FR3106450A1 - Machine electrique tournante - Google Patents

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Toshiaki Kashihara
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Abstract

L’invention concerne une machine électrique tournante telle qu’une unité d’alimentation de puissance puisse être refroidie efficacement, sans augmentation de taille dans une direction axiale de la machine électrique tournante. Un corps principal de machine électrique tournante (1) et une unité d’alimentation de puissance (2) sont fixés solidairement, et un passage de fluide frigorigène (57) est prévu sur le côté corps principal de machine électrique tournante (1) d’un châssis métallique (26) configurant l’unité d’alimentation de puissance (2). Le passage de fluide frigorigène (57) et une partie de commande qui commande une puissance fournie au corps principal de machine électrique tournante (1) sont disposés dans le même plan dans une direction axiale du corps principal de machine électrique tournante (1), et le passage de fluide frigorigène (57) est disposé plus loin vers un côté externe en direction radiale du corps principal de machine électrique tournante (1) que la partie de commande.

Description

MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE
La présente demande concerne une machine électrique tournante.
Etat de la technique antérieure
Une machine électrique tournante dans laquelle une unité d’alimentation de puissance comportant une unité de circuit de puissance et un corps principal de machine électrique tournante sont intégrés et montés dans un véhicule tel qu’une automobile est déjà connue, comme divulgué dans, par exemple, la littérature de brevet1. Lorsque la machine électrique tournante fonctionne comme un moteur qui entraîne un moteur à combustion interne, l’unité d’alimentation de puissance comportant l’unité de circuit de puissance convertit une puissance à courant continu provenant d’une source de puissance à courant continu telle qu’une batterie montée dans le véhicule en puissance à courant alternatif, et alimente en puissance à courant alternatif le corps principal de machine électrique tournante. De même, lorsque la machine électrique tournante fonctionne comme un générateur en étant entraînée par le moteur à combustion interne, l’unité d’alimentation de puissance convertit une puissance à courant alternatif générée par le corps principal de machine électrique tournante en puissance à courant continu, et alimente en puissance à courant continu la source de puissance à courant continu. Comme on le sait communément, l’unité de circuit de puissance est configurée en une pluralité d’éléments de commutation à semi-conducteur.
Une partie électronique telle qu’un élément de commutation à semi-conducteur configurant l’unité de circuit de puissance génère de la chaleur en raison d’un fonctionnement dû à un courant en circulation, raison pour laquelle la partie électronique doit être refroidie. Lorsqu’une densité de génération de chaleur augmente en raison d’une augmentation de puissance de sortie ou d’une réduction de taille de l’unité d’alimentation de puissance, et qu’une élévation de température ne peut pas être limitée par un refroidissement par air, un support avec une transmission de chaleur élevée est utilisé.
Littérature de brevet1: DE102011087602.
Lorsqu’une partie de génération de chaleur est disposée au-dessus de l’ensemble de l’unité de circuit de puissance, un fluide frigorigène doit être disposé au-dessus de l’ensemble de l’unité de circuit de puissance. Lorsqu’un fluide frigorigène est disposé entre l’unité de circuit de puissance et le corps principal de machine électrique tournante, comme dans la littérature de brevet1, un problème survient en ce que l’unité d’alimentation de puissance augmente en taille dans une direction axiale de la machine électrique tournante, et interfère avec d’autres appareils dans une périphérie.
La présente demande divulgue une technologie pour résoudre le type de problème précité, et a pour objet de fournir une machine électrique tournante telle qu’une unité d’alimentation de puissance puisse être refroidie efficacement sans augmentation de taille dans la direction axiale de la machine électrique tournante.
Une machine électrique tournante divulguée dans la présente demande est une machine électrique tournante comportant un corps principal de machine électrique tournante et une unité d’alimentation de puissance, dans laquelle le corps principal de machine électrique tournante et l’unité d’alimentation de puissance sont fixés solidairement en étant disposés en parallèle dans une direction axiale du corps principal de machine électrique tournante. Le corps principal de machine électrique tournante comporte un stator fixé à un boîtier, un rotor fixé à un arbre de rotor supporté de façon à tourner librement au côté du boîtier, et un ventilateur de refroidissement qui tourne conjointement au rotor, amène un air de refroidissement à être aspiré dans un intérieur du boîtier à partir d’un orifice d’admission prévu dans le boîtier et s’ouvrant dans la direction axiale, et amène l’air de refroidissement à être évacué vers un extérieur du boîtier à partir d’un orifice d’échappement prévu dans le boîtier. L’unité d’alimentation de puissance comporte une unité de circuit de puissance comportant un module à semi-conducteur de puissance qui commande une puissance fournie au corps principal de machine électrique tournante et une partie de commande qui commande une puissance fournie au corps principal de machine électrique tournante, un substrat de commande comportant une unité de circuit de commande qui commande l’unité de circuit de puissance, et un châssis métallique sur lequel l’unité de circuit de puissance et le substrat de commande sont montés, et dans lequel un passage de fluide frigorigène le long duquel un fluide frigorigène est amené à s’écouler est prévu. Le passage de fluide frigorigène est prévu sur le côté corps principal de machine électrique tournante du châssis métallique, et est disposé dans le même plan en direction axiale que la partie de commande.
Selon la machine électrique tournante divulguée dans la présente demande, une machine électrique tournante telle qu’une unité d’alimentation de puissance puisse être refroidie efficacement, sans augmentation de taille dans une direction axiale, peut être fournie.
Les objets, particularités, aspects, et avantages précités et autres de la présente demande deviendront mieux apparents à partir de la description détaillée qui suit de la présente demande, prise conjointement aux dessins qui l’accompagnent.
est une vue en coupe de portion principale montrant une machine électrique tournante selon un premier mode de réalisation;
est un schéma de circuits de la machine électrique tournante selon le premier mode de réalisation;
est un dessin illustrant une unité d’alimentation de puissance de la machine électrique tournante selon le premier mode de réalisation; et
est un dessin illustrant l’unité d’alimentation de puissance de la machine électrique tournante selon le premier mode de réalisation.
Description détaillée des modes de réalisation
Ci-après, à l’aide des dessins, un mode de réalisation d’une machine électrique tournante selon la présente demande sera décrit. Des signes de référence identiques sont attribués à des portions identiques ou correspondantes sur les dessins.
Premier mode de réalisation
La figure1 est une vue en coupe de portion principale montrant une machine électrique tournante selon un premier mode de réalisation, et montre une section transversale d’une portion principale vue dans une direction de flèches d’une ligneA-A de la figure3. La figure2 est un schéma de circuits configuré principalement en une unité d’alimentation de puissance de la machine électrique tournante selon le premier mode de réalisation, et les figures3 et 4 sont des dessins illustrant l’unité d’alimentation de puissance de la machine électrique tournante selon le premier mode de réalisation. Dans la description qui suit, une référence simplement à une direction axiale signifie une direction axiale de la machine électrique tournante ou d’un corps principal de machine électrique tournante, et une référence à une direction radiale signifie une direction radiale de la machine électrique tournante ou du corps principal de machine électrique tournante.
Sur les figures1 à 4, une machine électrique tournante100 comporte un corps principal de machine électrique tournante1 et une unité d’alimentation de puissance2, intégrée au corps principal de machine électrique tournante1 en étant disposée en parallèle avec le corps principal de machine électrique tournante1 dans une direction axiale de celui-ci, qui fournit une puissance au corps principal de machine électrique tournante1. Le corps principal de machine électrique tournante1 fonctionne comme un moteur qui entraîne un moteur à combustion interne(non montré), ou peut fonctionner comme un générateur qui génère de la chaleur en étant entraîné par le moteur à combustion interne. La machine électrique tournante100 selon le premier mode de réalisation est configurée sous la forme d’une machine électrique tournante pour démarrer un moteur à combustion interne.
Le corps principal de machine électrique tournante1 comporte un support avant3 en tant que support côté charge et un support arrière4 en tant que support côté hors charge, chacun formé en forme de cuvette à l’aide d’un matériau métallique tel que le fer, un boîtier5 formé du support avant3 et du support arrière4, un rotor7 fixé à un arbre de rotor6, un enroulement de champ8 prévu dans le rotor7, et un stator9. Le stator9 comporte un noyau de stator91, et un enroulement de stator92 monté sur le noyau de stator91.
L’arbre de rotor6 est supporté de façon à être capable de tourner au côté du boîtier5 à l’aide d’un palier côté avant10 prévu sur le support avant3 et un palier côté arrière11 prévu sur le support arrière4. Le rotor7 est fixé à l’arbre de rotor6, et disposé de façon à être capable de tourner dans un intérieur du boîtier5. Le noyau de stator91 est ajusté par serrage à partir de l’un ou l’autre de côtés en direction axiale par une portion d’extrémité en direction axiale du support avant3 et une portion d’extrémité en direction axiale du support arrière4, étant ainsi fixé au boîtier5. Une face périphérique interne du stator9 est opposée à une face périphérique externe du rotor7 en travers d’un espace d’air prédéterminé dans une direction radiale du corps principal de machine électrique tournante1.
Une poulie12 est montée sur une portion d’extrémité de côté avant de l’arbre de rotor6 en saillie sur un côté corps principal de machine électrique non tournante1 à partir du support avant3. Le corps principal de machine électrique tournante1 est couplé à un vilebrequin(non montré) du moteur à combustion interne via la poulie12 et une courroie(non montrée) enroulée autour de la poulie12.
Un premier ventilateur de refroidissement13 fixé à une face d’extrémité de côté avant du rotor7 et un deuxième ventilateur de refroidissement14 fixé à une face d’extrémité de côté arrière du rotor7 tournent conjointement au rotor7. Un premier orifice d’admission15 qui aspire un air de refroidissement dans un intérieur du corps principal de machine électrique tournante1 est prévu dans une portion d’extrémité en direction axiale du support avant3, et un deuxième orifice d’admission16 qui aspire un air de refroidissement jusque dans l’intérieur du corps principal de machine électrique tournante1 est prévu dans une portion d’extrémité en direction axiale du support arrière4. Une pluralité du premier orifice d’admission15 et du deuxième orifice d’admission16 est prévue dans une périphérie de l’arbre de rotor6. Un premier orifice d’échappement17 qui évacue un air de refroidissement depuis l’intérieur du corps principal de machine électrique tournante1 vers un extérieur est prévu dans une portion de face périphérique externe du support avant3, et un deuxième orifice d’échappement18 qui évacue un air de refroidissement depuis l’intérieur du corps principal de machine électrique tournante1 vers l’extérieur est prévu dans une portion de face périphérique externe du support arrière4.
Un premier passage de ventilationR1 qui raccorde le premier orifice d’admission15 et le premier orifice d’échappement17 est formé entre une face d’extrémité interne en direction axiale du support avant3 et une face d’extrémité en direction axiale de côté charge du rotor7. Le premier ventilateur de refroidissement13 est disposé dans le premier passage de ventilationR1. Un deuxième passage de ventilationR2 est formé entre une portion périphérique interne de l’unité d’alimentation de puissance2, qui sera décrite ci-après, et une face périphérique externe de l’arbre de rotor6, et raccorde l’extérieur de la machine électrique tournante100 et le deuxième orifice d’admission16 du support arrière4. Un troisième passage de ventilationR3 qui raccorde le deuxième orifice d’admission16 et le deuxième orifice d’échappement18 est formé entre une face d’extrémité interne en direction axiale du support arrière4 et une face d’extrémité en direction axiale de côté hors charge du rotor7. Le deuxième ventilateur de refroidissement14 est disposé dans un intérieur du troisième passage de ventilationR3.
Un premier air de refroidissementW1 est aspiré dans le premier orifice d’admission15 depuis l’extérieur du support avant3 par une force centrifuge provoquée par une rotation du premier ventilateur de refroidissement13, et évacué depuis le premier passage de ventilationR1 vers l’extérieur du corps principal de machine électrique tournante1 via le premier orifice d’échappement17. Un deuxième air de refroidissementW2 est aspiré dans le deuxième passage de ventilationR2 depuis l’extérieur de l’unité d’alimentation de puissance2 par une force centrifuge provoquée par une rotation du deuxième ventilateur de refroidissement14, atteint le troisième passage de ventilationR3 via le deuxième orifice d’admission16 du support arrière4, et est évacué vers l’extérieur du corps principal de machine électrique tournante1 via le deuxième orifice d’échappement18.
L’unité d’alimentation de puissance2 est configurée en un module à semi-conducteur de puissance20 comportant un élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur, un élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur, et un résistor de dérivation, qui sera décrit ci-après, un condensateur de lissage21 qui lisse un courant circulant à travers l’enroulement de stator92(voir la figure2), un filtre d’entrée22 qui comporte un condensateur, une bobine, ou similaire, et limite le bruit, un carter23 constitué d’une résine, une protection24 constituée d’une résine, un substrat de commande25, un châssis métallique26, un balai27 qui fournit une puissance au rotor7, un capteur de rotation28 qui détecte une rotation de la machine électrique tournante100, et similaire. Le module à semi-conducteur de puissance20, le condensateur de lissage21, et le filtre d’entrée22 configurent une unité de circuit de puissance. Le châssis métallique26 fonctionne comme un puits de chaleur, et est formé en une forme circulaire, vu dans la direction axiale du corps principal de machine électrique tournante1, comme le montrent les figures3 et 4. Ici, chacun du condensateur de lissage21, du filtre d’entrée22, du balai27 et du capteur de rotation28 configure une partie de commande, et commande une puissance fournie au corps principal de machine électrique tournante1 de la même manière que le module à semi-conducteur de puissance20. Le filtre d’entrée22 peut être inutile lorsqu’une limitation de bruit n’est pas nécessaire.
Le module à semi-conducteur de puissance20 est tel que l’un d’entre eux est configuré sous forme d’une phase, et lorsque le corps principal de machine électrique tournante1 est une machine électrique tournante triphasée, trois modules à semi-conducteur de puissance20 sont prévus, et sont connectés en parallèle. à savoir, puisque le corps principal de machine électrique tournante1 est configuré sous la forme d’un corps principal de machine électrique tournante triphasé dans le premier mode de réalisation, le module à semi-conducteur de puissance20 est configuré en un module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, un module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V, et un module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W, comme le montre la figure2.
Chacun du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, du module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V, et du module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W est configuré en un corps connecté en série d’un élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29 et d’un élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30, et un résistor de dérivation31 qui sera décrit ci-après. Le module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, le module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V, et le module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W configurent un circuit en pont triphasé.
Chacun de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29 et de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 est configuré en un corps connecté en parallèle, par exemple, d’un transistor à effet de champ(FET) et d’une diode.
Le résistor de dérivation31, qui forme un capteur de courant, est connecté entre une portion de connexion en série de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29 et l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 dans chacun du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, du module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V, et du module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W et une borne à courant alternatif32 dans chacun du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, du module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V et du module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W. Sur la figure2, afin d’éviter une complication du dessin, le signe de référence de borne à courant alternatif32 est attribué uniquement à la borne à courant alternatif du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U.
Une borne de côté électrode positive33 de chacun du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, du module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V et du module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W est connectée via un premier conducteur de côté électrode positive34 de l’unité d’alimentation de puissance2, le filtre d’entrée22, un deuxième conducteur de côté électrode positive35 de l’unité d’alimentation de puissance2, une borne de côté électrode positive36 de l’unité d’alimentation de puissance2, et un câble de côté électrode positive37, à une borne de côté électrode positive39 d’une batterie38 qui agit comme une source de puissance à courant continu montée dans un véhicule. Sur la figure2, afin d’éviter une complication du dessin, le signe de référence de borne de côté électrode positive33 est attribué uniquement à la borne de côté électrode positive du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U.
Une borne de côté électrode négative40 de chacun du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, du module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V et du module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W est connectée via le châssis métallique26, le filtre d’entrée22, une borne de côté électrode négative41 de l’unité d’alimentation de puissance2, et un câble de côté électrode négative42, à une borne de côté électrode négative43 de la batterie38, qui agit comme une source de puissance à courant continu montée dans le véhicule. La borne de côté électrode négative43 de la batterie38 est connectée à une carrosserie de véhicule44, qui est au potentiel de terre du véhicule. Sur la figure2, afin d’éviter une complication du dessin, le signe de référence de borne de côté électrode négative40 est attribué uniquement à la borne de côté électrode négative du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U.
La borne à courant alternatif32 dans chacun du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, du module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V et du module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W est connectée via une barre omnibus45 à une borne d’enroulement d’une phase respective de l’enroulement de stator92 du corps principal de machine électrique tournante1. Sur la figure2, afin d’éviter une complication du dessin, le signe de référence de barre omnibus45 est attribué uniquement à la barre omnibus connectant la borne à courant alternatif32 du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U et l’enroulement de stator92.
La borne de côté électrode positive33 de chacun du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, du module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V et du module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W est connectée au premier conducteur de côté électrode positive34 de l’unité d’alimentation de puissance2. La borne de côté électrode négative40 de chacun du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, du module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V et du module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W est connectée au châssis métallique26 par une première vis46.
En outre, chacun du module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, du module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V et du module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W est connecté en parallèle au condensateur de lissage21 via des conducteurs de connexion47 et 48. Sur la figure2, afin d’éviter une complication du dessin, les signes de référence de conducteur de connexion47 et 48 sont attribués uniquement aux conducteurs de connexion connectés au condensateur de lissage21 connecté en parallèle au module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W.
Une borne de côté électrode positive49 de chaque condensateur de lissage21 est connectée via le conducteur de connexion47 au premier conducteur de côté électrode positive34 de l’unité d’alimentation de puissance2, et une borne de côté électrode négative50 de chaque condensateur de lissage21 est connectée via le conducteur de connexion48 au châssis métallique26. Sur la figure2, afin d’éviter une complication du dessin, le signe de référence de borne de côté électrode positive49 et le signe de référence de borne de côté électrode négative50 sont attribués uniquement à la borne de côté électrode positive et à la borne de côté électrode négative du condensateur de lissage21 connecté en parallèle au module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W.
Une première borne de côté électrode positive51 du filtre d’entrée22 est connectée au deuxième conducteur de côté électrode positive35 de l’unité d’alimentation de puissance2, et une deuxième borne de côté électrode positive52 du filtre d’entrée22 est connectée au premier conducteur de côté électrode positive34 de l’unité d’alimentation de puissance2. En outre, une borne d’électrode négative53 du filtre d’entrée22 est connectée au châssis métallique26. Ici, le premier conducteur de côté électrode positive34 est disposé parallèlement au châssis métallique26. De ce fait, une portion plane du premier conducteur de côté électrode positive34 est disposée à l’opposé du châssis métallique26, et une électrode positive et une électrode négative sont parallèles l’une à l’autre, moyennant quoi une inductance est réduite, et le bruit et la perte de commutation peuvent être limités.
De même, une borne de signal54 de chacun de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29 et de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 dans le module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U, le module à semi-conducteur de puissance à phaseV20V, et le module à semi-conducteur de puissance à phaseW20W est connectée au substrat de commande25 montré sur la figure1, et est configurée de façon à recevoir un signal de commande depuis une unité de circuit de commande prévue sur le substrat de commande25. Sur la figure2, afin d’éviter une complication du dessin, le signe de référence de borne de signal54 est attribué uniquement à la borne de signal de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 dans le module à semi-conducteur de puissance à phaseU20U.
Le module à semi-conducteur de puissance20 est configuré par une jonction de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29, de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur 30 et du résistor de dérivation31 par brasage sur un châssis en cuivre, et une connexion de châssis à l’aide d’une plaque en cuivre et d’un fil en aluminium, et leur scellement avec une résine. En variante, le module à semi-conducteur de puissance20 est configuré par la jonction de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29, de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 et du résistor de dérivation31 par brasage sur un substrat métallique d’aluminium revêtu d’isolateur, de cuivre, ou similaire, ou sur un substrat céramique.
Le module à semi-conducteur de puissance20 présente une face de dissipation de chaleur55 qui dissipe de la chaleur générée par l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29, l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 et le résistor de dérivation31. Le module à semi-conducteur de puissance20 est tel que la face de dissipation de chaleur55 est opposée à une surface d’une portion saillante56 formée en saillie sur une face de montage qui est une surface de côté de corps principal de machine électrique non tournante1 du châssis métallique26, et est montée sur la portion saillante56 du châssis métallique26.
Ici, lorsqu’un organe conducteur dans au moins une portion de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29, de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur 30 et du résistor de dérivation31 est exposé dans la face de dissipation de chaleur55 du module à semi-conducteur de puissance20, une distance prédéterminée est assurée entre la face de dissipation de chaleur55 et la face de montage du châssis métallique26, un organe de transmission de chaleur ayant des propriétés isolantes est interposé entre la face de dissipation de chaleur55 et la face de montage du châssis métallique26, et le module à semi-conducteur de puissance20 est monté sur la portion saillante56 du châssis métallique26. Une graisse, un gel, ou un adhésif ayant une viscosité et une fluidité, ou une feuille, un ruban, ou similaire qui n’a pas de fluidité, peut être utilisé en tant qu’organe de transmission de chaleur.
Lorsque la face de dissipation de chaleur55 du module à semi-conducteur de puissance20 est isolée de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29, de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 et du résistor de dérivation31, un organe de transmission de chaleur conducteur peut être utilisé au lieu de l’organe de transmission de chaleur précité, et il n’est pas nécessaire d’assurer une distance entre la face de dissipation de chaleur55 et la face de montage du châssis métallique26.
Un passage de fluide frigorigène57 est formé en tant que mécanisme de refroidissement dans le châssis métallique26 dans une direction circonférentielle du châssis métallique26, dans une position d’un intérieur du châssis métallique26 correspondant à la portion saillante56 sur laquelle est monté le module à semi-conducteur de puissance 20. Le châssis métallique26 comporte une portion d’entrée/de sortie59 qui forme une entrée et une sortie d’un fluide frigorigène58, et le fluide frigorigène58 est amené à s’écouler à travers un intérieur du passage de fluide frigorigène57. De ce fait, de la chaleur générée par l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29, l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 et le résistor de dérivation31 du module à semi-conducteur de puissance20 est transmise efficacement sur une large plage du châssis métallique26, moyennant quoi une élévation de température peut être limitée. Du fait de la disposition de la portion d’entrée/de sortie59 du fluide frigorigène58 dans une direction radiale du châssis métallique26, il n’est plus nécessaire pour le châssis métallique26 d’être de taille accrue dans la direction radiale, et il peut être réduit en taille dans la direction radiale. Ici, par l’utilisation d’un métal poreux pour le châssis métallique26, une aire spécifique peut être accrue même avec la même taille, et ainsi une performance de refroidissement peut être améliorée. Un côté entrée et un côté sortie de la portion d’entrée/de sortie59 sont disposés dans des directions radialement opposées.
La figure3 est une illustration de l’unité d’alimentation de puissance dans laquelle la machine électrique tournante100 est vue depuis le côté hors charge. La figure1 est une vue en coupe dans laquelle une section transversale le long de la ligneA-A de la figure3 est vue dans la direction des flèches.
Le passage de fluide frigorigène57 et le balai27 sont disposés dans le même plan en direction axiale sur un côté externe d’une face d’extrémité en direction axiale du support arrière4. De ce fait, une configuration est telle qu’il n’existe aucune redondance dans la direction radiale du châssis métallique26, et la direction radiale de la machine électrique tournante100 peut être réduite en taille. De même, la borne de côté électrode négative40 du module à semi-conducteur de puissance20 est fixée au-dessus du fluide frigorigène58 du châssis métallique26 par la première vis46, une performance de refroidissement de la borne de côté électrode négative40 du module à semi-conducteur de puissance20 pouvant ainsi être améliorée. De ce fait, une élévation de température des éléments de commutation à semi-conducteur de puissance et du résistor de dérivation dans l’intérieur peut être limitée. En outre, le passage de fluide frigorigène57 est configuré en forme de U, moyennant quoi une perte de pression peut être réduite.
De même, la borne de signal54 du module à semi-conducteur de puissance20 est disposée sur un côté du module à semi-conducteur de puissance20, et disposée de sorte à faire face à un côté périphérique externe lorsqu’elle est montée sur le châssis métallique26, moyennant quoi un trou de borne de signal du substrat de commande25 est disposé de façon à suivre la périphérie externe. De ce fait, des caractéristiques de disposition de schéma de câblage peuvent être améliorées. En outre, le passage de fluide frigorigène57 étant configuré en forme de U, la portion d’entrée et la portion de sortie du fluide frigorigène58 peuvent être disposées sur des côtés opposés dans la direction radiale du châssis métallique26, et il n’est pas nécessaire d’amener le passage de fluide frigorigène57 à effectuer un cercle complet, une perte de pression pouvant ainsi être réduite.
En outre, le passage de fluide frigorigène57 étant disposé dans une portion périphérique externe du même plan dans la direction axiale du balai27, la direction axiale peut être réduite en taille. Une pluralité de parties de commande telles que le condensateur de lissage21, le capteur de rotation28, et le filtre d’entrée22 étant disposée dans le même plan dans la direction axiale que le passage de fluide frigorigène57, de la même manière que le balai27, la direction axiale peut être davantage réduite en taille. De même, des parties de commande telles que le balai27, le condensateur de lissage21, le capteur de rotation28, et le filtre d’entrée22 étant montées directement sur le châssis métallique26, une augmentation de taille de la direction axiale peut être limitée.
Ici, le condensateur de lissage21 et le filtre d’entrée22, dont une élévation de température doit être limitée, étant disposés de façon à prendre en sandwich le châssis métallique26, une interférence de chaleur générée par chacun du condensateur de lissage21 et du filtre d’entrée22 peut être limitée, et une élévation de température de chacun peut être limitée.
Un module de circuit de champ60(voir la figure3) configuré sous la forme d’un circuit en pont utilisant un élément de commutation à semi-conducteur et une diode, et configurant une unité de circuit de champ, est monté sur la portion saillante56 du châssis métallique26, ou sur une face de montage autre que la portion saillante56. En outre, bien que non montré, un côté bras supérieur du circuit en pont configurant le module de circuit de champ60 est connecté à la borne de côté électrode positive39 de la batterie38, et un côté bras inférieur est connecté à la borne de côté électrode négative43 de la batterie38. En outre, l’enroulement de champ8 est connecté en parallèle à la diode configurant le module de circuit de champ60. Un courant du circuit de champ étant plus petit qu’un courant de l’enroulement de stator92, de la chaleur générée par le module de circuit de champ60 est inférieure à celle générée par le module à semi-conducteur de puissance20. Par conséquent, le module de circuit de champ60, qui génère une petite quantité de chaleur, étant disposé sur un côté aval du module à semi-conducteur de puissance20, qui génère une grande quantité de chaleur, dans le passage de fluide frigorigène57, le module à semi-conducteur de puissance20 est refroidi par le fluide frigorigène à basse température58, la performance de refroidissement pouvant ainsi être améliorée.
Bien que non montré, une ailette ou une pluralité d’ailettes de dissipation de chaleur, formées en saillie perpendiculairement à la direction axiale du corps principal de machine électrique tournante1 de façon à s’étendre dans la direction radiale du corps principal de machine électrique tournante1, sont prévues dans une région correspondant à une région de montage du module à semi-conducteur de puissance20 sur une face du châssis métallique26 sur un côté opposé à la face sur laquelle est formée la portion saillante56.
Une partie électronique non montrée telle qu’une unité centrale(UC) est montée sur le substrat de commande25, et comporte une unité de circuit de commande qui commande les éléments de commutation à semi-conducteur de l’unité de circuit de puissance et de l’unité de circuit de champ dans l’unité d’alimentation de puissance2 de façon à les mettre sous tension et hors tension. L’unité de circuit de commande prévue sur le substrat de commande25 commande les éléments de commutation de l’unité de circuit de puissance et de l’unité de circuit de champ de façon à les mettre sous tension et hors tension, ce qui amène l’unité de circuit de puissance à réaliser une conversion de puissance entre une puissance à courant continu de la batterie38 et une puissance à courant alternatif de l’enroulement de stator92, et ce qui amène l’unité de circuit de champ à réaliser une commande de courant de champ fourni à l’enroulement de champ8.
Comme le montre la figure4, le substrat de commande25 est configuré sous une forme circulaire ayant un écartement dans un intérieur de celui-ci. Des parties de génération de chaleur non montrées sont montées sur le substrat de commande25 également, et sont refroidies par le fluide frigorigène58. Ici, la performance de refroidissement peut être améliorée par le montage des parties de génération de chaleur en forme de U de façon à suivre le passage de fluide frigorigène57. Le substrat de commande25 peut également être en forme de U de façon à suivre le passage de fluide frigorigène57.
Le module à semi-conducteur de puissance20, le substrat de commande25, et similaire, sont montés sur une face de montage qui est une face sur le côté corps principal de machine électrique non tournante1 du châssis métallique26. Le substrat de commande25 est disposé parallèlement au module à semi-conducteur de puissance 20 dans la direction axiale, en travers d’un intervalle dans la direction axiale du corps principal de machine électrique tournante1 vis-à-vis d’une surface sur le côté châssis non métallique26 du module à semi-conducteur de puissance20, et est monté sur le châssis métallique26. De même, le carter en résine23 est monté sur la face de montage du châssis métallique26 de façon à envelopper le module à semi-conducteur de puissance20 et le substrat de commande25 montés sur la face de montage du châssis métallique26. Une portion d’ouverture du carter en résine23 sur un côté opposé à celui du châssis métallique26 est fermée par la protection en résine24, qui protège le module à semi-conducteur de puissance20 et le substrat de commande25 montés sur la face de montage du châssis métallique26 contre l’eau, la poussière, et similaire. Le module à semi-conducteur de puissance20 étant disposé sur une face du passage de fluide frigorigène57 sur le côté corps principal de machine électrique non tournante1 du châssis métallique26, et le substrat de commande25 étant disposé sur une face du module à semi-conducteur de puissance20 sur le côté corps principal de machine électrique non tournante1 du châssis métallique26, une propagation dans la direction radiale de l’unité d’alimentation de puissance2 est limitée, et l’unité d’alimentation de puissance2 peut être réduite en taille dans la direction radiale.
Ici, un intérieur du carter en résine23 est rempli avec un organe d’enrobage 61(voir la figure1) jusqu’à l’enfouissement du substrat de commande25, une imperméabilité à l’eau et une imperméabilité à la poussière pouvant ainsi être améliorées, en plus de la possibilité d’améliorer une résistance aux vibrations et des propriétés de transmission de chaleur. En outre, la protection24 étant constituée d’un métal tel que l’aluminium, des propriétés de transmission de chaleur et des propriétés de dissipation de chaleur sont améliorées, et une propagation de bruit peut être limitée. Dans certains cas, il n’est pas nécessaire de remplir l’intérieur du carter en résine23 avec l’organe d’enrobage61.
Par une commande de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29 et de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 dans le module à semi-conducteur de puissance20 de façon à les mettre sous tension et hors tension, un courant circulant jusqu’à l’unité d’alimentation de puissance2 est commandé avec une précision élevée, moyennant quoi une précision de sortie est améliorée et une efficacité peut être améliorée, mais une tension de sortie de l’unité d’alimentation de puissance2 fluctue, et en outre, une ondulation de courant survient dans un courant de sortie.
Le condensateur de lissage21 est destiné à absorber une fluctuation de tension et une ondulation de courant, mais du fait de l’application de l’ondulation de courant au condensateur de lissage21, le condensateur de lissage21 génère de la chaleur, et la température s’élève. Une élévation de température du condensateur de lissage21 entraîne une détérioration du condensateur de lissage21, ce qui raccourcit sa longévité. Par conséquent, afin de réduire une détérioration du condensateur de lissage21, un carter de condensateur62 dans lequel est logé le condensateur de lissage21 est disposé de façon à être en contact avec un deuxième air de refroidissementW2. Compte tenu d’une quantité d’ondulation de courant, d’une élévation de température, et similaire, il peut y avoir une pluralité de condensateurs de lissage21 dans chaque phase.
Le filtre d’entrée22 limite le bruit, et est configuré en une bobine ou un condensateur, mais la bobine ou le condensateur génère de la chaleur en raison d’une excitation par un courant, et la température s’élève. Une durée de vie d’un condensateur est raccourcie par une élévation de température, et une bobine telle qu’un noyau utilisé est démagnétisée en raison d’une élévation de température, et une inductance diminue. Par conséquent, un carter de filtre d’entrée63(voir la figure1) dans lequel est logé le filtre d’entrée22 est monté sur le passage de fluide frigorigène57 ou sur le châssis métallique26, et disposé de façon à être en contact avec le deuxième air de refroidissementW2. Compte tenu d’un courant, d’une tension, d’un degré de limitation de bruit, et similaire, il peut y avoir une pluralité des bobines ou des condensateurs utilisés dans le filtre d’entrée22.
Le balai27 est monté sur le châssis métallique26 dans une portion de bord périphérique de l’arbre de rotor6, dans une portion de face externe sur le côté hors rotor7, c’est-à-dire, le côté sur lequel l’unité d’alimentation de puissance2 est montée, du support arrière4. Bien que non montré, une unité d’excitation connectée électriquement à l’enroulement de champ8 est attachée à l’arbre de rotor6, et une portion coulissante du balai27 est configurée de façon à fournir en entrée une sortie de l’unité de circuit de champ dans l’enroulement de champ8 en venant au contact de l’unité d’excitation.
La machine électrique tournante100 est telle que des portions de montage(non montrées) prévues sur le support avant3 et le support arrière4 sont fixés fermement par des boulons à la carrosserie de véhicule44 du véhicule, ou au moteur à combustion interne. Le support arrière4 et la carrosserie de véhicule44 sont connectés électriquement au noyau de stator91 via un support avant3. Lorsque le châssis métallique26 et la borne de côté électrode négative43 de la batterie38 peuvent être connectés électriquement via la carrosserie de véhicule44, le câble de côté électrode négative42 peut être omis.
Ensuite, en rapport avec la figure2, une circulation de courant dans la machine électrique tournante100 sera décrite. La circulation de courant diffère entre un cas dans lequel la machine électrique tournante100 est amenée à fonctionner comme un moteur et un cas dans lequel la machine électrique tournante100 est amenée à fonctionner comme un générateur, mais ici, un cas dans lequel la machine électrique tournante100 est amenée à fonctionner comme un moteur sera décrit.
Un courant circulant dans l’enroulement de stator92 du corps principal de machine électrique tournante1 circule depuis la borne de côté électrode positive39 de la batterie38 jusque dans l’unité d’alimentation de puissance2 via le câble de côté électrode positive37 et la borne de côté électrode positive36 de l’unité d’alimentation de puissance2, et circule dans l’enroulement de stator92 via le filtre d’entrée22 et l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29 et le résistor de dérivation31 dans une phase prédéterminée du module à semi-conducteur de puissance20. Ultérieurement, le courant circule jusque dans le châssis métallique26 via le résistor de dérivation31 et l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 du module à semi-conducteur de puissance20 dans une autre phase, et circule jusque dans la borne de côté électrode négative43 de la batterie38 via la borne de côté électrode négative41 et le câble de côté électrode négative 42 de l’unité d’alimentation de puissance2.
Un schéma de commande pour commander l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29 et l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30 de façon à les mettre sous tension et hors tension est calculé informatiquement dans l’UC montée sur le substrat de commande25 sur la base d’une valeur de courant détectée par le résistor de dérivation31, d’informations sur une vitesse de rotation de la machine électrique tournante100 et/ou d’une position de rotation du rotor7 reçue depuis le capteur de rotation28, et d’informations sur des températures de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29 et de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30, et similaire. L’unité de circuit de commande prévue sur le substrat de commande25 génère un signal de commande sur la base d’un résultat du calcul informatique par l’UC, et envoie le signal de commande aux bornes de signal de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras supérieur29 et de l’élément de commutation à semi-conducteur de puissance de bras inférieur30.
Dans la machine électrique tournante100 selon le premier mode de réalisation configurée comme décrit ci-avant, une puissance à courant continu de la batterie38 est convertie en une puissance à courant alternatif dans l’unité d’alimentation de puissance2, et fournie à l’enroulement de stator92. De ce fait, un champ magnétique tournant est généré dans le noyau de stator91, et le rotor7 tourne. En outre, le premier ventilateur de refroidissement13 et le deuxième ventilateur de refroidissement14 tournent conjointement à la rotation du rotor7. De ce fait, le premier air de refroidissementW1 fourni depuis le premier orifice d’admission15 circule le long du premier passage de ventilationR1 sur un côté avant de la machine électrique tournante100, et est évacué vers l’extérieur de la machine électrique tournante100 depuis le premier orifice d’échappement17. En outre, une extrémité de bobine de l’enroulement de stator92 est refroidie par le premier air de refroidissementW1 circulant le long du premier passage de ventilationR1.
Dans le même temps, sur un côté arrière de la machine électrique tournante100, le deuxième air de refroidissementW2 circule le long du deuxième passage de ventilation R2 formé entre une portion périphérique interne de l’unité d’alimentation de puissance2 et une portion périphérique externe du balai27 vers le côté charge dans la direction axiale de la machine électrique tournante100, circule jusque dans l’intérieur du corps principal de machine électrique tournante1 depuis le deuxième orifice d’admission16, circule le long du troisième passage de ventilationR3, et est évacué vers l’extérieur du corps principal de machine électrique tournante1 depuis le deuxième orifice d’échappement18.
Le carter de condensateur62 dans lequel le condensateur de lissage21 est logé, le balai27, le châssis métallique26, le carter de filtre d’entrée63, le support arrière4 et le rotor7 sont exposés au deuxième air de refroidissementW2. Par conséquent, de la chaleur générée dans le module à semi-conducteur de puissance20 est dissipée dans le deuxième air de refroidissementW2 via le châssis métallique26, de la chaleur générée dans le condensateur de lissage21 est dissipée dans le deuxième air de refroidissementW2 via l’air dans le carter de condensateur62 et le carter de condensateur62, de la chaleur de frottement du palier côté arrière11 et de la chaleur générée dans le stator9 sont dissipées dans le deuxième air de refroidissementW2 via le support arrière4, et de la chaleur générée dans l’enroulement de champ8 est dissipée dans le deuxième air de refroidissementW2 via le rotor7. De ce fait, une élévation de température dans chaque organe constituant de la machine électrique tournante100 est limitée. De même, l’extrémité de bobine de l’enroulement de stator92 est refroidie par le deuxième air de refroidissementW2 circulant le long du troisième passage de ventilationR3.
Bien que non montré, une résistance thermique du condensateur de lissage21 au carter de condensateur62, ou une résistance thermique de la bobine ou du condensateur du filtre d’entrée22 au carter de filtre d’entrée63, peut être réduite, et la température du condensateur de lissage21 ou de la bobine ou du condensateur du filtre d’entrée22 peut être davantage réduite, par l’interposition d’un organe de transmission de chaleur entre le condensateur de lissage21 et une paroi interne du carter de condensateur62, ou entre la bobine ou le condensateur du filtre d’entrée22 et une paroi interne du carter de filtre d’entrée63. De même, une résistance aux vibrations peut également être améliorée par l’interposition d’un organe de transmission de chaleur entre le condensateur de lissage21 et la paroi interne du carter de condensateur62, ou entre la bobine ou le condensateur du filtre d’entrée22 et la paroi interne du carter de filtre d’entrée63.
Une graisse ou un gel à faible viscosité, un adhésif, une feuille, un ruban, ou similaire peut être utilisé en tant qu’organe de transmission de chaleur interposé entre le condensateur de lissage21 et la paroi interne du carter de condensateur62 ou entre la bobine ou le condensateur du filtre d’entrée22 et la paroi interne du carter de filtre d’entrée63, ou un matériau identique à celui de l’organe d’enrobage61 peut être utilisé. Lorsqu’une pluralité de condensateurs de lissage21 est prévue, chaque paire de condensateurs de lissage peut être connectée thermiquement, et une différence de température entre chaque paire de condensateurs de lissage peut être réduite, par l’interposition d’un organe de transmission de chaleur entre chaque paire de condensateurs de lissage. De ce fait, il n’y a aucune survenue d’un condensateur de lissage présentant une faible résistance électrique en raison d’une fluctuation de résistance électrique provoquée par une différence de température entre une paire de condensateurs de lissage, et un courant excessif en circulation dans un condensateur de lissage spécifique, raccourcissant sa durée de vie, peut être empêché.
Lors d’une disposition d’un organe de transmission de chaleur autour d’une périphérie externe entière du condensateur de lissage21 et de la bobine ou du condensateur du filtre d’entrée22, un effet de transmission de chaleur augmente davantage, mais même lors de la disposition d’un organe de transmission de chaleur dans une seule portion de la périphérie externe du condensateur de lissage21 et de la bobine ou du condensateur du filtre d’entrée22, un effet de réduction de température vis-à-vis du condensateur de lissage21 et de la bobine ou du condensateur du filtre d’entrée22 augmente du fait que la conductivité thermique de l’organe de transmission de chaleur est une ou deux fois plus élevée que la conductivité thermique de l’air. Le carter de condensateur62 et le carter de filtre d’entrée63 peuvent être constitués de résine, mais des propriétés de transmission de chaleur et des propriétés de dissipation de chaleur peuvent être davantage améliorées lorsque le carter de condensateur62 et le carter de filtre d’entrée63 sont constitués d’un métal tel que l’aluminium.
La machine électrique tournante100 selon le premier mode de réalisation étant configurée comme précédemment décrit, une augmentation de taille en direction axiale est limitée, et une température peut être réduite par une dissipation de la chaleur générée par le module à semi-conducteur de puissance20, le module de circuit de champ60, le substrat de commande25, le condensateur de lissage21, le filtre d’entrée22, le balai27, le stator9, l’enroulement de champ8, le rotor7, le palier côté arrière11, le palier côté avant10, et similaire, dans le premier air de refroidissementW1 et le deuxième air de refroidissementW2.
En outre, le fait de faire circuler le fluide frigorigène58 dans le châssis métallique26, permet d’améliorer la performance de refroidissement de l’unité d’alimentation de puissance2. Ici, une protection de passage64 peut être prévue dans le passage de fluide frigorigène57 sur le côté de support arrière4 du châssis métallique26, comme le montre la figure1, ou un tube d’un métal tel que le cuivre, l’aluminium, ou l’acier inoxydable peut être formé sur le châssis métallique26 par raccordement à l’aide d’un adhésif, d’un calfeutrage, d’un brasage fort, ou similaire, ou une configuration peut être telle qu’une cavité est formée lors d’une coulée, ou similaire.
Un organe de câblage65 dans lequel est incorporée la barre omnibus45 est fixé au support arrière4 par une deuxième vis66. Lorsqu’une portion de tête de la deuxième vis66 coïncide avec le passage de fluide frigorigène57 dans la direction axiale, une augmentation de taille en direction axiale est limitée, et la direction axiale de la machine électrique tournante100 peut être réduite en taille, en formant la protection de passage64 en une forme saillante67 coïncidant avec la deuxième vis66, et en disposant la protection de passage64 et la deuxième vis66 dans le même plan en direction radiale. La forme saillante67 de la protection de passage64 agit en formant une portion saillante dans le passage de fluide frigorigène57 de telle sorte que la circulation du fluide frigorigène58 ne change pas de manière brutale, mais une augmentation de perte de pression peut être limitée en adoptant une forme effilée ou en arc pour la forme saillante67 de sorte que la circulation du fluide frigorigène58 ne change pas de manière brutale. Bien que la deuxième vis66 ait été décrite ici, le même avantage peut être obtenu en disposant un autre organe constituant du corps principal de machine électrique tournante1 dans une portion enfoncée de côté externe coïncidant avec la forme saillante67 de la protection de passage64, c’est-à-dire, la portion saillante du passage de fluide frigorigène57.
Par un organe68 qui remplit un espace entre le support arrière4 ou l’organe de câblage 65 et le châssis métallique26, la protection de passage64, ou le filtre d’entrée22 étant interposé dans chaque espace, le deuxième air de refroidissementW2 est empêché de fuir d’entre le châssis métallique26 et le support arrière4, et le deuxième air de refroidissementW2 peut entrer en contact de manière fiable avec le carter de condensateur62, le balai27, et le carter de filtre d’entrée63 et refroidir ceux-ci. De ce fait, une portion périphérique externe de l’unité d’alimentation de puissance2 peut être refroidie par le fluide frigorigène58, et une portion périphérique interne peut être refroidie par le deuxième air de refroidissementW2.
De même, par la prise en sandwich de la protection de passage64 ou du filtre d’entrée22 monté sur le châssis métallique26 et de l’organe de câblage65 monté sur le support arrière4 par le châssis métallique26 et le support arrière4 en travers de l’organe de remplissage d’espace68, une résistance aux vibrations peut être améliorée. Un caoutchouc ou similaire ayant une élasticité est approprié en tant qu’organe de remplissage d’espace68. En outre, à l’aide d’un organe qui présente une faible conductivité thermique, tel qu’un caoutchouc, en tant qu’organe de remplissage d’espace68, une configuration dans laquelle peu de chaleur issue du corps principal de machine électrique tournante1 est transmise à l’unité d’alimentation de puissance2 peut être adoptée. Lorsqu’une résistance de température d’un organe utilisé dans l’unité d’alimentation de puissance2 est faible en comparaison avec celle d’un organe utilisé dans le corps principal de machine électrique tournante1, une élévation de température de l’unité d’alimentation de puissance2 peut être limitée en vertu d’un effet d’isolation thermique de l’organe de remplissage d’espace68.
En outre, bien que non montré, lorsqu’une portion de connexion de la barre omnibus45 et de l’enroulement de stator92 est exposée entre l’organe de câblage 65 et le châssis métallique26, une isolation peut être assurée par l’interposition de l’organe de remplissage d’espace68 entre la portion de connexion de la barre omnibus45 et l’enroulement de stator92 et le châssis métallique26. En outre, le deuxième air de refroidissementW2 prend de la chaleur de chaque portion, la température du deuxième air de refroidissementW2 s’élève, et le deuxième air de refroidissementW2 est évacué entre le châssis métallique26 et le support arrière4 depuis le deuxième orifice d’échappement18, mais l’organe de remplissage d’espace68 remplissant l’espace entre le châssis métallique26 et le support arrière4, le deuxième air de refroidissementW2 est empêché de circuler jusque dans le deuxième orifice d’admission16 à nouveau, et une élévation de température peut être limitée.
Bien que la présente demande ait été décrite ci-dessus en termes de mode de réalisation à titre d’exemple, il doit être entendu que les divers particularités, aspects, et fonctionnalités décrits dans le mode de réalisation ne sont pas limités dans leur applicabilité au mode de réalisation particulier avec lequel ils sont décrits, mais peuvent plutôt être appliqués, seuls ou en combinaisons diverses, à d’autres modes de réalisation. Il est par conséquent entendu que de nombreuses modifications qui n’ont pas été données à titre d’exemple peuvent être décrites sans s’écarter de la portée de la présente demande. Par exemple, au moins un composant constituant peut être modifié, ajouté, ou éliminé.

Claims (19)

  1. Machine électrique tournante comprenant:
    un corps principal de machine électrique tournante(1); et
    une unité d’alimentation de puissance(2), dans laquelle
    le corps principal de machine électrique tournante(1) et l’unité d’alimentation de puissance(2) sont fixés solidairement en étant disposés en parallèle dans une direction axiale du corps principal de machine électrique tournante(1),
    le corps principal de machine électrique tournante(1) comporte
    un stator(9) fixé à un boîtier(5),
    un rotor(7) fixé à un arbre de rotor(6) supporté de façon à tourner librement au côté du boîtier(5), et
    un ventilateur de refroidissement(13, 14) qui tourne conjointement au rotor(7), amène un air de refroidissement à être aspiré dans un intérieur du boîtier(5) depuis un orifice d’admission(15, 16) prévu dans le boîtier(5) et s’ouvrant dans la direction axiale, et amène l’air de refroidissement à être évacué vers un extérieur du boîtier(5) depuis un orifice d’échappement(17, 18) prévu dans le boîtier(5),
    l’unité d’alimentation de puissance(2) comporte
    une unité de circuit de puissance comportant un module à semi-conducteur de puissance(20) qui commande une puissance fournie au corps principal de machine électrique tournante(1) et une partie de commande qui commande une puissance fournie au corps principal de machine électrique tournante(1),
    un substrat de commande(25) comportant une unité de circuit de commande qui commande l’unité de circuit de puissance, et
    un châssis métallique(26) sur lequel l’unité de circuit de puissance et le substrat de commande(25) sont montés, et dans lequel un passage de fluide frigorigène(57) le long duquel un fluide frigorigène(58) est amené à s’écouler est prévu, et
    le passage de fluide frigorigène(57) est prévu sur le côté corps principal de machine électrique tournante(1) du châssis métallique(26), et est disposé dans le même plan en direction axiale que la partie de commande.
  2. Machine électrique tournante selon la revendication1, dans laquelle le passage de fluide frigorigène(57) est inclus plus loin vers un côté externe en direction radiale du corps principal de machine électrique tournante(1) que la partie de commande.
  3. Machine électrique tournante selon la revendication1 ou 2, dans laquelle une portion saillante est formée dans le passage de fluide frigorigène(57), et un organe constituant du corps principal de machine électrique tournante(1) est disposé dans une portion enfoncée de côté externe coïncidant avec la portion saillante.
  4. Machine électrique tournante selon la revendication3, dans laquelle la portion saillante est effilée ou en forme d’arc.
  5. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 4, dans laquelle le passage de fluide frigorigène(57), le module à semi-conducteur de puissance(20), et le substrat de commande(25) sont disposés séquentiellement dans la direction axiale à partir du corps principal de machine électrique tournante(1).
  6. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 5, dans laquelle une portion d’entrée/de sortie(59) du passage de fluide frigorigène(57) est disposée dans la direction radiale du corps principal de machine électrique tournante(1).
  7. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 6, dans laquelle un côté entrée et un côté sortie du passage de fluide frigorigène(57) sont disposés dans des directions radiales opposées du corps principal de machine électrique tournante(1).
  8. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 7, comportant une pluralité de modules à semi-conducteur de puissance(20), dans laquelle la pluralité de modules à semi-conducteur de puissance(20) est disposée en forme de U, et le passage de fluide frigorigène(57) est disposé de façon à coïncider avec la pluralité de module à semi-conducteur de puissance(20).
  9. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 8, comportant un module de circuit de champ(60) qui configure une unité de circuit de champ de la machine électrique tournante, dans laquelle le module de circuit de champ(60) est disposé plus loin vers un côté aval du passage de fluide frigorigène(57) que le module à semi-conducteur de puissance(20).
  10. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 9, dans laquelle le substrat de commande(25) ou une partie de génération de chaleur montée sur le substrat de commande(25) est disposé en forme de U, et le passage de fluide frigorigène(57) est disposé de façon à coïncider avec le substrat de commande(25) ou la partie de génération de chaleur.
  11. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 10, dans laquelle une borne(40) prévue dans le module à semi-conducteur de puissance(20) est connectée au châssis métallique(26).
  12. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 11, configurée de sorte que l’air de refroidissement aspiré dans l’orifice d’admission(15, 16) passe uniquement dans la direction axiale.
  13. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 12, comportant un conducteur de côté électrode positive(34, 35) qui connecte une borne de côté électrode positive(36) de l’unité d’alimentation de puissance(2) et une borne de côté électrode positive(33) du module à semi-conducteur de puissance(20), dans laquelle le conducteur de côté électrode positive(34, 35) et le châssis métallique(26) sont disposés en parallèle.
  14. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 13, dans laquelle la partie de commande est au moins l’un parmi un capteur de rotation(28) qui détecte une rotation de la machine électrique tournante, un balai(27) qui fournit une puissance au rotor(7), et un filtre d’entrée(22) qui limite le bruit.
  15. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 14, comportant un organe(68) qui remplit un espace entre le passage de fluide frigorigène(57) et le corps principal de machine électrique tournante(1).
  16. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 15, dans laquelle la partie de commande est montée sur le châssis métallique(26).
  17. Machine électrique tournante selon la revendication16, dans laquelle la partie de commande comporte un condensateur de lissage(21) qui lisse un courant circulant dans un enroulement de stator(92) inclus dans le stator(9) et le filtre d’entrée(22) qui limite le bruit, et le condensateur de lissage(21) et le filtre d’entrée(22) sont disposés de façon à prendre en sandwich le châssis métallique(26).
  18. Machine électrique tournante selon la revendication15, comportant l’organe(68) qui remplit l’espace entre le passage de fluide frigorigène(57) et le corps principal de machine électrique tournante(1), dans laquelle l’un ou les deux du filtre d’entrée(22) et d’un organe d’enroulement monté sur un support arrière(4) configurant le boîtier(5) sont disposés entre l’organe(68) remplissant l’espace et le châssis métallique(26) ou le corps principal de machine électrique tournante(1).
  19. Machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications1 à 18, dans laquelle le châssis métallique(26) est constitué d’un métal poreux.
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