DE112020005465T5

DE112020005465T5 - Rotierende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE112020005465T5
Application number: DE112020005465.9T
Authority: DE
Inventors: Yuki Takahashi; Aki Fukuhara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2022-08-18
Also published as: CN114641918B; US20220294290A1; JP2021078220A; JP7211340B2; CN114641918A; WO2021090819A1

Abstract

Eine rotierende elektrische Maschine (10) ist mit einer Magnetfelderzeugungseinheit (20) ausgestattet, die eine Magneteinheit (500) umfasst. Die Magneteinheit umfasst Magnete (501), von denen jeder eine Vielzahl von leichten Achsen einer Magnetisierung aufweist, die ausgerichtet sind, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken, und eine Vielzahl von Magnetpfaden entlang den leichten Achsen einer Magnetisierung definiert. Die Magnete sind durch eine d-Achse, die bei der Mitte des Magnetpols definiert ist, und eine q-Achse, die auf einer Magnetgrenze zwischen den Magnetpolen definiert ist, zueinander eigenständig. Die Magnete sind konfiguriert, eine gegenelektromotorische Kraftkonstante (Ke) aufzuweisen, die höher als die von parallel ausgerichteten Magneten (601) ist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors in einem ersten Winkelbereich liegt, der den Schwerpunkt der Magnete umfasst. Die parallel ausgerichteten Magnete sind ausgelegt, Magnetpfade aufzuweisen, die zu denen der Magnete der Magneteinheit unterschiedlich sind und entlang leichter Achsen einer Magnetisierung ausgerichtet sind, die sich linear parallel zu der d-Achse erstrecken.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTES DOKUMENT
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil einer Priorität der japanischen Patentanmeldungen Nummer 2019-202680 , die am 7. November 2019 eingereicht wurden, deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine rotierende elektrische Maschine.
HINTERGRUND
In der Vergangenheit sind rotierende elektrische Maschinen, wie sie beispielsweise in der Patentdruckschrift 1 gelehrt werden, vorgeschlagen worden, die mit Magneten ausgestattet sind, die magnetisch ausgerichtet sind, um im Wesentlichen bogenförmige Magnetpfade aufzuweisen. Ein derartiger Typ von Magnetpfaden dient dazu, die Dichte eines Magnetflusses um die d-Achse herum zu verbessern oder den Grad eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine ausgegeben wird, zu steigern.
STAND DER TECHNIK
PATENTDRUCKSCHRIFT
Patentdruckschrift 1: Japanische Patenerstveröffentlichung Nummer 2019-106864
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorstehend beschriebenen Magnete steigern das Ausgabedrehmoment, aber sind mit einer Schwierigkeit bei einer Erzeugung von bogenförmigen Magnetpfaden in den Magneten konfrontiert.
Diese Offenbarung ist in Anbetracht des vorstehend beschriebenen Problems gemacht worden. Es ist eine Aufgabe dieser Offenbarung, eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, die in der Lage ist, ein Ausgabedrehmoment zu steigern und die Einfachheit, mit der Magnete erzeugt werden, zu vereinfachen.
Verschiedene beispielhafte Ausgestaltungen, die in dieser Spezifikation offenbart sind, verwenden jeweils unterschiedliche technische Mittel zum Erreichen ihrer Aufgaben. Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile in dieser Spezifikation werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung ersichtlich.
Um das Problem zu lösen, ist das erste Mittel, eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, die umfasst: (a) eine Magnetfelderzeugungseinheit, die eine Magneteinheit umfasst, die mit einer Vielzahl von Magnetpolen ausgestattet ist, deren Polaritäten sich in einer Umlaufsrichtung der Magneteinheit abwechseln; (b) einen Anker, der eine mehrphasige Ankerwicklung umfasst; und (c) einen Rotor, der durch ein Element aus der Magnetfelderzeugungseinheit und dem Anker implementiert wird. Die Magneteinheit umfasst Magnete, von denen jeder eine Vielzahl von leichten Achsen einer Magnetisierung aufweist, die ausgerichtet sind, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken. Die leichten Achsen einer Magnetisierung definieren eine Vielzahl von Magnetpfaden, die sich an ihnen entlang erstrecken. Die Magnete der Magneteinheit sind zueinander eigenständig durch eine d-Achse, die bei einer Mitte des Magnetpols definiert ist, und eine q-Achse, die auf einer Magnetgrenze zwischen den Magnetpolen definiert ist. Die Magnete der Magneteinheit sind konfiguriert, eine gegenelektromotorische Kraftkonstante aufzuweisen, die höher als die von parallel ausgerichteten Magneten ist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors in einem ersten Winkelbereich liegt, der einen Schwerpunkt der Magnete umfasst. Die parallel ausgerichteten Magnete sind ausgelegt, Magnetpfade aufzuweisen, die zu denen der Magnete der Magneteinheit unterschiedlich sind und entlang leichter Achsen einer Magnetisierung ausgerichtet sind, die sich linear parallel zu der d-Achse erstrecken.
Die vorstehend beschriebene Struktur dient folglich dazu, die Dichte eines Magnetflusses nahe der d-Achse zu steigern, die höher als die in den parallel ausgerichteten Magneten ist, woraus ein vergrößerter Grad eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine ausgegeben wird, resultiert und wodurch eine Herstellung der Magnete im Vergleich mit Magneten, die ausgerichtet sind, um bogenförmige leichte Achsen einer Magnetisierung aufzuweisen, vereinfacht wird.
Das zweite Mittel ist, eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, die umfasst: (a) eine Magnetfelderzeugungseinheit, die eine Magneteinheit umfasst, die mit einer Vielzahl von Magnetpolen ausgestattet ist, deren Polaritäten sich in einer Umlaufsrichtung der Magneteinheit abwechseln; (b) einen Anker, der eine mehrphasige Ankerwicklung umfasst; und (c) einen Rotor, der durch ein Element aus der Magnetfelderzeugungseinheit und dem Anker implementiert wird. Die Magneteinheit umfasst Magnete, von denen jeder eine Vielzahl von leichten Achsen einer Magnetisierung aufweist, die ausgerichtet sind, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken. Die leichten Achsen einer Magnetisierung definieren eine Vielzahl von Magnetpfaden, die sich an ihnen entlang erstrecken. Die Magnete der Magneteinheit sind zueinander eigenständig durch eine d-Achse, die bei einer Mitte des Magnetpols definiert ist, und eine q-Achse, die auf einer Magnetgrenze zwischen den Magnetpolen definiert ist. Die Magnete der Magneteinheit sind konfiguriert, eine gegenelektromotorische Kraftkonstante aufzuweisen, die höher als die die höher als die von Halbachanordnungsmagneten ist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors in einem zweiten Winkelbereich liegt, der einen Schwerpunkt der Magnete umfasst.
Die Halbachanordnungsmagnete sind ausgelegt, Magnetpfade aufzuweisen, die zu denen in den Magneten der Magneteinheit unterschiedlich sind.
Die vorstehend beschriebene Struktur dient folglich dazu, die Dichte eines Magnetflusses nahe der d-Achse zu steigern, die höher als die in den Halbach Anordnungsmagneten ist, woraus ein vergrößerter Grad eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine ausgegeben wird, resultiert und wodurch eine Herstellung der Magnete im Vergleich mit Magneten, die ausgerichtet sind, bogenförmige leichte Achsen einer Magnetisierung aufzuweisen, vereinfacht wird.
Das dritte Mittel ist, die rotierende elektrische Maschine, die in den ersten und zweiten Mitteln angegeben ist, bereitzustellen, wobei die Magnete konfiguriert sind, die gegenelektromotorische Kraftkonstante aufzuweisen, die einen Spitzenwert aufweist, wenn der Winkel einer Drehung des Rotors mit dem Schwerpunkt der Magnete der Magneteinheit übereinstimmt.
Die vorstehend beschriebene Struktur resultiert in einer Dichte eines Magnetflusses nahe der d-Achse, die höher als die höchste unter Magneten ist, deren leichte Achsen einer Magnetisierung linear parallel zueinander ausgerichtet sind, wodurch der Grad eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine ausgegeben wird, gesteigert wird.
Das vierte Mittel ist, eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, die umfasst: (a) eine Magnetfelderzeugungseinheit, die eine Magneteinheit (500) umfasst, die mit einer Vielzahl von Magnetpolen ausgestattet ist, deren Polaritäten sich in einer Umlaufsrichtung der Magneteinheit abwechseln; (b) einen Anker, der eine mehrphasige Ankerwicklung umfasst; und (c) einen Rotor, der durch ein Element aus der Magnetfelderzeugungseinheit und dem Anker implementiert wird. Die Magneteinheit umfasst Magnete, von denen jeder eine Vielzahl von leichten Achsen einer Magnetisierung aufweist, die ausgerichtet sind, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken. Die leichten Achsen einer Magnetisierung definieren eine Vielzahl von Magnetpfaden, die sich an ihnen entlang erstrecken. Die Magnete der Magneteinheit sind zueinander eigenständig durch eine d-Achse, die bei einer Mitte des Magnetpols definiert ist, und eine q-Achse, die auf einer Magnetgrenze zwischen den Magnetpolen definiert ist. Jede der leichten Achsen einer Magnetisierung der Magnete ist ausgerichtet, sich parallel zu einer Tangentenlinie zu erstrecken. Die Tangentenlinie ist eine gerade Linie, die einen Kreis bei einem Schwerpunkt eines entsprechenden der Magnete berührt. Der Kreis ist um eine Mitte herum definiert, die auf der q-Achse auf einer Ebene definiert ist, die sich entlang einer dem Anker gegenüberliegenden Umfangsoberfläche erstreckt, die eine Umfangsoberfläche eines entsprechenden der Magnete ist, der dem Anker gegenüberliegt.
Die vorstehend beschriebene Struktur der Magnete stellt die gegenelektromotorische Kraftkonstante bereit, die einen Spitzenwert aufweist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors mit dem Schwerpunkt der Magnete übereinstimmt. Dies resultiert in einer Dichte eines Magnetflusses näher an der d-Achse als an der q-Achse, die die höchste unter Magneten ist, deren leichte Achsen einer Magnetisierung linear parallel zueinander ausgerichtet sind, wodurch der Grad eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine 10 ausgegeben wird, gesteigert wird und die Einfachheit einer Herstellung der Magnete im Vergleich mit Magneten, die ausgerichtet sind, um bogenförmige leichte Achsen einer Magnetisierung aufzuweisen, vereinfacht wird.
Das fünfte Mittel ist, die rotierende elektrische Maschine, wie sie in einer der ersten bis vierten Mittel angegeben ist, bereitzustellen, wobei jeder der Magnete eine abgeschrägte Ecke aufweist, die zumindest eine einer ersten Ecke, die nahe bei der q-Achse angeordnet ist und dem Anker gegenüberliegt, und einer zweiten Ecke ist, die nahe an der d-Achse angeordnet ist und von dem Anker wegblickt. Die abgeschrägte Ecke weist eine flache Oberfläche auf, die sich entlang der leichten Achsen einer Magnetisierung erstreckt.
Jeder Magnet weist eine Ecke auf, die nahe an der q-Achse angeordnet ist und dem Anker gegenüberliegt, oder nahe an der d-Achse ist und weg von dem Anker blickt, und in der der Magnetpfad eine Länge aufweist, die kürzer als in einer anderen Region des entsprechenden Magneten ist, wobei somit die Einfachheit einer Entmagnetisierung der vorstehend genannten Ecke vereinfacht wird. Um einen derartigen Nachteil zu verringern, weist jeder Magnet die vorstehend beschriebene Struktur auf, wodurch ein Risiko minimiert wird, dass die Dichte eines Magnetflusses um die d-Achse herum verringert werden kann, was es ermöglicht, dass das Volumen eines Materials jedes Magneten verkleinert wird.
Das sechste Mittel ist, die rotierende elektrische Maschine, wie sie in einem der ersten bis vierten Mittel angegeben ist, bereitzustellen, wobei jeder der Magnete eine der q-Achse gegenüberliegende Endoberfläche und eine der d-Achse gegenüberliegende Endoberfläche aufweist, von denen zumindest eine geformt ist, um entlang der leichten Achsen einer Magnetisierung flach zu sein.
Jeder Magnet weist eine Ecke auf, die nahe an der q-Achse angeordnet ist und dem Anker gegenüberliegt, oder nahe an der d-Achse ist und weg von dem Anker blickt, und in der der Magnetpfad eine Länge aufweist, die kürzer als in einer anderen Region des entsprechenden Magneten ist, wobei somit die Einfachheit einer Entmagnetisierung der vorstehend genannten Ecke vereinfacht wird. Um einen derartigen Nachteil zu verringern, weist jeder Magnet die vorstehend beschriebene Struktur auf, wodurch ein Risiko minimiert wird, dass die Dichte eines Magnetflusses um die d-Achse herum verringert werden kann, was es ermöglicht, dass das Volumen eines Materials jedes Magneten verkleinert wird.
Figurenliste
Die vorstehend beschriebene Aufgabe sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile in dieser Offenbarung werden aus der beigefügten Zeichnung oder der nachstehenden ausführlichen Diskussion ersichtlich. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht, die eine gesamte Struktur einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
2 eine Draufsicht einer rotierenden elektrischen Maschine;
3 eine longitudinale Schnittansicht einer rotierenden elektrischen Maschine;
4 eine querverlaufende Schnittansicht einer rotierenden elektrischen Maschine;
5 eine Explosionsansicht einer rotierenden elektrischen Maschine;
6 eine Schnittansicht eines Rotors;
7 eine teilweise querverlaufende Schnittansicht einer sektionalen Struktur einer Magneteinheit;
8 eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem elektrischen Winkel und einer Dichte eines Magnetflusses in Magneten gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
9 eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem elektrischen Winkel und einer Dichte eines Magnetflusses in Magneten in einem Vergleichsbeispiel darstellt;
10 eine perspektivische Ansicht einer Statoreinheit;
11 eine longitudinale Schnittansicht einer Statoreinheit;
12 eine perspektivische Veranschaulichung einer Kernbaugruppe, wenn sie aus einer ersten axialen Richtung betrachtet wird;
13 eine perspektivische Veranschaulichung einer Kernbaugruppe, die aus einer zweiten axialen Richtung betrachtet wird;
14 eine querverlaufende Schnittansicht einer Kernbaugruppe;
15 eine Explosionsansicht einer Kernbaugruppe;
16 ein Schaltungsdiagramm, das Verbindungen von Wicklungssegmenten einer Drei-Phasen-Wicklung zeigt;
17 eine Seitenansicht, die ein erstes Spulenmodul und ein zweites Spulenmodul veranschaulicht, das zur Vereinfachung eines Vergleichs benachbart zu dem ersten Wicklungssegment angeordnet ist;
18 eine Seitenansicht, die ein erstes Wicklungssegment und ein zweites Wicklungssegment veranschaulicht, das zur Vereinfachung eines Vergleichs benachbart zu dem ersten Wicklungssegment angeordnet ist;
19(a) und 19(b) Ansichten, die eine Struktur eines ersten Spulenmoduls veranschaulichen;
20 eine Schnittansicht, die entlang der Linie 20-20 in 19(a) entnommen ist;
21(a) und 21(b) perspektivische Ansichten, die eine Struktur einer isolierenden Abdeckung veranschaulichen;
22(a) und 22(b) Ansichten, die eine Struktur eines zweiten Spulenmoduls veranschaulichen;
23 eine Schnittansicht, die entlang der Linie 23-23 in 19(a) entnommen ist;
24(a) und 24(b) perspektivische Ansichten, die eine Struktur einer isolierenden Abdeckung veranschaulichen;
25 eine Ansicht, die ein Überlappen von Filmelementen in einer Umlaufsanordnung von Spulenmodulen veranschaulicht;
26 eine Draufsicht, die ein Anbringen eines ersten Spulenmoduls an einer Kernbaugruppe veranschaulicht;
27 eine Draufsicht, die ein Anbringen eines ersten Spulenmoduls und eines zweiten Spulenmoduls an einer Kernbaugruppe veranschaulicht;
28(a) und 28(b) longitudinale Schnittansichten, die einen befestigten Zustand unter Verwendung von Befestigungsstiften veranschaulichen;
29 eine perspektivische Ansicht eines Stromschienenmoduls;
30 eine teilweise longitudinale Schnittansicht eines Stromschienenmoduls;
31 eine perspektivische Ansicht, die ein Stromschienenmodul zeigt, das bei einer Statorhalteeinrichtung angebracht ist;
32 eine longitudinale Ansicht, die einen Befestigungsabschnitt zum Befestigen eines Stromschienenmoduls zeigt;
33 eine longitudinale Schnittansicht, die ein Leitungselement veranschaulicht, das bei einer Gehäuseabdeckung angebracht ist;
34 eine perspektivische Ansicht eines Leitungselements;
35 ein elektrisches Schaltungsdiagramm, das ein Steuerungssystem für eine rotierende elektrische Maschine veranschaulicht;
36 ein Funktionsblockschaltbild, das einen Stromregelungsbetrieb einer Steuerungsvorrichtung zeigt;
37 ein Funktionsblockschaltbild, das einen Drehmomentregelungsbetrieb einer Steuerungsvorrichtung zeigt;
38 eine teilweise querverlaufende Schnittansicht, die eine modifizierte Form einer Magneteinheit veranschaulicht;
39(a) und 39(b) Ansichten, die eine Struktur einer Innenrotor-Statoreinheit veranschaulichen;
40 eine Draufsicht, die ein Spulenmodul veranschaulicht, das bei einer Kernbaugruppe angebracht ist;
41 eine Schnittansicht einer zweiten Modifikation eines Rotors;
42 eine teilweise querverlaufende Schnittansicht, die eine sektionale Struktur einer zweiten Modifikation einer Magneteinheit veranschaulicht;
43 eine Vergrößerungsansicht von 42;
44 eine Schnittansicht, die parallel ausgerichtete Magneten in einem Beispiel gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht;
45 eine Ansicht, die eine Beziehung eines Winkels einer Drehung und einer gegenelektromotorischen Kraftkonstanten darstellt;
46 eine Schnittansicht, die Halbach Anordnungsmagnete in einem Beispiel gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht;
47 eine Ansicht, die eine Beziehung eines Winkels einer Drehung und einer gegenelektromotorischen Kraftkonstanten darstellt; und
48 eine teilweise querverlaufende Schnittansicht, die eine sektionale Struktur einer Magneteinheit in einem anderen Beispiel veranschaulicht.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Ausführungsbeispiele werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Teile der Ausführungsbeispiele, die funktional oder strukturell einander entsprechen oder miteinander verbunden sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen oder durch Bezugszeichen bezeichnet, die in der Hunderterstelle zueinander unterschiedlich sind. Die entsprechenden oder verbundenen Teile können sich auf die Erklärung in den anderen Ausführungsbeispielen beziehen.
Die rotierende elektrische Maschine gemäß den Ausführungsbeispielen ist konfiguriert, beispielsweise als eine Leistungsquelle für Fahrzeuge verwendet zu werden. Die rotierende elektrische Maschine kann jedoch in breitem Umfang für industrielle, automobilbezogene, haushaltsbezogene, büroautomatisierungsbezogene oder spielbezogene Anwendungen verwendet werden. In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die gleichen oder äquivalente Teile durch die gleichen Bezugszeichen in der Zeichnung bezeichnet, wobei eine zugehörige Erklärung im Detail weggelassen wird.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die rotierende elektrische Maschine 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein synchroner mehrphasiger AC-Motor, der eine Außenrotorstruktur (das heißt eine sich außen drehende Struktur) aufweist. Der Überblick der rotierenden elektrischen Maschine 10 ist in den 1 bis 5 veranschaulicht. 1 zeigt eine perspektivische longitudinale Schnittansicht der rotierenden elektrischen Maschine 10. 2 zeigt eine Draufsicht der rotierenden elektrischen Maschine 10. 3 zeigt eine longitudinale Schnittansicht (das heißt eine Schnittansicht, die entlang der Linie III-III in 2 entnommen ist) der rotierenden elektrischen Maschine 10. 4 zeigt eine querverlaufende Schnittansicht (das heißt eine Schnittansicht, die entlang der Linie IV-IV in 3 entnommen ist) der rotierenden elektrischen Maschine 10. 5 zeigt eine Explosionsansicht von Komponententeilen der rotierenden elektrischen Maschine 10. In der nachstehenden Beschreibung wird eine Richtung, in der sich die Drehwelle 11 der rotierenden elektrischen Maschine 10 erstreckt, als eine axiale Richtung bezeichnet. Eine Richtung, die sich radial von der Mitte der Drehwelle 11 erstreckt, wird als eine radiale Richtung bezeichnet. Eine Richtung, die sich in Umlaufsrichtung um die Mitte der zugehörigen Drehwelle 11 erstreckt, wird vereinfacht als eine Umlaufsrichtung bezeichnet.
Die rotierende elektrische Maschine 10 umfasst im Allgemeinen einen Rotierende-Elektrische-Maschine-Hauptkörper, der mit dem Rotor 20, der Statoreinheit 50 und dem Stromschienenmodul 200 ausgestattet ist, das Gehäuse 241, das den Rotierende-Elektrische-Maschine-Hauptkörper umgibt, und die Gehäuseabdeckung 242. Diese Teile werden koaxial zu der Drehwelle 11 platziert, an dem Rotor 20 befestigt und in einer vorgegebenen Abfolge von Schritten auf die axiale Richtung ausgerichtet hergestellt, wodurch die rotierende elektrische Maschine 10 vervollständigt wird. Die Drehwelle 11 wird durch Lager 12 und 13 gehalten, die in der Statoreinheit 50 und dem Gehäuse 241 eingebaut sind, um drehbar zu sein. Jedes der Lager 12 und 13 wird beispielsweise durch ein radiales Kugellager implementiert, das mit einem inneren Laufring, einem äußeren Laufring und Kugeln ausgestattet ist, die zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring gehalten werden. Die Drehung der Drehwelle 11 verursacht beispielsweise, dass eine Achse eines Fahrzeugs gedreht wird. Der Einbau der rotierenden elektrischen Maschine 10 in das Fahrzeug kann erreicht werden, indem das Gehäuse 241 bei einem Rahmen eines Körpers des Fahrzeugs befestigt wird.
In der rotierenden elektrischen Maschine 10 ist die Statoreinheit 50 angeordnet, um die Drehwelle 11 zu umgeben. Der Rotor 20 ist radial außerhalb der Statoreinheit 50 angeordnet. Die Statoreinheit 50 umfasst den Stator 60 und die Statorhalteeinrichtung 70, die mit einem radial inneren Umfang des Stators 60 zusammengebaut ist. Der Rotor 20 und der Stator 60 sind angeordnet, um einander mit einer Luftlücke dazwischen radial gegenüberzuliegen. Eine Drehung des Rotors 20 radial außerhalb des Stators 60 veranlasst die Drehwelle 11, sich zusammen mit dem Rotor 20 zu drehen. Der Rotor 20 arbeitet als eine Felderzeugungseinrichtung (das heißt eine Magnetfelderzeugungseinheit). Der Stator 60 arbeitet als ein Anker.
6 zeigt eine longitudinale Schnittansicht des Rotors 20. Der Rotor 20 umfasst, wie es in 6 veranschaulicht ist, den im Wesentlichen hohlen zylindrischen Rotorträger 21 und die ringförmige Magneteinheit 22, die an dem Rotorträger 21 befestigt ist. Der Rotorträger 21 umfasst den hohlen zylindrischen Abschnitt 23 und die Endplatte 24. Der zylindrische Abschnitt 23 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in der axialen Richtung auf, wobei die Endplatte 24 bei dem ersten Ende des zylindrischen Abschnitts 23 angebracht ist, sodass der zylindrische Abschnitt 23 und die Endplatte 24 integral miteinander zusammengebaut sind, um hierdurch den Rotorträger 21 zu bilden. Der Rotorträger 21 dient als eine Magnethalteeinrichtung. Die Magneteinheit 22 ist an einem radial inneren Umfang des zylindrischen Abschnitts 23 in einer Bogenform angebracht. Die Endplatte 24 weist das Durchgangsloch 24a auf, das durch sie hindurch ausgebildet ist. Die Drehwelle 11 geht durch das Durchgangsloch 24a hindurch und wird durch die Endplatte 24 mit Befestigungseinrichtungen 25, wie beispielsweise Bolzen beziehungsweise Schrauben, gehalten. Die Drehwelle 11 weist den Flansch 11a auf, der sich von dort in einer Richtung erstreckt, die quer oder senkrecht zu der axialen Richtung der Drehwelle 11 ist. Der Flansch 11a weist eine äußere Oberfläche auf, die mit einer inneren Oberfläche der Endplatte 24 verbunden ist, sodass die Drehwelle 11 an dem Rotorträger 21 befestigt ist.
Die Magneteinheit 22 umfasst die zylindrische Magnethalteeinrichtung 31, eine Vielzahl von Magneten 32, die an einer inneren Umlaufsoberfläche der Magnethalteeinrichtung 31 befestigt sind, und die Endplatte 33. Die Endplatte 33 ist an dem zweiten Ende des Rotorträgers 21, das zu dem ersten Ende des Rotorträgers 21 entgegengesetzt ist, bei dem die Endplatte 24 angeordnet ist, befestigt. Die Magnethalteeinrichtung 31 weist die gleiche Abmessung wie die der Magneten 32 in der axialen Richtung auf. Die Magnete 32 sind durch die Magnethalteeinrichtung 31 von radial außerhalb hiervon umschlossen. Die Magnethalteeinrichtung 31 und die Magnete 32 weisen axiale Enden auf, die fest in Kontakt mit der Endplatte 33 angeordnet sind.
7 zeigt eine teilweise querverlaufende Schnittansicht einer Querschnittsstruktur der Magneteinheit 22. Leichte Achsen einer Magnetisierung der Magnete 32 sind durch Pfeile in 7 veranschaulicht.
Die Magnete 32 sind in der Magneteinheit 22 angeordnet, um unterschiedliche Magnetpole abwechselnd in einer Umlaufsrichtung des Rotors 20 angeordnet aufzuweisen. Dies resultiert darin, dass die Magneteinheit 22 eine Vielzahl von Magnetpolen aufweist, die in der Umlaufsrichtung des Rotors 20 angeordnet sind. Jeder Magnet 32 ist aus einem anisotropen gesinterten Neodym-Permanentmagnet gebildet, dessen intrinsische Koerzitivkraft 400 [kA/m] oder mehr ist und dessen Remanenzflussdichte 1,0 [T] oder mehr ist.
Jeder der Magnete 32 weist eine radial innere Umlaufsoberfläche auf, die als die Magnetflusswirkoberfläche 34 dient, in die oder aus der ein Magnetfluss fließt. Jeder der Magnete 32 weist leichte Achsen einer Magnetisierung auf, die bezüglich einer Ausrichtung zueinander zwischen Regionen, die nahe an der d-Achse und der q-Achse sind, unterschiedlich sind. Spezifisch ist die leichte Achse einer Magnetisierung in der Region, die nahe an der d-Achse ist, im Wesentlichen parallel zu der d-Achse ausgerichtet, während die leichte Achse einer Magnetisierung in der Region nahe der q-Achse im Wesentlichen senkrecht zu der q-Achse ausgerichtet ist. Derartige Ausrichtungen definieren einen bogenförmigen magneterzeugten Magnetpfad, der sich entlang der leichten Achsen einer Magnetisierung erstreckt. Anders ausgedrückt ist jeder der Magnete 32 magnetisch ausgerichtet, die leichte Achse einer Magnetisierung aufzuweisen, die sich paralleler zu der d-Achse in der Region nahe der d-Achse, die die Mitte eines Magnetpols ist, als die in der Region nahe der q-Achse, die eine magnetische Grenze zwischen dem N-Pol und dem S-Pol ist, erstreckt.
Die Bogenform der Magnetpfade in den Magneten 32 verursacht, dass jeder Magnetpfad eine Länge aufweist, die länger als eine radiale Abmessung oder Dicke des Magneten 32 ist, wodurch die Permeanz in dem Magneten 32 gesteigert wird. Dies ermöglicht es, dass die Magnete 32 im Wesentlichen die gleiche Fähigkeit wie die von Magneten aufweisen, deren Volumen größer als die Magnete 32 ist.
Jeweilige in Umlaufsrichtung benachbarte zwei der Magnete 32 bilden ein Magnetpaar, das einen Magnetpol zeigt. Anders ausgedrückt ist jeder der Magnete 32, die in Umlaufsrichtung in der Magneteinheit 22 angeordnet sind, geformt, Teilungsoberflächen aufzuweisen, die mit der d-Achse und der q-Achse übereinstimmen. Die Magnete 32 sind in direktem Kontakt miteinander oder nahe beieinander angeordnet. Die Magnete 32 weisen, wie es vorstehend beschrieben ist, die bogenförmigen Magnetpfade auf. Jeweils zwei der Magnete 32, die in Umlaufsrichtung benachbart zueinander über der q-Achse angeordnet sind, weisen den N-Pol und den S-Pol auf, die einander gegenüberliegen. Dies resultiert in einer gesteigerten Permeanz nahe der q-Achse. Die Magnete 32, die auf entgegengesetzten Seiten der q-Achse angeordnet sind, ziehen einander an, wodurch die Stabilität eines Kontakts der Magnete 32 miteinander sichergestellt wird, was ebenso die Permeanz steigert.
In der Magneteinheit 22 fließt ein Magnetfluss in einer ringförmigen Form zwischen jeweils benachbarten zwei der N-Pole und der S-Pole der Magnete 91 und 92, sodass jeder der Magnetpfade eine vergrößerte Länge im Vergleich beispielsweise mit radialen anisotropen Magneten aufweist. Eine Verteilung der Magnetflussdichte wird folglich eine Form zeigen, die ähnlich zu einer Sinuswelle ist, die in 8 veranschaulicht ist. Dies vereinfacht eine Konzentration des Magnetflusses um die Mitte des Magnetpols herum, anders als eine Verteilung einer Magnetflussdichte eines radial anisotropen Magneten, der in 9 als ein Vergleichsbeispiel demonstriert wird, wodurch es ermöglicht wird, dass der Grad eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine 10 erzeugt wird, vergrößert wird. Es ist ebenso herausgefunden worden, dass die Magneteinheit 22 in diesem Ausführungsbeispiel die Verteilung der Magnetflussdichte aufweist, die sich von der eines typischen Halbachanordnungsmagneten unterscheidet. In den 8 und 9 gibt eine horizontale Achse den elektrischen Winkel an, während eine vertikale Achse die Magnetflussdichte angibt. 90° auf der horizontalen Achse repräsentiert die d-Achse (das heißt die Mitte des Magnetpols). 0° und 180° auf der horizontalen Achse stellen die q-Achse dar.
Dementsprechend fungiert die vorstehend beschriebene Struktur von jedem der Magnete 32, die zugehörige Magnetflussdichte auf der d-Achse zu steigern und eine Änderung in einem Magnetfluss nahe der q-Achse zu verringern. Dies ermöglicht es, dass Magnete 32 erzeugt werden, die eine gleichmäßige Änderung in einem Oberflächenmagnetfluss von der q-Achse zu der d-Achse auf jedem Magnetpol aufweisen.
Der Sinuswellenübereinstimmungsprozentsatz in der Verteilung der Magnetflussdichte wird beispielsweise vorzugsweise auf 40% oder mehr eingestellt. Dies verbessert den Betrag eines Magnetflusses um die Mitte eines Signalverlaufs der Verteilung der Magnetflussdichte im Vergleich mit einem radial ausgerichteten Magneten oder einem parallel ausgerichteten Magneten, bei denen der Sinuswellenübereinstimmungsprozentsatz näherungsweise 30% ist. Indem der Sinuswellenübereinstimmungsprozentsatz auf 60% oder mehr eingestellt wird, wird der Betrag eines Magnetflusses um die Mitte des Signalverlaufs im Vergleich mit einer konzentrierten Magnetflussanordnung, wie beispielsweise der Halbachanordnung, verbessert.
In dem radialen anisotropen Magneten, der in 9 demonstriert ist, ändert sich die Magnetflussdichte scharf nahe der q-Achse. Je schärfer die Änderung in der Magnetflussdichte ist, desto mehr wird ein Wirbelstrom, der in der Statorwicklung 61 des Stators 60 erzeugt wird, vergrößert. Der Magnetfluss nahe der Statorwicklung 61 ändert sich ebenso scharf. Im Gegensatz dazu weist die Verteilung der Magnetflussdichte in diesem Ausführungsbeispiel einen Signalverlauf auf, der sich einer Sinuswelle annähert. Eine Änderung in der Magnetflussdichte nahe der q-Achse ist folglich kleiner als die bei dem radialen anisotropen Magneten nahe der q-Achse. Dies minimiert die Erzeugung des Wirbelstroms.
Benachbarte Ecken der radial äußeren Oberflächen der Magnete 32 sind jeweils ausgeschnitten, um die Vertiefung 35 in einer Region zu bilden, die die entsprechende d-Achse umfasst. Jeder der Magnete 32 weist die Vertiefung 36 auf, die in der zugehörigen radial inneren Oberfläche ausgebildet ist und eine Region belegt, die die entsprechende q-Achse umfasst. Die Richtungen der vorstehend genannten leichten Achsen einer Magnetisierung des Magneten 32 verursachen, dass Magnetpfade, die nahe bei jeder d-Achse und der radial äußeren Oberfläche angeordnet sind, kürzer sind. Auf ähnliche Weise verursachen die Richtungen der vorstehend genannten leichten Achsen einer Magnetisierung des Magneten 32, dass Magnetpfade, die nahe bei der q-Achse und der radial inneren Oberfläche angeordnet sind, kürzer sind. Jeder Magnet 32 ist folglich derart konfiguriert, dass einige Abschnitte, die schwächere Magnetflüsse aufgrund der kürzeren Magnetpfade aufweisen, bereits eliminiert worden sind, da jeder der eliminierten Abschnitte Schwierigkeiten bei einer Erzeugung eines ausreichenden Betrags eines Magnetflusses hat.
Die Magneteinheit 22 kann ausgelegt sein, so viele Magnete 32 wie die Magnetpole aufzuweisen. Beispielsweise kann jeder der Magnete 32 geformt sein, eine Größe aufzuweisen, die jeweils in Umfangsrichtung benachbarte zwei Magnetpole zwischen den benachbarten d-Achsen belegt, von denen jede bei der Mitte des Magnetpols liegt. In diesem Fall stimmt die Mitte des Umfangs jedes Magneten 32 mit der q-Achse überein. Jeder der Magnete 32 weist die Teilungsoberflächen auf, die jeweils mit der d-Achse übereinstimmen. Jeder der Magnete 32 kann alternativ hierzu geformt sein, einen Umfang aufzuweisen, dessen Mitte auf der d-Achse und nicht der q-Achse liegt. Anstatt doppelt so viele Magnete 32 oder genauso viele Magnete 32 wie die Magnetpole kann ein kreisförmiger kontinuierlicher Magnet verwendet werden.
Die Drehwelle 11 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in einer zugehörigen axialen Richtung auf; das erste Ende der Drehwelle 11 ist mit dem Rotorträger 21 verbunden, was das untere Ende der Drehwelle 11 in 3 ist. Der Drehmelder 41 ist bei dem zweiten Ende der Drehwelle 11 angebracht, was das obere Ende der Drehwelle 11 in 3 ist. Der Drehmelder 41 dient als ein Drehsensor. Der Drehmelder 41 umfasst einen Drehmelderrotor, der bei der Drehwelle 11 befestigt ist, und einen Drehmelderstator, der radial außerhalb des Drehmelderrotors angeordnet ist, um dem Drehmelderrotor gegenüberzuliegen. Der Drehmelderrotor weist eine ringförmige Scheibenform auf und ist koaxial um die Drehwelle 11 herum angebracht. Der Drehmelderstator umfasst einen Statorkern und eine Statorspule und wird bei der Gehäuseabdeckung 242 gehalten.
Als nächstes wird nachstehend die Struktur der Statoreinheit 50 beschrieben. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht der Statoreinheit 50. 11 zeigt eine longitudinale Schnittansicht der Statoreinheit 50, die entlang der gleichen Linie wie in 3 entnommen ist.
Die Statoreinheit 50 umfasst schematisch den Stator 60 und die Statorhalteeinrichtung 70, die radial innerhalb des Stators 60 angeordnet ist. Der Stator 60 umfasst die Statorwicklung 61 und den Statorkern 62. Der Statorkern 62 und die Statorhalteeinrichtung 70 sind integral miteinander als eine Kernbaugruppe CA zusammengebaut. Die Statorwicklung 61 wird aus einer Vielzahl von Wicklungssegmenten 151 gebildet, die in der Kernbaugruppe CA angeordnet sind.
Die Statorwicklung 61 dient als eine Ankerwicklung. Der Statorkern 62 dient als ein Ankerkern. Die Statorhalteeinrichtung 70 dient als eine Ankerhalteeinrichtung. Die Kernbaugruppe CA dient als eine Halterung.
Zuerst wird nachstehend die Kernbaugruppe CA beschrieben. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kernbaugruppe CA, wenn sie von einer Seite der axialen Richtung aus betrachtet wird. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kernbaugruppe CA, wenn sie von der anderen Seite der axialen Richtung aus betrachtet wird. 14 zeigt eine querverlaufende Schnittansicht der Kernbaugruppe CA. 15 zeigt eine Explosionsschnittansicht der Kernbaugruppe CA.
Die Kernbaugruppe CA umfasst, wie es vorstehend beschrieben ist, den Statorkern 62 und die Statorhalteeinrichtung 70, die mit dem radial inneren Umfang des Statorkerns 61 zusammengebaut sind. Anders ausgedrückt ist der Statorkern 62 integral mit der äußeren Umfangsoberfläche der Statorhalteeinrichtung 70 zusammengebaut.
Der Statorkern 62 umfasst beispielsweise eine Vielzahl von Kernblechen 62a, von denen jedes aus einer magnetischen Stahlplatte hergestellt ist, die in der axialen Richtung in der Form eines hohlen Zylinders gestapelt sind, der eine vorgegebene Dicke in der radialen Richtung aufweist. Die Statorwicklung 61 ist auf der äußeren Umfangsoberfläche des Statorkerns 62 angebracht, die dem Rotor 20 gegenüberliegt. Der Statorkern 62 weist keine Ungleichmäßigkeiten auf der zugehörigen äußeren Umfangsoberfläche auf. Der Statorkern 62 fungiert als ein Gegenjoch. Der Statorkern 62 umfasst beispielsweise die Vielzahl von Kernblechen 62a, die in der axialen Richtung gestapelt sind; jedes Kernblech 62a ist ausgestanzt worden, um eine ringförmige plattenartige Form aufzuweisen. Für den Statorkern 62, der eine spiralförmige Konfiguration aufweist, kann der Statorkern 62 verlängerte Bleche umfassen, die spiralförmig gewunden und in der axialen Richtung gestapelt sind, um insgesamt als eine hohle zylindrische Form geformt zu sein.
Der Statorkern 60 ist ausgelegt, eine schlitzfreie beziehungsweise nutenlose Struktur ohne Zähne zum Definieren von Schlitzen aufzuweisen. Spezifisch weist der Stator 60 eine der nachstehend genannten Strukturen auf:

(A) der Stator 60 weist Zwischenleiterelemente auf, von denen jedes zwischen Leiterabschnitten (Zwischenleiterabschnitten 152, die nachstehend beschrieben werden) in der Umlaufsrichtung angeordnet ist. Als die Zwischenleiterelemente wird ein magnetisches Material verwendet, das eine Beziehung gemäß Wt x Bs ≤ Wm x Br erfüllt, wobei Wt eine Breite der Zwischenleiterelemente in der Umlaufsrichtung innerhalb eines Magnetpols ist, Bs die Sättigungsmagnetflussdichte der Zwischenleiterelemente ist, Wm eine Breite der Magnete 32 äquivalent zu einem Magnetpol in der Umlaufsrichtung ist und Br die Remanenzflussdichte in dem Magneten 32 ist.
(B) der Stator 60 weist die Zwischenleiterelemente auf, von denen jedes zwischen den Leiterabschnitten (Zwischenabschnitten 152) in der Umlaufsrichtung angeordnet ist. Die Zwischenleiterelemente sind jeweils aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt.
(C) Der Stator 60 weist kein Zwischenleiterelement auf, das zwischen den Leiterabschnitten (das heißt in Zwischenabschnitten 152) in der Umlaufsrichtung angeordnet ist.

Die Statorhalteeinrichtung 70 umfasst, wie es in 15 veranschaulicht ist, ein äußeres zylindrisches Element 71 und ein inneres zylindrisches Element 81. Die äußeren und inneren zylindrischen Elemente 71 und 81 sind integral miteinander zusammengebaut, während das innere zylindrische Element 81 radial innerhalb des äußeren zylindrischen Elements 71 angeordnet ist, anders ausgedrückt, das äußere zylindrische Element 71 ist radial außerhalb des inneren zylindrischen Elements angeordnet. Jedes der äußeren und inneren zylindrischen Elemente 71 und 81 ist beispielsweise aus Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Gusseisen, oder aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP) hergestellt.
Das äußere zylindrische Element 71 weist eine hohle zylindrische Form auf, wobei die Krümmung von jeder der äußeren und inneren Umfangsoberfläche hiervon ein exakter Kreis ist. Der äußere zylindrische Flansch 72 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in einer zugehörigen Richtung auf und weist einen ringförmigen Flansch 72 auf, der sich radial nach innen von dem zugehörigen ersten Ende erstreckt. Der Flansch 72 weist Vorsprünge 73 auf, die bei einem regelmäßigen Intervall entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung hiervon angeordnet sind (siehe 13). Das äußere zylindrische Element 71 weist die axial gegenüberliegen Oberflächen 74 und 75 auf, die bei den ersten und zweiten zugehörigen Enden axial entgegengesetzt zueinander liegen und dem inneren zylindrischen Element 81 in der axialen Richtung gegenüberliegen. Die axial gegenüberliegenden Oberflächen 74 und 75 weisen ringförmige Nuten 74a und 75a auf, die darin ausgebildet sind.
Das innere zylindrische Element 81 weist einen äußeren Durchmesser auf, der kleiner als der des äußeren zylindrischen Elements 71 ist. Das innere zylindrische Element 81 weist eine hohle zylindrische Form auf, wobei die Krümmung der zugehörigen äußeren Umfangsoberfläche ein exakter Kreis ist. Das innere zylindrische Element 81 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in einer zugehörigen axialen Richtung auf und weist den ringförmigen äußeren Flansch 82 auf, der sich radial nach außen von dem zugehörigen zweiten Ende erstreckt. Das innere zylindrische Element 81 ist mit dem äußeren zylindrischen Element 71 zusammengebaut, während es in Kontakt mit den axial gegenüberliegenden Oberflächen 74 und 75 des äußeren zylindrischen Elements 71 ist. Wie es in 13 veranschaulicht ist, sind die inneren und äußeren zylindrischen Elemente 71 und 81 aneinander unter Verwendung von Befestigungseinrichtungen 84, wie beispielsweise Bolzen beziehungsweise Schrauben, befestigt. Spezifisch weist das innere zylindrische Element 81 eine Vielzahl von Vorsprüngen 83 auf, die auf einer zugehörigen inneren Umfangsoberfläche ausgebildet sind. Die Vorsprünge 83 sind bei regelmäßigen Intervallen entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet und ragen radial nach innen. Die Vorsprünge 83 weisen axiale Endoberflächen auf, die platziert sind, um die Vorsprünge 73 des äußeren zylindrischen Elements 71 zu überlappen. Die Vorsprünge 73 und 83 werden miteinander unter Verwendung der Befestigungseinrichtungen 84 verbunden.
Die äußeren und inneren zylindrischen Elemente 71 und 81 sind, wie es in 14 veranschaulicht ist, integral miteinander zusammengebaut. Die innere Umfangsoberfläche des äußeren zylindrischen Elements 71 und die äußere Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81 sind angeordnet, um einander mit einem ringförmigen Freiraum dazwischen gegenüberzuliegen; der ringförmige Freiraum dient als ein Kühlmittelpfad 85, durch den ein Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, zugeführt wird, um zu fließen. Der Kühlmittelpfad 85 ist ausgebildet, eine ringförmige Form in der Umlaufsrichtung der Statorhalteeinrichtung 70 aufzuweisen. Genauer gesagt weist das innere zylindrische Element 81 die Pfadbildungswand 88 auf, die von der inneren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81 herausragt; die Pfadbildungswand 88 weist darin ausgebildet den Einlasspfad 86 und den Auslasspfad 87 auf. Jeder der Pfade 86 und 87 öffnet sich bei der äußeren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81. Das innere zylindrische Element 81 weist die Unterteilung 89 auf, die bei der äußeren Umfangsoberfläche hiervon ausgebildet ist, um den Kühlmittelpfad 85 in eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite zu teilen. Dies ermöglicht es, dass ein Kühlmittel in den Eingangspfad durch den Einlasspfad 86 gelangt, um in dem Kühlmittelpfad 85 in der Umfangsrichtung zu fließen und danach aus dem Auslasspfad 87 herauszufließen.
Jeder des Einlasspfades 86 und des Auslasspfades 87 weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in der zugehörigen Längenrichtung auf. Das erste Ende von jedem des Einlasspfades 86 und des Auslasspfades 87 erstreckt sich radial und öffnet sich zu der äußeren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81. Das zweite Ende von jedem des Einlasspfades 86 und des Auslasspfades 87 erstreckt sich axial und öffnet sich bei einem axialen Ende des inneren zylindrischen Elements 81. 12 zeigt die Einlassöffnung 86a, die mit dem Einlasspfad 86 in Verbindung steht, und die Auslassöffnung 87a, die mit dem Auslasspfad 87 in Verbindung steht. Der Einlasspfad 86 und der Auslasspfad 87 sind mit der Einlassöffnung 244 und der Auslassöffnung 245 der Gehäuseabdeckung 242 (siehe 1) in Verbindung, sodass das Kühlmittel in die Einlassöffnung 244 und aus der Auslassöffnung 245 fließt.
Das-Dichtungselement 101 ist zwischen dem zweiten Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 und dem zweiten Ende des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet, das mit dem zweiten Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 verbunden ist. Das Dichtungselement 102 ist zwischen dem ersten Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 und dem ersten Ende des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet, das mit dem ersten Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 verbunden ist (siehe 15). Spezifisch ist das Dichtungselement 102, das beispielsweise ein O-Ring ist, in der ringförmigen Nut 74a des äußeren zylindrischen Elements 71 angeordnet, während es durch das innere zylindrische Element 81 komprimiert wird. Auf ähnliche Weise ist das Dichtungselement 102, das beispielsweise ein O-Ring ist, in der ringförmigen Nut 75a des äußeren zylindrischen Elements 71 angeordnet, während es durch das innere zylindrische Element 81 komprimiert wird.
Das innere zylindrische Element 81 weist, wie es in 12 veranschaulicht ist, die ringförmige Endplatte 91 bei dem zugehörigen zweiten Ende auf. Die Nabe 92, die eine hohle zylindrische Form aufweist, ist an einer äußeren Oberfläche der Endplatte 91 angebracht, um sich nach außen hiervon in der axialen Richtung zu erstrecken. Die Nabe 92 erstreckt sich um das Durchgangsloch 93 herum, durch das die Drehwelle 11 hindurchgeht. Die Nabe 92 weist eine Vielzahl von Befestigungseinrichtungen 94 für eine Verwendung bei einer Befestigung der Gehäuseabdeckung 242 auf. Die Endplatte 91 weist daran angeordnet eine Vielzahl von Stäben 95 auf, die radial außerhalb der Nabe 92 angeordnet sind und sich in der axialen Richtung erstrecken. Die Stäbe 95 dienen, wie es nachstehend ausführlich beschrieben wird, als Halterungen für eine Verwendung bei einer Befestigung des Stromschienenmoduls 200. Die Nabe 92 dient als eine Lagerhalterung, die das Lager 12 hält. Spezifisch wird das Lager 12 fest in der Lagerhalteeinrichtung 96 angebracht, die in einem inneren Abschnitt der Nabe 92 ausgebildet ist (siehe 3).
Das äußere zylindrische Element 71 und das innere zylindrische Element 81 weisen, wie es eindeutig in den 12 und 13 veranschaulicht ist, die Vertiefungen 105 und 106 für eine Verwendung bei einer Befestigung einer Vielzahl von Spulenmodulen 150 auf, was nachstehend beschrieben wird.
Spezifisch sind die Vertiefungen 105, wie es eindeutig in 12 veranschaulicht ist, in einem axialen Ende des inneren zylindrischen Elements 81, das heißt einem axialen äußeren Ende der Endplatte 91 um die Nabe 92 herum ausgebildet. Die Vertiefungen 105 sind bei gleichen Intervallen entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung der Endplatte 91 angeordnet. Die Vertiefungen 106 sind, wie es eindeutig in 13 veranschaulicht ist, in einem axialen Ende des äußeren zylindrischen Elements 71, das heißt einem axialen äußeren Ende des Flansches 72 ausgebildet. Die Vertiefungen 106 sind bei gleichen Intervallen entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung des Flansches 72 angeordnet. Die Vertiefungen 105 und 106 sind auf einem imaginären Kreis angeordnet, der definiert ist, um koaxial zu der Kernbaugruppe CA zu sein. Die Vertiefungen 105 sind auf die Vertiefungen 106 in der axialen Richtung ausgerichtet. Die Vertiefungen 105 und 106 sind bezüglich einer Anzahl und eines Abstandes dazwischen zueinander identisch.
Die Statorhalteeinrichtung 70 wird mit dem Statorkern 62 zusammengebaut, während der Statorkern 62 eine radiale Komprimierungskraft auf die Statorhalteeinrichtung 70 für ein Sicherstellen einer ausreichenden Kraft zum Zusammenbauen der Statorhalteeinrichtung 70 und des Statorkerns 62 miteinander aufbringt. Spezifisch wird die Statorhalteeinrichtung 70 fixiert in den Statorkern 62 unter Verwendung eines Aufpressverfahrens oder einer Presspassung mit einem vorbestimmten Grad einer Überschneidung dazwischen eingepasst. Dies resultiert darin, dass der Statorkern 62 und die Statorhalteeinrichtung 70 miteinander zusammengebaut sind, während ein Element aus dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 eine radiale Last auf das entsprechend andere Element aufbringt. Zum Erhalten eines hohen Grades eines Drehmoments von der rotierenden elektrischen Maschine 10 sei eine Maßnahme angenommen, um beispielsweise die Größe des Stators 60 größer zu machen, was in einem größeren Grad einer Kraft des Statorkerns 62 resultiert, die die Statorhalteeinrichtung 70 und den Statorkern 62 anspannt, um den Statorkern 62 mit der Statorhalteeinrichtung 70 fest zu verbinden. Eine Vergrößerung in einer komprimierten Last des Statorkerns 62, anders ausgedrückt eine Restbelastung des Statorkerns 62 kann ein Risiko zur Folge haben, zu verursachen, dass der Statorkern 62 zu Bruch geht.
Im Lichte des vorstehend genannten Nachteils ist die Struktur in diesem Ausführungsbeispiel, bei dem die Statorhalteeinrichtung 79 in den Statorkern mit einem vorgegebenen Betrag einer Überschneidung dazwischen eingepasst wird, entworfen, einen Anschlag aufzuweisen, der in Abschnitten des Statorkerns 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 angeordnet ist, die einander radial gegenüberliegen, und der arbeitet, um einen Eingriff des Statorkerns 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 zu erreichen, um den Statorkern 62 davon abzuhalten, sich in der zugehörigen Umlaufsrichtung zu bewegen. Spezifisch ist eine Vielzahl von Eingriffselementen 111, wie es in den 12 bis 14 veranschaulicht ist, zwischen dem Statorkern 62 und dem äußeren zylindrischen Element 71 der Statorhalteeinrichtung 70 angeordnet. Die Eingriffselemente 111 sind bei einem vorgegebenen Intervall entfernt voneinander in der Umlaufsrichtung angeordnet und fungieren als Anschläge, um eine Fehlausrichtung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 in der Umlaufsrichtung zu steuern. Beispielsweise kann ein Element aus dem Statorkern 62 und dem äußeren zylindrischen Element 71 darin ausgebildet Vertiefungen aufweisen, in die die Eingriffselemente 111 eingepasst werden. Anstelle der Eingriffselemente 111 kann ein Element aus dem Statorkern 62 und dem äußeren zylindrischen Element 71 alternativ hierzu darauf ausgebildet Vorsprünge aufweisen, die in die Vertiefungen passen.
Die vorstehend beschriebene Struktur dient folglich dazu, das Risiko einer Fehlausrichtung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 (das heißt dem äußeren zylindrischen Element 71) in der Umlaufsrichtung zu beseitigen sowie eine Überschneidungspassung beziehungsweise Presspassung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 (das heißt dem äußeren zylindrischen Element 71) sicherzustellen. Dies stellt folglich die Stabilität in einer Ausrichtung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 sicher, auch wenn der Betrag einer Überschneidung beziehungsweise Pressung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 relativ klein ist, wobei es ebenso das Risiko einer Beschädigung bei dem Statorkern 62 beseitigt, die üblicherweise aus einer Zunahme in einem Betrag einer Überschneidungspassung beziehungsweise Presspassung zwischen dem Statorkern 62 und der Statorhalteeinrichtung 70 entsteht.
Das innere zylindrische Element 81 weist eine ringförmige innere Kammer auf, die radial innerhalb davon um die Drehwelle 11 herum ausgebildet ist. Elektrische Komponenten, wie beispielsweise elektrische Komponenten, die beispielsweise einen Wechselrichter bilden, der als ein Leistungswandler dient, können in der ringförmigen inneren Kammer eingebaut sein. Die elektrischen Komponenten umfassen beispielsweise ein elektrisches Modul oder mehrere elektrische Module, wobei in jedem hiervon Halbleiterschalter und Kondensatoren verpackt sind. Die elektrischen Komponenten sind angeordnet, während sie in Kontakt mit der inneren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Elements 81 sind. Das Kühlen der elektrischen Module unter Verwendung des Kühlmittels, das in dem Kühlmittelpfad 85 fließt, kann erreicht werden, indem die elektrischen Module in Kontakt mit dem inneren Umfang des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet werden. Das Volumen der inneren Kammer, die innerhalb des inneren Umfangs des inneren zylindrischen Elements 81 angeordnet ist, kann vergrößert werden, indem die Vorsprünge 83 auf dem inneren Umfang des inneren zylindrischen Elements 81 beseitigt werden oder die Höhe der Vorsprünge 83 verkleinert wird.
Als nächstes wird die Struktur der Statorwicklung 61, die in der Kernbaugruppe CA eingebaut ist, nachstehend ausführlich beschrieben. Die Statorwicklung 61, die in der Kernbaugruppe CA angebracht ist, ist in den 10 und 11 gezeigt. Spezifisch sind die Wicklungssegmente 151, die die Statorwicklung 61 bilden, in Umlaufsrichtung radial außerhalb der Kernbaugruppe CA, das heißt des Statorkerns 62 angeordnet.
Die Statorwicklung 61 umfasst mehrphasige Wicklungen, die in einer vorbestimmten Reihenfolge in der Umlaufsrichtung angeordnet sind; die Baugruppe der mehrphasigen Wicklungen, die in der Umlaufsrichtung angeordnet sind, weist eine hohle zylindrische Form, das heißt eine ringförmige Form auf.
Die Statorwicklung 61 in diesem Ausführungsbeispiel umfasst Drei-PhasenWicklungen: eine U-Phase-Wicklung, eine V-Phase-Wicklung und eine W-Phase-Wicklung.
Der Stator 60 umfasst, wie es in 11 veranschaulicht ist, einen axialen innenliegenden Abschnitt, der als die Spulenseite CS dient, die der Magneteinheit 22 des Rotors 20 radial gegenüberliegt, und axiale außenliegende Abschnitte, die als die Spulenenden CE dienen, die axial außerhalb der Spulenseite CS angeordnet sind. Der Statorkern 62 ist innerhalb der Spulenseite CS derart angeordnet, dass die axiale Länge des Statorkerns 62 die axiale Länge der Spulenseite CS einnimmt.
Jede Phasenwicklung in der Statorwicklung 61 umfasst eine Vielzahl von Wicklungssegmenten 151 (siehe 16), wobei jedes der Wicklungssegmente 151 das Spulenmodul 150 bildet. Anders ausgedrückt umfasst das Spulenmodul 150 jeder Phasenwicklung ein modularisiertes Wicklungssegment 151 der entsprechenden Phasenwicklung. Die Statorwicklung 61 ist aus einer vorbestimmten Anzahl von Spulenmodulen 150 hergestellt, die auf der Grundlage der Anzahl von Magnetpolen der rotierenden elektrischen Maschine bestimmt wird.
Ein Anordnen der Spulenmodule 150 der mehrphasigen Wicklungen in der vorbestimmten Reihenfolge in der Umlaufsrichtung resultiert darin, dass die Leiterabschnitte der mehrphasigen Wicklungen in der vorbestimmten Reihenfolge angeordnet sind; die angeordneten Leiterabschnitte der mehrphasigen Wicklungen bilden die Spulenseite CS der Statorwicklung 61. 10 veranschaulicht die vorbestimmte Reihenfolge einer Anordnung der Leiterabschnitte der U-, V- und W-Phase-Wicklungen in der Spulenseite CS der Statorwicklung 61. Die Anzahl von Magnetpolen der rotierenden elektrischen Maschine ist auf 24 eingestellt, wobei dies optional sein kann.
Die Wicklungssegmente 151 der Spulenmodule 150 jeder Phasenwicklung sind parallel oder in Reihe zueinander geschaltet, um hierdurch die entsprechende Phasenwicklung zu bilden. 16 veranschaulicht elektrische Verbindungen unter den Wicklungssegmenten 151 von jeder der U-, V- und W-Phase-Wicklungen. In 16 sind die Wicklungssegmente 151 von jeder der U-, V- und W-Phase-Wicklungen parallel zueinander geschaltet.
Die Spulenmodule 150 sind, wie es in 11 veranschaulicht ist, an der radialen Außenseite des Statorkerns 62 angebracht. Die Spulenmodule 150 sind an dem Statorkern 62 angebracht, während beide Endabschnitte der Spulenmodule 150 in der axialen Richtung nach außen von dem Statorkern 62 herausragen, das heißt zu den jeweiligen Spulenenden CE in der axialen Richtung herausragen. Spezifisch umfasst die Statorwicklung 61 einen axialen innenliegenden Abschnitt, der als die Spulenseite CS dient, und axiale außenliegende Abschnitte, die als die Spulenenden CE dienen, die auf der axialen Außenseite der Spulenseite CS angeordnet sind.
Die Spulenmodule 150 umfassen einen ersten Typ von Spulenmodulen 150 und einen zweiten Typ von Spulenmodulen 150. Die Konfiguration von jedem Spulenmodul 150, das in dem ersten Typ beinhaltet ist, unterscheidet sich von der Konfiguration von jedem Spulenmodul 150, das in dem zweiten Typ beinhaltet ist. Das Wicklungssegment 151 jedes Spulenmoduls 150, das in dem ersten Typ beinhaltet ist, weist entgegengesetzte erste und zweite Enden in der axialen Richtung des Statorkerns 62 auf, wobei jedes der ersten und zweiten Enden des Wicklungssegments 151 von jedem Spulenmodul 150, das ein entsprechendes der Spulenenden CE bildet, radial nach innen in den Statorkern 62 gebogen ist. Im Gegensatz dazu weist das Wicklungssegment 151 jedes Spulenmoduls 150, das in dem zweiten Typ beinhaltet ist, entgegengesetzte erste und zweite Enden in der axialen Richtung des Statorkerns 62 auf, wobei jedes der ersten und zweiten Enden des Wicklungssegments 151 jedes Spulenmoduls 150, das ein entsprechendes der Spulenenden CE bildet, sich linear in der axialen Richtung des Statorkerns 62 erstreckt, ohne gebogen zu werden. In der nachstehenden Diskussion wird zur Vereinfachung das Wicklungssegment 151, dessen ersten und zweiten Enden radial nach innen in den Statorkern 62 gebogen sind, als ein erstes Wicklungssegment 151A bezeichnet, wobei das Spulenmodul 150, das das erste Wicklungssegment 151A umfasst, als ein erstes Spulenmodul 150A bezeichnet wird. Auf ähnliche Weise wird das Wicklungssegment 151, dessen erste und zweite Enden sich in der axialen Richtung des Statorkerns 62 erstrecken, ohne gebogen zu werden, als ein zweites Wicklungssegment 151B bezeichnet, wobei das Spulenmodul 150, das das zweite Wicklungssegment 151B umfasst, als ein zweites Spulenmodul 150B bezeichnet wird.
17 zeigt eine Seitenansicht von jedem des ersten Spulenmoduls 150A und des zweiten Spulenmoduls 150B, die Seite an Seite für eine Vereinfachung eines Vergleichs dazwischen angeordnet sind. 18 zeigt eine Seitenansicht von jedem des ersten Wicklungssegments 151A und des zweiten Wicklungssegments 151B, die Seite an Seite für eine Vereinfachung eines Vergleichs dazwischen angeordnet sind. Wie es in jeder der 17 und 18 veranschaulicht ist, weist jedes der ersten und zweiten Spulenmodule 150A und 150B eine Länge in der axialen Richtung des Statorkerns 62 auf, wobei die axiale Länge des ersten Spulenmoduls 150A von der des zweiten Spulenmoduls 150B unterscheidet. Auf ähnliche Weise weist jedes der ersten und zweiten Wicklungssegmente 151A und 151B eine Länge in der axialen Richtung des Statorkerns 62 auf, wobei die axiale Länge des ersten Wicklungssegments 151A sich von der des zweiten Wicklungssegments 151B unterscheidet. Zusätzlich ist die Form von jedem der ersten und zweiten Enden des ersten Spulenmoduls 150A unterschiedlich zu der des entsprechenden der ersten und zweiten Enden des zweiten Spulenmoduls 150B. Auf ähnliche Weise ist die Form von jedem der ersten und zweiten Enden des ersten Wicklungssegments 151A unterschiedlich zu der des entsprechenden der ersten und zweiten Enden des zweiten Wicklungssegments 151B. Das erste Wicklungssegment 151A weist eine im Wesentlichen C-Form auf, wenn es von der Seite betrachtet wird, wobei das zweite Wicklungssegment 151B eine im Wesentlichen I-Form aufweist, wenn es von der Seite betrachtet wird. Isolierende Abdeckungen 161 und 162, von denen jede als eine erste isolierende Abdeckung dient, sind an den jeweiligen ersten und zweiten Enden des ersten Wicklungssegments 151A in der axialen Richtung angebracht. Auf ähnliche Weise sind isolierende Abdeckungen 163 und 164, von denen jede als eine zweite isolierende Abdeckung dient, an den jeweiligen ersten und zweiten Enden des zweiten Wicklungssegments 151B in der axialen Richtung angebracht.
Nachstehend wird die Konfiguration von jedem der Spulenmodule 150A und 150B im Detail beschrieben.
Zuerst wird nachstehend die Konfiguration des ersten Spulenmoduls 150A beschrieben. 19(a) zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Spulenmoduls 150A, wobei 19(b) eine perspektivische Explosionsansicht von Komponenten des ersten Spulenmoduls 150A zeigt. 20 zeigt eine Schnittansicht, die entlang der Linie 20-20 in 19(a) entnommen ist.
Wie es in den 19(a) und 19(b) veranschaulicht ist, umfasst das erste Spulenmodul 150A das erste Wicklungssegment 151A und die isolierenden Abdeckungen 161 und 162. Das Wicklungssegment 151A umfasst ein leitfähiges Drahtelement CR, das mehrfach gewickelt ist. Die isolierenden Abdeckungen 161 und 162 sind an den jeweiligen ersten und zweiten Enden des ersten Wicklungssegments 151A in der axialen Richtung angebracht. Jede der isolierenden Abdeckungen 161 und 162 wird durch ein isolierendes Material, wie beispielsweise ein synthetisches Harzmaterial beziehungsweise Kunststoffmaterial, eingeformt.
Das erste Wicklungssegment 151A umfasst ein Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 und ein Paar von Verbindungsabschnitten 153A. Die Zwischenleiterabschnitte 152 sind angeordnet, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken. Jeder der Zwischenleiterabschnitte 152 weist entgegengesetzte erste und zweite axiale Enden auf, die jeweils den ersten und zweiten axialen Enden des ersten Wicklungssegments 151A entsprechen. Einer der Verbindungsabschnitte 153A verbindet oder kombiniert die ersten axialen Enden der jeweiligen Zwischenleiterabschnitte 152 miteinander, wobei der andere Verbindungsabschnitt 153A die zweiten axialen Enden der jeweiligen Zwischenleiterabschnitte 152 miteinander verbindet oder kombiniert. Die Baugruppe der Zwischenleiterabschnitte 152 und der Verbindungsabschnitt 153A bildet das erste Wicklungssegment 151A, das eine ringförmige Form aufweist. Die Zwischenleiterabschnitte 152 sind bei einer vorbestimmten Anzahl von Spulenabschnitten entfernt voneinander angeordnet. Diese Anordnung der Zwischenleiterabschnitte 152 jeder Phasenwicklung ermöglicht es, dass zumindest ein Zwischenleiterabschnitt 152 von zumindest einer andersphasigen Wicklung zwischen den Zwischenleiterabschnitten 152 der entsprechenden Phasenwicklung angeordnet wird. Die Zwischenleiterabschnitte 152 jeder Phasenwicklung in diesem Ausführungsbeispiel werden zwei Spulenabschnitte entfernt voneinander angeordnet. Diese Anordnung der Zwischenleiterabschnitte 152 jeder Phasenwicklung ermöglicht es, dass zwei Zwischenleiterabschnitte 152 der jeweiligen anderen Phasenwicklungen zwischen den Zwischenleiterabschnitten 152 der entsprechenden Phasenwicklung angeordnet werden.
Jeder der Verbindungsabschnitte 153A weist die gleiche Form auf. Jeder der Verbindungsabschnitte 153A bildet das entsprechende der Spulenenden CE (siehe 11). Spezifisch ist jeder der Verbindungsabschnitte 153A gebogen, um sich senkrecht zu den Zwischenleiterabschnitten 152, das heißt zu der axialen Richtung zu erstrecken.
Jeder der ersten Wicklungssegmente 151A weist, wie es eindeutig in 18 veranschaulicht ist, axial entgegengesetzte Enden auf, die die Verbindungsabschnitte 153A definieren. Jedes der zweiten Wicklungssegmente 151B weist axial entgegengesetzte Enden auf, die die Verbindungsabschnitte 153B definieren. Die Verbindungsabschnitte 153A und 153B der Wicklungssegmente 151A und 151B unterscheiden sich in einer Konfiguration voneinander. Zur Vereinfachung einer Identifikation zwischen den Verbindungsabschnitten 151A und 151B werden die Verbindungsabschnitte 153 der ersten Wicklungssegmente 151A nachstehend als erste Verbindungsabschnitte 153A bezeichnet. Die Verbindungsabschnitte 153B der zweiten Wicklungssegmente 151B werden ebenso nachstehend als die zweiten Verbindungsabschnitte 153B bezeichnet.
Die Zwischenleiterabschnitte 152 von jedem der Wicklungssegmente 151A und 151B dienen als Spulenseitenleiterabschnitte, die in Umlaufsrichtung entfernt voneinander angeordnet sind und die Spulenenden CS bilden. Jeder der Verbindungsabschnitte 153A und 153B dient als ein Spulenendenverbindungsabschnitt, der zwei der Zwischenleiterabschnitte 152, die bei unterschiedlichen Umlaufspositionen angeordnet sind, einer entsprechenden gleichen Phase miteinander verbindet; jeder der Verbindungsabschnitte 153A bildet das entsprechende der Spulenenden CE.
Das erste Wicklungssegment 151A umfasst, wie es in 20 veranschaulicht ist, das mehrfach gewickelte leitfähige Drahtelement CR, um hierdurch eine im Wesentlichen rechteckige oder quadratische Form in einem zugehörigen querverlaufenden Schnitt aufzuweisen. 20 veranschaulicht den querverlaufenden Schnitt der Zwischenleiterabschnitte 152. Wie es in 20 veranschaulicht ist, wird das leitfähige Drahtelement CR mehrfach gewickelt, sodass Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR in jedem Zwischenleiterabschnitt 152 sowohl in der Umlaufsrichtung als auch der radialen Richtung angeordnet sind. Die angeordneten Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR in jedem Zwischenleiterabschnitt 152 des ersten Wicklungssegments 151A in sowohl der Umlaufsrichtung als auch der radialen Richtung resultiert in dem entsprechenden Zwischenleiterabschnitt 152, der eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist. In jedem der ersten Verbindungsabschnitte 153A werden Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR derart gebogen, dass die gebogenen Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR in sowohl der axialen Richtung als auch der radialen Richtung in einem radianten Ende des entsprechenden der ersten Verbindungsabschnitte 153A angeordnet sind. Insbesondere ist das leitfähige Drahtelement CR in diesem Ausführungsbeispiel konzentrisch gewickelt, um hierdurch das erste Wicklungssegment 151A zu bilden. Wie jedoch das leitfähige Drahtelement CR gewickelt wird, ist optional. Beispielsweise kann das leitfähige Drahtelement CR mehrfach in der Form einer Alphawicklungsspule gewickelt werden.
Das leitfähige Drahtelement CR weist beide Enden 154 und 155 auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Die Enden 154 und 155, die als Wicklungsenden 154 und 155 bezeichnet werden, des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR werden aus den jeweiligen Enden von einem der ersten Verbindungsabschnitte 153A herausgezogen, der bei dem zweiten Ende (oberen Ende) des ersten Wicklungssegments 151A in 19(b) angeordnet ist. Eines der Wicklungsenden 154 und 155 stellt den Start einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR dar, wobei das zugehörige andere das Ende einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR darstellt. Eines der Wicklungsenden 154 und 155 ist mit einem Stromeingangs-/Ausgangs-(I/0) Anschluss verbunden, wobei das andere der Wicklungsenden 154 und 155 mit dem neutralen Punkt verbunden ist.
Jeder Zwischenleiterabschnitt 152 des ersten Wicklungssegments 151A wird mit dem blattartigen isolierenden Mantel 157 bedeckt. 19(a) veranschaulicht das erste Spulenmodul 150A, in dem die Zwischenleiterabschnitte 152 mit den isolierenden Mänteln 157 bedeckt sind, anders ausgedrückt, die Zwischenleiterabschnitte 152 sind innerhalb der isolierenden Mäntel 157 angeordnet, wobei jedoch eine Kombination von jedem der Zwischenleiterabschnitte 152 und einem entsprechenden der isolierenden Mäntel 157 durch Bezugszeichen 152 zur Vereinfachung bezeichnet wird. Das gleiche trifft auf 22(a) zu, wie es nachstehend beschrieben wird.
Jeder der isolierenden Mäntel 157 ist aus einem Filmelement FM gebildet, das eine vorbestimmte Länge aufweist, die einer axialen Länge eines Abschnitts des Zwischenleiterabschnitts 152 entspricht; der Abschnitt sollte mit einem isolierenden Material bedeckt sein. Das Filmelement FM wird um den Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt. Das Filmelement FM ist beispielsweise aus Polyethylen-Naphtalat (PEN) hergestellt. Spezifisch umfasst das Filmelement FM eine Filmbasis, die entgegengesetzte erste und zweite Oberflächen aufweist, und eine schäumbare Haftschicht, die auf der ersten Oberfläche der Filmbasis angebracht ist. Das Filmelement FM wird um die äußere Umfangsoberfläche des Zwischenleiterabschnitts 152 unter Verwendung der Haftschicht gewickelt und angebracht. Die Haftschicht kann aus einem nichtschäumbaren Haftmittel hergestellt werden.
Wie es in 20 veranschaulicht ist, sind Teile des mehrfach gewickelten leitfähigen Drahtelements CR in jedem Zwischenleiterabschnitt 152 sowohl in der Umlaufsrichtung als auch der radialen Richtung angeordnet. Dies resultiert darin, dass jeder Zwischenleiterabschnitt 152 eine im Wesentlichen rechteckige Form in einem zugehörigen querverlaufenden Querschnitt aufweist. Das Filmelement FM wird um die äußere Umfangsoberfläche jedes Zwischenleiterabschnitts 152 gewickelt, während beide Umlaufsenden des Filmelements FM miteinander überlappt werden, sodass der isolierende Mantel 157 auf dem Zwischenleiterabschnitt 152 angeordnet ist. Das Filmelement FM umfasst ein rechteckiges Blatt, das eine vorbestimmte longitudinale Länge aufweist, die länger als eine einzelne Herumwickellänge jedes Zwischenleiterabschnitts 152 ist, und eine vorbestimmte seitliche Länge aufweist, die länger als die des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 ist. Das rechteckige Filmelement FM wird um die äußere Umfangsoberfläche jedes Zwischenleiterabschnitts 152 gewickelt, während es entlang jeweiliger Seiten des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 gefaltet wird. Ein Schaum, der von der Haftschicht erzeugt wird, wird in einen Freiraum zwischen dem Zwischenleiterabschnitt 152 und dem Filmelement FM eingefüllt, das darum gewickelt ist. Die Haftschicht von einem der überlappten Umlaufsenden des Filmelements FM wird mit der Haftschicht des anderen der überlappten Umlaufsenden des Filmelements FM verbunden.
Genauer gesagt weist jeder Zwischenleiterabschnitt 152 ein Paar von ersten und zweiten Umlaufseiten, die zueinander entgegengesetzt sind, wobei jede hiervon sich in einer entsprechenden Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 erstreckt, und ein Paar von ersten und zweiten radialen Seiten auf, die zueinander entgegengesetzt sind, von denen sich jede in einer entsprechenden radialen Richtung des Statorkerns 62 erstreckt. Der isolierende Mantel 157 wird um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt, um alle zugehörigen Seiten zu bedecken. Die erste Umlaufseite jedes Zwischenleiterabschnitts 152 von einer Phasenwicklung liegt der ersten Umlaufsseite eines in Umlaufsrichtung benachbarten Zwischenleiterabschnitts 152 einer anderen Phasenwicklung gegenüber. Die überlappten Umlaufsenden des Filmelements FM werden auch als ein überlappter Abschnitt OL bezeichnet. Der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM, das um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 einer Phasenwicklung gewickelt ist, ist auf der ersten Umlaufsseite des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 der einen Phasenwicklung angeordnet. Das heißt, in dem ersten Wicklungssegment 151A ist der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM auf der gleichen ersten Umlaufsseite von jedem der Zwischenleiterabschnitte 152 angeordnet.
In dem ersten Wicklungssegment 151A erstreckt sich der isolierende Mantel 157, der um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 herumgewickelt ist, zwischen einem Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153A und einem Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153A; der Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153A ist mit der isolierenden Abdeckung 162 bedeckt, wobei der Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153A mit der isolierenden Abdeckung 161 bedeckt ist. Anders ausgedrückt ist der Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153A innerhalb der isolierenden Abdeckung 162 angeordnet, wobei der Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153A innerhalb der isolierenden Abdeckung 161 angeordnet ist. Unter Bezugnahme auf 17 stellt Bezugszeichen AX1 einen Abschnitt des ersten Spulenmoduls 150A dar, der durch die isolierende Abdeckungen 161 und 162 unbedeckt ist. Der isolierende Mantel 157 ist bereitgestellt, um einen erweiterten Abschnitt des ersten Spulenmoduls 150A zu bedecken, der axial breiter als der Abschnitt AX1 des ersten Spulenmoduls 150A ist.
Als nächstes wird nachstehend die Struktur von jeder der isolierenden Abdeckungen 161 und 162 beschrieben.
Die isolierende Abdeckung 161 ist angebracht, um den ersten Verbindungsabschnitt 153A, der bei dem zweiten Ende des ersten Wicklungssegments 151A in der axialen Richtung angeordnet ist, zu bedecken. Die isolierende Abdeckung 162 ist angebracht, um den ersten Verbindungsabschnitt 153A, der bei dem ersten Ende des ersten Wicklungssegments 151A in der axialen Richtung angeordnet ist, zu bedecken. Die 21(a) und 21(b) sind perspektivische Ansichten, die jeweils die isolierende Abdeckung 161 veranschaulichen, wenn sie aus unterschiedlichen Richtungen betrachtet wird.
Wie es in den 21(a) und 21(b) veranschaulicht ist, umfasst die isolierende Abdeckung 161 ein Paar von Seitenwänden 171, eine äußere Wand 172, eine axial innere Wand 173 und eine Vorderwand 174. Die Seitenwände 171 bilden Seiten der isolierenden Abdeckung 161, die bei unterschiedlichen Positionen in der Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 angeordnet sind. Die äußere Wand 172 bildet eine axial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 161. Die Vorderwand 174 bildet eine radial innere Seite der isolierenden Abdeckung 161. Jede der Wände 171 bis 174 weist eine plattenartige Form auf, wobei sie miteinander zusammengebaut sind, um eine feste Form mit einer radial äußeren Öffnungsoberfläche aufzuweisen. Jede der Seitenwände 171 ist angeordnet, um hin zu der Mittelachse der Kernbaugruppe CA ausgerichtet zu sein, mit der die Statorwicklung 61, die die Seitenwände 171 umfasst, zusammengebaut ist. Während die ersten Spulenmodule 150A in der Umlaufsrichtung angeordnet sind, liegen die Seitenwände 171 von jedem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar der isolierenden Abdeckungen 161 einander gegenüber, wobei sie in Kontakt miteinander oder benachbart zueinander sind. Dies ermöglicht es, dass die ersten Spulenmodule 150A in der Umlaufsrichtung angeordnet werden, während sie elektrisch voneinander isoliert sind.
Die äußere Wand 172 der isolierenden Abdeckung 161 weist die Öffnung 175a auf, die durch sie hindurch ausgebildet ist. Die Öffnung 175a ermöglicht es, dass das Wicklungsende 154 des ersten Wicklungssegments 151A durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 herausgezogen wird. Die Vorderwand 174 der isolierenden Abdeckung 161 weist die Öffnung 175b auf, die durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 ausgebildet ist. Die Öffnung 175b ermöglicht es, dass das Wicklungsende 155 des ersten Wicklungssegments 151A durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 herausgezogen wird. Das Wicklungsende 154 des ersten Wicklungssegments 151A wird durch die Öffnung 175a der äußeren Wand 172 in einer entsprechenden radialen Richtung herausgezogen und erstreckt sich danach in der axialen Richtung. Das Wicklungsende 155 des ersten Wicklungssegments 151A wird von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 durch die Öffnung 175b der Vorderwand 174 in der Umlaufsrichtung herausgezogen, wobei es sich danach in einer entsprechenden radialen Richtung erstreckt.
Jede der Seitenwände 171 der isolierenden Abdeckung 161 weist die Vertiefung 177 auf, die bei einer Ecke bei dem Schnittpunkt der entsprechenden der Seitenwände 171 und der Vorderwand 174 angeordnet ist. Die Vertiefung 177 jeder Seitenwand 171 erstreckt sich in der axialen Richtung und weist eine halbkreisförmige Form in einem zugehörigen querverlaufenden Querschnitt auf. Die isolierende Abdeckung 161 weist eine Mittellinie entlang einer entsprechenden radialen Richtung auf; eine Seite der isolierenden Abdeckung 161 in Bezug auf die Mittellinie in der Umlaufsrichtung und die andere Seite der isolierenden Abdeckung 161 in Bezug auf die Mittellinie der Umlaufsrichtung sind zueinander über die Mittellinie symmetrisch. Die äußere Wand 172 der isolierenden Abdeckung 161 weist ein Paar von Vorsprüngen 178 auf, die bei jeweiligen Positionen angeordnet sind, die zueinander über die Mittellinie in der Umlaufsrichtung symmetrisch sind. Jeder Vorsprung 178 erstreckt sich in der axialen Richtung.
Nachstehend werden zusätzliche Informationen über die Vertiefungen 177 der isolierenden Abdeckung 161 beschrieben. Wie es in 20 veranschaulicht ist, weisen die ersten Verbindungsabschnitte 153A des ersten Wicklungssegments 151A eine vertiefte Form auf, die zu der radialen Innenseite, das heißt hin zu der Kernbaugruppe CA konvex ist. Dies resultiert darin, dass ein Umlaufsraum zwischen den in Umlaufsrichtung benachbarten ersten Verbindungsabschnitten 153A von jedem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar der ersten Spulenmodule 150A ausgebildet wird; der Umlaufsraum wird breiter, wenn sich der Raum der Kernbaugruppe CA annähert. Dieses Ausführungsbeispiel verwendet die Umlaufsräume, um die Vertiefungen 177 in den Seitenwänden 171 der isolierenden Abdeckung 161, das heißt außerhalb des gekrümmten Abschnitts des ersten Verbindungsabschnitts 153A zu bilden.
Ein Temperatursensor, wie beispielsweise ein Thermistor, kann bei dem ersten Wicklungssegment 151A angebracht sein. In dieser Modifikation weist die isolierende Abdeckung 161 vorzugsweise eine Öffnung auf, die durch sie hindurch ausgebildet ist. Die Öffnung ermöglicht es, dass Signalleitungen, die sich von dem Temperatursensor erstrecken, von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 161 herausgezogen werden. Diese Modifikation ermöglicht es, dass der Temperatursensor auf effektive Weise in der isolierenden Abdeckung 161 eingebaut ist.
Obwohl es nicht ausführlich unter Verwendung von Zeichnungen beschrieben ist, weist die isolierende Abdeckung 162 im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die der isolierenden Abdeckung 161 auf. Spezifisch umfasst die isolierende Abdeckung 162 wie die isolierende Abdeckung 161 ein Paar von Seitenwänden 171, die äußere Wand 172, die axial innere Wand 173 und die Vorderwand 174 auf. Die Seitenwände 171 bilden Seiten der isolierenden Abdeckung 162, die bei unterschiedlichen Positionen der Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 angeordnet sind. Die äußere Wand 172 bildet eine axial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 162. Die Vorderwand 174 bildet eine radial innere Seite der isolierenden Abdeckung 162.
Jede der Seitenwände 171 der isolierenden Abdeckung 162 weist die Vertiefung 177 auf, die bei einer Ecke bei dem Schnittpunkt der entsprechenden der Seitenwände 171 und der Vorderwand 174 angeordnet ist. Die Vertiefung 177 von jeder Seitenwand 171 erstreckt sich in der axialen Richtung und weist eine halbkreisförmige Form in einem zugehörigen querverlaufenden Querschnitt auf. Die äußere Wand 172 der isolierenden Abdeckung 162 weist ein Paar von Vorsprüngen 178 auf, die daran angeordnet sind. Als unterschiedliche Punkte der isolierenden Abdeckung 162 zu der isolierenden Abdeckung 161 weist die isolierende Abdeckung 162 keine Öffnungen auf, die durch sie hindurch für ein Herausziehen der Wicklungsenden 154 und 155 von der zugehörigen Innenseite ausgebildet sind.
Jede der isolierenden Abdeckungen 161 und 162 weist eine vorbestimmte Höhe W11, W12 in der axialen Richtung auf. Spezifisch weist die isolierende Abdeckung 161 die Höhe W11 (das heißt eine Breite eines Abschnitts der isolierenden Abdeckung 161, der durch die Seitenwände 171 und die Vorderwand 174 gebildet wird, in der axialen Richtung) auf. Auf ähnliche Weise weist die isolierende Abdeckung 162 die Höhe W12 (das heißt eine Breite eines Abschnitts der isolierenden Abdeckung 162, die durch die Seitenwände 171 und die Vorderwand 174 gebildet wird, in der axialen Richtung) auf. Wie es in 17 veranschaulicht ist, wird die Höhe W11 der isolierenden Abdeckung 161 eingestellt, um größer als die Höhe W12 der isolierenden Abdeckung 162 zu sein, was durch die Beziehung W11 > W12 ausgedrückt wird. Das heißt, wenn das Wicklungssegment 151A das mehrfach gewickelte leitfähige Drahtelement CR umfasst, umfasst das mehrfach gewickelte leitfähige Drahtelement CR viele Windungen des leitfähigen Drahtelements CR, während die Windungen in einer Richtung senkrecht zu der Wicklungsrichtung jeder Windung verschoben sind. Dies kann darin resultieren, dass die axiale Breite der Windungen des leitfähigen Drahtelements CR größer wird. Zusätzlich bedeckt die isolierende Abdeckung 161 den ersten Verbindungsabschnitt 153A, der den Beginn einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR und das Ende einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR umfasst. Dies kann darin resultieren, dass die Anzahl von überlappten Teilen des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR in dem ersten Verbindungsabschnitt 153A größer ist, was darin resultiert, dass die axiale Breite der Windungen des leitfähigen Drahtelements CR größer wird. Von diesem Standpunkt aus wird die Höhe W11 der isolierenden Abdeckung 161 eingestellt, um größer als die Höhe W12 der isolierenden Abdeckung 162 zu sein. Dies verhindert eine Begrenzung der Anzahl von Windungen des Leiterdrahtelements CR im Vergleich mit einem Fall, bei dem die isolierenden Abdeckungen 161 und 162 die gleiche Höhe aufweisen.
Nachstehend wird die Konfiguration des zweiten Spulenmoduls 150B beschrieben.
22(a) zeigt eine perspektivische Ansicht des Spulenmoduls 150B, wobei 22(b) eine perspektivische Explosionsansicht von Komponenten des ersten Spulenmoduls 150B zeigt. 23 zeigt eine Schnittansicht, die entlang der Linie 23-23 in 22(a) entnommen ist.
Wie es in den 22(a) und 22(b) veranschaulicht ist, umfasst das zweite Spulenmodul 150B das zweite Wicklungssegment 151B und die isolierenden Abdeckungen 163 und 164, was ähnlich zu dem ersten Spulenmodul 150A ist. Das zweite Wicklungssegment 151B umfasst ein leitfähiges Drahtelement CR, das mehrfach gewickelt ist. Die isolierenden Abdeckungen 163 und 164 sind bei den jeweiligen ersten und zweiten Enden des zweiten Wicklungssegment 151B in der axialen Richtung angebracht. Jede der isolierenden Abdeckungen 163 und 164 ist in die entsprechende Form durch ein isolierendes Material, wie beispielsweise ein synthetisches Harzmaterial, eingeformt.
Das zweite Wicklungssegment 151B umfasst ein Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 und das Paar von zweiten Verbindungsabschnitten 153B. Die Zwischenleiterabschnitte 152 sind angeordnet, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken. Jeder der Zwischenleiterabschnitte 152 weist entgegengesetzte erste und zweite axiale Enden auf, die jeweils den ersten und zweiten axialen Enden des zweiten Wicklungssegments 151B entsprechen. Einer der zweiten Verbindungsabschnitte 153B verbindet die ersten axialen Enden der jeweiligen Zwischenleiterabschnitte 152 miteinander, wobei der andere der zweiten Verbindungsabschnitte 153B die zweiten axialen Enden der jeweiligen Zwischenleiterabschnitte 152 miteinander verbindet. Die Baugruppe der Zwischenleiterabschnitte 152 und der zweiten Verbindungsabschnitte 153B bildet das Wicklungssegment 151B, das eine ringförmige Form aufweist. Die Konfiguration jedes Zwischenleiterabschnitts 152 des zweiten Wicklungssegments 151B ist die gleiche wie die des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 des ersten Wicklungssegments 151A. Im Gegensatz dazu ist die Konfiguration von jedem der zweiten Verbindungsabschnitte 153B unterschiedlich zu der des entsprechenden der ersten Verbindungsabschnitte 153A. Spezifisch erstreckt sich jeder der zweiten Verbindungsabschnitte 153B von dem Zwischenleiterabschnitt 152 linear in der axialen Richtung, ohne radial gebogen zu werden. 18 veranschaulicht das erste Wicklungssegment 151A und das zweite Wicklungssegment 151B, während sie miteinander verglichen werden.
Das leitfähige Drahtelement CR weist beide Enden 154 und 155 auf, die entgegengesetzt zueinander sind. Die Enden 154 und 155, die als Wicklungsenden 154 und 155 bezeichnet werden, des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR werden von den jeweiligen Enden von einem der zweiten Verbindungsabschnitte 153B herausgezogen, der bei dem zweiten Ende (oberen Ende) des zweiten Wicklungssegments 151B in 22(b) angeordnet ist. Eines der Wicklungsenden 154 und 155 stellt den Beginn einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR dar, wobei das zugehörige andere das Ende einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR darstellt. Eines der Wicklungsenden 154 und 155 ist mit dem Stromeingangs-/Ausgangs-(I/O-) Anschluss verbunden, wobei das andere der Wicklungsenden 154 und 155 mit dem neutralen Punkt verbunden ist.
Jeder Zwischenleiterabschnitt 152 des zweiten Wicklungssegments 151B ist mit dem blattartigen isolierenden Mantel 157 bedeckt, der ähnlich zu dem ersten Wicklungssegment 151A ist. Der isolierende Mantel 157 umfasst ein Filmelement FM, das eine vorbestimmte Länge aufweist, die einer axialen Länge eines Abschnitts des Zwischenleiterabschnitts 152 entspricht; der Abschnitt sollte mit einem isolierenden Material bedeckt sein. Das Filmelement FM wird um den Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt.
Die Konfiguration des isolierenden Mantels 157 des zweiten Wicklungssegments 151B ist im Wesentlichen identisch zu der des isolierenden Mantels 157 des ersten Wicklungssegments 151A. Spezifisch ist, wie es in 23 veranschaulicht ist, das Filmelement FM um die äußere Umfangsoberfläche jedes Zwischenleiterabschnitts 152 gewickelt, während beide Umlaufsenden des Filmelements FM miteinander überlappt werden. Genauer gesagt weist jeder Zwischenleiterabschnitt 152 ein Paar von ersten und zweiten Umlaufsseiten, die zueinander entgegengesetzt sind, von denen sich jede in einer entsprechenden Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 erstreckt, und ein Paar von ersten und zweiten radialen Seiten auf, die zueinander entgegengesetzt sind, von denen sich jede in einer entsprechenden radialen Richtung des Statorkerns 62 erstreckt. Der isolierende Mantel 157 ist um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt, um alle Seiten hiervon zu bedecken. Die erste Umlaufsseite jedes Zwischenleiterabschnitts 152 einer Phasenwicklung liegt der ersten Umlaufsseite eines in Umlaufsrichtung benachbarten Zwischenleiterabschnitts 152 einer anderen Phasenwicklung gegenüber. Der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM, das um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 einer Phasenwicklung gewickelt ist, ist auf der ersten Umlaufsseite des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 der einen Phasenwicklung angeordnet. Das heißt, in dem zweiten Wicklungssegment 151B ist der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM auf der gleichen ersten Umlaufsseite von jedem der Zwischenleiterabschnitte 152 angeordnet.
In dem zweiten Wicklungssegment 151B erstreckt sich der isolierende Mantel 157, der um jeden Zwischenleiterabschnitt 152 gewickelt ist, zwischen einem Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153B und einem Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153B; der Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153B ist mit der isolierenden Abdeckung 164 bedeckt, wobei der Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153B mit der isolierenden Abdeckung 163 bedeckt ist. Anders ausgedrückt ist der Teil des Unterseitenverbindungsabschnitts 153B innerhalb der isolierenden Abdeckung 164 angeordnet, wobei der Teil des Oberseitenverbindungsabschnitts 153B innerhalb der isolierenden Abdeckung 163 angeordnet ist. Unter Bezugnahme auf 17 stellt Bezugszeichen AX2 einen Abschnitt des zweiten Spulenmoduls 150B dar, der durch die isolierenden Abdeckungen 163 und 164 unbedeckt ist. Der isolierende Mantel 157 ist bereitgestellt, um einen erweiterten Abschnitt des zweiten Spulenmoduls 150B zu bedecken, der axial breiter als der Abschnitt AX2 des zweiten Spulenmoduls 150B ist.
Der isolierende Mantel 157 des Wicklungssegments 151A erstreckt sich, um einen Teil von jedem der Verbindungsabschnitte 153A zu bedecken, wobei sich der isolierende Mantel 157 des Wicklungssegments 151B auf ähnliche Weise erstreckt, um einen Teil von jedem der Verbindungsabschnitte 153B zu bedecken. Spezifisch ist jeder isolierende Mantel 157 des ersten Wicklungssegments 151A angeordnet, um (i) einen entsprechenden der Zwischenleiterabschnitte 152, und (ii) einen Teil jedes Verbindungsabschnitts 153A zu bedecken, der sich kontinuierlich linear von dem entsprechenden der Zwischenleiterabschnitte 152 erstreckt. Da die axiale Länge des Wicklungssegments 151A zu der des Wicklungssegments 151B unterschiedlich ist, ist ebenso der axiale Bereich des Wicklungssegments 151A, der mit dem isolierenden Mantel 157 bedeckt ist, von dem axialen Bereich des Wicklungssegments 151B, der mit dem isolierenden Mantel 157 bedeckt ist, unterschiedlich.
Nachstehend wird die Struktur von jeder der isolierenden Abdeckungen 163 und 164 beschrieben.
Die isolierende Abdeckung 163 ist angebracht, um den zweiten Verbindungsabschnitt 153B, der bei dem zweiten Ende des zweiten Wicklungssegments 151B in der axialen Richtung angeordnet ist, zu bedecken. Die isolierende Abdeckung 164 ist angebracht, um den zweiten Verbindungsabschnitt 153B, der bei dem ersten Ende des zweiten Wicklungssegments 151B in der axialen Richtung angeordnet ist, zu bedecken. Die 24(a) und 24(b) sind perspektivische Ansichten, die jeweils die isolierende Abdeckung 163 veranschaulichen, wenn sie aus unterschiedlichen Richtungen betrachtet wird.
Wie es in den 24(a) und 24(b) veranschaulicht ist, umfasst die isolierende Abdeckung 163 ein Paar von Seitenwänden 181, die äußere Wand 182, die radial innere Vorderwand 183 und die hintere Wand 184. Die Seitenwände 181 bilden Seiten der isolierenden Abdeckung 163, die bei unterschiedlichen Positionen in der Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 angeordnet sind. Die äußere Wand 182 bildet eine axial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 163. Die Vorderwand 183 bildet eine radial innere Seite der isolierenden Abdeckung 163. Die hintere Wand 184 bildet eine radial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 163. Jede der Wände 181 bis 184 weist eine plattenartige Form auf, wobei sie miteinander zusammengebaut sind, um eine feste Form mit einer axial inneren Öffnungsoberfläche aufzuweisen. Jede der Seitenwände 181 ist angeordnet, um zu der Mittelachse der Kernbaugruppe CA ausgerichtet zu sein, mit der die Statorwicklung 61, die die Seitenwände 181 umfasst, zusammengebaut ist. Während die zweiten Spulenmodule 150B in der Umlaufsrichtung angeordnet sind, liegen die Seitenwände 181 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 163 einander gegenüber, wobei sie in Kontakt miteinander oder benachbart zueinander sind. Dies ermöglicht es, dass die zweiten Spulenmodule 150B in der Umlaufsrichtung angeordnet werden, während sie elektrisch voneinander isoliert sind.
Die Vorderwand 183 der isolierenden Abdeckung 163 weist die Öffnung 185a auf, die durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 163 ausgebildet ist. Die Öffnung 185a ermöglicht es, dass das Wicklungsende 154 des zweiten Wicklungssegments 151B durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 163 herausgezogen wird. Die äußere Wand 182 der isolierenden Abdeckung 163 weist eine Öffnung 185b, die durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 163 ausgebildet ist. Die Öffnung 185b ermöglicht es, dass das Wicklungsende 155 des zweiten Wicklungssegments 151B durch sie hindurch von der Innenseite der isolierenden Abdeckung 163 herausgezogen wird.
Die Vorderwand 183 der isolierenden Abdeckung 163 weist den Vorsprung 186 auf, der radial nach innen von der Vorderwand 183 ragt. Der Vorsprung 186 ist bei der Mitte zwischen den Seitenwänden 181 in der Umlaufsrichtung angeordnet, wobei er konfiguriert ist, mehr radial nach innen zu ragen, als es jeder zweite Verbindungsabschnitt 153B tut. Das heißt, die herausragende Länge des Vorsprungs 186 ist größer als die herausragende Länge jedes zweiten Verbindungsabschnitts 153B. Der Vorsprung 186 weist eine spitz zulaufende Form auf, die spitz zuläuft, wenn sie sich radial nach innen erstreckt, wenn es von oben betrachtet wird. Der Vorsprung 186 weist ein sich erstreckendes Ende und das Durchgangsloch 187 auf, das durch das sich erstreckende Ende gebildet wird; das Durchgangsloch 187 erstreckt sich in die axiale Richtung. Die Konfiguration des Vorsprungs 186 kann frei entworfen werden, solange

(1) der Vorsprung 186 mehr radial nach innen ragt, als es der zweite Verbindungsabschnitt 153B tut;
(2) das sich erstreckende Ende des Vorsprungs 186 durch es hindurch das Durchgangsloch 187 ausgebildet aufweist, das bei gleichen Entfernungen entfernt von den Seitenwänden 184 in der Umlaufsrichtung angeordnet ist.

Vorzugsweise ist für eine Berücksichtigung eines überlappten Zustands des Vorsprungs 163 und der radial angeordneten isolierenden Abdeckungen 161 die Umlaufsbreite des Vorsprungs 186 so schmal wie möglich, um eine Überschneidung beziehungsweise Interferenz zwischen dem Vorsprung 186 und den Wicklungsenden 154 und 155 zu verhindern.
Insbesondere weist das sich erstreckende Ende des Vorsprungs 186 eine axiale Dicke auf, die kleiner als eine axiale Dicke des zugehörigen restlichen Abschnitts ist. Das sich erstreckende Ende des Vorsprungs 186, das eine kleinere Dicke aufweist, ist als ein Niedrighöhenabschnitt 186a definiert. Der Niedrighöhenabschnitt 186a des Vorsprungs 186 weist das Durchgangsloch 187 auf, das durch ihn hindurch ausgebildet ist. Die axiale Höhe des Niedrighöhenabschnitts 186a des Vorsprungs 186 jedes zweiten Spulenmoduls 150B in Bezug auf die Endoberfläche des ersten Endes des inneren zylindrischen Elements 81 ist niedriger als die axiale Höhe des oberen Verbindungsabschnitts 153B des entsprechenden zweiten Spulenmoduls 150B, während die zweiten Spulenmodule 150B mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden.
Wie es in 23 veranschaulicht ist, weist der restliche Teil des Vorsprungs 186 ein Paar von Durchgangslöchern 188 auf, die durch ihn hindurch ausgebildet sind. Die Durchgangslöcher 188 des Vorsprungs 186 ermöglichen es, während die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 einander axial überlappen, dass ein Haftmittel durch die Durchgangslöcher 188 aufgebracht wird. Dies resultiert darin, dass das aufgebrachte Haftmittel zwischen die axial überlappten isolierenden Abdeckungen 161 und 163 gefüllt wird.
Obwohl es in der Zeichnung weggelassen ist, weist die isolierende Abdeckung 164 im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die der isolierenden Abdeckung 163 auf. Spezifisch umfasst die isolierende Abdeckung 164 wie die isolierende Abdeckung 163 ein Paar von Seitenwänden 181, die äußere Wand 182, die radial innere Vorderwand 183 und die hintere Wand 184. Die Seitenwände 181 bilden Seiten der isolierenden Abdeckung 164, die bei unterschiedlichen Positionen in der Umlaufsrichtung des Statorkerns 62 angeordnet sind. Die äußere Wand 182 bildet eine axial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 164. Die Vorderwand 183 bildet eine radial innere Seite der isolierenden Abdeckung 164. Die hintere Wand 184 bildet eine radial äußere Seite der isolierenden Abdeckung 164. Die Vorderwand 183 der isolierenden Abdeckung 164 weist den Vorsprung 186 auf, der radial nach innen von der Vorderwand 183 ragt. Der Vorsprung 186 weist das Durchgangsloch 187 auf, das durch das sich erstreckende Ende ausgebildet ist.
Als unterschiedliche Punkte der isolierenden Abdeckung 164 zu der isolierenden Abdeckung 163 weist die isolierende Abdeckung 164 keine Öffnungen auf, die durch sie hindurch für ein Herausziehen der Wicklungsenden 154 und 155 des zweiten Wicklungssegments 151B von der zugehörigen Innenseite ausgebildet sind.
Jede Seitenwand 181 der isolierenden Abdeckung 163 weist eine vorbestimmte radiale Breite W21 auf, wobei jede Seitenwand 181 der isolierenden Abdeckung 164 eine vorbestimmte radiale Breite W22 aufweist. Spezifisch ist, wie es in 17 veranschaulicht ist, die radiale Breite W21 der isolierenden Abdeckung 163 größer eingestellt als die radiale Breite W22 der isolierenden Abdeckung 164, was durch die nachstehend genannte Beziehung „W21 > W22“ ausgedrückt wird. Das heißt, wenn das Wicklungssegment 151B das mehrfach gewickelte leitfähige Drahtelement CR umfasst, bedeckt die isolierende Abdeckung 163 den zweiten Verbindungsabschnitt 153B, der den Beginn einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR umfasst, und das Ende einer Wicklung des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR. Dies kann darin resultieren, dass die Anzahl von überlappten Teilen des mehrfach gewickelten Leiterdrahtelements CR in dem zweiten Verbindungsabschnitt 153B größer ist, was darin resultiert, dass die axiale Breite der Windungen des leitfähigen Drahtelements CR größer wird. Von diesem Standpunkt aus wird die radiale Breite W21 der isolierenden Abdeckung 163 eingestellt, um größer als die radiale Breite W22 der isolierenden Abdeckung 164 zu sein. Dies verhindert eine Begrenzung der Anzahl von Windungen des Leiterdrahtelements CR im Vergleich mit einem Fall, bei dem die isolierenden Abdeckungen 163 und 164 die gleiche radiale Breite aufweisen.
25 zeigt eine Ansicht, die veranschaulicht, wie die überlappten Abschnitte OL der jeweiligen Filmelemente FM angeordnet sind, während die Spulenmodule 150A und 150B in Umlaufsrichtung angeordnet sind. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird das Filmelement FM um die äußere Umfangsoberfläche jedes Zwischenleiterabschnitts 152 jedes Spulenmoduls 150A, 150B gewickelt, während

(1) beide Umlaufsenden des Filmelements FM miteinander als der überlappte Abschnitt OL überlappt werden
(2) der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM bei der ersten Umlaufsseite des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 angeordnet ist; die erste Umlaufsseite liegt dem Zwischenleiterabschnitt 152 einer anderen Phase gegenüber (siehe 20 und 23).

Dies resultiert darin, dass der überlappte Abschnitt OL jedes Filmelements FM auf der gleichen Seite, das heißt der rechten Seite in 25, des entsprechenden Zwischenleiterabschnitts 152 in der Umlaufsrichtung angeordnet ist. Dies resultiert folglich darin, dass der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM des Zwischenleiterabschnitts 152 von einem Eine-Phase-Wicklungssegment 151A und der überlappte Abschnitt OL des Filmelements FM des Zwischenleiterabschnitts 152 eines Andere-Phase-Wicklungssegments 151B, das in Umlaufsrichtung benachbart zu dem Eine-Phase-Wicklungssegment 151A ist, in Umlaufsrichtung nicht miteinander überlappt werden. Zwischen dem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 sind höchstens drei Teile des Filmelements FM angeordnet.
Als nächstes wird nachstehend die Struktur der Spulenmodule 150A und 150B beschrieben, die mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden.
Die axiale Länge des Spulenmoduls 150A unterscheidet sich von der des Spulenmoduls 150B, wobei die Konfiguration jedes Verbindungsabschnitts 153A des Spulenmoduls 150A unterschiedlich zu der des entsprechenden Verbindungsabschnitts 153B des Spulenmoduls 150B ist. Die Spulenmodule 150A und 150B werden mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut, während die ersten Verbindungsabschnitte 153A jedes Spulenmoduls 150A radial näher bei der Kernbaugruppe CA angeordnet sind und die zweiten Verbindungsabschnitte 153B jedes Spulenmoduls 150B radial weiter entfernt von der Kernbaugruppe CA angeordnet sind. Die isolierenden Abdeckungen 161 bis 164 werden an der Kernbaugruppe CA befestigt, während die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 axial miteinander bei dem zweiten Ende der Kernbaugruppe CA überlappt werden und die isolierenden Abdeckungen 162 und 164 axial miteinander bei dem ersten Ende der Kernbaugruppe CA überlappt werden.
26 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, dass die isolierenden Abdeckungen 161 in Umlaufsrichtung angeordnet sind, während die ersten Spulenmodule 150A mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut sind. 27 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, dass die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 in Umlaufsrichtung angeordnet sind, während die ersten und zweiten Spulenmodule 150A und 150B mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut sind. 28(a) zeigt eine longitudinale Schnittansicht, die veranschaulicht, dass die Spulenmodule 150A und 150B mit der Kernbaugruppe CA vor einer Befestigung der isolierenden Abdeckungen 161 und 163 an der Kernbaugruppe CA unter Verwendung von Befestigungsstiften 191 zusammengebaut sind. 28(b) zeigt eine longitudinale Schnittansicht, die veranschaulicht, dass die Spulenmodule 150A und 150B mit der Kernbaugruppe CA nach einer Befestigung der isolierenden Abdeckungen 161 und 163 an der Kernbaugruppe CA unter Verwendung der Befestigungsstifte 191 zusammengebaut sind.
Wie es in 26 veranschaulicht ist, sind, während die ersten Spulenmodule 150 mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut sind, die isolierenden Abdeckungen 161 in Umlaufsrichtung derart angeordnet, dass die Seitenwände 171 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 einander gegenüberliegen, wobei sie in Kontakt miteinander oder benachbart zueinander sind. Jedes in Umlaufsrichtung benachbarte Paar der isolierenden Abdeckungen 161 ist derart angeordnet, dass eine Grenzlinie LB, die sich entlang der gegenüberliegenden Seitenwände 171 erstreckt, axial auf eine entsprechende der Vertiefungen 105 ausgerichtet ist, die in der äußeren Oberfläche der Endplatte 91 des inneren zylindrischen Elements 81 ausgebildet ist. Da die Seitenwände 171 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 in Kontakt miteinander oder benachbart zueinander sind, bilden die Vertiefungen 177 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 ein Durchgangsloch, das sich in der axialen Richtung erstreckt. Das Durchgangsloch, das in jedem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar der isolierenden Abdeckungen 161 ausgebildet ist, ist axial auf die entsprechende der Vertiefungen 105 der Endplatte 91 des inneren zylindrischen Elements 81 ausgerichtet.
Die zweiten Spulenmodule 150B sind, wie es in 27 veranschaulicht ist, mit der Baugruppe der ersten Spulenmodule 150A und der Kernbaugruppe CA zusammengebaut. Dieses Zusammenbauen der zweiten Spulenmodule 150B mit der Kernbaugruppe CA resultiert darin, dass die Seitenwände 181 jedes in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 163 einander gegenüberliegen, wobei sie in Kontakt miteinander sind oder benachbart zueinander sind. Dieses Zusammenbauen der zweiten Spulenmodule 150B mit der Kernbaugruppe CA resultiert ebenso darin, dass die Verbindungsabschnitte 153A und 153B einander auf einem virtuellen Kreis schneiden, entlang dem die Zwischenleiterabschnitte 152 in Umlaufsrichtung angeordnet sind, während die Baugruppe der Spulenmodule 150A und 150B und der Kernbaugruppe CA von oben betrachtet wird. Jede isolierende Abdeckung 163 ist derart angeordnet, dass

(1) der Vorsprung 186 axial mit einer Grenze eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 überlappt
(2) das Durchgangsloch 187 axial auf das Durchgangsloch ausgerichtet ist, das durch die Vertiefungen 177 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 definiert wird.

Wenn die zweiten Spulenmodule 150B mit der Baugruppe der ersten Spulenmodule 150A und der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden, wird der Vorsprung 186 jeder isolierenden Abdeckung 163 durch die Vorsprünge 178 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars von isolierenden Abdeckungen 161 geführt. Dies resultiert darin, dass das Durchgangsloch 187 des Vorsprungs 186 jeder isolierenden Abdeckung 163 axial ausgerichtet ist auf

(1) das Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 definiert ist
(2) eine entsprechende der Vertiefungen 105 der Endplatte 91 des inneren zylindrischen Elements 81.

Wenn die Spulenmodule 150B mit der Baugruppe der Kernbaugruppe CA und der Spulenmodule 150A zusammengebaut sind, ist das Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 von jedem in Umlaufsrichtung benachbarten Paar der isolierenden Abdeckungen 161 definiert wird, innen angeordnet. Es kann folglich eine Befürchtung geben, dass es schwierig ist, das Durchgangsloch 187 des Vorsprungs 186 von jeder isolierenden Abdeckung 163 auf das Durchgangsloch auszurichten, das durch die Vertiefungen 177 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 definiert wird. Hinsichtlich einer derartigen Befürchtung wird der Vorsprung 186 jeder isolierenden Abdeckung 163 durch die Vorsprünge 187 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 geführt. Dies ermöglicht es, das Durchgangsloch 187 des Vorsprungs 186 jeder isolierenden Abdeckung 163 auf das Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 eines entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paars der isolierenden Abdeckungen 161 definiert wird, auf einfache Weise axial auszurichten.
Ein Verbinden der isolierenden Abdeckung 161 und der isolierenden Abdeckung 613 wird, wie es in den 28(a) und 28(b) veranschaulicht ist, durch den Befestigungsstift 191 bei einem Überlappen der isolierenden Abdeckung 161 mit dem Vorsprung 186 der isolierenden Abdeckung 163 erreicht. Spezifisch wird ein derartiges Verbinden erreicht, indem die Vertiefung 105 des inneren zylindrischen Elements 81, die Vertiefung 177 der isolierenden Abdeckung 161 und das Durchgangsloch 187 der isolierenden Abdeckung 163 aufeinander ausgerichtet werden und dann der Befestigungsstift 191 in diese eingeführt wird, wodurch die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 mit dem inneren zylindrischen Element 81 fest befestigt werden. Dies resultiert in einer Verbindung von jeweiligen in Umlaufsrichtung benachbarten Spulenmodulen 150A und 150B mit der Kernbaugruppe CA bei dem Spulenende CE unter Verwendung des gemeinsamen Befestigungsstiftes 191. Es ist empfehlenswert, dass jeder der Befestigungsstifte 191 aus einem in hohem Maße thermisch leitfähigen Material, wie beispielsweise Metall, hergestellt ist.
Wie es in 28(b) veranschaulicht ist, ist der Befestigungsstift 191, der entgegengesetzte obere und untere Enden in einer zugehörigen axialen Richtung aufweist, für jede isolierende Abdeckung 163 durch den Niedrighöhenabschnitt 186a der entsprechenden isolierenden Abdeckung 163 angeordnet wird. In diesem Zustand ist das obere Ende des Befestigungsstifts 191 angeordnet, um über den Niedrighöhenabschnitt 186a herauszuragen, während er axial niedriger als eine äußere Oberfläche, das heißt eine obere Oberfläche der äußeren Wand 182 der isolierenden Abdeckung 163 ist. Der Befestigungsstift 191 weist eine Länge in der zugehörigen axialen Richtung auf, wobei die Länge des Befestigungsstiftes 191 größer als der axial überlappte Abschnitt des Niedrighöhenabschnitts 186a des Vorsprungs 186 und der isolierenden Abdeckung 161 ist, sodass das obere Ende des Befestigungsstiftes 191, das über den Niedrighöhenabschnitt 186a herausragt, als eine Grenze dient. Die Grenze des Befestigungsstiftes 191 ermöglicht es, dass für ein Einführen jedes Befestigungsstiftes 191 durch das entsprechende Durchgangsloch 187 und das entsprechende Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 ausgebildet wird, in die entsprechende Vertiefung 105 der entsprechende Befestigungsstift 191 einfach durch das entsprechende Durchgangsloch 187 und das entsprechende Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 177 ausgebildet wird, in die entsprechende Vertiefung 105 eingeführt wird. Das obere Ende des Befestigungsstiftes 191 ist angeordnet, um axial niedriger als die äußere Oberfläche 173, das heißt die obere Oberfläche der isolierenden Abdeckung 163 zu sein. Dies verhindert eine Vergrößerung in der axialen Länge des Stators 60 aufgrund der herausragenden Befestigungsstifte 191.
Nachdem die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 an der Kernbaugruppe CA unter Verwendung der Befestigungsstifte 191 befestigt sind, wird ein Haftmittel durch die Durchgangslöcher 188 der isolierenden Abdeckung 163 aufgebracht, sodass das aufgebrachte Haftmittel zwischen die axial überlappten isolierenden Abdeckungen 161 und 163 eingefüllt wird. Dies resultiert darin, dass die axial überlappten isolierenden Abdeckungen 161 und 163 stark miteinander verbunden sind. Zur Vereinfachung veranschaulichen die 28(a) und 28(b), dass die Durchgangslöcher 188 durch den restlichen Teil der Vorsprünge 186 mit Ausnahme des Niedrighöhenabschnitts 186a der isolierenden Abdeckung 163 zwischen der äußeren Oberfläche (oberen Oberfläche) der äußeren Wand 182 und der äußeren Oberfläche, das heißt einer unteren Oberfläche einer Bodenwand der isolierenden Abdeckung 163 ausgebildet sind; die Bodenwand ist zu der äußeren Wand 182 entgegengesetzt. Tatsächlich können die Durchgangslöcher 188 durch einen Teil mit dünnerer Dicke des Vorsprungs 186 ausgebildet sein; der Teil mit dünnerer Dicke des Vorsprungs 186 ist in einer axialen Dicke kleiner als der Rest des Vorsprungs 186.
Die Befestigung der isolierenden Abdeckungen 161 und 163 unter Verwendung des Befestigungsstiftes 191 wird, wie es in 28(b) veranschaulicht ist, auf der axialen Endoberfläche der Statorhalteeinrichtung 70 erreicht, die radial innerhalb des Statorkerns 62 (das heißt der linken Seite der Zeichnung) angeordnet ist. Die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 werden an der Statorhalteeinrichtung 70 unter Verwendung des Befestigungsstiftes 191 angebracht. Anders ausgedrückt sind die ersten Verbindungsabschnitte 153A an den axialen Enden der Statorhalteeinrichtung 70 fixiert. Die Statorhalteeinrichtung 70 weist den Kühlmittelpfad 85 darin auf, sodass Wärme, die von den ersten Wicklungssegmenten 151A erzeugt wird, direkt von den ersten oberen Verbindungsabschnitten 153A zu dem Kühlmittelpfad 85 der Statorhalteeinrichtung 70 oder einer Region der Statorhalteeinrichtung 70 um den Kühlmittelpfad 85 herum übertragen wird. Zusätzlich ist jeder Befestigungsstift 191 in einer entsprechenden der Vertiefungen 105 der Statorhalteeinrichtung 70 angeordnet, wodurch die Übertragung von Wärme zu der Statorhalteeinrichtung 70 durch den entsprechenden Befestigungsstift 191 vereinfacht wird. Die vorstehend beschriebene Konfiguration der rotierenden elektrischen Maschine 10 weist folglich eine höhere Leistungsfähigkeit einer Kühlung der Statorwicklung 61 auf.
Achtzehn isolierende Abdeckungen 161 und achtzehn isolierende Abdeckungen 163 sind angeordnet, um miteinander axial überlappt zu sein; die axial überlappten isolierenden Abdeckungen 161 und 173 bilden das Spulenende CE. Achtzehn Vertiefungen 105 sind in der äußeren Oberfläche der Statorhalteeinrichtung 70 ausgebildet. Die achtzehn isolierenden Abdeckungen 161 und die achtzehn isolierenden Abdeckungen 163 sind an der Kernbaugruppe CA bei den jeweiligen achtzehn Vertiefungen 105 und den achtzehn Befestigungsstiften 191 befestigt.
Wie die isolierenden Abdeckungen 162 und 164 mit dem ersten Ende der Kernbaugruppe CA in der axialen Richtung zusammengebaut sind, was jedoch nicht veranschaulicht ist, ist ähnlich dazu, wie die isolierenden Abdeckungen 161 und 163 mit dem zweiten Ende der Kernbaugruppe CA in der axialen Richtung zusammengebaut sind. Spezifisch wird die Befestigung der ersten Spulenmodule 150A zuerst erreicht, indem die Seitenwände 171 der jeweiligen in Umfangsrichtung benachbarten isolierenden Abdeckungen 162 in Kontakt miteinander oder nahe beieinander platziert werden, um ein sich axial erstreckendes Durchgangsloch durch die Vertiefungen 177 der isolierenden Abdeckungen 162 zu definieren. Das sich axial erstreckende Durchgangsloch ist auf eine entsprechende der Vertiefungen 106 ausgerichtet, die in dem axialen Ende des äußeren zylindrischen Elements 71 ausgebildet ist. Die Befestigung von jedem zweiten Spulenmodul 150B wird erreicht, um das Durchgangsloch 187 der isolierenden Abdeckung 164 auf das Durchgangsloch der isolierenden Abdeckung 163 und die Vertiefung 106 des äußeren zylindrischen Elements 71 auszurichten. Der Befestigungsstift 191 wird in die Vertiefungen 106 und 177 und das Durchgangsloch 187 eingeführt, wodurch die isolierenden Abdeckungen 162 und 164 fest an dem äußeren zylindrischen Element 71 angebracht werden.
Vorzugsweise werden alle Spulenmodule 150A mit der äußeren Umfangsoberfläche der Kernbaugruppe CA zusammengebaut, wobei danach alle Spulenmodule 150B mit der äußeren Umfangsoberfläche der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden und die isolierenden Abdeckungen 161 bis 164 an der Kernbaugruppe CA unter Verwendung der Befestigungsstifte 191 befestigt werden. Alternativ hierzu wird ein erster Schritt zum Befestigen eines Paars von einem ersten Spulenmodul 150A und einem zweiten Spulenmodul 150B aneinander unter Verwendung eines Befestigungsstiftes 191 ausgeführt. Als nächstes wird ein zweiter Schritt zum Zusammenbauen mit der äußeren Umfangsoberfläche der Kernbaugruppe CA des ersten Spulenmoduls 150A und des zweiten Spulenmoduls 150B, die aneinander durch den Befestigungsstift 191 befestigt sind, ausgeführt. Dann werden der erste Schritt und der zweite Schritt wiederholt ausgeführt.
Als nächstes wird nachstehend das Stromschienenmodul 200 beschrieben.
Das Stromschienenmodul 200 ist elektrisch mit den Wicklungssegmenten 151 der Spulenmodule 150 verbunden, sodass

(1) erste Enden der Wicklungssegmente 151 für die U-Phase parallel zueinander geschaltet sind
(2) erste Enden der Wicklungssegmente 151 für die V-Phase parallel zueinander geschaltet sind
(3) erste Enden der Wicklungssegmente 151 für die W-Phase parallel zueinander geschaltet sind
(4) zweite Enden, die zu den ersten Enden entgegengesetzt sind, der Wicklungssegmente 151 für alle Phasen miteinander bei einem neutralen Punkt verbunden werden.

29 zeigt eine perspektivische Ansicht des Stromschienenmoduls 200. 30 zeigt eine longitudinale Schnittansicht eines Teils des Stromschienenmoduls 200.
Das Stromschienenmodul 200 umfasst den ringförmigen Ring 201, eine Vielzahl von Verbindungsanschlüssen 202 und drei Eingangs-/Ausgangs-(I/0-)Anschlüsse 203, die für die jeweiligen Phasenwicklungen bereitgestellt werden. Die Verbindungsanschlüsse 202 erstrecken sich von dem ringförmigen Ring 201. Der ringförmige Ring 201 ist aus einem isolierenden Element, wie beispielsweise einem Harz beziehungsweise Kunststoff, in einer kreisförmigen Form hergestellt.
Der ringförmige Ring 201 umfasst, wie es in 30 veranschaulicht ist, eine Vielzahl von, das heißt in dieser Modifikation fünf, im Wesentlichen ringförmigen Platten 204, die in der gleichen axialen Richtung gestapelt sind. Die ringförmigen Platten 204 werden auch als im Wesentlichen ringförmige gestapelte Platten 204 bezeichnet. Das Stromschienenmodul 200 umfasst ebenso vier Stromschienen 211 bis 214. Jede der Stromschienen 211 bis 214 ist zwischen einem entsprechenden axial benachbarten Paar von ringförmigen gestapelten Platten 204 angeordnet. Jede der Stromschienen 211 bis 214 weist eine ringförmige Form auf. Die Stromschienen 211 bis 214 umfassen eine U-Phase-Stromschiene 211, eine V-Phase-Stromschiene 212, eine W-Phase-Stromschiene 213 und eine Neutralpunkt-Stromschiene 214. Diese Stromschienen 211 bis 214 sind in der axialen Richtung des ringförmigen Rings 201 ausgerichtet, während zugehörige Hauptoberflächen einander gegenüberliegen. Jede der Stromschienen 211 bis 214 ist an einem entsprechenden axial benachbarten Paar von ringförmigen gestapelten Platten 204 angeheftet. Beispielsweise werden vorzugsweise Haftmittelblätter für ein Verbinden von jeder der Stromschienen 211 bis 214 mit einem entsprechenden axial benachbarten Paar von ringförmigen gestapelten Platten 204 verwendet. Ein halbflüssiges Haftmittel oder ein flüssiges Haftmittel kann alternativ hierzu auf entgegengesetzte Hauptoberflächen jeder gestapelten Platte 204 für ein Verbinden von jeder der Stromschienen 211 bis 214 mit einem entsprechenden axial benachbarten Paar von ringförmigen gestapelten Platten 204 aufgebracht werden. Erste Enden der Verbindungsanschlüsse 202 sind jeweils mit einer entsprechenden der Stromschienen 211 bis 214 in dem ringförmigen Ring 201 verbunden, wobei zweite Enden der Verbindungsanschlüsse 202 radial nach außen von dem ringförmigen Ring 201 herausragen.
Eine obere Oberfläche des ringförmigen Rings 201, das heißt eine am weitesten außen liegende der fünf gestapelten Platten 204, weist darauf ausgebildet den Vorsprung 201a auf, der sich in einer ringförmigen Form erstreckt.
Das Stromschienenmodul 200 kann ausgelegt werden, solange die Stromschienen 211 bis 214 in dem ringförmigen Ring 201 eingebettet sind. Beispielsweise können der ringförmige Ring 201 und die Stromschienen 211 bis 214, die bei regelmäßigen Intervallen angeordnet sind, integral eingeformt sein. Obwohl die Stromschienen 211 bis 214 des Stromschienenmoduls 200 in der axialen Richtung ausgerichtet sind, während die Stromschienenoberfläche von jeder Stromschiene 211 bis 214 zu der axialen Richtung senkrecht ist, kann jedoch die Anordnung der Stromschienen 211 bis 214 optional ausgewählt werden. Beispielsweise sind die Stromschienen 211 bis 214 des Stromschienenmoduls 200 in der radialen Richtung ausgerichtet. Zwei der Stromschienen 211 bis 214 können alternativ hierzu in der axialen Richtung ausgerichtet sein, wobei die restlichen zugehörigen zwei in der radialen Richtung ausgerichtet sein können. Die Stromschienen 211 bis 214 können sich in jeweilige Richtungen erstrecken.
Die Verbindungsanschlüsse 202 sind, wie es in 29 veranschaulicht ist, in der Umlaufsrichtung des ringförmigen Rings 201 ausgerichtet. Jeder der Verbindungsanschlüsse 202 erstreckt sich in der axialen Richtung des ringförmigen Rings 201 radial außerhalb des Stromschienenmoduls 200. Die Verbindungsanschlüsse 202 umfassen Verbindungsanschlüsse, die mit der U-Phase-Stromschiene 211 verbunden sind, Verbindungsanschlüsse, die mit der V-Phase-Stromschiene 212 verbunden sind, Verbindungsanschlüsse, die mit der W-Phase-Stromschiene 213 verbunden sind, und Verbindungsanschlüsse, die mit der Neutralpunkt-Stromschiene 214 verbunden sind. Die Anzahl von Verbindungsanschlüssen 202 wird eingestellt, um identisch zu der Anzahl von Wicklungsenden 154 und 155 der Wicklungssegmente 151 der Spulenmodule 150 zu sein, sodass die Verbindungsanschlüsse 202 jeweils mit den Wicklungsenden 154 und 155 verbunden sind. Dies resultiert darin, dass das Stromschienenmodul 200 mit jedem auf den U-Phase-Wicklungssegmenten 151, den V-Phase-Wicklungssegmenten 151 und den W-Phase-Wicklungssegmenten 151 verbunden ist.
Die I/O-Anschlüsse 203 sind beispielsweise aus einem Stromschienenmaterial hergestellt und erstrecken sich in der axialen Richtung. Die I/O-Anschlüsse 203 umfassen einen U-Phase-I/O-Anschluss 203U, einen V-Phase-I/O-Anschluss 203V und einen W-Phase-I/O-Anschluss 203W. Der U-Phase-I/O-Anschluss 203U, der V-Phase-I/O-Anschluss 203V und der W-Phase-I/O-Anschluss 203W sind mit der jeweiligen U-Phase-Stromschiene 211, V-Phase-Stromschiene 212 und W-Phase-Stromschiene 213 in dem ringförmigen Ring 201 verbunden. Eine elektrische Leistung wird in jede Phasenwicklung der Statorwicklung 61 von einem nicht veranschaulichten Wechselrichter durch einen entsprechenden der I/O-Anschlüsse 203 eingegeben. Eine elektrische Leistung wird zu dem nicht veranschaulichten Wechselrichter von jeder Phasenwicklung der Statorwicklung 61 von einem nicht veranschaulichten Wechselrichter über einen entsprechenden der I/O-Anschlüsse 203 ausgegeben.
Stromsensoren können integral in das Stromschienenmodul 200 für ein jeweiliges Messen eines U-Phase-Stroms, eines V-Phase-Stroms und eines W-Phase-Stroms eingebaut sein. In diesem Fall können Strommessungsanschlüsse für das Stromschienenmodul 200 bereitgestellt sein. Elektrische Strominformationen, die durch jeden Stromsensor gemessen werden, können zu einer nicht veranschaulichten Steuerungseinrichtung über ein entsprechendes der Strommessungsanschlüsse ausgegeben werden.
Der ringförmige Ring 201 weist eine innere Umfangsoberfläche sowie Vorsprünge 205 auf, die sich radial nach innen von der inneren Umfangsoberfläche erstrecken. Jede der Vorsprünge 205 dient als eine Befestigungseinrichtung, die an der Statorhalteeinrichtung 70 zu fixieren ist. Jeder der Vorsprünge 205 weist ein sich erstreckendes Ende auf, wobei das Durchgangsloch 206 durch das zugehörige sich erstreckende Ende ausgebildet ist. Das Durchgangsloch 206 jedes Vorsprungs 205 erstreckt sich in der axialen Richtung des ringförmigen Rings 201.
31 zeigt eine perspektivische Ansicht, die das Stromschienenmodul 200 veranschaulicht, das mit der Statorhalteeinrichtung 70 zusammengebaut ist. 32 zeigt eine longitudinale Schnittansicht, die veranschaulicht, wie das Stromschienenmodul 200 an der Statorhalteeinrichtung 70 fixiert ist. Die Struktur der Statorhalteeinrichtung 70, bevor das Stromschienenmodul 200 mit der Statorhalteeinrichtung 70 zusammengebaut wird, ist in 12 veranschaulicht.
Das Stromschienenmodul 200 wird, wie es in 31 veranschaulicht ist, an der Endplatte 91 angebracht und umgibt die Nabe 92 des inneren zylindrischen Elements 81. Das Stromschienenmodul 200 wird mit den Stäben 95 (siehe 12) zusammengebaut, sodass das Stromschienenmodul 200 positioniert wird. Das Stromschienenmodul 200 wird dann mit dem inneren zylindrischen Element 81 der Statorhalteeinrichtung 70 unter Verwendung von Befestigungseinrichtungen 217, wie beispielsweise Bolzen beziehungsweise Schrauben, zusammengebaut.
Genauer gesagt werden, wie es in 32 veranschaulicht ist, die Stäbe 95 an der Endplatte 91 des inneren zylindrischen Elements 81 angebracht und radial außerhalb der Nabe 92 angeordnet. Jeder der Stäbe 95 erstreckt sich von der Endplatte 91 in der axialen Richtung der Endplatte 91. Das Stromschienenmodul 200 wird durch die Befestigungseinrichtungen 217 an den Stäben 95 befestigt, wobei die Stäbe 95 in die Durchgangslöcher 206 eingeführt sind, die in den Vorsprüngen 205 ausgebildet sind. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Befestigung des Stromschienenmoduls 200 unter Verwendung der Halterungsplatten 220, die aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Eisen, hergestellt sind, erreicht. Jede der Halterungsplatten 220 umfasst den Verbindungsbefestigungsabschnitt 222, den Drückabschnitt 223 und den Montageabschnitt 224. Der Verbindungsbefestigungsabschnitt 222 weist darin ausgebildet das Durchgangsloch 221 auf, durch das die Befestigungseinrichtung 217 hindurchgeht. Der Drückabschnitt 223 arbeitet, um die obere Oberfläche des ringförmigen Rings 201 des Stromschienenmoduls 200 zu drücken. Der Montageabschnitt 224 ist zwischen den Verbindungsbefestigungsabschnitten 222 und dem Drückabschnitt 223 angeordnet.
Jede der Halterungsplatten 220 ist auf dem ringförmigen Ring 201 angeordnet, wobei die Befestigungseinrichtung 217 in das Durchgangsloch 221 der Halterungsplatte 220 eingeführt ist und mit den Stäben 95 des inneren zylindrischen Elements 81 in einem Schraubeingriff ist. Der Drückabschnitt 223 der Halterungsplatte 220 ist in Kontakt mit der oberen Oberfläche des ringförmigen Rings 201 des Stromschienenmoduls 200 platziert. Das Einschrauben der Befestigungseinrichtungen 217 in die Stäbe 95 verursacht, dass die Halterungsplatten 220 nach unten gedrückt werden, wie es in der Zeichnung betrachtet wird, sodass der ringförmige Ring 201 nach unten durch die Drückabschnitte 223 gedrückt wird. Der nach unten gerichtete Druck, der durch das Schrauben von jeder der Befestigungseinrichtungen 217 erzeugt wird, wird zu dem Drückabschnitt 223 durch den Montageabschnitt 224 übertragen, sodass der ringförmige Ring 201 durch den Drückabschnitt 223 mit der Hilfe eines elastischen Drucks, der durch den Montageabschnitt 224 erzeugt wird, gedrückt wird.
Der ringförmige Ring 201 weist, wie es vorstehend beschrieben ist, den ringförmigen Vorsprung 201a auf, der auf der zugehörigen oberen Oberfläche angeordnet ist. Der Kopf (das heißt der Drückabschnitt 223) jeder der Halterungsplatten 220 kann mit dem ringförmigen Vorsprung 201a in Kontakt gebracht werden. Dies beseitigt ein Risiko, dass der nach unten gerichtete Druck, der durch die Halterungsplatte 220 erzeugt wird, radial nach außen verteilt wird, wodurch die Stabilität bei einer Übertragung des Drucks zu den Drückabschnitten 223 sichergestellt wird, wenn er durch das Anziehen der Befestigungseinrichtungen 217 erzeugt wird.
Nachdem das Stromschienenmodul 200 an der Statorhalteeinrichtung 70 befestigt worden ist, sind die I/O-Anschlüsse 203, wie es in 31 veranschaulicht ist, angeordnet, um in Umlaufsrichtung 180° entgegengesetzt zu der Einlassöffnung 86a und der Auslassöffnung 87a, die mit dem Kühlmittelpfad 85 in Verbindung stehen, zu sein. Die I/O-Anschlüsse 203 und die Einlass- und Auslassöffnungen 86a und 87a können alternativ hierzu angeordnet sein, um nahe beieinander zu liegen.
Als nächstes wird nachfolgend das Leitungselement 230 beschrieben, das die I/O-Anschlüsse 203 des Stromschienenmoduls 200 mit einer externen Vorrichtung der rotierenden elektrischen Maschine 10 elektrisch verbindet.
Die rotierende elektrische Maschine 10 ist, wie es in 1 veranschaulicht ist, konfiguriert, die I/O-Anschlüsse 203 des Stromschienenmoduls 200 angeordnet aufzuweisen, um nach außen von der Gehäuseabdeckung 242 herauszuragen. Die I/O-Anschlüsse 203 sind mit dem Leitungselement 230 außerhalb der Gehäuseabdeckung 242 verbunden. Das Leitungselement 230 ist konfiguriert, die I/O-Anschlüsse 203 für die jeweiligen Phasen, die sich von dem Stromschienenmodul 200 erstrecken, mit Stromleitungen für die jeweiligen Phasen zu verbinden, die sich von einer externen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Wechselrichter, erstrecken.
33 zeigt eine longitudinale Schnittansicht, die die Gehäuseabdeckung 242 veranschaulicht, an der das Leitungselement 230 angebracht ist. 34 zeigt eine perspektivische Ansicht des Leitungselements 230. Die Gehäuseabdeckung 242 weist, wie es in 34 gesehen werden kann, die Durchgangslöcher 242a auf, die durch sie hindurch ausgebildet sind. Die Durchgangslöcher 242a ermöglichen es, dass die I/O-Anschlüsse 203 von der Innenseite der Gehäuseabdeckung 242 herausgezogen werden.
Das Leitungselement 230 umfasst die Basis 231, die an der Gehäuseabdeckung 242 befestigt ist, und den Anschlussstecker 232, der in das Durchgangsloch 242a der Gehäuseabdeckung 242 eingepasst ist. Der Anschlussstecker 232 weist darin ausgebildet drei Durchgangslöcher 233 auf, durch die drei I/O-Anschlüsse 203 für die jeweiligen Phasen hindurchgehen. Die Durchgangslöcher 233 sind geformt, um verlängerte Abschnitte aufzuweisen, die im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind.
Die Basis 231 weist daran angebracht drei Leitungsstromschienen 234 für die jeweiligen Phasen auf. Jede der Leitungsstromschienen 234 ist in einer L-Form gebogen und an der Basis 231 unter Verwendung der Befestigungseinrichtung 235, wie beispielsweise eines Bolzens beziehungsweise einer Schraube, befestigt. Jede der Leitungsstromschienen 234 ist ebenso unter Verwendung der Befestigungseinrichtung 236, wie beispielsweise einer Kombination aus einer Schraube und einer Mutter, mit dem Kopf des I/O-Anschlusses 203 verbunden, der in einem entsprechenden der Durchgangslöcher 233 des Anschlusssteckers 232 angeordnet ist.
Mit dem Leitungselement 230 können nicht veranschaulichte Drei-Phasen-Leistungsdrähte verbunden sein. Dies ermöglicht es, dass Leistung in die oder aus den Drei-Phasen-I/O-Anschlüssen 203 eingegeben oder ausgegeben wird.
Die Struktur eines Steuerungssystems zum Steuern eines Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine 10 wird nachstehend beschrieben. 35 zeigt ein elektrisches Schaltungsdiagramm des Steuerungssystems für die rotierende elektrische Maschine 10. 36 zeigt ein Funktionsblockschaltbild, das Steuerungsschritte veranschaulicht, die durch die Steuerungseinrichtung 270 ausgeführt werden.
Die Statorwicklung 61 ist, wie es in 35 veranschaulicht ist, aus einer U-Phase-Wicklung, einer V-Phase-Wicklung und einer W-Phase-Wicklung gebildet. Die Statorwicklung 61 verbindet den Wechselrichter 260, der als ein Leistungswandler arbeitet. Der Wechselrichter 260 wird aus einer Brückenschaltung gebildet, die so viele obere und untere Arme wie die Phasen der Statorwicklung 61 aufweist. Der Wechselrichter 260 ist mit einem in Reihe geschalteten Teil ausgestattet, der aus dem Oberarmschalter 261 und dem Unterarmschalter 262 für jede Phase gebildet wird. Jeder der Schalter 261 und 262 wird durch eine entsprechende der Ansteuerungsschaltungen 263 ein- oder ausgeschaltet, um eine entsprechende der Phasenwicklungen mit Energie zu versorgen oder von der Energieversorgung zu trennen. Jeder der Schalter 261 und 262 wird beispielsweise aus einem Halbleiterschalter, wie beispielsweise einem MOSFET oder einem IGBT, gebildet. Der Kondensator 264 ist ebenso mit jedem der in Reihe geschalteten Teile, die aus den Schaltern 261 und 262 gebildet werden, verbunden, um eine elektrische Ladung auszugeben, die erforderlich ist, um Schaltbetriebe der Schalter 261 und 262 zu erreichen.
Zwischenverbindungen der Oberarmschalter 261 und der Unterarmschalter 262 sind mit Enden der U-Phase-Wicklung, der V-Phase-Wicklung und der W-Phase-Wicklung verbunden. Die U-Phase-Wicklung, die V-Phase-Wicklung und die W-Phase-Wicklung sind in der Form einer Sternverbindung (das heißt einer Y-Verbindung) verbunden. Die anderen Enden der U-Phase-Wicklung, der V-Phase-Wicklung und der W-Phase-Wicklung sind miteinander bei einem neutralen Punkt verbunden.
Die Steuerungsvorrichtung 270 dient als eine Steuerungseinrichtung und wird aus einem Mikrocomputer gebildet, der mit einer CPU und Speichern ausgestattet ist. Die Steuerungsvorrichtung 270 analysiert Informationen über Parameter, die in der rotierenden elektrischen Maschine 10 erfasst werden, oder eine Anforderung für eine Motorbetriebsart oder eine Generatorbetriebsart, in der die rotierende elektrische Maschine 10 arbeitet, um Schaltbetriebe der Schalter 261 und 262 zu steuern, um die Statorwicklung 61 anzuregen oder abzuregen. Die Parameter, die über die rotierende elektrische Maschine 10 hergeleitet werden, umfassen eine Winkelposition (das heißt einen elektrischen Winkel) des Rotors 20, die durch eine Winkelerfassungseinrichtung, wie beispielsweise einen Drehmelder, gemessen wird, eine Spannung bei einer Leistungszufuhr (das heißt eine Spannung, die in dem Wechselrichter eingegeben wird), die durch einen Spannungssensor gemessen wird, und/oder einen Anregungsstrom für jede Phasenwicklung, der durch einen Stromsensor gemessen wird. Beispielsweise führt die Steuerungsvorrichtung 270 einen PWM-Betrieb bei einer vorgegebenen Schaltfrequenz (das heißt Trägerfrequenz) oder einem Betrieb, der eine Rechteckwelle verwendet, um die Schalter 261 und 262 einzuschalten oder auszuschalten, aus. Die Steuerungsvorrichtung 270 kann als eine eingebaute Steuerungseinrichtung, die innerhalb der rotierenden elektrischen Maschine 10 eingebaut ist, oder als eine externe Steuerungseinrichtung ausgelegt sein, die außerhalb der rotierenden elektrischen Maschine 10 angeordnet ist.
Die rotierende elektrische Maschine 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist eine verkleinerte elektrische Zeitkonstante auf, da die rotierende elektrische Maschine 10 eine schlitzfreie beziehungsweise nutenlose Struktur (das heißt eine zahnlose Struktur) aufweist, sodass der Stator 60 eine verkleinerte Induktivität aufweist. Im Hinblick auf die verkleinerte elektrische Zeitkonstante ist es zu bevorzugen, die Schaltfrequenz (das heißt Trägerfrequenz) zu vergrößern, um die Schaltgeschwindigkeit in der rotierenden elektrischen Maschine 10 zu steigern. Im Hinblick auf derartige Anforderungen ist der Kondensator 264, der als ein Ladungszufuhrkondensator dient, parallel zu dem in Reihe geschalteten Teil, der aus den Schaltern 261 und 262 gebildet wird, für jede Phase der Statorwicklung 61 geschaltet, wodurch die Verdrahtungsinduktivität verringert wird, was elektrische Spannungsstöße bewältigt, obwohl die Schaltgeschwindigkeit gesteigert wird.
Der Wechselrichter 260 ist bei einem zugehörigen Hochpotentialanschluss mit einem positiven Anschluss der DC-Leistungszufuhr 265 und bei einem zugehörigen Niedrigpotentialanschluss mit einem negativen Anschluss (das heißt Masse beziehungsweise Erdung) der DC-Leistungszufuhr 265 verbunden. Die DC-Leistungszufuhr 265 ist beispielsweise aus einer Baugruppe aus einer Vielzahl von elektrischen Zellen gebildet, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Der Glättungskondensator 266 ist mit den Hoch- und Niedrigpotentialanschlüssen des Wechselrichters 260 parallel zu der DC-Leistungszufuhr 265 angeschlossen.
36 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Stromregelungsbetrieb zur Steuerung von elektrischen Strömen, die zu der U-Phase-Wicklung, der V-Phase-Wicklung und der W-Phase-Wicklung zugeführt werden, veranschaulicht.
In 36 verwendet eine Strombefehlsbestimmungseinrichtung 271 eine Drehmoment-dq-Abbildung, um Strombefehlswerte für die d-Achse und die q-Achse unter Verwendung eines Drehmomentbefehlswerts in der Motorbetriebsart der rotierenden elektrischen Maschine 10 (der auch als ein Motorbetriebsartdrehmomentbefehlswert bezeichnet wird), eines Drehmomentbefehlswerts in der Generatorbetriebsart der rotierenden elektrischen Maschine 10 (der auch als ein Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswert bezeichnet wird) und einer elektrischen Winkelgeschwindigkeit ω, die hergeleitet wird, indem ein elektrischer Winkel θ in Bezug auf die Zeit differenziert wird, zu bestimmen. Der Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswert ist ein regenerativer Drehmomentbefehlswert in einem Fall, bei dem die rotierende elektrische Maschine 10 als eine Leistungsquelle eines Fahrzeugs verwendet wird.
Die d-q-Umwandlungseinrichtung 272 arbeitet, um Ströme (das heißt Drei-Phasen-Ströme), die durch Stromsensoren gemessen werden, die für die jeweiligen Phasenwicklungen angebracht sind, in einen d-Achsen-Strom und einen q-Achsen-Strom umzuwandeln, die Komponenten in einem zweidimensionalen rotierenden kartesischen Koordinatensystem sind, in dem eine d-Achse als eine Richtung einer Achse eines Magnetfelds oder als eine Feldrichtung definiert ist.
Die d-Achsen-Stromregelungsvorrichtung 273 bestimmt eine Befehlsspannung für die d-Achse als eine manipulierte Variable, um den d-Achsen-Strom in Übereinstimmung mit dem Strombefehlswert für die d-Achse in einer Regelungsbetriebsart zu bringen. Die d-Achse-Stromregelungsvorrichtung 274 bestimmt eine Befehlsspannung für die q-Achse als eine manipulierte Variable, um den q-Achsen-Strom in Übereinstimmung mit dem Strombefehlswert für die q-Achse in einer Regelungsbetriebsart zu bringen. Die Regelungsvorrichtungen 273 und 274 berechnen die Befehlsspannung als eine Funktion einer Abweichung von jedem des D-Achsen-Stroms und des q-Achsen-Stroms von einem entsprechenden der Strombefehlswerte unter Verwendung von PI-Regelungstechniken.
Der Drei-Phasen-Wandler 275 arbeitet, um die Befehlswerte für die d-Achse und die q-Achse in Befehlswerte für die U-Phase-, V-Phase- und W-Phase-Wicklungen umzuwandeln. Jede der Vorrichtungen 271 bis 275 ist als eine Regelungseinrichtung ausgelegt, um einen Regelungsbetrieb für einen fundamentalen Strom in der d-q-Transformationstheorie auszuführen. Die Befehlsspannungen für die U-Phase-, V-Phase- und W-Phase-Wicklungen sind Regelungswerte.
Die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 276 verwendet den bekannten Dreieckswellenträgervergleich, um Betriebssignale für den Wechselrichter 260 als eine Funktion der Drei-Phasen-Befehlsspannungen zu erzeugen. Spezifisch arbeitet die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 267, um Schaltbetriebssignale (das heißt Tastgradsignale) für die oberen und unteren Arme für die Drei-Phasen-Wicklungen (das heißt die U-, V- und W-Phase-Wicklungen) unter einer PWM-Steuerung auf der Grundlage eines Vergleichs von Pegeln von Signalen, die durch ein Normalisieren der Drei-Phasen-Befehlsspannungen unter Verwendung der Leistungszufuhrspannung hergeleitet werden, mit einem Pegel eines Trägersignals, wie beispielsweise eines Dreieckswellensignals, zu erzeugen. Die Schaltbetriebssignale, die durch die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 267 erzeugt werden, werden zu den Ansteuerungseinrichtungen 263 des Wechselrichters 260 ausgegeben. Die Ansteuerungseinrichtungen 263 schalten die Schalter 261 und 263 für die Phasenwicklungen ein oder aus.
Nachfolgend wird ein Drehmomentregelungsbetrieb beschrieben. Dieser Betrieb dient dazu, eine Ausgabe der rotierenden elektrischen Maschine 10 zu vergrößern und einen Drehmomentverlust in der rotierenden elektrischen Maschine 10 beispielsweise in einem Hochgeschwindigkeits- und Hochausgabebereich zu verringern, wobei eine Ausgabespannung des Wechselrichters 260 ansteigt. Die Steuerungseinrichtung 270 wählt einen des Drehmomentregelungsbetriebs und des Stromregelungsbetriebs aus und führt den ausgewählten als eine Funktion einer Betriebsbedingung der rotierenden elektrischen Maschine 10 aus.
37 zeigt den Drehmomentregelungsbetrieb für die U-, V- und W-Phase-Wicklungen.
Die Spannungsamplitudenberechnungseinrichtung 281 arbeitet, um einen Spannungsamplitudenbefehl zu berechnen, der ein Befehlswert eines Grads eines Spannungsvektors als eine Funktion des Motorbetriebsartdrehmomentbefehlswerts oder des Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswerts für die rotierende elektrische Maschine 10 und der elektrischen Winkelgeschwindigkeit ω, die durch ein Differenzieren des elektrischen Winkels θ in Bezug auf die Zeit hergeleitet wird, zu berechnen.
Der d-q-Wandler 282 arbeitet wie der d-q-Wandler 272, um Ströme, die durch Stromsensoren gemessen werden, die für die jeweiligen Phasenwicklungen angebracht sind, in einen d-Achsen-Strom und einen q-Achsen-Strom, die Komponenten sind, umzuwandeln. Die Drehmomentberechnungseinheit 283 berechnet einen Drehmomentwert in der U-Phase, der V-Phase oder der W-Phase als eine Funktion des d-Achsen-Stroms und des q-Achsen-Stroms, die durch den d-q-Wandler 282 umgewandelt werden. Die Drehmomentberechnungseinrichtung 283 kann ausgelegt sein, den Spannungsamplitudenbefehl unter Verwendung einer Abbildung zu berechnen, die Beziehungen zwischen dem d-Achsen-Strom, dem q-Achsen-Strom und dem Spannungsamplitudenbefehl auflistet.
Die Drehmomentregelungseinrichtung 284 berechnet einen Spannungsphasenbefehl, der ein Befehlswert für eine Phase des Spannungsvektors ist, als eine manipulierte Variable, um den geschätzten Drehmomentwert in Übereinstimmung mit dem Motorbetriebsartdrehmomentbefehlswert oder dem Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswert in der Regelungsbetriebsart zu bringen. Spezifisch berechnet die Drehmomentregelungseinrichtung 284 den Spannungsphasenbefehl als eine Funktion einer Abweichung des geschätzten Drehmomentwerts von dem Motorbetriebsartdrehmomentbefehlswert oder dem Generatorbetriebsartdrehmomentbefehlswert unter Verwendung von PI-Regelungstechniken.
Die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 285 arbeitet, um das Betriebssignal für den Wechselrichter 260 unter Verwendung des Spannungsamplitudenbefehls, des Spannungsphasenbefehls und des elektrischen Winkels θ zu erzeugen. Spezifisch berechnet die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 285 die Befehlswerte für die Drei-Phasen-Wicklungen auf der Grundlage des Spannungsamplitudenbefehls, des Spannungsphasenbefehls und des elektrischen Winkels θ, wobei sie dann Schaltbetriebssignale für die oberen und unteren Arme für die Drei-Phasen-Wicklungen mittels einer PWM-Steuerung auf der Grundlage eines Vergleichs von Pegeln von Signalen, die durch ein Normalisieren der Drei-Phasen-Befehlsspannungen unter Verwendung der Leistungszufuhrspannung hergeleitet werden, mit einem Pegel eines Trägersignals, wie beispielsweise eines Dreieckswellensignals, erzeugt. Die Schaltbetriebssignale, die durch die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 285 erzeugt werden, werden dann zu den Ansteuerungseinrichtungen 263 des Wechselrichters 260 ausgegeben. Die Ansteuerungseinrichtungen 263 schalten die Schalter 261 und 262 für die Phasenwicklungen ein oder aus.
Die Betriebssignalerzeugungseinrichtung 285 kann alternativ hierzu ausgelegt sein, die Schaltbetriebssignale unter Verwendung von Impulsmusterinformationen, die Abbildungsinformationen über Beziehungen zwischen dem Spannungsamplitudenbefehl, dem Spannungsphasenbefehl, dem elektrischen Winkel θ und dem Schaltbetriebssignal sind, des Spannungsamplitudenbefehls, des Spannungsphasenbefehls und des elektrischen Winkels θ zu erzeugen.
Modifikationen
Modifikationen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels werden nachstehend beschrieben.
Die Anordnung der Magnete der Magneteinheit 22 kann in der nachstehend beschriebenen Art und Weise modifiziert werden. Die Magnete 32 der Magneteinheit 22, die in 38 veranschaulicht ist, sind jeweils konfiguriert, eine leichte Achse einer Magnetisierung aufzuweisen, die zu der radialen Richtung der Magneteinheit 22 schräg ist und entlang der ein Magnetpfad erzeugt wird, um sich linear zu erstrecken. Diese Struktur ermöglicht es ebenso, dass der Magnetpfad in jedem der Magnete 32 erzeugt wird, um eine Länge aufzuweisen, die größer als die Abmessung oder Dicke der Magnete 32 in der radialen Richtung ist, wodurch die Permeanz in den Magneten 32 gesteigert wird.
Die Magneteinheit 22 kann alternativ hierzu ausgelegt sein, eine Halbachanordnung aufzuweisen.
Jeder der Verbindungsabschnitte 151 jedes Wicklungssegments 151 kann gebogen sein, um sich zu der radial innenliegenden Richtung oder radial außenliegenden Richtung zu erstrecken. Spezifisch kann jeder erste Verbindungsabschnitt 153A gebogen werden, um näher an der Kernbaugruppe CA oder weiter weg hiervon zu sein. Jeder zweite Verbindungsabschnitt 153B kann gebogen werden, solange die gebogene zweite Verbindung 153B in Umlaufsrichtung einen Teil des ersten Verbindungsabschnitts 153A bei der axial äußeren Seite des ersten Verbindungsabschnitts 153A schneidet.
Die Wicklungssegmente 151 können lediglich einen aus dem ersten Typ von Wicklungssegmenten 151A und dem zweiten Typ von Wicklungssegmenten 151B umfassen. Spezifisch kann jedes Wicklungssegment 151 eine im Wesentlichen L-Form oder Z-Form aufweisen, wenn es von der zugehörigen Seite aus betrachtet wird.
Wenn jedes Wicklungssegment 151 geformt ist, eine im Wesentlichen L-Form aufzuweisen, kann einer der Verbindungsabschnitte des entsprechenden Wicklungssegments 151 bei einem aus dem ersten und dem zweiten Ende hin zu der radial innenliegenden Richtung oder radial außenliegenden Richtung gebogen werden, wobei der andere der Verbindungsabschnitte sich erstrecken kann, ohne gebogen zu werden. Alternativ hierzu kann, wenn jedes Wicklungssegment 151 geformt ist, eine im Wesentlichen Z-Form aufzuweisen, einer der Verbindungsabschnitte des entsprechenden Wicklungssegments 151 bei einem aus dem ersten und dem zweiten Ende hin zu der radial innenliegenden Richtung oder radial außenliegenden Richtung gebogen werden, wobei der andere der Verbindungsabschnitte hin zu der entgegengesetzten Richtung des einen der Verbindungsabschnitte gebogen werden kann. In jedem Fall können die isolierenden Abdeckungen, von denen jede einen entsprechenden der Verbindungsabschnitte bedeckt, vorzugsweise veranlassen, dass die Spulenmodule 150 an der Kernbaugruppe CA befestigt sind.
In der vorstehend beschriebenen Struktur sind alle Wicklungssegmente 151 für jede Phasenwicklung parallel miteinander geschaltet, wobei dies jedoch wie nachstehend beschrieben modifiziert werden kann. Spezifisch können alle Wicklungssegmente 151 für jede Phase in mehrere Parallelschaltungsgruppen aufgeteilt werden, in denen die Wicklungssegmente 151 parallel zueinander geschaltet sind, wobei die Parallelschaltungsgruppen in Reihe miteinander geschaltet werden können. Beispielsweise können alle n Wicklungssegmente 151 für jede Phase in zwei Parallelschaltungsgruppen aufgeteilt werden, in denen n/2 Wicklungssegmente 151 parallel zueinander geschaltet sind, wobei die zwei Parallelschaltungsgruppen in Reihe miteinander geschaltet sein können. Als ein anderes Beispiel können alle n Wicklungssegmente 151 für jede Phase in drei Parallelschaltungsgruppen aufgeteilt sein, in denen n/3 Wicklungssegmente 151 parallel zueinander geschaltet sind, wobei die drei Parallelschaltungsgruppen in Reihe miteinander geschaltet sein können. Außerdem werden alle Wicklungssegmente 151 für jede Phasenwicklung in Reihe miteinander geschaltet.
Die Statorwicklung 61 der rotierenden elektrischen Maschine 10 kann ZweiPhasen-Wicklungen umfassen, wie beispielsweise eine U-Phase-Wicklung und eine V-Phase-Wicklung. In diesem Beispiel ist das Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 jeder Phasenwicklung einen Spulenabstand entfernt voneinander angeordnet. Diese Anordnung des Paars von Zwischenleiterabschnitten 152 jeder Phasenwicklung ermöglicht es, dass ein Zwischenleiterabschnitt 152 der anderen Phasenwicklung zwischen dem Paar von Zwischenleiterabschnitten 152 der entsprechenden Phasenwicklung angeordnet wird.
Obwohl die rotierende elektrische Maschine 10 als eine rotierende elektrische Maschine mit Außenrotor und Oberflächenmagnet ausgelegt ist, kann sie jedoch als eine rotierende elektrische Maschine mit Innenrotor und Oberflächenmagnet ausgelegt sein.
Die 39(a) und 39(b) zeigen Ansichten, die die Struktur der Statoreinheit 300 der rotierenden elektrischen Maschine mit Innenrotor und Oberflächenmagnet veranschaulichen; die Statoreinheit 300 umfasst Spulenmodule 310A und 310B. Spezifisch zeigt 39(a) eine perspektivische Ansicht der Baugruppe der Kernbaugruppe CA und der Spulenmodule 310A und 310B, die mit der inneren Umfangsoberfläche der Kernbaugruppe CA zusammengebaut sind. 39(b) zeigt eine perspektivische Ansicht des Wicklungssegments 311A, das in dem Spulenmodul 310A beinhaltet ist, und des Wicklungssegments 311B, das in dem Spulenmodul 310B beinhaltet ist. Die rotierende elektrische Maschine mit Innenrotor und Oberflächenmagnet ist derart konfiguriert, dass die Statorhalteeinrichtung 70 mit der äußeren Umfangsoberfläche des Statorkerns 62 derart zusammengebaut ist, dass die Kernbaugruppe CA konstruiert wird. Zusätzlich sind die Spulenmodule 310A und 310B mit der inneren Umfangsoberfläche des Statorkerns 62 zusammengebaut.
Das Wicklungssegment 311A weist im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die des ersten Wicklungssegments 151A auf. Spezifisch umfasst das Wicklungssegment 311A ein Paar von Zwischenleiterabschnitten 312 und ein Paar von Verbindungsabschnitten 313A. Jeder der Verbindungsabschnitte 313A ist gebogen, um sich radial nach außen hin zu der Kernbaugruppe CA zu erstrecken. Das zweite Wicklungssegment 311B weist im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die des zweiten Wicklungssegments 151B auf. Spezifisch umfasst das Wicklungssegment 311B ein Paar von Zwischenleiterabschnitten 312 und ein Paar von zweiten Verbindungsabschnitten 313B. Jeder zweite Verbindungsabschnitt 313B schneidet in Umlaufsrichtung einen Teil des entsprechenden ersten Verbindungsabschnitts 313A bei einer axial äußeren Seite des entsprechenden ersten Verbindungsabschnitts 313A. Die isolierende Abdeckung 315 ist angebracht, um jeden Verbindungsabschnitt 313A des Wicklungssegments 311A zu bedecken. Die isolierende Abdeckung 316 ist angebracht, um jeden Verbindungsabschnitt 313B des Wicklungssegments 311B zu bedecken.
Die isolierende Abdeckung 315 weist entgegengesetzte erste und zweite Umlaufsseiten und die halbkreisförmige Vertiefung 317 auf, die in jeder der ersten und zweiten zugehörigen Umlaufsseiten ausgebildet ist. Die isolierende Abdeckung 316 weist den Vorsprung 318 auf, der sich radial nach außen erstreckt. Der Vorsprung 318 weist ein sich erstreckendes Ende und ein Durchgangsloch 3019 auf, das durch das zugehörige sich erstreckende Ende ausgebildet ist.
40 zeigt eine Draufsicht, die veranschaulicht, dass die ersten und zweiten Spulenmodule 310A und 310B mit der Kernbaugruppe CA zusammengebaut werden. Die Statorhalteeinrichtung 70 weist, wie es in 40 veranschaulicht ist, eine Vielzahl von Vertiefungen 105 auf, die in der Endoberfläche von jedem der ersten und zweiten Enden in der axialen Richtung ausgebildet sind. Die Vertiefungen 105 sind in Umlaufsrichtung bei regelmäßigen Intervallen entfernt voneinander angeordnet. Die Statorhalteeinrichtung 70 weist einen Kühlungsmechanismus auf, der ein flüssiges Kühlmittel oder Luft verwendet. Beispielsweise kann die Statorhalteeinrichtung 70 als einen Luftkühlungsmechanismus eine Vielzahl von Rippen aufweisen, die an der äußeren Umfangsoberfläche hiervon angebracht sind.
Jede isolierende Abdeckungen 316 wird, wie es eindeutig in 40 veranschaulicht ist, axial mit einem entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paar von isolierenden Abdeckungen 315 überlappt, während (1) das Durchgangsloch 319, das als ein zweiter Eingriffsabschnitt dient, das in der entsprechenden isolierenden Abdeckung 316 bei einer zugehörigen Umlaufsmitte ausgebildet ist, axial auf ein entsprechendes Paar von Vertiefungen 317 ausgerichtet ist, die als zweite Eingriffsabschnitte dienen, die in dem entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paar von isolierenden Abdeckungen 315 ausgebildet sind, (2) der Befestigungsstift 321 in das Durchgangsloch 319 jeder isolierenden Abdeckung 316 und das entsprechende Paar von vertieften Nuten 317, die in dem entsprechenden in Umlaufsrichtung benachbarten Paar von isolierenden Abdeckungen 315 ausgebildet sind, eingepasst ist, sodass jede isolierende Abdeckung 316 und das entsprechende in Umlaufsrichtung benachbarte Paar von isolierenden Abdeckungen 315 aneinander durch den Befestigungsstift 321 befestigt sind.
Jeder Befestigungsstift 321 wird, wie es in 40 ersichtlich ist, durch das entsprechende Durchgangsloch 319 der entsprechenden isolierenden Abdeckung 316 und das entsprechende Durchgangsloch, das durch die Vertiefungen 317 der isolierenden Abdeckungen 315 ausgebildet wird, eingepasst. Dies resultiert darin, dass

(1) die isolierenden Abdeckungen 315 und 316 an jede der ersten und zweiten äußeren Oberflächen der Statorhalteeinrichtung 70 in der axialen Richtung fixiert angebracht werden; die Statorhalteeinrichtung 70 ist radial außerhalb des Statorkerns 62 angeordnet,
(2) die isolierenden Abdeckungen 315 und 316 durch die Befestigungsstifte 321 befestigt werden.

Die Statorhalteeinrichtung 70 ist mit dem Kühlmittelmechanismus ausgestattet, sodass Wärme, die von den ersten Wicklungssegmenten 311A und 311B erzeugt wird, wahrscheinlich zu der Statorhalteeinrichtung 70 übertragen wird. Die vorstehend beschriebene Konfiguration der rotierenden elektrischen Maschine 10 weist folglich eine höhere Leistungsfähigkeit einer Kühlung der Statorwicklung 61 auf.
Der Stator 60, der in der rotierenden elektrischen Maschine 10 beinhaltet ist, kann Vorsprünge, wie beispielsweise Zähne, umfassen, die von einem zugehörigen Gegenjoch herausragen. In dieser Spezifikation können die Spulenmodule 150 oder andere Komponenten mit dem Gegenjoch des Stators 60 zusammengebaut werden.
Die rotierende elektrische Maschine 10 weist eine Verdrahtungsstruktur mit Sternverbindung auf, wobei sie jedoch alternativ hierzu konfiguriert sein kann, eine Verdrahtungsstruktur mit Delta Verbindung (Δ-Konfiguration) aufzuweisen.
Die rotierende elektrische Maschine 10, die als eine rotierende elektrische Maschine des Drehfeldtyps ausgelegt ist, umfasst einen Rotor, der als eine Magnetfelderzeugungseinrichtung arbeitet, und einen Stator, der als ein Anker arbeitet, wobei sie als eine rotierende elektrische Maschine eines Drehankertyps ausgelegt sein kann, die einen Rotor, der als ein Anker arbeitet, und einen Stator umfasst, der als eine Magnetfelderzeugungseinrichtung dient.
Zweite Modifikation
Die Magneteinheit, die in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel eingebaut ist, sowie zugehörige Modifikationen können in nachstehend beschriebenen Weisen modifiziert werden. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf die Struktur der Magneteinheit 500 und beschreibt Teile, die zu denen der vorstehend beschriebenen Strukturen unterschiedlich sind. Die rotierende elektrische Maschine, wie sie nachstehend beschrieben wird, weist im Wesentlichen die gleiche Struktur wie das erste Ausführungsbeispiel als ein Beispiel auf.
Die Magneteinheit 500 umfasst, wie es in 41 veranschaulicht ist, die hohle zylindrische Magnethalteeinrichtung 31, eine Vielzahl von Magneten 501, die an einem inneren Umfang der Magnethalteeinrichtung 31 angebracht sind, und die Endplatte 33. Die Endplatte 33 ist fest an einem von axial entgegengesetzten Enden des Rotorträgers 21 angeordnet, das von der Endplatte 24 weiter weg angeordnet ist. Die Magnethalteeinrichtung 31 ist geformt, um im Wesentlichen die gleiche Abmessung wie die der Magnete 501 in der axialen Richtung des Rotors 20 aufzuweisen. Die Magnete 501 sind angeordnet, um einen äußeren Umfang aufzuweisen, der durch die Magnethalteeinrichtung 31 umgeben wird. Die Magnethalteeinrichtung 31 und die Magnete 501 sind bei axialen Enden hiervon direkt an der Endplatte 33 befestigt. Die Magneteinheit 500 wird ebenso als eine Magneteinheit bezeichnet.
42 zeigt eine querverlaufende Schnittansicht, die eine sektionale Struktur der Magneteinheit 500 veranschaulicht. In 42 sind leichte Achsen einer Magnetisierung in den Magneten 501 durch Pfeile bezeichnet. Die Magnete 501 der Magneteinheit 500 sind benachbart zueinander angeordnet, um magnetische Polaritäten aufzuweisen, die in der Umlaufsrichtung des Rotors 20 abwechselnd sind. Die Magneteinheit 500 weist somit eine Vielzahl von Magnetpolen auf, die in der Umlaufsrichtung angeordnet sind. Jeder der Magnete 501 weist einen anisotropen gesinterten Permanent-Neodymmagnet auf, dessen intrinsische Koerzitivkraft 400 [kA/m] oder mehr ist und dessen Remanenzflussdichte 1,0 [T] oder mehr ist.
Die Konfiguration der Magnete 501 wird nachstehend beschrieben. Jeder der Magnete 501 ist geformt, einen bogenförmigen Querschnitt aufzuweisen. Die Magnete 501 sind benachbart zueinander in der Form eines einzelnen Rings angeordnet.
Jeder der Magnete 501 weist die dem Stator gegenüberliegende Umfangsoberfläche 502 (das heißt die dem Anker gegenüberliegende Umfangsoberfläche), die radial in die Magneteinheit 500, das heißt zu dem Stator 60 blickt, und die zu dem Stator abseitig liegende Umfangsoberfläche 503 (das heißt die zu dem Anker abseitig liegende Umfangsoberfläche) auf, die radial nach außen zu der Magneteinheit 500, das heißt zu dem zylindrischen Abschnitt 23 blickt. Die dem Stator gegenüberliegende Umfangsoberfläche 502 dient als eine Magnetflusswirkoberfläche, in die oder aus der ein Magnetfluss fließt.
Jeder der Magnete 501 weist Umfangsseitenoberflächen auf, die in der Umlaufsrichtung der Magneteinheit 500 entgegengesetzt zueinander sind und in der radialen Richtung der Magneteinheit 500 flach sind. In der nachstehenden Beschreibung wird eine der Umfangsseitenoberflächen jedes Magneten 501, die der d-Achse gegenüberliegt oder mit der d-Achse übereinstimmt, auch als die der d-Achse gegenüberliegende Endoberfläche 504a bezeichnet, während eine der Umfangsseitenoberflächen jedes Magneten 501, die der q-Achse gegenüberliegt oder mit der q-Achse übereinstimmt, auch als die der q-Achse gegenüberliegende Endoberfläche 504b bezeichnet wird.
Jeweils in Umlaufsrichtung benachbarte zwei der Magnete 501 bilden ein Magnetpaar, das einen Magnetpol zeigt. Anders ausgedrückt weist jeder der in Umlaufsrichtung angeordneten Magnete 501 der Magneteinheit 500 die Teilungsoberflächen (das heißt die der d-Achse gegenüberliegende Endoberfläche 504a und die der q-Achse gegenüberliegende Endoberfläche 504b) auf, die mit der d-Achse und der q-Achse übereinstimmen. Die Magnete 501 sind in direktem Kontakt miteinander oder nahe beieinander angeordnet.
Anders ausgedrückt ist jeder der Magnete 501 zwischen der d-Achse, die die Mitte eines Magnetpols ist, und der q-Achse, die in Umlaufsrichtung benachbart zu der d-Achse ist und eine Magnetgrenze zwischen dem N-Pol und dem S-Pol definiert, angeordnet. Anders ausgedrückt sind die Magnete 501 diskret oder eigenständig zueinander durch die d-Achse und die q-Achse. Die Magnete 501 sind angeordnet, um in Bezug auf die d-Achse in der Umlaufsrichtung der Magneteinheit 500 symmetrisch zu sein. Die Magnete 501 weisen jeweils eine vorgegebene Abmessung oder Dicke in der axialen Richtung der Magneteinheit 500 auf.
Die dem Stator gegenüberliegende Umfangsoberfläche 502 jedes der Magneten 501 ist geformt, um sich im Wesentlichen in einer Bogenform in der Umlaufsrichtung der Magneteinheit 500 zu erstrecken. Jeder Magnet 501 weist ebenso die geneigte, der q-Achse gegenüberliegende Oberfläche 502a auf, die der q-Achse gegenüberliegt und in Bezug auf die dem Stator gegenüberliegende Umfangsoberfläche 502 geneigt ist. Die geneigten, der q-Achse gegenüberliegenden Oberflächen 502a der Magnete 501 definieren die dem Stator gegenüberliegenden Vertiefungen 505, von denen jede von der dem Stator gegenüberliegenden Umfangsoberfläche 502 um die q-Achse herum in der radialen Richtung der bogenförmigen Umlaufsanordnung der Magnete 501 konkav ist.
Anders ausgedrückt weist jeder der Magnete 501 eine abgeschrägte Ecke zwischen der dem Stator gegenüberliegenden Umfangsoberfläche 502 und der der q-Achse gegenüberliegenden Endoberfläche 504b auf. Dies definiert die geneigte, der q-Achse gegenüberliegende Oberfläche 502a, die bei einer Ecke jedes Magneten 501 zwischen der dem Stator gegenüberliegenden Umfangsoberfläche 502 und der der q-Achse gegenüberliegenden Endoberfläche 504b angeordnet ist und geneigt ist, um sich von der dem Stator gegenüberliegenden Umfangsoberfläche 502 weg von dem Stator 60 zu erstrecken.
Die zu dem Stator abseitig liegende Umfangsoberfläche 503 jedes Magneten 501 ist geformt, um sich im Wesentlichen in einer Bogenform in der Umlaufsrichtung der Magneteinheit 500 zu erstrecken. Jeder Magnet 501 weist ebenso die geneigte, der d-Achse gegenüberliegende Oberfläche 503a auf, die der d-Achse gegenüberliegt und in Bezug auf die zu dem Stator abseitig liegende Umfangsoberfläche 503 geneigt ist. Die geneigten, der d-Achse gegenüberliegenden Oberflächen 503a der Magnete 501 definieren die zu dem Stator abseitig liegenden Vertiefungen 506, von denen jede von der zu dem Stator abseitig liegenden Umfangsoberfläche 503a um die d-Achse in der radialen Richtung der bogenförmigen Umlaufsanordnung der Magnete 501 konkav ist.
Anders ausgedrückt weist jeder der Magnete 501 eine abgeschrägte Ecke zwischen der zu dem Stator abseitig liegenden Umfangsoberfläche 503 und der der d-Achse gegenüberliegenden Endoberfläche 504a auf. Dies definiert die geneigte, der d-Achse gegenüberliegende Oberfläche 503a, die bei einer Ecke jedes Magneten 501 zwischen der zu dem Stator abseitig liegenden Umfangsoberfläche 503 und der der d-Achse gegenüberliegenden Endoberfläche 504a angeordnet ist und geneigt ist, um sich von der zu dem Stator abseitig liegenden Umfangsoberfläche 503 zu dem Stator 60 zu erstrecken.
Als nächstes werden Magnetpfade (die in dieser Offenbarung auch als magneterzeugte Magnetpfade bezeichnet werden), die in jedem der Magnete 501 erzeugt werden, unter Verwendung von 43 beschrieben. Jeder der Magnete 501 weist leichte Achsen einer Magnetisierung auf, die sich linear parallel zueinander erstrecken und entlang denen eine Vielzahl von Magnetpfaden definiert werden. Die Magnetpfade und die leichten Achsen einer Magnetisierung sind angeordnet, um in Bezug auf die d-Achse in der Umlaufsrichtung der Magneteinheit 500 symmetrisch zu sein.
Es sei angenommen, dass die Struktur von jedem der Magnete 501, wie der Magnete 52 in dem ersten Ausführungsbeispiel, deren intrinsische Koerzitivkraft 400 [kA/m] oder mehr ist und deren Remanenzflussdichte 1,0 [T] oder mehr ist, und bei denen die leichten Achsen einer Magnetisierung ausgerichtet sind, um sich in einer Bogenform zu erstrecken, erfordert, dass jeder Magnet 501 aus einem gesinterten Magnet hergestellt ist. Im Allgemeinen bringt jedoch eine Magnetisierung von Magneten, um leichte Achsen einer Magnetisierung in einer Bogenform auszurichten, einen signifikanten Aufwand im Vergleich mit einem Fall mit sich, bei dem die Magnete magnetisch ausgerichtet werden, um lineare leichte Achsen einer Magnetisierung aufzuweisen.
Um den vorstehend beschriebenen Nachteil abzumildern, richtet die zweite Modifikation die leichten Achsen einer Magnetisierung aus, um die Magnetpfade in der nachstehend beschriebenen Weise zu definieren. Spezifisch werden die leichten Achsen einer Magnetisierung in jedem der Magnete 501, wie es aus 43 ersichtlich ist, bei einem vorgegebenen Winkel zu der d-Achse ausgerichtet. Genauer gesagt weist jeder der Magnete 501 die leichten Achsen einer Magnetisierung auf, von denen sich jede parallel zu der Tangentenlinie Tn1 erstreckt. Die Tangentenlinie Tn1 ist eine gerade Linie, die den Ebenenkreis CL1 bei dem Schwerpunkt P2 eines entsprechenden der Magneten 501 berührt. Der Ebenenkreis CL1 ist ein Kreis um die Mitte P1, die auf der q-Achse auf einer Ebene definiert ist, die sich entlang der dem Stator gegenüberliegenden Umfangsoberfläche 502 erstreckt. In der zweiten Modifikation, bei der die Magnete 501 die dem Stator gegenüberliegenden Vertiefungen 505 auf der q-Achse aufweisen, ist die Mitte P1 definiert, bei einem Schnittpunkt einer imaginären Ebene, die sich entlang der dem Stator gegenüberliegenden Umfangsoberfläche 502 erstreckt, und der q-Achse zu liegen.
Die Magnete 501 sind so ausgelegt, dass die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke (das heißt die Drehmomentkonstante Kt) einen Spitzenwert aufweist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 mit einem Winkel des Schwerpunkts P2 der Magnete 501 übereinstimmt. Anders ausgedrückt ist die rotierende elektrische Maschine 10 ausgelegt, einen maximalen Grad eines Ausgabedrehmoments oder einen Spitzenwert eines Ausgabedrehmoments aufzuweisen, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 mit einem Winkel des Schwerpunkts P2 der Magnete 501 übereinstimmt. Anders ausgedrückt weist der Magnetfluss in den Magneten 501 eine Spitze auf, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 mit einem Winkel des Schwerpunkts P2 der Magnete 501 übereinstimmt.
Nachstehend werden Beispiele von Magneteinheiten 510 und 520 gemäß dem Stand der Technik für einen Vergleich mit den Magneten 510 in der zweiten Modifikation beschrieben. Die Magneteinheit 501 umfasst, wie es in 44 veranschaulicht ist, eine Vielzahl von Magneten 601. Die Magnete 601 sind jeweils magnetisch ausgerichtet, leichte Achsen einer Magnetisierung aufzuweisen, die sich linear parallel zu der d-Achse erstrecken und Magnetpfade an ihnen entlang definieren. Derartig magnetisch ausgerichtete Magnete werden nachstehend auch als parallel ausgerichtete Magnete 601 bezeichnet. Die Magneteinheit 510 ist vorzugsweise geformt, die gleiche Konfiguration wie die der Magneteinheit 500 in der zweiten Modifikation aufzuweisen. Spezifisch ist es ratsam, dass die Magneteinheit 510 bezüglich innerer und äußerer Durchmesser sowie einer axialen Länge mit der Magneteinheit 500 identisch ist. Es ist ebenso ratsam, dass die parallel ausgerichteten Magnete 601 geformt werden, um die gleiche Konfiguration wie die der Magnete 501 und ebenso die dem Stator gegenüberliegenden Vertiefungen 505 und die zu dem Stator abseitig liegenden Vertiefungen 506 aufzuweisen. Die parallel ausgerichteten Magnete 601 werden ebenso vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Magnete 501 hergestellt.
Die parallel ausgerichteten Magnete 601 sind ausgelegt, eine Beziehung zwischen einem Winkel einer Drehung des Rotors 20 und der gegenelektromotorischen Kraftkonstante Ke (das heißt der Drehmomentkonstante Kt), die durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 45 angegeben wird, aufzuweisen. Spezifisch weist die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke einen konstanten Wert Ke1 unabhängig von dem Winkel einer Drehung des Rotors 20 auf.
45 gibt ebenso eine Beziehung zwischen einem Winkel einer Drehung des Rotors 20 und der gegenelektromotorischen Kraftkonstante Ke (das heißt der Drehmomentkonstante Kt) in den Magneten 501 unter Verwendung einer durchgezogenen Linie an. 45 zeigt, dass jeder der Magnete 501 einen Spitzenwert der gegenelektromotorischen Kraftkonstante Ke aufweist, der höher ist als der der parallel ausgerichteten Magnete 601. Die Magnete 501 sind, wie es in 45 ersichtlich ist, konfiguriert, die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke aufzuweisen, die höher als die der parallel ausgerichteten Magnete 601 ist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 in einem ersten Winkelbereich liegt, der den Schwerpunkt P2 umfasst. Der erste Winkelbereich wird bestimmt, um der Schwerpunkt P2 ± L1° zu sein.
Die Magnete 602, die in 46 gezeigt sind, sind ausgelegt, in der sogenannten Halbachanordnung zu sein (die auch nachstehend als Halbachanordnungsmagnete 602 bezeichnet werden). Spezifisch umfasst jeder der Halbachanordnungsmagnete 602 den ersten Magneten 602a und den zweiten Magneten 602b. Der erste Magnet 602a weist leichte Achsen einer Magnetisierung auf, die sich linear entlang der d-Achse erstrecken und an ihnen entlang Magnetpfade definieren. Die zweiten Magnete 602b weisen leichte Achsen einer Magnetisierung auf, die sich linear senkrecht zu der q-Achse erstrecken und an ihnen entlang Magnetpfade definieren. Die ersten Magnete 602a und die zweiten Magnete 602b sind abwechselnd in der Umlaufsrichtung der Magneteinheit 520 angeordnet. Die Magneteinheit 520 ist vorzugsweise geformt, die gleiche Konfiguration wie die der Magneteinheit 500 in der zweiten Modifikation aufzuweisen. Spezifisch ist es ratsam, dass die Magneteinheit 520 in inneren und äußeren Durchmessern sowie einer axialen Länge mit der Magneteinheit 500 identisch ist. Es ist ebenso ratsam, dass die Magnete 602 geformt sind, die dem Stator gegenüberliegenden Vertiefungen 505 und die zu dem Stator abseitig liegenden Vertiefungen 506 aufzuweisen. Die Magnete 602 sind ebenso vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Magnete 501 hergestellt.
Die Halbachanordnungsmagnete 602 sind ausgelegt, eine Beziehung zwischen einem Winkel einer Drehung des Rotors 20 und der gegenelektromotorischen Kraftkonstante Ke (das heißt der Drehmomentkonstante Kt) aufzuweisen, die durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 47 angegeben wird. Spezifisch weist die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke einen konstanten Wert Ke2 unabhängig von dem Winkel einer Drehung des Rotors 20 auf.
47 gibt ebenso eine Beziehung zwischen einem Winkel einer Drehung des Rotors 20 und der gegenelektromotorischen Kraftkonstante Ke (das heißt der Drehmomentkonstante Kt) in den Magneten 501 unter Verwendung einer durchgezogenen Linie an. 45 zeigt, dass jeder der Magnete 501 einen Spitzenwert der gegenelektromotorischen Kraftkonstante Ke aufweist, der höher als der der Halbachanordnungsmagnete 602 ist. Die Magnete 501 sind, wie es aus 44 ersichtlich ist, konfiguriert, die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke aufzuweisen, die höher als die der Halbachanordnung 602 ist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 in einem zweiten Winkelbereich liegt, der den Schwerpunkt P2 umfasst. Der zweite Winkelbereich wird bestimmt, um der Schwerpunkt P2 ± L2° und schmaler als der erste Winkelbereich in 45 zu sein (das heißt, L2 < L1).
Die vorstehend beschriebene zweite Modifikation weist die nachstehend genannten Vorteile auf.
Die Magnete 501 sind, wie es vorstehend beschrieben ist, konfiguriert, die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke aufzuweisen, die höher als die der parallel ausgerichteten Magnete 601 ist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 in dem ersten Winkelbereich liegt, der den Schwerpunkt P2 umfasst. Die parallel ausgerichteten Magnete 601 sind, wie es vorstehend beschrieben ist, ausgelegt, die Magnetpfade aufzuweisen, die anders als die Magnete 501 entlang der leichten Achsen einer Magnetisierung ausgerichtet sind, die sich linear parallel zu der d-Achse erstrecken. Die Struktur der Magnete 501 dient folglich dazu, die Dichte eines Magnetflusses nahe der d-Achse zu steigern, die höher als die in den parallel ausgerichteten Magneten 601 ist, wodurch sich ein vergrößerter Grad eines Drehmoments ergibt, das durch die rotierende elektrische Maschine 10 ausgegeben wird, und eine Herstellung der Magnete 501 im Vergleich mit Magneten vereinfacht wird, die ausgerichtet sind, bogenförmige leichte Achsen einer Magnetisierung aufzuweisen.
Die Magnete 501 sind ebenso konfiguriert, die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke aufzuweisen, die höher als die der Halbachanordnungsmagnete 602 ist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 in dem zweiten Winkelbereich liegt, der den Schwerpunkt P2 umfasst. Die Halbachanordnungsmagnete 601 sind, wie es vorstehend beschrieben ist, ausgelegt, die Magnetpfade aufzuweisen, die bezüglich einer Ausrichtung oder Konfiguration zu den Magneten 501 unterschiedlich sind. Die Struktur der Magnete 501 dient folglich dazu, die Dichte eines Magnetflusses nahe der d-Achse zu steigern, die höher als die in den Halbachanordnungsmagneten 602 ist, wodurch ein vergrößerter Grad eines Drehmoments resultiert, der durch die rotierende elektrische Maschine ausgegeben wird, und eine Herstellung der Magnete 501 im Vergleich mit Magneten vereinfacht wird, die ausgerichtet sind, bogenförmige leichte Achsen einer Magnetisierung aufzuweisen.
Die Magnete 501 sind ebenso ausgelegt, die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke aufzuweisen, die maximiert ist, um einen Spitzenwert aufzuweisen, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 mit dem Schwerpunkt P2 des Magneten 501 übereinstimmt. Dies resultiert in einer Dichte eines Magnetflusses nahe der d-Achse, die unter Magneten, deren leichte Achsen einer Magnetisierung linear parallel zueinander ausgerichtet sind, am höchsten ist, wodurch der Grad eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine 10 ausgegeben wird, gesteigert wird.
Jeder der Magnete 501 ist, wie es vorstehend beschrieben ist, konfiguriert, die leichten Achsen einer Magnetisierung aufzuweisen, von denen sich jede parallel zu der Tangentenlinie Tn1 erstreckt. Die Tangentenlinie Tn1 ist eine gerade Linie, die den Ebenenkreis CL1 bei dem Schwerpunkt P2 eines entsprechenden der Magnete 501 berührt. Der Ebenenkreis CL1 ist ein Kreis um die Mitte P1 herum, die auf der q-Achse auf einer Ebene definiert ist, die sich entlang der dem Stator gegenüberliegenden Umfangsoberfläche 502 erstreckt. Diese Struktur der Magnete 501 stellt die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke bereit, die einen Spitzenwert aufweist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 mit dem Schwerpunkt P2 der Magnete 501 übereinstimmt. Dies resultiert in einer Dichte eines Magnetflusses näher bei der d-Achse als bei der q-Achse, die die höchste unter Magneten ist, deren leichte Achsen einer Magnetisierung linear parallel zueinander ausgerichtet sind, wodurch der Grad eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine 10 ausgegeben wird, gesteigert wird, und die Einfachheit einer Herstellung der Magnete 501 im Vergleich mit Magneten, die ausgerichtet sind, bogenförmige leichte Achsen einer Magnetisierung aufzuweisen, vereinfacht wird.
Jeder Magnet 501 weist eine Ecke auf, die nahe an der q-Achse angeordnet ist und dem Stator 20 gegenüberliegt, oder nahe an der d-Achse angeordnet ist und weg von dem Stator 20 blickt, und in der der Magnetpfad eine Länge aufweist, die kürzer als in einer anderen Region in dem entsprechenden Magneten 501 ist, wobei somit die Einfachheit einer Entmagnetisierung der vorstehend genannten Ecke vereinfacht wird. Um einen derartigen Nachteil abzumildern, ist jeder Magnet 501 ausgelegt, abgeschrägte Ecken aufzuweisen, die bei der q-Achse angeordnet sind und dem Stator 20 gegenüberliegen, und bei der d-Achse angeordnet sind und weg von dem Stator 20 blicken, um die geneigte, der d-Achse gegenüberliegende Oberfläche 503a und die geneigte, der q-Achse gegenüberliegende Oberfläche 502a auszubilden. Anders ausgedrückt weisen die Magnete 501 die dem Stator gegenüberliegenden Vertiefungen 505 und die von dem Stator abseitig liegenden Vertiefungen 506 auf, wodurch ein Risiko, dass die Dichte eines Magnetflusses um die d-Achse herum verringert werden kann, minimiert wird, was es ermöglicht, dass das Volumen eines Materials jedes Magneten 501 verkleinert wird.
Es ist ratsam, dass die geneigte, der d-Achse gegenüberliegende Oberfläche 503a und die geneigte, der q-Achse gegenüberliegende Oberfläche 502a geformt sind, um entlang der leichten Achse einer Magnetisierung flach oder eben zu sein. Dies minimiert ein Risiko, dass der Magnetpfad durch die geneigte, der d-Achse gegenüberliegende Oberfläche 503a und/oder die geneigte, der q-Achse gegenüberliegende Oberfläche 502a unterbrochen werden kann.
VARIATION DER ZWEITEN MODIFIKATION
Die Magneteinheit 500 in der vorstehend beschriebenen zweiten Modifikation kann in der nachstehend genannten Art und Weise geändert werden. Die nachstehende Beschreibung wird auf der Grundlage der zweiten Modifikation als ein Beispiel gemacht, wobei sie sich hauptsächlich auf Teile bezieht, die zu den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen und Modifikationen unterschiedlich sind.
Jeder der Magnete 501 in der zweiten Modifikation kann, wie es in 48 veranschaulicht ist, ausgelegt sein, die der d-Achse gegenüberliegende Endoberfläche 504a und die der q-Achse gegenüberliegende Endoberfläche 504b aufzuweisen, die entlang den leichten Achsen einer Magnetisierung flach oder eben sind. Zumindest eine der der d-Achse gegenüberliegenden Endoberfläche 504a und der der q-Achse gegenüberliegenden Endoberfläche 504b kann alternativ hierzu entlang den leichten Achsen einer Magnetisierung flach sein. Dies minimiert eine Verringerung bezüglich einer Dichte eines Magnetflusses um die d-Achse herum und ermöglicht es, dass das Volumen der Magnete 501 verkleinert wird.
Jeder der Magnete 501 in der zweiten Modifikation kann ausgelegt sein, weder die dem Stator gegenüberliegenden Vertiefungen 505 noch die zu dem Stator abseitig liegenden Vertiefungen 506 aufzuweisen oder lediglich eines von den dem Stator gegenüberliegenden Vertiefungen 505 und den zu dem Stator abseitig liegenden Vertiefungen 506 aufzuweisen.
Die Magnete 501 in der zweiten Modifikation sind, wie es vorstehend beschrieben ist, konfiguriert, die gegenelektromotorische Kraftkonstante Ke aufzuweisen, die maximiert wird, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 mit dem Schwerpunkt P2 der Magnete 501 übereinstimmt, wobei sie jedoch alternativ hierzu geformt sein können, den Spitzenwert der gegenelektromotorischen Kraftkonstante Ke aufzuweisen, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors 20 in dem ersten Winkelbereich oder dem zweiten Winkelbereich liegt.
Die vorliegende Offenbarung dieser Anmeldung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Die vorliegende Offenbarung umfasst die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele und Modifikationen, die durch einen Fachmann gemacht werden können. Beispielsweise ist die vorliegende Offenbarung nicht auf Teile oder Kombinationen der Teile begrenzt, auf die in den Ausführungsbeispielen Bezug genommen wird, sondern sie kann unter Verwendung von verschiedenen Kombinationen der Teile verwirklicht werden. Die vorliegende Offenbarung kann zusätzliche mögliche Anordnungen oder Weglassungen der Teile in den Ausführungsbeispielen umfassen. Die vorliegende Offenbarung kann die Teile unter den Ausführungsbeispielen oder Kombinationen der Teile in den Ausführungsbeispielen austauschen. Offenbarte technische Umfänge sind nicht auf Ausführungen in den Ausführungsbeispielen begrenzt. Es ist ersichtlich, dass die offenbarten technischen Umfänge Elemente, die in den beigefügten Patentansprüchen spezifiziert sind, Äquivalente der Elemente oder alle möglichen Modifikationen der Elemente umfassen, ohne von dem Prinzip der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Während die vorliegende Offenbarung auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen hat, ist es ersichtlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung kann eine Vielzahl von Kombinationen der Ausführungsbeispiele, eine Kombination von diversen Modifikationen der Ausführungsbeispiele und von zugehörigen Äquivalenten umfassen.
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 2019202680 [0001]

Claims

Rotierende elektrische Maschine (10) mit: einer Magnetfelderzeugungseinheit (20), die eine Magneteinheit (500) umfasst, die mit einer Vielzahl von Magnetpolen ausgestattet ist, deren Polaritäten sich in einer Umlaufsrichtung der Magneteinheit abwechseln; einem Anker (60), der eine mehrphasige Ankerwicklung (61) umfasst; und einem Rotor, der durch ein Element aus der Magnetfelderzeugungseinheit und dem Anker implementiert wird, wobei die Magneteinheit Magnete (501) umfasst, von denen jeder eine Vielzahl von leichten Achsen einer Magnetisierung aufweist, die ausgerichtet sind, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken, wobei die leichten Achsen einer Magnetisierung eine Vielzahl von Magnetpfaden definieren, die sich an ihnen entlang erstrecken, die Magnete der Magneteinheit zueinander eigenständig durch eine d-Achse, die bei einer Mitte des Magnetpols definiert ist, und eine q-Achse, die auf einer Magnetgrenze zwischen den Magnetpolen definiert ist, sind und die Magnete der Magneteinheit konfiguriert sind, eine gegenelektromotorische Kraftkonstante (Ke) aufzuweisen, die höher als die von parallel ausgerichteten Magneten (601) ist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors in einem ersten Winkelbereich liegt, der einen Schwerpunkt der Magnete umfasst, wobei die parallel ausgerichteten Magnete ausgelegt sind, Magnetpfade aufzuweisen, die zu denen der Magnete der Magneteinheit unterschiedlich sind und entlang leichter Achsen einer Magnetisierung ausgerichtet sind, die sich linear parallel zu der d-Achse erstrecken.
Rotierende elektrische Maschine (10) mit: einer Magnetfelderzeugungseinheit (20), die eine Magneteinheit (500) umfasst, die mit einer Vielzahl von Magnetpolen ausgestattet ist, deren Polaritäten sich in einer Umlaufsrichtung der Magneteinheit abwechseln; einem Anker (60), der eine mehrphasige Ankerwicklung (61) umfasst; und einem Rotor, der durch ein Element aus der Magnetfelderzeugungseinheit und dem Anker implementiert wird, wobei die Magneteinheit Magnete (501) umfasst, von denen jeder eine Vielzahl von leichten Achsen einer Magnetisierung aufweist, die ausgerichtet sind, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken, wobei die leichten Achsen einer Magnetisierung eine Vielzahl von Magnetpfaden definieren, die sich an ihnen entlang erstrecken, die Magnete der Magneteinheit zueinander eigenständig durch eine d-Achse, die bei einer Mitte des Magnetpols definiert ist, und eine q-Achse, die auf einer Magnetgrenze zwischen den Magnetpolen definiert ist, sind und die Magnete der Magneteinheit konfiguriert sind, eine gegenelektromotorische Kraftkonstante (Ke) aufzuweisen, die höher als die die höher als die von Halbachanordnungsmagneten (602) ist, wenn ein Winkel einer Drehung des Rotors in einem zweiten Winkelbereich liegt, der einen Schwerpunkt der Magnete umfasst, wobei die Halbachanordnungsmagnete ausgelegt sind, Magnetpfade aufzuweisen, die zu denen in den Magneten der Magneteinheit unterschiedlich sind.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Magnete konfiguriert sind, die gegenelektromotorische Kraftkonstante aufzuweisen, die einen Spitzenwert aufweist, wenn der Winkel einer Drehung des Rotors mit dem Schwerpunkt der Magnete der Magneteinheit übereinstimmt.
Rotierende elektrische Maschine (10) mit: einer Magnetfelderzeugungseinheit (20), die eine Magneteinheit (500) umfasst, die mit einer Vielzahl von Magnetpolen ausgestattet ist, deren Polaritäten sich in einer Umlaufsrichtung der Magneteinheit abwechseln; einem Anker (60), der eine mehrphasige Ankerwicklung (61) umfasst; und einem Rotor, der durch ein Element aus der Magnetfelderzeugungseinheit und dem Anker implementiert wird, wobei die Magneteinheit Magnete (501) umfasst, von denen jeder eine Vielzahl von leichten Achsen einer Magnetisierung aufweist, die ausgerichtet sind, um sich linear parallel zueinander zu erstrecken, wobei die leichten Achsen einer Magnetisierung eine Vielzahl von Magnetpfaden definieren, die sich an ihnen entlang erstrecken, die Magnete der Magneteinheit zueinander eigenständig durch eine d-Achse, die bei einer Mitte des Magnetpols definiert ist, und eine q-Achse, die auf einer Magnetgrenze zwischen den Magnetpolen definiert ist, sind und jede der leichten Achsen einer Magnetisierung der Magnete ausgerichtet ist, sich parallel zu einer Tangentenlinie (Tn1) zu erstrecken, wobei die Tangentenlinie eine gerade Linie ist, die einen Kreis (CL1) bei einem Schwerpunkt (P2) eines entsprechenden der Magnete berührt, wobei der Kreis ein Kreis um eine Mitte (P1) herum ist, die auf der q-Achse auf einer Ebene definiert ist, die sich entlang einer dem Anker gegenüberliegenden Umfangsoberfläche (502) erstreckt, die eine Umfangsoberfläche eines entsprechenden der Magnete ist, der dem Anker gegenüberliegt.
Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder der Magnete eine abgeschrägte Ecke aufweist, die zumindest eine einer ersten Ecke, die nahe bei der q-Achse angeordnet ist und dem Anker gegenüberliegt, und einer zweiten Ecke ist, die nahe an der d-Achse angeordnet ist und von dem Anker wegblickt, wobei die abgeschrägte Ecke eine flache Oberfläche (502a, 503a) aufweist, die sich entlang der leichten Achsen einer Magnetisierung erstreckt.
Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder der Magnete eine der q-Achse gegenüberliegende Endoberfläche (504b) und eine der d-Achse gegenüberliegende Endoberfläche (504b) aufweist, von denen zumindest eine geformt ist, um entlang der leichten Achsen einer Magnetisierung flach zu sein.