(57)【要約】【課題】放熱性能の高いコンパクトな電力変換装置および電力変換装置付回転電機を得る。【解決手段】回転子巻線電流検出器2bおよび固定子巻線電流検出器2aの少なくとも一方と、回転子給電回路56と、固定子給電回路34とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7が構成され、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7の、回転子巻線電流検出器2bおよび固定子巻線電流検出器2aの少なくとも一方と回転子給電回路56と固定子給電回路34とが、共通のヒートシンク13に熱的に接続され、回転子巻線電流検出器2bおよび固定子巻線電流検出器2aの少なくとも一方の発熱と回転子給電回路56の発熱と固定子給電回路34の発熱とが、ヒートシンク13へ伝熱される。【選択図】図１
2019103203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを有し回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、
それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とを有し前記回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路、
前記回転子給電回路から前記回転子巻線への給電により前記回転子巻線に流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器、および
前記固定子給電回路から前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器を備えた電力変換装置であって、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、
前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱される
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置において、
前記固定子給電回路は、直流を交流に変換し、交流出力を前記固定子巻線に給電し、
前記回転子給電回路は、直流を前記回転子巻線に給電する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記固定子給電回路は、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータであり、
前記回転子給電回路は、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子とからなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとからなり、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、
前記固定子給電回路の一相分の前記固定子制御パワーモジュールと、当該一相分の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する前記固定子巻線電流検出器と、前記第１の回転子制御スイッチングモジュールと、前記回転子巻線電流検出器と、から前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記固定子給電回路は、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータであり、
前記回転子給電回路は、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子からなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとからなり、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、
前記固定子給電回路の一相分の前記固定子制御パワーモジュールと、当該一相分の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する前記固定子巻線電流検出器と、前記第２の回転子制御スイッチングモジュールと、から前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。  
【請求項６】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータで前記固定子給電回路が構成され、
前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子とからなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとから、前記回転子給電回路が構成され、
前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、
前記固定子給電回路の各相の前記固定子制御パワーモジュールと、各相の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる各相の電流を検出する各相の前記固定子巻線電流検出器と、前記第１の回転子制御スイッチングモジュールと、前記回転子巻線電流検出器と、から前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを有し回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、
それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とを有し前記回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路、
前記回転子給電回路から前記回転子巻線への給電により前記回転子巻線に流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器、および
前記固定子給電回路から前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器を備えた電力変換装置であって、
前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータでそれぞれ構成された第１の固定子三相給電回路および第２の固定子三相給電回路によって前記固定子給電回路が構成され、
前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子とからなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとから、前記回転子給電回路が構成され、
前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、
前記第１の固定子三相給電回路と、前記第１の固定子三相給電回路の各相の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる各相の電流を検出する各相の前記固定子巻線電流検出器と、前記第１の回転子制御スイッチングモジュールと、前記回転子巻線電流検出器と、から第１の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュールが構成され、
前記第２の固定子三相給電回路と、前記第２の固定子三相給電回路の各相の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる各相の電流を検出する各相の前記固定子巻線電流検出器と、から第２の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力変換装置において、
前記第１の固定子三相給電回路と、前記第１の固定子三相給電回路の各相の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる各相の電流を検出する各相の前記固定子巻線電流検出器と、前記第１の回転子制御スイッチングモジュールと、前記回転子巻線電流検出器とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより第１の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュールが構成され、
前記第２の固定子三相給電回路と、前記第２の固定子三相給電回路の各相の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる各相の電流を検出する各相の前記固定子巻線電流検出器とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより前記第２の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電力変換装置が前記回転電機に一体に取り付けられている
ことを特徴とする電力変換装置付回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、および回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路を備えた電力変換装置および電力変換装置付回転電機に関するものであり、例えば自動車等の乗り物に搭載されて使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の燃費規制の流れから、車両の停止時に内燃機関を停止するアイドルストップを採用する車両や電動機を用いて内燃機関のトルクをアシストする車両が増加しており、これらの車両において内燃機関と回転電機とが常時結合されて、始動機能やトルクアシスト機能に加えて、走行中や減速時に発電機能も持たせた発電電動機が注目されている。このような発電電動機には、電力変換装置が発電電動機本体に搭載されている。電力変換装置は、回転電機の固定子巻線に給電する複数のスイッチング素子を有し、また、固定子巻線に流れる相電流を検出する電流検出器と電力変換装置の複数のスイッチング素子とが絶縁樹脂によりモールドされパワーモジュールが構成されている（例えば、特許第５７５２２１８号公報）。
【０００３】
また、回転子巻線に接続され、直流電流の電流量を制御するスイッチング素子が、パワーモジュールとは別に、絶縁樹脂によりモールドされて界磁モジュールが独立して構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５７５２２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１における三相の各相の前記パワーモジュールおよび前記界磁モジュールは、それぞれが独立してモールドされているために、各モジュールを設置する領域が大きくなるため、前記パワーモジュールおよび前記界磁モジュールを含む装置全体が大きくなってしまうという課題がある。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、放熱性能の高いコンパクトな電力変換装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる電力変換装置は、それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを有し回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とを有し前記回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路、前記回転子給電回路から前記回転子巻線への給電により前記回転子巻線に流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器、および前記固定子給電回路から前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器を備えた電力変換装置であって、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱されるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る電力変換装置によれば、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱されるので、放熱性能の高いコンパクトな電力変換装置を得ることができる。また、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールに電流検出器が実装されており、電流検出器の放熱構造をスイッチング素子の放熱構造と同様な放熱構造とすることができ、電流検出器は絶縁樹脂によりモールドされているため、外部環境の影響を受けることが小さく、さらに、スイッチング素子をターミナルプレートに実装する際に電流検出器も同時に実装することにより生産性の向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、電力変換装置付回転電機の電気回路の一例を示す接続図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、図１に例示の電力変換装置付回転電機において回転電機の回転子および固定子に給電する回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの各構成要素の平面的に見た配置および電気的接続関係を例示する平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す図で、図２に例示の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの一部の断面の構造を例示する断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２を示す図で、電力変換装置付回転電機の電気回路の他の例を示す接続図である。
【図５】この発明の実施の形態２を示す図で、図４に例示の電力変換装置付回転電機において回転電機の回転子および固定子に給電する回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの各構成要素の平面的に見た配置および電気的接続関係を例示する平面図である。
【図６】この発明の実施の形態３を示す図で、電力変換装置付回転電機の電気回路の更に他の例を示す接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明にかかる、電力変換付回転電機の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１は、前述の車両搭載の発電電動機等の回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、および回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路を備えた電力変換装置および電力変換装置付回転電機に適用可能であり、以下、実施の形態１を、図１、図２、および図３に基づいて説明する。
図１は電力変換装置付回転電機の電気回路の一例を示す接続図、図２は図１に例示の電力変換装置付回転電機において回転電機の回転子および固定子に給電する回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの各構成要素の平面的に見た配置を例示する平面図、図３は図２に例示の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの一部の断面の構造を例示する断面図である。
【００１２】
図１、図２、および図３には、回転電機１、固定子巻線1a、回転子巻線1b、固定子巻線電流検出器2a、回転子巻線電流検出器2b、第１のスイッチング素子3、第２のスイッチング素子4、固定子給電回路34、固定子制御パワーモジュール34a、固定子制御パワーモジュール34b、固定子制御パワーモジュール34c、第１の固定子三相給電回路341、第２の固定子三相給電回路342、第３のスイッチング素子5a (電流検出器側)、第５のスイッチング素子5b、第４のスイッチング素子6a (電流検出器側)、第６のスイッチング素子6b、回転子給電回路56、第１の回転子制御スイッチングモジュール56a、第２の回転子制御スイッチングモジュール56b、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7、電源8、P端子9a、P端子用ターミナルプレート9aT、N端子9b、N端子用ターミナルプレート9bT、回転位置信号端子9c、信号端子9d、信号端子用ターミナルプレート9dT、AC端子9e、AC端子用ターミナルプレート9eT、直流端子(電流検出器側)9f、直流端子用ターミナルプレート9fT、回転位置検出センサ10、中継用ターミナルプレート9rT1、中継用ターミナルプレート9rT2、制御基板11、中継リード12、ヒートシンク13、絶縁接着剤14、および絶縁樹脂15が、一例として図示されている。
【００１３】
以下、詳細に説明する。
先ず、電力変換装置付回転電機の電気回路の一例を示す接続図である図１を用いて説明する。
図１において、回転電機１は、固定子巻線1aと回転子巻線1bとから構成されている。固定子巻線1aには、固定子給電回路34から給電される。回転子巻線1bには、回転子給電回路56から給電される。
【００１４】
固定子給電回路34は、バッテリ等の直流電源である電源8の電力を直流から交流に変換する三相インバータである。また、固定子給電回路34は、三相インバータのＡ相のアームである固定子制御パワーモジュール34aと、Ｂ相のアームである固定子制御パワーモジュール34bと、Ｃ相のアームである固定子制御パワーモジュール34cとから構成されている。
【００１５】
固定子制御パワーモジュール34a，34b，34cは、何れも第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4との直列回路で構成されている。
図示のように、Ａ相の固定子制御パワーモジュール34aにおける第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4との中間部と固定子巻線1aのＡ相巻線との間に接続された固定子巻線電流検出器2aは、固定子巻線1aのＡ相巻線に流れる電流を検出する。
同様に、Ｂ相の固定子制御パワーモジュール34bにおける第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4との中間部と固定子巻線1aのＢ相巻線との間に接続された固定子巻線電流検出器2aは、固定子巻線1aのＢ相巻線に流れる電流を検出する。
同様に、Ｃ相の固定子制御パワーモジュール34cにおける第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4との中間部と固定子巻線1aのＣ相巻線との間に接続された固定子巻線電流検出器2aは、固定子巻線1aのＣ相巻線に流れる電流を検出する。
【００１６】
回転子給電回路56は、回転子巻線電流検出器側の第１の回転子制御スイッチングモジュール56aと回転子巻線電流検出器側の第２の回転子制御スイッチングモジュール56bとから構成されている。
第１の回転子制御スイッチングモジュール56aは、第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとの直列回路で構成されている。
第２の回転子制御スイッチングモジュール56bは、第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとの直列回路で構成されている。
【００１７】
互いに直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとの間の中間部に、回転子巻線電流検出器側の直流端子9fおよび回転子巻線電流検出器2bを介して、回転子巻線1bの一端が接続され、互いに直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとの間の中間部に、回転子巻線1bの他端が接続されている。すなわち、互いに直列接続された回転子巻線1bと回転子巻線電流検出器2bとが、互いに直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとの間の中間部と、互いに直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとの間の中間部との間に接続されている。
【００１８】
第３のスイッチング素子5a、第４のスイッチング素子6a、第５のスイッチング素子5b、および第６のスイッチング素子6bは、ON／OFF制御されることにより、回転子巻線1bに流れる直流電流の方向を切り替える切替スイッチング装置を構成している。
すなわち、第３のスイッチング素子5aおよび第６のスイッチング素子6bがONの場合は、第４のスイッチング素子6aおよび第５のスイッチング素子5bはOFFであり、直流電流が、第３のスイッチング素子5aから回転子巻線1bを通って第６のスイッチング素子6bへと流れる。第３のスイッチング素子5aおよび第６のスイッチング素子6bがOFFの場合は、第４のスイッチング素子6aおよび第５のスイッチング素子5bはONであり、直流電流が、第５のスイッチング素子5bから回転子巻線1bを通って第４のスイッチング素子6aへと流れる。
【００１９】
回転位置検出センサ10からの出力である回転子（図示省略）の回転位置信号、各相の固定子巻線電流検出器2aおよび回転子巻線電流検出器2bの各々の検出信号、および外部接続用コネクタ（図示省略）を介して伝送されてくる図示省略の外部機器（エンジン制御ユニット等）からの車制御信号および車両状態情報信号、等に基づいて固定子給電回路34および回転子給電回路56の各々の給電状態を制御し、また車両状態の適正化制御、車両制御装置の作動適正化、過電流等の異常状態の対処をする制御、等の周知の制御を行う周知の制御回路が、制御基板11に形成されている。
また、各相の固定子巻線電流検出器2aの出力は、周知のように、回転位置検出センサ10の出力、外部からの車制御信号および車両状態情報信号、等と協働して、各相の第１のスイッチング素子3および第２のスイッチング素子4の導通制御に利用される。
【００２０】
Ｂ相の固定子制御パワーモジュール34b、Ｃ相の固定子制御パワーモジュール34c、および第１の回転子制御スイッチングモジュール56aは、それぞれ個別に樹脂モールドされ、構造上は各々独立したモールドモジュールである。
【００２１】
Ｃ相の固定子制御パワーモジュール34a、Ｃ相の固定子巻線電流検出器2a、第１の回転子制御スイッチングモジュール56a、および回転子巻線電流検出器2bは、まとめて絶縁樹脂でモールドされており、固定子側と回転子側とに跨って構造上一体に樹脂モールドされているので、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7と表記してある。この回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7は、図１において太い実線で囲んだ領域である。
回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7は、前述の構造上各々独立したモールドモジュールであるＢ相の固定子制御パワーモジュール34b、Ｃ相の固定子制御パワーモジュール34c、および第１の回転子制御スイッチングモジュール56aとから、構造上独立したモールドモジュールである。
【００２２】
前述の構造上各々独立した回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7、モールドモジュールであるＢ相の固定子制御パワーモジュール34b、Ｃ相の固定子制御パワーモジュール34c、および第１の回転子制御スイッチングモジュール56aは、例えば特許文献１の図１および図２のように、回転電機のリヤブラケットに取り付けられた共通のヒートシンク上に、回転軸の回転中心を取り囲むように、相互間に所定の空間距離を隔てて、円状に配設される。
【００２３】
回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール７には、電源8の正側に接続されるプラス側接続端子であるP端子9a、および電源8の負側（接地側を意味するGND側とも言われる）に接続されるマイナス側接続端子であるN端子9bが設けられている。
また、制御基板11の制御回路から、第１のスイッチング素子3、第２のスイッチング素子4、第３のスイッチング素子5a、第４のスイッチング素子6aへ前記ON／OFF信号を伝達するための信号端子9dが、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール７に設けられている。
【００２４】
回転位置検出センサ10からの回転位置信号の受信端子である回転位置信号端子9cは、制御基板11の制御回路に接続されている。
なお、回転位置検出センサ10からの回転子（図示省略）の回転位置信号、固定子巻線電流検出器2aおよび回転子巻線電流検出器2bの各々の検出信号、および外部接続用コネクタ（図示省略）を介して伝送されてくる図示省略の外部機器（エンジン制御ユニット等）からの車両状態情報信号、等に基づいて固定子給電回路34および回転子給電回路56の各々の給電状態を制御し、また過電流等の異常状態の対処をする制御等の周知の制御を行う周知の制御回路は、制御基板11に形成されている。
【００２５】
次に回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール７の構造を、図２および図３を用いて説明する。図２は回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの各構成要素の平面的に見た配置および電気的接続関係を例示する平面図、図３は図２に例示の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの一部の断面の構造を例示する断面図である。
【００２６】
回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール７は、P端子9aと、N端子9bと、固定子巻線1aに接続されるAC端子9eと、回転子巻線1bに接続される直流端子9fと、前述のON／OFF信号を伝達するための信号端子9dとを有する。回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール７のP端子9aは電源8（バッテリ等の直流電源の正極の電位）に接続され、N端子9bは接地（バッテリ等の直流電源の負極の電位）されている。
【００２７】
先ず、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの各構成要素の平面的に見た配置および電気的接続関係を例示する平面図である図２を用いて説明する。
P端子9aは、電気的および熱的な良導体である扁平なP端子用ターミナルプレート9aTの一端に直立状態に一体に設けられている。
N端子9bは、電気的および熱的な良導体である扁平なN端子用ターミナルプレート9bTの一端に直立状態に一体に設けられている。
AC端子9eは、電気的および熱的な良導体である扁平なAC端子用ターミナルプレート9eTの一端に直立状態に一体に設けられている。
直流端子9fは、電気的および熱的な良導体である扁平な直流端子用ターミナルプレート9fTの一端に直立状態に一体に設けられている。
信号端子9dは、電気的および熱的な良導体である扁平な信号端子用ターミナルプレート9dTの一端に直立状態に一体に設けられている。
中継用ターミナルプレート9rT1，9rT2は、いずれも直立状態の端子が設けられていないターミナルプレートである。
【００２８】
P端子9aのP端子用ターミナルプレート9aTには、第１のスイッチング素子3および第３のスイッチング素子5aが配設されている。
第１のスイッチング素子3は、中継リード12および中継用ターミナルプレート9rT1を介して、固定子巻線電流検出器2aの一方の側の端部に接続されている。
固定子巻線電流検出器2aの他方の側の端部には、AC端子9eと第２のスイッチング素子4とが、AC端子用ターミナルプレートを介して接続されている。
第２のスイッチング素子4は、中継リード12を介して、電源8の負側（接地側を意味するGND側とも言われる）に接続されるマイナス側接続端子であるN端子9bに、N端子用ターミナルプレート9bTを介して接続されている。
【００２９】
第３のスイッチング素子5aは、中継リード12および中継用ターミナルプレート9rT2を介して、回転子巻線電流検出器2bの一方の側の端部および第４のスイッチング素子6aに接続されている。
回転子巻線電流検出器2bの他方の側の端部には、回転子巻線に接続される直流端子9fが、直流端子用ターミナルプレート9fTを介して接続されている。
第４のスイッチング素子6aは、中継リード12およびN端子用ターミナルプレート9bTを介して、N端子9bに接続されている。
【００３０】
絶縁樹脂15で一体にモールドされているP端子用ターミナルプレート9aT、N端子用ターミナルプレート9bT、AC端子用ターミナルプレート9eT、直流端子用ターミナルプレート9fT、中継用ターミナルプレート9rT1、および中継用ターミナルプレート9rT2、の相隣るプレート間距離は、前述の、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7、モールドモジュールであるＢ相の固定子制御パワーモジュール34b、Ｃ相の固定子制御パワーモジュール34c、および第２の回転子制御スイッチングモジュール56bの相互間の空間距離より、遥かに短い。従って、前述の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7は、コンパクトに形成できる。
【００３１】
次に図２に例示の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7の一部の断面の構造を例示する断面図である図３を用いて説明する。
回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール７は、ヒートシンク13に、例えばシリコンの絶縁接着剤14を用いて固定されている。
【００３２】
回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7において、そのP端子9aのP端子用ターミナルプレート9aT、N端子9bのN端子用ターミナルプレート9bT、固定子巻線に接続されるAC端子9eのAC端子用ターミナルプレート9eT、回転子巻線に接続される直流端子9fの直流端子用ターミナルプレート9fT（図３では、断面より奥に位置していることから図示されていない）、および信号端子9dの信号端子用ターミナルプレート9dT（図３では、断面より奥に位置していることから図示されていない）は、図３における最下層に配設されており、絶縁樹脂15の図３における下面（ヒートシンク13の側の面）から露出している。同様に、中継用ターミナルプレート9rT1，9rT2も、絶縁樹脂15の図３における下面（ヒートシンク13の側の面）から露出している。
【００３３】
従って、電気的絶縁体であり且つ熱的良伝導体である絶縁接着剤14によって、ヒートシンク13に、P端子用ターミナルプレート9aT、N端子用ターミナルプレート9bT、AC端子用ターミナルプレート9eT、直流端子用ターミナルプレート9fT、信号端子9dの信号端子用ターミナルプレート9dT、および中継用ターミナルプレート9rT1，9rT2を、直接接着することができる。
固定子巻線電流検出器2aおよび、図３に図示されていない回転子巻線電流検出器2b、第１のスイッチング素子3、第２のスイッチング素子4、第３のスイッチング素子5a、図３に図示されていない第４のスイッチング素子6a、および中継リード12は、図３における第２層に配設されている。
【００３４】
この実施の形態１によれば、前述のような回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール７が、ヒートシンク13の上に配設されヒートシンク13に熱的に接続されているので、回転子巻線電流検出器2bの発熱、回転子給電回路56の第３のスイッチング素子5aおよび第４のスイッチング素子6aの各々の発熱の放熱も、固定子巻線電流検出器2aの発熱、固定子給電回路34の第１のスイッチング素子3および第２のスイッチング素子4の各々の発熱の放熱と同様に、扁平なターミナルプレートを介してヒートシンクから放熱することができるとともに、固定子巻線に通電するスイッチング素子と、回転子巻線に通電するスイッチング素子とを、同一のパワーモールドモジュールの中に一体化して成形しているので、複数のモールドモジュールが不要となり、電力変換装置を簡素化することができる。
【００３５】
前述の実施の形態１を総括すると、実施の形態１は、それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4とを有し回転電機1の固定子巻線1aに給電する固定子給電回路34、それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとを有し回転電機1の回転子巻線1bに給電する回転子給電回路56、回転子給電回路56から回転子巻線1bへの給電により回転子巻線1bに流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器2b、および固定子給電回路34から固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器2aを備えた電力変換装置であって、回転子巻線電流検出器2bおよび固定子巻線電流検出器2aの少なくとも一方と、回転子給電回路56と、固定子給電回路34とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7が構成され、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7の、回転子巻線電流検出器2bおよび固定子巻線電流検出器2aの少なくとも一方と回転子給電回路56と固定子給電回路34とが、共通のヒートシンク13に熱的に接続され、回転子巻線電流検出器2bおよび固定子巻線電流検出器2aの少なくとも一方の発熱と回転子給電回路56の発熱と固定子給電回路34の発熱とが、ヒートシンク13へ伝熱され、
回転子巻線電流検出器2bおよび固定子巻線電流検出器2aの少なくとも一方と回転子給電回路56と固定子給電回路34とが、絶縁樹脂15で一体にモールドされることにより回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7が構成されており、
固定子給電回路34は、直流を交流に変換し、交流出力を固定子巻線1aに給電し、回転子給電回路56は、直流を回転子巻線1bに給電し、
固定子給電回路34は、第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4とからなる固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cが三相分並列接続されたインバータであり、
回転子給電回路56は、直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとからなる第１の回転子制御スイッチングモジュール56aと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとからなる第２の回転子制御スイッチングモジュール56bとからなり、直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとの中間部が回転子巻線1bの一端に接続され、直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとの中間部が回転子巻線1bの他端に接続され、
固定子給電回路34の一相分の固定子制御パワーモジュール34aと、当該一相分の固定子制御パワーモジュール34aから固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器2aと、第１の回転子制御スイッチングモジュール56aと、回転子巻線電流検出器2bと、から回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7が構成されている
電力変換装置であり、
このような電力変換装置が回転電機1に一体に取り付けられている電力変換装置付回転電機であり、
従って、回転子巻線電流検出器2bの発熱、回転子給電回路56の第３のスイッチング素子5aおよび第４のスイッチング素子6aの各々の発熱の放熱も、固定子巻線電流検出器2aの発熱、固定子給電回路34の第１のスイッチング素子3および第２のスイッチング素子4の各々の発熱の放熱と同様に、扁平なターミナルプレートを介してヒートシンクから放熱することができるとともに、固定子巻線に通電するスイッチング素子と、回転子巻線に通電するスイッチング素子とを、同一のパワーモールドモジュールの中に一体化して成形しているので、複数のモールドモジュールが不要となり、電力変換装置を簡素化することができる。
【００３６】
実施の形態２．
以下、実施の形態２を、電力変換装置付回転電機の電気回路の他の例を示す接続図である図４および図４に例示の電力変換装置付回転電機において回転電機の回転子および固定子に給電する回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの各構成要素の平面的に見た配置および電気的接続関係を例示する平面図である図５によって説明する。なお、本実施の形態２については、前述の実施の形態１と異なる点のみ説明し、前述の実施の形態１と同一または相当する事項については説明を割愛する。
【００３７】
実施の形態１との相違は、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7の構成にある。
即ち、実施の形態１は、回転子給電回路56における第１の回転子制御スイッチングモジュール56aおよび回転子巻線電流検出器2bが、固定子給電回路34における固定子制御パワーモジュール34aおよび固定子巻線電流検出器2aと一体にモールドされた構成であるが、実施の形態２は、図４に例示のように、回転子給電回路56における第２の回転子制御スイッチングモジュール56bが、固定子給電回路34における固定子制御パワーモジュール34bおよび固定子巻線電流検出器2aと一体にモールドされた構成である。
【００３８】
また、本実施の形態２においては、図５に例示のように、図２における回転子巻線電流検出器2b、第３のスイッチング素子5a、第４のスイッチング素子6a、直流端子9f、直流端子用ターミナルプレート9fT、および中継用ターミナルプレート9rT2は設けられておらず、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7に、第５のスイッチング素子5b、第６のスイッチング素子6b、および電気的および熱的な良導体である扁平な直流端子用ターミナルプレート9gTの一端に直立状態に一体に設けられている直流端子9gが、絶縁樹脂で一体に設けられている。
【００３９】
第５のスイッチング素子5bは、中継リード12および直流端子用ターミナルプレート9gTを介して、直流端子9gおよび第６のスイッチング素子6bに接続されている。
第６のスイッチング素子6bは、中継リード12およびN端子用ターミナルプレート9bTを介してN端子9bに接続されている。
【００４０】
絶縁樹脂で一体にモールドされているP端子用ターミナルプレート9aT、Ｎ端子用ターミナルプレート9bT、AC端子用ターミナルプレート9eT、直流端子用ターミナルプレート9gT、および中継用ターミナルプレート9rT1、の相隣るプレート間距離は、前述の、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7、モールドモジュールであるＢ相の固定子制御パワーモジュール34b、Ｃ相の固定子制御パワーモジュール34c、および第１の回転子制御スイッチングモジュール56aの相互間の空間距離より、遥かに短い。従って、本実施の形態２における回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7も、コンパクトに形成できる。
【００４１】
本実施の形態２における回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7の断面図は、実施の形態１と同等の構成であり、実施の形態１と同様の効果を有することが可能である。
【００４２】
前述の実施の形態２を、前述の実施の形態１と異なる点について総括すると、実施の形態２は、固定子給電回路34は、第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4とからなる固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cが三相分並列接続されたインバータであり、
回転子給電回路56は、直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとからなる第１の回転子制御スイッチングモジュール56aと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bからなる第２の回転子制御スイッチングモジュール56bとからなり、直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとの中間部が回転子巻線1bの一端に接続され、直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとの中間部が回転子巻線1bの他端に接続され、
固定子給電回路34の一相分の固定子制御パワーモジュール34aと、当該一相分の固定子制御パワーモジュール34aから固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器2aと、第２の回転子制御スイッチングモジュール56bと、から回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7が構成されている
電力変換装置であり、
このような電力変換装置が回転電機1に一体に取り付けられている電力変換装置付回転電機であり、
従って、前述の実施の形態１と同様に、回転子給電回路56の第５のスイッチング素子5bおよび第６のスイッチング素子6bの各々の発熱の放熱も、固定子巻線電流検出器2aの発熱、固定子給電回路34の第１のスイッチング素子3および第２のスイッチング素子4の各々の発熱の放熱と同様に、扁平なターミナルプレートを介してヒートシンクから放熱することができるとともに、固定子巻線に通電するスイッチング素子と、回転子巻線に通電するスイッチング素子とを、同一のパワーモールドモジュールの中に一体化して成形しているので、複数のモールドモジュールが不要となり、電力変換装置を簡素化することができる。
【００４３】
実施の形態３．
以下、実施の形態３を、電力変換装置付回転電機の電気回路の更に他の例を示す接続図である図６によって説明する。なお、本実施の形態３については、前述の実施の形態１および２と異なる点のみ説明し、前述の実施の形態１および２と同一または相当する事項については説明を割愛する。
【００４４】
前述の実施の形態１および実施の形態２では、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール7にモールドされるスイッチング素子は、固定子巻線側に接続される上アームおよび下アームの１相分であるが、本実施の形態３は、三相以上、例えば、三相が二組のスイッチング素子で固定子巻線側が接続されている事例である。
【００４５】
固定子巻線1aの側の三相分の各相の固定子巻線電流検出器2aと、固定子巻線1aに電流を流すための第１のスイッチング素子3と、第２のスイッチング素子4とで１相が構成された３相分のスイッチング素子と、回転子巻線1b側の回転子巻線電流検出器2bと、回転子巻線1bに電流を流すための第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとが、絶縁樹脂15により一体にモールドされることで、第１の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール16aが形成されている。
【００４６】
さらに、固定子巻線1aの側の三相分の各相の固定子巻線電流検出器2aと、固定子巻線1aに電流を流すための第１のスイッチング素子3と、第２のスイッチング素子4で1相が構成された3相分のスイッチング素子と、回転子巻線1bに電流を流すための第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとが、が絶縁樹脂15により一体にモールドされることで、第２の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール16bが形成されている。
【００４７】
本実施の形態３における構成により、実施の形態１および実施の形態２が回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール７の中の固定子巻線側のスイッチング素子が１相分であったのに対して、３相分を一つのモールドモジュールに形成することにより、実施の形態１および実施の形態２と同様の効果を有したまま、モジュール数が低減可能となり、電力変換装置を更に簡素化することができる。
【００４８】
前述の実施の形態３を、前述の実施の形態１および実施の形態２と異なる点について総括すると、実施の形態３は、それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4とを有し回転電機1の固定子巻線1aに給電する固定子給電回路34、
それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとを有し回転電機1の回転子巻線1bに給電する回転子給電回路56、
回転子給電回路56から回転子巻線1bへの給電により回転子巻線1bに流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器2b、および
固定子給電回路34から固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器2aを備えた電力変換装置であって、
第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4とからなる固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cが三相分並列接続されたインバータでそれぞれ構成された第１の固定子三相給電回路341および第２の固定子三相給電回路342によって固定子給電回路34が構成され、
直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとからなる第１の回転子制御スイッチングモジュール56aと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとからなる第２の回転子制御スイッチングモジュール56bとから、回転子給電回路56が構成され、
直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとの中間部が回転子巻線1bの一端に接続され、直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとの中間部が回転子巻線1bの他端に接続され、
第１の固定子三相給電回路341と、第１の固定子三相給電回路341の各相の固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cから固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる各相の電流を検出する各相の固定子巻線電流検出器2a,2a,2aと、第１の回転子制御スイッチングモジュール56aと、回転子巻線電流検出器2bと、から第１の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール16aが構成され、
第２の固定子三相給電回路342と、第２の固定子三相給電回路342の各相の固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cから固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる各相の電流を検出する各相の固定子巻線電流検出器2a,2a,2aと、から第２の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール16bが構成されている
電力変換装置であり、
また、それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4とを有し回転電機1の固定子巻線1aに給電する固定子給電回路34、
それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとを有し回転電機1の回転子巻線1bに給電する回転子給電回路56、
回転子給電回路56から回転子巻線1bへの給電により回転子巻線1bに流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器2b、および
固定子給電回路34から固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器2aを備えた電力変換装置であって、
第１のスイッチング素子3と第２のスイッチング素子4とからなる固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cが三相分並列接続されたインバータでそれぞれ構成された第１の固定子三相給電回路341および第２の固定子三相給電回路342によって固定子給電回路34が構成され、
直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとからなる第１の回転子制御スイッチングモジュール56aと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとからなる第２の回転子制御スイッチングモジュール56bとから、回転子給電回路56が構成され、
直列接続された第３のスイッチング素子5aと第４のスイッチング素子6aとの中間部が回転子巻線1bの一端に接続され、直列接続された第５のスイッチング素子5bと第６のスイッチング素子6bとの中間部が回転子巻線1bの他端に接続され、
第１の固定子三相給電回路341と、第１の固定子三相給電回路341の各相の固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cから固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる各相の電流を検出する各相の固定子巻線電流検出器2a,2a,2aと、第１の回転子制御スイッチングモジュール56aと、回転子巻線電流検出器2bと、から第１の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール16aが構成され、
第２の固定子三相給電回路342と、第２の固定子三相給電回路342の各相の固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cから固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる各相の電流を検出する各相の固定子巻線電流検出器2a,2a,2aと、から第２の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール16bが構成されている
電力変換装置であり、
また、第１の固定子三相給電回路341と、第１の固定子三相給電回路341の各相の固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cから固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる各相の電流を検出する各相の固定子巻線電流検出器2a,2a,2aと、第１の回転子制御スイッチングモジュール56aと、回転子巻線電流検出器2bとが、絶縁樹脂15で一体にモールドされることにより第１の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール16aが構成され、
第２の固定子三相給電回路342と、第２の固定子三相給電回路342の各相の固定子制御パワーモジュール34a,34b,34cから固定子巻線1aへの給電により固定子巻線1aに流れる各相の電流を検出する各相の固定子巻線電流検出器2a,2a,2aとが、絶縁樹脂15で一体にモールドされることにより第２の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール16bが構成されている
電力変換装置であり、
このような電力変換装置が回転電機1に一体に取り付けられている電力変換装置付回転電機であり、
従って、３相分を一つのモールドモジュールに形成することにより、実施の形態１および実施の形態２と同様の効果を有したまま、モジュール数が低減可能となり、電力変換装置を更に簡素化することができる。
【００４９】
なお、本発明の実施の形態１から実施の形態３において、回転子巻線側のスイッチング素子にトランジスタを図示しているが、トランジスタに限定されるものではなく、ダイオードなどでも同様の効果を有することが可能である。
【００５０】
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１  回転電機、    1a  固定子巻線、    1b  回転子巻線、
2a  固定子巻線電流検出器、    2b  回転子巻線電流検出器、
3  第１のスイッチング素子、    4  第２のスイッチング素子、
34  固定子給電回路、    34a  固定子制御パワーモジュール、
34b  固定子制御パワーモジュール、    34c  固定子制御パワーモジュール、
341  第１の固定子三相給電回路、      342  第２の固定子三相給電回路、
5a  第３のスイッチング素子、    5b  第５のスイッチング素子、
6a  第４のスイッチング素子、    6b  第６のスイッチング素子、
56  回転子給電回路、    56a 第１の回転子制御スイッチングモジュール、
56b 第２の回転子制御スイッチングモジュール、
7  回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュール、
8  電源、    9a  P端子、    9aT  P端子用ターミナルプレート、
9b  N端子、    9bT  N端子用ターミナルプレート、    9c  回転位置信号端子、
9d  信号端子、    9dT  信号端子用ターミナルプレート、
9e  AC端子、    9eT  AC端子用ターミナルプレート、
9f  直流端子、    9fT  直流端子用ターミナルプレート、
9g  直流端子、    9gT  直流端子用ターミナルプレート、
10  回転位置検出センサ、    9rT1  中継用ターミナルプレート、
9rT2  中継用ターミナルプレート、    11  制御基板、    12  中継リード、
13  ヒートシンク、    14  絶縁接着剤、    15  絶縁樹脂、
16a  第１の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール、
16b  第２の回転子給電固定子給電ハイブリッド三相パワーモールドモジュール。
【図１】
2019103203.tif 000003
【図２】
2019103203.tif 000004
【図３】
2019103203.tif 000005
【図４】
2019103203.tif 000006
【図５】
2019103203.tif 000007
【図６】
2019103203.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月30日(2018.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを有し回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、
それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とを有し前記回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路、
前記回転子給電回路から前記回転子巻線への給電により前記回転子巻線に流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器、および
前記固定子給電回路から前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器を備え、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、
前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱される電力変換装置であって、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記固定子給電回路は、直流を交流に変換し、交流出力を前記固定子巻線に給電し、
前記回転子給電回路は、直流を前記回転子巻線に給電する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置において、
前記固定子給電回路は、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータであり、
前記回転子給電回路は、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子とからなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとからなり、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、
前記固定子給電回路の一相分の前記固定子制御パワーモジュールと、当該一相分の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する前記固定子巻線電流検出器と、前記第１の回転子制御スイッチングモジュールと、前記回転子巻線電流検出器と、から前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置において、
前記固定子給電回路は、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータであり、
前記回転子給電回路は、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子とからなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとからなり、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、
前記固定子給電回路の一相分の前記固定子制御パワーモジュールと、当該一相分の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する前記固定子巻線電流検出器と、前記第２の回転子制御スイッチングモジュールと、から前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。  
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力変換装置が前記回転電機に一体に取り付けられている
ことを特徴とする電力変換装置付回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明にかかる電力変換装置は、それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを有し回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とを有し前記回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路、前記回転子給電回路から前記回転子巻線への給電により前記回転子巻線に流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器、および前記固定子給電回路から前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器を備え、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱される電力変換装置であって、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されているものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に係る電力変換装置によれば、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱される電力変換装置であって、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されているので、放熱性能の高いコンパクトな電力変換装置を得ることができる。また、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールに電流検出器が実装されていることで、電流検出器の放熱構造をスイッチング素子の放熱構造と同様な放熱構造とすることができ、電流検出器は絶縁樹脂によりモールドされているため、外部環境の影響を受けることが小さく、さらに、スイッチング素子をターミナルプレートに実装する際に電流検出器も同時に実装することにより生産性の向上を図ることが可能である。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月29日(2019.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを有し回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、
それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とを有し前記回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路、
前記回転子給電回路から前記回転子巻線への給電により前記回転子巻線に流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器、および
前記固定子給電回路から前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器を備え、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、
前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱される電力変換装置において、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている電力変換装置であって、
前記固定子給電回路は、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータであり、
前記回転子給電回路は、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子とからなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとからなり、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、
前記固定子給電回路の一相分の前記固定子制御パワーモジュールと、当該一相分の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する前記固定子巻線電流検出器と、前記第１の回転子制御スイッチングモジュールと、前記回転子巻線電流検出器と、から前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを有し回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、
それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とを有し前記回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路、
前記回転子給電回路から前記回転子巻線への給電により前記回転子巻線に流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器、および
前記固定子給電回路から前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器を備え、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、
前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱される電力変換装置において、
前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている電力変換装置であって、
前記固定子給電回路は、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータであり、
前記回転子給電回路は、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子とからなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとからなり、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、
前記固定子給電回路の一相分の前記固定子制御パワーモジュールと、当該一相分の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する前記固定子巻線電流検出器と、前記第２の回転子制御スイッチングモジュールと、から前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置において、
前記固定子給電回路は、直流を交流に変換し、交流出力を前記固定子巻線に給電し、
前記回転子給電回路は、直流を前記回転子巻線に給電する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置が前記回転電機に一体に取り付けられている
ことを特徴とする電力変換装置付回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明にかかる電力変換装置は、それぞれ直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを有し回転電機の固定子巻線に給電する固定子給電回路、それぞれ直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とを有し前記回転電機の回転子巻線に給電する回転子給電回路、前記回転子給電回路から前記回転子巻線への給電により前記回転子巻線に流れる電流を検出する回転子巻線電流検出器、および前記固定子給電回路から前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する固定子巻線電流検出器を備え、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱される電力変換装置において、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている電力変換装置であって、 前記固定子給電回路は、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータであり、前記回転子給電回路は、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子とからなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとからなり、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、前記固定子給電回路の一相分の前記固定子制御パワーモジュールと、当該一相分の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する前記固定子巻線電流検出器と、前記第１の回転子制御スイッチングモジュールと、前記回転子巻線電流検出器と、から前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されているものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に係る電力変換装置によれば、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と、前記回転子給電回路と、前記固定子給電回路とにより、単一の回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成され、前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールの、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、共通のヒートシンクに熱的に接続され、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方の発熱と前記回転子給電回路の発熱と前記固定子給電回路の発熱とが、前記ヒートシンクへ伝熱される電力変換装置において、前記回転子巻線電流検出器および前記固定子巻線電流検出器の少なくとも一方と前記回転子給電回路と前記固定子給電回路とが、絶縁樹脂で一体にモールドされることにより前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されている電力変換装置であって、前記固定子給電回路は、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とからなる固定子制御パワーモジュールが三相分並列接続されたインバータであり、  前記回転子給電回路は、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とからなる第１の回転子制御スイッチングモジュールと、それぞれ直列接続された第５のスイッチング素子と第６のスイッチング素子とからなる第２の回転子制御スイッチングモジュールとからなり、前記直列接続された前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の一端に接続され、前記直列接続された前記第５のスイッチング素子と前記第６のスイッチング素子との中間部が前記回転子巻線の他端に接続され、前記固定子給電回路の一相分の前記固定子制御パワーモジュールと、当該一相分の前記固定子制御パワーモジュールから前記固定子巻線への給電により前記固定子巻線に流れる電流を検出する前記固定子巻線電流検出器と、前記第１の回転子制御スイッチングモジュールと、前記回転子巻線電流検出器と、から前記回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールが構成されているので、放熱性能の高いコンパクトな電力変換装置を得ることができる。また、回転子給電固定子給電ハイブリッドパワーモールドモジュールに電流検出器が実装されていることで、電流検出器の放熱構造をスイッチング素子の放熱構造と同様な放熱構造とすることができ、電流検出器は絶縁樹脂によりモールドされているため、外部環境の影響を受けることが小さく、さらに、スイッチング素子をターミナルプレートに実装する際に電流検出器も同時に実装することにより生産性の向上を図ることが可能である。