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旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)以及車輪的制作方法

文檔序號(hào):3855519閱讀:176來源:國(guó)知局
專利名稱:旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)以及車輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及具有:具備定子(stator)與轉(zhuǎn)子(rotor)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、和控制該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的控制裝置的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)
以往,公開了一種與增大短路比來提高穩(wěn)定性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)有關(guān)的技術(shù)的一個(gè)例子(例如參照專利文獻(xiàn)I)。該旋轉(zhuǎn)電機(jī)成為d軸(磁極中心方向)側(cè)所形成的槽(slot)間的距離與該槽間的距離和其他的槽的深度同樣地形成的情況相比,形成得較短的構(gòu)成。專利文獻(xiàn)I的圖1中記載了為了使氣隙(air gap)的磁通密度分布接近正弦波形,與磁極最近的槽(2、3)的深度比其他的槽(4、5)的深度形成得深的轉(zhuǎn)子(I)。專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-023693號(hào)公報(bào)但是,在應(yīng)用專利文獻(xiàn)I的技術(shù)的情況下,以額定速度產(chǎn)生額定電壓所需的勵(lì)磁電流需要大于以同一深度形成了槽時(shí)所需的勵(lì)磁電流(參照專利文獻(xiàn)I的0022段落)。隨著勵(lì)磁電流變大,所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度也變大,另一方面,與通電相伴的損耗也變大,因此,結(jié)果存在效率降低的問題點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的情況而提出,其目的在于,提供與以往相比能夠降低伴隨著通電的損耗而使效率提高的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)以及車輪。為了解決上述課題,技術(shù)方案I所述的發(fā)明的特征在于,旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)具有旋轉(zhuǎn)電機(jī)和控制所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的控制裝置,所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備定子繞組(電樞繞組)被卷繞為多相的定子(stator)和在轉(zhuǎn)子鐵心(轉(zhuǎn)子主體)的各極的一部分或者全部的極上卷繞勵(lì)磁繞組的轉(zhuǎn)子(rotor),在該旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)中,所述控制裝置具有:勵(lì)磁磁通控制部,其基于速度信號(hào)與運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào),控制所述轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通;以及勵(lì)磁電流抑制部,其在所述定子繞組中流過規(guī)定電流值以上的定子電流(轉(zhuǎn)子電流)的情況下,將流過所述勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流(定子電流)抑制由所述定子電流產(chǎn)生的磁阻磁通的量。根據(jù)該構(gòu)成,可通過勵(lì)磁磁通控制部來控制轉(zhuǎn)子中的產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通,并且通過勵(lì)磁電流抑制部將流過勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流抑制磁阻磁通的量。由于勵(lì)磁電流被抑制,所以伴隨通電的損耗也變小,結(jié)果,能夠使效率提高。其中,“多相”是指二相以上的任意相數(shù)?!靶D(zhuǎn)電機(jī)”只要是具有旋轉(zhuǎn)的部位(例如軸、旋轉(zhuǎn)軸等)的設(shè)備即可,可以是任意的設(shè)備。例如,是發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)等?!八俣刃盘?hào)”是指示轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度(轉(zhuǎn)速)的信號(hào)?!斑\(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào)”是指示旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式(例如動(dòng)力模式、再生模式等)的信號(hào)。這些速度信號(hào)、運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào)可以是模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等那樣的信號(hào)種類。對(duì)于“規(guī)定電流值”而言,能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的規(guī)格、要求特性等設(shè)定適當(dāng)?shù)闹?,包含額定電流值。“卷繞”的意思是纏繞。

技術(shù)方案2所述的發(fā)明的特征在于,所述勵(lì)磁磁通控制部接受單相或者多相的電力,從卷繞于所述轉(zhuǎn)子鐵心的所述勵(lì)磁繞組中選擇一個(gè)以上勵(lì)磁繞組來控制所述勵(lì)磁磁通。根據(jù)該構(gòu)成,通過選擇一個(gè)以上勵(lì)磁繞組,控制通電方向、電流量等,來控制勵(lì)磁磁通。能夠通過該控制,容易地改變磁通量、極數(shù)等。技術(shù)方案3所述的發(fā)明的特征在于,所述轉(zhuǎn)子具有在所述轉(zhuǎn)子鐵心上卷繞所述勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁繞組極、和不在所述轉(zhuǎn)子鐵心上卷繞所述勵(lì)磁繞組的非勵(lì)磁繞組極。根據(jù)該構(gòu)成,由于僅在勵(lì)磁繞組極上卷繞勵(lì)磁繞組,所以從轉(zhuǎn)子整體來觀察,磁通分布是不均勻的。由于在勵(lì)磁繞組極及其周邊,磁通分布變高,磁阻磁通增加,所以轉(zhuǎn)矩(是與旋轉(zhuǎn)力、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩同樣的意思,以下也相同)提高。另一方面,由于在非勵(lì)磁繞組極及其周邊,磁通分布變低,磁阻磁通減少,所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增加。技術(shù)方案4所述的發(fā)明的特征在于,所述轉(zhuǎn)子具有多個(gè)轉(zhuǎn)子槽,卷繞所述勵(lì)磁繞組的所述轉(zhuǎn)子槽比不卷繞所述勵(lì)磁繞組的所述轉(zhuǎn)子槽形成得大。作為“形成得大”的對(duì)象的單位包括截面積、周方向?qū)挾取⑷莘e等中的一個(gè)以上。根據(jù)該構(gòu)成,由于形成得大的轉(zhuǎn)子槽容易進(jìn)行勵(lì)磁繞組的卷繞,所以能夠縮短組裝時(shí)間。技術(shù)方案5所述的發(fā)明的特征在于,所述轉(zhuǎn)子鐵心在前端部具有凸緣狀部位,所述凸緣狀部位偏向通過向所述定子通電而產(chǎn)生的磁場(chǎng)減小的方向形成。根據(jù)該構(gòu)成,由于凸緣狀部位偏向磁場(chǎng)減小的方向形成,所以能夠靈活運(yùn)用由定子繞組產(chǎn)生的減磁場(chǎng)。另外,通過變化電流相位,能夠配合運(yùn)轉(zhuǎn)模式地使旋轉(zhuǎn)力最佳化(例如最大化、最小化等)。其中,若“凸緣狀部位”偏向磁場(chǎng)減小的方向形成,則與方式(即形狀、配置、個(gè)數(shù)等)無關(guān)。技術(shù)方案6所述的發(fā)明的特征在于,所述轉(zhuǎn)子具有在所述轉(zhuǎn)子鐵心的極相互間配置磁鐵的第I極間、和不在所述轉(zhuǎn)子鐵心的極相互間配置磁鐵的第2極間。根據(jù)該構(gòu)成,對(duì)于由配置在第I極間的磁鐵產(chǎn)生的磁通而言,由于磁阻磁通增加,所以能夠使旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩提高。由于第I極間的數(shù)量能夠根據(jù)要求特性任意設(shè)定,所以能夠提供滿足該要求特性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)。“磁鐵”只要能夠產(chǎn)生磁通即可,可以是任意的,與永久磁鐵、電磁鐵等種類無關(guān)。在永久磁鐵中,例如可采用鐵氧體磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、釤鈷磁鐵、釹鐵硼磁鐵、釤鐵氮磁鐵
坐寸ο技術(shù)方案7所述的發(fā)明的特征在于,所述轉(zhuǎn)子被配置在所述定子的外徑側(cè)。根據(jù)該構(gòu)成,由于配置在定子的外徑側(cè)的轉(zhuǎn)子(所謂的外轉(zhuǎn)子)與在定子的內(nèi)徑側(cè)配置的轉(zhuǎn)子(所謂的內(nèi)轉(zhuǎn)子)相比,能夠較大地確保磁性體的體積,所以能夠通過的磁通量也增加。因此,可使旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩提高。其中,“磁性體”包含作為硬質(zhì)磁性體的磁鐵、軟質(zhì)磁性體(例如由鐵、硅鋼、強(qiáng)磁性鐵鎳合金、鐵硅鋁磁性合金、鐵鈷磁性合金、軟鐵氧體、無定形磁性合金、納米晶磁性合金等材質(zhì)構(gòu)成的物體)。技術(shù)方案8所述的發(fā)明的特征在于,所述定子具有收納分別被集中卷繞的所述定子繞組,并由12的整數(shù)倍構(gòu)成的定子槽,所述轉(zhuǎn)子具有由12的整數(shù)倍或者14的整數(shù)倍構(gòu)成的所述極。根據(jù)該構(gòu)成,由于通過集中卷繞,使得定子繞組的卷繞變得容易,所以能夠縮短組裝時(shí)間。技術(shù)方案9所述的發(fā)明的特征在于,在車輪中,具有技術(shù)方案I 技術(shù)方案8中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)或者所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)所包含的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。根據(jù)該構(gòu)成,當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),能夠旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車輪。另一方面,當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),能夠產(chǎn)生與車輪的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電力(再生能量)。另外,能夠提供起到上述的技術(shù)方案I 技術(shù)方案8中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)的作用效果的車輪。


圖1是表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)的第I構(gòu)成例的示意圖。圖2是表示圖1所示的I1-1I線向視的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的剖面的示意圖。圖3是表示用于切換勵(lì)磁繞組的構(gòu)成例的示意圖。 圖4是表示勵(lì)磁繞組的構(gòu)成例的示意圖。圖5是表示轉(zhuǎn)子槽的構(gòu)成例的示意圖。圖6是表示配置磁鐵的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成例的示意圖。圖7是表示凸緣狀部位的構(gòu)成例的示意圖。圖8是表示定子的構(gòu)成例的示意圖。圖9是表示勵(lì)磁控制處理的步驟例的流程圖。圖10是表示構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第2構(gòu)成例的示意圖。圖11是表示具備旋轉(zhuǎn)電機(jī)的車輪的構(gòu)成例的示意圖。附圖標(biāo)記說明:1 一旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng);10 —旋轉(zhuǎn)電機(jī);11 一定子(stator) ;lla —定子繞組;llb —定子鐵心;llc 一定子槽;Ilt (11 ta Iltc) 一定子齒(極);12 —轉(zhuǎn)子(rotor);12a (12al 12a8)—?jiǎng)?lì)磁繞組;12b —轉(zhuǎn)子鐵心;12c (12cl 12c8)—轉(zhuǎn)子槽;12d (12dl 12d4)—凸緣狀部位;12t (12tl 12t8)—轉(zhuǎn)子齒(極);16 (16a 16f) —磁鐵;20 —控制裝置;21 —?jiǎng)?lì)磁磁通控制部;22 —?jiǎng)?lì)磁電流控制部;30 —車輪;SW —繞組切換部;Ir 一勵(lì)磁電流;Is —定子電流。
具體實(shí)施例方式以下,基于附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。需要說明的是,只要未作特別明示,“連接”所指的情況是指電連接。在各圖中,圖示出為了說明本發(fā)明所必要的要素,不限于圖示實(shí)際的所有要素。在提及上下左右等方向的情況下,以圖面的記載為基準(zhǔn)。對(duì)于圖1 圖8所示的各示意圖(具體為剖面圖)而言,考慮易觀察性,省略了陰影線的圖示。另夕卜,為了簡(jiǎn)化說明,連續(xù)附圖標(biāo)記使用符號(hào)“ ”來表示。例如,“勵(lì)磁繞組12al 12a8”的意思是“勵(lì)磁繞組 12al、12a2、12a3、12a4、12a5、12a6、12a7、12a8”。同樣,“定子齒 Ilta lltc” 的意思是“定子齒 llta、lltb、lltc”。[實(shí)施方式I]實(shí)施方式I是包括在定子的內(nèi)徑側(cè)配置轉(zhuǎn)子的內(nèi)轉(zhuǎn)子型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)例子,參照?qǐng)D1 圖9來進(jìn)行說明。在圖1中用示意圖表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)的第I構(gòu)成例。在圖2中用示意圖表示圖1所示的I1-1I線向視的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的剖面。在圖3中用示意圖表示用于切換勵(lì)磁繞組的構(gòu)成例。在圖4中用示意圖表示勵(lì)磁繞組的構(gòu)成例。在圖5中用示意圖表示轉(zhuǎn)子槽的構(gòu)成例。在圖6中用示意圖表示配置磁鐵的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成例。在圖7中用示意圖表示凸緣狀部位的構(gòu)成例。在圖8中用示意圖表示定子的構(gòu)成例。在圖9中用流程圖表示勵(lì)磁控制處理的步驟例。圖1所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)I具有旋轉(zhuǎn)電機(jī)10、控制裝置20等。需要說明的是,在圖1中省略了覆蓋旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的框體、外殼等的圖示。旋轉(zhuǎn)電機(jī)10具有定子11、轉(zhuǎn)子12、旋轉(zhuǎn)軸13、電刷14、集電環(huán)(slip-ring)15等,是在定子11的內(nèi)徑側(cè)配置轉(zhuǎn)子12的內(nèi)轉(zhuǎn)子型。本方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10使用電動(dòng)發(fā)電機(jī)。此外,雖未圖示,但根據(jù)需要具備用于對(duì)后述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)傳感器。定子11由磁性體形成,具有定子繞組Ila (stator winding)、定子鐵心Ilb (定子主體)等。如圖8所示,定子鐵心Ilb上形成有多個(gè)定子齒lit,在相鄰的定子齒Ilt的相互間形成的空間成為收納定子繞組Ila的定子槽11c。定子槽Ilc的數(shù)量能夠任意設(shè)定,但大多設(shè)定第I規(guī)定數(shù)(例如3、4、6、12等)的整數(shù)倍。被卷繞成三相以上的多相的定子繞組Ila可以為全節(jié)距繞、分布繞、集中繞、短節(jié)距繞等任意一種。卷繞方式例如可以按一個(gè)定子齒Iit獨(dú)立卷繞,也可以在相鄰的定子齒Ilt的相互間卷繞,還可以在兩個(gè)以上離開的定子齒Ilt的相互間卷繞。由于連接成多相的方法是眾所周知的,所以省略圖示以及說明。本方式的定子繞組Ila以多相進(jìn)行集中繞。轉(zhuǎn)子12由磁性體形成,具有勵(lì)磁繞組12a (轉(zhuǎn)子繞組)、轉(zhuǎn)子鐵心12b (轉(zhuǎn)子主體)、轉(zhuǎn)子槽12c(參照?qǐng)D2)等。如圖2的剖面圖所示,在轉(zhuǎn)子鐵心12b上形成有多個(gè)轉(zhuǎn)子齒12t。被卷繞勵(lì)磁繞組12a的轉(zhuǎn)子齒12t形成與勵(lì)磁電流Ir流動(dòng)的朝向?qū)?yīng)的極(相當(dāng)N極以及S極中的一方或者雙方,以下也相同)。在相鄰的轉(zhuǎn)子齒12t的相互間形成的空間成為收納勵(lì)磁繞組12a的轉(zhuǎn)子槽12c。轉(zhuǎn)子槽12c的數(shù)量能夠任意設(shè)定,但大多設(shè)定第2規(guī)定數(shù)(例如3、4、7、12、14等)的整數(shù)倍。勵(lì)磁繞組12a可以為全節(jié)距繞、分布繞、集中繞、短節(jié)距繞等任意一種。對(duì)于卷繞方式的一個(gè)例子將在后面敘述(參照?qǐng)D3 圖7)。雖未圖示,但可以應(yīng)用與定子繞組Ila的卷繞方式相同的卷繞方式。即,可以按一個(gè)轉(zhuǎn)子齒12t獨(dú)立卷繞,也可以在相鄰的轉(zhuǎn)子齒12t的相互間卷繞,還可以在兩個(gè)以上離開的轉(zhuǎn)子齒12t的相互間卷繞。旋轉(zhuǎn)軸13被固定于轉(zhuǎn)子12。其固定方法是任意的,例如是使用螺栓、螺釘?shù)染o固部件的緊固、通過焊接母材來進(jìn)行釬焊、電弧焊接等的接合、使用粘合劑的粘合等。旋轉(zhuǎn)軸13的一端作為輸出旋轉(zhuǎn)力的輸出軸發(fā)揮作用,另一端作為勵(lì)磁電流Ir的輸入軸發(fā)揮作用。輸出軸直接或間接地與能夠旋轉(zhuǎn)的部件(例如圖11所示的車輪34等)結(jié)合。間接的結(jié)合要借助動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)由能夠傳遞動(dòng)力的一個(gè)以上部件等構(gòu)成,例如包括凸輪、齒輪齒條副(rack and pinion)、齒輪(gear)、旋轉(zhuǎn)軸等。輸入軸具備電刷14、集電環(huán)15等。電刷14與控制裝置20連接,集電環(huán)15與勵(lì)磁繞組12a連接。電刷14與集電環(huán)15按照流過勵(lì)磁電流Ir的方式接觸。從控制裝置20輸出的勵(lì)磁電流Ir經(jīng)由電刷14流向集電環(huán)15,進(jìn)而,流過與該集電環(huán)15連接的勵(lì)磁繞組12a,從而在轉(zhuǎn)子12中形成磁場(chǎng)??刂蒲b置20構(gòu)成為能夠與外部裝置通信。如果該控制裝置20是包括后述的運(yùn)轉(zhuǎn)控制處理,能夠進(jìn)行控制處理的構(gòu)成,則無論是軟件構(gòu)成還是硬件構(gòu)成都可以。另外,控制裝置20包括基于從外部裝置接收的信號(hào)來控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)的功能、向外部裝置傳遞旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的狀態(tài)的功能等。外部裝置例如是ECU、計(jì)算機(jī)等。從外部裝置接收的信號(hào)例如包括速度信號(hào)、運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào)等。速度信號(hào)例如包括使轉(zhuǎn)速增加的加速信號(hào)、使轉(zhuǎn)速減少的減速信號(hào)、維持轉(zhuǎn)速的定速信號(hào)、停止旋轉(zhuǎn)的停止信號(hào)等。運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào)例如包括使旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力模式(電動(dòng)機(jī)模式)、使旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的再生模式(發(fā)電機(jī)模式)等。利用檢測(cè)傳感器檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的狀態(tài)例如包括轉(zhuǎn)速、溫度、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(再生能量)、相電壓等電壓值、勵(lì)磁電流Ir、定子電流Is等電流值等。圖1所示的控制裝置20具有勵(lì)磁磁通控制部21、勵(lì)磁電流控制部22等。勵(lì)磁磁通控制部21從未圖示的電力源(例如電池、燃料電池等)接受單相或者多相的電力,基于從外部裝置接收的速度信號(hào)與運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào),來控制轉(zhuǎn)子12中產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通。具體而言,控制流過定子繞組Ila的定子電流Is的大小、流過勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁電流Ir的大小,結(jié)果,控制轉(zhuǎn)子12中產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通。在該控制中,由于從圖2所示的卷繞于轉(zhuǎn)子鐵心12b的勵(lì)磁繞組12a中選擇一個(gè)以上勵(lì)磁繞組12a,所以也向圖3所示的繞組切換部SW進(jìn)行切換指令Sc的傳遞(輸出)。當(dāng)定子繞組Ila中流過規(guī)定電流值以上的定子電流Is時(shí),勵(lì)磁電流控制部22對(duì)流過勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁電流Ir抑制由定子電流Is產(chǎn)生的磁阻磁通的量。規(guī)定電流值可以任意設(shè)定。例如對(duì)于車輛(包括二輪車、四輪車等,以下也相同)而言,相當(dāng)于在起動(dòng)時(shí)、力口速時(shí)、爬坡行駛時(shí)等,分別為了得到所需要的轉(zhuǎn)矩而流過的電流值。由定子電流Is產(chǎn)生的磁阻磁通、與該磁阻磁通對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流Ir的電流值可通過進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)地試驗(yàn)等,利用映射圖等設(shè)定與車輛對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)臄?shù)值。由于能夠抑制流過勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁電流Ir,所以可以流過勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁電流Ir的大小的幅度變大,結(jié)果,能夠拓寬速度控制范圍。接著,參照?qǐng)D3 圖7對(duì)包括勵(lì)磁繞組12a的卷繞方式的轉(zhuǎn)子12的構(gòu)成例(第I構(gòu)成例 第5構(gòu)成例)進(jìn)行說明。其中,圖3 圖7所示的各圖為了便于理解而簡(jiǎn)化表示。換言之,各圖所示的轉(zhuǎn)子齒12t、勵(lì)磁繞組12a、轉(zhuǎn)子槽12c的數(shù)量、各部分的形狀等不過是一個(gè)例子。實(shí)際的數(shù)量、各部分的形狀等可根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的規(guī)格、要求特性等適當(dāng)設(shè)定。(轉(zhuǎn)子的第I構(gòu)成例)在圖3所示的第I構(gòu)成例中,以多相(在本方式中是由U相、V相、W相構(gòu)成的三相)在全部(全部數(shù)量)的轉(zhuǎn)子齒上卷繞勵(lì)磁繞組,具有按照對(duì)每一相流過勵(lì)磁電流Ir的方式切換作為對(duì)象的勵(lì)磁繞組12a的繞組切換部SW。繞組切換部SW可設(shè)于控制裝置20內(nèi)外的任意一方。另外,繞組切換部SW只要是能夠基于從控制裝置20傳遞的切換指令Sc,來切換作為對(duì)象的勵(lì)磁繞組12a的構(gòu)成即可,可以是任意的繞組切換部。即,可以是開關(guān)、繼電器等那樣的硬件構(gòu)成,也可以是CPU執(zhí)行程序來實(shí)現(xiàn)切換的軟件構(gòu)成。圖3所示的轉(zhuǎn)子12具有8個(gè)轉(zhuǎn)子齒12t (即圖示的轉(zhuǎn)子齒12tl 12t8)、按每個(gè)轉(zhuǎn)子齒卷繞的8個(gè)勵(lì)磁繞組12a (即圖示的勵(lì)磁繞組12al 12a8)等。將勵(lì)磁繞組12al、12a4、12a7分配給U相,將勵(lì)磁繞組12a2、12a5、12a8分配給V相,將勵(lì)磁繞組12a3、12a6分配給W相??梢赃M(jìn)行旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)模式(例如動(dòng)力模式、再生模式等)的變更等、根據(jù)需要來變更分配給勵(lì)磁繞組12al 12a8的相。此外,上述的勵(lì)磁繞組12a的分配不過是一個(gè)例子,大多對(duì)多相的各相分別分配的勵(lì)磁繞組12a的數(shù)量為相同的數(shù)量。另外,假定為各轉(zhuǎn)子齒12t的形狀幾乎相同地形成,在相鄰的轉(zhuǎn)子齒12t的相互間形成的轉(zhuǎn)子槽12c的形狀也幾乎相同地形成。繞組切換部SW基于從控制裝置20傳遞的切換指令Sc,切換U相繞組(即勵(lì)磁繞組12al、12a4、12a7)、V相繞組(即勵(lì)磁繞組12a2、12a5、12a8)和W相繞組(即勵(lì)磁繞組12a3、12a6),或者切換流過勵(lì)磁繞組12al 12a8的勵(lì)磁電流Ir的方向。通過控制通電的勵(lì)磁繞組12a、勵(lì)磁電流Ir的通電方向、從控制裝置20流出的勵(lì)磁電流Ir的大小(電流量)等,來控制轉(zhuǎn)子12的勵(lì)磁磁通,從而能夠容易地控制轉(zhuǎn)子12中的磁通分布、磁通量、極數(shù)等。(轉(zhuǎn)子的第2構(gòu)成例)在圖4所示的第2構(gòu)成例中,對(duì)一部分(全部數(shù)量中的一個(gè)以上)轉(zhuǎn)子齒卷繞勵(lì)磁繞組。在以多相卷繞的情況下需要切換,但省略了圖3所示的繞組切換部SW的圖示。其中,對(duì)多相的各相分別分配的勵(lì)磁繞組12a的數(shù)量、各轉(zhuǎn)子齒12t的形狀和各轉(zhuǎn)子槽12c的形狀分別與第I構(gòu)成例相同。圖4所示的轉(zhuǎn)子12具有8個(gè)轉(zhuǎn)子齒12t (即圖示的轉(zhuǎn)子齒12tl 12t8)、對(duì)一部分的轉(zhuǎn)子齒12t卷繞的4個(gè)勵(lì)磁繞組12a (即圖示的勵(lì)磁繞組12al、12a3、12a5、12a7)等。對(duì)于被卷繞勵(lì)磁繞組12al、12a3、12a5、12a7的轉(zhuǎn)子齒12tl、12t3、12t5、12t7而言,由于若流過勵(lì)磁電流Ir則產(chǎn)生極,所以相當(dāng)于“勵(lì)磁繞組極”。將勵(lì)磁繞組12al、12a3、12a5、12a7中的哪個(gè)勵(lì)磁繞組分配給U相、V相、W相的任意一個(gè)是任意的。與第I構(gòu)成例同樣,對(duì)多相的各相分別分配的勵(lì)磁繞組12a的數(shù)量大多為相同的數(shù)量。未被卷繞勵(lì)磁繞組的轉(zhuǎn)子齒12t2、12t4、12t6、12t8相當(dāng)于“非勵(lì)磁繞組極”。(轉(zhuǎn)子的第3構(gòu)成例)在圖5所示的第3構(gòu)成例中,對(duì)一部分(全部數(shù)量中的一個(gè)以上)的轉(zhuǎn)子齒卷繞勵(lì)磁繞組。在以多相卷繞的情況下需要切換,但省略了圖3所示的繞組切換部SW的圖示。其中,對(duì)多相的各相分別分配的勵(lì)磁繞組12a的數(shù)量、各轉(zhuǎn)子齒12t的形狀分別與第I構(gòu)成例相同。不過,轉(zhuǎn)子槽12c的形狀如后述那樣不同。圖5所示的轉(zhuǎn)子12具有8個(gè)轉(zhuǎn)子齒12t (即圖示的轉(zhuǎn)子齒12tl 12t8)、對(duì)一部分的轉(zhuǎn)子齒12t卷繞的2個(gè)勵(lì)磁繞組12a (即圖示的勵(lì)磁繞組12a3、12a7)等。將勵(lì)磁繞組12a3、12a7中的哪個(gè)勵(lì)磁繞組分配給U相、V相、W相的任意一個(gè)是任意的。與第I構(gòu)成例同樣,對(duì)多相的各相分別分配的勵(lì)磁繞組12a的數(shù)量大多為相同數(shù)量。在轉(zhuǎn)子齒12tl與轉(zhuǎn)子齒12t2的相互間形成的空間是轉(zhuǎn)子槽12cl。在轉(zhuǎn)子齒12t2與轉(zhuǎn)子齒12t3的相互間形成的空間是轉(zhuǎn)子槽12c2。以下同樣地形成轉(zhuǎn)子槽12c2 12c8。在這些轉(zhuǎn)子槽12cl 12c8中,一部分的轉(zhuǎn)子槽12c2、12c3、12c6、12c7的截面積S2形成得比其他的轉(zhuǎn)子槽12cl、12c4、12c5、12c8的截面積SI大。由于在截面積大的轉(zhuǎn)子槽12c2、12c3、12c6、12c7中能夠?qū)㈤g隙確保得大,所以在向轉(zhuǎn)子齒12t卷繞勵(lì)磁繞組12a時(shí)能夠不費(fèi)時(shí)費(fèi)力地容易進(jìn)行卷繞。(轉(zhuǎn)子的第4構(gòu)成例)在圖6所示的第4構(gòu)成例中,對(duì)一部分(全部數(shù)量中的一個(gè)以上)的轉(zhuǎn)子齒卷繞勵(lì)磁繞組。在以多相卷繞的情況下需要切換,但省略了圖3所示的繞組切換部SW的圖示。其中,對(duì)多相的各相分別分配的勵(lì)磁繞組12a的數(shù)量和各轉(zhuǎn)子齒12t的形狀分別與第I構(gòu)成例相同。不過,轉(zhuǎn)子槽12c的形狀如后述那樣不同。圖6所示的轉(zhuǎn)子12具有8個(gè)轉(zhuǎn)子齒12t (即圖示的轉(zhuǎn)子齒12tl 12t8)、對(duì)一部分的轉(zhuǎn)子齒12t卷繞的4個(gè)勵(lì)磁繞組12a (即圖示的勵(lì)磁繞組12al、12a3、12a5、12a7)、磁鐵16 (即圖示的磁鐵16a 16f)等。在本方式中,作為磁鐵16,使用永久磁鐵的鐵氧體磁鐵。與第2構(gòu)成例同樣,將哪個(gè)勵(lì)磁繞組12a分配給U相、V相、W相的任意一個(gè)是任意的。另外,對(duì)多相的各相分別分配的勵(lì)磁繞組12a的數(shù)量大多為相同數(shù)量。磁鐵16被配置在轉(zhuǎn)子齒12t (尤其是前端部)的相互間。圖6的構(gòu)成例所示的磁鐵16a被配置在轉(zhuǎn)子齒12tl與轉(zhuǎn)子齒12t2之間。磁鐵16b被配置在轉(zhuǎn)子齒12t3與轉(zhuǎn)子齒12t4之間。以下同樣,圖示的磁鐵16c 16f被配置在相鄰的轉(zhuǎn)子齒12t的相互間。磁鐵16a 16f只要都能夠產(chǎn)生磁通即可,是任意的,可以是永久磁鐵、或電磁鐵等種類。此夕卜,磁鐵16的“配置”包括不能移動(dòng)的固定和能夠移動(dòng)的保持。固定方法、保持方法是任意的。各轉(zhuǎn)子齒12t形成與流過勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁電流Ir的朝向?qū)?yīng)的極。因此,被卷繞勵(lì)磁繞組12a的轉(zhuǎn)子齒12t的相互間相當(dāng)于“極間”。極間中的被配置磁鐵16的極間相當(dāng)于“第I極間”,未被配置磁鐵16的極間相當(dāng)于“第2極間”。由于由配置在第I極間的磁鐵16產(chǎn)生的磁通使磁阻磁通增加,所以能夠使旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的轉(zhuǎn)矩提高。(轉(zhuǎn)子的第5構(gòu)成例)圖7 (A)表示了轉(zhuǎn)子12的一部分(2個(gè)轉(zhuǎn)子齒12t)。在該圖7 (A)所示的第5構(gòu)成例中,在周方向以不對(duì)稱形狀形成轉(zhuǎn)子齒12t的前端形狀(凸緣狀部位)。以不對(duì)稱形狀形成的對(duì)象可以是形成于轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)子齒12t的全部數(shù)量的全部,也可以是該全部數(shù)量的一部分。圖7 (B) 圖7 (D)表示不對(duì)稱形狀的形成例。其中,圖7 (B) 圖7 (D)所示的凸緣狀部位12d (具體是凸緣狀部位12dl 12d4)只要偏向磁場(chǎng)減小的方向形成即可,不管其形態(tài)如何。另外,將轉(zhuǎn)子齒12t的主體(即除了凸緣狀部位以外的部位)的周方向?qū)挾确Q為“主體周方向?qū)挾取?。圖7 (B)所示的轉(zhuǎn)子齒12t具有凸緣狀部位12dl、12d2。凸緣狀部位12dl的周方向?qū)挾萕l小于凸緣狀部位12d2的周方向?qū)挾萕2 (即W1〈W2)。周方向?qū)挾萕l、W2的大小(長(zhǎng)度)與通過向卷繞于定子11的定子繞組Ila通電而產(chǎn)生的磁場(chǎng)減小的方向?qū)?yīng)。由于在圖7 (B)中,W1〈W2,所以右方向相當(dāng)于磁場(chǎng)減小的方向。若是磁場(chǎng)減小的方向,則也可以按W1>W2的方式形成凸緣狀部位12dl、12d2。圖7 (C)所示的轉(zhuǎn)子齒12t僅在周方向的一側(cè)(在圖7 (C)中是右側(cè))具有凸緣狀部位12d2。在與上述的圖7 (B)的比較中,若假定為轉(zhuǎn)子齒12t的主體周方向?qū)挾萒wa幾乎相同,則圖7 (C)的凸緣狀部位12d2以周方向?qū)挾萕3 (=W1+W2)形成。凸緣狀部位12d2的厚度根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的規(guī)格、要求特性等,如實(shí)線那樣形成得較厚,或者如雙點(diǎn)劃線所示那樣形成得較薄(對(duì)于其他的凸緣狀部位12dl、12d3、12d4也同樣)。雖未圖示,但也可以構(gòu)成為僅在周方向的另一側(cè)(在圖7 (C)中是右側(cè))具有凸緣狀部位。在一側(cè)或者另一側(cè)的哪一側(cè)具有凸緣狀部位,與通過向卷繞于定子11的定子繞組Ila通電而產(chǎn)生的磁場(chǎng)減小的方向?qū)?yīng)。圖7 (D)所示的轉(zhuǎn)子齒12t具有凸緣狀部位12d3、12d4。假定為轉(zhuǎn)子齒12t的主體周方向?qū)挾萒wb小于上述的圖7 (B)所示的轉(zhuǎn)子齒12t的主體周方向?qū)挾萒wa (即Twb〈Twa)。在該假定下,將凸緣狀部位12d3、12d4的周方向?qū)挾萕4、W5增大轉(zhuǎn)子齒12t的主體周方向?qū)挾刃〉牧?。換言之,當(dāng)需要以一定值形成轉(zhuǎn)子齒12t整體的周方向?qū)挾葧r(shí),用凸緣狀部位的周方向?qū)挾葋磉M(jìn)行調(diào)整。若用公式表示,則按照“Twa+Wl+W2=Twb+W4+W5”的方式來調(diào)整周方向?qū)挾萕4、W5的大小(長(zhǎng)度)。周方向?qū)挾萕4與周方向?qū)挾萕5的各大小與圖7 (B)所示的周方向?qū)挾萕1、W2的大小同樣地設(shè)定。
然后,參照?qǐng)D8對(duì)形成于定子11的定子齒Ilt的構(gòu)成例進(jìn)行說明。圖8 (A)是放大表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的一部分(90度)的剖面圖,是與圖2同樣的剖面圖。但是,省略了繞組(定子繞組11a、勵(lì)磁繞組12a)的圖示。圖8 (B) 圖8 (D)表示定子齒Ilt (尤其是前端部)的構(gòu)成例。在定子11上,多個(gè)定子齒Ilt形成為朝向旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的中心側(cè)突出。多個(gè)定子齒Ilt根據(jù)形成于其前端部的凸緣狀部位的形狀被分為多個(gè)齒組。在圖8 (A)所示的構(gòu)成例中,被分為3個(gè)齒組Tgl Tg3。圖8 (B)表示齒組Tgl的形成例,圖8 (C)表示齒組Tg2的形成例,圖8 (D)表示齒組Tg3的形成例。圖8 (B)所示的定子齒Ilta形成為與圖8 (A)所示的轉(zhuǎn)子齒12ta對(duì)應(yīng)的形狀(大致L字狀)。圖8 (C)所示的定子齒Iltb與圖8 (A)所示的轉(zhuǎn)子齒12tb對(duì)應(yīng)地形成為沿周方向?qū)ΨQ的對(duì)稱形狀。圖8 (D)所示的定子齒Iltc形成為如成為定子齒Ilta的鏡像體那樣的形狀。根據(jù)該構(gòu)成,由于轉(zhuǎn)子12在特定的位置或其前后的區(qū)域內(nèi),磁通容易通過凸緣狀部位,該磁通使磁阻磁通增加,所以能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的轉(zhuǎn)矩。另外,由于從轉(zhuǎn)子12整體來觀察,磁通分布是不均勻的,所以在磁通分布高的區(qū)域中磁阻磁通增加,旋轉(zhuǎn)力(旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩)提高,在磁通分布低的區(qū)域中轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速增加。此外,為了便于理解,在圖8中示出了 3個(gè)種類的形狀,但實(shí)際上不限于3個(gè)種類。即,設(shè)定為磁通容易通過在定子齒Ilt以及轉(zhuǎn)子齒12t的各個(gè)前端部形成的凸緣狀部位的最佳的種類數(shù)。雖然也依賴于所形成的齒的數(shù)量,但可以為2個(gè)種類,也可以為4個(gè)種類,還可以為5個(gè)種類以上。另外,根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的規(guī)格、要求特性等,也存在齒組Tgl (定子齒Ilta)與齒組Tg3 (定子齒lltc)被配置在相反的位置,與圖8 (A)以鏡像的形狀形成的情況。另外,定子齒Ilta Iltc的形狀不限于圖8 (B) 圖8 (D)所示的形狀。例如,也可以是圖7 (C)所示的形狀,還可以是圖7 (D)所示的形狀,還可以是其他的形狀??傊瑸榱舜抛璐磐ㄔ黾?,只是磁通容易通過凸緣狀部位的形狀即可。參照?qǐng)D9,對(duì)在上述那樣構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)I中,控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)的例子進(jìn)行說明。圖9用流程圖表示了運(yùn)轉(zhuǎn)控制處理的步驟的一個(gè)例子。該運(yùn)轉(zhuǎn)控制處理是由控制裝置20執(zhí)行的控制處理之一,被重復(fù)執(zhí)行。其中,在圖9中,步驟Sll相當(dāng)于勵(lì)磁磁通控制部21以及繞組切換部SW,步驟S14、S17相當(dāng)于勵(lì)磁電流控制部22。在圖9所示的運(yùn)轉(zhuǎn)控制處理中,首先判別是否從外部裝置接收了任何信號(hào)(步驟S10)。該信號(hào)包括上述的速度信號(hào)、運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào)等。如果未從外部裝置接收任何信號(hào)(否),則不執(zhí)行任何動(dòng)作,返回運(yùn)轉(zhuǎn)控制處理。另一方面,當(dāng)從外部裝置接收任何信號(hào)時(shí)(是),執(zhí)行后述的步驟Sll以后的處理。此外,如括弧內(nèi)所示,也可以判別是否滿足用于進(jìn)行與旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)的控制的控制條件。控制條件能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的規(guī)格、要求特性等來設(shè)定任意的條件。例如,上述的從外部裝置接收任何的信號(hào)、在步驟SlO的執(zhí)行前進(jìn)行的利用檢測(cè)傳感器檢測(cè)出的檢測(cè)值達(dá)到了規(guī)定的檢測(cè)值等是符合的。在步驟Sll中,基于從外部裝置接收的信號(hào)中的速度信號(hào)與運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào),對(duì)轉(zhuǎn)子12中產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通進(jìn)行控制。具體如上述那樣,控制流過定子繞組Ila的定子電流Is的大小、流過勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁電流Ir的大小。由于定子電流Is、勵(lì)磁電流Ir的大小因該控制而變化,所以在后述的步驟S14中對(duì)定子電流Is進(jìn)行判別。另外,由于勵(lì)磁繞組12a被連接成多相,所以向圖2所示的繞組切換部SW傳遞切換指令Sc,按每一相進(jìn)行勵(lì)磁繞組12a的切換。與上述步驟SI I的控制一同,利用檢測(cè)傳感器檢測(cè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的狀態(tài)(步驟S12 )。對(duì)于用檢測(cè)傳感器檢測(cè)的檢測(cè)對(duì)象而言,例如可包括轉(zhuǎn)速、溫度、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(再生能量)或相電壓等電壓值、勵(lì)磁電流Ir或定子電流Is等電流值等的一個(gè)以上。利用檢測(cè)傳感器檢測(cè)出的檢測(cè)值除了被記錄在控制裝置20所具備的記錄介質(zhì)中之外,還根據(jù)需要如雙點(diǎn)劃線所示那樣向外部裝置傳遞(輸出)(步驟S13)。該傳遞例如在外部裝置需要掌握當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的狀態(tài)的情況下等進(jìn)行。判別在步驟Sll中檢測(cè)出的定子電流Is是否為規(guī)定電流值以上(步驟S14)。規(guī)定電流值如上述那樣例如對(duì)于車輛而言,是為了得到在起動(dòng)時(shí)、加速時(shí)、爬坡行駛時(shí)等分別所需的轉(zhuǎn)矩而流過的電流值等。如果定子電流Is小于規(guī)定電流值(否),則不進(jìn)行任何動(dòng)作地返回運(yùn)轉(zhuǎn)控制處理。另一方面,當(dāng)定子電流Is為規(guī)定電流值以上時(shí)(是),求出與由定子電流Is產(chǎn)生的磁阻磁通的量對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流Ir (步驟S15)。求取勵(lì)磁電流Ir的方法是任意的。例如,可參照預(yù)先存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)的映射圖等,或者使用根據(jù)定子鐵心lib、轉(zhuǎn)子鐵心12b所采用的磁性體的材質(zhì)(包括材料、素材的意思)規(guī)定定子電流Is與勵(lì)磁電流Ir的關(guān)系的函數(shù)式來計(jì)算。將在步驟S12中檢測(cè)出的勵(lì)磁電流Ir (檢測(cè)勵(lì)磁電流值)與在步驟S15中求取的勵(lì)磁電流Ir (計(jì)算勵(lì)磁電流值)進(jìn)行比較,判別是否是檢測(cè)勵(lì)磁電流值 > 計(jì)算勵(lì)磁電流值(步驟S16)。若檢測(cè)勵(lì)磁電流值<計(jì)算勵(lì)磁電流值(否),則不進(jìn)行任何處理地返回運(yùn)轉(zhuǎn)控制處理。另一方面,當(dāng)檢測(cè)勵(lì)磁電流值 > 計(jì)算勵(lì)磁電流值時(shí)(是),在抑制了流過勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁電流Ir后(步驟S17),返回運(yùn)轉(zhuǎn)控制處理。根據(jù)上述的實(shí)施方式1,能夠得到以下所示的各效果。首先,在具有旋轉(zhuǎn)電機(jī)10與控制裝置20的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)I中,控制裝置20構(gòu)成為具備:基于速度信號(hào)與運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào)來控制轉(zhuǎn)子12中產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通的勵(lì)磁磁通控制部21 (參照?qǐng)D9的步驟Sll);以及當(dāng)定子繞組Ila中流過規(guī)定電流值以上的定子電流Is時(shí),將流過勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁電流Ir抑制由定子電流Is產(chǎn)生的磁阻磁通的量的勵(lì)磁電流控制部22 (參照?qǐng)D9的步驟S14、S17)(參照?qǐng)D1)。根據(jù)該構(gòu)成,由于流過勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁電流Ir被抑制磁阻磁通的量,所以伴隨通電的損耗也小,結(jié)果,能夠使效率提高。勵(lì)磁磁通控制部21構(gòu)成為接受單相或者多相的電力,從被卷繞于轉(zhuǎn)子鐵心12b的勵(lì)磁繞組12a中選擇一個(gè)以上勵(lì)磁繞組12a,來控制勵(lì)磁磁通(參照?qǐng)D1、圖3、圖9的步驟SlD0根據(jù)該構(gòu)成,能夠容易地改變轉(zhuǎn)子12的磁通量、極數(shù)等。轉(zhuǎn)子12構(gòu)成為具有:在轉(zhuǎn)子鐵心12b上卷繞勵(lì)磁繞組12a的勵(lì)磁繞組極(在圖4中是轉(zhuǎn)子齒12tl、12t3、12t5、12t7)、和不在轉(zhuǎn)子鐵心12b上卷繞勵(lì)磁繞組12a的非勵(lì)磁繞組極(參照?qǐng)D4)。根據(jù)該構(gòu)成,從轉(zhuǎn)子12整體來觀察,磁通分布不均勻。由于在勵(lì)磁繞組極及其周邊,磁通分布高,磁阻磁通增加,所以轉(zhuǎn)矩提高。另一方面,在非勵(lì)磁繞組極及其周邊,由于磁通分布低,磁阻磁通減少,所以轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速增加。轉(zhuǎn)子12構(gòu)成為具有多個(gè)轉(zhuǎn)子槽12c,卷繞勵(lì)磁繞組12a的轉(zhuǎn)子槽12c(截面積S2)比不卷繞勵(lì)磁繞組12a的轉(zhuǎn)子槽12c (截面積SI)形成得大(參照?qǐng)D5)。根據(jù)該構(gòu)成,由于形成得大的轉(zhuǎn)子槽12c能夠容易地進(jìn)行勵(lì)磁繞組12a的卷繞,所以可縮短組裝時(shí)間。取代截面積(或者并用),較大地形成周方向?qū)挾?、容積等中的一個(gè)以上也能夠得到同樣的作用效果。轉(zhuǎn)子鐵心12b構(gòu)成為在前端部具有凸緣狀部位12d (在圖7中是凸緣狀部位12dl 12d4),凸緣狀部位12d偏向通過向定子11通電而產(chǎn)生的磁場(chǎng)減小的方向形成(參照?qǐng)D7)。根據(jù)該構(gòu)成,由于凸緣狀部位12d偏向磁場(chǎng)減小的方向而形成,所以能夠靈活運(yùn)用由定子繞組Ila產(chǎn)生的減磁場(chǎng)。另外,通過改變電流相位,能夠配合運(yùn)轉(zhuǎn)模式地使旋轉(zhuǎn)力最佳化(例如最大化、最小化等)。轉(zhuǎn)子12構(gòu)成為具有在轉(zhuǎn)子鐵心12b的極相互間配置磁鐵16 (在圖6中為磁鐵16a 16f)的第I極間、和不在轉(zhuǎn)子鐵心12b的極相互間配置磁鐵16的第2極間(參照?qǐng)D6)。根據(jù)該構(gòu)成,對(duì)于由配置在第I極間的磁鐵16產(chǎn)生的磁通而言,由于磁阻磁通增加,所以能夠使旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的轉(zhuǎn)矩提高。由于第I極間的數(shù)量能夠根據(jù)要求特性任意設(shè)定,所以可提供滿足該要求特性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)I。定子11構(gòu)成為具有定子鐵心11b,該定子鐵心Ilb具備收納分別被集中卷繞的定子繞組11a、由12的整數(shù)倍構(gòu)成的定子槽11c,轉(zhuǎn)子12具有由12的整數(shù)倍或者14的整數(shù)倍構(gòu)成的極(即轉(zhuǎn)子齒12t)(參照?qǐng)D2、圖5)。根據(jù)該構(gòu)成,通過集中卷繞,定子繞組Ila的卷繞變得容易,從而能夠縮短組裝時(shí)間。[實(shí)施方式2]實(shí)施方式2是包括在定子的外徑側(cè)配置轉(zhuǎn)子的外轉(zhuǎn)子型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)例子,參照?qǐng)D10進(jìn)行說明。該圖10表示了取代圖1所示的第I構(gòu)成例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的第2構(gòu)成例。其中,為使圖示以及說明簡(jiǎn)單,在實(shí)施方式2中對(duì)與實(shí)施方式I不同的構(gòu)成等進(jìn)行說明。因此,對(duì)于與實(shí)施方式I中所使用的要素同樣的要素標(biāo)注同樣的附圖標(biāo)記而省略說明。圖10所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10具有定子11、轉(zhuǎn)子12、軸承17、撐條(stay) 18、保持體(holder) 19等,是在定子11的外徑側(cè)配置轉(zhuǎn)子12的外轉(zhuǎn)子型。定子11除了具有定子繞組11a、定子鐵心Ilb之外,還具有撐條18、保持體19等。定子鐵心Ilb由磁性體(特別是軟質(zhì)磁性體)形成,借助撐條18、保持體19被固定于支軸12f。雖未圖示,但定子鐵心Ilb具有與圖8 (A)所示的定子槽Ilc同樣地形成的多個(gè)定子槽。收納于該定子槽的定子繞組Ila被卷繞在定子齒Ilt的相互間。撐條18可以使用框架或其他的部件等。保持體19可以使用軸襯或其他的部件等。在定子11與轉(zhuǎn)子12之間夾設(shè)有軸承17,轉(zhuǎn)子12構(gòu)成為可以自由旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子12除了具有勵(lì)磁繞組12a、轉(zhuǎn)子鐵心12b之外,還具有支承體12e等。支承體12e被配置在定子11的外周側(cè),不論材質(zhì)、形狀如何?!靶螤睢卑ㄆ矫婊蚍瞧矫?是指曲面、凹凸面等那樣平面以外的面,以下也同樣)。圖10所示的支承體12e基本上由圓錐狀(包括圓臺(tái))形成。其中,用于向外部傳遞動(dòng)力(旋轉(zhuǎn)力)的中心部、和用于固定轉(zhuǎn)子鐵心12b的周緣部分別被彎折成L字狀。根據(jù)上述的實(shí)施方式2,能夠得到下述的作用效果。此外,圖10所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10與實(shí)施方式I所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10相比,只不過是定子11與轉(zhuǎn)子12的配置不同。由于其他的構(gòu)成要素與實(shí)施方式I同樣,所以能夠得到與實(shí)施方式I同樣的作用效果。轉(zhuǎn)子12構(gòu)成為被配置在定子11的外徑側(cè)(參照?qǐng)D10)。根據(jù)該構(gòu)成,由于能夠確保定子11 (磁性體)的體積較大,所以可通過的磁通量也增加。因此,能夠提高旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的轉(zhuǎn)矩。[實(shí)施方式3]實(shí)施方式3是將上述的實(shí)施方式2中說明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)I或者旋轉(zhuǎn)電機(jī)10應(yīng)用于車輪的例子。參照?qǐng)D11對(duì)該實(shí)施方式3進(jìn)行說明。此外,旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的構(gòu)成等與實(shí)施方式1、2同樣,為了使圖示以及說明簡(jiǎn)單,在實(shí)施方式3中對(duì)于與實(shí)施方式1、2不同的點(diǎn)進(jìn)行說明。因此,對(duì)于與實(shí)施方式1、2中使用的要素同樣的要素標(biāo)注同一附圖標(biāo)記而省略說明。圖11用剖面圖表示了作為驅(qū)動(dòng)輪的車輪30的構(gòu)成例。該車輪30除了具有實(shí)施方式2中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10 (參照?qǐng)D10)之外,還具有框架31、車輪34、輪胎33等??蚣?1可以兼用車輛所具備的框架。旋轉(zhuǎn)電機(jī)10設(shè)于框架31的端部(圖面的下部)。為了便于理解,在圖11中省略了覆蓋旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的框體、外殼等。此外,未圖示的控制裝置20(參照?qǐng)D1)設(shè)于二輪車、四輪車等車輛。旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的支軸12f例如通過螺栓、螺母等固定部件32、36被固定于框架31。轉(zhuǎn)子12借助軸承17 (參照?qǐng)D10)以支軸12f的軸心為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn),與車輪34 —起進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子12與車輪34之間夾設(shè)有墊片35。圖11表示了車輪30中包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的構(gòu)成例,但也可以構(gòu)成為除了旋轉(zhuǎn)電機(jī)10之外,還包括控制裝置20(參照?qǐng)D1)。換言之,也可以構(gòu)成為車輪30中包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)I。在該構(gòu)成中,只要在框體、外殼等的內(nèi)部配置控制裝置20即可。另外,作為車輪30的構(gòu)成要素,在圖11中應(yīng)用了實(shí)施方式2所示的外轉(zhuǎn)子型旋轉(zhuǎn)電機(jī)10 (參照?qǐng)D10)。也可以取代該方式而應(yīng)用實(shí)施方式I所示的內(nèi)轉(zhuǎn)子型旋轉(zhuǎn)電機(jī)10(參照?qǐng)D1 圖8)。該情況下,旋轉(zhuǎn)軸13被固定于車輪34,在動(dòng)力模式下,動(dòng)力(旋轉(zhuǎn)力)從旋轉(zhuǎn)電機(jī)10 (尤其是轉(zhuǎn)子12)向車輪34傳遞,在再生模式下,車輪34的動(dòng)力被傳遞給旋轉(zhuǎn)電機(jī)10。支軸12f也可以由框架31的一部分構(gòu)成。由于僅是定子11與轉(zhuǎn)子12的配置不同,所以可得到與圖11的構(gòu)成同樣的作用效果。根據(jù)上述的實(shí)施方式3,車輪30構(gòu)成為具有實(shí)施方式I或?qū)嵤┓绞?所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10 (參照?qǐng)D11)。根據(jù)該構(gòu)成,當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),能夠旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車輪30。另一方面,當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),能夠產(chǎn)生與車輪30的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電力(再生能量)。另外,能夠提供起到實(shí)施方式I或?qū)嵤┓绞?所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)I的作用效果的車輪30。[其他實(shí)施方式]以上,按照實(shí)施方式I 3對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行了說明,但本發(fā)明絲毫不被該方式限定。換言之,在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi),也能夠以各種方式來實(shí)施。例如,可以實(shí)現(xiàn)以下所示的各方式。在上述的實(shí)施方式I 3中,控制裝置20構(gòu)成為具有勵(lì)磁磁通控制部21和勵(lì)磁電流控制部22 (參照?qǐng)D1)。也可以取代該方式(或者并用)而構(gòu)成為具備基于速度信號(hào)與運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào)來控制定子11中產(chǎn)生的定子磁通的定子磁通控制部、和當(dāng)勵(lì)磁繞組12a中流過其他的規(guī)定電流值以上的勵(lì)磁電流Ir時(shí),對(duì)流過勵(lì)磁繞組12a的定子電流Is抑制由勵(lì)磁電流Ir產(chǎn)生的磁阻磁通的量的定子電流控制部。由于只不過是磁阻磁通的發(fā)生源是轉(zhuǎn)子12側(cè)還是定子11側(cè)的區(qū)別,所以能夠得到與上述的實(shí)施方式I 3同樣的作用效果。在上述的實(shí)施方式I 3中,作為磁鐵16,應(yīng)用了永久磁鐵的鐵氧體磁鐵。也可以取代該構(gòu)成而應(yīng)用其他的磁鐵。例如將招鎮(zhèn)鉆磁鐵、衫鉆磁鐵、欽鐵砸磁鐵、衫鐵氣磁鐵等作為永久磁鐵。在永久磁鐵以外,可采用電磁鐵。無論采用哪種磁鐵,由于都可以增加磁阻磁通,所以能夠得到與上述的實(shí)施方式I 3同樣的作用效果。在上述的實(shí)施方式2中,構(gòu)成為將轉(zhuǎn)子12的支承體12e形成為圓錐狀(參照?qǐng)D10)。也可以取代該方式而以其他的形狀形成。對(duì)于其他的形狀,例如可以是圓盤狀(圓板狀)、圓環(huán)狀(面包圈狀)等。無論采用哪種形狀,由于通過以圓形形狀(包括近似于圓的多邊形狀)形成,能夠使轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn),所以可得到與上述的實(shí)施方式I 3同樣的作用效果。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng),具有:旋轉(zhuǎn)電機(jī),其具備定子繞組被卷繞為多相而形成的定子、和勵(lì)磁繞組卷繞于轉(zhuǎn)子鐵心的各極的一部分或全部的極而形成的轉(zhuǎn)子;以及控制裝置,其控制所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn);該旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)的特征在于, 所述控制裝置具有: 勵(lì)磁磁通控制部,其基于速度信號(hào)與運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào),控制所述轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通;以及 勵(lì)磁電流抑制部,其在所述定子繞組中流過規(guī)定電流值以上的定子電流的情況下,將流過所述勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流抑制由所述定子電流產(chǎn)生的磁阻磁通的量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng),其特征在于, 所述勵(lì)磁磁通控制部接受單相或者多相的電力,從卷繞于所述轉(zhuǎn)子鐵心的所述勵(lì)磁繞組中選擇一個(gè)以上勵(lì)磁繞組來控制所述勵(lì)磁磁通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng),其特征在于, 所述轉(zhuǎn)子具有在所述轉(zhuǎn)子鐵心上卷繞所述勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁繞組極、和不在所述轉(zhuǎn)子鐵心上卷繞所述勵(lì)磁繞組的非勵(lì)磁繞組極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng),其特征在于, 所述轉(zhuǎn)子具有多個(gè)轉(zhuǎn)子槽, 卷繞所述勵(lì)磁繞組的所述轉(zhuǎn)子槽比不卷繞所述勵(lì)磁繞組的所述轉(zhuǎn)子槽形成得大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng),其特征在于, 所述轉(zhuǎn)子鐵心在前端部具有凸緣狀部位, 所述凸緣狀部位偏向通過向所述定子通電而產(chǎn)生的磁場(chǎng)減小的方向形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng),其特征在于, 所述轉(zhuǎn)子具有在所述轉(zhuǎn)子鐵心的極相互間配置磁鐵的第I極間、和在所述轉(zhuǎn)子鐵心的極相互間不配置磁鐵的第2極間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng),其特征在于, 所述轉(zhuǎn)子被配置在所述定子的外徑側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng),其特征在于, 所述定子具有收納分別被集中卷繞的所述定子繞組,并由12的整數(shù)倍構(gòu)成的定子槽, 所述轉(zhuǎn)子具有由12的整數(shù)倍或者14的整數(shù)倍構(gòu)成的所述極。
9.一種車輪,其特征在于, 所述車輪具有權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)或者所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)所包含的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及與以往相比,能夠減低伴隨通電的損耗來使效率提高的旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)以及車輪。旋轉(zhuǎn)電機(jī)系統(tǒng)(1)具有旋轉(zhuǎn)電機(jī)(10)和控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的控制裝置(20),旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備定子繞組(11a)卷繞成多相的定子(11)和在轉(zhuǎn)子鐵心(12b)的各極的一部分或者全部的極上卷繞勵(lì)磁繞組(12a)的轉(zhuǎn)子(12)??刂蒲b置具有基于速度信號(hào)與運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào)來控制轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通的勵(lì)磁磁通控制部;和當(dāng)定子繞組中流過規(guī)定電流值以上的定子電流(Is)時(shí),將流過勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流(Ir)抑制由定子電流產(chǎn)生的磁阻磁通的量的勵(lì)磁電流控制部。根據(jù)該構(gòu)成,由于勵(lì)磁電流被抑制,所以伴隨通電的損耗也變小,結(jié)果,能夠使效率提高。
文檔編號(hào)B60K7/00GK103166412SQ201210519570
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者長(zhǎng)田正彥, 向井拓三, 道明正尚 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝
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