安装在电动车辆或混合式电动车辆中的车用旋转电机设备中，其中旋转电机以及控制旋转电动机的变换器单元被集成在一起的旋转电动机设备被小型化，并使其转矩特性和效率得以改善。由于变换器单元被由冷却扇２８形成的冷空气强力冷却，变换器单元４可被高效地冷却。则可小型化散热器４０１、４０２和４０３的热辐射鳍４０１ａ、４０２ａ和４０３ａ，并由此小型化变换器单元４，同时可提高将变换器单元４安装到后支架１９上的可安装性。另外，由于变换器单元４和旋转电机２被冷却扇２８形成的冷空气所冷却，变换器单元４的冷媒同样用作旋转电机２的冷媒（冷空气），这样简化了冷却结构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种安装在混合式电动车辆之类的电动车辆上的车用旋转电机设备，并具体地涉及一种其中旋转电机和用于控制旋转电机的变换器单元被集成在一起的车用旋转电机设备。
技术介绍
近年来，在防止全球变暖的背景下，要求减少二氧化碳的排放。汽车中二氧化碳的减少意味着燃料消耗性能的提高，同时作为其中一种解决方法，已开始寻求电动车辆(EV)或混合式电动车辆(HEV)的开发和商业应用。尤其是，安装在混合式电动车辆中的旋转电动机发电机组所要求的功能包括在车辆停下时空转停止，在减速运行时的能量再生，在加速运行时转矩辅助之类，通过这些方面的实现可提高燃料消耗性能。作为这样的旋转电机，电动机发电机组被横跨地安装在引擎的外侧，在电动机发电机组和曲柄轴皮带轮之间的皮带被伸长，并在电动机发电机组和引擎之间实现双向驱动力传递。在电动操作时，电池组的DC功率通过变换器转化成AC功率。该AC功率被提供到电动机发电机组，电动机发电机组被驱动并旋转。该旋转力通过皮带传递到引擎，然后起动引擎。另一方面，当电功率产生时，引擎的部分驱动力通过皮带被传递到电动机发电机组并产生AC功率，然后这种AC功率通过变换器被转化为DC功率并存储在电池组中(例如参阅专利文献1)专利文献1JP-A-2001-95103(图1、图2)公开了本专利技术所要解决的专利技术问题。在传统的车用旋转电机设备，由于变换器被设置在离开电动机发电机组很远距离的位置上，电气连接变换器和电动机发电机组的AC布线的布线长度变得很长。结果，由于AC布线上的布线阻抗增大，其电压降就变大，并由此产生一个问题，即导致无法提供使电动机发电机组输出所要求转矩的电功率、或电动机发电机组的旋转无法提升到所要求的转速的情况。另外，为了减小AC布线中的电压降，可以考虑的是增加AC布线的厚度以减少布线阻抗。然而，在这种情况下，具有布线重量和布线成本都显著地增加的问题。还有，要在引擎室中确保用于新添加和安装变换器及其控制装置的空间就会变得非常困难，并会产生一个问题即必须将变换器及其控制装置设置成极其小型化。本专利技术用于解决上述问题，特别是其中集成有变换器单元的车用旋转电机设备，该车用旋转电机设备中含有包括变换器单元的旋转电机，该旋转电机可被小型化且其转矩特性和效率都能得以提高。
技术实现思路
本专利技术的车用旋转电机设备包括旋转电机，它包括旋转地支承在一个端面具有吸气孔和在外缘上具有排气孔的一对支架上的轴；设置于该对支架并固定于轴的转子，该转子具有安装在内部的励磁绕组以及安装在两端的冷却扇；以及在转子的外缘处固定于该对支架以围绕转子且其上缠绕有电枢绕组的电枢铁心的电枢，以及变换器单元将电池组的DC功率转化为AC功率、将AC功率提供给电枢绕组并使转子产生旋转功率，或将产生在电枢绕组中的AC功率转化为DC功率并对电池充电，其中变换器单元具有基本上中空的圆柱形状或中空的多边形菱形状，其中包括散热器，该散热器至少在部分的外表面上具有许多热辐射鳍并设置在旋转电机的反负载侧以围绕在轴周围并通过冷却扇使冷空气在冷却旋转电机之前先冷却热辐射鳍。根据本专利技术，变换器单元一体固定于旋转电机的反负载侧，变换器单元热辐射鳍在通过冷却扇的冷空气冷却旋转电机之前被强行冷却，由此变换器单元的散热器被有效地冷却，从而将变换器单元本身小型化。结果，通过结合旋转电机和变换器单元实现很大的空间节省，而引擎室内的可安装性变得非常好，另外由于变换器单元一体地固定于旋转电机，可减少连接变换器单元和旋转电机的AC布线，从而减少AC布线上的电压降，旋转电机的转矩特性则大为提高，另外由于AC布线的减少可实现重量和成本的极大降低。具体实施例方式实施例1图1是表示变换器单元和旋转电机在本专利技术实施例1的车用旋转电机设备中集成在一起的结构的纵截面图，图2是在移除盖的情况下从后侧观察图1的变换器单元的视图，图3是其中安装有本专利技术实施例1的车用旋转电机设备的混合式电动车辆的系统电路的简略图。顺便提一下，图2的线A-A表示与图1的纵截面图对应的剖面线。在图3中旋转电机2是一个绕组励磁同步电动机发电机组并包括电枢(未图示)的电枢绕组24以及转子(未图示)的励磁绕组21。另外，该图例中的变换器4包括具有多个开关元件41和分别并联于开关元件41的二极管42以及并联于变换器模块40的电容43。变换器模块40构造成包括开关元件41和彼此并联的二极管42的对，两个这样的对彼此串联以形成一组，而三个这样的组彼此并行地设置。电枢绕组24的Y连接(星形连接)的每端通过AC绕组9电气连接(顺便说一下，在实施例1中这被省去)到彼此串联的开关元件41之间的中间点。另外，电池5的正极侧接线端和负极侧接线端通过串行布线8被分别电气连接于变换器模块40的正极侧接线端和负极侧接线端。在变换器模块40中，开关元件41的切换操作是由控制装置44控制的。该控制装置44控制励磁电流控制装置45并调节流过励磁绕组21的励磁电流。在图1中，轴16通过轴承10和11轴向支承，旋转电机2可转动地设置在包含前支架18和后支架19的壳体上并包括转子铁心20A、20B、励磁绕组21以及电枢22，电枢22中的电枢铁心23的径向端在其轴向的各端处由前支架18和后支架19支承，而且电枢22设置成围绕转子20。前支架18和后支架19通过贯穿螺栓25被固定和集成在一起。转动时电机皮带轮12被固定在从前支架18延伸出的转子20的轴16的延长端。诸冷却扇28分别沿轴向固定在转子20的两端面上。一对滑动环29被安装到轴16的后侧。另外，电刷固定器30设置于后支架19的外壁表面以定位在轴16的后侧外缘上，一对电刷31定位于电刷固定器30以与滑动环29形成滑动接触。另外，吸气孔18a和19a被设置在前支架18和后支架19的的两端面上，排气孔18b和19b被设置在前支架18和后支架19的外周面中。变换器单元4具有基本上中空的圆柱形状或多边形菱形状，通过仅切去电刷固定器30的一部分以围绕滑动环29而形成，它包括在用于从外侧连接到内侧的的电路接线端上涂覆绝缘树脂而制成的电路板4a，一体地固定在电路板4a上的内周面侧内散热器401、反后支架侧散热器402以及外周面侧散热器403。高导热性金属(例如铜或铝)可用作每个散热器401、402和403的原材料，另外如图2所示，热辐射鳍401a、402a、403a被分别设置成大致朝向中心方面径向地竖立。电路板404呈电绝缘状态被设置在散热器402的抗热辐射鳍侧表面上并容纳于变换器单元4中。开关元件41、二极管42被安装在电路板404上以组成如图3所示电路。如上所述构成的变换器4被直接安装到后支架19的端面上以围绕轴16。从电枢绕组24的Y连接端延伸出的引线201、202和203通过衬套300从后支架19延伸并直接电气连接到变换器单元4的电路板4a的连接端部分420。另外，电池5通过DC布线8电气连接到变换器单元4的功率源接线端(未图示)。安装盖50以围绕设置在后支架19和电刷固定器30的外端面上的变换器单元4，吸入孔50a设置在盖50面向热辐射鳍402a的表面上。下面将描述实施例1的如上所述构造的旋转电机设备在混合式电动车辆空转停止时的操作。首先，当空转停止开始的条件建立后，引擎(未图示)停止。当引擎重新起动的条件建立本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种车用旋转电机设备，包括：旋转电机，所述旋转电机包含旋转地由在一个端面具有吸气孔和在外缘上具有排气孔的一对支架支承的轴；设置于所述一对支架并固定于轴的转子，所述转子具有安装在内部的励磁绕组以及安装在两端的冷却扇；以及在转子的外缘处 固定于所述一对支架以围绕转子并包括其上缠绕有电枢绕组的电枢铁心的电枢，以及变换器单元，所述变换器单元将电池组的ＤＣ功率转化为ＡＣ功率，将ＡＣ功率提供给电枢绕组并使转子产生旋转功率，或将产生在电枢绕组中的ＡＣ功率转化为ＤＣ功率并对电池 充电；其中变换器单元具有基本上中空的圆柱形或中空的多边形棱柱的形状，并包括散热器，所述散热器至少在部分的外表面上具有许多热辐射鳍；并且变换器单元在旋转电机的反负载侧围绕在轴周围，并被设置成使冷却扇吸入的冷空气在冷却旋转电机之 前先冷却热辐射鳍。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：北村裕，尾淑人，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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