DE102009044240A1 - Elektrischer Leistungsformer und rotierende elektrische Maschine für Fahrzeuge, welche mit einem elektrischen Leistungsumformer ausgestattet ist - Google Patents

Elektrischer Leistungsformer und rotierende elektrische Maschine für Fahrzeuge, welche mit einem elektrischen Leistungsumformer ausgestattet ist Download PDF

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Abstract

In einem Motorgenerator für Fahrzeuge ist ein elektrischer Leistungsumformer (1) mit einem Anker verbunden. Der Umformer (1) hat eine Brückenschaltung, die aus sechs hochpotentialseitigen Schaltelementen (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) und sechs niederpotentialseitigen Schaltelementen (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k) gebildet ist, welche auf einer gleichen Hauptoberfläche einer metallischen Basisplatte (5) gebildet sind. Ein Motorgenerator für Fahrzeuge besitzt einen vorderen Gehäuserahmenteil und einen hinteren Gehäuserahmenteil, in welchen ein Stator, ein Rotor und ein elektrischer Leistungsumformer angeordnet sind. Ein konkaver Teil ist auf einer äußeren Stirnfläche mit Bezug auf die Axialrichtung des hinteren Gehäuserahmenteils gebildet und in der geometrischen Gestalt ähnlich dem elektrischen Leistungsumformer ausgebildet. Der elektrische Leistungsumformer findet Aufnahme in dem konkaven Teil des hinteren Gehäuserahmenteils (102) und ist mit einem temperaturfesten Silikonharz abgedichtet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Leistungsumformer zur Verwendung für eine rotierende elektrische Maschine sowie eine rotierende elektrische Maschine, beispielsweise einen Motorgenerator für Fahrzeuge, welcher mit einem elektrischen Leistungsumformer ausgestattet ist.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
  • Um Maßnahmen der Kraftstoffverbrauchssteuerung und der Emissionssteuerung zu ergreifen, um die Menge von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre angesichts der jüngeren Umweltprobleme, beispielsweise der globalen Erwärmung, zu vermindern, und um das Problem des hohen Ölpreises auf Grund des globalen Wirtschaftswachstums zu lösen, finden zunehmend verschiedene Fahrzeugarten Verbreitung, welche mit einer Leerlaufverminderungseinrichtung ausgestattet sind, um den Leerlauf zu reduzieren. Diese Leerlaufverminderungseinrichtung setzt zeitweise den Motor eines Fahrzeugs still, wenn dieses an einem Verkehrslicht wartet.
  • Um eine solche Leerlaufverminderungsfunktion zu erhalten, ist es notwendig, dass an dem Fahrzeug eine rotierende elektrische Maschine, beispielsweise ein Motorgenerator installiert wird, nämlich eine ISG-Maschine (integrierter Anlasser/Generator) und eine MG-Maschine (Motorgenerator), wobei die Maschine zwei Funktionen hat, nämlich eine Leistungsgeneratorfunktion und eine Anlasserfunktion. Der Anlassermotor ist in der Lage, die Maschine mit innerer Verbrennung eines Fahrzeugs nach einer zeitweisen Stillsetzung an einem Verkehrslicht neu zu starten.
  • Eine rotierende elektrische Maschine, welche eine solche Leerlaufverminderung durchführt, muss eine Anlassermotorfunktion mit Anlassdrehmomenteigenschaften aufweisen, um die Maschine mit innerer Verbrennung weich neu zu starten, und muss einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Ausgangsleistung während der Fahrt eines Fahrzeugs unter großer elektrischer Belastung haben, selbst wenn das Fahrzeug mit vielen elektronischen Einrichtungen ausgerüstet ist. Zusätzlich erfordert die neuere Entwicklung dringend eine Miniaturisierung der rotierenden elektrischen Maschine für den Zusammenbau einer rotierenden elektrischen Maschine mit einem Umformer oder Inverter, um die Größe der rotierenden elektrischen Maschine zu vermindern.
  • Es sind ISG- und MG-Maschinen vorhanden, welche die Leerlaufverminderung für ein Fahrzeug durchführen. Auf den technischen Gebieten der ISG- und MG-Maschinen besteht ein bekannter Aufbau als eine der Techniken zum Zusammenbau eines Hauptkörpers einer rotierenden elektrischen Maschine und eines elektrischen Leistungsumformers, wobei eine Gruppe der Schaltelemente auf der Hochpotentialseite und die andere Gruppe der Schaltelemente auf der Niederpotentialseite in dem elektrischen Leistungsumformer getrennt vorgesehen (oder angeordnet) sind und an der rotierenden elektrischen Maschine befestigt sind.
  • Beispielsweise offenbaren die japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichungen Nr. JP 2007-49840 (siehe Seiten 3–6, 14), Nr. JP 2007-49841 (siehe Seiten 3–6, 14), Nummer JP 2007-166857 (siehe Seiten 4–14, 119) verschiedene Arten einer rotierenden elektrischen Maschine, welche einen solchen Aufbau haben.
  • Die obige Konstruktion der Trennung der Schaltelemente der Hochpotentialseite und der Schaltelemente der Niederpotentialseite in einem elektrischen Leistungsumformer hat breite Verwendung in einem Fahrzeuggenerator auf Grund der leichten elektrischen Handhabung der hochpotentialseitigen Schaltelemente und der niederpotentialseitigen Schaltelemente. Die hochpotentialseitigen Schaltelemente und die niederpotentialseitigen Schaltelemente haben unterschiedliches elektrisches Bezugspotential, wenn sie eine Dreiphasen-Brückenschaltung bilden.
  • Wie in den beiden japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichungen Nr. JP 2007-49840 und Nr. JP 2007-49841 ausgeführt ist, entsteht leicht eine Temperaturdifferenz zwischen den hochpotentialseitigen Schaltelementen und den niederpotentialseitigen Schaltelementen auf Grund der Menge freigesetzter Wärme, wenn die genannten Schaltelementgruppen getrennt ausgebildet sind.
  • Im Idealfall ist es zu bevorzugen, dass die hochpotentialseitigen Schaltelemente und die niederpotentialseitigen Schaltelemente unter gleicher Temperaturbedingung arbeiten, nämlich eine gleiche Temperatur haben. Da jedoch die Gruppe der hochpotentialseitigen Schaltelemente elektrisch nicht fixiert ist oder schwimmt, ist es unmöglich, die hochpotentialseitigen Schaltelemente unmittelbar an dem Hauptkörper und die Kühlrippen der rotierenden Maschine anzuschließen. Dies vermindert die Kühlfunktion zum Abkühlen der hochpotentialseitigen Schaltelemente auf der Basis der Wärmeleitung. Dies macht es schwierig, die hochpotentialseitigen Schaltelemente und die niederpotentialseitigen Schaltelemente gleichförmig zu kühlen.
  • Die Temperaturdifferenz zwischen den Schaltelementgruppen kann ein Ungleichgewicht des Stromflusses zwischen diesen Gruppen verursachen und dies kann die absolut zulässigen Werte für jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente überschreiten, wenn sie nicht ausreichend gekühlt werden.
  • Zusätzlich macht die Konstruktion eines getrennten Zusammenbaus der hochpotentialseitigen Schaltelementgruppe und der niederpotentialseitigen Schaltelementgruppe eine Anschlussplatte zur Befestigung und zur Verbindung dieser Gruppen miteinander, sowie lange Verbindungsdrähte unter Verwendung einer Sammelschiene notwendig. Dies bedingt eine komplizierte Konstruktion und macht es schwierig, die Größe der rotierenden elektrischen Maschine zu vermindern, nämlich die rotierende elektrische Maschine zu miniaturisieren.
  • Bei der Konstruktion, welche in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichungsnr. JP 2007-166857 offenbart ist, ist fernerhin ein elektrischer Leistungsumfor mer in einer Ebene angeordnet, doch sind eine hochpotentialseitige Schaltelementgruppe und eine niederpotentialseitige Schaltelementgruppe voneinander getrennt und zusammengebaut. Dies bedingt eine komplizierte Konstruktion, da es notwendig ist, Verdrahtungen auf einer Anschlussplatte anzuordnen und eine Sammelschiene vorzusehen.
  • Zusätzlich gibt es ISG- und MG-Maschinen, welche in der Lage sind, die Leerlaufverminderung für ein Fahrzeug durchzuführen. Auf den technischen Gebieten der ISG- und MG-Maschinen ist als eine der Techniken zum Zusammenbau einer rotierenden elektrischen Maschine und eines elektrischen Leistungsumformers ein Aufbau bekannt, bei welchem eine Gruppe hochpotentialseitiger Schaltelemente und die andere Gruppe niederpotentialseitiger Schaltelemente in dem elektrischen Leistungsumformer gesondert angeordnet sind und an der rotierenden elektrischen Maschine befestigt sind.
  • Zusätzlich haben die japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichungen Nr. JP 2007-49840 , Nr. JP 2007-49841 und Nr. JP-2007-166857 verschiedene Arten rotierender elektrischer Maschinen etwa ISG- und MG-Maschinen mit der Leerlaufverminderungsfunktion offenbart, bei welchen ein elektrischer Leistungsumformer an einer Rückseite des Hauptkörpers der rotierenden elektrischen Maschine angeordnet ist und der Hauptkörper der rotierenden elektrischen Maschine und der elektrische Leistungsumformer zusammengebaut sind.
  • In dem elektrischen Leistungsumformer, welcher eine einzige Schicht oder zwei Schichten aufweist, die längs der Axialrichtung der herkömmlichen rotierenden elektrischen Maschine angeordnet sind, sind n-Kanal-Halbleiterelemente in einer Packung geringer Größe unmittelbar mit einer Entladungsplatte oder Kühlrippen unter Aufrechterhaltung der Isolation von einem Erdpotential unter Verwendung eines Abgabebleches verbunden. Da solche n-Kanal-Halbleiterelemente, die in der obigen Weise geschaltet sind, der Atmosphäre ausgesetzt sind, treten Rost, Staub und Wasser, insbesondere Salzwasser, in die freiliegenden Halbleiterelemente im elektrischen Leistungsumformer ein, welcher an der rotierenden elektrischen Maschine angebaut ist und dies führt leicht zu Kurzschlüssen. Demzufolge verursacht der elektrische Leistungsumformer im Be trieb Fehler und die rotierende elektrische Maschine fällt dadurch aus. Bei herkömmlichen rotierenden elektrischen Maschinen, beispielsweise einem Motorgenerator, ist es schwierig, seine Funktion unter erschwerten Umgebungsbedingungen aufrecht zu erhalten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Leistungsumformer einer rotierenden elektrischen Maschine, beispielsweise eines Motorgenerators für ein Fahrzeug mit einem einfachen Aufbau und geringer Größe zu schaffen, wobei es möglich ist, eine gleichförmige Kühlung der Komponenten, beispielsweise der hochpotentialseitigen Schaltelemente und der niederpotentialseitigen Schaltelemente zu erreichen. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine rotierende elektrische Maschine, beispielsweise einen Motorgenerator zu schaffen, welcher mit einem elektrischen Leistungsumformer ausgestattet ist, wobei ihre Funktionen unter erschwerten Umgebungsbedingungen aufrecht erhalten werden können.
  • Zum Erreichen der oben genannten Ziele schafft die vorliegende Erfindung einen elektrischen Leistungsumformer 1, welcher mit einer rotierenden elektrischen Maschine 11 für Fahrzeuge zusammengebaut werden soll. Der elektrische Leistungsumformer 1 ist mit einem Anker der rotierenden elektrischen Maschine 11 verbunden.
  • Der elektrische Leistungsumformer 1 besteht aus einer Brückenschaltung und einer metallischen Basisplatte 5. Die Brückenschaltung besteht aus einer Anzahl hochpotentialseitiger Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m, und einer Anzahl niederpotentialseitiger Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k. Die metallische Basisplatte 5 ist aus einem einzigen Werkstoff, beispielsweise aus Aluminiummaterial, gefertigt. Im Einzelnen sind sowohl die Anzahl der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m als auch die Anzahl der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k auf einer Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet oder auf diese Fläche gesetzt. In der folgenden Erläuterung hat das Wort „anordnen” die Bedeu tung eines „Daraufsetzens” oder „Anordnens” einer Komponente oder mehrerer Komponenten ohne Beschränkung.
  • Das Anordnen sowohl der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m als auch der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k auf ein und derselben Hauptfläche der metallischen Basisplatte 5 ermöglicht es, die Funktion einer wirkungsvollen Kühlung des elektrischen Leistungsumformers 1 zu verbessern, insbesondere die hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m und auch die niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k gleichförmig zu kühlen, nämlich im Vergleich zu einer Konstruktion eines herkömmlichen elektrischen Leistungsumformers, bei welchem eine Gruppe hochpotentialseitiger Schaltelemente und eine Gruppe niederpotentialseitiger Schaltelemente auf unterschiedlichen Flächen, beispielsweise in zwei Stufen, angeordnet sind. Die Konstruktion des elektrischen Leistungsumformers 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Ungleichgewicht der Erzeugung induzierter Ströme im Motorgenerator verhindern und kann weiter verhindern, dass der Strom, welcher in dem hochpotentialseitigen Schaltelement fliest, den absoluten Grenzwert überschreitet, da das Schaltelement nicht ausreichend gekühlt ist. Da weiterhin die verschiedenen Komponenten des elektrischen Leistungsumformers 1 auf derselben Oberfläche der einzigen metallischen Basisplatte 5 angeordnet sind, macht es diese Konstruktion möglich, einen elektrischen Leistungsumformer 1 geringer Größe und Dicke herzustellen. Die Konstruktion kann die Gesamtzahl der Herstellungsschritte für eine rotierende elektrische Maschine, welche mit dem elektrischen Leistungsumformer 1 ausgestattet ist, vermindern und kann hierdurch die Produktionskosten des elektrischen Leistungsumformers herabsetzen.
  • Es ist zu bevorzugen, dass die metallische Basisplatte 5 aus Aluminiummaterial hergestellt ist. Die Verwendung von Aluminiummaterial vermindert das Gesamtgewicht des elektrischen Leistungsumformers 1 und verwirklicht eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe thermische Abstrahlung.
  • Bevorzugtermaßen ist jedes der Anzahl hochpotentialseitiger Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m und jedes der Mehrzahl der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k ein n-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (n-Kanal-MOSFET). Diese Konstruktion vermindert einen Stromverlust und unterdrückt eine Zunahme der Wärmemenge, welche von dem elektrischen Leistungsumfang, erzeugt wird.
  • Bevorzugtermaßen ist der n-Kanal-MOSFET ein Vielzweck-Packungselement, bei welchem die Leiteranschlüsse in der Reihenfolge von Gate, Drain und Source angeordnet sind. Dies kann die Herstellungskosten des elektrischen Leistungsumformers 1 vermindern.
  • Weiter ist vorzuziehen, dass eine Anzahl von Leitungsdraht-Verbindungsanschlüssen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet sind, um mit einer Anzahl von Leiterdrähten des Ankers Verbindung aufzunehmen. Die Mehrzahl von Leitungsdraht-Verbindungsanschlüssen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f ist am äußeren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet. Die Richtung jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m und der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k, welche auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 befestigt sind, ist so eingestellt, dass es möglich ist, die Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f an dem äußeren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 anzuordnen. Diese Konstruktion ermöglicht es, jeden der Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse leicht mit dem entsprechenden Ausgangsdraht des Ankers zu verbinden. Insbesondere ermöglicht diese Konstruktion eine leichte Verbindungsarbeit nach Vervollständigung des Zusammenbaus des elektrischen Leistungsumformers 1 mit dem Motorgenerator 11. Des ferneren ist zu bevorzugen, dass die Leiteranschlussverbindungsteile 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet sind. Über jeden der Leitungsanschluss-Verbindungsteile 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m wird ein Steuersignal an das entsprechende hochpotentialseitige Schaltelement und das entsprechende niederpotentialseitige Schaltelement geführt, um den EIN-/AUS-Vorgang der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m und der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k durchzuführen.
  • Im Einzelnen ist zu bevorzugen, dass die Leitungsanschluss-Verbindungsteile 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m an dem äußeren Umfang der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 gelegen sind.
  • Ferner ist zu bevorzugen, dass die Richtung jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j, 3m und der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k, welche auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 vorgesehen sind, so eingestellt ist, dass es möglich ist, die Leitungsanschluss-Verbindungsteile 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10h, 10i, 10j, 10k, 10m an dem äußeren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 anzuordnen. Diese Konstruktion ermöglicht es, leicht jeden der Leitungsanschluss-Verbindungteile mit der Signalleitung zu verbinden, welche von der Steuereinrichtung 16 ausgeht. Die Steuereinrichtung 16 erzeugt und überträgt ein Steuersignal an jeden den Leitunganschluss-Verbindungsteile.
  • Zusätzlich ist zu bevorzugen, dass ein Ausgangsanschluss 2a und ein Ausgangsanschlussdraht, über welche die Anzahl von niederpotentialseitigen Schaltelementen 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k mit dem Ausganganschluss 2a verbunden ist, auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet sind. Im besonderen ist bevorzugt, dass der Ausgangsanschluss 2a und der Ausgangsanschlussdraht auf einem inneren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 gelegen sind. Außerdem ist bevorzugt, dass die Richtung jedes der hochpotentialseitigen Schaltelementteile 3b, 3d, 3f, 3h, 3j, 3m und der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k, welche auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 gebildet sind, so eingestellt ist, dass es möglich ist, den Ausgangsanschluss 2a und den Ausgangsanschlussdraht an dem inneren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 anzuordnen. Diese Konstruktion ermöglicht es, die Verdrahtungen der Ausgangsanschlussseite an dem inneren Umfangsteil der metallischen Basisplatte 5 einzuführen und hierdurch leicht diese Verdrahtungen mit der Steuereinrichtung 16 und dem Hauptkörper des Motorgenerators 11 für Fahrzeuge verbinden zu können.
  • Weiterhin ist bevorzugt, dass die Verdrahtungen der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m und der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k, welche die Brückenschaltung bilden, ein einschichtiges Verdrahtungsmuster auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 ausbilden. Die Verwendung eines solchen einschichtigen Verdrahtungsmusters vermeidet jedweden Wärmespeicherraum, der durch die Verdrahtungsschicht verursacht wird, und kann die Kühlfähigkeit auf der metallischen Basisplatte 5 erhöhen. Zusätzlich ist es, da die Dicke des Verdrahtungsmusters auf der metallischen Basisplatte 5 erhöht wird und dadurch die Stromaufnahmefähigkeit erhöht wird, möglich, den elektrischen Leistungsumformer 1 als ein Gerät größerer elektrischer Leistung zu verwenden, während die Wärmeerzeugung vermindert wird.
  • Des ferneren ist bevorzugt, dass die Packung jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m und der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 durch Löten befestigt wird. Dies ermöglicht eine Erleichterung der Befestigungsarbeit zum Befestigen jedes Schaltelementes an der metallischen Basisplatte 5.
  • Darüber hinaus ist bevorzugt, dass jeder der Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f gesondert von den anderen Anschlüssen längs der Umfangrichtung angeordnet wird. Diese Konstruktion ermöglicht es, den Arbeitsraum zur Verbindung der genannten Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse leicht einzuhalten. Hierdurch wird die Arbeitseffizienz beim Verbinden der Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse mit den anderen Drähten und Anschlüssen erhöht.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine rotierende elektrische Maschine für Fahrzeuge geschaffen. Die rotierende elektrische Maschine 100 enthält einen Rotor 104, einen Stator 103, einen Gehäuserahmen aus einem vorderen Rahmenteil 101 und einem hinteren Rahmenteil 102 sowie Kühlrippen 106. Der Rotor 104 ist mit einer Feldwicklung 141 ausgestattet, um Feldmagnetpole 142, 143 zu magnetisieren. Der Stator 103 besitzt einen Statorkern 131, welcher mit einer Statorwindung 132 versehen ist und dem Rotor 104 gegenübersteht. Der Gehäuserah men ist so ausgebildet, dass er den Rotor 104 und den Stator 103 abstützt. Der elektrische Leistungsumformer 105 ist mit der Statorwicklung 132 verbunden. Der elektrische Leistungsumformer 105 ist so ausgebildet, dass er eine in der Statorwicklung 132 induzierte Wechselstromleistung in einen Gleichstrom umformt und/oder eine Gleichstromleistung, welche in einer Batterie gespeichert ist, in einen Wechselstrom umformt und den umgeformten Wechselstrom an die Statorwicklung 132 liefert. Die Kühlrippen 106 sind an einem oberen Teil des elektrischen Leistungsumformers 105 angeordnet und kühlen den elektrischen Leistungsumformer 105. In der rotierenden elektrischen Maschine 100 besteht der Gehäuserahmen aus dem vorderen Rahmenteil 101, der sich auf der Seite einer an dem Rotor 104 befestigten Riemenscheibe 110 befindet und dem rückwärtigen Rahmenteil 102, welcher sich an der gegenüberliegenden Seite abliegend von der Seite der Riemenscheibe 110 befindet. Ein konkaver Teil 121 ist an einer äußeren Stirnfläche in der Axialrichtung des rückwärtigen Rahmenteils 102 ausgebildet. Der konkave Teil 121 ist in der Form geometrisch ähnlich dem elektrischen Leistungsumformer 105. Im einzelnen wird der in den konkaven Teil 121 eingesetzte elektrische Leistungsumformer 105 durch ein abdichtendes Harz 124 abgedichtet. Es ist bevorzugt, dass das abdichtende Harz 124, mit welchem der elektrische Leistungsumformer 105 abgedichtet ist, ein wärmebeständiges Silikonharz ist.
  • Da der gesamte elektrische Leistungsumformer 105 durch das abdichtende Harz 124 abgedichtet ist, verhindert diese Konstruktion in wirkungsvoller Weise das Eindringen von Wasser, insbesondere von Salzwasser und von Staub in das innere der Halbleiterelemente, etwa der Schaltelemente in der Brückenschaltung im elektrischen Leistungsumformer 105. Dies vermeidet die Entstehung von Kurzschlüssen zwischen den Elektroden der Halbleiterelemente und einen fehlerhaften Betrieb des elektrischen Leistungsumformers 105. Es ist daher möglich, die Funktion des elektrischen Leistungsumformers 105 für eine lange Zeitdauer aufrechtzuerhalten, selbst wenn der Motorgenerator 100 als eine rotierende elektrische Maschine, welche mit dem elektrischen Leistungsumformer 105 ausgerüstet ist, unter erschwerten Bedingungen arbeitet. Da die Kühlrippen auf dem elektrischen Leistungsumformer 105 ausgebildet sind, ist es möglich, den elektrischen Leistungsumformer 105, welcher in dem abdichtenden Harz 124 eingeschlossen ist, wirkungsvoll zu kühlen.
  • Fernerhin ist bevorzugt, dass jede der Kühlrippen 106 auf der oberen Oberfläche jedes der Schaltelemente 153a, 153b, 153c, 153d, 153e, 153f, 153g, 153h, 153i, 153j, 153k und 153m im elektrischen Leistungsumformer 105 angeordnet ist. Diese Konstruktion ermöglicht es, die Kühlfunktion des elektrischen Leistungsumformers 105 zu verbessern.
  • Des weiteren ist bevorzugt, dass ein Kühlmechanismus an der inneren Oberfläche in der Axialrichtung des hinteren Gehäuserahmenteils 102 gebildet ist. Der Kühlmechanismus besitzt eine Anzahl von rippenförmigen Teilen 123. Jeder der rippenförmigen Teile 123 entspricht in der Gestalt einer jeweiligen der Kühlrippen 106. Insbesondere ist bevorzugt, dass eine Bürstenanordnung 107 in der Axialrichtung an der anderen Seite des hinteren Gehäuserahmenteils 102 angeordnet ist, um eine Bürste unterzubringen, über welche ein Strom zu der Feldwicklung 141 geliefert wird. Ein zwischen den Kühlrippen 106 gebildeter Raum, ein Raum an der Außenumfangsseite der Bürstenanordnung 107 und ein Raum zwischen den rippenförmigen Teilen 123, welche den Kühlmechanismus ausbilden, stehen miteinander in Verbindung und bilden einen Kühlluftkanal. Diese Konstruktion ermöglicht es, dass die Kühlrippen 106 und der hintere Gehäuserahmenteil 102 wirksam beide Seiten mit Bezug auf die Axialrichtung des elektrischen Leistungsumformers 105 kühlen, welcher durch das abdichtende Harz 124 eingeschlossen ist. Es ist daher möglich, die Funktion der Kühlung des elektrischen Leistungsumformers 105 weiter zu verbessern.
  • Ferner hat bevorzugtermaßen der hintere Rahmenteil 102 eine Anzahl von Öffnungen 122, über welche ein Anzahl von Leitungsdrähten der Statorwicklung 132 mit dem elektrischen Leistungsumformer 105 verbunden ist. Das Vorhandensein dieser Öffnungen 122 verhindert, dass die Leitungsdrähte einen Kurzschluss erfahren, und verbessert weiter die Funktion der Aufrechterhaltung des Betriebes des elektrischen Leistungsumformers 105 für eine lange Zeitdauer, selbst wenn der Motorgenerator als die rotierende elektrische Maschine, welche mit dem elektrischen Leistungsumformer 105 ausgestattet ist, unter schwierigen Bedingungen arbeitet.
  • Fernerhin ist bevorzugtermaßen eine Wandhöhe des konkaven Teiles 121 höher als eine Oberfläche des abdichtenden Harzes 124, mit welchem der elektrische Leistungsumformer 105 abgedeckt ist. Diese Konstruktion ermöglicht beim Herstellungvorgang die Verwendung und Durchführung eines Eingießens des abdichtenden Harzes 124 zum Abdecken des elektrischen Leistungsumformers 105 mit dem abdichtenden Harz 124. Dies kann die Arbeitseffizienz bei der Herstellung des Motorgenerators 100 erhöhen, welcher mit dem elektrischen Leistungsumformer 105 ausgestattet wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine bevorzugte, nicht im beschränkenden Sinne zu verstehende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen stellen dar:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Leistungsumformers in einem Motorgenerator als rotierende elektrische Maschine für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine weitere perspektivische Ansicht des elektrischen Leistungsumformers in dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3A und 3B Frontansichten des elektrischen Leistungsumformers in dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4A eine Rückansicht des elektrischen Leistungsumformers in dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4B eine Ansicht des elektrischen Leistungsumformers in dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine Ansicht, welche ein Verdrahtungsmuster zeigt, welches auf einer Hauptoberfläche einer metallischen Basisplatte des elektrischen Leistungsumformers in dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet ist;
  • 6 eine Frontansicht, welche einen Teil der Verdrahtung der Schaltelemente in dem elektrischen Leistungsumformer im Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 eine Ansicht, welche ein Beispiel der Befestigung des elektrischen Leistungsumformers an dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 8 eine perspektivische Ansicht, welche den elektrischen Leistungsumformer gemäß 7 in Zusammenbau mit dem Motorgenerator zeigt;
  • 9 eine Ansicht, welche ein Verdrahtungsmuster zur elektrischen Verbindung der Bauteile des Motorgenerators gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 eine Ansicht, welche einen Gesamtaufbau eines Motorgenerators als rotierende elektrische Maschine für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erkennen lässt;
  • 11 eine Ansicht, welche ein konkretes Beispiel eines elektrischen Leistungsumformers in dem Motorgenerator gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12 eine Ansicht, welche ein Verdrahtungsmuster zur elektrischen Verbindung der Komponenten in dem Motorgenerator gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 13 eine perspektivische Ansicht, welche den elektrischen Leistungsumformer zeigt, welcher an einem rückwärtigen Gehäuserahmenteil des Motorgenerators gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befestigt ist;
  • 14 eine Aufsicht, welche den rückwärtigen Gehäuserahmenteil des Motorgenerators gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 15 eine perspektivische Ansicht, welche die Gestalt einer äußeren Stirnfläche des rückwärtigen Gehäuserahmenteiles längs der Axialrichtung des Motorgenerators gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 16 eine Ansicht, welche eine Rückseite des rückwärtigen Gehäuserahmenteils des Motorgenerators gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 17 eine perspektivische Ansicht, welche die Gestalt der inneren Stirnfläche des rückwärtigen Gehäuserahmenteils mit Bezug auf die Axialrichtung des Motorgenerators gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 18 eine perspektivische Ansicht des Motorgenerators, der mit dem mit Kühlrippen versehenen elektrischen Leistungsumformer gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verstehen ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugssymbole oder Bezugszahlen gleiche oder einander entsprechende Komponenten in sämtlichen verschiedenen Abbildungen.
  • Erste Ausführungsform
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 folgt nun eine Beschreibung eines Motorgenerators als rotierende elektrischer Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform, welcher mit einem elektrischen Leistungsumformer ausgerüstet ist.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht des elektrischen Leistungsumformers 1 in einem Motorgenerator 11 als rotierende elektrische Maschine für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine weitere perspektivische Ansicht des elektrischen Leistungsumformers 1 in dem Motorgenerator 11 gemäß der ersten Ausführungsform. Die 3A und 3B sind Frontansichten des elektrischen Leistungsumformers 1 in dem Motorgenerator 11 gemäß der ersten Ausführungsform. 4A ist eine Rückansicht des elektrischen Leistungsumformers 1 in dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform. 4B ist eine Ansicht des elektrischen Leistungsumformers 1 in dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Der elektrische Leistungsumformer 1 enthält einen Ausgangsanschluss 2a, eine Ausgangssammelschiene 2b, eine Anzahl von niederpotentialseitigen Schaltelementen, eine Anzahl von hochpotentialseitigen Schaltelementen, eine Anzahl von Leitungsdrahtverbindungsanschlüssen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f und eine metallische Basisplatte 5. Wie beispielsweise in 1 gezeigt, hat der elektrische Leistungsumformer 1 sechs niederpotentialseitige Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k, und sechs hochpotentialseitige Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m.
  • Die metallische Basisplatte 5 hat hufeisenförmige Gestalt und ist aus einem einzigen Aluminiummaterial hergestellt, um das Gewicht zu vermindern und die Wärmeleitfähigkeit zu verbessern und beispielsweise eine hohe thermische Abstrahlung zu erreichen.
  • Die Ausgangssammelschiene 2b ist beispielsweise aus einer Kupferplatte gefertigt und mit dem Ausgangsanschluss 2a zusammengebaut. Die Ausgangssammelschiene 2b erstreckt sich von dem Ausgangsanschluss 2a längs des Innenumfangsteils der metallischen Basisplatte 5 und wirkt als ein Ausgangsanschlussverdrahtungsteil, an welches die sechs hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m angeschlossen sind. Die Ausgangssammelschiene 2b hat U-förmige Gestalt und erstreckt sich längs des inneren Umfangsteiles der metallischen Basisplatte 5. Sowohl der Ausgangsanschluss 2a als auch die Ausgangssammelschiene 2b sind an dem inneren Umfangsteil der metallischen Basisplatte 5 angeordnet.
  • Jedes der sechs niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g 3i und 3k und der sechs hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m besteht aus einem n-Kanal-MOSFET (n-Kanal-Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor) der als Beispiel genannten sei. Jedes der Schaltelemente ist auf der einen Oberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet oder auf sie aufgesetzt. Durch die folgenden Erläuterungen und die Ansprüche erhält das Wort „angeordnet” die Bedeutung einer Positionierung eines oder mehrerer der Komponenten ohne jede Beschränkung. Im einzelnen ist ein solcher n-Kanal-MOSFET ein Vielzweckschaltelement kleiner Packung, bei welchem die Leiteranschlüsse bei Blickrichtung von der Oberfläche des n-Kanal-MOSFET in Richtung auf die Leiteranschlüsse in der Reihenfolge Gate G, Drain D und Source S vorgesehen sind.
  • Die sechs Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f dienen zum Verbinden einer Anzahl von Leiterdrähten (beispielsweise sechs Leiterdrähte), welche von einem Anker des Motorgenerators wegstehen.
  • Wie in 1 gezeigt, sind die sechs Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f gesondert an dem äußeren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 gelegen, um die Verbindungsarbeit zu erleichtern.
  • In einem konkreten Beispiel wird ein Verdrahtungsmuster auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 durch einen isolierenden Film ermöglicht und ist aus Kupfer hergestellt. Durch das auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 gebildete Verdrahtungsmuster werden der Ausganganschluss 2a, die Ausgangssammelschiene 2b, die sechs niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k, die sechs hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m und die Leitungsdrahtverbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f bestimmt.
  • 5 ist eine Darstellung, welche das Verdrahtungsmuster zeigt, das auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 des elektrischen Leistungsumformers 1 in dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet ist.
  • Wie in 5 gezeigt hat das auf der metallischen Basisplatte 5 gebildete Verdrahtungsmuster einen Ausgangssammelschienen-Verbindungsteil 6, einen Leitungsdraht-Verbindungsanschluss-Verbindungsteil 7 (7a bis 7f), einen Schaltelementverbindungsteil 9 (9a bis 9m) und einen Gate-Leitungsanschluss-Verbindungsteil 10 (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m).
  • Der Ausgangssammelschienen-Verbindungsteil 6 ist mit der Ausgangssammelschiene 2b verbunden. Jeder der Leitungsdrahtverbindungsanschluss-Verbindungsteile 7 (7a bis 7f) ist mit dem jeweiligen der Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f jeweils verbunden. Der Erdungs-Verbindungsteil 8 ist mit dem Gehäuserahmen des Motorgenerators verbunden. Jeder der Schaltungselement-Verbindungsteile 9 (9a bis 9m) ist mit dem jeweiligen der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c 3e, 3g, 3i und 3k oder jedem der hochpotentialseitigen Schalelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m verbunden. Über den Gate-Leitungsanschlussverbindungsteil 10 (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m) wird ein Gate-Eingangssignal an den Gate-Leitungsanschluss jedes der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k und der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m geliefert.
  • Eine Brückenschaltung ist durch das Verdrahtungsmuster auf der metallischen Basisplatte 5 gebildet. Die Brückenschaltung setzt sich aus den sechs niederpotentialseitigen Schaltelementen 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k und den sechs hochpotentialseitigen Schaltelementen 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m zusammen. Der Gate-Leitungsanschluss-Verbindungsteil 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m ist jeweils am äußeren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet, um eine leichte Verbindungsarbeit für die Signalverdrahtung zu erreichen, welche sich von einer Steuereinrichtung 16 (in den 1 bis 6 weggelassen und in den 7 bis 9 gezeigt) aus erstreckt. Das Verdrahtungsmuster, welches auf der metallischen Basisplatte 5 ausgebildet ist, ist aus einer einzigen Verdrahtungsmusterschicht gebildet, die aus einer einzigen Metallschicht erzeugt ist.
  • 6 ist eine Frontansicht, welche einen Teil der Verdrahtung der Schaltelemente 3a bis 3k und 3m in dem elektrischen Leistungsumformer 1 im Motorgenerator 11 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Beispielsweise ist der Gateleitungsanschluss (G) des niederpotentialseitigen Schaltelements 3a mit einem Verdrahtungsmuster verbunden, wobei an einem Teil des Verdrahtungsmusters der Gateleitungsanschluss-Verbindungsteil 10 gebildet ist. Der Drainleitungsanschluss (D) des niederpotentialseitigen Schaltelementes 3a ist mit einem anderen Verdrahtungsmuster verbunden, wobei an einem Teil dieses anderen Verdrahtungsmusters der Leitungsdraht-Verbindungsanschluss-Verbindungsteil 7a gebildet ist.
  • Der Sourceleitungsanschluss (S) des niederpotentialseitigen Schaltelement 3a ist mit einem anderen Verdrahtungsmuster verbunden, wobei an einem Teil dieses anderen Verdrahtungsmusters der Erdverbindungsteil 8 gebildet ist.
  • Eine Packung dieses niederpotentialseitigen Schaltelementes 3a ist an dem Verdrahtungsmuster in Verbindung zu dem Drainleitungsanschluss durch Lötung befestigt. In entsprechender Weise ist jedes der anderen niederpotentialseitigen Schaltelemente 3c, 3e, 3g, 3i und 3k mit einem entsprechenden Verdrahtungsmuster verbunden.
  • Außerdem ist der Verbindungszustand jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m zu den entsprechenden Verdrahtungsmustern ähnlich dem Verbindungszustand jedes der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k mit Ausnahme des Drainleitungsanschlusses und der Packung der hochpotentialseitigen Schaltelemente, welche mit den Verdrahtungsmustern (durch Lötung) verbunden sind, wobei an einem Teil derselben der Ausgangssammelschienen-Verbindungsteil 6 gebildet ist.
  • In dem elektrischen Leistungsumfomer 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist jeder der Leitungsdrahtverbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f und jeder der Gateleitungsanschluss-Verbindungsteile 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m an dem äußeren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet. Die Richtung (die Richtung der Packung und die Richtung des Leitungsanschlusses) jedes der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k und der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m ist so eingestellt und festgelegt, dass eine leichte Verbindungsarbeit des Ausgangsanschlusses 2a und des Ausgangsanschlusses 2b an dem inneren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 gegeben ist.
  • Da die niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k und die hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m an derselben Oberfläche der metallischen Basisplatte 5 gelegen sind, ermöglicht die Struktur des elektrischen Leistungsformers 1 in dem Motorgenerator gemäß der ersten Ausführungsform eine gleichförmige Kühlung der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k und der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m im Vergleich zu einer Konstruktion bei einem herkömmlichen elektrischen Leistungsumformer, bei welchem die hochpotentialseitigen Schaltelemente in unterschiedlichen Schichten oder Stufen gelegen sind.
  • Diese Konstruktion des elektrischen Leistungsumformers 1 gemäß der ersten Ausführungsform kann ein Ungleichgewicht von Zweigströmen, welche in dem Motorgenerator erzeugt werden, und eine Kühlungsverschlechterung der hochpotentialseitigen Schaltelemente verhindern. Diese Kühlungsverschlechterung würde verursachen, dass der Strom, welcher in dem hochpotentialseitigen Schaltelement fließt, dessen absoluten Grenzwert überschreitet, da keine ausreichende Kühlung des Elementes vorhanden ist.
  • Weiterhin kann die Konstruktion des elektrischen Leistungsgenerators 1 der ersten Ausführungsform einen elektrischen Leistungsgenerator geringer Baugröße und geringer Dickenabmessung ermöglichen, da die hochpotentialseitigen und niederpotentialseitigen Schaltelemente auf derselben Oberfläche der einzigen metallischen Basisplatte 5 angeordnet sind.
  • Da weiterhin die Anzahl der Herstellungsschritte und die Anzahl der notwendigen Komponenten vermindert werden können, ist es möglich die Herstellungskosten des elektrischen Leistungsgenerators 1 zu senken. Da weiterhin der elektrische Leistungsumformer 1 von der metallischen Basisplatte 5, welche aus Aluminiummaterial gefertigt ist, Gebrauch macht, ist es möglich, das Gesamtgewicht des elektrischen Leitungsumformers zu vermindern und eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe thermische Abstrahlung zu erreichen.
  • Da fernerhin die Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f an dem äußeren Umfangsteil der metallischen Basisplatte 5 angeordnet sind, und die Richtung jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m und der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 gewählt und so eingestellt ist, dass ihre Anordnung während der Herstellung des elektrischen Leistungsumformers 1 in einem leichten Arbeitsschritt geschehen kann, wird es möglich, in einfacher Weise jeden der Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f mit dem entsprechenden Leitungsdraht des Ankers 14 (in den 1 bis 6 weggelassen und in den 7 bis 9 dargestellt), in dem Motorgenerator 11 zu verbinden.
  • Da weiterhin die Gate-Leitungsanschlussverbindungsteile 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m am äußeren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet sind und jedes der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k und der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m eingestellt ist, um eine leichte Handhabung bei der Verdrahtungsarbeit jedes dieser Elemente und der Komponenten auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 zu erreichen, wird es möglich, in einfacher Weise jeden der Gate-Leitungsanschlussverbindungsteile mit den entsprechenden Drähten zu verbinden, welcher von der Steuereinrichtung 16 (in den 1 bis 6 weggelassen und in den 7 bis 9 dargestellt) wegragen, über welche ein Steuersignal zu jedem der Gateleitungsanschlüsse geliefert wird.
  • Da weiter der Ausgangsanschluss 2a und die Ausgangssammelschiene 2b an dem inneren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 angeordnet sind und die Richtung jedes der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k und der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m eingestellt ist, um in einfacher Weise den Ausgangsanschluss 2a und die Ausgangssammelschiene 2b auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 zu positionieren, ist es möglich, insgesamt die verschiedenen Drähte auf der Seite des Ausgangsverbindungsanschlusses 2a an dem inneren Umfangsteil der metallischen Basisplatte 5 zu vereinigen und diese Struktur ermöglicht es, die Drähte auf der Seite des Ausgangsverbin dungsanschlusses 2a leicht mit der Steuereinrichtung 16 (in den 1 bis 6 weggelassen und in den 7 bis 9 gezeigt) und dem Hauptkörper des Motorgenerators zu verbinden.
  • Nachdem des weiteren die metallische Basisplatte 5 ein einschichtiges Verdrahtungsmuster zur Bildung der Brückenschaltung verwendet, vermeidet diese Konstruktion jedweden Wärmespeicherraum, welcher in der Verdrahtungsschicht gebildet wird und kann die Kühlfähigkeit auf der metallischen Basisplatte 5 verbessern. Da zusätzlich die Dicke des Verdrahtungsmusters auf der metallischen Basisplatte 5 erhöht wird und daher die Stromführungskapazität im Vergleich zu einer herkömmlichen Konstruktion erhöht wird, bei welcher eine doppelte Verdrahtungsschicht verwendet wird, ist es möglich, den elektrischen Leistungsumformer 1 gemäß der ersten Ausführungsform bei vielen Arten von Geräten einzusetzen, bei denen eine große elektrische Leistung auftritt.
  • Weiter werden die Schaltelemente in einer einzigen Schicht der metallischen Basisplatte 5 in dem elektrischen Leistungsumformer 1 gebildet und jedes der niederpotentialseitigen Schaltelemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i, 3k und der hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m ist auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 durch Lötung befestigt. Diese Konstruktion ermöglicht es, jedes der Schaltelemente leicht auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 5 zu fixieren bzw. zu befestigen.
  • 7 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel der Befestigung des elektrischen Leistungsumformers 1 an dem Motorgenerator 11 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche den elektrischen Leistungsformer 1 gemäß 7 in Anbringung an den Motorgenerator darstellt.
  • Sowohl 7 als auch 8 zeigen den Zustand, in welchem die rückwärtige Abdeckung oder Kappe von dem Motorgenerator 11 abgenommen ist, der mit dem elektrischen Leistungsumformer 1 gemäß der ersten Ausführungsform ausgerüstet ist.
  • Wie in den 7 und 8 gezeigt, setzt sich der Motorgenerator 11 aus einem Gehäuserahmen 11, einem Bürstenhalter 13, einem Ausgangsanschluss 15 und der Steuereinrichtung 16 zusammen. Der Gehäuserahmen 12 nimmt einen Rotor, welcher durch eine Riemenscheibe 17 in Umdrehung gesetzt wird, sowie einen Anker 14 auf, der um den Außenumfang des Rotors herum angeordnet ist. Der Bürstenhalter 13 enthält eine Bürste, welche sich in gleitendem Kontakt mit einem Schleifring befindet, der auf der Rotorwelle des Rotors außerhalb der axialen Stirnfläche des rückseitigen Gehäuserahmens 12 befestigt ist. Über den Ausgangsanschluss 15, welcher mit dem Ausgangsanschluss 2a des elektrischen Leistungsumformers 1 verbunden ist, wird elektrische Leistung zwischen dem elektrischen Leistungsumformer 1 und äußeren Geräten (nicht dargestellt) übertragen. Die Steuereinrichtung 16 stellt die Ausgangsspannung am Ausgangsanschluss 15 ein und führt eine EIN-/AUS-Steuerung jedes der Schaltelemente im elektrischen Leistungsumformer durch.
  • Sechs Leiterdrähte 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f ragen nach rückwärts von dem Anker 14 längs der Achse der Rotorwelle des Rotors weg. Das vordere Ende jedes der sechs Leitungsdrähte ist mit einem jeweils zugehörigen der Leitungsdrahtverbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d und 4f verbunden. Die Konstruktion des elektrischen Leistungsumformers gemäß der ersten Ausführungsform ermöglicht es, in einfacher Weise einen Arbeitsraum zum Biegen und Löten zu schaffen, da jeder der elektrischen Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f sich an dem äußeren Umfangsteil der metallischen Basisplatte 5 befindet. Es ist möglich, die Gestalt des Ausganganschlusses 15 entsprechend der Befestigungsfläche und der Position des Motorgenerators 11 und der Härte des Ausgangsdrahtes zu verändern. Beispielsweise ist es möglich, eine Schraube an dem Endteil des Ausgangsanschlusses 15 vorzusehen, um einen Ausgangskabelbaum an der metallischen Basisplatte 5 des elektrischen Leistungsumformers 1 zu befestigen.
  • 9 ist eine Ansicht, welche ein Verdrahtungsmuster zeigt, um elektrisch die Bauteile, beispielsweise die niederpotentialseitigen Elemente 3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k und die hochpotentialseitigen Schaltelemente 3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m des Leistungs umformers oder Spannungsumformers 1 im Motorgenerator 11 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verbinden.
  • Die Konfiguration der Bauteile in dem elektrischen Leistungsumformer 1, wie sie in 9 dargestellt ist, zeigt eine ersten Brückenschaltung, welche aus den drei niederpotentialseitigen Schaltelementen 3a, 3c und 3e und den drei hochpotentialseitigen Schaltelementen 3b, 3d und 3f gebildet ist und eine zweite Brückenschaltung, welche aus den drei niederpotentialseitigen Schaltelementen 3g, 3i und 3k und den drei hochpotentialseitigen Schaltelementen 3h, 3j und 3m gebildet ist. Zusätzlich hat der Anker 14 ein Paar von Dreiphasenwicklungen, nämlich die Dreiphasenwicklungen 14A und 14B. Die Dreiphasenwicklung 14A ist mit der ersten dreiphasigen Brückenschaltung verbunden. Die Dreiphasenwicklung 14B ist mit der zweiten dreiphasigen Brückenschaltung verbunden.
  • In dem Betriebsmodus der elektrischen Leistungserzeugung wirkt jede der ersten und zweiten Brückenschaltungen als eine dreiphasige Vollwellengleichrichterschaltung, um eine synchrone Gleichrichtung durchzuführen, so dass eine Wechselspannung, welche in den Dreiphasenwicklungen 14A und 14B induziert wird, in eine Gleichspannung gleichgerichtet wird.
  • Im Elektromotorbetrieb wirkt jede der ersten und zweiten Brückenschaltungen als Inverterschaltung zum Umformen der von der Batterie 18 gelieferten Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung zur Steuerung der sechs Schaltelemente zum Einschalten und zum Ausschalten in Entsprechung mit einem elektrischen Winkel von 120° in jeder der Phasen der Dreiphasenwicklungen 14A und 14B.
  • Die Steuereinrichtung 16 steuert den Motorgenerator 11 zur Durchführung der elektrischen Leistungserzeugung oder des Elektromotorbetriebs und enthält eine Bezugsspannungs-Einstellschaltung 16A und eine Inverter-Steuerschaltung 16B.
  • In dem Betriebsmodus der elektrischen Leistungserzeugung stellt die Bezugsspannungs-Einstellschaltung 16A den Feldstrom, welcher in der Feldwicklung des Rotors fließt zur Steuerung der Ausgangsspannung des Motorgenerators 11 ein. In dem Betriebsmodus der elektrischen Leistungserzeugung erzeugt die Invertersteuerschaltung 16B Steuersignale (Gate-Eingangssignale) und liefert diese an die zwölf Schaltelemente 3a3k und 3m, um die EIN-/AUS-Schaltung der zwölf Schaltelemente 3a3k und 3m zu steuern.
  • Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die erste Ausführungsform beschränkt, welche oben beschrieben wurde, und es ist möglich, die Konstruktion des elektrischen Leistungsumformers 1 in dem Motorgenerator 11 gemäß der ersten Ausführungsform zu modifizieren. Beispielsweise ist im ersten Ausführungsbeispiel erläutert, dass der elektrische Leistungsumformer 1 in dem Motorgenerator in der Lage ist, die elektrische Leistungserzeugung und den Elektromotorbetrieb durchzuführen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die erste Ausführungsform beschränkt. Es ist möglich, das Konzept der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen anderen elektrischen Leistungsumformer (oder Gleichrichter) anzuwenden, der für einen Wechselstromgenerator für Fahrzeuge verwendet wird, der nur die elektrische Leistungserzeugung durchführt. Zusätzlich wird, wie in 9 gezeigt, der elektrische Leistungsumformer 1 im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform als ein Paar von Brückenschaltungen enthaltend erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die erste Ausführungsform beschränkt. Es ist möglich, das Konzept des elektrischen Leistungsumformers 1 auf eine andere Art des elektrischen Leistungsumformers anzuwenden, der mit einer einzigen Brückenschaltung oder mit nicht weniger als drei Brückenschaltungen ausgerüstet ist.
  • Weiter verwendet die erste Ausführungsform eine metallische Basisplatte 5, welche aus Aluminiummaterial gefertigt ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die erste Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, die Metallbasisplatte unter Verwendung eines anderen Metalls, welches von Aluminium verschieden ist, zu fertigen.
  • Zweite Ausführungsform
  • Es wird nun eine Beschreibung eines Motorgenerators 100 als rotierender elektrischer Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 bis 18 gegeben.
  • 10 ist eine Darstellung, welche einen Gesamtaufbau des Motorgenerators 100 als rotierender elektrischer Maschine für Fahrzeuge gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Der Motorgenerator 100 enthält ein vorderes Gehäuserahmenteil 101, ein hinteres Gehäuserahmenteil 102, einen Stator 103, einen Rotor 104, einen elektrischen Leistungsumformer 105, Kühlrippen 106, eine Bürstenanordnung 107, eine Regeleinrichtung 108, eine rückwärtige Abdeckkappe 109 und eine Riemenscheibe 110.
  • Der vordere Gehäuserahmenteil 101 und der hintere Gehäuserahmenteil 102 haben becherförmige Gestalt, um den Rotor 104 und den Stator 103 aufzunehmen und abzustützen. Der Öffnungsteil des vorderen Gehäuserahmenteils 101 und der Öffnungsteil des hinteren Gehäuserahmenteils 102 stehen einander gegenüber, um einen Aufnahmeraum zu bilden, welcher den Stator 103 und den Rotor 104 aufnimmt. Der vordere Gehäuserahmenteil 101 und der hintere Gehäuserahmenteil 102 sind dicht über eine Anzahl von Schrauben unter Aufnahme des Stators 103 zusammengespannt.
  • Der Stator 103 enthält einen Statorkern 131 und eine Statorwicklung 132, die auf den Statorkern 131 gewickelt ist. Der Statorkern 131 ist so angeordnet, dass er dem Rotor 104 gegenüber steht. Der Rotor 104 enthält eine Feldwicklung 141 und eine Rotorwelle 144. Die Feldwicklung 141 magnetisiert Polkerne 142 und 143 als Feldmagnetpole. Der Rotor 104 ist drehbar durch ein Paar von Lager abgestützt, welche in einem Paar von Lagergehäusen untergebracht sind, die sich in dem vorderen Gehäuserahmenteil und dem hinteren Gehäuserahmenteil 102 befinden.
  • Die Kühlrippen 145 und 146 sind an den Stirnflächen mit Bezug auf die Axialrichtung der Polkerne 142 und 143 angebracht. Die Riemenscheibe 110 ist am Vorderende der Rotorwelle 144 durch eine Mutter befestigt. Ein Paar von Schleifringen befin det sich am hinteren Ende der Rotorwelle 144 außerhalb des hinteren Gehäuserahmenteils 102. Das Paar von Schleifringen ist mit den beiden Enden der Feldwicklung 141 verbunden.
  • Der elektrische Leistungsumformer 105 führt mindestens eine der folgenden Betriebsweisen aus. Eine wandelt eine elektrische Wechselstromleistung, welche in der Statorwicklung 132 induziert wird, während der elektrische Leistungsumformer 105 angeschlossen ist, in einen Gleichstrom um, und die andere wandelt einen elektrische Gleichstromleistung, welche in einer Batterie gespeichert ist, in einen Wechselstrom um und liefert den Wechselstrom an die Statorwicklung 132.
  • Die Kühlrippen 106 sind an der Oberseite (der Rückseite) des elektrischen Leistungsumformers 105 befestigt und kühlen den elektrischen Leistungsumformer 105.
  • 11 ist eine Abbildung, welche ein konkretes Beispiel des elektrischen Leistungsumformers 105 in dem Motorgenerator 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 12 ist eine Ansicht, welche ein Verdrahtungsmuster zeigt, um elektrisch die verschiedenen Bauteile in dem Motorgenerator 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verbinden.
  • Wie in den 11 und 12 gezeigt ist, besteht der elektrische Leistungsumformer 105 aus einem Ausgangsanschluss 152a, einer Ausgangssammelschiene 152b, einer Anzahl niederpotentialseitiger Schaltelemente 153a, 153c, 153e, 153g, 153i und 153k (beispielsweise sechs niederpotentialseitige Schaltelemente), einer Anzahl von hochpotentialseitigen Schaltelementen 153b, 153d, 153f, 153h, 153j und 153m (beispielsweise sechs hochpotentialseitige Schaltelemente), einer Anzahl von Leitungsdraht-Verbindungsanschlüssen 154a, 154b, 154c, 154d, 154e und 154f, und einer metallischen Basisplatte 155.
  • Die metallische Basisplatte 155 hat hufeisenförmige Gestalt und ist aus einem einzigen Aluminiummaterial gefertigt, um beispielsweise ein geringes Gewicht, hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe thermische Abstrahlung zu erreichen. Die Ausgangs sammelschiene 152b ist aus einer Kupferplatte gefertigt und mit dem Ausgangsanschluss 152a beispielsweise zusammengebaut. Die Ausgangssammelschiene 152b erstreckt sich von dem Ausgangsanschluss 152a aus, um als eine Ausgangsanschlussverdrahtung zu wirken, mit welcher die sechs hochpotentialseitigen Schaltelemente 153b, 153d, 153f, 153h, 153j und 153m verbunden sind.
  • Jedes der sechs niederpotentialseitigen Schaltelemente 153a, 153c, 153e, 153g, 153i und 153k und der sechs hochpotentialseitigen Schaltelemente 153b, 153d, 153f, 153h, 153j und 153m besteht in einem n-Kanal-MOSFET (n-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor), wobei dies nur als Beispiel genannt sei. Jedes der Schaltelemente ist auf einer Oberfläche der metallischen Basisplatte 155 angeordnet. Im Einzelnen ist ein n-Kanal-MOSFET ein Vielzweckschaltungselement kleiner Packung, bei welchem die Anschlussleitungen des Gate G, des Drain D und der Source S in Blickrichtung von der Oberfläche des n-Kanal-MOSFET auf Leiteranschlüsse in dieser Reihenfolge vorgesehen sind.
  • Die sechs Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 154a, 154b, 154c, 154d, 154e und 154f dienen zur Verbindung einer Anzahl von Leitungsdrähten (beispielsweise sechs Leitungsdrähte), welche von der Statorwicklung 132 des Motorgenerators 100 weg stehen.
  • Wie in 11 gezeigt sind die sechs Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 154a, 154b, 154c, 154d, 154e und 154f getrennt voneinander an dem äußeren Umfangsteil der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 155 angeordnet, um die Verbindungsarbeit leicht durchführen zu können.
  • In einem konkreten Beispiel wird ein Verdrahtungsmuster auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 155 über einem Isolationsfilm gebildet und wird aus Kupfer gefertigt. Durch das Verdrahtungsmuster, welches auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 155 gebildet ist, werden der Ausgangsanschluss 152a, die Ausgangssammelschiene 152b, die sechs niederpotentialseitigen Schaltelemente 153a, 153c, 153e, 153g, 153i und 153k, die sechs hochpotentialseitigen Schaltelemente 153b, 153d, 153f, 153h, 153j und 153m, und die Leitungsdraht-Verbindungsanschlüsse 154a, 154b, 154c, 154d, 154e und 154f auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte 105 positioniert.
  • Die Drahtverbindung, welche in 12 gezeigt ist, zeigt den elektrischen Leistungsumformer 105 mit einer ersten Brückenschaltung, welche aus den drei niederpotentialseitigen Schaltelementen 153a, 153c und 153e und den drei hochpotentialseitigen Schaltelementen 153b, 153d und 153f besteht, und mit einer zweiten Brückenschaltung, welche aus den drei niederpotentialseitigen Schaltelementen 153g, 153i und 153k und den drei hochpotentialseitigen Schaltelementen 153h, 153j und 153m besteht. Zusätzlich hat die Statorwicklung 132 ein Paar von Dreiphasenwicklungen 132A und 132B. Die Dreiphasenwicklung 132A ist mit der ersten dreiphasigen Brückenschaltung verbunden. Die Dreiphasenwicklung 132B ist mit der zweiten Dreiphasen-Brückenschaltung verbunden.
  • In dem Betriebsmodus der elektrischen Leistungserzeugung wirkt jede der ersten und zweiten Brückenschaltungen als ein Dreiphasen-Vollwellengleichrichter zur Durchführung einer synchronen Gleichrichtung zum Gleichrichten einer Wechselspannung, welche in den Dreiphasenwicklungen 132A und 132B induziert wird, in eine Gleichspannung.
  • In dem Elektromotorbetrieb wirkt jede der ersten und zweiten Brückenschaltungen als eine Inverterschaltung zur Umwandlung der Gleichspannung, welche von der Batterie 118 geliefert wird, in eine Dreiphasen-Wechselspannung zur Steuerung der sechs Schaltelemente zum Einschalten und Ausschalten nach jeder Verschiebung um 120° in jeder Phasen der Dreiphasenwicklungen 132A und 132B.
  • Die Steuereinrichtung 118 steuert den Motorgenerator 100 zur Durchführung der elektrischen Leistungserzeugung oder des Elektromotorbetriebs. Die Steuereinrichtung 118 enthält eine Bezugsspannungs-Einstellschaltung 108A und eine Invertersteuerschaltung 108B.
  • Im elektrischen Leistungserzeugungsmodus stellt die Bezugsspannungs-Einstellungsschaltung 108A den Feldstrom, welcher in der Feldwicklung des Rotors fließt, ein, um die Ausgangsspannung des Motorgenerators 100 zu steuern.
  • In dem elektrischen Leistungserzeugungsmodus erzeugt die Invertersteuerschaltung 108B Steuersignale (Gateeingangssignale) und liefert diese an die zwölf Schaltelemente 153a bis 153k und 153m, um den EIN-/AUS-Betrieb der zwölf Schaltelemente 153a bis 153k und 153m zu steuern.
  • In der Konstruktion des Motorgenerators 100 als der rotierenden elektrischen Maschine gemäß der zweiten Ausführungsform hat die äußere Stirnfläche mit Bezug auf die Axialrichtung des hinteren Gehäuserahmenteils 102 einen konkaven Teil 121, welcher geometrisch ähnliche Form hat wie der elektrische Leistungsumformer 105. Der elektrische Leistungsumformer 105 ist in den konkaven Teil 121 des hinteren Gehäuserahmenteils 102 eingesetzt und mit einem Harz 24 abgedichtet, wie dies in 10 gezeigt ist.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht, welche den elektrischen Leistungsumformer 105 zeigt, welcher an dem hinteren Gehäuserahmenteil des Motorgenerators 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befestigt ist.
  • 13 zeigt den Zustand, bevor die hintere Abdeckung 109 und die Steuereinrichtung 108 an dem hinteren Gehäuserahmenteil 102 befestigt und mit diesem zusammengebaut sind, nämlich in dem Zustand, in welchem der elektrische Leistungsumformer 105 an das hintere Gehäuserahmenteil 102 angesetzt ist, ohne dass die Steuereinrichtung 108 und die hintere Abdeckung 109 an das hintere Gehäuserahmenteil angebaut sind.
  • 14 ist eine Aufsicht, welche das hinter Gehäuserahmenteil 102 des Motorgenerators 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erkennen lässt. 15 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Gestalt einer äußeren Stirnfläche des hinteren Gehäuserahmensteils 102 mit Bezug auf die Axialrichtung des Motor generators 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 16 ist eine Ansicht, welche eine hintere Fläche des hinteren Gehäuserahmensteils 102 des Motorgenerators 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 17 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Gestalt einer inneren Endfläche des hinteren Gehäuserahmenteils 102 mit Bezug auf die Axialrichtung des Motorgenerators gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in den 14 und 15 dargestellt ist, ist der konkave Teil 121 an der äußeren Stirnfläche mit Bezug auf die Axialrichtung des hinteren Gehäuserahmenteils 102 gebildet. Die Gestalt des konkaven Teiles 121 entspricht geometrisch der Gestalt des elektrischen Leistungsumformers 105. Der konkave Teil 121 ist so gebildet, dass die Höhe der Wandfläche am äußeren Umfangsteil des konkaven Teiles 121 höher liegt als die Oberfläche des Harzes 124, mit welchem der elektrische Leistungsumformer 105 abgedichtet ist. Beispielsweise wird wärmefestes Silikonharz als das abdichtende Harz 124 verwendet.
  • Der elektrische Leistungsumformer 105 ist in dem konkaven Teil 121 des hinteren Gehäuserahmenteiles 102 eingesetzt und mit dem abdichtenden Harz 124 so abgedichtet, dass ein Teil des elektrischen Leistungsumformers 105 mit dem abdichtenden Harz 124 überdeckt ist. Beispielsweise wird Silikonharz als abdichtendes Harz 124 verwendet. Sonst könnte ein Teil des elektrischen Leistungsumformers 105 (beispielsweise der Leitungsanschluss jedes der Schaltelemente) anderenfalls durch Salzwasser oder Staub kurzgeschlossen werden.
  • In der Konstruktion des elektrischen Leistungsumformers 105 steht die obere Fläche der Packung jedes der Schaltelemente 153a bis 153k und 153m von der Harzoberfläche vor und die Kühlrippen 106 sind auf der oberen Fläche der Schaltelemente 153a bis 153k und 153m durch ein wärmeleitfähiges Blech 161 angeordnet, so dass die oberen Flächen der Packungen mit den Kühlrippen 106 in Kontakt stehen.
  • 18 ist eine perspektivische Ansicht des Motorgenerators 100, welcher mit den Kühlrippen 106 ausgestattet ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Kühlrippen 106 bestehen aus einer Anzahl von Plattenteilen (beispielsweise aus Aluminiumblech gefertigt), welche eine hervorragende Kühlwirkung haben. Die Kühlrippen 106 sind radial angeordnet.
  • Jede der Kühlrippen 106 steht in Kontakt mit einem jeweiligen der Schaltelemente 153a bis 153k und 153m um in wirkungsvoller Weise die Wärmeenergie abzugeben, welche in dem elektrischen Leistungsumformer 105 erzeugt wird.
  • Der rückwärtige Gehäuserahmenteil 102 hat eine Anzahl von Öffnungen 122, über welche eine Anzahl von Leiterdrähten der Statorwicklung 132 mit der Seite des elektrischen Leistungsumformers 105 verbunden ist.
  • Wie in den 16 und 17 dargestellt ist eine Anzahl von rippenförmigen Teilen 123 an der Stirnfläche oder Bodenfläche mit Bezug auf die Axialrichtung des rückwärtigen Gehäuserahmenteils 102 ausgebildet. Diese rippenartigen Teile 123 wirken als eine Kühlvorrichtung.
  • Wie aus 13 ersichtlich ist, ist die Bürstenanordnung 107 in der Axialrichtung an der Außenseite des rückwärtigen Gehäuserahmenteils 102 angeordnet. Die Bürstenanordnung 107 nimmt die Bürsten auf, über welche ein Strom zu der Feldwicklung 141 geliefert wird.
  • Ein zwischen den Kühlrippen 106 gebildeter Raum, ein Raum an der äußeren Umfangsseite der Bürstenanordnung 107 und ein Raum in jedem der rippenartigen Teile 123 stehen in Verbindung miteinander und bilden einen Kühlkanal, über welchen Kühlluft strömt. Wie aus 10 ersichtlich bezeichnet das Bezugssymbol „F” die Kühlluftströmung. Das bedeutet, die Kühlluft wird in die Innenseite des Motorgenerators 110 durch das Kühlluftfenster 109a eingeführt, welches an der Seitenfläche der rückwärtigen Abdeckung 109 gebildet ist, und die Kühlluft strömt durch den Kühllaufkanal in Entsprechung mit der Drehung des Rotors 104.
  • Da also bei dem Motorgenerator 100 der zweiten Ausführungsform, wie sie oben beschrieben wurde, der gesamte elektrische Leistungsumformer 105 mit dem abdichtenden Harz 124 abgedichtet ist, ist es möglich, Staub und Wasser, insbesondere Salzwasser, am Eintreten und Ansetzen an den Leitungsanschlüssen der Schaltelemente zu hindern, welche den elektrischen Leistungsumformer 105 bilden. Diese Konstruktion des elektrischen Leistungsumformers 105 kann verhindern, dass Kurzschlüsse zwischen den Leitungsanschlüssen der Schaltelemente auftreten, und kann eine Fehlerhaftigkeit des Betriebes auf Grund der Kurzschlüsse verhindern, die zwischen den Leitungsanschlüssen der Schaltelemente verursacht würden. Im Ergebnis ist es möglich, die Funktionen des elektrischen Leistungsumformers 105 für eine lange Zeitdauer aufrecht zu erhalten, selbst wenn er unter schwierigen Umgebungsbedingungen arbeitet, unter welchen das mit dem Motorgenerator 100 und dem elektrischen Leistungsumformer 105 ausgestattete Fahrzeug fährt.
  • Da weiter der mit dem elektrischen Leistungsumformer 105 gemäß der zweiten Ausführungsform ausgestattete Motorgenerator 100 die Kühlrippen 106 aufweist, kann diese Konstruktion den elektrischen Leistungsumformer 105, der mit dem abdichtenden Harz 124 überdeckt ist, wirkungsvoll kühlen. Da fernerhin jede der Kühlrippen 106 Kontakt mit der oberen Fläche jedes der Schaltelemente hat, verbessert und verstärkt diese Konstruktion die Kühlfähigkeit des elektrischen Leistungsumformers 105.
  • Weiter sind die rippenförmigen Teile 123 an der Stirnfläche mit Bezug auf die Axialrichtung des hinteren Gehäuserahmenteiles 102 vorgesehen. Der zwischen den Kühlrippen 106 gebildete Raum, der Raum, welcher an dem Außenumfang der Bürstenanordnung 107 gebildet ist, und der Raum, welcher in jedem der rippenförmigen Teile 123 gebildet ist, stehen in Verbindung miteinander und bilden einen Kühlluftkanal. Diese Konstruktion kann beide Seiten in der Axialrichtung des elektrischen Leistungsumformers 105, der mit dem abdichtenden Harz abgedichtet ist, durch die Kühlrippen 106 und den rückwärtigen Gehäuserahmenteil 102 kühlen. Diese Konstruktion kann weiter die Kühlfähigkeit des elektrischen Leistungsumformers 105 verbessern.
  • Nachdem weiterhin die Wandhöhe des konkaven Teiles 121 in dem hinteren Gehäuserahmenteil 102 höher liegt als die Oberfläche des abdichtenden Harzes 124, mit welchem der elektrische Leistungsumformer 105 überdeckt ist, gestattet diese Konstruktion bei der Herstellung das Einsatzgießen des abdichtenden Harzes 124 um den elektrischen Leistungsumformer 105 mit dem abdichtenden Harz 124 abzudichten. Dies kann die effiziente Arbeit bei der Herstellung des Motorgenerators 100 verbessern, welcher mit dem elektrischen Leistungsumformer 105 gemäß der zweiten Ausführungsform ausgerüstet ist.
  • Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die zweite oben beschriebene Ausführungsform begrenzt, und es ist möglich, die Konstruktion des mit dem elektrischen Leistungsumformer 105 gemäß der zweiten Ausführungsform ausgerüsteten Motorgenerators 100 zu modifizieren. Beispielsweise wurde erläutert, dass gemäß der zweiten Ausführungsform der Motorgenerator 100, welcher mit dem elektrischen Leistungsumformer 105 ausgerüstet ist, in der Lage ist, die Erzeugung elektrischer Leistung und den Elektromotorbetrieb durchzuführen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zweite Ausführungsform beschränkt. Es ist möglich, das Konzept der zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung auch auf den Fall anzuwenden, in welchem ein elektrischer Leistungsumformer mit abdichtendem Harz in einem elektrischen Leistungsumformer (oder einem Gleichrichter) überdeckt wird, der für einen Fahrzeugwechselstromgenerator verwendet wird, der nur die elektrische Leistungserzeugung vornimmt.
  • Weiter wird, wie in 12 gezeigt, die zweite Ausführungsform mit einem elektrischen Leistungsumformer 105 erläutert, welcher ein Paar von Brückenschaltungen enthält. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zweite Ausführungsform beschränkt. Es ist möglich, das Konzept des elektrischen Leistungsumformers 105 auf eine andere Art eines elektrischen Leistungsumformers anzuwenden, welcher mit einer einzigen Brückenschaltung oder nicht weniger als drei Brückenschaltungen ausgerüstet ist.
  • Fernerhin wird bei der zweiten Ausführungsform die metallische Basisplatte 105 verwendet, die aus Aluminiummaterial gefertigt ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die zweite Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, die metallische Basisplatte unter Verwendung eines anderen Materials, welches von Aluminium verschieden ist, herzustellen.
  • Während spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, versteht es sich für die Fachleute, dass vielerlei Modifikationen und alternative Formen bezüglich dieser Details im Lichte der Gesamtleere der hier gegebenen Offenbarung entwickelt werden können. Dem gemäß sind die einzelnen Anordnungen, welche offenbart sind, nur beispielsweise und nicht im begrenzenden Sinne bezüglich des Grundgedankens der Erfindung zu verstehen, welcher in seiner vollen Breite durch die folgenden Ansprüche und sämtliche Äquivalente davon definiert ist.
  • 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 2007-49840 [0006, 0008, 0014]
    • - JP 2007-49841 [0006, 0008, 0014]
    • - JP 2007-166857 [0006, 0012, 0014]

Claims (24)

  1. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist und welcher mit einem Anker der rotierenden elektrischen Maschine (11) verbunden ist, wobei der elektrische Leistungsumformer folgendes umfasst: eine Brückenschaltung, welche aus einer Anzahl hochpotentialseitiger Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m), und einer Anzahl niederpotentialseitiger Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k) besteht; und eine metallische Basisplatte (5), welche aus einem einzigen Material gefertigt ist, wobei auf einer Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte sowohl die Vielzahl der hochpotentialseitigen Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) als auch die Anzahl von niederpotentialseitigen Schaltelementen (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k) angeordnet sind.
  2. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, gemäß Anspruch 1, wobei die metallische Basisplatte (5) aus Aluminiummaterial gefertigt ist.
  3. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes der Anzahl hochpotentialseitiger Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) und jedes der Anzahl niederpotentialseitiger Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k) ein n-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (n-Kanal-MOSFET) ist.
  4. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 3, wobei der n-Kanal-MOSFET ein Vielzweck-Packungselement ist, bei welchem die Leitungsanschlüsse in der Reihenfolge eines Gate, eines Drain und einer Source angeordnet sind.
  5. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Anzahl von Leiterdraht-Verbindungsanschlüssen (4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f) auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet ist, um Verbindung mit einer Anzahl von Leiterdrähten des Ankers aufzunehmen.
  6. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 5, wobei die Anzahl von Leiterdraht-Verbindungsanschlüssen (4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f) an einem äußeren Umfangsteil auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet ist.
  7. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 6, wobei eine Richtung jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) und der niederpotentialseitigen Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k), welche an der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) befestigt sind, so eingestellt ist, dass die Leiterdraht-Verbindungsanschlüsse (4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f) an dem äußeren Umfangsteil auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet werden können.
  8. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem Leiteranschluss-Verbindungsteile (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m) an der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet sind, über welche ein Steuersignal an jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) und der niederpotentialseitigen Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k) geliefert wird, um den EIN-/AUS-Betrieb der hochpotentialseitigen Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) und der niederpotentialseitigen Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k) durchzuführen.
  9. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 8, bei welchem die Leiteranschluss-Verbindungsteile (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m) an dem äußeren Umfang der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet sind.
  10. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 9, wobei die Richtung jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) und der niederpotentialseitigen Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k), welche an der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) gebildet sind, so eingestellt ist, dass die Leiteranschluss-Verbindungsteile (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k und 10m) an dem äußeren Umfangsteil auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet werden können.
  11. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Ausgangsanschluss (2a) und ein Ausgangsanschlussdraht, über welchen die Anzahl von niederpotentialseitigen Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k) mit dem Ausgangsanschluss (2a) verbunden ist, auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet sind.
  12. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 11, wobei der Ausgangsanschluss (2a) und der Ausgangsanschlussdraht an einem inneren Umfangsteil auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet sind.
  13. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach Anspruch 12, wobei die Richtung jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) und der niederpotentialseitigen Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k), welche auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet sind, so eingestellt ist, dass der Ausgangsanschluss (2a) und der Ausgangsanschlussdraht an dem inneren Umfangsteil auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) angeordnet werden können.
  14. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei Verdrahtungen der hochpotentialseitigen Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) und der niederpotentialseitigen Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k), welche die Brückenschaltung bilden, ein aus einer Schicht bestehendes Verdrahtungsmuster sind, welches auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) gebildet ist.
  15. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Packung jedes der hochpotentialseitigen Schaltelemente (3b, 3d, 3f, 3h, 3j und 3m) und der niederpotentialseitigen Schaltelemente (3a, 3c, 3e, 3g, 3i und 3k) auf der Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte (5) durch Lötung befestigt ist.
  16. Elektrischer Leistungsumformer (1), welcher an eine rotierende elektrische Maschine (11) für Fahrzeuge anzubauen ist, nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, wobei jeder der Leiterdraht-Verbindungsanschlüsse (4a, 4b, 4c, 4d, 4e, und 4f) mit Bezug auf die jeweils anderen Anschlüsse gesondert längs der Umfangsrichtung angeordnet ist.
  17. Rotierende elektrische Maschine (100) für Fahrzeuge, welche folgendes umfasst: einen Rotor (104), welcher mit einer Feldwicklung (141) zur Magnetisierung von magnetischen Feldpolen (142, 143) ausgerüstet ist; einen Stator (103), der einen Statorkern (131) aufweist, der mit einer Statorwicklung (132) ausgerüstet ist und dem Rotor (104) gegenüber angeordnet ist; einen Gehäuserahmen, welcher so ausgebildet ist, dass er den Rotor (104) und den Stator (103) abstützt; einen elektrischen Leistungsumformer (105), welcher mit der Statorwicklung (132) verbunden ist und so ausgebildet ist, dass er eine Wechselstromleistung, welche in der Statorwicklung (132) induziert wird, in einen Gleichstrom umwandelt und/oder eine Gleichstromleistung, welche in einer Batterie gespeichert ist, in einen Wechselstrom umwandelt und den umgewandelten Wechselstrom an die Statorwicklung (132) liefert; und Kühlrippen (106), welche an einem oberen Teil des elektrischen Leistungsumformers (105) angeordnet sind, um den elektrischen Leistungsumformer (105) zu kühlen; wobei der Gehäuserahmen aus einem vorderen Gehäuserahmenteil (101), welcher auf der Seite einer Riemenscheibe (110) angeordnet ist, die an dem Rotor (104) befestigt ist, sowie einem hinteren Gehäuserahmenteil (102) besteht, welcher der Seite der Riemenscheibe (110) gegenüberliegend angeordnet ist, und wobei ein konkaver Teil (121) auf der äußeren Stirnfläche mit Bezug auf die Axialrichtung des hinteren Gehäuserahmenteils (102) ausgebildet ist, wobei der konkave Teil (121) in der Form dem elektrischen Leistungsumformer (105) entspricht; und wobei der elektrische Leistungsumformer (105), welcher in den konkaven Teil (121) eingesetzt ist, mit einem abdichtenden Harz (124) abgedichtet ist.
  18. Rotierende elektrische Maschine (100) für Fahrzeuge nach Anspruch 17, bei welcher das abdichtende Harz (124), mit welchem der elektrische Leistungsumformer (105) abgedichtet ist, ein wärmefestes Silikonharz ist.
  19. Rotierende elektrische Maschine (100) für Fahrzeuge nach Anspruch 17 oder 18, bei welcher jede der Kühlrippen (106) an der oberen Fläche jedes der Schaltelemente (153a, 153b, 153c, 153d, 153e, 153f, 153g, 153h, 153i, 153j, 153k und 153m) in dem elektrischen Leistungsumformer (105) angeordnet ist.
  20. Rotierende elektrische Maschine (100) für Fahrzeuge nach irgendeinem der Ansprüche 17 bis 19, bei welcher ein Kühlmechanismus an der inneren Seitenfläche mit Bezug auf die Axialrichtung des hinteren Gehäuserahmenteils (102) gebildet ist und der Kühlmechanismus eine Anzahl rippenförmiger Teile (123) auf weist, und jeder der rippenförmigen Teile (123) in der Form jeweils jeder der Kühlrippen (106) entspricht.
  21. Rotierende elektrische Maschine (100) für Fahrzeuge nach Anspruch 20, bei welcher eine Bürstenanordnung (107) mit Bezug auf die Axialrichtung außerhalb des hinteren Gehäuserahmenteiles (102) angeordnet ist, um eine Bürste aufzunehmen, über welche ein Strom zu der Feldwicklung (141) geliefert wird, und wobei ein Raum, der zwischen den Kühlrippen (106) gebildet ist, ein Raum an der äußeren Umfangsseite der Bürstenanordnung (107), und ein Raum zwischen den rippenförmigen Teilen (123), welche einen Kühlmechanismus bilden, miteinander in Verbindung stehen und einen Kühlluftkanal ausbilden.
  22. Rotierende elektrische Maschine (100) für Fahrzeuge nach irgendeinem der Ansprüche 17 bis 21, wobei der hintere Gehäuserahmenteil (102) eine Anzahl von Öffnungen (122) aufweist, über welche eine Anzahl von Leiterdrähten der Statorwicklung (132) mit dem elektrischen Leistungsumformer (105) verbunden ist.
  23. Rotierende elektrische Maschine (100) für Fahrzeuge nach irgendeinem der Ansprüche 17 bis 19, bei welcher eine Wandhöhe des konkaven Teils (121) höher ist als eine Oberfläche des abdichtenden Harzes (124), mit welchem der elektrische Leistungsformer (105) abgedichtet ist.
  24. Rotierende elektrische Maschine (100) für Fahrzeuge nach Anspruch 17, bei welcher der elektrische Leistungsumformer (105) folgendes umfasst: eine Brückenschaltung, welche aus einer Anzahl hochpotentialseitiger Schaltelemente (153b, 153d, 153f, 153h, 153 und 153m) und einer Anzahl niederpotentialseitiger Schaltelemente (153a, 153c, 153e, 153g, 153i, und 153k) besteht; und eine metallische Basisplatte (155), welche aus einem einzigen Material gefertigt ist, wobei auf einer Hauptoberfläche der metallischen Basisplatte sowohl die Anzahl hochpotentialseitiger Schaltelemente (153b, 153d, 153f, 153h, 153 und 153m) als auch die Anzahl niederpotentialseitiger Schaltelemente (153a, 153c, 153e, 153g, 153i, und 153k) angeordnet ist.
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