[发明专利]磁通分流控制旋转电机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括具有永久磁铁磁场的发电机、电动机在内的 旋转电机系统。

背景技术

取出因永久磁铁磁场和电枢的相对旋转而电磁性地产生的电力的 发动机，或通过因向电枢供给的电流而产生的磁场和永久磁铁磁场的 相互作用而产生永久磁铁磁场和电枢的相对旋转的电动机等旋转电机 装置，能量效率优异，伴随着永久磁铁的技术的进步，平常已被广泛 使用。但是，那样的旋转电机由于来自磁场磁铁的磁通一定，所以无 论作为电动机使用还是作为发动机使用，在宽的旋转速度范围内通常 并不是都能得到最佳的输出。

即在电动机情况下，在高旋转区域中反电动势(发电电压)过高， 其结果，难以控制，作为较弱磁场控制，有人提出了削弱磁场强度的 各种手段。另外，在发电机的情况下，为了在宽的速度范围内使发电 电压成为规定的水平，使用了专门由磁场电流控制进行的恒定电压发 电机或由半导体进行的发电电压的恒定电压化回路。

在电动机中，虽然广泛采用了由超前相位电流进行的较弱磁场控 制，但是为了不直接有助于旋转的电流流动，使能量损失变大。在将 控制用电流励磁与永久磁铁励磁一并使用的情况下，使旋转电机的结 构复杂，此外，还伴随能量损失。进而，在发电机的情况下，存在大 电力下的恒定电压化电子回路的成本负担大的问题。在这样的环境下， 以前已开始寻求研究旋转电机装置的结构而将电子回路控制止于最小 限度来降低作为装置整体的成本的策略，并提出了各种方案。

美国专利3713015公开了将磁场转子一分为二，使两个磁场转子 在圆周方向相对偏移，有效地控制磁场强度的交流发电机。虽然由于 上述相对偏移能够机械性地保持所以具有能量损失少的优点，但是， 由于流入电枢的磁场磁通量不变，所以存在在高旋转区域内涡电流损 失大的缺点。日本特开2004-320864、日本特开2004-328944公开了改 变包含磁场磁铁的磁回路的磁阻控制磁通的装置。进而，美国专利 4885493、日本特开2004-357357、日本特开2006-246662公开了对磁 场磁铁进行短路控制的装置。一般在包含磁铁的磁回路中存在可动部 分的情况下，存在欲使可动部分向增大流过磁回路的磁通的方向(减 小磁阻的方向)偏移的磁力。磁场磁铁在旋转电机装置中是产生力或 产生电力的源泉。在通过机械性的偏移来控制磁回路的磁阻或将磁场 磁铁短路的旋转电机装置的提案例中，上述磁力与旋转电机的输出成 比例，在偏移控制中需要大的力，同时，导致部件的振动或摆动，难 以进行精密的控制。进而，需要大输出的动作执行器、伴随过分的机 械强度的机构等，要想实现是伴有困难的。

专利文献1：美国专利3713015号

专利文献2：美国专利4885493号

专利文献3：日本特开2004-320864号

专利文献4：日本特开2004-328944号

专利文献5：日本特开2004-357357号

专利文献6：日本特开2006-246662号

发明内容

发明所要解决的课题

因此，本发明要解决的课题是，提供一种(1)使磁场磁铁减磁的 担心少，(2)考虑将磁通量控制所需要的力抑制得小等条件，容易进 行较弱磁通量控制的旋转电机系统、磁通量控制方法。

为了解决课题的手段