[发明专利]旋转电机

说明书

本申请基于2013年4月17日在日本提出的日本专利申请No.2013-086785主张享有优先权，该优先权文件所公开的内容包括说明书、附图以及摘要均通过援引被包含于本发明。

技术领域

本发明涉及旋转电机。

背景技术

在旋转电机中，存在具备将永磁铁以埋入的方式固定于转子铁心的所谓埋入磁铁型的转子的旋转电机。例如参照日本特开2010-233346号公报。在这种旋转电机中，通常，由于由永磁铁产生的磁通量是大致恒定的，因此转子的磁通量也大致恒定。因此，在定子的线圈产生的感应电压(逆起电压)与转子的转速成比例得变大，当该感应电压达到电源电压的上限时，变得无法进一步使转子高速旋转。因此，考虑将转子的磁通量控制在使得该转子能够充分地高速旋转的量的设计，但是，在该情况下，在低转速区域无法充分地获得高转矩。

近年来，提出有通过使转子的磁通量可变而使得能够高速旋转且在低转速区域能够输出高转矩的旋转电机。例如参照日本特许4225001号公报。特许4225001号公报所记载的旋转电机具备：旋转元件(转子)，该旋转元件具有保持第一永磁铁的内旋转元件以及位于内旋转元件的径向外侧并保持一对第二永磁铁的外旋转元件；以及旋转元件相位控制机构，该旋转元件相位控制机构变更外旋转元件相对于内旋转元件的在旋转方向上的相位(相对旋转角度)。进而，通过控制外旋转元件的相位，使在径向上对置的第一永磁铁的磁极的极性和由一对第二永磁铁构成的旋转元件磁极的极性相反，减少转子的磁通量，使得能够高速旋转。另一方面，通过使在径向上对置的第一永磁铁的磁极的极性和由一对第二永磁铁构成的旋转元件磁极的极性相同，增加转子的磁通量，使得能够输出高转矩。

在上述日本特许4225001号公报的旋转电机中，作为旋转元件相位控制机构使用的摆动马达组装于旋转元件(转子)，通过该摆动马达的动作来控制外旋转元件的相位。因此，无法避免旋转电机的结构复杂化，在该点上尚存改进的余地。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种结构简单、能够高速旋转、且在低转速区域能够输出高转矩的旋转电机。

作为本发明的一个方式的旋转电机具有：转子，该转子具有：以能够与旋转轴一体旋转的方式固定于上述旋转轴的转子铁心；和以埋入于上述转子铁心的方式被固定，且在周方向以相同的极性对置的方式被磁化的多对埋入磁铁；定子，该定子具有：具有与上述转子铁心的由上述一对埋入磁铁夹持的转子磁极部对置的齿的定子铁心；和卷绕于上述齿的线圈；控制装置，该控制装置通过朝上述线圈的电力供给而使上述定子产生旋转磁场；以及磁通供给体，该磁通供给体由上述旋转轴支承为能够相对于上述旋转轴相对旋转，且通过固定辅助磁铁而形成供给体磁极部。

在上述旋转电机中，上述转子旋转时的上述磁通供给体相对于上述转子的相对旋转角度构成为能够保持在如下角度：上述转子磁极部的极性和与该转子磁极部对置的上述供给体磁极部的极性相反的弱化角度；以及上述转子磁极部的极性和与该转子磁极部对置的上述供给体磁极部的极性相同的强化角度，上述控制装置通过控制上述转子的磁通方向的电流亦即d轴电流来变更上述磁通供给体的相对旋转角度。

根据上述结构，当磁通供给体的相对旋转角度为弱化角度的情况下，由于转子磁极部的极性和供给体磁极部的磁性相反，因此，由埋入磁铁产生的磁通的一部分并不在定子与转子之间通过，而是在转子与磁通供给体之间通过。由此，转子的磁通量(相对于线圈的交链磁通)减少，能够高速旋转。另一方面，当磁通供给体的相对旋转角度为强化角度的情况下，转子磁极部的极性与供给体磁极部的极性相同，因此，对在定子与转子之间通过的埋入磁铁的磁通上附加有辅助磁铁的磁通。由此，转子的磁通量增加，能够输出高转矩。