[发明专利]旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及能够以机械方式改变有效磁通量的旋转电机。

背景技术

替代现有感应电动机(IM马达)，效率优良、还可期待小型化或低噪音化的永久磁铁同步电动机(PM马达)开始普及。例如，作为面向家电、铁道车辆、电动机动车的驱动马达正利用PM马达。IM马达由于由来自定子的励磁电流产生磁通本身，存在会产生由流过励磁电流形成的损失的问题。另外，PM马达是在转子中具有永久磁铁、利用永久磁铁的磁通输出转矩的马达。为此，在PM马达中无需施加励磁电流，不存在IM马达所具有的问题。

但是，PM马达与转速成比例地由永久磁铁在电枢线圈产生感应电压。在铁道车辆或机动车等旋转范围宽的应用范围中，由于在最高转速下产生感应电压，需要使驱动控制PM马达的变换器不被过电压破坏。在具有这样特性的PM马达中，在使电源电压为一定而进行恒定输出运行的情况下，作为用于使上述的最高转速进一步上升来提高运行速度的方案，有在电枢线圈流过消除由永久磁铁形成的磁通的电流、从而等效地降低感应电压的所谓的减弱磁场控制。但是，该减弱磁场控制由于流过无助于转矩的电流，而引起了效率的降低。

另外，需要在电枢线圈流过大的电流，自然而然地在线圈中产生的热量增大。为此，存在会引起高旋转区域中的旋转电机效率的降低、由超过了冷却能力的发热导致的永久磁铁的减磁等的可能性。

因此，替代电方式的减弱磁场，作为能够以机械方式改变有效磁通量的旋转电机，众所周知有例如专利文献1所记载的旋转电机。

在专利文献1中所记载的旋转电机具有在旋转轴方向分割成两部分、在各部分上在旋转方向交替地配置极性不同的磁场用磁铁的转子。另外，在使旋转电机作为电动机动作的情况下，由两部分分割转子的一个磁场用磁铁和两部分分割转子的另一个磁场用磁铁之间的磁性作用力与转子的转矩方向的平衡，使两部分分割转子的磁场用磁铁的磁极中心一致。在使旋转电机作为发电机动作的情况下，随着转子的转矩方向变成相反，两部分分割转子的磁场用磁铁的磁极中心错开。这样，通过使分割的两个转子的磁极中心变化，能以机械方式改变有效磁通量。

进而，在采用机械方式的可变机构的旋转电机中，在专利文献2中记载了这样的旋转电机，即，为了提高相对被搭载体例如机动车的可靠性，设置可缓和冲击的机构，该冲击例如在随着转子的转矩方向的变化而使得两部分分割转子中的一个可变时、在两部分分割转子中的一个或机械方式的可变机构中产生。

【专利文献1】日本特开2001-69609号公报

【专利文献2】日本特开2005-253265号公报

发明内容

上述的旋转电机存在这样的问题，即，在高速旋转时的机械方式减弱磁场的状态下，由于产生旋转轴方向的磁通流而产生涡电流，旋转电机的铁损增大。

本发明的目的是提供大幅减少旋转电机在高速旋转时的铁损的旋转电机。

本发明的旋转电机的构成具有：具有线圈的定子；隔开空隙地可旋转地配设在该定子中、在旋转轴方向两部分分割成第一转子和第二转子、在各部分在旋转方向交替配置极性不同的磁场用磁铁的转子；可改变该转子的第二转子相对第一转子的相对旋转轴方向位置的磁通可变机构；在圆周方向贯穿地设置于定子的磁阻层。

另外，本发明的旋转电机的构成具有：具有线圈的定子；隔开空隙地可旋转地配设在该定子中、在旋转轴方向分割成三个部分以上、在各部分在旋转方向交替地配置极性不同的磁场用磁铁的转子；可改变该转子的分割的各个分割转子的相对旋转轴方向位置的磁通可变机构；在圆周方向贯穿地设置在定子中与分割转子间对应的位置上的多个磁阻层。

本发明能够提供可大幅减少旋转电机在高速旋转时的铁损的旋转电机。

附图说明

图1是说明本发明的旋转电机中的定子内的磁通流的图。

图2是表示本发明的旋转电机的一个实施例的图。

图3是表示本发明的旋转电机的另一个实施例的图。

图4是表示搭载了本发明的旋转电机的机动车的驱动装置的一个构成例的图。

图5是表示搭载了本发明的旋转电机的机动车的驱动装置的另一个构成例的图。

附图标记说明

1...定子铁芯；2...电枢线圈；3...轴；4...第一转子；4A、5A、10A...永久磁铁；5...第二转子；6...花键；7...空隙；8...磁通流；9...磁阻层；10...第三转子；11...发动机；12...旋转电机；13...变速器；14...变换器；15...电池；16...曲轴带轮；17...金属带；18...带轮；20...车轮。