[發明專利]旋轉電機

有效

• 申請號: 201110378544.8
• 申請日: 2005-11-11
• 公開（公告）號: CN102412682A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 日野陽至;室田圭子
• 申請（專利權）人: 雅馬哈發動機株式會社
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K1/14;H02K1/22
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 王安武

本分案申請是申請號為200910221889.5、申請日為2005年11月11日的發明專利的分案申請，該發明專利申請的發明名稱為“旋轉電機”。

技術領域

本發明涉及小型旋轉電機，在該電機中，流經線圈的電流不用于場磁體弱化控制(field?magnet?weakening?control)，從而提供了覆蓋高轉矩低速旋轉到低轉矩高速旋轉的廣闊操作范圍，并易于高效地完成其控制。

背景技術

傳統上，作為摩托車等的動力源而用作徑向間隙型旋轉電機的徑向間隙型電動機和其他一般的電動機具有這樣的結構，其中轉子磁軛(轉子側磁軛，其具有由其軸承支撐的旋轉軸)與定子磁軛(定子側磁軛)彼此相對，且轉子磁軛和定子磁軛的相對表面平行于旋轉軸的軸線延伸。

轉子側磁軛的相對表面具有環繞布置在圓筒形內壁上的多個場磁體，而定子側磁軛的相對表面具有徑向布置以與轉子側磁軛的圓筒形相對表面相對的多個齒。線圈纏繞在多個齒中每一個的周圍。

就是說，在徑向間隙型電動機中，場磁體和齒的相對表面平行于旋轉軸的軸線延伸，并且相對表面之間沿著旋轉軸形成圓筒形間隙。即在所稱的徑向間隙型中，間隙被形成為從旋轉軸徑向延伸。

此外，與之相反，存在另一種電動機，其盡管是一種徑向間隙型電動機，但具有這樣的結構，即定子側磁軛形成為圓筒形，而置于圓筒內的轉子側磁軛是圓柱形。作為這種類型的電動機之一，提出了一種電動機，其將圓筒形構件置于定子鐵心側磁軛的定子鐵心的各個突起端部的相對表面與轉子側磁軛的各永磁體的相對表面之間以防止出現嵌齒(cogging)，同時在高速旋轉中實現低轉矩工作，其中在圓筒形構件中交替布置導磁段與非導磁段。(例如，參見專利文獻1)。

此外，類似地，作為這種類型的電動機(定子側磁軛形成圓筒形，并且轉子側磁軛是置于圓筒內的圓柱形)之一，為了減少高速旋轉中的定子漏磁通，提出另一種電動機，其定子側磁軛的定子鐵心由圓筒形鐵心和在圓筒形鐵心內往復運動的桿狀鐵心構成，并且桿狀鐵心在定子側線圈的徑向上相對于線圈移動，其中線圈環繞地纏在圓筒形鐵心的周圍。(例如，參見專利文獻2)。

另一方面，最近除了徑向間隙型旋轉電機外，軸向間隙型旋轉電機吸引了許多關注。

例如，作為軸向間隙型旋轉電機之一，一種軸向間隙型電動機具有布置為彼此相對的盤狀轉子側磁軛和盤狀定子側磁軛，其中轉子側磁軛包括由其軸承支撐的旋轉軸，定子側磁軛的中心與轉子側磁軛旋轉軸的軸線一致。

在轉子側磁軛的相對表面上，多個場磁體沿著其盤狀周邊部分布置成圓形(或環形)，而在定子側磁軛的相對表面上，沿著其盤狀周邊部分布置多個齒。此外，在場磁體和齒的相對表面與另一相對表面之間形成間隙，所述另一相對表面限定以直角與旋轉軸相交(即與旋轉軸垂直相交)的表面。也就是，在所稱的軸向間隙型中，間隙被形成為在沿著旋轉軸的方向上，即在軸向上延伸。

在如此描述的軸向間隙型電動機中，作為改變其輸出特性的方法之一，已知一種方法，其中轉子(具有場磁體的轉子側磁軛)或者布置為與轉子相對的定子(位于定子側磁軛上的繞有線圈的鐵心)可在旋轉軸的方向上移動以控制轉子和定子之間的距離；由此，控制場磁體和繞有線圈的鐵心之間流動的磁通量增加或減少。

[專利文獻1]JP-A-2000-261988，早期公開申請公布(摘要、段[0025]以及圖1和圖2)

[專利文獻2]JP-A-2004-166369，早期公開申請公布(摘要、段[0020]-[0023]以及圖1和圖3)

發明內容

不過，上述傳統技術中的任何一種結構，其整個設備的構造可能較大，增加了機械損耗。換言之，徑向間隙型電動機需要盡可能細，而軸向間隙型電動機需要盡可能薄；但是，這兩種需要不能都得到滿足。此外，在對增加轉矩沒有貢獻而浪費電能這點上沒有顯著的進步。

考慮到這些情況，本發明的一個主題是提供一種旋轉電機，其中布置為與轉子相對的定子被分成至少兩個部分，一個部分固定，另一個部分可在轉子的旋轉方向上相對于固定部分運動以極大地改變通量流的流動，即定子的基座部分可旋轉(可運動)以控制場。

下文說明根據本發明的旋轉電機的結構。

首先，第一發明的旋轉電機包括繞旋轉軸的軸線旋轉的轉子、以及與轉子相對布置的定子，其中轉子和定子之一沿著轉子和定子彼此相對的方向被分為至少兩個部分，所分得兩個部分中的一個部分可在轉子的旋轉方向或反轉方向上相對于另一部分以這樣的方式移動，使得在第一部分和第二部分之間形成磁阻的間隙是可變的。