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WO2025009560A1 - 巻線界磁型回転電機 - Google Patents

巻線界磁型回転電機 Download PDF

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Publication number
WO2025009560A1
WO2025009560A1 PCT/JP2024/024094 JP2024024094W WO2025009560A1 WO 2025009560 A1 WO2025009560 A1 WO 2025009560A1 JP 2024024094 W JP2024024094 W JP 2024024094W WO 2025009560 A1 WO2025009560 A1 WO 2025009560A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
capacitor
diode
capacitors
rotor
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/024094
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
吉正 金田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of WO2025009560A1 publication Critical patent/WO2025009560A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/36—Structural association of synchronous generators with auxiliary electric devices influencing the characteristic of the generator or controlling the generator, e.g. with impedances or switches

Definitions

  • the disclosure in this specification relates to a wound field type rotating electric machine.
  • the rotor In a wound-field type rotating electric machine, the rotor has a rotor core with multiple main poles (magnetic salient poles) provided for each magnetic pole aligned in the circumferential direction, and a field winding wound around the main poles.
  • a configuration is also known in which a circuit module is provided as an electrical component at the axial end of the rotor (see, for example, Patent Document 1).
  • the circuit module has a capacitor, and a resonant circuit is formed by the field winding and the capacitor.
  • This disclosure was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a wound-field type rotating electric machine that can suppress the occurrence of problems caused by heat received from the field winding in a capacitor placed at the axial end of the rotor.
  • the present disclosure relates to a stator having stator windings; a rotor having a rotor core having main pole portions provided for the magnetic poles arranged in the circumferential direction and projecting in the radial direction, and a field winding wound around the main pole portions,
  • a wound-field type rotating electric machine in which a high-frequency current for inducing a field current in the field winding flows in the stator winding, the rotor includes a circuit module having a plurality of capacitors connected to the field winding; the circuit module is provided at a position axially opposed to a coil end portion of the field winding that is axially outer than the rotor core,
  • the capacitor is a multilayer capacitor in which a dielectric and electrodes are laminated, and the lamination direction of the dielectric and the electrodes is arranged perpendicular to the axial direction of the rotor.
  • the capacitor of the circuit module is affected by heat from the field winding.
  • the capacitor is configured so that the lamination direction of the dielectrics and electrodes is perpendicular to the axial direction of the rotor.
  • the dielectrics and electrodes which have different heat transfer coefficients in the capacitor, each extend in the axial direction, so that the temperature distribution inside the capacitor can be made uniform, unlike when the dielectrics and electrodes each are perpendicular to the axial direction.
  • This suppresses deformation in the capacitor due to differences in thermal expansion.
  • it is possible to suppress the occurrence of malfunctions caused by heat reception from the field winding in the capacitor placed at the axial end of the rotor.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a control system for a rotating electrical machine
  • FIG. 2 is a diagram showing an inverter and its peripheral configuration.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotor and the stator;
  • FIG. 4 is a diagram showing an electric circuit provided in the rotor;
  • FIG. 5 is a perspective view showing the overall configuration of the rotor;
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the rotor;
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the rotor;
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a winding unit in a rotor main portion;
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a control system for a rotating electrical machine
  • FIG. 2 is a diagram showing an inverter and its peripheral configuration.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotor and the stator
  • FIG. 4 is a diagram showing an electric circuit provided in the rotor
  • FIG. 5
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a rotor main portion;
  • FIG. 10 is a perspective view of a circuit module;
  • FIG. 11 is a perspective view of a component holder;
  • FIG. 12 is a perspective view showing an arrangement of capacitors and diodes;
  • FIG. 13 is a perspective view of a bus bar;
  • FIG. 14 is a perspective view showing an arrangement of capacitors, diodes, and bus bars;
  • FIG. 15 is a diagram showing electrical connections between each bus bar and a field winding;
  • FIG. 16 is a vertical cross-sectional view showing a schematic arrangement of capacitors in a circuit module;
  • FIG. 17 is a plan view showing an arrangement of the capacitors and the diodes;
  • FIG. 18 is a vertical cross-sectional view showing an arrangement of capacitors and diodes
  • FIG. 19 is a plan view showing a schematic configuration of a first bus bar and a second bus bar
  • FIG. 20 is a vertical cross-sectional view showing a schematic arrangement of capacitors in a circuit module
  • FIG. 21 is a plan view showing an arrangement of the capacitors and diodes in another embodiment.
  • the rotating electric machine is used as a driving power source in, for example, electric vehicles, hybrid vehicles, and other electrically powered vehicles.
  • the control system includes a DC power supply 10, an inverter 20, a control device 30, and a rotating electric machine 40.
  • the rotating electric machine 40 is a wound-field type synchronous machine.
  • the rotating electric machine 40, the inverter 20, and the control device 30 may be configured as an electromechanical integrated drive device, or the rotating electric machine 40, the inverter 20, and the control device 30 may each be configured with its own component.
  • the rotating electric machine 40 includes a housing 41, and a stator 50 and a rotor 60 housed within the housing 41.
  • the rotating electric machine 40 of this embodiment is an inner rotor type rotating electric machine in which the rotor 60 is disposed radially inside the stator 50.
  • the stator 50 includes a stator core 51 and a stator winding 52.
  • the stator winding 52 is made of, for example, copper wire, and includes U-, V-, and W-phase windings 52U, 52V, and 52W that are arranged with an electrical angle offset of 120° from each other.
  • the rotor 60 includes a rotor core 61 and a field winding 70.
  • the field winding 70 may be made of aluminum wire, which has a low specific gravity and is easy to form.
  • the field winding 70 is not limited to aluminum wire, and may be made of copper wire or CNT (carbon nanotube), for example.
  • a rotating shaft 32 is attached to the central hole of the rotor core 61. The rotating shaft 32 is rotatably supported by the housing 41 via bearings 42 and 43.
  • the inverter 20 includes a series connection of upper arm switches SUp, SVp, SWp for the U-, V-, and W-phases, and lower arm switches SUn, SVn, SWn for the U-, V-, and W-phases.
  • First ends of the U-, V-, and W-phase windings 52U, 52V, and 52W are connected to the connection points of the upper arm switches SUp, SVp, and SWp and the lower arm switches SUn, SVn, and SWn in each phase.
  • Second ends of the U-, V-, and W-phase windings 52U, 52V, and 52W are connected at the neutral point. That is, in this embodiment, the stator winding 52 is star-connected. However, the stator winding 52 may also be delta-connected.
  • each switch SUp to SWn is an IGBT.
  • a freewheel diode is connected in inverse parallel to each switch SUp to SWn.
  • the positive terminal of the DC power supply 10 is connected to the collector of the upper arm switches SUp, SVp, SWp of each phase.
  • the negative terminal of the DC power supply 10 is connected to the emitter of the lower arm switches SUn, SVn, SWn of each phase.
  • a smoothing capacitor 11 is connected in parallel to the DC power supply 10.
  • stator 50 and rotor 60 will be described using FIG. 3.
  • the stator 50 and the rotor 60 are both arranged coaxially with the rotating shaft 32.
  • the direction in which the rotating shaft 32 extends is referred to as the axial direction
  • the direction extending radially from the center of the rotating shaft 32 is referred to as the radial direction
  • the direction extending circumferentially around the rotating shaft 32 is referred to as the circumferential direction.
  • the stator core 51 is made of laminated steel plates made of soft magnetic material, and has an annular back yoke 51a and a number of teeth 51b protruding radially inward from the back yoke 51a.
  • a number of slots 54 are formed between adjacent teeth 51b, arranged in the circumferential direction.
  • the stator winding 52 is formed by accommodating the phase windings of each phase in a predetermined order in each of these slots 54.
  • the stator 50 may employ a segment coil structure using a number of conductor segments.
  • the structure of the stator winding 52 is arbitrary.
  • the rotor core 61 is made of a soft magnetic material, for example laminated steel plates.
  • the rotor core 61 has a cylindrical portion 61a and a number of main pole portions 62 that protrude radially outward from the cylindrical portion 61a.
  • a field winding 70 is wound around the main pole portions 62 by concentrated winding.
  • eight main pole portions 62 are provided at equal intervals in the circumferential direction.
  • the field winding 70 has a first winding portion 71a and a second winding portion 71b.
  • the first winding portion 71a is wound radially outward around each main pole portion 62
  • the second winding portion 71b is wound radially inward from the first winding portion 71a.
  • the winding directions of the first winding portion 71a and the second winding portion 71b are the same.
  • the winding direction of each winding portion 71a, 71b wound around one is opposite to the winding direction of each winding portion 71a, 71b wound around the other.
  • each main pole portion 62 in the rotor core 61 and the field winding 70 wound around each main pole portion 62 form multiple magnetic poles (field poles) arranged in the circumferential direction.
  • FIG. 4 shows the electric circuit on the rotor 60 side, which includes the windings 71a, 71b wound around the main pole 62.
  • the first winding 71a and the second winding 71b are connected in series, and a capacitor section CC consisting of a plurality of first capacitors 91 is connected in parallel to the second winding 71b.
  • the capacitor section CC is configured as a parallel connection of, for example, eleven first capacitors 91.
  • a second capacitor 92 is connected in parallel to the series connection of the first winding 71a and the second winding 71b.
  • the second capacitor 92 is provided for noise suppression.
  • one second capacitor 92 is provided.
  • the first capacitor 91 and the second capacitor 92 are multilayer ceramic capacitors and have the same configuration.
  • a diode 93 is connected as a rectifying element between both ends of the series-connected body consisting of the winding portions 71a and 71b. That is, the first end of the first winding portion 71a is connected to the cathode of the diode 93, and the first end of the second winding portion 71b is connected to the second end of the first winding portion 71a.
  • the anode of the diode 93 is connected to the second end of the second winding portion 71b.
  • a series resonant circuit is formed by the first winding portion 71a, the first capacitor 91, and the diode 93
  • a parallel resonant circuit is formed by the second winding portion 71b and the first capacitor 91. If a first resonant frequency which is the resonant frequency of the series resonant circuit is f1 and a second resonant frequency which is the resonant frequency of the parallel resonant circuit is f2, these resonant frequencies f1 and f2 are expressed by the following equations (1) and (2).
  • L1 is the inductance of the first winding portion 71a
  • L2 is the inductance of the second winding portion 71b
  • C is the capacitance of the first capacitor 91.
  • f1 1/(2 ⁇ (L1 ⁇ C))...(1)
  • f2 1/(2 ⁇ (L2 ⁇ C))...(2)
  • a high-frequency excitation current flows through the stator winding 52
  • a fluctuation occurs in the magnetic circuit including the stator core 51 and the rotor core 61 due to the high-frequency component of the main magnetic flux.
  • the fluctuation in the main magnetic flux generates an induced voltage in each of the winding parts 71a, 71b, and a current is induced in each of the winding parts 71a, 71b.
  • the control device 30 is mainly composed of a microcomputer (corresponding to a computer), which has a CPU.
  • the control device 30 generates drive signals that turn on and off each of the switches SUp to SWn that make up the inverter 20.
  • the control device 30 generates drive signals that turn on and off each of the switches SUp to SWn in order to convert the DC power output from the DC power source 10 into AC power and supply it to the U-, V-, and W-phase windings 52U, 52V, and 52W, and supplies the generated drive signals to the gates of each of the switches SUp to SWn.
  • the control device 30 turns on and off each switch SUp to SWn so that a composite current of the fundamental current and high-frequency excitation current flows through each phase winding 52U, 52V, 52W.
  • the fundamental current is a current that mainly generates torque in the rotating electric machine 40.
  • the high-frequency excitation current is a high-frequency current with a higher frequency than the fundamental current, and is a current that mainly excites the field winding 70. It is also possible to use a harmonic current as the high-frequency current.
  • the phase currents flowing through each phase winding 52U, 52V, 52W are shifted by 120° in electrical angle.
  • Figure 5 is a perspective view showing the overall configuration of the rotor 60
  • Figure 6 is an exploded perspective view of the rotor 60
  • Figure 7 is a longitudinal cross-sectional view of the rotor 60.
  • the rotor 60 is roughly divided into a rotor main part 101, a circuit module 102 provided at one of the axial ends of the rotor main part 101, and coil end covers 103, 104 as annular members attached to one axial end and the other axial end of the rotor main part 101.
  • the rotor main part 101 includes a rotor core 61 and a field winding 70 as described in FIG. 3, and the rotating shaft 32 is attached to the central hole of the rotor core 61.
  • the field winding 70 is made of a plurality of winding units 110 arranged in a circumferential direction.
  • the circuit module 102 is fixed to the rotating shaft 32 with the rotating shaft 32 inserted into the hollow part. As shown in FIG.
  • the portion radially facing the rotor core 61 is the coil side portion CS, and the portion axially outside the rotor core 61 is the coil end portion CE.
  • the circuit module 102 is located axially opposite the coil end portion CE of the field winding 70.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the winding unit 110 in the rotor main part 101
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of a portion of the rotor main part 101.
  • the rotor main part 101 has multiple winding units 110 provided for each magnetic pole of the rotor 60.
  • Each winding unit 110 is formed in an annular shape with the axial direction as the longitudinal direction, and is assembled to the rotor core 61 with the main pole part 62 of the rotor core 61 inserted into the hollow part.
  • the winding unit 110 has a first coil module 111 that is radially outward when attached to the main pole portion 62, and a second coil module 112 that is radially inward.
  • the first coil module 111 is a coil module that corresponds to the first winding portion 71a
  • the second coil module 112 is a coil module that corresponds to the second winding portion 71b.
  • the first coil module 111 has an annular coil body 121 formed by multiple windings of conductor material made of rectangular wire in the circumferential and radial directions, and a thin plate-like insulator 122 that is integral with the coil body 121.
  • the insulator 122 has a portion that extends in the circumferential direction and covers the outer peripheral portions of the coil body 121 on the radially outer and inner sides, and a portion that extends in the radial direction and covers the hollow portion of the coil body 121.
  • the outer peripheral portion on the radially outer side and the inner peripheral portion and hollow portion of the coil body 121 on the radially inner side are insulated and coated with the insulator 122.
  • the second coil module 112 has an annular coil body 123 formed by multiple windings of conductor material made of rectangular wire in the circumferential and radial directions, and a thin plate-like insulator 124 that is integral with the coil body 123.
  • the insulator 124 has a portion that extends in the circumferential direction and covers the outer periphery of the coil body 123 on the radially outer and inner sides, and a portion that extends in the radial direction and covers the hollow portion of the coil body 123.
  • the outer periphery on the radially outer side and the inner periphery and hollow portion of the coil body 123 are insulated and coated with the insulator 124.
  • the coil bodies 121 and 123 are air-core coils configured, for example, as ⁇ -wound coils.
  • the flat wire used in the coil bodies 121 and 123 has a substantially rectangular cross-sectional shape (specifically, a substantially rectangular shape), and the flat wire consists of a conductor portion made of aluminum or the like, and an insulating layer that covers the conductor portion.
  • the flat wire consists of a conductor portion made of aluminum or the like, and an insulating layer that covers the conductor portion.
  • the conductor wire is wound in two radial layers, and in the second coil module 112, the conductor wire is wound in six radial layers. Furthermore, the number of turns in the circumferential direction (in other words, the number of rows of conductor wire in the circumferential direction) differs in each coil module 111, 112, with the number of turns being greater on the radially outer side than on the radially inner side. This improves the space factor of the field winding 70. Note that, ignoring the space factor, it is also possible to make the number of turns in the circumferential direction the same for each of the coil bodies 121, 123 arranged radially.
  • retaining plates 125, 126 are provided between the main pole sections 62 of the rotor core 61 to hold the first coil module 111 and the second coil module 112 in an assembled state when they are assembled to each main pole section 62.
  • the retaining plate 125 is attached to the radial outside of the first coil module 111, and the retaining plate 126 is attached between the first coil module 111 and the second coil module 112.
  • the rotor 60 has a coil end ring 81 that is attached to the axial end of the winding unit 110. As shown in FIG. 7, the coil end ring 81 is disposed radially between the coil end portion of the first coil module 111 and the coil end portion of the second coil module 112, and is sandwiched axially between the retaining plate 126 and the coil end cover 103.
  • circuit module 102 will be explained using Figures 10 to 14.
  • the circuit module 102 includes a first capacitor 91, a second capacitor 92, a diode 93, a component holder 130, a first bus bar 141, a second bus bar 142, and a third bus bar 143.
  • the component holder 130 is made of an electrically insulating material such as synthetic resin.
  • the part holder 130 has a main body 131 having an annular shape.
  • the main body 131 has a C-shaped bottom plate 131a, an outer peripheral wall 131b extending in the axial direction from the radially outer end of the bottom plate 131a, and an inner peripheral wall 131c extending in the axial direction from the radially inner end of the bottom plate 131a.
  • the main body 131 also has a first side wall 131d extending in the axial direction from one end of the circumferential end of the bottom plate 131a, and a second side wall 131e extending in the axial direction from the other end of the circumferential end of the bottom plate 131a.
  • the wall height (axial height dimension) of each of the walls 131b to 131e is greater than the height dimensions of the first capacitor 91 and the second capacitor 92.
  • the body 131 has a storage section 132, which is a C-shaped space formed by the bottom plate 131a and the walls 131b to 131e, and the first capacitor 91 and the second capacitor 92 are stored in the storage section 132.
  • a partition section 131f that separates the storage space for the first capacitor 91 from the space for the second capacitor 92 is formed to extend in the axial direction from the bottom plate 131a.
  • the main body 131 has a central hole 133 through which the rotating shaft 32 is inserted.
  • the central hole 133 is formed by the inner peripheral surface of the inner peripheral wall 131c.
  • the component holder 130 has an element mounting portion 134 on which the diode 93 is mounted.
  • the element mounting portion 134 extends radially outward from a circumferential position of the inner wall portion 131c where the outer wall portion 131b is not mounted.
  • the element mounting portion 134 also extends radially outward from a middle position in the axial direction of the inner wall portion 131c.
  • the diode 93 is fixed to the element mounting portion 134 by a fastener such as a bolt.
  • the component holder 130 has a plurality of winding fixing parts 135 that protrude radially outward from the main body part 131.
  • the number of winding fixing parts 135 is the same as the number of main pole parts 62, specifically, eight are provided at equal intervals in the circumferential direction.
  • Each winding fixing part 135 extends radially outward from a middle position in the axial direction of the outer peripheral wall part 131b.
  • Each winding fixing portion 135 has a plurality of insertion holes 136 formed therethrough in the axial direction.
  • the first winding portion 71a is formed of one air-core coil, so two conductor ends 127 are drawn out
  • the second winding portion 71b is formed of three air-core coils arranged in the radial direction, so six conductor ends 128 are drawn out.
  • eleven first capacitors 91 and one second capacitor 92 are arranged in an annular shape on an imaginary circle centered on the axis J of the rotor 60.
  • Each capacitor 91, 92 has a rectangular parallelepiped or cubic shape.
  • a first bus bar 141 having an arc shape (specifically, C-shaped) is electrically connected to a first terminal of each first capacitor 91.
  • a second bus bar 142 having an arc shape (specifically, C-shaped) is electrically connected to a second terminal of each first capacitor 91 and second capacitor 92.
  • a third bus bar 143 having an arc shape is electrically connected to a first terminal of the second capacitor 92.
  • the third bus bar 143 is a separate member from the first bus bar 141, and is disposed at a distance from the first bus bar 141.
  • Each busbar 141 to 143 is a plate-shaped wiring member, and is arranged with its plate surface oriented in the axial direction.
  • the first busbar 141 and the third busbar 143 are arranged side by side in the circumferential direction, and the second busbar 142 is arranged so as to face the busbars 141 and 143 in the axial direction.
  • Each first capacitor 91 is arranged between the first busbar 141 and the second busbar 142, and the second capacitor 92 is arranged between the third busbar 143 and the second busbar 142.
  • the first busbar 141 is provided with a first connection terminal 141a electrically connected to the second end of the first winding portion 71a and the first end of the second winding portion 71b.
  • the second busbar 142 is provided with a second connection terminal 142a electrically connected to the second end of the second winding portion 71b and the anode of the diode 93.
  • the third busbar 143 is provided with a third connection terminal 143a electrically connected to the first end of the first winding portion 71a and the cathode of the diode 93.
  • FIG. 15 is a diagram showing the electrical connection between each busbar 141-143 and the first winding portion 71a and second winding portion 71b of the field winding 70.
  • the first connection terminal 141a of the first busbar 141 is connected to connection point A2, which is the midpoint between the first winding portion 71a and the second winding portion 71b.
  • the second connection terminal 142a of the second busbar 142 is connected to connection point A3 on the opposite side to connection point A2 of the second winding portion 71b
  • the third connection terminal 143a of the third busbar 143 is connected to connection point A1 on the opposite side to connection point A2 of the first winding portion 71a.
  • the lamination direction of the capacitors 91, 92 is set to a specific direction, thereby suppressing deformation of the capacitors 91, 92 due to heat from the field winding 70.
  • FIG. 16 is a diagram showing a schematic arrangement of the first capacitor 91 in the circuit module 102.
  • the up-down direction is the axial direction
  • the bottom side of the figure is the field winding 70 side.
  • the left-right direction is the radial direction.
  • the first capacitor 91 is arranged in the housing 132 formed in the main body 131, sandwiched between the first bus bar 141 and the second bus bar 142 arranged in the axial direction.
  • the first capacitor 91 has a dielectric 151, a plurality of internal electrodes 152 embedded in the dielectric 151 at a predetermined interval, and a pair of external electrodes 153 electrically connected to the internal electrodes 152.
  • the pair of external electrodes 153 correspond to the first terminal and the second terminal of the first capacitor 91.
  • the dielectric 151 and the internal electrodes 152 are alternately stacked, and the external electrodes 153 on both sides are alternately connected to the multiple internal electrodes 152 arranged in the stacking direction.
  • the left-right direction (radial direction) is the stacking direction of the first capacitor 91.
  • the first capacitor 91 is a multilayer ceramic chip capacitor.
  • the first capacitor 91 is arranged so that the lamination direction of the dielectric 151 and the internal electrodes 152 is perpendicular to the axial direction of the rotor 60 (left-right direction in FIG. 16). Therefore, when heat is transferred to the first capacitor 91 by radiation from the coil end portion CE of the field winding 70, the heat is transferred to each internal electrode 152 in the first capacitor 91.
  • the internal electrodes 152 are members with a relatively high thermal conductivity and are arranged to extend in the axial direction, a uniform temperature rise occurs overall rather than a localized temperature rise in the first capacitor 91. Therefore, problems such as deformation caused by temperature rise inside the capacitor are suppressed.
  • a detailed description of the second capacitor 92 is omitted, but it has a similar configuration to the first capacitor 91, and is arranged in the circuit module 102 such that the lamination direction of the dielectric 151 and the internal electrode 152 is perpendicular to the axial direction of the rotor 60.
  • FIG. 17 is a plan view showing the arrangement of the capacitors 91, 92 and the diode 93 in the circuit module 102.
  • each of the capacitors 91, 92 is arranged so that the internal electrodes 152 extend in the circumferential direction.
  • the stacking direction of each of the capacitors 91, 92 is perpendicular to the axial direction of the rotor 60 and perpendicular to the circumferential direction.
  • the capacitors 91, 92 on either side of the diode 93 are affected by heat from the diode 93 in the direction of arrangement (circumferential direction) with respect to the diode 93.
  • the stacking direction of the capacitors 91, 92 adjacent to the diode 93 is oriented perpendicular to the direction of arrangement (circumferential direction) with respect to the diode 93, so that local temperature rise on the side of the capacitor on the diode 93 side is suppressed.
  • the circumferential distance between the capacitors 91, 92 and the diode 93 is greater than the distance between the capacitors 91, 92 arranged in the circumferential direction.
  • the distance (the radially inner distance) between the capacitors 91, 92 and the diode 93 at their closest points is greater than the distance (the radially inner distance) between the capacitors 91, 92 at their closest points.
  • FIG. 18 is a vertical cross-sectional view that shows a schematic arrangement of the first capacitor 91 and the diode 93 in the circuit module 102. Note that in FIG. 18, the bus bars 141 to 143 are not shown.
  • the diode 93 should preferably have a smaller thickness dimension (axial dimension) than the capacitors 91, 92.
  • the distance D1 from the coil end portion CE to the capacitors 91, 92 and the distance D2 from the coil end portion CE to the diode 93 should be D1 ⁇ D2, and the diode 93 should not protrude further toward the anti-field winding side than the capacitors 91, 92 in the axial direction.
  • the heat of the field winding 70 (first winding portion 71a, second winding portion 71b) is transmitted to each of the first capacitors 91 lined up in the circumferential direction via the first bus bar 141 and the second bus bar 142. It is also considered that in each of these bus bars 141, 142, the amount of temperature rise due to heat transmission from the field winding 70 will be large in the vicinity of each of the connection terminals 141a, 142a connected to the field winding 70.
  • first bus bar 141 and the second bus bar 142 are numbered 1 to 11.
  • the first connection terminal 141a is provided in a position away from the first capacitor 91 that is closest to the diode 93 on the first bus bar 141.
  • the first capacitor 91 that is closest to the diode 93 is the first capacitor 91 numbered 1 on the left side of the figure, and the first capacitor 91 numbered 11 on the right side of the figure.
  • the first connection terminal 141a is provided in a position near the fourth first capacitor 91 on the first bus bar 141.
  • the first connection terminal 141a may also be provided in a position near any of the first capacitors 91 numbered 2 to 10.
  • the second connection terminal 142a of the second bus bar 142 may be provided at a position away from the first capacitor 91 that is closest to the diode 93.
  • the second connection terminal 142a is provided at a position near the seventh first capacitor 91, for example.
  • the second connection terminal 142a may be provided at a position near any of the first capacitors 91 from 2 to 10.
  • the first capacitor 91 that is most susceptible to the effects of heat from the diode 93 is different from the first capacitor 91 that is most susceptible to the effects of heat transfer from each bus bar 141, 142, and temperature imbalances in each of the first capacitors 91 arranged in the circumferential direction can be suppressed.
  • ⁇ 1 be 45° or more.
  • ⁇ 2 be 45° or more.
  • connection terminal 141a of the first bus bar 141 and the second connection terminal 142a of the second bus bar 142, it is preferable that these connection terminals 141a, 142a are provided so that the first capacitor 91 closest to the first connection terminal 141a (first capacitor 91 number 4 in FIG. 19) and the first capacitor 91 closest to the second connection terminal 142a (first capacitor 91 number 7 in FIG. 19) are different from each other.
  • the capacitors 91, 92 may be molded with a resin material.
  • the housing portion 132 of the component holder 130 may be filled with a resin material to form a resin molded portion 161.
  • the resin material may be, for example, a thermosetting resin such as epoxy resin.
  • the capacitors 91, 92 and the bus bars 141 to 143 are embedded in the resin molded portion 161 in the housing portion 132 of the component holder 130.
  • the capacitors 91, 92 are arranged so that the lamination direction of the dielectric 151 and the internal electrodes 152 is perpendicular to the axial direction of the rotor 60.
  • the dielectric 151 and the internal electrodes 152 which have different heat transfer coefficients, are oriented in the axial direction in each of the capacitors 91, 92, so that the temperature distribution inside the capacitor can be made uniform, unlike when the dielectric 151 and the internal electrodes 152 are oriented perpendicular to the axial direction.
  • each capacitor 91, 92 When multiple capacitors 91, 92 are arranged in the circumferential direction in the circuit module 102, it is believed that the circumferentially adjacent capacitors 91, 92 will be affected by heat from each other. In this case, it is believed that the side portions of the capacitors, which are the opposing surfaces of the capacitors 91, 92, will become locally hot. Taking this into consideration, the stacking direction of each capacitor 91, 92 is set to be perpendicular to the circumferential direction of the rotor 60. This makes it possible to uniform the temperature distribution inside the capacitors while taking into account that each capacitor 91, 92 receives heat from the field winding 70 in the axial direction as well as heat from the circumferentially adjacent capacitors 91, 92.
  • the capacitors 91, 92 and the diode 93 are arranged side by side, it is considered that the capacitors 91, 92 are affected by the heat from the diode 93. In this case, it is considered that the side portions of the capacitors 91, 92 that face the diode 93 will become locally hot.
  • the stacking direction of the capacitors 91, 92 adjacent to the diode 93 is set to be perpendicular to the axial direction of the rotor 60 and perpendicular to the direction in which the capacitors 91, 92 are arranged side by side (circumferential direction). This makes it possible to uniform the temperature distribution inside the capacitors while taking into account that each capacitor 91, 92 receives heat from the field winding 70 in the axial direction as well as heat from the diode 93 adjacent in the circumferential direction.
  • the diode 93 Comparing the capacitors 91, 92 and the diode 93 in the circuit module 102, the diode 93 generates more heat by itself. Therefore, there is a concern that a temperature difference will occur between the capacitor adjacent to the diode 93 and the other capacitors among the capacitors 91, 92 lined up in the circumferential direction. Taking this into consideration, the axial distance D2 from the coil end portion CE of the field winding 70 to the diode 93 is made larger than the axial distance D1 from the coil end portion CE to the capacitors 91, 92. This makes it possible to equalize the temperature of the capacitors 91, 92 lined up in the circumferential direction.
  • the diode 93 generates more heat by itself than the capacitors 91 and 92, and therefore has a relatively large effect on the circumferentially adjacent capacitors 91 and 92. Taking this into consideration, the circumferential distance between the capacitors 91 and 92 and the diode 93 is made greater than the distance between the capacitors 91 and 92 themselves. In this case, by moving the diode 93 away from the field winding 70, which is a heat source, it is possible to equalize the temperature of each of the capacitors 91 and 92 that are lined up in the circumferential direction.
  • connection terminals 141a and 142a which are the connection parts with the field winding 70, are arranged at positions away from the first capacitor 91, which is closest to the diode 93. This prevents the heat from the diode 93 and the heat of the field winding 70 transmitted via each bus bar 141 and 142 from concentrating on one first capacitor 91, which can cause a temperature imbalance between the first capacitors 91.
  • each capacitor 91, 92 is resin molded, the effect of suppressing deformation of each capacitor 91, 92 can be improved.
  • each capacitor 91, 92 may be circumferential in a plan view. That is, each capacitor 91, 92 may be arranged with the internal electrodes 152 extending in the radial direction. In this case, the stacking direction of each capacitor 91, 92 is perpendicular to the axial direction of the rotor 60 and perpendicular to the radial direction.
  • the first capacitor 91 constituting the resonant circuit may be connected in parallel to the first winding portion 71a instead of the second winding portion 71b. Also, in the resonant circuit, the anode of the diode 93 may be connected to the first winding portion 71a side of the series-connected first and second winding portions 71a and 71b, and the cathode of the diode 93 may be connected to the second winding portion 71b side.
  • the second winding portion 71b may be positioned radially outward (toward the stator 50) than the first winding portion 71a.
  • the stator core may be a stator core that does not have teeth.
  • the rotating electric machine is not limited to a rotating electric machine used as an in-vehicle main engine, but may be, for example, a rotating electric machine used as an ISG (Integrated Starter Generator), which is both a motor and a generator.
  • ISG Integrated Starter Generator
  • the moving body on which the rotating electric motor system is mounted is not limited to a vehicle, but may be, for example, an aircraft or a ship. Furthermore, the rotating electric motor system is not limited to a system mounted on a moving body, but may be a stationary system.
  • the rotor includes a circuit module (102) having a plurality of capacitors (91, 92) connected to the field winding; the circuit module is provided at a position axially opposed to a coil end portion of the field winding that is axially outer than the rotor core,
  • the capacitor is a laminated capacitor in which a dielectric (151) and an electrode (152) are laminated, and the laminated direction of the dielectric and the electrodes is arranged perpendicular to
  • the plurality of capacitors are arranged in a circumferential direction on the circuit module, 2.
  • the circuit module has a rectifying diode (93), and the capacitor and the diode are arranged side by side.
  • the wound-field type rotating electric machine according to claim 1 wherein the stacking direction of the capacitor adjacent to the diode is perpendicular to the axial direction of the rotor and perpendicular to the arrangement direction of the diode.
  • the circuit module has a rectifying diode (93), and the capacitor and the diode are arranged side by side. 4.
  • the wound-field type rotating electric machine according to any one of configurations 1 to 3, wherein an axial distance from a coil end portion of the field winding to the diode is greater than an axial distance from the coil end portion to the capacitor.
  • the circuit module has a rectifying diode (93), and the capacitor and the diode are arranged in a circumferential direction. 5.
  • the wound-field type rotating electric machine according to any one of configurations 1 to 4, wherein a distance between the capacitor and the diode in a circumferential direction is greater than a distance between the capacitors themselves.
  • the circuit module has a rectifying diode (93), and the capacitor and the diode are arranged in a circumferential direction.
  • the capacitor is electrically connected to the field winding via bus bars (141 to 143),
  • the wound-field type rotating electric machine according to any one of configurations 1 to 5, wherein the bus bar has connection terminals (141a to 143a) which are connection portions with the field winding, and the connection terminals are provided at positions away from the capacitor closest to the diode.
  • connection terminals 141a to 143a

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Abstract

巻線界磁型回転電機において、ロータ（６０）は、周方向に並ぶ磁極ごとに設けられ径方向に突出する主極部を有するロータコアと、主極部に巻回された界磁巻線（７０）とを有する。ロータは、界磁巻線に接続された複数のコンデンサ（９１）を有する回路モジュール（１０２）を備えている。回路モジュールは、界磁巻線においてロータコアよりも軸方向外側となるコイルエンド部に軸方向に対向する位置に設けられている。コンデンサは、誘電体（１５１）と電極（１５２）とが積層された積層型コンデンサであり、誘電体及び電極の積層方向がロータの軸方向に直交する向きで配置されている。

Description

巻線界磁型回転電機 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２３年７月６日に出願された日本出願番号２０２３－１１１７００号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　この明細書における開示は、巻線界磁型回転電機に関する。
　巻線界磁型回転電機において、ロータは、周方向に並ぶ磁極ごとに設けられた複数の主極部（磁気突極部）を有するロータコアと、主極部に巻回された界磁巻線と、を有する。また、ロータの軸方向端部に、電気部品として回路モジュールが設けられた構成が知られている（例えば特許文献１参照）。回路モジュールはコンデンサを有し、界磁巻線とコンデンサとにより共振回路が形成されるようになっている。
特開２０２０－１２４１００号公報
　上記のとおり巻線界磁型回転電機においてコンデンサを有する回路モジュールをロータの軸方向端部に設けた構成では、発熱源である界磁巻線からコンデンサに対して熱が伝わり、その熱に起因してコンデンサの変形等が生じることが懸念される。具体的には、積層型コンデンサを使用する場合において誘電体と電極とが軸方向に積層されていると、軸方向においてコンデンサ内部で温度差が生じやすく、界磁巻線に近い部位で相対的に大きい膨張が生じる。これにより、高温側のコンデンサ端部で熱膨張による変形が生じ、クラック等の不具合に至ることが懸念される。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ロータの軸方向端部に配置されるコンデンサについて界磁巻線からの受熱による不具合の発生を抑制することができる巻線界磁型回転電機を提供することを目的とする。
　本開示は、
　ステータ巻線を有するステータと、
　周方向に並ぶ磁極ごとに設けられ径方向に突出する主極部を有するロータコアと、前記主極部に巻回された界磁巻線とを有するロータと、を備え、
　前記界磁巻線に界磁電流を誘起させるための高周波電流が前記ステータ巻線に流れる巻線界磁型回転電機であって、
　前記ロータは、前記界磁巻線に接続された複数のコンデンサを有する回路モジュールを備え、
　前記回路モジュールは、前記界磁巻線において前記ロータコアよりも軸方向外側となるコイルエンド部に軸方向に対向する位置に設けられており、
　前記コンデンサは、誘電体と電極とが積層された積層型コンデンサであり、前記誘電体及び前記電極の積層方向が前記ロータの軸方向に直交する向きで配置されている。
　巻線界磁型回転電機において、界磁巻線のコイルエンド部に軸方向に対向する位置に回路モジュールが設けられている構成では、回路モジュールのコンデンサに対して界磁巻線からの熱の影響が及ぶ。特に誘電体と電極とが積層された積層型コンデンサでは、積層方向との関係でコンデンサ内部の熱の伝わり方に差があるため、コンデンサ内部の温度差が生じることが懸念される。この点を考慮し、コンデンサを、誘電体及び電極の積層方向がロータの軸方向に直交する向きとなるように配置する構成とした。この場合、コンデンサにおいて熱伝達率の異なる誘電体と電極とがそれぞれ軸方向に延びる向きになるため、誘電体と電極とがそれぞれ軸方向に直交する向きとなる場合とは異なり、コンデンサ内部の温度分布の均一化を図ることができる。これにより、コンデンサにおいて熱膨張差に起因する変形が抑制される。その結果、ロータの軸方向端部に配置されるコンデンサについて界磁巻線からの受熱による不具合の発生を抑制することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、回転電機の制御システムの全体構成図であり、 図２は、インバータ及びその周辺構成を示す図であり、 図３は、ロータ及びステータの横断面図であり、 図４は、ロータが備える電気回路を示す図であり、 図５は、ロータの全体の構成を示す斜視図であり、 図６は、ロータの分解斜視図であり、 図７は、ロータの縦断面図であり、 図８は、ロータ主部において、巻線ユニットを分解して示す斜視図であり、 図９は、ロータ主部の横断面図であり、 図１０は、回路モジュールの斜視図であり、 図１１は、部品ホルダの斜視図であり、 図１２は、コンデンサ及びダイオードの配置態様を示す斜視図であり、 図１３は、バスバーの斜視図であり、 図１４は、コンデンサ、ダイオード及びバスバーの配置態様を示す斜視図であり、 図１５は、各バスバーと界磁巻線との電気的な接続を示す図であり、 図１６は、回路モジュールにおけるコンデンサの配置状態を模式的に示す縦断面図であり、 図１７は、各コンデンサとダイオードとの配置態様を示す平面図であり、 図１８は、コンデンサとダイオードとの配置態様を示す縦断面図であり、 図１９は、第１バスバー及び第２バスバーの概略構成を示す平面図であり、 図２０は、回路モジュールにおけるコンデンサ配置状態を模式的に示す縦断面図であり、 図２１は、別例において各コンデンサとダイオードとの配置態様を示す平面図である。
　以下、本開示に係る回転電機を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。回転電機は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両において走行動力源として用いられる。
　まず、図１を用いて、回転電機を備える制御システムについて説明する。制御システムは、直流電源１０、インバータ２０、制御装置３０及び回転電機４０を備えている。回転電機４０は、巻線界磁型の同期機である。例えば、回転電機４０、インバータ２０及び制御装置３０は機電一体型駆動装置として構成されていてもよいし、回転電機４０、インバータ２０及び制御装置３０それぞれが各コンポーネントで構成されていてもよい。
　回転電機４０は、ハウジング４１と、ハウジング４１内に収容されるステータ５０及びロータ６０とを備えている。本実施形態の回転電機４０は、ロータ６０がステータ５０の径方向内側に配置されたインナロータ型の回転電機である。
　ステータ５０は、ステータコア５１と、ステータ巻線５２とを備えている。ステータ巻線５２は、例えば銅線で構成されており、電気角で互いに１２０°ずれた状態で配置されたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗを含む。
　ロータ６０は、ロータコア６１と、界磁巻線７０とを備えている。界磁巻線７０は、例えば比重が小さく、かつ成形容易なアルミ線で構成されていればよい。なお、界磁巻線７０は、アルミ線に限らず、例えば、銅線又はＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等であってもよい。ロータコア６１の中心孔には、回転軸３２が組み付けられている。回転軸３２は、軸受４２，４３によりハウジング４１に回転可能に支持されている。
　図２に示すように、インバータ２０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの直列接続体を備えている。各相において上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの接続点には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗの第２端は、中性点で接続されている。すなわち、本実施形態において、ステータ巻線５２は星形結線されている。ただし、ステータ巻線５２はΔ結線されていてもよい。本実施形態において、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎは、ＩＧＢＴである。各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎには、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。
　各相の上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐのコレクタには、直流電源１０の正極端子が接続されている。各相の下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎのエミッタには、直流電源１０の負極端子が接続されている。なお、直流電源１０には、平滑コンデンサ１１が並列接続されている。
　続いて、図３を用いて、ステータ５０及びロータ６０について説明する。
　ステータ５０及びロータ６０は、いずれも回転軸３２と共に同軸上に配置されている。以下の記載では、回転軸３２が延びる方向を軸方向とし、回転軸３２の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸３２を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
　ステータコア５１は、軟磁性体からなる積層鋼板により構成されており、円環状のバックヨーク５１ａと、バックヨーク５１ａから径方向内側に向かって突出する複数のティース５１ｂとを有している。隣り合うティース５１ｂの間に、周方向並ぶ複数のスロット５４が形成されている。これら各スロット５４に各相の相巻線が所定順序で収容されることにより、ステータ巻線５２が構成されている。例えば、ステータ５０において、複数の導体セグメントを用いたセグメントコイル構造が採用されているとよい。ただし、ステータ巻線５２の構造は任意である。
　ロータコア６１は、軟磁性体からなり、例えば積層鋼板により構成されている。ロータコア６１は、円筒状の円筒部６１ａと、円筒部６１ａから径方向外側に向かって突出する複数の主極部６２とを有している。主極部６２には集中巻により界磁巻線７０が巻回されている。本実施形態において、主極部６２は、周方向に等間隔で８個設けられている。
　界磁巻線７０は、第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂを備えている。各主極部６２には、径方向外側に第１巻線部７１ａが巻回され、第１巻線部７１ａよりも径方向内側に第２巻線部７１ｂが巻回されている。各主極部６２において、第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂの巻方向は互いに同じになっている。また、周方向に隣り合う主極部６２のうち、一方に巻回された各巻線部７１ａ，７１ｂの巻方向と、他方に巻回された各巻線部７１ａ，７１ｂの巻方向とは逆になっている。このため、周方向に隣り合う主極部６２どうしで互いに磁化方向が逆になる。ロータ６０では、ロータコア６１における各主極部６２と、その各主極部６２に巻装された界磁巻線７０とにより、周方向に並ぶ複数の磁極（界磁極）が形成されている。
　図４に、主極部６２に巻回された各巻線部７１ａ，７１ｂを備えるロータ６０側の電気回路を示す。第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂは直列接続されており、第２巻線部７１ｂには、複数の第１コンデンサ９１により構成されるコンデンサ部ＣＣが並列接続されている。本実施形態において、コンデンサ部ＣＣは、例えば１１個の第１コンデンサ９１の並列接続体として構成されている。また、第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂの直列接続体には、第２コンデンサ９２が並列接続されている。第２コンデンサ９２は、ノイズ抑制用に設けられている。本実施形態において、第２コンデンサ９２は１個設けられている。第１コンデンサ９１及び第２コンデンサ９２は、積層セラミックコンデンサであり、互いに同じ構成のものとしている。
　各巻線部７１ａ，７１ｂからなる直列接続体の両端間には整流素子としてのダイオード９３が接続されている。つまり、ダイオード９３のカソードには、第１巻線部７１ａの第１端が接続され、第１巻線部７１ａの第２端には、第２巻線部７１ｂの第１端が接続されている。第２巻線部７１ｂの第２端には、ダイオード９３のアノードが接続されている。
　本実施形態では、第１巻線部７１ａ、第１コンデンサ９１及びダイオード９３により直列共振回路が構成され、第２巻線部７１ｂ及び第１コンデンサ９１により並列共振回路が構成されている。直列共振回路の共振周波数である第１共振周波数をｆ１、並列共振回路の共振周波数である第２共振周波数をｆ２とすると、これら各共振周波数ｆ１，ｆ２は、下式（１），（２）で表される。Ｌ１は第１巻線部７１ａのインダクタンスであり、Ｌ２は第２巻線部７１ｂのインダクタンスであり、Ｃは第１コンデンサ９１の静電容量である。
ｆ１＝１／（２π√（Ｌ１×Ｃ））　　…（１）
ｆ２＝１／（２π√（Ｌ２×Ｃ））　　…（２）
　ステータ巻線５２に高周波励磁電流が流れると、ステータコア５１及びロータコア６１を含む磁気回路に主磁束の高周波成分による変動が発生する。主磁束の変動が起きることにより、各巻線部７１ａ，７１ｂにそれぞれ誘起電圧が発生し、各巻線部７１ａ，７１ｂに電流が誘起される。この際、各巻線部７１ａ，７１ｂにそれぞれ極性の同じ誘起電圧が発生する場合、各巻線部７１ａ，７１ｂの誘起電流が相殺されないため、誘起電流が増加する。ダイオード９３により、各巻線部７１ａ，７１ｂに流れる電流が一方向に整流される。これにより、ダイオード９３により整流された方向に界磁巻線７０に界磁電流が流れ、界磁巻線７０が励磁される。
　図２の説明に戻り、制御装置３０は、マイコン（コンピュータに相当）を主体として構成され、マイコンは、ＣＰＵを備えている。制御装置３０は、インバータ２０を構成する各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする駆動信号を生成する。詳しくは、制御装置３０は、直流電源１０から出力された直流電力を交流電力に変換してＵ，Ｖ，Ｗ相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗに供給すべく、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする駆動信号を生成し、生成した駆動信号を各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎのゲートに供給する。
　制御装置３０は、各相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗに基本波電流及び高周波励磁電流の合成電流を流すように各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオンオフする。基本波電流は、回転電機４０にトルクを発生させることを主とする電流である。高周波励磁電流は、基本波電流よりも周波数の高い高周波電流であり、界磁巻線７０を励磁することを主とする電流である。高周波電流として高調波電流を用いることも可能である。各相巻線５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗに流れる相電流は、電気角で１２０°ずつずれている。
　次に、ロータ６０の構成をより詳細に説明する。図５は、ロータ６０の全体の構成を示す斜視図であり、図６は、ロータ６０の分解斜視図であり、図７は、ロータ６０の縦断面図である。
　ロータ６０は大別して、ロータ主部１０１と、ロータ主部１０１の軸方向両側のうち一端側に設けられた回路モジュール１０２と、ロータ主部１０１の軸方向一端側及び他端側に取り付けられた円環部材としてのコイルエンドカバー１０３，１０４とを有している。ロータ主部１０１は、図３で説明したとおりロータコア６１と界磁巻線７０とを備えており、ロータコア６１の中心孔には回転軸３２が組み付けられている。界磁巻線７０は、周方向に並べて配置された複数の巻線ユニット１１０よりなる。回路モジュール１０２は、中空部に回転軸３２が挿通された状態で、回転軸３２に固定されている。図７に示すように、界磁巻線７０（巻線ユニット１１０）において、ロータコア６１に径方向に対向する部分がコイルサイド部ＣＳであり、ロータコア６１よりも軸方向外側となる部位がコイルエンド部ＣＥである。回路モジュール１０２は、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥに軸方向に対向する位置に設けられている。
　図８は、ロータ主部１０１において、巻線ユニット１１０を分解して示す斜視図であり、図９は、ロータ主部１０１の一部について断面構造を示す横断面図である。ロータ主部１０１は、ロータ６０の磁極ごとに設けられた複数の巻線ユニット１１０を有している。各巻線ユニット１１０は、軸方向を長手方向とする環状に形成され、その中空部分にロータコア６１の主極部６２が挿通された状態でロータコア６１に組み付けられている。
　巻線ユニット１１０は、主極部６２への装着状態で径方向外側となる第１コイルモジュール１１１と、径方向内側となる第２コイルモジュール１１２とを有している。第１コイルモジュール１１１は、第１巻線部７１ａに相当するコイルモジュールであり、第２コイルモジュール１１２は、第２巻線部７１ｂに相当するコイルモジュールである。
　第１コイルモジュール１１１は、平角線からなる導線材が周方向及び径方向に多重に巻回されてなる環状のコイル体１２１と、そのコイル体１２１に一体に設けられた薄板状の絶縁体１２２とを有している。絶縁体１２２は、周方向に延びかつコイル体１２１の径方向外側及び内側の外周部を覆う部分と、径方向に延びかつコイル体１２１の中空部を覆う部分とを有している。つまり、コイル体１２１において径方向外側の外周部と径方向内側の内周部と中空部とは、絶縁体１２２により絶縁被覆されている。
　第２コイルモジュール１１２は、平角線からなる導線材が周方向及び径方向に多重に巻回されてなる環状のコイル体１２３と、そのコイル体１２３に一体に設けられた薄板状の絶縁体１２４とを有している。絶縁体１２４は、周方向に延びかつコイル体１２３の径方向外側及び内側の外周部を覆う部分と、径方向に延びかつコイル体１２３の中空部を覆う部分とを有している。つまり、コイル体１２３において径方向外側の外周部と径方向内側の内周部と中空部とは、絶縁体１２４により絶縁被覆されている。
　コイル体１２１，１２３は、例えばα巻きコイルとして構成された空芯コイルである。なお、コイル体１２１，１２３に用いられる平角線は、横断面形状が略矩形状（具体的には略長方形状）をなし、平角線は、アルミ等からなる導体部と、導体部を覆う絶縁層とからなる。ただし、導線材として断面が円形状をなす丸線を用いることも可能である。
　図９に示すように、第１コイルモジュール１１１では、導線材が径方向に２層に巻装され、第２コイルモジュール１１２では、導線材が径方向に６層に巻装されている。また、各コイルモジュール１１１，１１２では、周方向の巻き線数（換言すれば周方向の導線材の並び数）が相違しており、径方向外側では径方向内側に比べて巻き線数が多くなっている。これにより、界磁巻線７０における占積率の向上が図られている。なお、占積率を度外視すれば、径方向に並ぶ各コイル体１２１，１２３で周方向の巻き線数を全て同一にすることも可能である。
　また、ロータ主部１０１において、ロータコア６１の主極部６２どうしの間には、各主極部６２に第１コイルモジュール１１１及び第２コイルモジュール１１２を組み付けた状態で、これら各コイルモジュール１１１，１１２の組み付け状態を保持する保持板１２５，１２６が設けられている。保持板１２５は、第１コイルモジュール１１１の径方向外側に取り付けられ、保持板１２６は、第１コイルモジュール１１１と第２コイルモジュール１１２との間に取り付けられている。
　なお、図６に示すように、ロータ６０は、巻線ユニット１１０の軸方向端部に組み付けられるコイルエンドリング８１を有している。コイルエンドリング８１は、図７に示すように、径方向において第１コイルモジュール１１１のコイルエンド部と第２コイルモジュール１１２のコイルエンド部との間であって、かつ軸方向において保持板１２６とコイルエンドカバー１０３との間に挟まれた状態で設けられている。
　続いて、図１０～図１４を用いて回路モジュール１０２について説明する。
　回路モジュール１０２は、第１コンデンサ９１、第２コンデンサ９２、ダイオード９３、部品ホルダ１３０、第１バスバー１４１、第２バスバー１４２及び第３バスバー１４３を備えている。部品ホルダ１３０は、合成樹脂等の電気的絶縁性を有する材料にて構成されている。
　図１１に示すように、部品ホルダ１３０は、円環状をなす本体部１３１を備えている。本体部１３１は、Ｃ字状をなす底板部１３１ａ、底板部１３１ａのうち径方向外側の端部から軸方向に延びる外周壁部１３１ｂ、及び底板部１３１ａのうち径方向内側の端部から軸方向に延びる内周壁部１３１ｃを備えている。また、本体部１３１は、底板部１３１ａの周方向端部のうち一端から軸方向に延びる第１側壁部１３１ｄと、底板部１３１ａの周方向端部のうち他端から軸方向に延びる第２側壁部１３１ｅとを備えている。各壁部１３１ｂ～１３１ｅそれぞれの壁高さ（軸方向の高さ寸法）は、第１コンデンサ９１及び第２コンデンサ９２の高さ寸法よりも大きい。
　本体部１３１には、底板部１３１ａ及び各壁部１３１ｂ～１３１ｅによりＣ字状のスペースである収容部１３２が形成され、その収容部１３２に第１コンデンサ９１及び第２コンデンサ９２が収容されている。なお、上記スペースのうち、第１コンデンサ９１の収容スペースと第２コンデンサ９２のスペースとを仕切る仕切部１３１ｆが底板部１３１ａから軸方向に延びるように形成されている。
　本体部１３１には、回転軸３２が挿通される中心孔１３３が形成されている。具体的には、内周壁部１３１ｃの内周面により中心孔１３３が形成されている。
　部品ホルダ１３０は、ダイオード９３が設けられる素子取付部１３４を備えている。素子取付部１３４は、内周壁部１３１ｃのうち外周壁部１３１ｂが設けられていない周方向位置から径方向外側に延びている。また、素子取付部１３４は、内周壁部１３１ｃの軸方向における中間位置から径方向外側に延びている。素子取付部１３４には、ボルト等の固定具によりダイオード９３が固定されている。
　部品ホルダ１３０は、本体部１３１から径方向外側に突出する複数の巻線固定部１３５を備えている。本実施形態において、巻線固定部１３５は、主極部６２と同数設けられており、具体的には、周方向において等間隔に８つ設けられている。各巻線固定部１３５は、外周壁部１３１ｂの軸方向における中間位置から径方向外側に延びている。
　各巻線固定部１３５には、軸方向に貫通する複数の挿通孔１３６が形成されている。図８に示すように、ロータ主部１０１では、各巻線ユニット１１０において、第１コイルモジュール１１１の軸方向端部から２本の導線端部１２７が引き出されるとともに、第２コイルモジュール１１２の軸方向端部から６本の導線端部１２８が引き出されている。なお、第１コイルモジュール１１１では、１つの空芯コイルにより第１巻線部７１ａが構成されていることから２本の導線端部１２７が引き出され、第２コイルモジュール１１２では、径方向に並ぶ３つの空芯コイルにより第２巻線部７１ｂが構成されていることから６本の導線端部１２８が引き出されている。
　そして、周方向に隣り合う２つの第１コイルモジュール１１１の導線端部１２７が１つずつ挿通孔１３６に挿通された状態で、その導線端部１２７どうしが溶接等により接続されることにより、周方向の各第１コイルモジュール１１１が直列接続されるようになっている。また、周方向に隣り合う２つの第２コイルモジュール１１２の導線端部１２８が１つずつ挿通孔１３６に挿通された状態で、その導線端部１２８どうしが溶接等により接続されることにより、周方向の各第２コイルモジュール１１２が直列接続されるようになっている。
　図１２～図１４に示すように、１１個の第１コンデンサ９１及び１つの第２コンデンサ９２は、ロータ６０の軸心Ｊを中心とする仮想円上に円環状に配置されている。各コンデンサ９１，９２は、直方体形状又は立方体形状をなしている。
　各第１コンデンサ９１の第１端子には、円弧状（具体的にはＣ字状）の第１バスバー１４１が電気的に接続されている。各第１コンデンサ９１及び第２コンデンサ９２それぞれの第２端子には、円弧状（具体的にはＣ字状）の第２バスバー１４２が電気的に接続されている。第２コンデンサ９２の第１端子には、円弧状の第３バスバー１４３が電気的に接続されている。第３バスバー１４３は、第１バスバー１４１とは別部材であり、第１バスバー１４１から離間して配置されている。ロータ６０を軸方向から見た場合、各バスバー１４１～１４３全体が軸心Ｊまわりに環状となるように配置されている。
　各バスバー１４１～１４３は、板状の配線部材であり、その板面が軸方向となる向きで設けられている。本実施形態では、第１バスバー１４１及び第３バスバー１４３が周方向並べて設けられるとともに、これらバスバー１４１，１４３に対して軸方向に対向するようにして第２バスバー１４２が設けられている。そして、第１バスバー１４１と第２バスバー１４２との間に各第１コンデンサ９１が配置され、第３バスバー１４３と第２バスバー１４２との間に第２コンデンサ９２が配置されている。
　第１バスバー１４１には、第１巻線部７１ａの第２端及び第２巻線部７１ｂの第１端に電気的に接続される第１接続端子１４１ａが設けられている。第２バスバー１４２には、第２巻線部７１ｂの第２端及びダイオード９３のアノードに電気的に接続される第２接続端子１４２ａが設けられている。第３バスバー１４３には、第１巻線部７１ａの第１端及びダイオード９３のカソードに電気的に接続される第３接続端子１４３ａが設けられている。
　図１５は、各バスバー１４１～１４３と、界磁巻線７０の第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂとの電気的な接続を示す図である。図１５では、第１バスバー１４１の第１接続端子１４１ａは、第１巻線部７１ａ及び第２巻線部７１ｂの間の中間点である接続点Ａ２に接続されている。また、第２バスバー１４２の第２接続端子１４２ａは、第２巻線部７１ｂの接続点Ａ２とは逆側の接続点Ａ３に接続され、第３バスバー１４３の第３接続端子１４３ａは、第１巻線部７１ａの接続点Ａ２とは逆側の接続点Ａ１に接続されている。
　ところで、ロータ６０の回路モジュール１０２において、コンデンサ９１，９２として積層セラミックコンデンサ（積層型コンデンサ）を用いる場合には、発熱源である界磁巻線７０からコンデンサ９１，９２に対して熱が伝わり、その熱に起因してコンデンサ９１，９２の変形等の不具合が生じることが懸念される。そこで本実施形態では、コンデンサ９１，９２の熱対策として、コンデンサ９１，９２の積層方向が特定の向きとなるようにすることで、界磁巻線７０からの熱に起因するコンデンサ９１，９２の変形等を抑制することとしている。
　図１６は、回路モジュール１０２における第１コンデンサ９１の配置状態を模式的に示す図である。図１６では上下方向が軸方向であり、図の下側が界磁巻線７０側である。また、図１６において左右方向が径方向である。
　回路モジュール１０２の部品ホルダ１３０において、本体部１３１に形成された収容部１３２内には、軸方向に並ぶ第１バスバー１４１と第２バスバー１４２との間に挟まれた状態で第１コンデンサ９１が配置されている。第１コンデンサ９１は、誘電体１５１と、その誘電体１５１内に所定間隔で埋め込まれた複数の内部電極１５２と、内部電極１５２に電気的に接続された一対の外部電極１５３とを有している。一対の外部電極１５３が第１コンデンサ９１の第１端子及び第２端子に相当する。第１コンデンサ９１では、誘電体１５１と内部電極１５２とが交互に積層され、両側の外部電極１５３がそれぞれ、積層方向に並ぶ複数の内部電極１５２に交互に接続されている。図１６では、左右方向（径方向）が第１コンデンサ９１の積層方向である。第１コンデンサ９１は、積層セラミックチップコンデンサである。
　回路モジュール１０２において、第１コンデンサ９１は、誘電体１５１及び内部電極１５２の積層方向がロータ６０の軸方向に直交する向き（図１６の左右方向）となるように配置されている。そのため、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥから輻射により第１コンデンサ９１に熱が伝わってきた場合に、その熱は、第１コンデンサ９１において各内部電極１５２にそれぞれ伝わる。この場合、内部電極１５２は相対的に熱伝達率が高い部材であり、その内部電極１５２が軸方向に延びるように設けられているため、第１コンデンサ９１では局所的な温度上昇が生じるのではなく、全体的に均等な温度上昇が生じる。したがって、コンデンサ内部の温度が生じることに起因する変形等の不都合が抑制される。
　ちなみに、比較例として第１コンデンサ９１の積層方向を軸方向（図１６の上下方向）とした場合には、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥから伝わってきた熱は、第１コンデンサ９１において最も界磁巻線７０側となる誘電体層に伝わる。この場合、誘電体１５１の熱伝達率が低いことから、誘電体層が断熱層として機能してコンデンサ内部での熱の伝達が阻害され、コンデンサ内部において温度差が生じる。そのため、局所的な熱膨張が生じ、高温側のコンデンサ端部で熱膨張による変形（反り）が生じることが懸念される。これに対して、図１６の構成によれば、局所的な熱膨張による変形が抑制される。
　第２コンデンサ９２については詳細な説明を割愛するが、第１コンデンサ９１と同様の構成を有し、回路モジュール１０２において誘電体１５１及び内部電極１５２の積層方向がロータ６０の軸方向に直交する向き配置されている。
　図１７は、回路モジュール１０２における各コンデンサ９１，９２とダイオード９３との配置態様を示す平面図である。
　回路モジュール１０２には、１１個の第１コンデンサ９１と１個の第２コンデンサ９２とが周方向に並べて配置されており、これら各コンデンサ９１，９２の積層方向が径方向になっている。すなわち、各コンデンサ９１，９２は、内部電極１５２が周方向に延びる向きで配置されている。この場合、各コンデンサ９１，９２では、積層方向が、ロータ６０の軸方向に直交し、かつ周方向にも直交する向きになっている。
　回路モジュール１０２において、周方向に並べて複数のコンデンサ９１，９２が配置されている場合には、周方向に隣り合うコンデンサ９１，９２で相互に熱の影響を受けると考えられる。この場合、コンデンサ９１，９２どうしの対向面であるコンデンサ側面部が局所的に高温になることが考えられる。この点、各コンデンサ９１，９２における積層方向が、ロータ６０の周方向に直交する向きになっていることで、コンデンサ９１，９２どうしの対向面（コンデンサ側面部）での局所的な温度上昇が抑制される。
　また、ダイオード９３の両隣になる各コンデンサ９１，９２では、ダイオード９３との並び方向（周方向）において、ダイオード９３からの熱の影響を受けると考えられる。この点、ダイオード９３の隣となるコンデンサ９１，９２の積層方向が、ダイオード９３との並び方向（周方向）に直交する向きになっていることで、ダイオード９３側のコンデンサ側面部での局所的な温度上昇が抑制される。
　また、回路モジュール１０２では、コンデンサ９１，９２とダイオード９３との間の周方向の離間距離が、周方向に並ぶコンデンサ９１，９２どうしの離間距離よりも大きくなっているとよい。この場合、ダイオード９３がコンデンサ９１，９２よりも自己発熱が大きいことを考慮し、ダイオード９３からコンデンサ９１，９２への熱の影響を軽減させることができる。より具体的には、図１７において、コンデンサ９１，９２とダイオード９３とが最も接近した部位の離間距離（径方向内側の離間距離）が、コンデンサ９１，９２どうしが最も接近した部位の離間距離（径方向内側の離間距離）よりも大きくなっているとよい。
　図１８は、回路モジュール１０２における第１コンデンサ９１とダイオード９３との配置態様を模式的に示す縦断面図である。なお、図１８では、各バスバー１４１～１４３の図示を省略している。
　図１８に示すように、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥから第１コンデンサ９１までの軸方向の離間距離をＤ１、コイルエンド部ＣＥからダイオード９３までの軸方向の離間距離をＤ２とする場合に、Ｄ１＜Ｄ２の関係になっているとよい。この場合、ダイオード９３がコンデンサ９１，９２よりも自己発熱が大きいことを考慮した上で、発熱源である界磁巻線７０からダイオード９３を遠ざけることにより、ダイオード９３での温度上昇を抑制することができる。
　なお、ダイオード９３は、各コンデンサ９１，９２よりも厚さ寸法（軸方向寸法）が小さいとよい。この場合、コイルエンド部ＣＥから各コンデンサ９１，９２までの離間距離Ｄ１と、コイルエンド部ＣＥからダイオード９３までの離間距離Ｄ２とを、Ｄ１＜Ｄ２としつつ、軸方向において各コンデンサ９１，９２よりもダイオード９３が反界磁巻線側にはみ出ないようになっているとよい。
　周方向に並ぶ各第１コンデンサ９１には、第１バスバー１４１及び第２バスバー１４２を介して界磁巻線７０（第１巻線部７１ａ、第２巻線部７１ｂ）の熱が伝わってくる。また、これら各バスバー１４１，１４２では、界磁巻線７０に接続される各接続端子１４１ａ，１４２ａの近傍において界磁巻線７０からの伝熱による温度上昇量が大きくなることが考えられる。この場合、ダイオード９３からの熱の影響と、各バスバー１４１，１４２からの伝わる界磁巻線７０の熱の影響とが同一の第１コンデンサ９１に及ぶと、周方向に並ぶ各第１コンデンサ９１において温度不均衡が生じる。
　この点を鑑みて、第１バスバー１４１及び第２バスバー１４２を図１９（ａ），（ｂ）のように構成するとよい。なお、図１９（ａ），（ｂ）では、説明の便宜上、周方向に並ぶ各第１コンデンサ９１に１～１１の番号を付して示している。
　図１９（ａ）に示すように、第１バスバー１４１において、第１接続端子１４１ａが、ダイオード９３から最も近い第１コンデンサ９１から離れた位置に設けられているとよい。具体的には、ダイオード９３から最も近い第１コンデンサ９１は、図の左側では１番の第１コンデンサ９１であり、図の右側では１１番の第１コンデンサ９１である。そして、第１バスバー１４１には、第１接続端子１４１ａが、４番の第１コンデンサ９１付近となる位置に設けられている。なお、これ以外に、第１接続端子１４１ａが、２～１０番のいずれかの第１コンデンサ９１付近となる位置に設けられていてもよい。
　また、図１９（ｂ）に示すように、第２バスバー１４２において、第２接続端子１４２ａが、ダイオード９３から最も近い第１コンデンサ９１から離れた位置に設けられているとよい。第２バスバー１４２には、例えば７番の第１コンデンサ９１付近となる位置に第２接続端子１４２ａが設けられている。なお、これ以外に、第２接続端子１４２ａが、２～１０番のいずれかの第１コンデンサ９１付近となる位置に設けられていてもよい。
　この場合、ダイオード９３からの熱の影響を最も受け易い第１コンデンサ９１と、各バスバー１４１，１４２からの伝熱の影響を最も受け易い第１コンデンサ９１とが異なるものとなり、周方向に並ぶ各第１コンデンサ９１における温度不均衡を抑制できる。
　なお、周方向においてダイオード９３の中心位置と、第１接続端子１４１ａの位置と、軸心Ｊとからなる離間角度をθ１とする場合に、そのθ１が４５°以上であるとよい。同様に、周方向においてダイオード９３の中心位置と、第２接続端子１４２ａの位置と、軸心Ｊとからなる離間角度をθ２とする場合に、そのθ２が４５°以上であるとよい。
　また、第１バスバー１４１の第１接続端子１４１ａと、第２バスバー１４２の第２接続端子１４２ａとの関係で言えば、第１接続端子１４１ａから最も近い第１コンデンサ９１（図１９の４番の第１コンデンサ９１）と、第２接続端子１４２ａから最も近い第１コンデンサ９１（図１９の７番の第１コンデンサ９１）とが互いに異なるように、これら各接続端子１４１ａ，１４２ａが設けられているとよい。
　回路モジュール１０２において、各コンデンサ９１，９２は、樹脂材によりモールドされていてもよい。具体的には、図２０に示すように、部品ホルダ１３０の収容部１３２内に樹脂材が充填され、樹脂モールド部１６１が形成されているとよい。樹脂材は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である。この場合、コンデンサ９１，９２と各バスバー１４１～１４３とは、部品ホルダ１３０の収容部１３２において樹脂モールド部１６１内に埋設された状態になっている。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
　回路モジュール１０２において、各コンデンサ９１，９２を、誘電体１５１及び内部電極１５２の積層方向がロータ６０の軸方向に直交する向きとなるように配置する構成とした。この場合、各コンデンサ９１，９２において熱伝達率の異なる誘電体１５１と内部電極１５２とがそれぞれ軸方向に延びる向きになるため、誘電体１５１と内部電極１５２とがそれぞれ軸方向に直交する向きとなる場合とは異なり、コンデンサ内部の温度分布の均一化を図ることができる。これにより、各コンデンサ９１，９２において熱膨張差に起因する変形が抑制される。その結果、各コンデンサ９１，９２について界磁巻線７０からの受熱による不具合の発生を抑制することができる。
　回路モジュール１０２において、周方向に並べて複数のコンデンサ９１，９２が配置されている場合には、周方向に隣り合うコンデンサ９１，９２で相互に熱の影響を受けると考えられる。この場合、コンデンサ９１，９２どうしの対向面であるコンデンサ側面部が局所的に高温になることが考えられる。この点を考慮し、各コンデンサ９１，９２における積層方向を、ロータ６０の周方向に直交する向きとした。これにより、各コンデンサ９１，９２が軸方向に界磁巻線７０からの熱を受けること加え、周方向に隣接するコンデンサ９１，９２から熱を受けることを加味しつつ、コンデンサ内部の温度分布の均一化を図ることができる。
　回路モジュール１０２において、コンデンサ９１，９２とダイオード９３とが横並び隣位置に配置されている場合には、コンデンサ９１，９２がダイオード９３からの熱の影響を受けると考えられる。この場合、コンデンサ９１，９２においてダイオード９３との対向面であるコンデンサ側面部が局所的に高温になることが考えられる。この点を考慮し、ダイオード９３の隣となるコンデンサ９１，９２の積層方向を、ロータ６０の軸方向に直交し、かつダイオード９３との横並びの方向（周方向）に直交する向きとした。これにより、各コンデンサ９１，９２が軸方向に界磁巻線７０からの熱を受けることに加え、周方向に隣接するダイオード９３から熱を受けることを加味しつつ、コンデンサ内部の温度分布の均一化を図ることができる。
　回路モジュール１０２においてコンデンサ９１，９２とダイオード９３とを比べると、ダイオード９３の方が自己発熱が大きい。そのため、周方向に並ぶ各コンデンサ９１，９２のうちダイオード９３に隣り合うコンデンサと他のコンデンサとで温度差が生じることが懸念される。この点を考慮し、界磁巻線７０のコイルエンド部ＣＥからダイオード９３までの軸方向の離間距離Ｄ２を、コイルエンド部ＣＥからコンデンサ９１，９２までの軸方向の離間距離Ｄ１よりも大きくした。これにより、周方向に並ぶ各コンデンサ９１，９２の温度の均一化を図ることができる。
　ダイオード９３は、コンデンサ９１，９２よりも自己発熱が大きいため、周方向に隣り合うコンデンサ９１，９２に対する影響度が相対的に大きい。この点を考慮し、周方向においてコンデンサ９１，９２とダイオード９３との間の離間距離を、コンデンサ９１，９２どうしの離間距離よりも大きくした。この場合、ダイオード９３を発熱源である界磁巻線７０から遠ざけて、周方向に並ぶ各コンデンサ９１，９２の温度の均一化を図ることができる。
　第１，第２バスバー１４１，１４２において、界磁巻線７０との接続部である接続端子１４１ａ，１４２ａを、ダイオード９３に最も近い第１コンデンサ９１から離れた位置に設ける構成とした。これにより、ダイオード９３からの熱と、各バスバー１４１，１４２を経由して伝わる界磁巻線７０の熱とが１つの第１コンデンサ９１に集中し、それに起因して各第１コンデンサ９１どうしの温度不均衡が生じるといった不都合を抑制できる。
　各コンデンサ９１，９２が樹脂モールドされている構成にしたため、各コンデンサ９１，９２における変形抑制の効果を高めることができる。
　（他の実施形態）
　上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
　・図２１に示すように、回路モジュール１０２において、各コンデンサ９１，９２の積層方向が平面視で周方向になっていてもよい。すなわち、内部電極１５２が径方向に延びる向きで各コンデンサ９１，９２が配置されていてもよい。この場合、各コンデンサ９１，９２では、積層方向が、ロータ６０の軸方向に直交し、かつ径方向にも直交する向きになっている。
　・共振回路を構成する第１コンデンサ９１は、第２巻線部７１ｂではなく第１巻線部７１ａに並列接続されていてもよい。また、共振回路において、第１，第２巻線部７１ａ，７１ｂの直列接続体のうち、第１巻線部７１ａ側にダイオード９３のアノードが接続され、第２巻線部７１ｂ側にダイオード９３のカソードが接続されていてもよい。
　・ロータ６０において、第２巻線部７１ｂが第１巻線部７１ａよりも径方向外側（ステータ５０側）に配置されていてもよい。
　・ステータ５０において、ステータコアは、ティースが設けられていないステータコアであってもよい。
　・回転電機としては、車載主機として用いられる回転電機に限らず、例えば、電動機兼発電機であるＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として用いられる回転電機であってもよい。
　・回転電機システムが搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。また、回転電機システムは、移動体に搭載されるシステムに限らず、定置式のシステムであってもよい。
　上述の実施形態から抽出される技術思想を以下に記載する。
［構成１］
　ステータ巻線（５２）を有するステータ（５０）と、
　周方向に並ぶ磁極ごとに設けられ径方向に突出する主極部（６２）を有するロータコア（６１）と、前記主極部に巻回された界磁巻線（７０）とを有するロータ（６０）と、を備え、
　前記界磁巻線に界磁電流を誘起させるための高周波電流が前記ステータ巻線に流れる巻線界磁型回転電機（４０）であって、
　前記ロータは、前記界磁巻線に接続された複数のコンデンサ（９１，９２）を有する回路モジュール（１０２）を備え、
　前記回路モジュールは、前記界磁巻線において前記ロータコアよりも軸方向外側となるコイルエンド部に軸方向に対向する位置に設けられており、
　前記コンデンサは、誘電体（１５１）と電極（１５２）とが積層された積層型コンデンサであり、前記誘電体及び前記電極の積層方向が前記ロータの軸方向に直交する向きで配置されている、巻線界磁型回転電機。
［構成２］
　前記回路モジュールには、周方向に並べて前記複数のコンデンサが配置されており、
　前記各コンデンサにおける前記積層方向が、前記ロータの軸方向及び周方向の両方に直交する向きになっている、構成１に記載の巻線界磁型回転電機。
［構成３］
　前記回路モジュールは整流用のダイオード（９３）を有し、前記コンデンサと前記ダイオードとが並べて配置されており、
　前記ダイオードの隣となる前記コンデンサの前記積層方向が、前記ロータの軸方向に直交し、かつ前記ダイオードとの並び方向に直交する向きになっている、構成１又は２に記載の巻線界磁型回転電機。
［構成４］
　前記回路モジュールは整流用のダイオード（９３）を有し、前記コンデンサと前記ダイオードとが並べて配置されており、
　前記界磁巻線のコイルエンド部から前記ダイオードまでの軸方向の離間距離が、前記コイルエンド部から前記コンデンサまでの軸方向の離間距離よりも大きい、構成１～３のいずれかに記載の巻線界磁型回転電機。
［構成５］
　前記回路モジュールは整流用のダイオード（９３）を有し、前記コンデンサと前記ダイオードとが周方向に並ぶ位置に配置されており、
　周方向において前記コンデンサと前記ダイオードとの間の離間距離は、前記コンデンサどうしの離間距離よりも大きい、構成１～４のいずれかに記載の巻線界磁型回転電機。
［構成６］
　前記回路モジュールは整流用のダイオード（９３）を有し、前記コンデンサと前記ダイオードとが周方向に並ぶ位置に配置されており、
　前記コンデンサは、バスバー（１４１～１４３）を介して前記界磁巻線に電気的に接続されており、
　前記バスバーは、前記界磁巻線との接続部である接続端子（１４１ａ～１４３ａ）を有し、その接続端子が、前記ダイオードに最も近い前記コンデンサから離れた位置に設けられている、構成１～５のいずれかに記載の巻線界磁型回転電機。
［構成７］
　前記コンデンサは、樹脂材によりモールドされている、構成１～６のいずれかに記載の巻線界磁型回転電機。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (7)

  1. 　ステータ巻線（５２）を有するステータ（５０）と、
    　周方向に並ぶ磁極ごとに設けられ径方向に突出する主極部（６２）を有するロータコア（６１）と、前記主極部に巻回された界磁巻線（７０）とを有するロータ（６０）と、を備え、
    　前記界磁巻線に界磁電流を誘起させるための高周波電流が前記ステータ巻線に流れる巻線界磁型回転電機（４０）であって、
    　前記ロータは、前記界磁巻線に接続された複数のコンデンサ（９１，９２）を有する回路モジュール（１０２）を備え、
    　前記回路モジュールは、前記界磁巻線において前記ロータコアよりも軸方向外側となるコイルエンド部に軸方向に対向する位置に設けられており、
    　前記コンデンサは、誘電体（１５１）と電極（１５２）とが積層された積層型コンデンサであり、前記誘電体及び前記電極の積層方向が前記ロータの軸方向に直交する向きで配置されている、巻線界磁型回転電機。
  2. 　前記回路モジュールには、周方向に並べて前記複数のコンデンサが配置されており、
    　前記各コンデンサにおける前記積層方向が、前記ロータの軸方向及び周方向の両方に直交する向きになっている、請求項１に記載の巻線界磁型回転電機。
  3. 　前記回路モジュールは整流用のダイオード（９３）を有し、前記コンデンサと前記ダイオードとが並べて配置されており、
    　前記ダイオードの隣となる前記コンデンサの前記積層方向が、前記ロータの軸方向に直交し、かつ前記ダイオードとの並び方向に直交する向きになっている、請求項１又は２に記載の巻線界磁型回転電機。
  4. 　前記回路モジュールは整流用のダイオード（９３）を有し、前記コンデンサと前記ダイオードとが並べて配置されており、
    　前記界磁巻線のコイルエンド部から前記ダイオードまでの軸方向の離間距離が、前記コイルエンド部から前記コンデンサまでの軸方向の離間距離よりも大きい、請求項１又は２に記載の巻線界磁型回転電機。
  5. 　前記回路モジュールは整流用のダイオード（９３）を有し、前記コンデンサと前記ダイオードとが周方向に並ぶ位置に配置されており、
    　周方向において前記コンデンサと前記ダイオードとの間の離間距離は、前記コンデンサどうしの離間距離よりも大きい、請求項１又は２に記載の巻線界磁型回転電機。
  6. 　前記回路モジュールは整流用のダイオード（９３）を有し、前記コンデンサと前記ダイオードとが周方向に並ぶ位置に配置されており、
    　前記コンデンサは、バスバー（１４１～１４３）を介して前記界磁巻線に電気的に接続されており、
    　前記バスバーは、前記界磁巻線との接続部である接続端子（１４１ａ～１４３ａ）を有し、その接続端子が、前記ダイオードに最も近い前記コンデンサから離れた位置に設けられている、請求項１又は２に記載の巻線界磁型回転電機。
  7. 　前記コンデンサは、樹脂材によりモールドされている、請求項１又は２に記載の巻線界磁型回転電機。
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