JP6934985B1 - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、上述のような課題を解決するための技術を開示するものであり、配線を長くすることなく構成できるようにした電力供給ユニットを提供することを目的とする。
以下、本願に係る電力供給ユニットを搭載した回転電機の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において、同一又は相当部分については同一符号を付している。
図1は、実施の形態1に係る電力供給ユニットを搭載した回転電機の主要部構造を示す断面図、図2は、実施の形態1に係る回転電機の電気系統を示す回路図、図3は、実施の形態1に係る電力供給ユニットの構造を説明する要部平面図、図4は、実施の形態1に係る電力供給ユニットに用いられるフィルタコイルを説明する斜視図である。なお、以下の説明で、単に軸方向と記載している場合は、回転電機あるいは回転電機本体の軸方向を意味し、径方向と記載している場合は、回転電機あるいは回転電機本体の径方向を意味している。
図において、回転電機1000は、回転電機本体200と、回転電機本体200の軸方向に並置されて回転電機本体200と一体化され、回転電機本体200に電力を供給する電力供給ユニット300を備えている。この回転電機本体200は、内燃機関(図示せず)を駆動する電動機として動作し、あるいは内燃機関により駆動されて発電する発電機として動作するものである。実施の形態1における回転電機1000は、内燃機関の始動用回転電機として構成されている。
また、フロントブラケット1から反回転電機本体200側に突出した回転子軸4のフロント側端部には、プーリ9が装着され、このプーリ9に巻き掛けられたベルトを介して内燃機関のクランク軸(いずれも図示せず)に連結されることになる。
なお、固定子巻線31へ電力を供給するバスバー211を収納した配線部材153がリヤブラケット2の外周面に固定されている。
ここで、界磁用電力半導体モジュール120と、固定子用電力半導体モジュール121と、平滑コンデンサ122とによりバッテリ500の電力を回転電機本体200に供給するパワー回路部を形成している。
また、電力供給ユニット300の構造について図3を用いて併せて説明する。
図において、回転電機本体200は、3相回転電機として構成されており、電力半導体モジュール121は、3相回転電機本体として構成された回転電機本体200に対し、U相電力半導体モジュール121U、V相電力半導体モジュール121VおよびW相電力半導体モジュール121Wから構成され、それぞれ並列に接続されている。なお、相数が増える場合には、例えば6相の場合は、電力半導体モジュール121が6個設けられる。また、1つの電力半導体モジュールに2相分の電力半導体スイッチング素子を含む場合は、電力半導体モジュールが3個となり、1つの電力半導体モジュールに3相分の電力半導体スイッチング素子を含む場合は、電力半導体モジュールが2個で構成されることになる。
なお、図の複雑化を避けるため、バスバー211は、U相電力半導体モジュール121Uの交流端子175と固定子巻線31とを接続するバスバーのみに符号を付してある。
なお、界磁巻線5および界磁用電力半導体モジュール120は、出力を得る場合に有効であり、出力を必要としない場合は、界磁巻線の代わりに磁石を用いることもあり、その際は、界磁用電力半導体モジュール120が不要になることもある。
また、各相の電力半導体モジュール121と平滑コンデンサ122との配線距離は、短い方が低インダクタンスに効果的であるため、平滑コンデンサ122の正極側端子195は、各相の電力半導体モジュール121の正極側端子173の近くに、平滑コンデンサ122の負極側端子196は、各相の電力半導体モジュール121の負極側端子174の近くに配置される。
ここで、正極側導体125は、図3(a)に示すように、平板状のバスバーで形成され、平面部が金属筐体140と対向するように配置されている。これにより、正極側導体125の正極と負極を並行にしてインダクタンスを低減し、ノイズあるいはスイッチング損失を抑制することができる。また、平板状のバスバーであることから、溶接部などの折り返しがなく、対向部を連続して形成できるため、よりインダクタンスを低減することができる。
なお、フィルタコア123は、U字状のコア部材とI字状のコア部材を組み合わせてもよく、さらに2つのL字状のコア部材を組み合わせてもよい。
また、フィルタコイル127は、電圧が48V以上の場合にノイズが過大となるために必要となる場合が多いが、ノイズの抑制を必要としない場合にはフィルタコンデンサ126、フィルタコイル127を省略することも可能である。
また、制御基板124は、図3(b)に示すように、制御基板124内の正極パターン(図示せず)に、電力供給ユニット300の正極側導体125に設けられたピン187により接続され、さらに、制御基板124内の負極パターン(図示せず)と、第5のねじ198で金属筐体140に設けられた支柱188に接続され、制御に必要な電源が供給される。この制御基板124をプリント基板で構成することによって、信号端子176およびピン187と制御基板124とを噴流はんだ付けにより一度に接合することができ、製造工程数を少なくすることができる。
また、電力供給ユニット300の負極側端子191、フィルタコンデンサ126、固定子用電力半導体モジュール121、界磁用電力半導体モジュール120、平滑コンデンサ122および制御基板124それぞれの接続を単一の金属筐体140で構成することができる。これにより、配線を追加することなく、また、接続工数を増加することがないため、小型で低インダクタンスである電力供給ユニット300を構成することができる。
回転電機1000を電動機として動作させる場合と発電機として動作させる場合では、電流の流れが異なるが、ここでは、回転電機1000を電動機として動作させる場合について説明する。
5:界磁巻線、6:回転子、9:プーリ、10:ハウジング、31:固定子巻線、
32:固定子鉄心、71:フロント側ベアリング、72:リヤ側ベアリング、
100:ブラシ、110:回転センサ、120:界磁用電力半導体モジュール、
121:電力半導体モジュール、121U:U相電力半導体モジュール、
121V:V相電力半導体モジュール、121W:W相電力半導体モジュール、
122:平滑コンデンサ、123:フィルタコア、124:制御基板、
125:正極側導体、126:フィルタコンデンサ、127:フィルタコイル、
130:カバー、131:ケース、136:ヒューズ、140:金属筐体、
141:フィン、150:ポッティング材、175:交流端子、176:信号端子、
177:放熱面、183、190、192、195:正極側端子、
184、191、194、196:負極側端子、200:回転電機本体、
211:バスバー、300:電力供給ユニット、500:バッテリ、
503:正極側ケーブル、504:負極側ケーブル、1000:回転電機。
Claims (3)
- バッテリと、前記バッテリから電力が供給される回転電機本体と、前記回転電機本体に前記回転電機本体の軸方向に並置されて一体に固定され、前記回転電機本体に供給する制御電力を出力する電力供給ユニットとを備えた回転電機であって、
前記電力供給ユニットは、少なくとも電力半導体モジュールおよび平滑用コンデンサを含み、前記回転電機本体に制御電力を供給するパワー回路部と、前記パワー回路部を制御する制御回路部と、平板状のバスバーで形成され、前記バッテリの正極側端子と前記パワー回路部および前記制御回路部における電子部品の正極側端子とを接続する単一の導体と、前記導体の一部を包囲するフィルタコイルと、前記パワー回路部および前記制御回路部の電子部品を収容するとともに、前記バッテリの負極側端子と前記パワー回路部および前記制御回路部における電子部品の負極側端子とを接続する金属筐体とを有し、
前記パワー回路部に接続された前記導体における一部の断面積を狭くし、前記パワー回路部に短絡電流が流れた場合に溶断するヒューズを形成したことを特徴とする回転電機。 - 前記フィルタコイルは、2つのU字状のコア部材の組み合わせ、またはU字状のコア部材とI字状のコア部材の組み合わせ、または2つのL字状のコア部材の組み合わせから構成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 前記導体が絶縁性樹脂により埋められていることを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機。
Priority Applications (1)
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JP2020105869A JP6934985B1 (ja) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2020105869A JP6934985B1 (ja) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 回転電機 |
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JP6934985B1 true JP6934985B1 (ja) | 2021-09-15 |
JP2022001002A JP2022001002A (ja) | 2022-01-04 |
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Family Applications (1)
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JP2020105869A Active JP6934985B1 (ja) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 回転電機 |
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2020
- 2020-06-19 JP JP2020105869A patent/JP6934985B1/ja active Active
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