Система вращающейся электрической машины

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении эффективности охлаждения. Система вращающейся электрической машины как одно целое включает в себя вращающуюся электрическую машину, размещенную в первой камере корпуса, и полупроводниковый модуль, размещенный во второй камере корпуса и электрически соединенный с вращающейся электрической машиной. Вращающаяся электрическая машина содержит статор, прикрепленный к внутренней круговой поверхности первой камеры, и ротор, расположенный с возможностью вращения относительно статора. Система вращающейся электрической машины дополнительно содержит охладитель, расположенный между донным участком второй камеры и полупроводниковым модулем, чтобы охлаждать полупроводниковый модуль и статор посредством хладагента, который протекает по внутренней части охладителя.8 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к системе вращающейся электрической машины, которая как неотъемлемую часть включает в себя вращающуюся электрическую машину и полупроводниковый модуль, соединенный с вращающейся электрической машиной.

Уровень техники

[0002] JP2005-224008A раскрывает систему вращающейся электрической машины, которая как неотъемлемую часть включает в себя электромотор в качестве вращающейся электрической машины и устройство инвертора, которое преобразует постоянный ток в переменный ток для подачи к этому электромотору.

[0003] В этой системе вращающейся электрической машины охлаждающие каналы для охлаждения статора мотора располагаются в корпусе, который размещает мотор, охладитель для охлаждения полупроводникового модуля инверторного устройства устанавливается на корпус в состоянии размещения в огороженном пространстве. Охладитель соединяется с охлаждающими каналами на стороне выше по потоку и стороне ниже по потоку. Охлаждающая жидкость, подаваемая из охлаждающего канала на стороне выше по потоку к охладителю, проходит по внутренней части охладителя, чтобы выпускаться в охлаждающий канал на стороне ниже по потоку.

Сущность изобретения

[0004] В вышеописанной системе вращающейся электрической машины охлаждающие каналы не располагаются ниже инверторного устройства, и охладитель инверторного устройства конфигурируется, чтобы охлаждать только полупроводниковый модуль, таким образом, статор мотора, расположенный ниже инверторного устройства, не может быть охлажден. Следовательно, система вращающейся электрической машины предшествующего уровня техники имеет конфигурацию, которая не может эффективно охлаждать статор мотора. Снижение эффективности охлаждения статора может ограничивать выходную мощность мотора в зависимости от рабочего состояния мотора.

[0005] Целью настоящего изобретения является предоставление системы вращающейся электрической машины, которая обеспечивает эффективное охлаждение как полупроводникового модуля, так и статора вращающейся электрической машины без увеличения размера системы.

[0006] Согласно аспекту этого изобретения система вращающейся электрической машины в целом виде включает в себя вращающуюся электрическую машину, размещенную в первой камере корпуса, и полупроводниковый модуль, размещенный во второй камере корпуса и электрически соединенный с вращающейся электрической машиной. Вращающаяся электрическая машина включает в себя статор, прикрепленный к внутренней круговой поверхности первой камеры, и ротор, расположенный с возможностью вращения относительно статора. Система вращающейся электрической машины дополнительно включает в себя охладитель, расположенный между донным участком второй камеры и полупроводниковым модулем, чтобы охлаждать полупроводниковый модуль и статор посредством хладагента, который протекает по внутренней части охладителя.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг. 1 - это схематичный чертеж конфигурации системы вращающейся электрической машины согласно первому варианту осуществления.

Фиг. 2 - это вид в перспективе системы вращающейся электрической машины в состоянии, когда полупроводниковый модуль не установлен.

Фиг. 3 - это вид в перспективе системы вращающейся электрической машины в состоянии, когда полупроводниковый модуль установлен.

Фиг. 4 - это часть вида в вертикальном разрезе системы вращающейся электрической машины.

Фиг. 5 - это часть вида в вертикальном разрезе системы вращающейся электрической машины согласно второму варианту осуществления.

Фиг. 6A - это часть вида в вертикальном разрезе системы вращающейся электрической машины согласно третьему варианту осуществления.

Фиг. 6B - это часть вида в вертикальном разрезе системы вращающейся электрической машины в состоянии, когда полупроводниковый модуль установлен.

Фиг. 7 - это часть вида в вертикальном разрезе системы вращающейся электрической машины согласно четвертому варианту осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления

[0008] Далее в данном документе варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи и т.п.

[0009] (Первый вариант осуществления)

Последующее раскрытие описывает систему 100 вращающейся электрической машины согласно первому варианту осуществления со ссылкой на фиг. 1. Фиг. 1 - это схематичный чертеж конфигурации системы 100 вращающейся электрической машины согласно первому варианту осуществления.

[0010] Система 100 вращающейся электрической машины, иллюстрированная на фиг. 1, является системой, установленной, например, в электрическом транспортном средстве или гибридном транспортном средстве.

[0011] Система 100 вращающейся электрической машины включает в себя аккумулятор 20 в качестве источника питания, электромотор 30 в качестве источника привода, который приводит в движение колеса, и инвертор 10, электрически соединенный с аккумулятором 20 и мотором 30. Система 100 вращающейся электрической машины конфигурируется, чтобы приводить в действие мотор 30 с помощью электрической мощности, разряжаемой из аккумулятора 20, и заряжать аккумулятор 20 с помощью электрической мощности, генерируемой мотором 30.

[0012] Аккумулятор 20, который является перезаряжаемой и разряжаемой аккумуляторной батареей, состоит, например, из литиево-ионного аккумулятора.

[0013] Электромотор 30 является трехфазным AC-электромотором, который включает в себя клемму U-фазы, клемму V-фазы и клемму W-фазы. Мотор 30, который является тем, что называется вращающейся электрической машиной, функционирует в качестве источника привода при обычной работе и функционирует в качестве электрогенератора при рекуперации.

[0014] Инвертор 10 является устройством преобразования мощности, электрически подключенным между аккумулятором 20 и мотором 30. Инвертор 10 преобразует DC-мощность аккумулятора 20 в AC-мощность, чтобы подавать AC-мощность к мотору 30 при обычной работе. Инвертор 10 преобразует AC-мощность от мотора 30 в DC-мощность, чтобы подавать DC-мощность к аккумулятору 20 при рекуперации.

[0015] Инвертор 10 включает в себя линию 11 питания положительной стороны и линию 12 питания отрицательной стороны. Линия 11 питания положительной стороны соединяется с положительным электродом аккумулятора 20 через релейный переключатель 15. Линия 12 питания отрицательной стороны соединяется с отрицательным электродом аккумулятора 20.

[0016] Между линией 11 питания положительной стороны и линией 12 питания отрицательной стороны подсоединяется конденсатор 14, который сглаживает напряжение между аккумулятором 20 и инвертором 10. Конденсатор 14 соединяется параллельно аккумулятору 20.

[0017] Инвертор 10 дополнительно включает в себя полупроводниковый модуль 13, включающий в себя шесть переключающих элементов S1-S6. Каждый из переключающих элементов S1-S6 полупроводникового модуля 13 (модуля питания) включает в себя биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) и выпрямительный диод, который предоставляет возможность протекания тока в направлении, противоположном IGBT.

[0018] Между линией 11 питания положительной стороны и линией 12 питания отрицательной стороны переключающие элементы S1 и S2 присоединяются последовательно в качестве элементов для U-фазы, переключающие элементы S3 и S4 присоединяются последовательно в качестве элементов для V-фазы, и переключающие элементы S5 и S6 присоединяются последовательно в качестве элементов для W-фазы.

[0019] Клемма U-фазы мотора 30 присоединяется к соединительному участку, где переключающий элемент S1 присоединяется к переключающему элементу S2. Кроме того, клемма V-фазы мотора 30 присоединяется к соединительному участку, где переключающий элемент S3 присоединяется к переключающему элементу S4. Клемма W-фазы мотора 30 присоединяется к соединительному участку, где переключающий элемент S5 присоединяется к переключающему элементу S6.

[0020] Включение/выключение вышеописанных шести переключающих элементов S1-S6 управляется на основе управляющего сигнала от контроллера 50. Например, контроллер 50 состоит из микрокомпьютера, включающего в себя центральный процессор (CPU), постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM) и интерфейс ввода/вывода (I/O-интерфейс).

[0021] Сигналы обнаружения датчика 51 тока, который обнаруживает ток U-фазы, датчика 52 тока, который обнаруживает ток V-фазы, и датчика 53 тока, который обнаруживает ток W-фазы, вводятся в контроллер 50. Отличные от этих сигналов, сигналы обнаружения от датчика напряжения, который обнаруживает напряжение аккумулятора 20, датчика скорости вращения, который обнаруживает скорость вращения мотора 30, и аналогичного датчика вводятся в контроллер 50.

[0022] Контроллер 50 генерирует сигналы широтно-импульсной модуляции (PWM-сигналы) на основе, например, вышеописанных сигналов обнаружения и командного значения крутящего момента от контроллера транспортного средства (не иллюстрирован), чтобы выполнять управление переключением для переключающих элементов S1-S6 полупроводникового модуля 13 посредством PWM-сигналов.

[0023] Как иллюстрировано на фиг. 2 и 3, в системе 100 вращающейся электрической машины мотор 30 в качестве вращающейся электрической машины и инвертор 10, электрически соединенный с мотором 30, целиком размещаются посредством корпуса 60.

[0024] Как иллюстрировано на фиг. 2, корпус 60 конфигурируется, как контейнерный элемент, отлитый, например, из алюминиевого сплава. Корпус 60 включает в себя камеру 61 для мотора в качестве первой камеры, которая размещает мотор 30, и камеру 62 для инвертора в качестве второй камеры, которая размещает инвертор 10.

[0025] Камера 61 для мотора формируется в качестве пространства (пространства цилиндрической формы), соответствующего внешней форме мотора 30. Камера 62 для инвертора формируется как пространство (пространство в форме ящика), имеющее донный участок 62A и участок 62B боковой стенки. Камера 61 для мотора и камера 62 для инвертора размещаются бок о бок в вертикальном направлении. После того как инвертор 10 устанавливается в камеру 62 для инвертора, верхний проем камеры 62 для инвертора может быть загорожен элементом крышки (не иллюстрирован).

[0026] Мотор 30 включает в себя статор 31, прикрепленный к внутренней круговой поверхности 61A камеры 61 для мотора, и ротор 32, расположенный внутри статора 31 с возможностью вращения относительно статора 31.

[0027] Ротор 32 включает в себя вращающийся вал 32A и сердечник 32B ротора, установленный на внешней окружности вращающегося вала 32A. Сердечник 32B ротора является цилиндрическим элементом, состоящим из наслоения множества электромагнитных стальных пластин. Некоторые постоянные магниты располагаются внутри сердечника 32B ротора.

[0028] Статор 31 формируется в кольцеобразную форму, так, чтобы окружать внешнюю окружность ротора 32. Статор 31 закрепляется в камере 61 для мотора так, что внешняя периферийная поверхность статора 31 приклеивается к внутренней круговой поверхности 61A камеры 61 для мотора с помощью такого способа как тепловая посадка. Статор 31 включает в себя множество зубчатых участков. Катушка U-фазы, катушка V-фазы и катушка W-фазы наматываются вокруг этих зубчатых участков по порядку.

[0029] Как иллюстрировано на фиг. 3, камера 62 для инвертора корпуса 60 размещает инвертор 10. Т.е. в камере 62 для инвертора располагаются полупроводниковый модуль 13, конденсатор 14, контроллер 50 и т.д., которые составляют инвертор 10.

[0030] Полупроводниковый модуль 13, включающий в себя переключающие элементы S1-S6, устанавливается на донный участок 62A (донную поверхность) камеры 62 для инвертора через охладитель 70. Для того, чтобы облегчать сборку системы 100 вращающейся электрической машины, охладитель 70 прикрепляется к донному участку 62A камеры 62 для инвертора посредством крепежных механизмов, таких как болты, в состоянии, когда полупроводниковый модуль 13 установлен на охладитель 70. Охладитель 70 является охлаждающим механизмом, который охлаждает полупроводниковый модуль 13, вырабатывающий тепло при управлении переключением. Охладитель 70 будет описан позже подробно со ссылкой на фиг. 4.

[0031] Полупроводниковый модуль 13 размещается в камере 62 для инвертора, в состоянии, когда полупроводниковый модуль 13 помещен на охладитель 70. Соединительные участки U-фазы, V-фазы и W-фазы полупроводникового модуля 13 электрически соединяются с клеммами U-фазы, V-фазы и W-фазы мотора 30 через сборные шины 41, 42 и 43 U-фазы, V-фазы и W-фазы, соответственно. На сборных шинах 41, 42 и 43 U-фазы, V-фазы и W-фазы располагаются датчики 51, 52 и 53 тока, соответствующие соответствующим фазам.

[0032] Участок 62B боковой стенки камеры 62 для инвертора имеет сквозное отверстие 62C на заднем торце корпуса 60. Камера 61 для мотора имеет задний торец, сформированный в качестве открытого торца. Сборные шины 41, 42 и 43 U-фазы, V-фазы и W-фазы соединяются с мотором 30 и полупроводниковым модулем 13 через сквозное отверстие 62C участка 62B боковой стенки и открытый торец камеры 61 для мотора.

[0033] В вышеописанной системе 100 вращающейся электрической машины, когда мотор 30 приводится в действие, статор 31 мотора 30 и полупроводниковый модуль 13 инвертора 10 формируют тепло. Следовательно, система 100 вращающейся электрической машины включает в себя охлаждающий механизм, который охлаждает статор 31 мотора 30 и полупроводниковый модуль 13 инвертора 10.

[0034] Последующее раскрытие описывает охлаждающий механизм системы 100 вращающейся электрической машины со ссылкой на фиг. 4. Фиг. 4 - это часть вида в вертикальном разрезе системы 100 вращающейся электрической машины.

[0035] Как иллюстрировано на фиг. 4, система 100 вращающейся электрической машины согласно этому варианту осуществления включает в себя путь 63 охлаждения и охладитель 70 в качестве охлаждающего механизма.

[0036] Путь 63 охлаждения формируется в корпусе 60 вокруг статора 31 мотора 30. Путь 63 охлаждения формируется, чтобы протягиваться в направлении вала вращения вдоль внешней окружности статора 31. Путь 63 охлаждения является каналом, где протекает охлаждающая жидкость (хладагент). Охлаждающая жидкость протекает по пути 63 охлаждения, чтобы охлаждать статор 31 рядом с путем 63 охлаждения. Таким образом, путь 63 охлаждения конфигурируется в качестве охлаждающего механизма для охлаждения статора 31 мотора 30. Множество путей 63 охлаждения могут быть расположены вокруг статора 31. Путь 63 охлаждения может быть сконфигурирован в качестве одного канала, расположенного так, чтобы протягиваться вдоль периферийной области статора 31.

[0037] Следует отметить, что хладагент, который протекает по пути 63 охлаждения, необязательно является охлаждающей жидкостью. Хладагент может быть жидкостью, такой как масло, или газом, таким как воздух.

[0038] Охладитель 70 располагается так, чтобы вставляться (быть расположенным посредине) между донным участком 62A камеры 62 для инвертора и полупроводниковым модулем 13. Охладитель 70, который является элементом в форме прямоугольной пластины, внутренне включает в себя множество путей 71 протекания. Путь 71 протекания формируется как канал, сконфигурированный, чтобы протягиваться в направлении вала вращения мотора 30.

[0039] Множество путей 71 протекания располагаются бок о бок в направлении (поперечном направлении мотора), перпендикулярном направлению вала вращения, и каждый располагается параллельно. Путь 71 протекания охладителя 70 является каналами, где протекает охлаждающая жидкость (хладагент). Охлаждающая жидкость протекает по пути 71 протекания, чтобы охлаждать и полупроводниковый модуль 13 инвертора 10, и статор 31 мотора 30.

[0040] Таким образом, охладитель 70 конфигурируется в качестве охлаждающего механизма, который обеспечивает охлаждение не только полупроводникового модуля 13 инвертора 10, расположенного выше охладителя 70, но также статора 31 мотора 30, расположенного ниже охладителя 70. Охладитель 70 охлаждает полупроводниковый модуль 13 и статор 31, таким образом, объем и форма пути 71 протекания проектируются, чтобы иметь возможность охлаждать оба элемента: полупроводниковый модуль 13 и статор 31. Следует отметить, что путь 71 протекания может быть сконфигурирован как один канал, сформированный, чтобы протягиваться с изгибанием вдоль нижней поверхности полупроводникового модуля 13.

[0041] В этом варианте осуществления охладитель 70 и путь 63 охлаждения конфигурируются так, что охлаждающая жидкость, которая втекает в пути 71 протекания из впускного участка охладителя 70, протекает по путям 71 протекания, чтобы втекать в путь 63 охлаждения через выпускной участок охладителя 70. Затем, охлаждающая жидкость, которая протекла по пути 63 охлаждения, охлаждается посредством механизма теплового излучения (не иллюстрирован), чтобы подаваться снова к охладителю 70. Таким образом, охлаждающая жидкость, которая протекает через пути 71 протекания охладителя 70, и охлаждающая жидкость, которая протекает через путь 63 охлаждения, используются совместно. Допустимая верхняя предельная температура полупроводникового модуля 13 ниже допустимой верхней предельной температуры статора 31, таким образом, в случае, когда охлаждающая жидкость используется совместно, предпочтительно, чтобы охлаждающая жидкость, охлажденная посредством механизма теплового излучения, подавалась к охладителю 70 раньше пути 63 охлаждения.

[0042] Следует отметить, что охлаждающая жидкость совместно используется в этом варианте осуществления, однако различные источники подачи охлаждающей жидкости могут быть использованы, чтобы отдельно подавать охлаждающую жидкость к охладителю 70 и пути 63 охлаждения.

[0043] Как описано выше, охлаждающий механизм для системы 100 вращающейся электрической машины включает в себя путь 63 охлаждения и охладитель 70. Охладитель 70 охлаждает и полупроводниковый модуль 13, и статор 31, таким образом, путь 63 охлаждения располагается в корпусе 60 так, чтобы избегать части (непосредственно под охладителем 70), расположенной между охладителем 70 и статором 31. Это может устранять перекрывание диапазона охлаждения пути 63 охлаждения и диапазона охлаждения охладителя 70.

[0044] Вышеописанная система 100 вращающейся электрической машины первого варианта осуществления может получать следующий результат.

[0045] Система 100 вращающейся электрической машины включает в себя охладитель 70 отдельно от пути 63 охлаждения для охлаждения статора, сформированного в корпусе 60. Охладитель 70 размещается посредине между донным участком 62A камеры 62 для инвертора и полупроводниковым модулем 13. Охладитель 70 конфигурируется, чтобы охлаждать и полупроводниковый модуль 13 инвертора 10, и статор 31 мотора 30 посредством охлаждающей жидкости, которая протекает по внутренней части охладителя 70.

[0046] Охладитель 70 используется как для охлаждающего механизма полупроводникового модуля 13, так и охлаждающего механизма статора 31, таким образом, возможно обеспечивать эффективное охлаждение полупроводникового модуля 13 и статора 31 без увеличения размера системы 100 вращающейся электрической машины. Следовательно, это гарантирует работу мотора 30 с высокой выходной мощностью в течение длительного времени.

[0047] Промежуточное положение охладителя 70 в качестве элемента в форме пластины между полупроводниковым модулем 13 и статором 31 обеспечивает усиление донного участка 62A камеры 62 для инвертора и обеспечивает прочность корпуса, даже если донный участок 62A конфигурируется тонким до некоторой степени.

[0048] Следует отметить, что охладитель 70 конфигурируется, чтобы охлаждать полупроводниковый модуль 13, который составляет часть инвертора 10, однако, охладитель 70 может быть сконфигурирован, чтобы охлаждать полупроводниковый модуль электрического компонента (такого как преобразователь), соединенного с мотором 30, отличного от инвертора 10.

[0049] В системе 100 вращающейся электрической машины путь 63 охлаждения для охлаждения статора располагается в корпусе 60 вокруг статора 31. В пути 63 охлаждения и охладителе 70 охлаждающая жидкость, которая протекает по пути 63 охлаждения, и охлаждающая жидкость, которая протекает через охладитель 70, используются совместно. Таким образом, совместное использование охлаждающей жидкости также обеспечивает совместное использование, например, источника подачи охлаждающей жидкости и механизма теплового излучения охлаждающей жидкости. Возможно сдерживать увеличение размера системы 100 вращающейся электрической машины.

[0050] Кроме того, в системе 100 вращающейся электрической машины, путь 63 охлаждения формируется в корпусе 60 так, чтобы избегать части (непосредственно под охладителем 70), расположенной между охладителем 70 и статором 31. Это может устранять перекрывание диапазона охлаждения пути 63 охлаждения и диапазона охлаждения охладителя 70, таким образом обеспечивая эффективное охлаждение статора 31 и полупроводникового модуля 13, в то же время пресекая увеличение размера системы 100 вращающейся электрической машины.

[0051] (Второй вариант осуществления)

Последующее раскрытие описывает систему 100 вращающейся электрической машины согласно второму варианту осуществления со ссылкой на фиг. 5.

[0052] Система 100 вращающейся электрической машины согласно второму варианту осуществления отличается от системы первого варианта осуществления в том, что улучшающий перенос тепла элемент 80 вставляется между охладителем 70 и донным участком 62A камеры 62 для инвертора. Следует отметить, что последующие варианты осуществления используют идентичные ссылочные номера для компонентов, которые имеют функции, идентичные функциям первого варианта осуществления, и, следовательно, такие элементы могут не уточняться дополнительно здесь.

[0053] Как иллюстрировано на фиг. 5, в системе 100 вращающейся электрической машины согласно второму варианту осуществления, улучшающий перенос тепла элемент 80 располагается (помещается посредине) между охладителем 70 и донным участком 62A камеры 62 для инвертора.

[0054] Улучшающий перенос тепла элемент 80 является слоем смазки, сформированным так, что смазка применяется между нижней торцевой поверхностью охладителя 70 и донным участком 62A камеры 62 для инвертора, или упругим телом, имеющим теплопроводность выше теплопроводности воздуха. Упругое тело размещается между нижней торцевой поверхностью охладителя 70 и донным участком 62A камеры 62 для инвертора.

[0055] В системе 100 вращающейся электрической машины согласно второму варианту осуществления помещение улучшающего перенос тепла элемента 80 между охладителем 70 и донным участком 62A обеспечивает не имеющие зазора прикосновения охладителя 70 и улучшающего перенос тепла элемента 80, и донного участка 62A и улучшающего перенос тепла элемента 80. Это обеспечивает уменьшение термического сопротивления между соответствующими элементами, чтобы более эффективно охлаждать статор 31 мотора 30 посредством охладителя 70.

[0056] Следует отметить, что во втором варианте осуществления улучшающий перенос тепла элемент 80 размещается между охладителем 70 и донным участком 62A, однако обработка поверхности для уменьшения шероховатости поверхности может быть выполнена, по меньшей мере, по одной поверхности из нижней торцевой поверхности (установочной поверхности) охладителя 70 и поверхности донного участка камеры 62 для инвертора вместо размещения улучшающего перенос тепла элемента 80.

[0057] Таким образом, выполнение обработки поверхности обеспечивает неимеющее зазора соприкосновение охладителя 70 и донного участка 62A, чтобы увеличивать площадь соприкосновения обоих элементов. Это обеспечивает уменьшение термического сопротивления между охладителем 70 и донным участком 62A. Следовательно, возможно более эффективно охлаждать статор 31 посредством охладителя 70 даже без улучшающего перенос тепла элемента 80.

[0058] Поверхность корпуса 60, сформированная посредством отливки, имеет тенденцию огрубляться. Таким образом, предпочтительно, чтобы обработка поверхности для уменьшения шероховатости поверхности выполнялась по поверхности донного участка 62A камеры 62 для инвертора, сформированной как часть корпуса 60, в случае, когда обработка поверхности выполняется только по одному из охладителя 70 и донного участка 62A.

[0059] Кроме того, в случае, когда обработка поверхности выполняется на по меньшей мере одном из охладителя 70 и донного участка 62A, улучшающий перенос тепла элемент 80 может быть размещен между охладителем 70 и донным участком 62A.

[0060] (Третий вариант осуществления)

Последующее раскрытие описывает систему 100 вращающейся электрической машины согласно третьему варианту осуществления со ссылкой на фиг. 6A и фиг. 6B.

[0061] Система 100 вращающейся электрической машины согласно третьему варианту осуществления отличается от систем первого и второго вариантов осуществления в способе установки охладителя 70.

[0062] Как иллюстрировано на фиг. 6A, охладитель 70 перед прикреплением к донному участку 62A корпуса 60 конфигурируется как элемент в форме пластины, изогнутый в поперечном направлении мотора. Т.е. нижняя торцевая поверхность (установочная поверхность) охладителя 70 имеет изогнутую форму, где центральный участок в поперечном направлении мотора выступает по направлению к донному участку 62A камеры 62 для инвертора. Поскольку охладитель 70 имеет относительно простую форму пластины, охладитель 70 может быть изготовлен с помощью такого способа как экструзионное формование.

[0063] Как иллюстрировано на фиг. 6B, охладитель 70 изогнутой формы помещается на донный участок 62A камеры 62 для инвертора. После этого охладитель 70 прикрепляется к донному участку 62A посредством множества болтов 90 в качестве крепежных механизмов.

[0064] Эти болты 90 размещаются вдоль внешнего края охладителя 70. Болты 90 размещаются, по меньшей мере, в четырех углах охладителя 70, который имеет форму прямоугольной пластины, однако, болты 90 могут быть размещены вдоль внешнего периметра охладителя 70 в дополнение к четырем углам. Болты 90 свинчиваются с резьбовыми отверстиями донного участка 62A через отверстия для вставки болтов охладителя 70. Это плотно прикрепляет охладитель 70 к донному участку 62A в состоянии, когда охладитель 70 деформируется из изогнутой формы в форму плоской пластины.

[0065] В системе 100 вращающейся электрической машины согласно третьему варианту осуществления, охладитель 70, имеющий форму, изогнутую в поперечном направлении мотора, плотно прикрепляется к донному участку 62A камеры 62 для инвертора посредством множества болтов 90, расположенных вдоль внешнего края этого охладителя 70.

[0066] Таким образом, плотное крепление обеспечивает плотное соприкосновение охладителя 70 и донного участка 62A в состоянии, которое сохраняет высокое контактное поверхностное давление даже в центральном участке охладителя 70, не только поблизости от болтов 90. Это обеспечивает неимеющее зазоров соприкосновение охладителя 70 и донного участка 62A, чтобы уменьшать термическое сопротивление между обоими элементами. Следовательно, представляется возможным более эффективно охлаждать статор 31 мотора 30 с помощью охладителя 70.

[0067] Когда статор 31 размещается в камере 61 для мотора корпуса 60 посредством горячей посадки, поверхность донного участка 62A камеры 62 для инвертора изгибается в поперечном направлении мотора, соответствующем внешней периферийной форме статора 31. Т.е. донный участок 62A имеет изогнутую форму, где центральный участок в поперечном направлении мотора выступает в сторону охладителя 70.

[0068] Таким образом, когда донный участок 62A имеет изогнутую форму, охладитель 70 может быть элементом в форме плоской пластины, а не элементом в форме изогнутой пластины. Прикрепление охладителя 70 к донному участку 62A, который изгибается в поперечном направлении мотора, посредством множества болтов 90, которые размещаются вдоль внешнего края охладителя 70, также обеспечивает плотное соприкосновение охладителя 70 и донного участка 62A в состоянии, которое сохраняет высокое контактное поверхностное давление. Следовательно, представляется возможным более эффективно охлаждать статор 31 мотора 30 с помощью охладителя 70.

[0069] В вышеописанной системе 100 вращающейся электрической машины третьего варианта осуществления улучшающий перенос тепла элемент, описанный во втором варианте осуществления, может быть расположен между охладителем 70 и донным участком 62A, и обработка поверхности, описанная во втором варианте осуществления, может быть выполнена на охладителе 70 и донном участке 62A.

[0070] (Четвертый вариант осуществления)

Последующее раскрытие описывает систему 100 вращающейся электрической машины согласно четвертому варианту осуществления со ссылкой на фиг. 7.

[0071] Система 100 вращающейся электрической машины согласно четвертому варианту осуществления отличается от систем первого-третьего вариантов осуществления тем, что часть охладителя 70 выставляется в камеру 61 для мотора.

[0072] Как иллюстрировано на фиг. 7, вдавленная канавка 64, где зацепляется охладитель 70, и соединительное отверстие 65, через которое камера 62 для инвертора сообщается с камерой 61 для мотора, формируются в донном участке 62A камеры 62 для инвертора.

[0073] Охладитель 70 размещается во вдавленной канавке 64 донного участка 62A таким способом как прессовая посадка или горячая посадка. В таком размещенном состоянии часть охладителя 70 выставляется в камеру 61 для мотора через соединительное отверстие 65. Выставленная часть, которая выставляется через соединительное отверстие 65, охладителя 70 формируется как вдавленный участок 72, вдавленный в соответствии с внешней периферийной формой статора 31 мотора 30. Вдавленный участок 72 охладителя 70 конфигурируется так, чтобы контактировать со статором 31.

[0074] В системе 100 вращающейся электрической машины согласно четвертому варианту осуществления вдавленный участок 72 (выставленная часть) охладителя 70 выставляется в камеру 61 для мотора через соединительное отверстие 65 и соприкасается с внешней периферийной поверхностью статора 31. Это обеспечивает непосредственное охлаждение статора 31 мотора 30 через охладитель 70. Следовательно, представляется возможным более эффективно охлаждать статор 31 мотора 30 с помощью охладителя 70.

[0075] Следует отметить, что выставленная часть на нижней торцевой поверхности охладителя 70 может быть сформирована как плоская поверхность. В этом случае часть внешней периферийной поверхности статора 31 формируется как плоская поверхность, так что нижняя торцевая поверхность, которая выставляется через соединительное отверстие 65, охладителя 70 соприкасается с внешней периферийной поверхностью статора 31.

[0076] В вышеописанной системе 100 вращающейся электрической машины четвертого варианта осуществления улучшающий перенос тепла элемент, описанный во втором варианте осуществления, может быть расположен между охладителем 70 и статором 31, и обработка поверхности, описанная во втором варианте осуществления, может быть выполнена на охладителе 70 и статоре 31.

[0077] Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные выше, являются просто иллюстрацией некоторых примеров применения настоящего изобретения, а не сущности, чтобы ограничивать технические рамки настоящего изобретения конкретными конструкциями вышеописанных вариантов осуществления.

[0078] В то время как вышеописанные соответствующие варианты осуществления описываются как единственный вариант осуществления, они могут быть скомбинированы при необходимости.

1. Система вращающейся электрической машины, содержащая как одно целое:

вращающуюся электрическую машину, размещенную в первой камере корпуса; и

полупроводниковый модуль, размещенный во второй камере корпуса и электрически соединенный с вращающейся электрической машиной;

при этом вращающаяся электрическая машина включает в себя статор, прикрепленный к внутренней круговой поверхности первой камеры, и ротор, расположенный с возможностью вращения относительно статора, и

система вращающейся электрической машины дополнительно содержит охладитель, расположенный между донным участком второй камеры, размещенной выше первой камеры, и нижним участком полупроводникового модуля, чтобы охлаждать полупроводниковый модуль и статор посредством хладагента, который протекает по внутренней части охладителя.

2. Система вращающейся электрической машины по п. 1,

в которой корпус включает в себя путь охлаждения, расположенный вокруг статора, чтобы охлаждать статор посредством хладагента, который протекает внутри пути охлаждения, и

хладагент, который протекает по пути охлаждения, и хладагент, который протекает через охладитель, используются совместно.

3. Система вращающейся электрической машины по п. 2,

в которой путь охлаждения сформирован в корпусе так, чтобы избегать части, расположенной между охладителем и статором.

4. Система вращающейся электрической машины по любому из пп. 1-3,

в которой улучшающий перенос тепла элемент расположен между донным участком второй камеры и охладителем.

5. Система вращающейся электрической машины по любому из пп. 1-3,

в которой обработка поверхности для уменьшения шероховатости поверхности выполняется на по меньшей мере одном из донного участка второй камеры и торцевой поверхности донного участка охладителя.

6. Система вращающейся электрической машины по любому из пп. 1-3,

в которой одно из донного участка второй камеры и торцевой поверхности донного участка охладителя имеет изогнутую форму, центральный участок которого выступает к другому участку, и

охладитель плотно прикрепляется к донному участку посредством множества крепежных механизмов, размещенных вдоль внешнего края охладителя.

7. Система вращающейся электрической машины по любому из пп. 1-3,

в которой соединительное отверстие, через которое вторая камера сообщается с первой камерой, сформировано в донном участке второй камеры, и

охладитель выполнен с возможностью контактировать со статором через соединительное отверстие.

8. Система вращающейся электрической машины по любому из пп. 1-3,

в которой охладитель сконфигурирован как элемент в форме пластины, который имеет путь протекания, по которому протекает хладагент.

9. Система вращающейся электрической машины по любому из пп. 1-3,

в которой полупроводниковый модуль является модулем, который составляет часть инвертора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам охлаждения электродвигателя. В изобретении предусмотрена возможность охлаждения электродвигателя за счет того, что корпус (106) электродвигателя (100) содержит наружную оболочку (108), внутреннюю оболочку (110) и канал (116) для охлаждающей жидкости, расположенный между внутренней оболочкой (108) корпуса и наружной оболочкой (110) корпуса, при этом внутренняя оболочка корпуса имеет первое отверстие (128), обеспечивающее возможность прохода воздуха из воздушного канала (122) в роторе электродвигателя между внутренней оболочкой (108) корпуса и наружной оболочкой (110) корпуса, через канал (116) для охлаждающей жидкости.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для охлаждения. Техническим результатом является уменьшение непреднамеренного выхода протекающей в охлаждающей рубашке текучей среды при различных рабочих состояниях.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении конструкции охлаждения.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Мехатронной тяговый модуль содержит корпус с жидкостным охлаждением, в котором расположены электрическая машина и силовой преобразователь, выполненный с использованием дискретных IGBT транзисторов и диодов и/или транзисторно-диодных модулей.

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к системам охлаждения. Технический результат - повышение эффективности теплоотдачи от обмоток возбуждения.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных маслозаполненных электродвигателях. Технический результат - улучшение теплообмена, уменьшение риска заклинивания вала электродвигателя из-за продуктов механического износа.

Изобретение касается электрической машины (1, 51), в частности асинхронной машины, и её системы охлаждения. Технический результат - повышение эффективности охлаждения машины.

Изобретение касается динамоэлектрической машины. Технический результат - повышение эффективности охлаждения и упрощение конструкции.

Изобретение относится к электротехнике, к электромашиностроению. Технический результат состоит в повышении удельной мощности и долговечности за счет использования эффективной системы охлаждения.

Изобретение касается электрической машины с жидкостным охлаждением. Технический результат - повышение эффективности охлаждения.

Изобретение относится к средствам охлаждения электродвигателя. В изобретении предусмотрена возможность охлаждения электродвигателя за счет того, что корпус (106) электродвигателя (100) содержит наружную оболочку (108), внутреннюю оболочку (110) и канал (116) для охлаждающей жидкости, расположенный между внутренней оболочкой (108) корпуса и наружной оболочкой (110) корпуса, при этом внутренняя оболочка корпуса имеет первое отверстие (128), обеспечивающее возможность прохода воздуха из воздушного канала (122) в роторе электродвигателя между внутренней оболочкой (108) корпуса и наружной оболочкой (110) корпуса, через канал (116) для охлаждающей жидкости.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для охлаждения. Техническим результатом является уменьшение непреднамеренного выхода протекающей в охлаждающей рубашке текучей среды при различных рабочих состояниях.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении конструкции охлаждения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к синхронному генератору (301) безредукторной ветроэнергетической установки (100), содержащему наружный ротор (304) с независимым возбуждением, полюса которого выполнены в виде сердечников полюсных наконечников с обмотками возбуждения, и статор (302), при этом синхронный генератор (301) имеет наружный диаметр (344) ротора и отношение наружного диаметра статора к наружному диаметру генератора больше 0,86, в частности, больше 0,9 и, в частности, больше 0,92.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции синхронного генератора с наружным ротором для безредукторной ветроэнергетической установки. Синхронный генератор с наружным ротором содержит статор и состоящий из нескольких частей ротор с независимым возбуждением в виде сегментов, представляющих сердечники с катушками.

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям электрических машин с наружным обдувом оребренного корпуса, и может применяться, например, в асинхронных двигателях общего назначения.

Изобретение относится к области электротехники и касается корпуса электрической машины. Технический результат – повышение эффективности охлаждения.

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к системам охлаждения. Технический результат - повышение эффективности теплоотдачи от обмоток возбуждения.

Изобретение относится области электротехники, в частности к электрической машине. Технический результат – улучшение охлаждения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к охлаждаемому корпусу (16) электрической машины, включающему в себя оболочку (1) корпуса, которая может закрываться с торцов при помощи опорных щитков (14, 15), и в которой проведены несколько осевых охлаждающих каналов (2а-5b), которые сообщаются друг с другом при помощи соединительных каналов (20).

Изобретение относится к области электротехники, в частности к охлаждению электрической машины. Технический результат – улучшение охлаждения. Электрическая машина содержит корпус, имеющий первый полый цилиндрический корпусной элемент, в котором размещены статор и ротор, второй полый цилиндрический корпусной элемент, в котором размещен первый полый цилиндрический корпусной элемент, и оболочку теплообменника, размещенную между первым и вторым корпусными элементами. Оболочка теплообменника имеет направляющий элемент, проходящий по винтовой траектории вокруг оси вращения, и трубки, проходящие в осевом направлении, ведущие через направляющий элемент. Электрическая машина выполнена так, что первая охлаждающая среда может направляться в первом осевом направлении через первый корпусной элемент, причем первая охлаждающая среда может направляться между трубками по винтовой траектории вдоль соответствующего направляющего элемента во втором, противоположном первому, осевом направлении, а вторая охлаждающая среда может направляться в осевом направлении через трубки. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении эффективности охлаждения. Система вращающейся электрической машины как одно целое включает в себя вращающуюся электрическую машину, размещенную в первой камере корпуса, и полупроводниковый модуль, размещенный во второй камере корпуса и электрически соединенный с вращающейся электрической машиной. Вращающаяся электрическая машина содержит статор, прикрепленный к внутренней круговой поверхности первой камеры, и ротор, расположенный с возможностью вращения относительно статора. Система вращающейся электрической машины дополнительно содержит охладитель, расположенный между донным участком второй камеры и полупроводниковым модулем, чтобы охлаждать полупроводниковый модуль и статор посредством хладагента, который протекает по внутренней части охладителя.8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх