[發明專利]旋轉電機

有效

• 申請號: 201210557373.X
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103178673A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 清水司;日野陽至
• 申請（專利權）人: 雅馬哈發動機株式會社
• 主分類號: H02K21/12
• 分類號: H02K21/12;H02K21/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種旋轉電機，所述旋轉電機優選被用作作為例如包括電動摩托車的各種電動車輛以及各種電氣機械的驅動力的電動機。

背景技術

通常，作為被用作例如包括電動摩托車的各種電動車輛和各種電氣制品的驅動力的電動機，徑向間隙型旋轉電機和軸向間隙型旋轉電機是眾所周知的。徑向間隙型旋轉電機包括轉子和圓筒形定子，所述轉子具有永磁體并且構造成繞旋轉軸線旋轉，所述圓筒形定子具有定子繞組并且經由間隙布置在所述轉子的徑向上。另一方面，軸向間隙型旋轉電機包括定子和圓盤形轉子，所述定子具有定子繞組，所述轉子具有永磁體并且經由間隙布置在所述定子在所述定子的軸向上的一個端側。

近年來，希望有作為用于包括電動摩托車的各種電動車輛的驅動力的小型和高性能電動機。在這種電動機中，如果從高轉矩低轉速范圍到低轉矩高轉速范圍的運轉范圍寬，則能在不使用對于帶有內燃發動機的車輛而言通常需要的變速器的情況下獲得車輛行駛所需的驅動力。當考慮將這種電機安裝在車輛上時，優選電動機的大小盡可能小。因此，為了獲得小型和高性能的電動機，優選在定子的有限的可布置繞組的區域內布置盡可能多的繞組，并且已形成各種提案。根據一些提案，可以說繞組的空間系數已得到提高且因此能提供能夠產生高轉矩的緊湊式電動機。

但是，由于電動機的特點，電動機具有這樣一個問題：盡管能在低轉速范圍內產生高轉矩，但轉速的上限將被限制在高轉速范圍內。也就是說，在電動機中，盡管能在低轉速范圍內產生高轉矩，但隨著轉數增加，通過設置于轉子的永磁體的磁通，在布置在定子上的定子繞組處產生的感應電壓（即逆電動勢）增加。當轉速升高并達到一定速度時，在定子繞組處感生的感應電壓變成等于電動機的被施加電壓，從而妨礙定子繞組中的電流流動。這進而妨礙轉速的進一步升高。為了解決此問題，例如通過進行弱磁控制來降低感應電壓（即，逆電動勢）。

但是，弱磁控制需要另外的電力來取消感應電壓。因此，在使電動機在從外部供給電力的狀態下使用的產品的情況下，增加的電力消耗并未引起縮短的可驅動時間。但是，在諸如通過安裝在其上的電池驅動的電動摩托車的產品的情況下，由于電池容量有限，因此為了取消在定子繞組中感生的感應電壓而供給的電流導致增加的電力消耗，從而引起縮短的可驅動時間。由此，要求盡可能多地減少電力消耗。

本發明人提出了一種能夠避免需要引起另外的電力消耗的弱磁控制的新型定子結構。在此提案中，繞組布置在其上的定子的齒部以可相對移動的方式被分割成至少兩個分割齒部以致其相對移動改變磁通流以減少定子繞組在高轉速時的磁通匝連數。根據此提案，由于能通過物理的手段來調節定子繞組在高轉速時的磁通匝連數，因此能降低或避免弱磁控制通常所需的電力，這使得能夠提供能夠降低電力消耗的旋轉電機。

在這種具有上述結構的旋轉電機中，希望進一步擴大從高轉矩低轉速范圍到低轉矩高轉速范圍的運轉范圍。

現有技術專利文獻

專利文獻1：日本特開專利申請公報No.2006-191782

發明內容

本發明要解決的課題

本發明鑒于上述傳統問題而作出，且旨在提供一種能夠進一步擴大從高轉矩低轉速范圍到低轉矩高轉速范圍的運轉范圍。

本發明的另一個方面是提供一種徑向間隙型旋轉電機，所述旋轉電機能夠擴大從高轉矩低轉速范圍到低轉矩高轉速范圍的運轉范圍，即使使用強永磁體作為用于轉子的永磁體，也能有效地將其控制。

本發明的其他目的和優點將從以下優選實施例顯而易見。

解決問題的手段

以下將描述根據本發明的旋轉電機的結構。根據本發明的旋轉電機包括轉子和定子，所述轉子具有永磁體并且構造成繞旋轉軸線旋轉，所述定子布置成經由間隙面向所述轉子。

所述定子包括布置成經由所述間隙面向所述轉子的齒部、與所述齒部共同形成定子磁路的定子軛部和布置成占據由所述定子軛部和所述齒部包圍的可布置繞組的區域的至少一部分的一個或多個繞組，以及磁阻改變機構，所述磁阻改變機構構造成通過機械地改變由所述定子軛部和所述齒部形成的定子磁路來改變所述定子磁路的磁阻。

上述磁阻改變機構構造成在第一狀態和第二狀態之間機械地改變所述定子磁路，在所述第一狀態下，所述定子磁路的磁阻小，在所述第二狀態下，所述定子磁路的磁阻相對大于所述定子磁路在所述第一狀態下的磁阻。

所述一個或多個繞組包括通電繞組，所述通電繞組在所述定子磁路由所述磁阻改變機構改變到所述第二狀態的狀態下通電。