DE102017111765A1

DE102017111765A1 - Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung

Info

Publication number: DE102017111765A1
Application number: DE102017111765.2A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Inamura; Yuki Suzuki; Koji Kondo; Nobuhiro Asano; Yuki MAWATARI; Masataka Yoshimura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2017-11-30
Also published as: CN107453554A; US20170346429A1

Abstract

Eine drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung hat eine drehende elektrische Maschine und ein Steuergerät. Die drehende elektrische Maschine ist mit einem Stator und einem Rotor ausgestattet. Das Steuergerät ist mit einem Steuerschaltkreis für einen Wandlerschaltkreis und einem Winkelpositionfühlgerät ausgestattet, der arbeitet, um eine Winkelposition des Rotors zu messen. Das Steuergerät weist einen ersten Träger, auf dem der Steuerschaltkreis montiert ist, und einen zweiten Träger auf, auf dem das Winkelpositionfühlgerät montiert ist. Der erste Träger ist in einer axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung näher als das Winkelpositionfühlgerät an der drehenden elektrischen Maschine angeordnet. Dies minimiert nachteilige Wirkungen des durch die drehende elektrische Maschine erzeugten Magnetflusses auf den Betrieb des Winkelpositionfühlgeräts, und verbessert damit eine Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts.

Description

QUERBEZUG ZU VERWANDTEM DOKUMENT
Die vorliegende Erfindung beansprucht die Wirkung der Prioritäten der Japanischen Patentanmeldungen Nr. 2016-109476 , die am 31. Mai 2016 eingereicht wurde, und Nr. 2017-19082 , die am 3. Februar 2017 eingereicht wurde, deren Offenbarungen durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
HINTERGRUND
1 Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft grundsätzlich eine drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung, die mit einer drehenden elektrischen Maschine und einem Steuergerät, das arbeitet, um den Betrieb der drehenden elektrischen Maschine zu steuern, ausgestattet ist.
2 Stand der Technik
Es sind drehende elektrische Maschinen mit integrierter Steuerung bekannt, die mit einer drehenden elektrischen Maschine und einem Steuergerät (auch als Wandlerbaugruppe bezeichnet) ausgestattet sind. Das Steuergerät ist mit Leistungsmodulen, Wärmesenken, Verbindungsanschlüssen, Stromschienen und einem Isolator ausgestattet. Die Leistungsmodule sind mit den Wärmesenken durch thermisch leitende und elektrisch isolierende Adhäsive gefügt. Die Verbindungsanschlüsse und die Stromschienen sind in den Isolator einfüge-geformt, der ein Gehäuse mit einer inneren Wand, einer äußeren Wand und einer flachen Wand bestimmt. Der Isolator ist durch Adhäsive mit den Wärmesenken gefügt. Die Leistungsmodule sind in Aussparungen vorgesehen, die durch den Isolator und die Wärmesenken definiert sind. Anschlüsse der Leistungsmodule sind mit den Verbindungsanschlüssen und den Stromschienen verbunden. Elektrisch isolierendes Füllmaterial ist in den Aussparungen vorgesehen, die durch den Isolator und die Wärmesenken definiert sind.
Für gewöhnlich sind die drehenden elektrischen Maschinen mit integrierter Steuerung wie in einer im Folgenden behandelten Patentanmeldung mit einem Drehwinkelsensor (auch als Winkelpositionssensor bezeichnet) ausgestattet, um einen Winkel eines Rotors der drehenden elektrischen Maschine zur Verwendung in der Steuerung eines Betriebs der drehenden elektrischen Maschine zu erfassen.
Die Japanische Patenterstveröffentlichung mit der Nr. 2015-202049 lehrt eine drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung, die als ein elektrischer Antriebsmechanismus arbeitet, der einen Elektromotor (d. h. eine drehende elektrische Maschine), einen durch einen Drehwinkelsensor zu erfassenden Gegenstand, und ein Fühlgerät des Drehwinkelsensors, das mit der Achse der Motorwelle ausgerichtet ist, umfasst. Der Gegenstand ist an einer Welle des Motors angebracht und aus einem magnetischen Drehmelderrotor hergestellt, der mit einem Vorsprung ausgestattet ist. Das Fühlgerät des Drehwinkelsensors ist aus einem Drehmelderstatorkern, einer Spule und einem Verbinder aufgebaut. Der Drehmelderstatorkern ist an einem äußeren Rand des Drehmelderrotors montiert. Die Spule ist aus einer erregenden Wicklung und einer Ausgangswicklung hergestellt, die auf den Drehmelderstatorkern gewickelt sind. Der Verbinder fügt die Spule und eine Leiterplatte elektrisch miteinander. Der Drehmelderstatorkern des Fühlgeräts ist in einer in einer Wärmesenke ausgebildeten Aussparung vorgesehen. Die Wärmesenke und die Steuertafel sind angeordnet, um Hauptoberflächen davon sich rechtwinklig zu der Achse der Motorwelle erstreckend aufzuweisen.
Der elektrische Antriebsmechanismus (d. h. die drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung) ist entworfen, um die Steuertafel und das Fühlgerät des Drehwinkelsensors aufzuweisen, die getrennt voneinander ausgebildet sind, damit die Steuertafel einen erhöhten Bereich aufweist, an dem die Teile montiert sind. Der Abstand zwischen einem Lager und dem Gegenstand, der durch den Drehwinkelsensor erfasst wird, und der an dem Ende der Motorwelle angebracht ist, ist kurz, dabei wird eine Schwingung des Gegenstands minimiert, was zu einer verbesserten Messgenauigkeit des Drehwinkelsensors und einem reduzierten Schwingungsgeräusch des Motors führt.
Der elektrische Antriebsmechanismus sieht sich jedoch einem Nachteil darin gegenüber, dass das Fühlgerät des Drehwinkelsensors näher an dem Gegenstand, der an der Motorwelle angebracht ist und direkt durch das Fühlgerät erfasst wird, angeordnet ist, so dass diese nachteilhaft durch einen durch die drehende elektrische Maschine erzeugten Magnetfluss beeinträchtigt sind, was in einer reduzierten Messgenauigkeit des Drehwinkelsensors resultiert.
Der elektrische Antriebsmechanismus weist das Fühlgerät an der Steuertafel durch den Verbinder gesichert auf und weist ebenfalls auf der Steuertafel montierte Leistungsmodule auf, was in einem Anstieg der Größe der Steuertafel resultiert. Eine derartige erhöhte Größe führt zu einem Risiko einer Verformung (d. h. einer Verwindung) der Steuertafel, und resultiert somit in einer Fehlausrichtung des Fühlgeräts, das an der Steuertafel gesichert ist. Dies ergibt ebenfalls eine Reduktion der Messgenauigkeit des Drehwinkelsensors.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher eine Aufgabe, eine drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung bereitzustellen, die mit einem Winkelpositionssensor ausgestattet ist, und die entworfen ist, eine Reduktion der Messgenauigkeit des Winkelpositionssensors zu minimieren, die von einem durch die drehende elektrische Maschine erzeugten Magnetfluss herrührt.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist eine drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung bereitgestellt, die in Fahrzeugen wie z. B. Automobilen verwendet werden kann. Die drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung umfasst: (a) eine drehende elektrische Maschine, die mit einem Stator mit einer Ankerwicklung und einem Rotor mit einer Feldwicklung ausgestattet ist; (b) ein Steuergerät, das mit einem Steuerschaltkreis und einem Winkelpositionfühlgerät ausgestattet ist, wobei der Steuerschaltkreis arbeitet, um einen Wandlerschaltkreis zu steuern, um elektrische Leistung (Strom) zu der Ankerwicklung zuzuführen, wobei das Winkelpositionfühlgerät arbeitet, um eine Winkelposition des Rotors zu messen; (c) einen ersten Träger, auf dem der Steuerschaltkreis montiert ist, wobei der erste Träger in dem Steuergerät vorgesehen ist; und (d) einen zweiten Träger, auf dem das Winkelpositionfühlgerät montiert ist, wobei der zweite Träger in dem Steuergerät vorgesehen ist.
Der erste Träger ist in einer axialen Richtung des Rotors näher an der drehenden elektrischen Maschine als das Winkelpositionfühlgerät angeordnet. Der erste Träger ist in einem Abstand von dem Winkelpositionfühlgerät angeordnet.
Mit anderen Worten weist die drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung das Winkelpositionfühlgerät näher an einem rückwärtigen Ende der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung als der erste Träger und von dem ersten Träger entfernt angeordnet auf. Das Winkelpositionfühlgerät ist deswegen weiter von der drehenden elektrischen Maschine entfernt vorgesehen, so dass die Menge des Magnetflusses, die durch die drehende elektrische Maschine erzeugt wird und das Winkelpositionfühlgerät erreicht, verringert ist, und somit nachteilhafte Wirkungen des Magnetflusses auf den Betrieb des Winkelpositionfühlgeräts minimiert. Die drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung ist daher in der Lage, ein Risiko zu minimieren, dass das Winkelpositionfühlgerät einen Fehler in der Bestimmung der Drehposition des Rotors aufgrund des Magnetflusses erzeugt, der durch die drehende elektrische Maschine erzeugt ist.
Die drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung ist, wie voranstehend beschrieben wurde, mit dem ersten Träger, auf dem der Steuerschaltkreis montiert ist, und dem zweiten Träger ausgestattet, auf dem das Winkelpositionfühlgerät eingebaut ist. Das Winkelpositionfühlgerät ist deswegen nicht auf dem ersten Träger montiert, auf dem der Steuerschaltkreis eingebaut ist. Der erste Träger ist ein Träger, der eine größere Größe als der zweite Träger aufweist, und darauf montiert ein elektrisches Gerät aufweist, das eine große Wärmemenge erzeugt. Der erste Träger wird deswegen leicht thermisch verformt. Der erste Träger weist eine große Fläche auf, die eine Verformung davon erleichtert, wenn er in der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung eingebaut ist. Das Winkelpositionfühlgerät ist, wie voranstehend beschrieben wurde, an den zweiten Träger gesichert, so dass es nicht durch eine Verformung des ersten Trägers beeinflusst ist, und dabei die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts sicherstellt.
In den bevorzugten Arten der Erfindung ist das Steuergerät der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung mit einem Schaltmodul, das den Wandlerschaltkreis bestimmt, und einer mit dem Schaltmodul gefügten Stromschiene ausgestattet. Eine Verbindung zwischen dem Schaltmodul und der Stromschiene ist in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung näher an der Vorderseite der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung als das Schaltmodul angeordnet.
Der Abstand zwischen der Verbindung (d. h. der Stromschiene) und dem Winkelpositionfühlgerät ist relativ lange, wodurch sich eine Verringerung der Dichte des Magnetflusses, der durch die Strömung des durch die Verbindung oder die Stromschiene strömenden elektrischen Stroms erzeugt wird, nahe dem Winkelpositionfühlgerät ergibt. Dies minimiert nachteilige Wirkungen des Magnetflusses auf den Betrieb des Winkelpositionfühlgeräts.
Das Steuergerät der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung ist ebenfalls mit einer Wärmesenke ausgestattet, die dazu dient, durch das Schaltmodul erzeugte Wärme zu verteilen. Das Winkelpositionfühlgerät ist in der radialen Richtung des Rotors näher an einer Achse des Rotors als die Wärmesenke angeordnet.
Mit anderen Worten ist das Winkelpositionfühlgerät in der radialen Richtung des Rotors innerhalb der Wärmesenke so angeordnet, dass ein durch die Wärmesenke strömendes Kühlmedium das Winkelpositionfühlgerät erreicht, und dabei das Winkelpositionfühlgerät und den zweiten Träger kühlt.
Das Winkelpositionfühlgerät ist in der radialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung näher an der Vorderseite der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung als das rückwärtige Ende der Wärmesenke angeordnet.
Mit anderen Worten liegt das Winkelpositionfühlgerät in einer axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine näher an der drehenden elektrischen Maschine als das rückwärtige Ende der Wärmesenke, wodurch sich eine verringerte Abmessung des Steuergeräts (d. h. der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung) in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung ergibt.
Die drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung weist den zweiten Träger auf, der von kleinerer Größe als der erste Träger ist.
Insbesondere ist der zweite Träger, auf dem das Drehpositionsfühlgerät montiert ist, in seiner Größe kleiner als der erste Träger. Dies ergibt eine kleinere Verformung (d. h. Verwindung) des zweiten Trägers im Vergleich zu dem ersten Träger.
Das Winkelpositionfühlgerät, das in der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung eingebaut ist, ist durch einen Magnetwinkelsensor implementiert. Die Verwendung des Magnetwinkelsensors ermöglicht es dem Winkelpositionfühlgerät, in seiner Größe reduziert zu werden.
Das Steuergerät der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung weist den ersten Träger und den zweiten Träger auf, von denen zumindest einer mit Harz bedeckt ist. Dies ergibt eine Verringerung des Wärmeübertragungswiderstands (d. h. thermischer Widerstand) des einen aus erstem Träger und zweitem Träger, und verbessert somit die Wärmeverteilung von dem einen aus erstem Träger und zweitem Träger.
Das Steuergerät der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung ist mit einem magnetischen Element ausgestattet, das in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung in dem rückwärtigen Bereich des Winkelpositionfühlgeräts angeordnet ist.
Der Magnetfluss strömt deswegen durch das magnetische Element. Diese Strömung dient dazu, eine unerwünschte Variation oder Störung des Magnetflusses zu minimieren, der durch das Winkelpositionfühlgerät durchtritt (d. h. des Magnetflusses, der durch das Winkelpositionfühlgerät erfasst wird), das im vorderen Bereich des magnetischen Elements angeordnet ist, und stellt dabei die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts sicher.
Wenn eine Art von Element, die ein elektromagnetisches Geräusch erzeugt (d. h. eine Quelle eines elektromagnetischen Geräusches) zusätzlich außerhalb der drehenden elektrischen Maschine vorgesehen ist, funktioniert das magnetische Element, das zwischen dem Winkelpositionfühlgerät und der Quelle des elektromagnetischen Geräusches liegt, als ein magnetischer Schild, um das Winkelpositionfühlgerät vor dem elektromagnetischen Geräusch zu schützen, und stellt somit die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts sicher.
Das Steuergerät der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung ist mit einem Gehäuse ausgestattet, in dem der erste Träger und der zweite Träger aufgenommen sind, die zwischen dem magnetischen Element und dem rückwärtigen Ende der drehenden elektrischen Maschine angeordnet sind. Diese Anordnung erleichtert das Anbringen des magnetischen Elements an dem Gehäuse.
Das magnetische Element ist durch eines aus erstem Träger und dem Gehäuse des Steuergeräts gesichert oder gehalten.
Mit anderen Worten ist das magnetische Element näher an dem Winkelpositionfühlgerät angeordnet und reduziert dabei die Steuerung des magnetischen Flusses, der von der drehenden elektrischen Maschine zu dem Winkelpositionfühlgerät strömt.
Das Steuergerät der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung ist ebenfalls mit einem magnetischen Schild ausgestattet, der zwischen dem zweiten Träger und der drehenden elektrischen Maschine vorgesehen ist.
Der magnetische Schild dient, um einen Eingang eines elektromagnetischen Geräuschs zu blockieren, wenn dieses von der drehenden elektrischen Maschine zu dem zweiten Träger strömt, und dabei nachteilige Wirkungen des elektromagnetischen Geräusches, das durch die drehende elektrische Maschine erzeugt wird, auf den Betrieb des Winkelpositionfühlgeräts zu reduzieren, was die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts sicherstellt.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Offenbarung ist eine drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung bereitgestellt, die umfasst: (a) eine drehende elektrische Maschine, die mit einem Stator mit einer Ankerwicklung und einem Rotor ausgestattet ist; (b) ein Steuergerät, das mit einem Steuerschaltkreis und einem Winkelpositionfühlgerät ausgestattet ist, wobei der Steuerschaltkreis arbeitet, um einen Wandlerschaltkreis zu steuern, um elektrische Leistung zu der Ankerwicklung zuzuführen, wobei das Winkelpositionfühlgerät arbeitet, um eine Winkelposition des Rotors zu messen; und (c) ein magnetisches Element, das in einer axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung hinter einem rückwärtigen Ende des Winkelpositionfühlgeräts vorgesehen ist.
Mit den voranstehend beschriebenen Anordnungen strömt der Magnetfluss von der drehenden elektrischen Maschine, durchdringt das Winkelpositionfühlgerät und erreicht dann das magnetische Element, das hinter dem Winkelpositionfühlgerät angeordnet ist. Der durch das Winkelpositionfühlgerät, das zwischen der drehenden elektrischen Maschine und dem magnetischen Element angeordnet ist, durchdringende Magnetfluss wird eine gleichmäßige Strömung aufweisen, die in einer einzelnen Richtung orientiert ist, ohne einer Störung zu unterliegen. Dies entfernt die Störung in dem Magnetfluss, der durch das Winkelpositionfühlgerät erfasst wird, und stellt dabei die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts sicher.
Die drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung kann entworfen sein, um das magnetische Element an einer äußeren Oberfläche eines Gehäuses des Steuergeräts angebracht aufzuweisen.
Es ist einfach, das magnetische Element an der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung zu sichern. Das magnetische Element funktioniert, um die Störung in dem Magnetfluss zu minimieren, der durch das Winkelpositionfühlgerät strömt. Für gewöhnlich ist eine Verschiedenheit von Elementen wie z. B. der Steuerschaltkreis usw. innerhalb des Gehäuses des Steuergeräts vorgesehen. In einem Fall, in dem das magnetische Element innerhalb des Gehäuses eingebaut ist, ist es deswegen notwendig, das magnetische Element ohne mechanische Störung mit anderen Elementen innerhalb des Gehäuses zu platzieren.
Das Anbringen des magnetischen Elements an der äußeren Oberfläche des Gehäuses des Steuergeräts benötigt jedoch keine Berücksichtigung von solchen Zusammenstößen. Mit anderen Worten, der Freiheitsgrad der Konfiguration oder der Anordnung des magnetischen Elements ist hoch, und erleichtert damit die Einfachheit, mit der der Magnetfluss, der durch das Winkelpositionfühlgerät durchdringt, gesteuert wird, um die Störungen in dem Magnetfluss zu verringern. Es ist ebenfalls einfach, das magnetische Element an der äußeren Oberfläche des Gehäuses des Steuergeräts zu sichern.
Die drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung kann ein magnetisches Element aufweisen, das an einem aus drehender elektrischer Maschine und Steuergerät gesichert ist.
Die Sicherung des magnetischen Elements an einem aus drehender elektrischer Maschine und dem Steuergerät ergibt eine große Reduktion der Störung des Magnetflusses, der das Winkelpositionfühlgerät erreicht, und minimiert ebenfalls eine Fehlausrichtung des Winkelpositionfühlgeräts. Dies stellt die Stabilität des Positionsverhältnisses zwischen der drehenden elektrischen Maschine und dem magnetischen Element sicher, und stellt somit die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts sicher.
Die drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung kann entworfen sein, um das magnetische Element aufzuweisen, das mit einem Kabelhalter ausgestattet ist, der ein Kabel wie z. B. ein elektrisches Stromkabel oder ein Verbindungskabel hält.
Die Verwendung des Kabelhalters, der an dem magnetischen Element angebracht ist, erleichtert die Sicherung des Kabels an der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung ohne Verwendung von zusätzlichen Befestigern. Die Sicherung des Kabels an der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung minimiert ein Risiko eines Bruchs davon oder einer Entfernung eines Verbinders, mit dem das Kabel gekoppelt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der ausführlichen Beschreibung im Folgenden und den anhängenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, die jedoch nicht hergenommen werden sollten, um die Erfindung auf die bestimmten Ausführungsformen zu begrenzen, sondern die lediglich zum Zweck der Erläuterung und des Verständnisses dienen.
In den Zeichnungen:
1 ist eine axiale Schnittansicht einer drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform;
2 ist eine Draufsicht, die schematisch eine erste Leiterplatte und eine zweite Leiterplatte darstellt, die in einem Steuergerät in der ersten Ausführungsform eingebaut sind, von dem eine Abdeckung entfernt ist;
3 ist eine Teil-Längsschnittansicht, die Örtlichkeiten von Verbindungen von Stromschienen innerhalb der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung der 1 darstellt;
4 ist eine Teil-Längsschnittansicht, die eine drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
6 ist eine Draufsicht, die ein rückwärtiges Ende der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung der 5 darstellt;
7 ist eine Ansicht, die eine Strömung eines Magnetflusses demonstriert, der durch einen Winkelpositionfühlmagneten erzeugt wird, der an einer Drehachse der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung der 5 angebracht ist;
8 ist eine Ansicht, die eine Störung in einer Strömung eines Magnetflusses demonstriert, der durch einen Winkelpositionfühlmagneten erzeugt wird, der an einer Drehachse der drehenden elektrischen Maschine der 5 mit integrierter Steuerung angebracht ist;
9 ist eine Ansicht, die einen Magnetfluss demonstriert, der durch ein Winkelpositionfühlgerät erzeugt wird, wenn ein magnetisches Element in der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung der 5 eingebaut ist;
10 ist eine Draufsicht, die eine Modifikation einer drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt; und
11 ist eine Draufsicht, die eine andere Modifikation einer drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung der dritten Ausführungsform darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere auf 1 bis 3, ist die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Die hierin bezeichnete drehende elektrische Maschine 1 ist an einem Fahrzeug wie z. B. einem Automobil montiert.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung, die aus 1 ersichtlich ist, ist ein Gerät, das von einer an dem Fahrzeug montierten Speicherbatterie mit elektrischer Leistung versorgt wird, um eine Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs zu erzeugen, und zu der eine Antriebskraft oder ein Moment von einer Maschine wie z. B. einer Brennkraftmaschine, die in dem Fahrzeug montiert ist, zugeführt wird, um die Speicherbatterie zu laden. Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist mit der drehenden elektrischen Maschine 10 und dem Steuergerät 11 ausgestattet.
In der folgenden Abhandlung stellt eine axiale Richtung eine Richtung dar, in der eine Drehachse des Rotors 101 der drehenden elektrischen Maschine 10 sich erstreckt, oder eine Richtung parallel zu der Drehachse des Rotors 10. Wie in 1 angezeigt ist, stellt ein „vorne” oder eine Vorderseite eine Richtung von dem Steuergerät 11 zu der drehenden elektrischen Maschine 10 in der axialen Richtung dar. Ein „hinten” oder eine Rückseite stellt eine Richtung von der drehenden elektrischen Maschine 10 zu dem Steuergerät 11 in der axialen Richtung dar. Eine radiale Richtung ist eine radiale Richtung eines Rotors 101, nämlich eine Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung.
DREHENDE ELEKTRISCHE MASCHINE
Die drehende elektrische Maschine 10 arbeitet als Antriebskraftgenerator, der mit elektrischer Leistung versorgt wird, um eine Antriebskraft zu erzeugen, um das Fahrzeug zu bewegen, und arbeitet ebenfalls als Generator elektrischer Leistung, der mit Antriebskraft von einer Maschine versorgt wird, um die Speicherbatterie zu laden. Die drehende elektrische Maschine 10 ist mit dem Stator 100, dem Rotor 101, dem Gehäuse 104 und dem Winkelpositionfühlmagneten ausgestattet.
Der Stator 100 bestimmt einen Abschnitt eines Magnetpfads und wird mit elektrischer Leistung versorgt, um einen Magnetfluss zu erzeugen. Insbesondere arbeitet der Stator 100 als Magnetflussgenerator, der mit einem Wechselstrom versorgt wird, um einen Magnetfluss zu erzeugen, und arbeitet auch als ein Wechselstromgenerator, um einen Wechselstrom durch eine Zwischenverknüpfung mit einem Magnetfluss zu erzeugen, der durch den Rotor 101 erzeugt wird. Der Stator 100 ist mit dem Statorkern 100a und der Ankerwicklung 100b ausgestattet.
Der Statorkern 100a bestimmt einen Abschnitt des Magnetpfads und ist aus einem ringförmigen Element hergestellt, das durch ein magnetisches Material ausgebildet ist. Der Statorkern 100a hält die Ankerwicklung 100b darin. Obwohl dies nicht dargestellt ist, weist der Statorkern 100a eine Mehrzahl Schlitze auf, durch die die Ankerwicklung 100b gewickelt ist.
Die Ankerwicklung 100b ist mit Wechselstrom versorgt, um einen Magnetfluss zu erzeugen, und ebenfalls einen Wechselstrom durch eine Zwischenverknüpfung mit dem Magnetfluss zu erzeugen, der durch den Rotor 101 erzeugt wird. Die Ankerwicklung 100b ist aus zwei y-verbundenen Drei-Phasen-Wicklungen ausgebildet. Die Ankerwicklung 100b ist in den Schlitzen des Statorkerns 100a gehalten.
Der Rotor 101 bestimmt einen Abschnitt des Magnetpfads und ist mit elektrischer Leistung versorgt, um einen Magnetfluss zu erzeugen. Insbesondere ist der Rotor 101 mit Gleichstrom versorgt, um einen Magnetfluss zu erzeugen, und ebenfalls durch eine Zwischenverknüpfung mit dem Magnetfluss, der durch die Ankerwicklung 100b erzeugt wird, ein Moment zu erzeugen. Der Rotor 101 wird ebenfalls durch einen Antriebskraft gedreht, die von der in dem Fahrzeug montierten Maschine zugeführt wird, um einen Magnetfluss zu erzeugen, der magnetisch mit der Ankerwicklung 100b verknüpft ist, so dass die Ankerwicklung 100b einen Wechselstrom erzeugt. Der Rotor 101 ist mit dem Rotorkern 101a, der Feldwicklung 101b und den Ventilatoren 101c und der drehenden Welle 102 ausgestattet.
Der Rotorkern 101a bestimmt einen Abschnitt des Magnetpfads und ist aus einem magnetischen Material hergestellt. Der Rotorkern 101a ist ein sogenannter Lundell-Pol-Kern und hält darin die Feldwicklung 101b. Der Rotorkern 101a ist mit dem ringförmigen hohlen Abschnitt 101d ausgestattet, in dem die Feldwicklung 101b vorgesehen ist, und weist ebenfalls die Durchgangsbohrung 101e auf, durch die die drehende Welle 102 durchtritt, und die darin die drehende Welle 102 hält.
Die Feldwicklung 101b ist mit Gleichstrom versorgt, um den Magnetfluss zu erzeugen, und erzeugt dabei Magnetpole an einem äußeren Rand des Rotorkerns 101a. Die Feldwicklung 101b ist in einem ringförmigen hohlen Abschnitt des Rotorkerns 101a vorgesehen und gehalten.
Die Ventilatoren 101c sind auf dem Rotorkern 101a montiert und werden zusammen mit dem Rotorkern 101a gedreht, um Frischluft von einem Äußeren der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung in die drehende elektrische Maschine 10 und das Steuergerät 11 zu saugen. Die Ventilatoren 101c sind an einer vorderen Endoberfläche bzw. einer rückwärtigen Endoberfläche des Rotorkerns 101a angeordnet.
Der Rotor 101 ist angeordnet, den Rotorkern 101a aufzuweisen, dessen äußere Randoberfläche zu einer inneren Randoberfläche des Statorkerns 100a durch einen gegebenen Spalt gerichtet ist.
Die drehende Welle 102 ist an dem Rotor 101 gesichert und durch das Gehäuse 104 gehalten, um drehbar zu sein. Die drehende Welle 102 ist von einer zylindrischen Form und wird zusammen mit dem Rotor 101 gedreht. Die drehende Welle 102 tritt durch die Durchgangsbohrung 101e des Rotors 101 durch und weist einen Mittelabschnitt einer Länge davon durch den Rotorkern 101a gehalten auf. Die drehende Welle 102 ist mit den Gleitringen 102a ausgestattet.
Die Gleitringe 102a sind aus metallischen Zylindern hergestellt, die arbeiten, um Gleichstrom zu der Feldwicklung 101b zuzuführen. Die Gleitringe 102a sind durch den elektrischen Isolator 102b an einer äußeren Randoberfläche eines rückwärtigen Endabschnitts der drehenden Welle 102 montiert. Die Gleitringe 102a sind mit dem elektrischen Isolator 102b gefügt und mit der Feldwicklung 101b durch leitende Drähte verbunden.
Das Gehäuse 104 bedeckt axial gegenüberliegende Enden des Stators 100 und axial gegenüberliegende Enden des Rotorkerns 101a des Rotors 101 und hält die drehende Welle 102, damit sie drehbar ist. Das Steuergerät 11 ist an das Gehäuse 104 gesichert. Das Gehäuse 104 ist mit dem vorderen Gehäuse 104a und dem rückwärtigen Gehäuse 104b ausgestattet.
Das vordere Gehäuse 104a bedeckt die vorderen Endabschnitte des Stators 100 und des Rotorkerns 100a des Rotors 101 und hält eine Vorderseite der drehenden Welle 102, damit sie drehbar ist. Das vordere Gehäuse 104a hat den Boden 104c und die Randwand 104d. Der Boden 104c weist darin ausgebildet Durchgangsbohrungen auf. Die Randwand 104d weist darin ausgebildet Durchgangsbohrungen auf. Das vordere Gehäuse 104a weist die Randwand 104d an dem vorderen Ende des Statorkerns 100a gesichert auf, um die vorderen Endabschnitte des Stators 100 und den Rotorkern 101a des Rotors 101 abzudecken. Das vordere Gehäuse 104a hält die Vorderseite der drehenden Welle 102 durch das Lager 104e, damit sie drehbar ist, wobei das vordere Ende der drehenden Welle 102 nach vorne aus dem vorderen Gehäuse 104a herausragt.
Das rückwärtige Gehäuse 104b bedeckt die rückwärtigen Endabschnitte des Stators 100 und des Rotorkerns 100a des Rotors 101 und hält die Rückseite der drehenden Welle 102, damit sie drehbar ist. Das Steuergerät 11 ist an das rückwärtige Gehäuse 104b gesichert. Das rückwärtige Gehäuse 104b hat den Boden 104f und die Randwand 104g. Der Boden 104f weist zumindest darin ausgebildet eine Durchgangsbohrung auf. In ähnlicher Weise weist die Randwand 104g darin ausgebildet Durchgangsbohrungen auf. Das rückwärtige Gehäuse 104b weist die Randwand 104g an dem rückwärtigen Ende des Statorkerns 100a gesichert auf, um die rückwärtigen Endabschnitte des Stators 100 und den Rotorkern 101a des Rotors 101 zu bedecken. Das rückwärtige Gehäuse 104b hält die Rückseite der drehenden Welle 102 durch das Lager 104h, damit sie drehbar ist, wobei das rückwärtige Ende der drehenden Welle 102 nach rückwärts aus dem rückwärtigen Gehäuse 104b herausragt.
Der Winkelpositionfühlmagnet 105 dient dazu, ein Magnetfeld zum Messen einer Drehposition (d. h. einer Winkelposition) des Rotors 101 zu erzeugen. Der Winkelpositionfühlmagnet 105 ist in einem Magnethalter zurückgehalten und an das rückwärtige Ende der drehenden Welle 102 gesichert.
STEUERGERÄT
Das Steuergerät 11 arbeitet als eine Steuerung zum Steuern der elektrischen Leistung, die von der Speicherbatterie zu der drehenden elektrischen Maschine 10 abgegeben wird, um die Antriebskraft zu erzeugen. Das Steuergerät 11 arbeitet ebenfalls, um elektrische Leistung, die durch die drehende elektrische Maschine 10 erzeugt wird, umzuwandeln, damit sie zu der Speicherbatterie zum Laden der Speicherbatterie zugeführt wird.
Das Steuergerät 11, wie in 1, 2 und 3 dargestellt, hat das Gehäuse 110, die erste Leiterplatte 111, den Wandlerschaltkreis 112, den Feldschaltkreis 114, die Bürsten 115, den Steuerschaltkreis 116, die Wandlerstromschienen 117, die zweite Leiterplatte 118, das Winkelpositionfühlgerät 119, das magnetische Element 120 und der magnetische Schild 121.
Das Gehäuse 110 ist durch einen harzigen Kasten ausgebildet und an dem rückwärtigen Ende des rückwärtigen Gehäuses 104b vorgesehen, um die erste Leiterplatte 111, den Wandlerschaltkreis 112, den Feldschaltkreis 114, die Bürsten 115, den Steuerschaltkreis 116, die zweite Leiterplatte 118 und das Winkelpositionfühlgerät 119 aufzunehmen. Das Gehäuse 110 dient ebenfalls als Halterung, um die Wandlerstromschienen 117 und andere leitende Stromschienen fest zu halten. Das Gehäuse 110 hat den Körper 110a und die Abdeckung 110b.
Der Körper 110a weist den Wandlerschaltkreis 112, den Feldschaltkreis 114 und den Steuerschaltkreis 116 auf, die daran gesichert sind, und hält die Bürsten 115, damit sie in der radialen Richtung davon beweglich sind. Der Körper 110a weist ebenfalls die Wandlerstromschienen 117 und andere leitende Stromschienen daran gesichert auf. Der Körper 110a weist die Durchgangsbohrung 110b in der Mitte davon ausgebildet auf. Der Körper 110a ist an das rückwärtige Ende des rückwärtigen Gehäuses 104b gesichert. Die radiale Richtung, wie sie hier bezeichnet wird, ist eine Richtung rechtwinklig zu der Drehachse der drehenden elektrischen Maschine 10, mit anderen Worten, eine Richtung rechtwinklig zu der Länge der drehenden Welle 102.
Die Abdeckung 110b bedeckt die Rückseite des Körpers 110a. Die Abdeckung 110b hat den Boden 110d und die Randwand 110e. Die Randwand 110e weist die Mehrzahl von Öffnungen 110f auf, die jeweils zu den Flossen 113b der Wärmesenken 113 gerichtet sind, was später im Detail beschrieben werden wird. Die erste Leiterplatte 111 ist ein Träger, auf dem der Wandlerschaltkreis 112, der Feldschaltkreis 114 und der Steuerschaltkreis 116 montiert sind. Die erste Leiterplatte 111 ist ebenfalls ein innerer Verdrahtungsträger, der zwischen den Schaltkreisen 112, 114 und 116 verdrahtet. Die erste Leiterplatte 111 weist Verdrahtungsmuster auf einer äußeren Oberfläche davon und ebenfalls darin ausgebildet auf. Die erste Leiterplatte 111 wird ebenfalls im Folgenden als erster Träger bezeichnet.
Die erste Leiterplatte 111 ist, wie deutlich aus 2 ersichtlich ist, von einer U-Form. Die erste Leiterplatte 111 ist innerhalb des Gehäuses 110 befestigt und umgibt den Bürstenhalter 110h mit einem Abstand davon. Die erste Leiterplatte 111 ist näher an dem vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung als der Wandlerschaltkreis 112 angeordnet, und in einem Abstand von dem rückwärtigen Gehäuse 104b und dem Wandlerschaltkreis 112 entfernt angeordnet. Die erste Leiterplatte 111 weist die Oberfläche mit Harz 110g beschichtet auf. Der Wanderschaltkreis 112 und der Steuerschaltkreis 116 sind ebenfalls hermetisch durch das Harz 110a innerhalb des Gehäuses 110 abgedichtet.
Der Wandlerschaltkreis 112 ist ein Schaltkreis, der arbeitet, um Wechselstrom (d. h. elektrische Leistung) zu der Ankerwicklung 100b zuzuführen, und ebenfalls Wechselstrom, der von der Ankerwicklung 100b abgegeben wird, zu Gleichstrom umzuwandeln. Der Wandlerschaltkreis 112 ist mit drei Schaltmodulen 112a ausgestattet. Der Wandlerschaltkreis 112 ist in dem Gehäuse 110 in einem vorgegebenen Abstand von dem rückwärtigen Gehäuse 104b entfernt vorgesehen.
Die Ankerwicklung 100b ist, wie voranstehend beschrieben wurde, aus zwei Drei-Phasen-Wicklungen aufgebaut. Der Wandlerschaltkreis 112 ist deswegen mit zwei Drei-Phasen-Wandlern ausgestattet. Jeder der Drei-Phasen-Wandler ist auch sechs Wandlerschaltgeräten 112b aufgebaut. Der Wandlerschaltkreis 112 ist deswegen insgesamt mit zwölf Wandlerschaltgeräten 112b ausgestattet.
Jedes der Schaltmodule 112a ist aus vier der Wandlerschaltgeräte 112b aufgebaut, die den Wandlerschaltkreis 112 bestimmen.
Es ist jeweils eine Wärmesenke 113 für jedes der Schaltmodule 112a bereitgestellt. Die Wärmesenken 113 sind aus einem metallischen Element hergestellt und arbeiten, um Wärme die durch die Wandlerschaltgeräte 112b der Schaltmodule 112a erzeugt wird, zu verteilen. Jeder der Wärmesenken 113 hat den Körper (ebenfalls eine Wärmesenkenbasis genannt) 113a und die Flossen 113b.
Der Körper 113a ist aus einer rechteckigen Platte hergestellt. Die Flossen 113b sind jeweils aus einer dünnen Platte hergestellt und auf einer ersten Oberfläche, die eine von Hauptoberflächen des Körpers 113a ist, in gegebenen Abständen voneinander entfernt angeordnet.
Die Wärmesenken 113 sind in den Körper 110a des Gehäuses 11 einfüge-geformt und von dem rückwärtigen Gehäuse 104b entfernt angeordnet. Der Körper 113a von jeder der Wärmesenken 113 weist eine zweite Oberfläche auf, die der ersten Oberfläche davon gegenüberliegt, auf der die Flossen 113b montiert sind. Die zweite Oberfläche des Körpers 113a ist zu der drehenden elektrischen Maschine 10 freigelegt. Die Flossen 113b erstrecken sich von der drehenden elektrischen Maschine 10 weg. Die Schaltmodule 112a sind näher an der drehenden elektrischen Maschine 10 (d. h. dem axial vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung) als die Wärmesenken 113 angeordnet und in Berührung mit den Wärmesenken 113 platziert (d. h. mit dem Körper 113a). Mit anderen Worten, die Wärmesenken 113 liegen auf der gegenüberliegenden Seite der Wandlerschaltgeräte 112b zu der drehenden elektrischen Maschine 10 in Berührung mit den entsprechenden Wandlerschaltgeräten 112b. Jedes der Wandlerschaltgeräte 112b ist praktisch in Berührung mit einer der Wärmesenken 113 durch ein thermisch leitendes Adhäsiv, Schmierfett oder Blatt platziert, kann aber in direkter Berührung mit dem Körper 113a von einer der Wärmesenken 113 angeordnet sein. Die Schaltmodule 112a sind angrenzend in einem gegebenen Abstand voneinander entfernt in der Umfangsrichtung der drehenden elektrischen Maschine 10 angeordnet. In ähnlicher Weise sind die Wärmesenken 113 angrenzend in einem gegebenen Abstand voneinander entfernt in der Umfangsrichtung der drehenden elektrischen Maschine 10 angeordnet.
Der Wandlerschaltkreis 112 ist auf der ersten Leiterplatte 111 in Verbindung mit den Wandlerstromschienen 117 montiert. Die Wandlerstromschienen 117 sind aus metallischen Leitern hergestellt, die elektrisch mit dem Wandlerschaltkreis 112 verbinden. Die Wandlerstromschienen 117 sind in den Körper 110a des Gehäuses 110 einfüge-geformt. Die Wandlerstromschienen 117 weisen Endabschnitte 117a (d. h. Verbindungen) auf, die mit dem Wandlerschaltkreis 112 verbunden sind. Die Endabschnitte 117a sind in den Körper 110a des Gehäuses 110 einfüge-geformt und innerhalb der Flossen 113a in der radialen Richtung angeordnet und liegen näher an dem vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung als es die Flossen 113a sind.
Der Wandlerschaltkreis 112 ist ebenfalls mit Ankerwicklungsstromschienen (nicht gezeigt) in Verbindung, die aus metallischen Leitern hergestellt sind und die Schaltmodule 112a elektrisch mit der Ankerwicklung 100b verbinden. Verbindungen zwischen den Ankerwicklungsstromschienen und der Ankerwicklung 100b sind, wie die Verbindungen 117a der Wandlerstromschienen 117, näher an dem rückwärtigen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 10 als die erste Leiterplatte 111 angeordnet und in Umfangsrichtung zwischen zwei der Schaltmodule 112a und in Umfangsrichtung zwischen angrenzenden zwei der Wärmesenken 113 angeordnet.
Der Feldschaltkreis 114 arbeitet, um Gleichstrom zu der Feldwicklung 101b zuzuführen. Der Feldschaltkreis 114 ist mit Feldschaltgeräten 114a ausgestattet. Die Feldschaltgeräte 114a sind in Berührung mit der ersten Leiterplatte 111 platziert.
Die Bürsten 115 arbeiten, um Gleichstrom von dem Feldschaltkreis 114 zu der Feldwicklung 101b durch die Gleitringe 102a zu liefern. Die Bürsten 115 sind in dem Gehäuse 110 vorgesehen. Insbesondere weist der Körper 110a des Gehäuses 10 den Bürstenhalter 110h auf, der in der Mitte davon angeordnet ist. Die Bürsten 115 sind in dem Bürstenhalter 110 gehalten und von dem rückwärtigen Gehäuse 104b, dem Wandlerschaltkreis 112 und dem Steuerschaltkreis 116 entfernt angeordnet.
Der Steuerschaltkreis 116 arbeitet, um Betriebe des Wandlerschaltkreises 112 und des Feldschaltkreises 114 zu steuern. Der Steuerschaltkreis 116 ist mit elektrischen Geräten ausgestattet, die darauf montiert sind.
Die zweite Leiterplatte 118 ist ein Träger, auf dem das Winkelpositionfühlgerät 119 montiert ist. Das Winkelpositionfühlgerät 119 arbeitet, um die Winkelposition des Rotors 101 zu messen, wobei sie das durch den Winkelpositionfühlmagnet 105 erzeugte Magnetfeld verwendet. Die zweite Leiterplatte 118 weist darauf montiert das Drehpositionsfühlgerät 119 und einen Schaltkreis zum Bestimmen der Drehposition (d. h. der Winkelposition) des Rotors 101 durch das Winkelpositionfühlgerät 119 auf. Die zweite Leiterplatte 118 ist ebenfalls ein innerer Verdrahtungsträger oder -tafel, die das Winkelpositionfühlgerät 119 darauf verdrahtet. Die zweite Leiterplatte 118 weist Verdrahtungsmuster auf, die an einer äußeren Oberfläche davon und ebenfalls darin ausgebildet sind. Die zweite Leiterplatte 118 wird ebenfalls im Folgenden als zweiter Träger bezeichnet.
Die zweite Leiterplatte 118 erstreckt sich, wie aus 1 ersichtlich ist, in einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 10 innerhalb des Gehäuses 110. Die zweite Leiterplatte 118 weist eine vordere Oberfläche und eine rückwärtige, der vorderen Oberfläche in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 10 gegenüberliegende Oberfläche auf. Die zweite Leiterplatte 118 weist das Winkelpositionfühlgerät 119 an der vorderen Oberfläche montiert auf. Das Winkelpositionfühlgerät 119 ist in dem rückwärtigen Bereich des Winkelpositionfühlmagneten 105 in der axialen Richtung angeordnet. Mit anderen Worten ist das Winkelpositionfühlgerät 119 mit dem rückwärtigen Ende des Winkelpositionfühlmagneten 105 an einem Abstand davon ausgerichtet und näher an dem rückwärtigen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung als der Winkelpositionfühlmagnet 105 angeordnet.
Die zweite Leiterplatte 118 ist, wie deutlich aus 2 ersichtlich ist, aus einer streifenartigen Scheibe hergestellt, die eine Länge mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, die einander gegenüberliegen, hat und erstreckt sich in der radialen Richtung. Die zweite Leiterplatte 118 weist das Winkelpositionfühlgerät 119 auf, das auf dem ersten Ende (d. h. einem inneren Ende wenn 2 betrachtet wird, näher an der Mitte des Steuergeräts 11 als das zweite Ende liegt) montiert ist. Das zweite Ende der zweiten Leiterplatte 118 (d. h. ein äußeres Ende wenn 2 betrachtet wird) weist eine Breite auf, die kleiner als die des ersten Endes ist. Wenn 2 betrachtet wird, ist die zweite Leiterplatte 118 orientiert, die Länge aufzuweisen, die sich entlang eines durch eine Öffnung der U-förmigen ersten Leiterplatte 111 und drei Seiten der ersten Leiterplatte 111 umgebenden Raums erstreckt. Das erste Ende der ersten Leiterplatte 111, auf der das Winkelpositionfühlgerät 119 montiert ist, ist innerhalb des obigen Raums hinter dem rückwärtigen Ende des Winkelpositionfühlmagneten 105 in der axialen Richtung angeordnet.
Die zweite Leiterplatte 118 ist von der Fläche her kleiner als die erste Leiterplatte 111. Die zweite Leiterplatte 118 ist hermetisch durch das Harz 110g innerhalb des Gehäuses 110 abgedichtet, so dass die äußere Oberfläche der zweiten Leiterplatte 118 mit dem Harz 110g bedeckt ist.
Die zweite Leiterplatte 118 und das auf der zweiten Leiterplatte 118 installierte Winkelpositionfühlgerät sind, wie aus 3 ersichtlich ist, näher an dem vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung als die rückwärtigen Enden der Wärmesenken 113 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung angeordnet. Die rückwärtigen Enden der Wärmesenken 113 sind zu dem rückwärtigen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung gerichtet. Das Winkelpositionfühlgerät 119 ist ebenfalls näher an dem rückwärtigen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung als die vorderen Enden der Wärmesenken 113 in der axialen Richtung angeordnet. Mit anderen Worten, das Winkelpositionfühlgerät 119 ist in einem Raum vorgesehen, der um die Achse der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung innerhalb der Wärmesenken 113 definiert ist, wenn die Wärmesenken 113 in einer Umfangsrichtung der drehenden elektrischen Maschine 10 um die Achse der drehenden elektrischen Maschine 10 gedreht werden.
Das Winkelpositionfühlgerät 119 ist ein Sensor, der entworfen ist, ein Magnetfeld (d. h. einen Magnetfluss) zu erfassen, der durch den Winkelpositionfühlmagnet 105 erzeugt wird. Insbesondere ist das Winkelpositionfühlgerät 119 durch einen magnetischen Sensor (d. h. einen Magnetwinkelsensor) implementiert.
Das magnetische Element 120 ist durch eine magnetische Scheibe ausgebildet. Die magnetische Scheibe ist aus einem weichen magnetischen Material hergestellt. Insbesondere ist die magnetische Scheibe aus einem Eisenmetall wie z. B. Eisen hergestellt. Das magnetische Element 120 weist eine größere Fläche auf als die zweite Leiterplatte 118. Das magnetische Element 120 ist näher an dem rückwärtigen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung als die rückwärtigen Enden der zweiten Leiterplatte 118 und das Winkelpositionfühlgerät 119, das auf der zweiten Leiterplatte 118 montiert ist, in der axialen Richtung angeordnet und in einem Abstand von der zweiten Leiterplatte 118 und dem Winkelpositionfühlgerät 119 angeordnet. Das magnetische Element 120 weist eine Hauptoberfläche auf, die sich parallel zu einer Richtung erstreckt, in der sich die Hauptoberfläche der zweiten Leiterplatte 118 erstreckt. Das magnetische Element 120 ist fest an der Abdeckung 110b des Gehäuses 110 gesichert.
Der magnetische Schild 121 ist, wie das magnetische Element 120, durch eine magnetische Scheibe ausgebildet. Der magnetische Schild 121 ist näher an dem vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung als das rückwärtige Ende der ersten Leiterplatte 111 in der axialen Richtung angeordnet und in einem Abstand von der ersten Leiterplatte 111 angeordnet. Der magnetische Schild 121 weist eine Hauptoberfläche auf, die sich parallel zu einer Richtung erstreckt, in der sich die Hauptoberfläche der ersten Leiterplatte 111 erstreckt. Insbesondere ist der magnetische Schild 121 fest an dem rückwärtigen Ende des rückwärtigen Gehäuses 104b der drehenden elektrischen Maschine 10 gesichert, die zu dem rückwärtigen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung gerichtet ist.
BETRIEB DER DREHENDEN ELEKTRISCHEN MASCHINE MIT INTEGRIERTER STEUERUNG
Der Betrieb der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf 1, 3 und 4 beschrieben. Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung (d. h. die drehende elektrische Maschine 10) ist ausgewählt, in einer Motorbetriebsart und einer Generatorbetriebsart betreibbar. Die Motorbetriebsart wird zuerst behandelt, die die Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs erzeugt.
Wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird, wird der Gleichstrom zu den Schaltmodulen 112a des Wandlerschaltkreises 112 durch die Wandlerstromschienen 117 geliefert. Der Gleichstrom wird ebenfalls von dem Feldschaltkreis 114 und dem Steuerschaltkreis 116 durch andere Leitungsstromschienen und die erste Leiterplatte 111 zugeführt.
Aufgrund der Zufuhr des Gleichstroms beginnen der Schaltkreis 114 und der Steuerschaltkreis 116 zu arbeiten. Der Steuerschaltkreis 116 ist kann auf Anweisungen erwidern, die von einem externen Gerät eingegeben werden, um die Betriebe des Wandlerschaltkreises 112 und des Feldschaltkreises 114 zu steuern. Der Feldschaltkreis 114 ist durch den Steuerschaltkreis 116 gesteuert, um den Gleichstrom durch die Bürsten 115 und die Gleitringe 102a zu der Feldwicklung 101b zu liefern. Der Wandlerschaltkreis 112 wird durch den Steuerschaltkreis 116 gesteuert, um den Gleichstrom, der durch die Wandlerstromschiene 117 eingegeben wurde, in Wechselstrom umzuwandeln und führt diesen zu der Ankerwicklung 100b durch die voranstehend beschriebenen Ankerwicklungsstromschienen zu. Dies verursacht, dass die drehende elektrische Maschine 10 in der Motorbetriebsart arbeitet, um die Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs zu erzeugen.
Wenn die drehende elektrische Maschine 10 die Antriebskraft abgibt, drehen der Rotor 101 und die drehende Welle 102. Der Winkelpositionfühlmagnet 105, der an dem rückwärtigen Ende der drehenden Welle 102 angebracht ist, ist ebenfalls drehend, so dass sich der magnetische Fluss nahe dem Winkelpositionfühlmagneten ändert. Das Winkelpositionfühlgerät 119 erfasst eine derartige Änderung in dem Magnetfluss, um den Zustand der Drehung des Rotors 101 und der drehenden Welle 102 zu bestimmen. Der Zustand der Drehung wird durch den Steuerschaltkreis 116 verwendet, um die Drehung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung zu steuern.
Als nächstes wird die Generatorbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung zum Laden der in dem Fahrzeug montierten Speicherbatterie im Folgenden beschrieben.
Wenn die Generatorbetriebsart verwendet wird, wird die drehende elektrische Maschine 10 mit der Antriebsleistung von der in dem Fahrzeug montierten Maschine versorgt, so dass die Ankerwicklung 100b einen Wechselstrom erzeugt. Der Steuerschaltkreis 116 beendet das Schalten der Wandlerschaltgeräte 112b der Schaltmodule 112a. In den Wandlerschaltgeräten 112b installierte Dioden arbeiten, um den Wechselstrom, der von der Ankerwicklung 100b durch die Ankerwicklungsstromschienen geliefert wird, in Gleichstrom umzuwandeln, und gibt diesen dann zu der in dem Fahrzeug montierten Speicherbatterie aus. Die Speicherbatterie wird somit durch die durch die drehende elektrische Maschine 10 erzeugte elektrische Leistung geladen. Der Steuerschaltkreis 116 kann entworfen sein, die Wandelschaltgeräte 112b der Schaltmodule 112a als eine Funktion eines durch das Winkelpositionfühlgerät 119 abgeleiteten Winkels der Drehung des Rotors 101 ein- oder auszuschalten, um den Drei-Phasen-Wechselstrom, der durch die Ankerwicklung 100b erzeugt wird, in Gleichstrom umzuwandeln. Das Beenden der Schaltvorgänge der Wandlerschaltgeräte 112b wird durch Fühlen der Drehung des Rotors 101 und der drehenden Welle 102 erlangt, die durch die von der Maschine abgegebene Antriebskraft betätigt werden.
NUTZBRINGENDE VORTEILE
Die nutzbringenden Vorteile, die durch die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung dieser Ausführungsform angeboten werden, werden im Folgenden beschrieben.
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung hat die drehende elektrische Maschine 10 und das Steuergerät 11. Die drehende elektrische Maschine 10 ist mit dem Stator 100 mit der Ankerwicklung 100b und dem Rotor 101 mit der Feldwicklung 101b ausgestattet. Das Steuergerät 11 ist mit dem Steuerschaltkreis 116 ausgestattet, der die Betriebe des Wandlerschaltkreises 112 steuert, der die elektrische Leistung zu der Ankerwicklung 100b zuführt. Das Steuergerät 11 hat ebenfalls das Winkelpositionfühlgerät 119, das die Drehposition des Rotors 101 misst. Das Steuergerät 11 ist mit der ersten Leiterplatte 111 ausgestattet, auf der der Steuerschaltkreis 116 montiert ist, und mit der zweiten Leiterplatte 118, auf der das Winkelpositionfühlgerät 119 installiert ist. Die erste Leiterplatte 111 ist näher an der drehenden elektrischen Maschine 10 (d. h. dem vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung) als das Winkelpositionfühlgerät 119 in der axialen Richtung des Rotors 101 (d. h. der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung) angeordnet. Die erste Leiterplatte 111 ist in einem Abstand von dem Winkelpositionfühlgerät 119 in der axialen Richtung des Rotors 101 angeordnet.
Mit anderen Worten, die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung weist das Winkelpositionfühlgerät 119 auf, das näher an dem rückwärtigen Ende der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung als die erste Leiterplatte 111 angeordnet ist, und von der ersten Leiterplatte 111 weg angeordnet ist. Das Winkelpositionfühlgerät 119 ist deswegen weiter von der drehenden elektrischen Maschine 10 entfernt vorgesehen, so dass der durch die drehende elektrische Maschine 10 erzeugte magnetische Fluss kaum das Winkelpositionfühlgerät 119 erreicht, wodurch nachteilige Wirkungen des durch die drehende elektrische Maschine 10 erzeugten Magnetflusses auf den Betrieb des Winkelpositionfühlgeräts 119 minimiert werden. Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist deswegen in der Lage, ein Risiko zu minimieren, dass das Winkelpositionfühlgerät 119 einen Fehler in der Bestimmung der Drehposition des Rotors 101 aufgrund des durch die drehende elektrische Maschine 10 erzeugten magnetischen Flusses erzeugt.
Wie voranstehend beschrieben wurde, ist die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung mit der ersten Leiterplatte 111 ausgestattet, auf der der Steuerschaltkreis 116 montiert ist, und der zweiten Leiterplatte 118, auf der das Winkelpositionfühlgerät 119 installiert ist. Das Winkelpositionfühlgerät 119 ist deswegen nicht auf der ersten Leiterplatte 111 montiert, auf der der Steuerschaltkreis 116 installiert ist. Die erste Leiterplatte 111 ist ein Träger, dessen Größe größer als die der zweiten Leiterplatte 118 ist, und weist darauf montiert elektrische Geräte auf, die eine große Wärmemenge erzeugen. Die erste Leiterplatte 111 kann deswegen einfach thermisch verformt werden. Die erste Leiterplatte 111 weist eine große Fläche auf, die eine Verformung davon erleichtert, wenn sie in der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung installiert ist. Das Winkelpositionfühlgerät 119 ist, wie voranstehend beschrieben wurde, an der zweiten Leiterplatte 118 so gesichert, dass es nicht durch eine Verformung der ersten Leiterplatte 111 beeinflusst ist, wodurch die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts 119 sichergestellt ist.
Das Steuergerät 11 der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist mit den Schaltmodulen 112a ausgestattet, die den Wandlerschaltkreis 112 bestimmen, und den Wandlerstromschienen 117, die mit den Schaltmodulen 112a gefügt sind. Die Verbindungen 117a zwischen den Schaltmodulen 112a und den Wandlerstromschienen 117 sind näher an dem vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung (insbesondere das rückwärtige Ende der drehenden elektrischen Maschine 10) in der axialen Richtung als die Schaltmodule 112a der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung angeordnet.
Der Abstand zwischen den Verbindungen 117a (d. h. den Wandlerstromschienen 117) und dem Winkelpositionfühlgerät 119 ist relativ lange, wodurch sich eine Verringerung der Dichte des Magnetflusses nahe dem Winkelpositionfühlgerät 119 ergibt, der durch die Steuerung des elektrischen Stroms durch die Verbindungen 117a oder die Wandlerstromschienen 117 erzeugt wird. Dies minimiert die nachteiligen Wirkungen des Magnetflusses auf den Betrieb des Winkelpositionfühlgeräts 119.
Das Steuergerät 11 der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist mit den Schaltmodulen 112a ausgestattet, die den Wandlerschaltkreis 112 bestimmen, und den Wärmesenken 113, die dienen, um durch die Schaltmodule 112a erzeugte Wärme zu verteilen. Das Winkelpositionfühlgerät 119 ist näher an der Achse des Rotors 101 (d. h. der Mitte der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung) als die Wärmesenken 113 in der radialen Richtung des Rotors 101 angeordnet.
Mit anderen Worten ist das Winkelpositionfühlgerät 119 innerhalb der Wärmesenken 113 in der radialen Richtung des Rotors 101 so angeordnet, dass ein durch die Wärmesenken 113 strömendes Kühlmedium (d. h. durch einen ersten Kühlungsströmungspfad, der durch das Gehäuse 110 und das rückwärtige Gehäuse 104b definiert ist, sich bewegende Luft) das Winkelpositionfühlgerät 119 trifft, und dabei das Winkelpositionfühlgerät 119 (und die zweite Leiterplatte 118) kühlt.
Noch genauer wird die Drehung des Rotors 101 der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung verursachen, dass der Ventilator 101c Luftströme erzeugt (d. h. Kühlmedium), um das Steuergerät 11 zu kühlen. Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist mit Kühlungsströmungspfaden (d. h. dem ersten Kühlungsströmungspfad) ausgestattet, der in dem Gehäuse 110 und dem rückwärtigen Gehäuse 104b definiert ist.
Die Kühlungsströmungspfade erstrecken sich von den Öffnungen 110f der Abdeckung 110b zu dem Äußeren des rückwärtigen Gehäuses 104b durch die Wärmesenken 113 und das rückwärtige Gehäuse 104b. Jeder der Kühlungsströmungspfade liefert eine Luftströmung zu einer entsprechenden der Wärmesenken 113, richtet die Luftströmung, die durch die eine der Wärmesenken 113 durchgetreten ist, in das rückwärtige Gehäuse 104b, und gibt dann die Luftströmung zu einem Äußeren des rückwärtigen Gehäuses 104b ab. Derartige Strömungen der Luft kühlen ebenfalls das Winkelpositionfühlgerät 119 (d. h. die zweite Leiterplatte 118).
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist ebenfalls mit einem zweiten Kühlungsströmungspfad ausgestattet, der eine Luftströmung zwischen dem Steuerschaltkreis 116 und dem rückwärtigen Gehäuse 104b zuführt, die Luftströmung, die zwischen dem Steuerschaltkreis 116 und dem rückwärtigen Gehäuse 104b durchgetreten ist, in das rückwärtige Gehäuse 104b richtet, und dann die Luftströmung zu einem Äußeren des rückwärtigen Gehäuses 104b abgibt.
Das Steuergerät 11 der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist, wie voranstehend beschrieben wurde, mit den Schaltmodulen 112a ausgestattet, die den Wandlerschaltkreis 112 bestimmen, und den Wärmesenken 113, die dazu dienen, die durch die Schaltmodule 112a erzeugte Wärme zu verteilen. Das Winkelpositionfühlgerät 119 ist näher an dem vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung als die rückwärtigen Enden der Wärmesenken 113 in der radialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung angeordnet.
Mit anderen Worten liegt das Winkelpositionfühlgerät 119 näher an der drehenden elektrischen Maschine 10 als die rückwärtigen Enden der Wärmesenken 113 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 10, wodurch sich eine verringerte Abmessung des Steuergeräts 11 (d. h. die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung) in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ergibt.
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung weist die zweite Leiterplatte 118 auf, die von kleinerer Größe als die erste Leiterplatte 11 ist.
Insbesondere ist die zweite Leiterplatte 118, auf der das Drehpositionsfühlgerät 119 montiert ist, von kleinerer Größe (z. B. Oberflächenfläche oder projizierte Fläche in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung betrachtet) als die erste Leiterplatte 111. Dies ergibt eine kleinere Verformung (d. h. Verwindung) der zweiten Leiterplatte 118 als der ersten Leiterplatte 111.
Das Winkelpositionfühlgerät 119, das in der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung installiert ist, ist durch einen Magnetwinkelsensor implementiert.
Die Verwendung des Magnetwinkelsensors ermöglicht es, dass das Winkelpositionfühlgerät 119 in seiner Größe reduziert wird.
Die kleinere Größe der zweiten Leiterplatte 118 ergibt gewöhnlicher Weise eine verringerte Wärmekapazität davon. Die zweite Leiterplatte 118 ist deswegen weniger empfindlich auf von den Schaltmodulen 112a, die auf der ersten Leiterplatte montiert sind, übertragene Wärme, wodurch eine unerwünschte Verformung der zweiten Leiterplatte 118 vermieden wird, nämlich eine Minimierung einer Fehlausrichtung des Winkelpositionfühlgeräts 119.
Das Steuergerät 11 der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung weist die erste Leiterplatte 111 und die zweite Leiterplatte 118 auf, von denen zumindest eine mit Harz bedeckt ist. Dies ergibt eine Verringerung des Wärmeübertragungswiderstands (z. B. thermischer Widerstand) von der einen aus erster Leiterplatte 111 und zweiter Leiterplatte 118, und verbessert somit die Wärmeverteilung von der einen aus erster Leiterplatte 111 und zweiter Leiterplatte 118.
Das Steuergerät 11 der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist mit dem magnetischen Element 120 ausgestattet, das in dem rückwärtigen Bereich des Winkelpositionfühlgeräts 119 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung angeordnet ist.
Deswegen strömt der magnetische Fluss durch das magnetische Element 120. Diese Strömung dient zum Minimieren einer Störung in dem magnetischen Fluss, der durch das Winkelpositionfühlgerät 119 durchtritt (d. h. der magnetische Fluss, der durch das Winkelpositionfühlgerät 119 erfasst wird), das vor dem magnetischen Element 120 angeordnet ist, stellt dabei die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts 119 sicher. In einem Fall, in dem ein zweites magnetisches Element wie z. B. ein Drahtgitter nahe dem Steuergerät 11 oder der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung in der Abwesenheit des magnetischen Elements 120 angeordnet ist, wird der durch das Winkelpositionfühlgerät 119 durchtretende magnetische Fluss (d. h. der magnetische Fluss, der durch das Winkelpositionfühlgerät 119 erfasst wird) durch das zweite magnetische Element strömen. Mit anderen Worten wird das Vorhandensein des zweiten magnetischen Elements in einer Störung in dem durch das Winkelpositionfühlgerät 119 erfassten magnetischen Fluss resultieren, was die Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts 119 verringert.
Die Verwendung des magnetischen Elements 120 dient jedoch zum Reduzieren der Störung in dem durch das Winkelpositionfühlgerät 119 durchtretenden magnetischen Fluss und stellt dabei die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts 119 sicher.
Wenn zusätzlich eine beliebige Art von Element, das ein elektromagnetisches Geräusch erzeugt (d. h. eine Quelle elektromagnetischen Geräusches) außerhalb der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung vorgesehen ist, funktioniert das magnetische Element 120, das zwischen dem Winkelpositionfühlgerät 119 und der Quelle elektromagnetischen Geräusches liegt, als magnetischer Schild, um das Winkelpositionfühlgerät 119 vor dem elektromagnetischen Geräusch zu schützen.
Das Steuergerät 11 der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist mit dem Gehäuse 110 ausgestattet, in dem die erste Leiterplatte 111 und die zweite Leiterplatte 118 untergebracht sind, die zwischen dem magnetischen Element 120 und dem rückwärtigen Ende der drehenden elektrischen Maschine 10 angeordnet sind. Diese Anordnung erleichtert das Anbringen des magnetischen Elements 120 an dem Gehäuse 110.
Das Steuergerät 11 der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist mit dem magnetischen Schild 121 ausgestattet, das zwischen der zweiten Leiterplatte 118 und der drehenden elektrischen Maschine 10 vorgesehen ist. Das magnetische Schild 121 dient dazu, eine Eingabe eines elektromagnetischen Geräusches zu blockieren, das von der drehenden elektrischen Maschine 10 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 10 nach rückwärts zu der zweiten Leiterplatte 118 übertragen wird, und dabei nachteilige Wirkungen des elektromagnetischen Geräusches, das durch die drehende elektrische Maschine 10 erzeugt wird, auf den Betrieb des Winkelpositionfühlgeräts 119 abzumildern, was die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts 119 sicherstellt.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
4 zeigt die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform, die das an der zweiten Leiterplatte 118 gesicherte magnetische Element 120 aufweist. Andere Anordnungen sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform.
Das magnetische Element 120 weist, wie deutlich in 4 dargestellt ist, eine Hauptoberfläche, die an einer rückwärtigen Hauptoberfläche des Harzes 110g, das die zweite Leiterplatte 118 hermetisch abdichtet, anhaftet oder nahe daran angebracht ist. Mit anderen Worten ist das magnetische Element 120 an der zweiten Leiterplatte 118 durch das Harz 110g gesichert.
NUTZBRINGENDER VORTEIL
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform lediglich in dem magnetischen Element 120, das an, oder mit anderen Worten, durch die zweite Leiterplatte 118 gehalten ist, und bietet somit im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie die der ersten Ausführungsform.
Das magnetische Element 120 ist, wie voranstehend beschrieben wurde, an der zweiten Leiterplatte 118 gesichert, oder mit anderen Worten, in der Nähe des Winkelpositionfühlgeräts 119 im Vergleich zu der Struktur der ersten Ausführungsform platziert, was somit weiter die Störung in dem von der drehenden elektrischen Maschine 10 zu dem magnetischen Element 120 strömenden magnetischen Fluss verringert.
Das magnetische Element 120 kann alternativ an der ersten Leiterplatte 111 gesichert sein. Dies bietet ebenfalls die gleichen Vorteile wie die der voranstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform.
MODIFIKATIONEN DER ERSTEN UND ZWEITEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die zweite Leiterplatte 118 der ersten und zweiten Ausführungsformen, die bereits mit Bezug auf 2 beschrieben wurde, ist aus einer im Wesentlichen rechteckigen Scheibe mit dem ersten Ende (d. h. dem inneren Ende) und dem zweiten Ende (d. h. dem äußeren Ende) hergestellt. Das zweite Ende ist in seiner Breite kleiner als das erste Ende. Die zweite Leiterplatte 118 kann jedoch entworfen sein, um einen andere Konfiguration aufzuweisen.
Zum Beispiel kann die zweite Leiterplatte 118 in einer Keilform ausgebildet sein, um eine Breite (d. h. eine Abmessung in der radialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 10) aufzuweisen, die von dem zweiten Ende, auf dem das Winkelpositionfühlgerät 119 montiert ist, zu dem ersten Ende ansteigt, oder alternativ in Form eines Flaschenkürbisses ausgebildet sein, um eine Breite aufzuweisen, die zwischen den ersten und zweiten Enden variiert.
Die zweite Leiterplatte 118 ist, wie voranstehend beschrieben wurde, in der Größe kleiner als die erste Leiterplatte 111, kann jedoch in einer Länge geformt sein, die sich in der radialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 10 erstreckt, und einen kleineren Flächenabschnitt innerhalb der U-Form der ersten Leiterplatte 111 vorgesehen aufweist. Es ist empfehlenswert, dass die zweite Leiterplatte 118, die in der radialen Richtung lang ist, einen Abschnitt aufweist, der nahe dem Winkelpositionfühlgerät 119 befestigt ist. Der Abstand zwischen dem festen Abschnitt und dem zweiten Ende (d. h. der äußeren Seite) der zweiten Leiterplatte 118 wird deswegen lang sein, und dabei die Fehlausrichtung des Winkelpositionfühlgeräts 119 mit dem Winkelpositionfühlmagneten 105 minimieren.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
5 und 6 stellen die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung gemäß der dritten Ausführungsform dar, die das magnetische Element 120 an einer äußeren Oberfläche des Steuergeräts 11 gesichert aufweist. Andere Anordnungen sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform, und eine Erläuterung davon wird hier im Detail ausgelassen.
Das magnetische Element 120 ist, wie aus 5 und 6 ersichtlich ist, in dem rückwärtigen Bereich des rückwärtigen Endes des Winkelpositionfühlgeräts 119 des Steuergeräts 11 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung angeordnet. Das magnetische Element 120 ist, wie aus der perspektivischen Ansicht der 5 ersichtlich ist, fest an der äußeren Oberfläche des Abdeckung 110b des Gehäuses 110 des Steuergeräts 11 (d. h. der rückwärtigen äußeren Oberfläche der Abdeckung 110b) gesichert.
Das magnetische Element 120 hat den Hauptkörper 120a, die Seitenwand 120b, Anbringungslaschen 120c und die Kabelhalter 120f.
Der Hauptkörper 120a ist ein Scheibenelement, das sich entlang der rückwärtigen Oberfläche der Abdeckung 110b des Gehäuses 110 erstreckt. Insbesondere ist der Hauptkörper 120a in Form eines Bogens ausgebildet, der einen Abschnitt der Oberfläche des rückwärtigen Endes der Abdeckung 110 bedeckt. Noch genauer ist der Hauptkörper 120a, wie in einer Draufsicht der 6 dargestellt ist, so geformt, dass er teilweise einen Kantenabschnitt der Oberfläche des rückwärtigen Endes der Abdeckung 110b bedeckt. Mit anderen Worten bedeckt der Hauptkörper 120a nicht einen Abschnitt der Abdeckung 110b, der mit dem rückwärtigen Ende der drehenden Welle 102 der drehenden elektrischen Maschine 10 oder dem Winkelpositionfühlmagneten 105 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ausgerichtet ist.
Die Seitenwand 120b ist einstückig mit dem Hauptkörper 120a ausgebildet und erstreckt sich entlang der Seitenoberfläche der Abdeckung 110b des Gehäuses 110. Die Seitenwand 120b verbindet zwischen dem Hauptkörper 120a und den Anbringungslaschen 120c.
Die Anbringungslaschen 120c sind mit dem magnetischen Element 120 zu der drehenden elektrischen Maschine 10 gefügt. Die Anbringungslaschen 120c erstrecken sich von der Seitenwand 120b in der radialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung nach außen. Die Anbringungslaschen 120c weisen Öffnungen auf, durch die die Schrauben 120d eingefügt sind. Das Anbringen des magnetischen Elements 120 an der drehenden elektrischen Maschine 10 wird durch Einfügen der Schrauben 120d durch die Öffnungen der Anbringungslaschen 120c und gewindeeingreifendem Befestigen der Schrauben 120d in die Klammern 120e des rückwärtigen Gehäuses 104 erlangt.
Die Anzahl der Anbringungslaschen 120c ist nicht auf die dargestellte (in dieser Ausführungsform zwei) begrenzt, solange die Stabilität der Anbringung des magnetischen Elements 120 an der drehenden elektrischen Maschine 10 sichergestellt ist. Je größer die Anzahl der Anbringungslaschen 120c ist, desto fester ist das magnetische Element 120 an der drehenden elektrischen Maschine 10 gesichert, und desto kleiner ist die Fehlausrichtung des magnetischen Elements 120 mit der drehenden elektrischen Maschine 10.
Die Klammern 120e sind auf dem Gehäuse 104 (insbesondere dem rückwärtigen Gehäuse 104b) der drehenden elektrischen Maschine 10 ausgebildet, können aber alternativ auf dem vorderen Gehäuse 104a der drehenden elektrischen Maschine 10 oder dem Gehäuse 110 des Steuergeräts 11 bereitgestellt sein. In dem Fall, in dem das Gehäuse 110 des Steuergeräts 11 mit den Klammern 120e bereitgestellt ist, werden die Anbringungslaschen 120c verwendet, um das magnetische Element 120 an das Steuergerät 11 zu sichern.
Jeder der Kabelhalter 120f hält (ein) äußere(s) Kabel, das (die) mit der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung verbunden ist (sind), oder sich alternativ um oder nahe der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung erstreckt(en), ohne daran gefügt zu sein. In dieser aus 5 und 6 ersichtlichen Ausführungsform enthält einer der Kabelhalter 120f sowohl ein elektrisches Stromkabel 120g wie auch ein Verbindungskabel 120h, während der andere Kabelhalter 120f lediglich das Verbindungskabel 120h hält. Das elektrische Stromkabel 120g ist eine elektrische Leitung, durch die elektrischer Strom strömt, wenn die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung in Betrieb ist. Das Verbindungskabel 120h ist eine elektrische Leitung, durch die ein Steuersignal fließt, wenn die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung in Betrieb ist.
Die Art der Kabelhalter 120f ist nicht auf die Dargestellte begrenzt, solange sie in der lange sind, (ein) Kabel an der drehenden elektrischen Maschine 10 zu sichern. In dieser Ausführungsform ist einer der Kabelhalter 120f durch die Klemme 120i implementiert, während der andere Kabelhalter 120f durch den Kabelbinder 120j implementiert ist. Die Klemme 120i hält das elektrische Stromkabel 120g und das Verbindungskabel 120h. Der Kabelbinder 120j hält lediglich das Verbindungskabel 120h. Das Anbringen von jedem der Klemme 120i und dem Kabelbinder 120j an der drehenden elektrischen Maschine 10 kann durch Einfügen von Klauen oder Laschen der Klemme 120i und des Kabelbinders 120j in eine in dem Hauptkörper 120a oder der Seitenwand 120b ausgebildete Öffnung erlangt werden.
Die Anzahl der Kabelhalter 120f ist nicht auf die dargestellte (in dieser Ausführungsform zwei) begrenzt. Insbesondere wird das elektrische Stromkabel 120g durch einen der Kabelhalter 120f gehalten. Das Verbindungskabel 120h wird durch die zwei Kabelhalter 120f gehalten.
NÜTZLICHER VORTEIL
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform lediglich in dem magnetischen Element 120, das an die äußere Oberfläche der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung angebracht ist, und bietet somit im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie die der ersten Ausführungsform.
Das magnetische Element 120 ist, wie voranstehend beschrieben wurde, hinter dem rückwärtigen Ende des Winkelpositionfühlgeräts 119 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung angeordnet. Dies minimiert die Störung des Magnetflusses, der von der drehenden elektrischen Maschine 10 zu dem magnetischen Element 120 strömt.
Insbesondere strömt der magnetische Fluss, der durch den Winkelpositionfühlmagneten 105 der drehenden elektrischen Maschine 10 erzeugt wird, radial zu dem rückwärtigen Bereich der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung in deren axialer Richtung. Das magnetische Element 120 ist hinter dem rückwärtigen Bereich des Winkelpositionfühlgeräts 119 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung platziert, und erzeugt dabei einen gleichmäßigen Strom des Magnetflusses, der durch das magnetische Element 120 durchtritt. Der Winkelpositionfühlmagnet 105, das Winkelpositionfühlgerät 119 und das magnetische Element 120 sind in dieser Reihenfolge mit der Richtung ausgerichtet, in der der Magnetfluss strömt. Das Winkelpositionfühlgerät 119 ist innerhalb des gleichmäßigen Stroms des magnetischen Flusses angeordnet, der von dem Winkelpositionfühlmagnet 105 zu dem magnetischen Element 120 strömt. Die Störung in dem magnetischen Fluss, der von der drehenden elektrischen Maschine 10 zu dem magnetischen Element 120 strömt, ist deswegen verringert, und dadurch die Stabilität der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts 119 sichergestellt.
In dieser Offenbarung bedeutet die Tatsache, dass ein Bauteil der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung hinter dem rückwärtigen Bereich des Winkelpositionfühlgeräts 119 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung angeordnet ist, nicht notwendigerweise, die Ausrichtung des Bauteils mit der Achse der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung.
Noch genauer, in der Abwesenheit eines magnetischen Elements um den Winkelpositionfühlmagnet 105 (oder das Winkelpositionfühlgerät 119), wie in 7 dargestellt ist, strahlt der durch den Winkelpositionfühlmagnet 105, der an dem rückwärtigen Ende der drehenden Welle 102 der drehenden elektrischen Maschine 10 angebracht ist, erzeugte magnetische Fluss gleichförmig. Falls das externe magnetische Element 200, wie in 8 dargestellt ist, in einem Bereich platziert ist, in dem der durch den Winkelpositionfühlmagnet 105 erzeugte magnetische Fluss strömt, z. B. an einer Stelle weg von der äußeren Oberfläche der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung, zieht das externe magnetische Element 200 den magnetischen Fluss an, wodurch sich eine Störung in einer Strömung des magnetischen Flusses ergibt. Zum Beispiel werden Strömungen des magnetischen Flusses, wie durch gestrichelte Linien in 8 dargestellt ist, von denen erwartet wird, dass sie durch den Winkelpositionfühlmagnet 105 in der Abwesenheit des externen magnetischen Elements 200 erzeugt werden, durch das externe magnetische Element 200 angezogen, um Strömungen des magnetischen Flusses zu erzeugen, die durch durchgehende Linien dargestellt sind, so dass die Größe des magnetischen Flusses, der durch das Winkelpositionfühlgerät 119 strömt, und die Orientierung davon sich ändern werden, wodurch sich eine Störung des magnetischen Flusses ergibt. Dies führt zu einer Verschlechterung der Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts 119.
Im Gegensatz zu dem voranstehend Beschriebenen, wenn sich das magnetische Element 120 hinter dem rückwärtigen Ende des Winkelpositionfühlgeräts 119 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung befindet, wie in 9 deutlich dargestellt ist, wird dies verursachen, dass der durch den Winkelpositionfühlmagnet 105 erzeugte magnetische Fluss durch das magnetische Element 120 sogar in dem Vorhandensein des externen magnetischen Elements 200 angezogen wird, wodurch eine gleichmäßige Strömung des magnetischen Flusses erzeugt wird, der durch das magnetische Element 120 durchdringt, um die Störung in dem magnetischen Fluss zu minimieren, der von der drehenden elektrischen Maschine 10 zu dem magnetischen Element 120 fließt.
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist ebenfalls entworfen, um das magnetische Element 120 an dem Äußeren der Abdeckung 110b des Gehäuses 110 des Steuergeräts 11 gesichert aufzuweisen (d. h., die rückwärtige äußere Oberfläche der Abdeckung 110b, die das rückwärtige Ende der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ist). Der magnetische Fluss, der von der drehenden elektrischen Maschine 10 abgestrahlt wurde, fließt durch das magnetische Element 120, das außerhalb der Abdeckung 110b des Gehäuses 110 vorgesehen ist. Dies verhindert, dass der magnetische Fluss, der von der drehenden elektrischen Maschine 10 zu dem magnetischen Element 120 strömt, gestört wird.
Die Struktur der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung dieser Ausführungsform erleichtert deswegen das Anbringen des magnetischen Elements 120 an der Abdeckung 110b des Gehäuses des Steuergeräts 11 im Vergleich damit, wenn das magnetische Element 120 innerhalb des Gehäuses 110 installiert ist.
Mit anderen Worten ist die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung dieser Ausführungsform entworfen, um das magnetische Element daran gesichert aufzuweisen (d. h. das Gehäuse 104 der drehenden elektrischen Maschine 10), und dabei stark die Störung in dem magnetischen Fluss zu reduzieren. Das Sichern des magnetischen Elements 120 an dem Gehäuse 104 der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung minimiert ein Risiko einer Fehlausrichtung des magnetischen Elements 120 (d. h. einer Fehlausrichtung des Winkelpositionfühlgeräts 119 mit dem magnetischen Element 120). Dies ergibt eine Stabilität in dem Minimieren der Störung des magnetischen Flusses, der durch das Winkelpositionfühlgerät 119 durchdringt.
Das magnetische Element 120 ist, wie voranstehend beschrieben wurde, mit den Kabelhaltern 120f ausgestattet, die das elektrische Stromkabel 120g und das Verbindungskabel 120h halten.
Die Verwendung der Kabelhalter 120f, die an dem magnetischen Element 120 angebracht sind, erleichtert das Sichern des elektrischen Stromkabels 120g und des Verbindungskabels 120h an der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ohne zusätzliche Befestiger zu verwenden. Die Sicherung des elektrischen Stromkabels 120g und des Verbindungskabels 120h an der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung minimiert ein Risiko eines Bruchs derselben oder einer Entfernung von Verbindern, mit denen das elektrische Stromkabel 120g und das Verbindungskabel 120h gekoppelt sind.
ERSTE MODIFIKATION DER DRITTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung der dritten Ausführungsform weist den im Wesentlichen bogenförmigen Hauptkörper 120a des magnetischen Elements 120 auf. Insbesondere weist der Hauptkörper 120a, wie aus 6 ersichtlich ist, einen bogenförmigen Randumriss auf. Der Hauptkörper 120a kann alternativ entworfen sein, um eine Konfiguration aufzuweisen, die in 10 oder 11 dargestellt ist. 10 und 11 sind Draufsichten, wie 6, die das magnetische Element 120 darstellen, von dem die Kabel 120g und 120h zum Zweck der Sichtbarkeit entfernt werden.
Der Hauptkörper 120a der 10 ist in einer im Wesentlichen T-Form mit einem bogenförmigen Seitenprofil ausgebildet. Insbesondere weist der Hauptkörper 120a die Mittelerstreckung 220 auf, die sich über die Mitte der rückwärtigen Oberfläche der Abdeckung 110b erstreckt.
Der Hauptkörper 120a der 11 ist in der Größe größer als der Eine in 10. Insbesondere weist der Hauptkörper 120a ein bogenförmiges Seitenprofil auf und weist ebenfalls eine Fläche auf, die im Wesentlichen die gesamte rückwärtige Oberfläche der Abdeckung 110b bedeckt.
Der Hauptkörper 120a des magnetischen Elements 120 in jeder der 10 und 11 ist geformt, um zumindest den Mittelabschnitt der rückwärtigen Oberfläche der Abdeckung 110b zu bedecken. Die Mitte oder der Mittelabschnitt der Abdeckung 110b ist mit der Achse der drehenden Welle 102 der drehenden elektrischen Maschine 10 (d. h. der Winkelpositionfühlmagnet 105, der an dem rückwärtigen Ende der drehenden Welle 102 angebracht ist) in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ausgerichtet. Mit anderen Worten ist das magnetische Element 120 an einem minimalen Abstand von dem Winkelpositionfühlmagneten 105 angeordnet.
NÜTZLICHER VORTEIL
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung dieser Modifikation unterscheidet sich von der der dritten Ausführungsform lediglich in der Konfiguration des Hauptkörpers 120a des magnetischen Elements 120, und bietet somit im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie die in der dritten Ausführungsform.
Die Struktur der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung weist einen verringerten Abstand zwischen dem Winkelpositionfühlmagneten und dem magnetischen Element 120 auf, und reduziert dabei weiter die Störung in dem magnetischen Fluss, der von der drehenden elektrischen Maschine 10 zu dem magnetischen Element 120 fließt.
Zusätzlich ist der Hauptkörper 120a des magnetischen Elements 120 in jeder der 10 und 11 in der Fläche kleiner als der Eine in den voranstehenden Ausführungsformen. Mit anderen Worten bedeckt oder überlappt das magnetische Element 120 (d. h. der Hauptkörper 120a) eine erhöhte Fläche der Abdeckung 110b und funktioniert somit als thermischer Schild, um eine Wärmeübertragung von einem Äußeren der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung zu der drehenden elektrischen Maschine 10 und dem Steuergerät 11 zu blockieren, wodurch sich ein Anstieg des allgemeinen Wärmewiderstands der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung ergibt.
Wie aus der voranstehenden Diskussion betreffend die dritte Ausführungsform und die Modifikation der dritten Ausführungsform deutlich wird, muss das magnetische Element 120 nicht notwendiger Weise auf einer ausgedehnten Linie der Achse des Winkelpositionfühlgeräts 119 angeordnet sein, solange es hinter dem rückwärtigen Bereich des Winkelpositionfühlgeräts 119 in der axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine 1 mit integrierter Steuerung angeordnet ist.
ZWEITE MODIFIKATION DER DRITTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Das Steuergerät 11 in jeder der dritten Ausführungsform und der ersten Modifikation der dritten Ausführungsform ist ähnlich wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen mit der ersten Leiterplatte 111 und der zweiten Leiterplatte 118 ausgestattet, aber nicht auf eine derartige Struktur begrenzt.
Zum Beispiel kann die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung wie in der Struktur gemäß dem Stand der Technik eine einzelne Schaltkreistafel haben, auf der das Winkelpositionfühlgerät 119 zusammen mit dem Wandlerschaltkreis 112, dem Feldschaltkreis 114 und dem Steuerschaltkreis 116 montiert ist.
ERSTE MODIFIKATION DER ERSTEN BIS DRITTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung in den ersten bis dritten Ausführungsformen und die voranstehend beschriebenen Modifikationen sollen einen Winkelpositionssensor (ebenfalls ein Drehpositionssensor genannt) verwenden, der aus dem Winkelpositionfühlmagnet und dem Winkelpositionfühlgerät 119 aufgebaut ist, um die Drehung (d. h. einen Drehwinkel) der drehenden Welle 102 zu messen, ist aber nicht auf eine derartige Struktur begrenzt. Zum Beispiel kann der Winkelpositionssensor durch einen Drehmelder implementiert sein, um Grade einer Drehung der drehenden Welle 102 zu messen.
ZWEITE MODIFIKATION DER ERSTEN BIS DRITTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung in der ersten bis dritten Ausführungsform und die voranstehend beschriebenen Modifikationen sind entworfen, um das einzelne Winkelpositionfühlgerät 119 darin installiert aufzuweisen, können aber alternativ mit zwei oder mehreren Winkelpositionfühlgeräten 119 ausgestattet sein. Zum Beispiel kann die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung eine Mehrzahl von Winkelpositionfühlgeräten 119 aufweisen, die voneinander entfernt auf der zweiten Leiterplatte 118 montiert sind. Insbesondere weist die zweite Leiterplatte 118 eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche auf, die einander durch eine Dicke davon gegenüberliegen. Die Winkelpositionfühlgeräte 119 können voneinander entfernt lediglich auf einer der ersten und zweiten Oberflächen der zweiten Leiterplatte 118 oder alternativ sowohl auf der ersten Oberfläche wie auch der zweiten Oberfläche der zweiten Leiterplatte 118 vorgesehen sein. In dem Fall, in dem die Winkelpositionfühlgeräte 119 sowohl auf den ersten wie auch auf den zweiten Oberflächen der zweiten Leiterplatte 118 platziert sind, kann die Anordnung von einigen der Winkelpositionfühlgeräten 119 auf der ersten Oberfläche symmetrisch zu der der anderen Winkelpositionfühlgeräten 119 auf der zweiten Oberfläche mit Bezug auf die Dicke der zweiten Leiterplatte 118 sein.
DRITTE MODIFIATION DER ERSTEN BIS DRITTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung in der ersten bis dritten Ausführungsform und die voranstehend beschriebenen ersten bis dritten Modifikationen sind mit der drehenden elektrischen Maschine 10 ausgestattet, die eine Feldwicklung 101b in dem Rotor 101 aufweist, sind aber nicht auf eine derartige Struktur begrenzt. Zum Beispiel kann die drehende elektrische Maschine 1 mit integrierter Steuerung mit der drehenden elektrischen Maschine 10 ausgestattet sein, die einen Rotor 101 mit Permanentmagnet aufweist.
Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen offenbart wurde, um ein besseres Verständnis davon zu erleichtern, sollte es anerkannt werden, dass die Erfindung in verschiedenen Weisen ausgeführt werden kann, ohne von der Grundlage der Erfindung abzuweichen. Deswegen sollte die Erfindung so verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Modifikationen zu der gezeigten Ausführungsform einschließt, die ausgeführt werden können, ohne von der Grundlage der Erfindung abzuweichen, wie sie in den anhängenden Ansprüchen ausgeführt ist.
Eine drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung hat eine drehende elektrische Maschine und ein Steuergerät. Die drehende elektrische Maschine ist mit einem Stator und einem Rotor ausgestattet. Das Steuergerät ist mit einem Steuerschaltkreis für einen Wandlerschaltkreis und einem Winkelpositionfühlgerät ausgestattet, der arbeitet, um eine Winkelposition des Rotors zu messen. Das Steuergerät weist einen ersten Träger, auf dem der Steuerschaltkreis montiert ist, und einen zweiten Träger auf, auf dem das Winkelpositionfühlgerät montiert ist. Der erste Träger ist näher an der drehenden elektrischen Maschine als das Winkelpositionfühlgerät in einer axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung angeordnet. Dies minimiert nachteilige Wirkungen des Magnetflusses, der durch die drehende elektrische Maschine erzeugt wird, auf den Betrieb des Winkelpositionfühlgeräts, und verbessert damit eine Messgenauigkeit des Winkelpositionfühlgeräts.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016-109476 [0001]
JP 2017-19082 [0001]
JP 2015-202049 [0005]

Claims

Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung mit: einer drehenden elektrischen Maschine (1), die mit einem Stator (100) mit einer Ankerwicklung (100b) und einem Rotor (101) mit einer Feldwicklung (101b) ausgestattet ist; einem Steuergerät, das mit einem Steuerschaltkreis (116) und einem Winkelpositionfühlgerät (119) ausgestattet ist, wobei der Steuerschaltkreis arbeitet, um einen Wandlerschaltkreis (112) zu steuern, um elektrische Leistung zu der Ankerwicklung zuzuführen, und das Winkelpositionfühlgerät arbeitet, um eine Winkelposition des Rotors zu messen; einem ersten Träger (111), auf dem der Steuerschaltkreis montiert ist, wobei der erste Träger in dem Steuergerät vorgesehen ist; und einem zweiten Träger (118), auf dem das Winkelpositionfühlgerät montiert ist, wobei der zweite Träger in dem Steuergerät vorgesehen ist, wobei der erste Träger (111) in einer axialen Richtung des Rotors (101) näher als das Winkelpositionfühlgerät (119) an der drehenden elektrischen Maschine (1) angeordnet ist, und sich der erste Träger in einem Abstand von dem Winkelpositionfühlgerät befindet.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät ein Schaltmodul (112a) hat, das den Wandlerschaltkreis bestimmt, und eine Stromschiene (117), die mit dem Schaltmodul verbunden ist, und wobei eine Verbindung (117a) zwischen dem Schaltmodul und der Stromschiene in einer axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung näher als das Schaltmodul an einem vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung angeordnet ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät ein Schaltmodul (112a) hat, das den Wandlerschaltkreis bestimmt, und eine Wärmesenke (113), die arbeitet, um durch das Schaltmodul erzeugte Wärme zu verteilen, und wobei das Winkelpositionfühlgerät in einer radialen Richtung des Rotors näher als die Wärmesenke an einer Achse des Rotors angeordnet ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät ein Schaltmodul (112a) hat, das den Wandlerschaltkreis bestimmt, und eine Wärmesenke (113), die arbeitet, um durch das Schaltmodul erzeugte Wärme zu verteilen, und wobei das Winkelpositionfühlgerät in einer axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung näher als ein rückwärtiges Ende der Wärmesenke an einem vorderen Bereich der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung angeordnet ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 1, wobei der zweite Träger in seiner Größe kleiner als der erste Träger ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 1, wobei das Winkelpositionfühlgerät durch einen Magnetwinkelsensor implementiert ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 1, wobei zumindest einer aus dem ersten Träger und dem zweiten Träger des Steuergeräts mit einem Harz (110g) bedeckt ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät ein magnetisches Element (120) aufweist, das zwischen einem rückwärtigen Ende des Winkelpositionfühlgeräts vorgesehen ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät mit einem Gehäuse (110) ausgestattet ist, in dem der erste Träger und der zweite Träger vorgesehen sind, und das in einer axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung hinter einem rückwärtigen Ende der drehenden elektrischen Maschine angeordnet ist, und wobei das magnetische Element an das Gehäuse gesichert ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 8, wobei das magnetische Element an einen aus erstem Träger und zweitem Träger gesichert ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät mit einem magnetischen Schild (121) ausgestattet ist, der zwischen dem zweiten Träger und der drehenden elektrischen Maschine vorgesehen ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung mit: einer drehenden elektrischen Maschine (1), die mit einem Stator (100) mit einer Ankerwicklung (100b) und einem Rotor (101) ausgestattet ist; einem Steuergerät, das mit einem Steuerschaltkreis (116) und einem Winkelpositionfühlgerät (119) ausgestattet ist, wobei der Steuerschaltkreis arbeitet, um einen Wandlerschaltkreis (112) zu steuern, um elektrische Leistung zu der Ankerwicklung zuzuführen, das Winkelpositionfühlgerät arbeitet, um eine Winkelposition des Rotors zu messen; und einem magnetischen Element (120), das in einer axialen Richtung der drehenden elektrischen Maschine mit integrierter Steuerung hinter einem rückwärtigen Ende des Winkelpositionfühlgeräts vorgesehen ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 12, wobei das magnetische Element an einer äußeren Oberfläche eines Gehäuses (110) des Steuergeräts angebracht ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 12, wobei das magnetische Element an eines aus drehender elektrischer Maschine und Steuergerät gesichert ist.
Drehende elektrische Maschine mit integrierter Steuerung nach Anspruch 12, wobei das magnetische Element einen Kabelhalter (120f) hat, der ein Kabel (120g, 120h) hält.