[發明專利]旋轉電機

有效

• 申請號: 200710129464.2
• 申請日: 2007-07-17
• 公開（公告）號: CN101123370A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 水谷良治;立松和高;山田英治;松井信行;小坂卓
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社;國立大學法人名古屋工業大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 柳春雷

關聯申請

本正式申請是基于2006年8月8日向日本專利局遞交的日本專利申請2006-215885，通過引用將其全部內容包含于此。

技術領域

本發明涉及旋轉電機。

背景技術

通常，具有布置在轉子處的永磁體的永磁體式電機被用于各種領域中，并被用作電動車輛以及混合動力車輛的驅動源。

就上述電動車輛以及混合動力車輛的驅動源而言，需要低轉速高功率以及高轉速低功率的車輛行駛性能。

由電機產生的轉矩通常取決于從轉子流向定子的磁通量以及流向定子繞組的電樞電流。

所采用的磁體等決定了流過定子和轉子的磁通量。磁通量獨立于轉速而保持恒定。電樞電流決定了轉速。但是，因為電樞電流取決于來自諸如換流器之類的電源的電壓，故當電樞繞組的電壓與電源電壓的最大電壓值匹配時轉速變為最高。

如日本專利早期公開號6-351206，2002-78306，2005-65385以及7-288960；Yoshiaki?Kano、Takashi?Kosaka和Nobuyuki?Matsui在IEEJ?Trans.IA，Vol.123，No.3，pp.196-203(2003)中發表的“Some?Considerations?onSimple?Non-Linear?Magnetic?Analysis-Based?Optimum?Design?of?Multi-polePermanent?Magnet?Machines”；以及Jin?Zheguo、Takashi?Kosaka和Nobuyuki?Matsui在2005年日本IEE國家會議過程中發表的“SomeInvestigations?into?Performance?of?Hybrid?Motor?with?Novel?Construction”所揭示的，當在這種永磁體式電機中基于恒定電源電壓要進行恒定功率驅動時，存在所謂“磁場減弱”以及“磁場增強”，以進一步提高最高速度來提高運行性能，并增大低轉速下的功率。

例如，在Yoshiaki?Kano、Takashi?Kosaka和Nobuyuki?Matsui在IEEJTrans.IA，Vol.123，No.3，pp.196-203(2003)中發表的“SomeConsiderations?on?Simple?Non-Linear?Magnetic?Analysis-Based?OptimumDesign?of?Multi-pole?Permanent?Magnet?Machines”中所揭示的電機包括在軸向上劃分為兩部分的轉子、布置在劃分轉子之間的環狀磁體、布置在定子芯外周側處的由粉料模制的磁性合成物形成的磁場極、以及環形磁場線圈。

劃分轉子包括多個沿周向面彼此間隔開的凸極。凸極被布置成使得一個轉子的凸極在周向方向上與另一轉子的凸極錯位。

環狀磁體的N磁極朝向一個劃分轉子的端面布置，而S磁極則朝向另一個劃分轉子的端面布置。來自環狀磁體的磁力線首先從其端面進入轉子，并通過空隙從一個轉子的凸極朝向定子行進。然后，來自定子的磁力線通過磁場極以從定子齒行經由空隙進至另一個劃分轉子的凸極以返回至環狀磁體的S磁極。

然后，利用環形磁場線圈，將永磁體的磁通量引向磁場極，由此減小通過電樞繞組的磁通量。由此實現磁場減弱。此外，永磁體的磁通量被局限在主電機中，由此由環形磁場線圈產生的磁通量使得通過電樞繞組的磁通量增大，以實現磁場增強。

在如上所述設置的旋轉電機中，磁力線離開一個劃分轉子的凸極，且磁力線進入另一個劃分轉子的凸極。因此，轉子的位于凸極之間的各個區域不會有助于轉矩生成。因此存在需要增加轉子以獲得需求轉矩的缺陷。

還存在以下缺陷，即當進入轉子的凸極時，磁力線會受到電樞繞組的磁通量的影響。因此，來自定子的磁力線將不能進入所期望的凸極。存在取決于磁力線的方向產生負轉矩的問題。

發明內容

著眼于以上問題，本發明的目的在于提供一種旋轉電機，其可對電樞繞組的磁鏈量(flux?linkage?quantum)進行調整，以允許形成緊湊的轉子，還涉及減小電樞繞組的磁通量對從定子進入轉子的磁力線的影響。