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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410483784.8 (22)申请日 2014.09.19 2013-194712 2013.09.19 JP H02K 11/00(2006.01) (71)申请人株式会社电装 地址日本爱知县 (72)发明人大渡信也 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人魏金霞 田军锋 (54) 发明名称 旋转电机 (57) 摘要 本发明提供一种旋转电机，该旋转电机包括： 转子；定子；包括电力元件的电源电路；控制电力 元件的控制电路；容置转子和定子的框架；散热 片，该散热片由金属制成并且连接至框架以冷却 电源电路。
2、；以及固定构件，该固定构件由金属制 成并且连接至散热片以固定控制电路。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104467291 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104467291 A 1/1页 2 1.一种旋转电机，其包括： 转子； 定子； 电源电路，所述电源电路包括电力元件； 控制电路，所述控制电路控制所述电力元件； 框架，所述框架容置所述转子和所述定子； 散热片，所述散热片由金属制成并且连接至所述框架以冷却所述电源电路；以及 固定构件，所述。
3、固定构件由金属制成并且连接至所述散热片以固定所述控制电路。 2.根据权利要求1所述的旋转电机，其还包括安装至所述转子的冷却风扇，其中， 所述冷却风扇与所述转子一起旋转并且将冷却空气带入所述框架中以冷却所述散热 片。 3.根据权利要求1所述的旋转电机，其中， 所述固定构件通过利用由具有比所述散热片的热传导率更低的热传导率的材料制成 的连接构件而连接至所述散热片。 4.根据权利要求1所述的旋转电机，其还包括金属构件，所述金属构件具有比所述散 热片的热传导率更低的热传导率并且插置在所述固定构件与所述散热片之间。 5.根据权利要求1所述的旋转电机，其中， 所述固定构件由具有比所述散热片的热传导率更低的。
4、热传导率的材料制成。 6.根据权利要求3所述的旋转电机，其中， 所述散热片由铝制成，以及 所述固定构件为由不锈钢制成的螺栓。 权 利 要 求 书CN 104467291 A 1/4页 3 旋转电机 技术领域 0001 本发明涉及一种安装至诸如乘用车和卡车之类的旋转电机。 背景技术 0002 为了使旋转电机及其控制电路缩小尺寸，已经提出了一种在其中一体地设置有旋 转电机和控制电路的结构。例如，在已知的旋转电机中，包括控制电路的控制板经由具有高 刚度的金属固定构件连接至旋转电机的托架(例如，参见特许公报JP-B-4402091)。 0003 在特许公报JP-B-4402091中公开的结构中，控制板。
5、和托架均连接至具有高刚度 的金属固定构件。因此，旋转电机中产生的热量经由通常由具有高的热传导率的材料(例 如，铝)制成的壳体以及经由金属固定构件传递至控制板，从而产生使控制电路的冷却性 能变差的问题。 发明内容 0004 实施方式提供了一种旋转电机，该旋转电机可以抑制热量至控制电路的传递从而 提高冷却性能。 0005 作为该实施方式的一方面，提供一种旋转电机，该旋转电机包括：转子；定子；包 括电力元件的电源电路；控制电力元件的控制电路；容置转子和定子的框架；散热片，该散 热片由金属制成并且连接至框架以冷却电源电路；以及固定构件，该固定构件由金属制成 并且连接至散热片以固定控制电路。 附图说明 。
6、0006 在附图中： 0007 图1为示出根据实施方式的用于车辆的电动发电机的大体构型的图示； 0008 图2为根据实施方式的用于车辆的电动发电机的包括电力变换器的接线图；以及 0009 图3为示出散热片以及固定构件的外周结构的改型的图示。 具体实施方式 0010 参照附图，下文中详细描述了根据实施方式的用于车辆的电动发电机的实施方 式，本发明的旋转电机适于该实施方式。图1为示出根据该实施方式的用于车辆的电动发 电机100的大体构型的图示。如图1中所示，电动发电机100包括前框架1、后框架2、定子 3、转子4、电力变换器5、散热片6、电刷单元7、控制电路8、后盖9以及带轮10。 0011 前框。
7、架1和后框架2容置并支撑转子4和定子3。前框架1和后框架2均为碗状 形状，并且在框架的开口彼此相对以将定子3夹在所述两个框架之间的状态下经由多个螺 栓彼此固定。前框架1和后框架2借助于铝压铸件等制成。定子3包括定子芯31和定子 绕组32。定子芯31设置成面向转子4。定子绕组32应用至定子芯31。 0012 转子4包括励磁绕组41和旋转轴44。励磁绕组41磁化用作励磁磁极的磁极芯 说 明 书CN 104467291 A 2/4页 4 42和43。转子4通过一对轴承以可旋转的方式保持，所述一对轴承容置在设置至前框架1 和后框架2的各自的轴承箱中。磁极芯42和43具有各自的轴向端面，前冷却风扇45和。
8、后 冷却风扇46分别安装至所述轴向端面。旋转轴44具有前端部，带轮10经由螺母连接至该 前端部。旋转轴44具有后端部，该后端部位于后框架2的外侧并且设置有连接至励磁绕组 41的各端部的一对滑环。激励电流经由滑环和电刷装置7供给至励磁绕组41。 0013 电力变换器5为包括电力元件的电源电路。电力变换器5连接至定子绕组32以执 行如下性能中的至少一个性能：将定子绕组32中感应的交变电流电动势转换至直流电流， 以及将电池(未示出)中存储的直流电流电力转换至交变电流以将该交变电流供给至定子 绕组32。 0014 散热片6由金属制成并且连接至后框架2以冷却电力变换器5。散热片6包括平 坦部61和突出部。
9、62。平坦部61设置至散热片6的第一表面，第一表面与后框架2相对， 以将电力变换器5安装在平坦部61上。突出部62设置至散热片6的第二表面(在后框架 2侧上)，第二表面与平坦部61相对。平坦部61和突出部62彼此结合从而形成散热片6。 例如，散热片6由铝压铸件形成。与转子4一起旋转的后冷却风扇46将冷却空气带入后框 架2中以冷却散热片6。 0015 如图2中所示，电力变换器5构造有多个电力元件，即，多个(例如，3个)低压侧 开关元件53a、53c和53e以及多个(例如，3个)高压侧开关元件53b、53d和53f。 0016 三个低压侧开关元件53a、53c和53e以及三个高压侧开关元件53b、。
10、53d和53f均 构造有诸如N沟道MOS-FET(金属氧化物半导体场效应管)。这些开关元件直接地或经由电 路板设置在散热片6的第一表面上。 0017 如图2中所示，电力变换器5是由三个低压侧开关元件53a、53c和53e以及三个 高压侧开关元件53b、53d以及53f构造的三相桥接电路，并且连接至定子绕组32，定子绕组 32是定子3的三相绕组。 0018 在发电机操作中，桥接电路用作执行整流操作的三相全波整流器，该整流操作为 用于将定子绕组32中感应的交变电流电压转换至直流电流的同步整流。在电动机操作中， 桥接电路用作执行开/关控制的逆变电路，在该开/关控制下，六个开关元件在定子绕组32 的每。
11、个相位的预定时间处被打开/关闭，以将由电池18施加的直流电流电压转换至三相交 变电流电压。 0019 控制电动发电机100以使其执行发电机操作或者电动机操作的控制电路8由基准 电压调节电路8A和逆变控制电路8B构成。当电动发电机100执行发电机操作时，基准电 压调节电路8A调节供给至转子4的励磁绕组41的励磁电流，从而控制电动发电机100的 输出电压以便作为基准电压(调节电压)。 0020 当电动发电机100执行发电机操作时，逆变控制电路8B执行开/关控制，电力变 换器5中包括的六个开关元件53a至53f在该开/关控制下被打开/关闭以产生用于允许 电力变换器5执行同步整流的同步整流控制信号等。。
12、此外，当电动发电机100执行电动机 操作时，逆变控制电路8B执行开/关控制，电力变换器5中包括的六个开关元件53a至53f 在该开/关控制下被打开/关闭以产生用于允许电力变换器5产生三相交变电流的控制信 号(门输入信号)。 0021 在本实施方式中，控制电路8容置在设置有通过注塑模制制成的金属(例如，铝) 说 明 书CN 104467291 A 3/4页 5 固定构件81的树脂壳体82中。控制电路8经由由金属制成的螺钉83连接至固定构件81。 在图1中所示的示例中，控制电路8包括经由螺钉83连接至固定构件81的控制板8a。固 定构件81经由由金属制成的用作连接构件的螺栓84连接至散热片6。 0。
13、022 在本实施方式的电动发电机100中，用于将控制电路8固定至后框架2的固定构 件81经由散热片6连接至后框架2。相应地，从后框架2至控制电路8的热传递被抑制， 并且因而提高了控制电路8的冷却性能。此外，控制电路8经由均由金属制成的固定构件 81和散热片6固定至后框架2。相应地，与由树脂材料制成的构件插置在后框架2与控制 电路8之间的情况相比，在电动发电机100的运行期间从后框架2传递至控制电路8的振 动在更大程度上被抑制放大。 0023 具体地，散热片6通过被与转子4一起旋转的后冷却风扇46带入后框架2中的冷 却空气冷却。相应地，散热片6的温度被可靠地降低以减少通过控制电路8接收的热量。 。
14、0024 通过巧妙地设计固定构件81和螺栓84的特性等，可以进一步改善控制电路8的 冷却性能。 0025 (改型1) 0026 用作连接构件的螺栓84由具有比散热片6的热传导率更低的热传导率的材料 (金属材料)制成。例如，固定构件81和散热片6由铝制成，而螺栓84由具有比铝的热传 导率更低的热传导率的不锈钢制成。因此，防止热量从散热片6经由螺栓84传递至固定构 件81。 0027 (改型2) 0028 固定构件81由具有比散热片6的热传导率更低的热传导率的金属材料制成。例 如，散热片6由铝制成，而固定构件81由不锈钢制成。在这种情况下，螺栓84还可以由具 有比散热片6的热传导率更低的热传导率的。
15、用作金属材料的不锈钢制成。因此，防止热量 从散热片6经由固定构件81传递至控制电路8。 0029 (改型3) 0030 如图3中所示，具有比散热片6的热传导率更低的热传导率的用作金属构件的圆 筒形构件85插置在固定构件81与散热片6之间。例如，在固定构件81和散热片6由铝制 成的情况下，由不锈钢制成的圆筒形构件85设置在固定构件81与散热片6之间。在这种 情况下，螺栓84还可以由具有比散热片6的热传导率更低的热传导率的用作金属材料的不 锈钢制成。因此，防止热量从散热片6经由圆筒形构件85传递至固定构件81。 0031 以上所述的改型1至3可以单独地或者以其中的两种改型或三种改型组合的方式 实施。
16、。因此，由控制电路8从散热片6接收的热量被进一步减少从而进一步提高控制电路 8的冷却性能。 0032 本发明不应被解释为被限制于前述实施方式，而是可以以不同的改型实施，只要 这些改型在本发明的主旨范围内。前述实施方式描述了执行电动机操作和发电机操作的用 于车辆的电动发电机。然而，例如，本发明可以应用于仅执行电动机操作或发电机操作的用 于车辆的旋转电机，或者用于除车辆外的设备的旋转电机。 0033 如图2中所示，前述实施方式涉及包括单个桥接电路的电力变换器。然而，桥接电 路的数目可以为两个或更多个。另外，前述实施方式示出了利用铝制成散热片6和固定构 件81以及利用不锈钢制成螺栓84的特定示例。然。
17、而，这些部件可以由其他材料(例如，铜 说 明 书CN 104467291 A 4/4页 6 或铁)制成。 0034 在前述实施方式中，用作电力元件的多个低压侧开关元件和高压侧开关元件直接 地或者经由电路板设置在散热片6的第一表面上。替代性地，与同相位的绕组对应的一组 低压侧开关元件和高压侧开关元件可以被模块化并且可以设置在散热片6上。 0035 如以上所述，根据以上实施方式，用于将控制电路固定至框架的固定构件经由散 热片连接至框架。相应地，从框架至控制电路的热传递被抑制并且因而提高了控制电路的 冷却性能。此外，控制电路经由均由金属制成的固定构件和散热片固定至框架。相应地，在 旋转电机的运行期间。
18、从框架传递至控制电路的振动的放大被抑制。 0036 在下文中，将总结上述实施方式的各方面。 0037 如实施方式的一方面，提供一种旋转电机，该旋转电机包括：转子(4)；定子(3)； 包括电力元件的电源电路(5)；控制电力元件的控制电路(8)；容置转子(4)和定子(3)的 框架(2)；散热片(6)，该散热片(6)由金属制成并连接至框架以冷却电源电路；以及固定 构件(81)，该固定构件(81)由金属制成并连接至散热片以固定控制电路。 0038 用于将控制电路固定至框架的固定构件经由散热片连接至框架。相应地，从框架 至控制电路的热传递被抑制，并且因而提高了控制电路的冷却性能。此外，控制电路经由均 由金属制成的固定构件和散热片固定至框架。相应地，在旋转电机的运行期间从框架传递 至控制电路的振动的放大被抑制。 说 明 书CN 104467291 A 1/3页 7 图1 说 明 书 附 图CN 104467291 A 2/3页 8 图2 说 明 书 附 图CN 104467291 A 3/3页 9 图3 说 明 书 附 图CN 104467291 A 。