Leistungsmoduls 111A.
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Genauer gesagt ist die Stromschienenbaugruppe 111C ein Element, das die Stromschienen 111N bis 111Q für ein Verdrahten des Leistungsmoduls 111A mit einem Harz fixiert.
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Das Leistungsmodul 111A ist an die Stromschienenbaugruppe 111C in einem Zustand fixiert, in dem es mit den Stromschienen 111N bis 111Q verbunden ist.
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Die Kühlrippen 111B sind an das Leistungsmodul 111A und die Stromschienenbaugruppe 111C fixiert.
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Die Leistungsbaugruppe 112, die in 2 gezeigt ist, ist eine Anhäufung von Bauelementen, die eine Umrichterschaltung und eine Gleichrichterschaltung bilden.
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Die Leistungsbaugruppe 112 weist eine Konfiguration auf, die im Wesentlichen ähnlich zu der der Leistungsbaugruppen 110, 111 ist.
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Unspezifizierte Konfigurationen der Leistungsbaugruppe 112 sind ähnlich zu denen der Leistungsbaugruppen 110, 111, wobei ihnen die gleichen Bezugszeichen in der Zeichnung verliehen sind.
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Wie es in den 2 und 10 gezeigt ist, umfasst die Leistungsbaugruppe 112 ein Leistungsmodul 112A, Kühlrippen 112B und eine Stromschienenbaugruppe 112C.
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Das Leistungsmodul 112A ist ein Schaltelementmodul, das vier Schaltelemente, die die Umrichterschaltung und die Gleichrichterschaltung bilden, und MOSFETs 112D bis 112G aufweist.
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Die MOSFETs 112D und 112E sowie die MOSFETs 112F und 112G sind jeweils in Reihe geschaltet.
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Sourceelektroden der MOSFETs 112D und 112F sind jeweils mit Drainelektroden der MOSFETs 112E und 112G verbunden.
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Die Kühlrippen 112B, die in den 2 und 10 gezeigt sind, sind Elemente, die aus einem Metall hergestellt sind, für ein Ableiten der Wärme, die durch das Leistungsmodul 112A erzeugt wird.
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Die Stromschienenbaugruppe 112C ist eine Anhäufung von Bauelementen für ein Verdrahten des Leistungsmoduls 112A.
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Genauer gesagt ist die Stromschienenbaugruppe 112C ein Element, das die Stromschienen 112N bis 112Q für ein Verdrahten des Leistungsmoduls 112A mit einem Harz fixiert.
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Das Leistungsmodul 112A ist an die Stromschienenbaugruppe 112C in einem Zustand fixiert, in dem es mit den Stromschienen 112N bis 112Q verbunden ist.
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Die Kühlrippen 112B sind an das Leistungsmodul 112A und die Stromschienenbaugruppe 112C fixiert.
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[Andere Strukturen]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie es in 4 gezeigt ist, die MOSFETs 111F bis 111G des Leistungsmoduls 111A und die MOSFETs 112D bis 112G des Leistungsmoduls 112A mit jeder Phase eines Satzes von elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101D verbunden.
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Das heißt, die zwei Leistungsmodule 111A und 112A steuern den Satz von elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101D.
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Die Reguliereinrichtung 113 umfasst eine Schaltung, die veranlasst, dass ein Feldstrom beziehungsweise Erregerstrom zu dem Rotor 102 fließt.
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Die (nicht gezeigte) Abdeckung ist ein Element, das aus einem Harz hergestellt ist, für ein Bedecken der Leistungsbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss 110 und der Leistungsbaugruppen 111, 112.
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Die Abdeckung ist an das Gehäuse 100 (genauer gesagt das hintere Gehäuse 100B) so fixiert, dass sie die Leistungsbaugruppe mit integriertem Leistungsanschluss 110 und die Leistungsbaugruppen 111, 112 in einem Zustand bedeckt, dass ein Endabschnitt des Leistungsanschlusses 110R nach außen freigelegt ist.
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Es ist anzumerken, dass ein Verfahren zum Fixieren der Leistungsbaugruppen 110, 111, 112 und dergleichen der Steuerungseinrichtung 11 an das Gehäuse 100 (genauer gesagt das hintere Gehäuse 100B) nicht eingeschränkt ist.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Bolzen beziehungsweise Schrauben, die die jeweiligen Leistungsbaugruppen 110, 111, 112 durchdringen, für ein Fixieren an das Gehäuse 100 verwendet.
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[Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung]
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Als Nächstes wird ein Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf die 1 und 4 beschrieben.
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Zuerst wird ein Betrieb beschrieben, wenn die Antriebskraft für ein fahrendes Fahrzeug erzeugt wird.
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Wenn der Zündschalter in dem Fahrzeug eingeschaltet wird, wird ein Gleichstrom der Rotorwicklung 102C über die Bürsten 104 und die Schleifringe 103, die in 1 gezeigt sind, durch die Reguliereinrichtung 113 zugeführt.
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Wenn der Gleichstrom der Rotorwicklung 102C zugeführt wird, werden Magnetpole auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Rotors 102 gebildet.
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Wenn das Fahrzeug in einem Zustand ist, ein Signal von einer (nicht gezeigten) fahrzeugseitigen ECU zu empfangen, wird der Gleichstrom von der Batterie B1 den Leistungsmodulen 110A, 111A, 112A, die in 4 gezeigt sind, zugeführt.
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Die MOSFETs 110D bis 110G, 111D und 111E, die die Umrichterschaltung bilden, schalten bei einer vorbestimmten Zeitsteuerung beziehungsweise einem vorbestimmten Zeitpunkt, um den Gleichstrom, der von der Batterie B1 zugeführt wird, in einen Drei-Phasen-Wechselstrom umzuwandeln.
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Zusätzlich schalten die MOSFETs 111F, 111G und 112D bis 112G, die die Umrichterschaltung bilden, bei einer vorbestimmten Zeitsteuerung beziehungsweise einem vorbestimmten Zeitpunkt, um den Gleichstrom, der von der Batterie B1 zugeführt wird, in einen Drei-Phasen-Wechselstrom umzuwandeln.
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Als Ergebnis wird ein Drei-Phasen-Wechselstrom den ersten Wicklungen 101C und den zweiten Wicklungen 101D zugeführt.
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Hierdurch erzeugt die rotierende elektrische Maschine 10 die Antriebskraft für ein Antreiben des Fahrzeugs.
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Als Nächstes wird ein Erzeugen einer elektrischen Leistung für ein Aufladen der Batterie beschrieben.
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In einem Zustand, in dem der Gleichstrom der Rotorwicklung 102C, die in 1 gezeigt ist, über die Reguliereinrichtung 113 zugeführt wird und die Magnetpole bei der äußeren Umfangsoberfläche des Rotors 102 gebildet werden, erzeugt, wenn die Antriebskraft von der Kraftmaschine zugeführt wird, jede der ersten Wicklungen 101C und der zweiten Wicklungen 101D den Drei-Phasen-Wechselstrom.
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Die MOSFETs 110D bis 110G, 111D und 111E, die die Gleichrichterschaltung bilden, schalten bei einer vorbestimmten Zeitsteuerung beziehungsweise einem vorbestimmten Zeitpunkt, um den Drei-Phasen-Wechselstrom, der durch die ersten Wicklungen 101C erzeugt wird, gleichzurichten.
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Zusätzlich schalten die MOSFETs 111F, 111G und 112D bis 112G, die die Gleichrichterschaltung bilden, bei einer vorbestimmten Zeitsteuerung beziehungsweise einem vorbestimmten Zeitpunkt, um den Drei-Phasen-Wechselstrom, der durch die zweiten Wicklungen 101D erzeugt wird, gleichzurichten.
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Als Ergebnis werden die Drei-Phasen-Wechselströme, die durch die ersten Wicklungen 101C und die zweiten Wicklungen 101D erzeugt werden, in einen Gleichstrom umgewandelt und der Batterie B1 zugeführt.
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Somit wird die Batterie B1 durch eine elektrische Leistung aufgeladen, die durch die rotierende elektrische Maschine 10 erzeugt wird.
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[Effekte der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung]
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Als Nächstes werden Effekte der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
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[Erster Effekt]
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In der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kühlrippen 110B (einschließlich 111B, 112B) mit dem Leistungsmodul 110A (einschließlich 111A, 112A) verbunden.
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Zusätzlich wird die eloxierte Beschichtung als eine isolierende Beschichtung auf den Kühlrippen 110B ausgebildet.
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Da die Kühlrippen 110B die eloxierte Beschichtung darauf aufweisen, wird keine Potentialdifferenz zwischen dem Leistungsmodul 110A und den Kühlrippen 110B erzeugt.
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Als Ergebnis kann ein Auftreten einer Migration und Verfolgung zwischen den beiden unterdrückt werden, wobei ein Auftreten einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der rotierenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung 1 aufgrund eines Isolationsfehlers zwischen ihnen verhindert werden kann.
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Zusätzlich kann, da die Kühlrippen 110B die isolierenden Beschichtungen aufweisen, die Isolation zwischen dem Leistungsmodul 110A und den Kühlrippen 110B überprüft werden, indem ein Potential zwischen ihnen angelegt wird (indem eine Potentialdifferenz vorgegeben wird).
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Des Weiteren wird es, indem eine Magnitude der angelegten Potentialdifferenz justiert wird, möglich, die Durchschlagspannung eines Isolationsteils zu überprüfen. Das heißt, eine Isolationszuverlässigkeit wird verbessert.
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Des Weiteren wird, da die Kühlrippen 110B die Isolationsbeschichtungen aufweisen, keine Potentialdifferenz zwischen den Kühlrippen 110B und dem Leistungsmodul 110A erzeugt, auch wenn eine Anomalie in den Kühlrippen 110B auftritt, sodass eine hohe Isolationszuverlässigkeit erhalten werden kann.
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Im Übrigen kann als eine Anomalie der Kühlrippen 110B beispielsweise genannt werden, dass ein Anschluss, der ein anderes Potential aufweist, in Kontakt mit den Kühlrippen 110B kommt, oder dass die Kühlrippen 110B einen elektrischen Leitungspfad eines elektrischen Potentials aufgrund von Wasser, wie beispielsweise Salzwasser, aufweisen.
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[Zweiter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kühlrippen 110B (einschließlich 111B, 112B) mit dem Leistungsmodul 110A (einschließlich 111A, 112A) durch das isolierende Haftmittel verbunden.
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Entsprechend dieser Konfiguration können die Kühlrippen 110B und das Leistungsmodul 110A fixiert werden, während eine elektrische Isolation zwischen ihnen sichergestellt ist.
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Des Weiteren weist, da das isolierende Haftmittel eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, das Haftmittel Funktionen zum Fixieren der beiden und zum Abstrahlen von Wärme auf.
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Das heißt, die Anzahl von Teilen kann verringert werden, wobei die Kosten, die für die rotierende elektrische Maschine 1 erforderlich sind, verringert werden können.
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[Dritter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kühlrippen 110B (einschließlich 111B und 112B) aus Aluminium hergestellt, das die eloxierte Beschichtung als eine Isolationsbeschichtung aufweist.
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Entsprechend dieser Konfiguration kann eine elektrisch isolierende Beschichtung auf die Kühlrippen 110B aufgebracht werden, die eine hervorragende thermische Leitfähigkeit aufweist.
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Des Weiteren ist, da die eloxierte Beschichtung durch ein Bearbeiten von Aluminium gebildet wird, diese eine Beschichtung (Isolationsbeschichtung), die kein Abschälen beziehungsweise Abblättern verursacht.
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Dies stellt ebenso eine elektrische Isolation zwischen den Kühlrippen 110B (einschließlich 111B und 112B) und dem Leistungsmodul 110A (einschließlich 111A und 112A) sicher.
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[Vierter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jede der Kühlrippen 110B (einschließlich 111B und 112B) die gleiche Schnittform in der Richtung auf, die senkrecht zu der rotierenden Welle 102A des Rotors 102 ist, wobei die eloxierten Beschichtungen auf den äußeren Umfangsoberflächen, die zu beiden axialen Endoberflächen unterschiedlich sind, ausgebildet werden.
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Die Kühlrippen 110B, die eine derartige Struktur aufweisen, können hergestellt werden, indem ein langer geformter Aluminiumformkörper geformt wird und dieser auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird, nachdem die eloxierten Beschichtungen darauf ausgebildet worden sind.
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Der reine Aluminiumformkörper vor einem Ausbilden der eloxierten Beschichtung weist eine niedrige Härte auf (das heißt, es ist wahrscheinlich, dass eine plastische Verformung auftritt), wobei Grate auf geschnitten Oberflächen erzeugt werden, wenn ein langer geformter Formkörper geschnitten wird.
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Wenn jedoch die eloxierte Beschichtung ausgebildet ist, wird die Härte hoch (das heißt eine plastische Verformung tritt schwerlich auf), wobei eine Erzeugung von auftretenden Graten unterdrückt werden kann, auch wenn eine ähnliche Schneidbearbeitung ausgeführt wird.
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Das heißt, es wird möglich, durch das vorstehend genannte Herstellungsverfahren herzustellen, wobei die Kühlrippen 110B hergestellt werden können, ohne einen Vorgang zum Entfernen von Graten auszuführen.
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Es ist anzumerken, dass es zu bevorzugen ist, eine Behandlung für ein Ausbilden der eloxierten Beschichtung auf der geschnitten Oberfläche des geschnitten Formkörpers (Formkörper, der die Beschichtungen aufweist) in diesem Herstellungsverfahren anzuwenden.
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[Fünfter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steuerungsvorrichtung 11 in drei Leistungsmodule (eine Vielzahl von Modulabschnitten) 110, 111 und 112 aufgeteilt.
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Entsprechend dieser Konfiguration können die jeweiligen Leistungsmodule 110 bis 112 dicht entlang der Umfangsrichtung der rotierenden Welle 102A des Rotors 102 angeordnet werden.
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Dies kann eine Vergrößerung der Größe der Steuerungseinrichtung 11 unterdrücken.
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Zusätzlich wird der Freiheitsgrad der Zusammenbaupositionen der jeweiligen Leistungsmodule 110 bis 112 verbessert, wobei somit die Kühlleistungsfähigkeit verbessert werden kann.
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Des Weiteren kann, indem man die drei Leistungsmodule 110 bis 112 hat, auch wenn eine Anomalie in irgendeinem der Leistungsmodule 110 bis 112 auftritt, damit zurecht gekommen werden, indem lediglich das betroffene Leistungsmodul ersetzt wird.
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Dies kann die Kosten verringern, die für eine Wartung der rotierenden elektrischen Maschine 1 erforderlich sind.
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[Sechster Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Stator 101 zwei Sätze von elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101C und 101D.
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Ferner wird jede der elektrischen Drei-Phasen-Wicklungen 101C und 101D durch zwei unterschiedliche Leistungsmodule 110, 111 und 111, 112 gesteuert.
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Mit dieser Konfiguration der Leistungsmodule 110 bis 112 kann der vorstehend beschriebene fünfte Effekt zuverlässiger gezeigt werden.
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[Siebter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jedes der Leistungsmodule 110 bis 112 ICs 110H bis 112H für ein Steuern jeweiliger MOSFETs (Schaltelemente) auf.
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Da jedes Leistungsmodul eine IC aufweist, ist ebenso eine Signalleitung, die den MOSFET und die IC verbindet, in dem Leistungsmodul angeordnet.
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Dies kann eine Umgebungseinflusswiderstandsfähigkeit und eine Vibrationswiderstandsfähigkeit der Leistungsmodule 110 bis 112 verbessern.
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Des Weiteren wird, da die Länge der Signalleitung verkürzt wird, eine EMC-Widerstandsfähigkeit ebenso verbessert.
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[Achter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedes der Leistungsmodule 110 bis 112 entlang der Umfangsrichtung der rotierenden Welle 102A des Rotors 102 angeordnet.
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Entsprechend dieser Konfiguration können die Reguliereinrichtung 113 und die drei Leistungsmodule 110 bis 112 entlang der Umfangsrichtung der rotierenden Welle 102A über den gesamten Umfang angeordnet werden.
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Anders ausgedrückt kann eine Vergrößerung der Größe der Steuerungsvorrichtung 11 unterdrückt werden.
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[Neunter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die hochpotentialseitigen MOSFETs 110D und 110F mit der Batterie (B1) über einen einzelnen Substratabschnitt 110I verbunden.
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Der Substratabschnitt 110I umfasst zwei Verbindungsabschnitte 110Ia, 110Ia (eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten), die die Verbindungsabschnitte der Stromschiene 110N der Stromschienenbaugruppe 110C sind.
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Entsprechend dieser Konfiguration kann ein Auftreten einer Beschädigung bei dem Leistungsmodul 110 (111, 112) unterdrückt werden.
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Ferner ist es möglich, eine Verbindungsbedingung (Schweißbedingung) zwischen dem Substratabschnitt 110I und der Stromschiene 110N auf die gleiche Bedingung wie bei dem anderen Verbindungsteil (Schweißteil) einzustellen.
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Das heißt, es ist möglich, eine Vergrößerung der Kosten zu unterdrücken, die für eine Herstellung des Leistungsmoduls 110 (111, 112) erforderlich sind.
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Spezifisch werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Drainseiten der hochpotentialseitigen MOSFETs 110D und 110F mit dem einzelnen Substratabschnitt 110I verbunden.
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Dann wird die Stromschiene 110N mit der positiven Elektrode der Batterie B1 verbunden.
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Entsprechend dieser Konfiguration fließen zwei Hochpotentialströme (große Ströme) des MOSFET 110D und des MOSFET 110F durch den Substratabschnitt 110I.
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Wenn es lediglich einen Verbindungsabschnitt gibt, konzentriert sich ein großer Strom bei diesem Verbindungsabschnitt, wobei es wahrscheinlich ist, dass Probleme, wie beispielsweise eine Wärmeerzeugung, auftreten.
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Demgegenüber kann ein Auftreten einer Konzentration eines großen Stroms unterdrückt werden, indem zwei (eine Vielzahl von) Verbindungsabschnitte(n) bereitgestellt werden.
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Anders ausgedrückt kann ein Auftreten einer Beschädigung bei dem Leistungsmodul 110 (111, 112) unterdrückt werden.
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Ferner wird der Verbindungsabschnitt zwischen dem Substratabschnitt 110I und der Stromschiene 110N geschweißt.
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Da die Anzahl der Verbindungsabschnitte 110Ia, 110Ia, die als die Schweißabschnitte dienen, mehrere beträgt, ist es möglich, jeweilige Schweißbedingungen zu verringern.
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Das heißt, um an einer einzelnen Stelle zu schweißen, ist es erforderlich, die Größe des Verbindungsabschnitts 110Ia aufgrund des vorstehend genannten Problems mit einem großen Strom zu vergrößern.
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In diesem Fall ist es erforderlich, die Schweißbedingung bezüglich einer Ausgabe höher zu machen.
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Dann wird die Schweißbedingung des Verbindungsabschnitts 110Ia unterschiedlich zu denen der anderen Verbindungsabschnitte 110Ja, 110La, wobei es bei einer Herstellung des Leistungsmoduls 110 (111, 112) erforderlich ist, die Produktionsausstattung auf die Schweißbedingung mit einer hohen Ausgabe zu justieren, wobei es erforderlich ist, die Bedingungen zu ändern.
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Dies führt zu einer Vergrößerung in den Herstellungskosten.
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Demgegenüber ist es wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Bereitstellung der Vielzahl von Verbindungsabschnitten 110Ia (die bei zwei Positionen bereitgestellt sind) möglich, den Verbindungsabschnitt 110Ia auszubilden, dass er die gleiche Form wie die anderen Verbindungsabschnitte 1103a, 110La aufweist, und die Schweißbedingungen gleich zu machen.
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Anders ausgedrückt ist es nicht erforderlich, die Schweißbedingungen zu ändern, wobei das Leistungsmodul 110 bei geringeren Kosten erhalten werden kann.
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[Zehnter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Substratabschnitt 110I (111I, 112I), der mit der positiven Elektrode der Batterie B1 verbunden ist, der Substratabschnitt 1101 (111L, 112L) und der Substratabschnitt 1103 (111J, 112J) sowie der Substratabschnitt 110K (111K, 112K) der Leistungsbaugruppe 110 (111, 112) in einem Zustand zusammengebaut, in dem sie von der hinteren Seite der Harzform weg sind.
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Entsprechend dieser Konfiguration können Kriechstrecken zwischen den Substratabschnitten 110I (111I, 112I) und den Substratabschnitten 110K (111K, 112K) erhalten werden, wobei ein Kurzschlussfehler aufgrund von Fremdpartikeln oder einer elektrischen Korrosion, die durch ein Lecken mit Masse beziehungsweise Erde verursacht wird, verringert werden kann, wobei eine Zuverlässigkeit und eine Umgebungsbedingungswiderstandsfähigkeit verbessert werden.
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[Elfter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Substratabschnitte 110I (111I, 112I) der Leistungsbaugruppe 110 (111, 112), die mit der positiven Elektrode der Batterie B1 verbunden sind, und die motorseitigen Anschlüsse 110J, 110L der Leistungsbaugruppe 110 (111, 112), die mit der rotierenden elektrischen Maschine 10 verbunden sind, in der Richtung weg von dem Gehäuse (spezifisch dem hinteren Gehäuse 100B) zusammengebaut.
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Ferner wird die Leistungsbaugruppe 110 in einem Zustand zusammengebaut, der parallel zu der axialen Richtung der rotierenden Welle 102A ist.
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Entsprechend dieser Konfiguration sind die Substratabschnitte 110I (111I, 112I) der Leistungsbaugruppen 110 (111, 112) und die motorseitigen Anschlüsse 110J, 110L am weitesten von dem Gehäuse 100 weg positioniert.
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Anders ausgedrückt können Kriechstrecken zwischen dem Substratabschnitt 110I und dem Gehäuse 100 erhalten werden, wobei die vorstehend beschriebenen Effekte gezeigt werden.
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[Zwölfter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel fixieren die Leistungsbaugruppen 110 (111, 112) die Stromschienen 110N bis 110Q (111N bis 111Q, 112N bis 112Q) mit einem Harz.
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Dann werden Teile der Kühlrippen 110B (111B, 112B) in einem Zustand fixiert, in dem sie in dem Harz eingebettet sind.
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Entsprechend dieser Konfiguration wird das Harz zum Fixieren der Stromschienen 110N bis 110Q durch die Leistungsbaugruppe 110 für ein Fixieren der Kühlrippen 110B verwendet.
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Das heißt, es ist möglich, die Kühlrippen 110B zu fixieren, ohne die Anzahl von Teilen zu vergrößern.
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Ferner ist es, da die Kühlrippen 110B (111B, 112B) mit dem isolierenden Harz fixiert werden, möglich, die Kühlrippen 110B (111B, 112B) bezüglich eines Potentials schwebend zu machen beziehungsweise potentialfrei zu machen.
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Es ist anzumerken, dass der Zustand, in dem die Teile der Kühlrippen 110B (111B, 112B) in dem Harz eingebettet sind, einen Zustand bedeutet, in dem das Harz so geformt wird, dass die Kühlrippen 110B mit den Stromschienen 110N bis 110Q integriert sind, oder einen Zustand bedeutet, in dem die Kühlrippen 110B an das Harz durch thermisches Crimpen fixiert sind.
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In dem thermischen Crimpen werden die Kühlrippen 110B und das Harz in einem erwärmten Zustand gepresst, wobei das Harz die Teile der Kühlrippen 110B bedeckt (Teile von Randabschnitten zwischen sich bringt beziehungsweise einpfercht).
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Entsprechend dem thermischen Crimpen, das vorstehend beschrieben ist, werden die Teile der Abstrahlrippen 110B in dem Harz eingebettet.
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[Dreizehnter Effekt]
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Kühlrippen 110B die Vielzahl von Einschnitten 110S auf und die Stromschienenbaugruppe 110C weist die Vorsprünge 110T, wobei die Spitzen vergrößerte Durchmesser aufweisen, in einem Zustand auf, bei dem sie zumindest zwei Einschnitte 110S durchdringen.
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Entsprechend dieser Konfiguration wird die Zusammenbaufähigkeit zum Zusammenbauen der Kühlrippen 110B und der Stromschienenbaugruppe 110C verbessert.
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Insbesondere ist es, indem die Einschnitte 110S bei symmetrischen Positionen der Kühlrippen 110B angeordnet werden, möglich, die Ausrichtung der Kühlrippen 110B für jedes der Leistungsmodule 110 bis 112 zu justieren.
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Zusätzlich weisen die Stromschienenbaugruppen 110C bis 112C unterschiedliche Formen auf.
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In diesem Fall kann, wenn es den Vorsprung 110T bei der gleichen Position gibt, eine Störung eines Verarbeitungsmontagegestells auftreten.
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Wenn jedoch eine Vielzahl (vorzugsweise vier oder mehr) Einschnitten 110S bereitgestellt ist, ist es möglich, den Vorsprung 110T bei dem Einschnitt 110S anzuordnen, bei dem es unwahrscheinlich ist, dass eine Störung auftritt, wobei die Zusammenbaufähigkeit ebenso verbessert wird.
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[Modifikation des Ausführungsbeispiels]
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In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsstruktur zwischen dem Leistungsmodul 110A und der Stromschienenbaugruppe 110C mit zwei Substratabschnitten 110I, 110K beschrieben worden, die aus der hinteren Seite der Harzform herausragen.
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In diesem Fall kann, wie es in 11 gezeigt ist, der niedrigpotentialseitige Substratabschnitt 110K freigelegt sein.
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Es ist anzumerken, dass, da der niedrigpotentialseitige Substratabschnitt 110K das gleiche Potential wie das Gehäuse 100 in dem vorliegenden modifizierten Ausführungsbeispiel aufweist, eine Potentialdifferenz nicht erzeugt wird und kein Problem auftritt, auch wenn der Substratabschnitt 110K mit dem Gehäuse 100 kurzgeschlossen wird.
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Mit dieser Konfiguration kann die Anzahl der Deckel 114A und des Harzes 114B verringert werden, wobei die Leistungsbaugruppe 110 bei niedrigeren Kosten erhalten werden kann.
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Eine rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung 1 umfasst eine rotierende elektrische Maschine 10, die einen Rotor 102, einen Stator 101 und ein Gehäuse 100 aufweist, und eine Steuerungsvorrichtung 11, die eine Vielzahl von Schaltelementmodulen 110A, 111A, 112A aufweist. Kühlrippen 110B, 111B, 112B, die isolierende Beschichtungen auf zugehörigen Oberflächen aufweisen, die den Schaltelementmodulen gegenüberliegen, sind mit dem Schaltelementmodul verbunden. Die rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuerungsvorrichtung 1, deren Kühlrippen elektrisch isoliert sind, indem sie die Kühlrippen aufweist, die die isolierende Beschichtung auf den Oberflächen aufweist, die den Schaltelementmodulen gegenüberliegen, sodass ein Auftreten der elektrolytischen Korrosion zwischen den Kühlrippen und den Wärmesenken der Schaltelementmodule 110A, 111A, 112A unterdrückt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5774207 [0003, 0004, 0005]
