[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)電機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980111290.4
• 申請日: 2009-03-12
• 公開（公告）號: CN101981785A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 相木宏介;中井英雄;梅野孝治;山田英治;立松和高;蓑島紀(jì)元;吉田稔彥;上松辰哉;遠(yuǎn)藤研二
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02K3/28
• 分類號: H02K3/28;H02K16/04;H02K17/02;H02K21/24
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 段承恩;徐健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具備一個轉(zhuǎn)子和兩個定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

背景技術(shù)

以往，在感應(yīng)電動機(jī)、同步電動機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，考慮使定子的繞組為分布繞組型或集中繞組型。其中的集中繞組型相對于分布繞組型，具有繞組簡單、能夠減少線圈端部、能夠提高量產(chǎn)性的優(yōu)點(diǎn)。但是，在為集中繞組型的情況下，在磁動勢波形中可能會產(chǎn)生具有與基波相近的頻率的磁動勢諧波，從而可能會產(chǎn)生發(fā)生轉(zhuǎn)矩脈動(ripple，波動)、功率因數(shù)惡化這樣的缺陷。

例如，圖9是表示將以往所考慮的普通的感應(yīng)電動機(jī)的電樞繞組即定子繞組設(shè)為了集中繞組時的、從定子出發(fā)與轉(zhuǎn)子交鏈的交鏈磁通與時間的關(guān)系的圖。另外，圖10是表示與圖9的交鏈磁通相對應(yīng)地在作為次級側(cè)導(dǎo)體的轉(zhuǎn)子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與時間的關(guān)系的圖。從圖9、圖10可以可知，在使用集中繞組型的定子的情況下，特有的空間諧波磁通與轉(zhuǎn)子繞組交鏈。即，使定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的磁動勢的分布由于各相定子繞組的配置、定子的形狀而不為僅基波的正弦波分布，而變?yōu)榘ㄖC波成分。特別是在以集中繞法在定子側(cè)的齒上卷裝定子繞組的情況下，在定子的磁動勢分布中產(chǎn)生的諧波成分的振幅水平增大。

這樣的由定子繞組的配置和/或定子的形狀引起的、包括諧波成分的磁通被稱為空間諧波磁通。在空間諧波磁通所交鏈了的轉(zhuǎn)子繞組中會產(chǎn)生諧波電流，該諧波電流是如圖10所示的包括諧波成分的感應(yīng)電流。諧波電流會使次級銅損等次級導(dǎo)體損耗增加，成為使電動機(jī)的性能惡化的原因。

針對這一點(diǎn)，在專利文獻(xiàn)1中記載了以下的旋轉(zhuǎn)電機(jī)：包括線圈以集中卷繞方式卷繞在設(shè)置于定子芯的多個齒上且線圈與三相電源連接的定子、以及與定子對向配置的轉(zhuǎn)子，定子的極數(shù)與槽數(shù)的比為1∶3。并且，使得不存在次數(shù)與基波相近的磁動勢諧波。作為與本發(fā)明相關(guān)的在先技術(shù)文獻(xiàn)，除了專利文獻(xiàn)1之外，還有專利文獻(xiàn)2、3。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-271187號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2005-237086號公報

專利文獻(xiàn)3：日本特開2004-56860號公報

發(fā)明內(nèi)容

但是，在專利文獻(xiàn)1所記載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的情況下，為了將卷繞在定子的齒上的繞組從每一極對3條增加至6條，使各極的寬度為一半的寬度來增大繞組數(shù)。因此，雖然可能能夠減少磁動勢諧波，但是基波磁通也會減少。因此，從減少磁動勢諧波而不減少基波磁通以謀求提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的性能這一方面來說，存在著改進(jìn)的余地。

另外，在專利文獻(xiàn)2中記載了以下的軸向電動機(jī)(axial?motor)：以謀求提高效率和輸出為目的，將轉(zhuǎn)子和定子在軸向上對向地配置，通過兩個轉(zhuǎn)子從兩側(cè)夾著定子。在構(gòu)成各轉(zhuǎn)子的導(dǎo)電性金屬制的轉(zhuǎn)子主體的與定子相對的相對面具有用于埋入轉(zhuǎn)子磁心的埋入部。將埋入部用作成型用的模具而將使用壓粉磁心材料形成的轉(zhuǎn)子磁心埋入到埋入部中。在這樣的專利文獻(xiàn)2所記載的軸向電動機(jī)的情況下，未考慮在使定子繞組為集中繞組的情況下減少磁動勢諧波而不減少由定子產(chǎn)生的基波磁通以謀求提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的性能。

另外，在專利文獻(xiàn)3的圖14中記載了具有兩個定子和一個轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動機(jī)。在該感應(yīng)電動機(jī)中，在兩個定子之間配置轉(zhuǎn)子，使兩個定子與轉(zhuǎn)子在軸向上相對向。轉(zhuǎn)子在設(shè)置于導(dǎo)電性材料的圓板部的多個孔嵌合著齒部。在該情況下，在兩個定子中，相對的繞組產(chǎn)生相同方向的磁通，該相對的繞組分別相對于轉(zhuǎn)子而成為異極。但是，在這樣的感應(yīng)電動機(jī)中，未考慮形成為以下的集中繞組，該集中繞組為在設(shè)置于定子的周向上的多處的齒中的周向上相鄰的齒上卷繞不同相的繞組而成的。因此，在使定子繞組為集中繞組的情況下，從減少磁動勢諧波而不減少定子產(chǎn)生的基波磁通以謀求提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)的性能這一方面來說，存在著改進(jìn)的余地。需說明的是，不僅在旋轉(zhuǎn)電機(jī)為感應(yīng)電動機(jī)的情況下會產(chǎn)生這樣的不良情況，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)為同步電動機(jī)的情況下也同樣會產(chǎn)生這樣的不良情況。即，在同步電動機(jī)中，在從定子出發(fā)與轉(zhuǎn)子交鏈的磁通中包括諧波磁通的情況下，由于諧波磁通，磁通的泄露和/或鐵損增加，成為使電動機(jī)的性能惡化的原因。

本發(fā)明的目的在于：在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，在使定子繞組為集中繞組的情況下，減少磁動勢諧波而不減少定子產(chǎn)生的基波磁通，謀求提高性能。