DE102011003189A1

DE102011003189A1 - Generator for converting mechanical energy into electrical power in motor car, has electrical interconnect component comprising phase-connection, which is arranged on housing element side and cooled by air-flow produced by generator

Info

Publication number: DE102011003189A1
Application number: DE102011003189A
Authority: DE
Inventors: Zeljko Lubina; Matthias Gesellmann; Markus Baur; Juergen Minarsch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-07-26

Abstract

The generator has an electrical interconnect component connected with an electric circuit i.e. rectifier circuit, at a side of a housing element i.e. housing frame (4), where the housing element is arranged at an end shield (1) of the generator. The electrical interconnect component comprises a phase-connection (53) for a phase of the generator, where the phase connection is formed as a cooling rib or fin. The phase-connection is arranged on another housing element side that faces opposite to the former side, and cooled by air-flow produced by the generator. An independent claim is also included for a method for operating a generator.

Description

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Generatoren für Fahrzeuge und deren Kühlung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Beschreibung auf Kühlungen für elektronische Schaltungen oder elektrische Bauelemente eines Fahrzeuggenerators.The present description relates to generators for vehicles and their cooling. In particular, the present description relates to cooling circuits for electronic circuits or electrical components of a vehicle generator.

Stand der TechnikState of the art

Generatoren zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie in Kraftfahrzeugen sind allgemein bekannt. Die üblichen Generatoren erzeugen meist Brei- oder mehrphasigen Drehstrom, welcher über Gleichrichter an übliche Kraftfahrzeug-Gleichspannungs-Bordnetze angepasst wird. Bekannte Gleichrichter umfassen Halbleiterdioden oder Synchrongleichrichter, wobei letztere auf ansteuerbaren Schaltern, wie beispielsweise MOSFETs, basieren.Generators for converting mechanical energy into electrical energy in motor vehicles are well known. The usual generators usually produce slurry or polyphase three-phase current, which is adapted via rectifiers to conventional motor vehicle DC voltage vehicle electrical systems. Known rectifiers include semiconductor diodes or synchronous rectifiers, the latter being based on controllable switches, such as MOSFETs.

Die Gleichrichter sind häufig an einer Gehäuseseite, beispielsweise an einem Gehäuserahmen des Generators angeordnet. Die elektronischen Bauelemente müssen im Betrieb gekühlt werden können, um in dem Gleichrichter erzeugte Wärme abzuleiten.The rectifiers are often arranged on a housing side, for example on a housing frame of the generator. The electronic components must be able to be cooled in operation to dissipate heat generated in the rectifier.

Aus der EP 1 037 517 A2 ist eine Temperatursenke für elektronische Bauelemente bekannt, welche aus einem Wärmeleiter aus einem metallischen Material besteht. Der Wärmeleiter ist in einem Gehäuseelement festgelegt und ragt beiderseits des Gehäuseelements heraus. Auf der inneren Seite des Gehäuses kommt der Wärmeleiter in Kontakt mit einem in das Gehäuse eingebauten elektronischen Bauelement und leitet dessen Abwärme nach außen auf die andere Gehäuseseite ab.From the EP 1 037 517 A2 a temperature sink for electronic components is known, which consists of a heat conductor made of a metallic material. The heat conductor is fixed in a housing element and protrudes on both sides of the housing element. On the inner side of the housing, the heat conductor comes into contact with an electronic component built into the housing and dissipates its waste heat to the outside on the other side of the housing.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kühlung von elektronischen Bauelementen eines Generators und deren Anschlüssen zu verbessern.It is the object of the present invention to improve the cooling of electronic components of a generator and their connections.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass zur Kühlung von elektronischen Bauelementen eines Generators der durch den Generator im Betrieb erzeugte Luftstrom verwendet werden kann. Wird beispielsweise ein Rotor des Generators in eine Drehbewegung gesetzt, so wird durch den sich drehenden Rotor Luft angesaugt, wodurch ein Luftstrom entsteht. Werden bestimmte Bauelemente, insbesondere Phasenanschlüsse des Generators, in einem durch den Luftstrom gebildeten Luftkanal angeordnet, so können sie durch den Luftstrom effizient gekühlt werden.The invention is based on the recognition that for cooling electronic components of a generator, the air flow generated by the generator during operation can be used. If, for example, a rotor of the generator is set in a rotary motion, then air is sucked in by the rotating rotor, whereby an air flow is produced. If certain components, in particular phase terminals of the generator, arranged in an air channel formed by the air flow, they can be efficiently cooled by the air flow.

Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung einen Generator mit zumindest einer elektrischen Schaltung und mit zumindest einem elektrischen Verbindungselement, welches mit der elektrischen Schaltung an einer ersten Seite eines Gehäuseelements verbunden ist, wobei das elektrische Verbindungselement zumindest einen Phasenanschluss für eine Phase des Generators umfasst, wobei der zumindest eine Phasenanschluss auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Gehäuseelements angeordnet und durch einen von dem Generator erzeugbaren Luftstrom kühlbar ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine energieeffiziente Kühlung des Phasenanschlusses bewirkt.According to one aspect, the invention relates to a generator having at least one electrical circuit and having at least one electrical connection element which is connected to the electrical circuit on a first side of a housing element, wherein the electrical connection element comprises at least one phase connection for a phase of the generator, wherein the at least one phase connection is arranged on a second side of the housing element opposite the first side and can be cooled by a stream of air that can be generated by the generator. As a result, an energy-efficient cooling of the phase connection is effected in an advantageous manner.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Phasenanschluss auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Gehäuseelements in dem von dem Generator erzeugbaren Luftstrom angeordnet. Dadurch wird eine besonders effiziente Kühlung des Phasenanschlusses erreicht.According to an advantageous embodiment, the at least one phase connection is arranged on a second side of the housing element opposite the first side in the air flow that can be generated by the generator. As a result, a particularly efficient cooling of the phase connection is achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Phasenanschluss in einem Luftstromkanal angeordnet, welcher durch eine durch den Generator, insbesondere durch einen Rotor des Generators, erzeugte Luftsaugströmung gebildet ist oder der Luftsaugströmung folgt. Der Verlauf des Luftstromkanals entspricht somit dem Verlauf des Luftstroms und wird durch diesen gebildet. Der Verlauf des Luftstromkanals kann in besonders vorteilhafter Weise durch Luftführungselemente bestimmt oder im Vorfeld festgelegt werden.According to an advantageous embodiment, the at least one phase connection is arranged in an airflow channel, which is formed by an air suction flow generated by the generator, in particular by a rotor of the generator, or which follows the air suction flow. The course of the air flow channel thus corresponds to the course of the air flow and is formed by this. The course of the air flow channel can be determined in a particularly advantageous manner by air guide elements or set in advance.

Das elektrische Verbindungselement kann durch die Anordnung in dem Luftstrom vorteilhaft als Wärmesenke ausgebildet sein und Wärme abführen, welche an der Verbindung mit der elektrischen Schaltung auftritt. Ferner wird der Phasenanschluss durch den Luftstrom in vorteilhafter Weise gekühlt und gleichzeitig getrocknet.The electrical connection element can be advantageously formed by the arrangement in the air flow as a heat sink and dissipate heat, which occurs at the junction with the electrical circuit. Furthermore, the phase connection is cooled by the air flow in an advantageous manner and dried at the same time.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann an der ersten Seite des Gehäuseelements auch die elektrische Schaltung selbst angeordnet sein. Wenn die erste Seite über eine Abdeckung, einen Deckel oder eine andere Einhausung z. B. zum Schutz der elektrischen Schaltung verfügt, kann die erste Seite auch als Innenseite bezeichnet werden. Die zweite Seite kann dann dementsprechend als Außenseite definiert sein. Der Begriff Gehäuseelement bezieht sich dabei auf ein Gehäuse für die elektrische Schaltung.According to an advantageous embodiment, the electrical circuit itself can also be arranged on the first side of the housing element. If the first side of a cover, a lid or other enclosure z. B. has to protect the electrical circuit, the first page can also be referred to as the inside. The second page can then be defined accordingly as the outside. The term housing element refers to a housing for the electrical circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuseelement an einem Lagerschild des Generators angeordnet sein. Beispielsweise kann das Gehäuseelement in axialer Richtung bezogen auf den Generator an dem Lagerschild oder radial an einer Mantelfläche des Generators angeordnet sein. Das Gehäuseelement kann als Aufsatz für den Lagerschild ausgebildet sein, was eine nachträgliche Anbringung und einen einfachen Austausch ermöglicht. Das Gehäuseelement kann jedoch auch in dem Lagerschild integriert sein, wodurch die Anzahl der Bauelemente verringert wird.According to an advantageous embodiment, the housing element may be arranged on a bearing plate of the generator. For example, the housing element in the axial direction relative to the generator on the bearing plate or radially be arranged a lateral surface of the generator. The housing element can be designed as an attachment for the bearing plate, which allows a subsequent attachment and easy replacement. However, the housing element can also be integrated in the bearing plate, whereby the number of components is reduced.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuseelement in einem Abstand zu dem Lagerschild angeordnet sein. Dadurch entsteht zwischen dem Lagerschild und der zweiten Seite des Gehäuseelements ein Zwischenraum, in den der Luftstrom geleitet oder angesaugt werden kann. Durch den Zwischenraum entsteht ein Luftkanal für den Luftstrom, welcher gezielt geführt werden kann.According to an advantageous embodiment, the housing element may be arranged at a distance to the bearing plate. This creates a gap between the bearing plate and the second side of the housing element, in which the air flow can be passed or sucked. Through the gap creates an air duct for the air flow, which can be targeted.

Vorteilhaft kann zwischen dem Lagerschild und der zweiten Seite des Gehäuseelements zumindest ein Kühlkörper oder Kühlelement angeordnet sein, welches von dem Luftstrom umströmt wird. Das Kühlelement kann in Form von Kühlrippen oder Finnen ausgeführt sein und beispielsweise wärmeleitend mit der elektrischen Schaltung verbunden sein, um diese im Betrieb zu kühlen. Das Kühlelement bildet somit eine Wärmesenke fur die elektrische Schaltung.Advantageously, at least one heat sink or cooling element can be arranged between the bearing plate and the second side of the housing element, which is flowed around by the air flow. The cooling element may be in the form of cooling fins or fins and, for example, be thermally conductively connected to the electrical circuit in order to cool it during operation. The cooling element thus forms a heat sink for the electrical circuit.

Zusätzlich oder alternativ kann auch der zumindest eine Phasenanschluss als Kühlrippe oder Finne ausgebildet sein, so dass dieser eine gute Wärmeabgabe an den Kühlluftstrom ermöglicht. Dazu kann der zumindest eine Phasenanschluss radial zu der Welle des Generators ausgerichtet sein und axial zu der Welle des Generators von der zweiten Seite hervorspringen und sich in den Zwischenraum erstrecken. Dadurch wird eine effiziente Kühlung erreicht.Additionally or alternatively, the at least one phase connection may also be formed as a cooling fin or fin, so that this enables a good heat transfer to the cooling air flow. For this purpose, the at least one phase connection can be aligned radially with respect to the shaft of the generator and project axially toward the shaft of the generator from the second side and extend into the intermediate space. This achieves efficient cooling.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der zumindest eine Phasenanschluss mittels einer Schweißverbindung mit einem Phasenabgang eines Rotors des Generators verbunden sein. Durch die Anordnung wird die Schweißverbindung im Betrieb ständig gekühlt, so dass erhöhte Temperaturen an der Schweißverbindung verhindert werden können, was die Lebensdauer dieser elektrischen Verbindung und damit die Zuverlässigkeit des Generators erhöht.According to an advantageous embodiment, the at least one phase connection can be connected by means of a welded connection to a phase outlet of a rotor of the generator. By virtue of the arrangement, the welded connection is constantly cooled during operation, so that increased temperatures at the welded connection can be prevented, which increases the service life of this electrical connection and thus the reliability of the generator.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die elektrische Schaltung einen Gleichrichter für zumindest eine Phase des Generators umfassen und dementsprechend auch als Gleichrichterschaltung bezeichnet werden. Der Gleichrichter kann einen Leistungshalbleiter, wie beispielsweise einen MOSFET, umfassen. Der Gleichrichter kann jedoch auch Dioden oder andere bekannte Gleichrichterelemente umfassen. Ferner kann die elektrische Schaltung zusätzlich oder alternativ weitere Elemente und weitere Funktionen umfassen und kann beispielsweise als eine an sich bekannte ECU ausgebildet sein und eine Regelung für den Generator, eine Temperaturmessung, eine Feuchtigkeitssensorik oder andere Funktionen umfassen.According to an advantageous embodiment, the electrical circuit may comprise a rectifier for at least one phase of the generator and accordingly be referred to as a rectifier circuit. The rectifier may include a power semiconductor, such as a MOSFET. However, the rectifier may also include diodes or other known rectifier elements. Further, the electrical circuit may additionally or alternatively include further elements and other functions and may be formed, for example, as a per se known ECU and include a controller for the generator, a temperature measurement, a humidity sensor or other functions.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die elektrische Schaltung mit dem elektrischen Verbindungselement über zumindest einen Bond verbunden sein. An den Bonds entstehende Wärme wird vorteilhaft über das elektrische Verbindungselement abgeführt.According to an advantageous embodiment, the electrical circuit may be connected to the electrical connection element via at least one bond. Heat generated at the bonds is advantageously dissipated via the electrical connection element.

Gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform kann der Luftstrom mittels der sich drehenden Welle des Generators erzeugt werden. Dazu können Luftleitschaufeln oder andere Luftbeschleunigungsmittel vorgesehen sein, welche von der Welle bewegt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, Luft mit den Luftbeschleunigungsmitteln durch den Zwischenraum anzusaugen.According to an advantageous embodiment, the air flow can be generated by means of the rotating shaft of the generator. For this purpose, air guide vanes or other air acceleration means can be provided, which are moved by the shaft. For example, it may be provided to suck air with the air acceleration means through the gap.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Phasenanschluss durch den von dem Generator erzeugbaren Luftstrom trockenbar. Somit wird in vorteilhafter Weise eine Kühlung und gleichzeitig eine Trocknung des Phasenanschlusses erreicht.According to an advantageous embodiment, the at least one phase connection can be dried by the air flow that can be generated by the generator. Thus, a cooling and at the same time a drying of the phase connection is achieved in an advantageous manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Generators mit zumindest einer elektrischen Schaltung und mit zumindest einem elektrischen Verbindungselement, welches mit der elektrischen Schaltung an einer ersten Seite eines Gehäuseelements verbunden ist, wobei das elektrische Verbindungselement zumindest einen Phasenanschluss für eine Phase des Generators umfasst, wobei der zumindest eine Phasenanschluss auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Gehäuseelements angeordnet und wobei der zumindest eine Phasenanschluss durch einen von dem Generator erzeugbaren Luftstrom gekühlt wird.According to a further aspect, the invention relates to a method for operating a generator having at least one electrical circuit and having at least one electrical connection element which is connected to the electrical circuit on a first side of a housing element, wherein the electrical connection element at least one phase connection for a phase of The generator is arranged, wherein the at least one phase connection arranged on a first side opposite the second side of the housing member and wherein the at least one phase connection is cooled by a generatable by the generator air flow.

Weitere Verfahrensschritte ergeben sich unmittelbar aus der Funktionalität des erfindungsgemäßen Generators.Further method steps result directly from the functionality of the generator according to the invention.

Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Further embodiments will be explained with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 einen Lagerschild eines Generators mit einer in einem Gehäuserahmen angeordneten Gleichrichterschaltung; 1 a bearing plate of a generator with a arranged in a housing frame rectifier circuit;

2a eine Draufsicht des Gehäuserahmens der 1 mit geöffnetem Deckel, und 2a a plan view of the housing frame of 1 with lid open, and

2b einen vergrößerten Ausschnitt der 2a; 2 B an enlarged section of the 2a ;

3a den Gehäuserahmen der 2a und 2b von der Außenseite, und 3b einen vergrößerten Ausschnitt der 3a; und 3a the frame of the 2a and 2 B from the outside, and 3b an enlarged section of the 3a ; and

4 einen Querschnitt durch den Lagerschild und den Gehäuserahmen der 1. 4 a cross section through the bearing plate and the frame of the 1 ,

1 zeigt einen Lagerschild 1, welcher in üblicher Art einen Wellensitz oder ein Wellenlager 14 umfasst, in welcher eine Welle 12 drehbar gelagert ist. Der Lagerschild 1 kann ein gewöhnlicher Lagerschild sein, wie er in üblichen Generatoren verwendet wird. An dem Lagerschild 1 sind Phasenabgänge 2 zum Anschluss der Rotorwicklungen des Generators angeordnet. An diesen Phasenabgängen 2 liegen die üblichen Wechselspannungen an, wenn sich der Rotor des Generators dreht. Die Wechselspannung wird über Gleichrichterschaltungen 6 in eine Gleichspannung umgewandelt. 1 shows a bearing plate 1 , which in the usual way a shaft seat or a shaft bearing 14 includes, in which a shaft 12 is rotatably mounted. The bearing plate 1 can be an ordinary bearing plate, as it is used in conventional generators. At the end shield 1 are phase departures 2 arranged for connection of the rotor windings of the generator. At these phase outlets 2 The usual alternating voltages are present when the rotor of the generator rotates. The AC voltage is via rectifier circuits 6 converted into a DC voltage.

Die Gleichrichterschaltungen 6 sind an einer ersten Seite oder Innenseite 41 eines Gehäuseelements oder Gehäuserahmens 4 angeordnet. Der Gehäuserahmen 4 ist an dem Lagerschild 1 angeordnet und kann als Aufsatz fur den Lagerschild 1 ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Gehäuserahmen 4 in axialer Richtung bezüglich der Welle 12 an dem Lagerschild 1 angeordnet sein und von diesem beabstandet sein, so dass ein Zwischenraum zwischen dem Lagerschild 1 und einer zweiten Seite oder Außenseite 42 des Gehäuserahmens 4 verbleibt. In dem Zwischenraum sind Kühlelemente 3, wie beispielsweise Kühlrippen oder Finnen, an dem Gehäuserahmen 4 angeordnet, an welchen ein Kühlluftstrom 30 vorbeigeführt werden kann. Durch den Kühlluftstrom 30 werden der Gehäuserahmen 4 und die an dem Gehäuserahmen 4 angeordneten Gleichrichterschaltungen 6 gekühlt, wie mit Bezug auf die 4 ausführlicher beschrieben.The rectifier circuits 6 are on a first page or inside 41 a housing element or housing frame 4 arranged. The case frame 4 is on the end shield 1 arranged and can be used as an attachment for the end shield 1 be educated. For example, the case frame 4 in the axial direction with respect to the shaft 12 on the bearing plate 1 be arranged and spaced from this, so that a gap between the bearing plate 1 and a second side or outside 42 of the case frame 4 remains. In the intermediate space are cooling elements 3 , such as cooling fins or fins, on the housing frame 4 arranged, at which a cooling air flow 30 can be passed. Through the cooling air flow 30 become the case frame 4 and the on the case frame 4 arranged rectifier circuits 6 cooled, as with respect to the 4 described in more detail.

Eine Gehäuseabdeckung bzw. ein Deckel 8 ist auf der ersten Seite 41 des Gehäuserahmens 4 angeordnet, um die Gleichrichterschaltung 6 zu schützen.A housing cover or a lid 8th is on the first page 41 of the case frame 4 arranged to the rectifier circuit 6 to protect.

2a zeigt den Lagerschild 1 mit dem Gehäuserahmen 4 der 1 mit geöffnetem oder abmontiertem Deckel 8. Dadurch sind die an der Innenseite 41 des Gehäuserahmens 4 angeordneten Gleichrichterschaltungen 6 sichtbar und zugänglich. Die Gleichrichterschaltungen 6 sind an sich bekannt und als elektronische Schaltungen ausgebildet, welche einen oder mehrere Gleichrichter zur Umwandlung der Phasenspannungen des Rotors in eine Gleichspannung umfassen. Der Gleichrichter kann Halbleiterdioden umfassen oder auf ansteuerbaren Schaltern, wie MOSFETs, basieren. Letztere werden auch als Synchrongleichrichter oder aktive Gleichrichtung bezeichnet. Die elektronischen Schaltungen können neben der Gleichrichtung der Phasenspannung weitere Funktionen erfüllen und können beispielsweise ein ECU umfassen. 2a shows the end shield 1 with the case frame 4 of the 1 with lid open or removed 8th , As a result, they are on the inside 41 of the case frame 4 arranged rectifier circuits 6 visible and accessible. The rectifier circuits 6 are known per se and designed as electronic circuits which comprise one or more rectifiers for converting the phase voltages of the rotor into a DC voltage. The rectifier may comprise semiconductor diodes or be based on controllable switches, such as MOSFETs. The latter are also referred to as synchronous rectifiers or active rectification. The electronic circuits can perform other functions in addition to the rectification of the phase voltage and may include, for example, an ECU.

Die erzeugte Gleichspannung kann typischerweise an die gängigen 12-Volt- oder 24-Volt-Systeme eines Fahrzeugs angepasst sein. Die erzeugte Gleichspannung kann jedoch auch jede andere gewünschte Spannung umfassen.The generated DC voltage can typically be adapted to the standard 12 volt or 24 volt systems of a vehicle. However, the generated DC voltage may also include any other desired voltage.

Die Gleichrichterschaltung 6 ist elektrisch mit einem elektrischen Verbindungselement 5 verbunden. Die Verbindung zu dem elektrischen Verbindungselement 5 kann beispielsweise über Bonden bzw. als Bond 7 erfolgen. Das elektrische Verbindungselement 5 ist aus einem elektrisch leitenden und wärmeleitenden Material gebildet und an und/oder in dem Gehäuserahmen 4 angeordnet. Das elektrische Verbindungselement 5 ist durch den Gehäuserahmen umfasst, beispielsweise umspritzt, verklebt oder mittels einer Steckverbindung befestigt, und durch den Gehäuserahmen 4 hindurchgeführt, so dass es als Vorsprung 53 an der Außenseite 42 des Gehäuserahmens 4 herausragt.The rectifier circuit 6 is electrically connected to an electrical connection element 5 connected. The connection to the electrical connection element 5 can, for example, via bonding or as a bond 7 respectively. The electrical connection element 5 is formed of an electrically conductive and thermally conductive material and on and / or in the housing frame 4 arranged. The electrical connection element 5 is covered by the housing frame, for example, overmoulded, glued or fastened by means of a plug connection, and by the housing frame 4 passed it, making it as a lead 53 on the outside 42 of the case frame 4 protrudes.

Der Vorsprung 53 ist als Anschluss für einen Phasenabgang 2 ausgebildet und wird hierin auch als Phasenanschluss 53 bezeichnet. Der Phasenanschluss 53 kann beispielsweise über eine Schweißverbindung oder Lötstelle mit dem Phasenabgang 2 dauerhaft verbunden sein, kann jedoch auch eine Steckverbindung, Klemmverbindung oder einen anderen elektrischen Kontakt umfassen.The lead 53 is as connection for a phase departure 2 is formed and is also referred to herein as a phase connection 53 designated. The phase connection 53 For example, via a welded joint or solder joint with the phase outlet 2 permanently connected, but may also include a connector, clamp connection or other electrical contact.

Die 2b zeigt einen Ausschnitt der 2a in vergrößerter Ansicht. Die elektrischen Kontakte der Gleichrichterschaltung 6 sind mit dem elektrischen Verbindungselement 5 verbunden. Die elektrischen Kontakte sind als Bonds 7 ausgeführt und dienen zur Übertragung der Phasenspannungen auf die Gleichrichterschaltung 6. Im Betrieb können sich diese Bonds 7 wegen der auftretenden Ströme stark erwärmen. Die Wärme wird über das elektrische Verbindungselement 5, welches als Temperatursenke ausgeführt ist, abgeleitet und über den Vorsprung bzw. Phasenanschluss 53 auf der gegenüberliegenden Seite 42 des Gehäuserahmens 4 in dem Kühlluftstrom 30 gekühlt.The 2 B shows a part of the 2a in enlarged view. The electrical contacts of the rectifier circuit 6 are with the electrical connector 5 connected. The electrical contacts are as bonds 7 executed and serve to transmit the phase voltages to the rectifier circuit 6 , In operation, these bonds can 7 heat up strongly due to the occurring currents. The heat is transferred via the electrical connection element 5 , which is designed as a temperature sink, derived and via the projection or phase connection 53 on the opposite side 42 of the case frame 4 in the cooling air flow 30 cooled.

Die Kühlung des Phasenanschlusses 53 und des Bonds 7 kann alternativ oder ergänzend zu der üblichen Kühlung der Gleichrichterschaltung 6 erfolgen, welche im dargestellten Beispiel über die Kühlelemente 3 erfolgt.The cooling of the phase connection 53 and the bond 7 may alternatively or in addition to the usual cooling of the rectifier circuit 6 take place, which in the example shown on the cooling elements 3 he follows.

3a zeigt die zweite Seite oder Außenseite 42 des Gehäuserahmens 4 der 2 separat und von dem Lagerschild abgenommen. Neben den Kühlrippen 3 sind an der zweiten Seite 42 des Gehäuserahmens 4 die Vorsprünge 53 des elektrischen Verbindungselements 5 angeordnet. Die Vorsprünge 53 können ebenfalls als Kühlrippen ausgeführt sein und können in radialer Richtung bezogen auf die Welle 12 des Generators angeordnet sein, wie in 3b ersichtlich. Damit werden die elektrischen Verbindungselemente 5 als Wärmesenke ausgebildet und im Betrieb des Generators effizient von dem Kühlluftstrom 30 gekühlt, was zu einer Kühlung sowohl des Vorsprungs bzw. Phasenanschlusses 53 als auch des Bonds 7 führt. Prinzipiell ist es auch möglich, Wärme aus der Gleichrichterschaltung 6 über das elektrische Verbindungselement 5 abzuführen und die Kühlelemente 3 wegzulassen oder kleiner auszuführen. 3a shows the second side or outside 42 of the case frame 4 of the 2 separately and removed from the bearing plate. Next to the cooling fins 3 are on the second page 42 of the case frame 4 the projections 53 of the electrical connection element 5 arranged. The projections 53 can also be designed as cooling fins and can in the radial direction relative to the shaft 12 be arranged of the generator, as in 3b seen. This will be the electrical connection elements 5 designed as a heat sink and efficient in the operation of the generator of the cooling air flow 30 cooled, resulting in a cooling of both the projection and phase connection 53 as well as the bond 7 leads. In principle, it is also possible to heat from the rectifier circuit 6 via the electrical connection element 5 dissipate and the cooling elements 3 to omit or to make smaller.

4 zeigt einen Querschnitt durch den Lagerschild 1 mit dem Gehäuserahmen 4 der 1, wodurch der Verlauf des Kühlluftstroms 30 ersichtlich wird. An dem Lagerschild 1 ist die Welle 12 des Generators mittels eines Kugellagers 14 gelagert. Die sich drehende Welle 12 erzeugt einen Kühlluftstrom, beispielsweise durch an der Welle angeordnete Luftschaufeln oder andere an sich bekannte Luftbeschleunigungsmittel. Die Luftbeschleunigungsmittel erzeugen einen Ansaugluftstrom zwischen Lagerschild 1 und Gehäuserahmen 4, so dass die Kühlelemente 3 und der Phasenanschluss 53 des elektrischen Verbindungselements 5 in dem Ansaugluftstrom liegen und somit gekühlt werden, wenn sich der Rotor und damit die Welle 12 des Generators dreht. Der Luftstrom 30 wird dann durch Öffnungen in dem Lagerschild 1 in den Generator geführt und nach außen abgeleitet oder zur Kühlung weiterer Elemente des Generators verwendet. 4 shows a cross section through the bearing plate 1 with the case frame 4 of the 1 , whereby the course of the cooling air flow 30 becomes apparent. At the end shield 1 is the wave 12 of the generator by means of a ball bearing 14 stored. The rotating shaft 12 generates a flow of cooling air, for example by arranged on the shaft air blades or other known air acceleration means. The air acceleration means generate an intake air flow between end shield 1 and frame 4 so that the cooling elements 3 and the phase connection 53 of the electrical connection element 5 lie in the intake air flow and thus cooled when the rotor and thus the shaft 12 of the generator turns. The airflow 30 is then through openings in the bearing plate 1 led into the generator and derived to the outside or used for cooling other elements of the generator.

Die Vorsprünge bzw. Phasenanschlüsse 53 der elektrischen Verbindungselemente 5 sind mit den entsprechenden Phasenabgängen 2 verbunden und insbesondere mit diesen verschweißt oder verlötet. Die Schweißstellen sind vorteilhaft im Kühlluftstrom 30 angeordnet, wodurch eine Überhitzung und ein Öffnen oder eine Beschädigung der Schweißstellen und damit des für die Funktion des Generators wesentlichen Kontakts vermieden werden kann.The projections or phase connections 53 the electrical connection elements 5 are with the corresponding phase outlets 2 connected and in particular with these welded or soldered. The welds are advantageous in the cooling air flow 30 arranged, whereby overheating and opening or damage of the welds and thus the essential for the function of the generator contact can be avoided.

Es ist offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf eine Phase des Generators beschränkt ist, sondern dass mehrere oder alle Phaseabgänge 2 des Generators über einen entsprechenden gekühlten Phasenanschluss 53 mit einer zugehörigen Gleichrichterschaltung 6 verbunden sein können. Dabei können eine oder mehrere Gleichrichterschaltungen 6 vorgesehen sein.It is obvious that the invention is not limited to one phase of the generator, but that several or all phase outputs 2 of the generator via a corresponding cooled phase connection 53 with an associated rectifier circuit 6 can be connected. In this case, one or more rectifier circuits 6 be provided.

Die vorliegende Beschreibung beschreibt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung. Es ist jedoch für einen Fachmann offensichtlich, dass das angegebene Beispiel ergänzt oder verändert werden kann. Beispielsweise können die Gleichrichterschaltungen 6 bzw. allgemein die elektrischen Schaltungen an einer anderen Stelle als am axialen Ende des Generators angeordnet sein. Ferner kann der Kühlluftstrom 30 in beliebiger Weise an den Vorsprüngen 53 vorbeigeführt werden und es kann sich bei dem Kühlluftstrom 30 um einen Ansaugluftstrom oder einen Abluftstrom handeln. Genauso kann der Luftstrom 30 durch ein anderes Kältemittel, beispielsweise eine Kühlflüssigkeit, ersetzt werden und ein entsprechender Kühlkreis vorgesehen sein. Auch ist die Erfindung nicht auf Phasenanschlüsse beschränkt, sondern kann mit anderen elektrischen Verbindungen verwendet werden, welche ein entsprechende Kühlung erfordern.The present description describes an example of the present invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that the example given may be supplemented or changed. For example, the rectifier circuits 6 or in general, the electrical circuits may be arranged at a location other than at the axial end of the generator. Furthermore, the cooling air flow 30 in any way on the projections 53 be passed and it may be in the cooling air flow 30 to act an intake air flow or an exhaust air flow. The same applies to the airflow 30 be replaced by another refrigerant, such as a cooling liquid, and be provided a corresponding cooling circuit. Also, the invention is not limited to phase connections, but can be used with other electrical connections that require appropriate cooling.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1037517 A2 [0004]

Claims

Generator with at least one electrical circuit ( 6 ) and with at least one electrical connection element ( 5 ) connected to the electrical circuit ( 6 ) on a first page ( 41 ) of a housing element ( 4 ), wherein the electrical connection element ( 5 ) at least one phase connection ( 53 ) for one phase of the generator, wherein the at least one phase connection ( 53 ) on one of the first page ( 41 ) opposite second side ( 42 ) of the housing element ( 4 ) and by an air flow ( 30 ) is coolable.

Generator according to claim 1, wherein the at least one phase connection ( 53 ) on one of the first page ( 41 ) opposite second side ( 42 ) of the housing element ( 4 ) in the air stream ( 30 ) is arranged.

Generator according to claim 1 or 2, wherein the at least one phase connection ( 53 ) is arranged in an air flow channel, which is formed by an air suction flow generated by the generator, in particular by a rotor of the generator, or the air suction flow follows.

Generator according to one of the preceding claims, wherein the housing element ( 4 ) on a bearing plate ( 1 ) of the generator is arranged.

Generator according to claim 4, wherein the housing element at a distance from the end shield ( 1 ) and between the end shield ( 1 ) and the second page ( 42 ) of the housing element ( 4 ) the air flow ( 30 ).

Generator according to claim 5, wherein between the bearing plate ( 1 ) and the second page ( 42 ) of the housing element ( 4 ) at least one heat sink ( 3 ), which of the air flow ( 30 ) is flowed around.

Generator according to one of the preceding claims, wherein the at least one phase connection ( 53 ) is designed as a cooling fin or fin.

Generator according to one of the preceding claims, wherein the at least one phase connection ( 53 ) radially to a shaft ( 12 ) and axially to the shaft ( 12 ) from the second page ( 42 ) leaps out.

Generator according to one of the preceding claims, wherein the at least one phase connection ( 53 ) by means of a soldering or welding connection with a phase outlet ( 2 ) is connected to a rotor of the generator.

Generator according to one of the preceding claims, wherein the electrical circuit ( 6 ) comprises a rectifier for at least one phase of the generator.

Generator according to one of the preceding claims, wherein the electrical circuit ( 6 ) comprises at least one power semiconductor.

Generator according to one of the preceding claims, wherein the electrical circuit ( 6 ) with the electrical connection element ( 5 ) via at least one bond ( 7 ) connected is.

Generator according to one of the preceding claims, wherein the air flow ( 30 ) in operation of the generator of the rotating shaft 12 of the generator is generated.

Generator according to one of the preceding claims, wherein the at least one phase connection ( 53 ) on one of the first page ( 41 ) opposite second side ( 42 ) of the housing element ( 4 ) and by an air flow ( 30 ) is dry.

Method for operating a generator with at least one electrical circuit ( 6 ) and with at least one electrical connection element ( 5 ) connected to the electrical circuit ( 6 ) on a first page ( 41 ) of a housing element ( 4 ), wherein the electrical connection element ( 5 ) at least one phase connection ( 53 ) for one phase of the generator, wherein the at least one phase connection ( 53 ) on one of the first page ( 41 ) opposite second side ( 42 ) of the housing element ( 4 ) and wherein the at least one phase connection ( 53 ) by an air stream ( 30 ) is cooled.