本發(fā)明涉及一種電流供給系統(tǒng)、電力供給系統(tǒng)及控制裝置。

背景技術(shù)：

先前公知的電力供給系統(tǒng)如下。電力供給系統(tǒng)被配置為來(lái)自驅(qū)動(dòng)源的機(jī)械功率被轉(zhuǎn)換成電力。轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電力供給至與上述系統(tǒng)連接的設(shè)備。轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電力例如在上述設(shè)備中被轉(zhuǎn)換為熱或者再次被轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率而利用。

例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1(ptl1)示出車(chē)輛。專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛是混合動(dòng)力車(chē)輛。該車(chē)輛包括引擎、加速踏板、第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)、第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪。第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)聯(lián)接至引擎的輸出軸。第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)主要作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)與第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)電性連接。第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)主要作為馬達(dá)而發(fā)揮功能。第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)聯(lián)接到車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)輪。

在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛中，駕駛員對(duì)加速踏板的踩踏表示要求車(chē)輛加速。如果專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛設(shè)置有電子控制節(jié)流閥裝置，則能夠任意調(diào)整引擎所吸入的空氣量。因此，例如，以如下方式控制車(chē)輛。第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(馬達(dá))的目標(biāo)輸出根據(jù)駕駛員對(duì)加速踏板踩踏量及車(chē)速來(lái)確定。由第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(發(fā)電機(jī))產(chǎn)生的目標(biāo)電力根據(jù)第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的目標(biāo)輸出來(lái)確定。根據(jù)要產(chǎn)生的目標(biāo)電力確定引擎的目標(biāo)輸出?？刂埔娴奈肟諝饬亢腿剂蠂娚淞?，以獲得目標(biāo)輸出。在該控制中，控制第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的發(fā)電電力，并且控制第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛具有與其引擎節(jié)流閥機(jī)械聯(lián)接的加速踏板的情況下，根據(jù)引擎的實(shí)際輸出控制第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的發(fā)電電力和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，如上所述，控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力(輸出)，以允許應(yīng)用于具有不同特性的各種類(lèi)型的車(chē)輛。

引用列表

專(zhuān)利文獻(xiàn)

ptl1：日本專(zhuān)利特開(kāi)2002-345109號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛存在如下問(wèn)題，即，在高速行駛的車(chē)輛需要進(jìn)一步加速的情況下難以進(jìn)行充分加速。行駛車(chē)輛需要進(jìn)一步加速的情況的示例包括在行駛時(shí)車(chē)輛開(kāi)始爬坡的情況或者該車(chē)輛超過(guò)其他車(chē)輛的情況。

為了在高速行駛時(shí)進(jìn)一步加速，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛在馬達(dá)以相對(duì)較高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)并且發(fā)電機(jī)輸出相對(duì)較高的電壓的情況下進(jìn)一步增加引擎的轉(zhuǎn)速。這導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)一步增大。為了承受進(jìn)一步增大的輸出電壓，電氣零件需要具有高擊穿電壓，這可能導(dǎo)致由于電氣零件的擊穿電壓增大而使效率降低和系統(tǒng)的尺寸增大。

為了避免發(fā)電機(jī)的輸出電壓增大，可以考慮通過(guò)改變繞組的厚度或磁鐵量來(lái)改變發(fā)電機(jī)的輸出特性。然而，這伴有如下問(wèn)題，即，為了增大發(fā)電機(jī)的輸出電流，繞組的厚度或磁鐵量增大，這導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的尺寸增大，因此系統(tǒng)的尺寸增大。

如上所述，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛存在如下問(wèn)題，即，在高速行駛的車(chē)輛需要進(jìn)一步加速的情況下，為進(jìn)行充分加速，系統(tǒng)的尺寸增大是不可避免的。該問(wèn)題是可以與引擎的轉(zhuǎn)速的范圍的寬窄無(wú)關(guān)的問(wèn)題。另外，該問(wèn)題不僅是可以在車(chē)輛中產(chǎn)生的問(wèn)題，而且是可以在如下所述的電流供給系統(tǒng)中產(chǎn)生的問(wèn)題：該電流供給系統(tǒng)被配置為從驅(qū)動(dòng)源接收旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力并向要求可變電流的電負(fù)載裝置供給電流，將在下文對(duì)其進(jìn)行描述。

本發(fā)明的目的在于提供一種電流供給系統(tǒng)，該電流供給系統(tǒng)能夠小型化，能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容，并且能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電流。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電力供給系統(tǒng)，該電力供給系統(tǒng)能夠小型化，能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容，并且能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電力。

解決問(wèn)題的技術(shù)方案

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用以下構(gòu)造。

(1)一種電流供給系統(tǒng)，其被配置為從驅(qū)動(dòng)源接收旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力并且向要求能夠變化的電流的電負(fù)載裝置供給電流，

所述電流供給系統(tǒng)包括：

轉(zhuǎn)子，其連接至所述驅(qū)動(dòng)源，所述轉(zhuǎn)子包括永久磁鐵；

定子，其與所述轉(zhuǎn)子相對(duì)地布置，所述定子包括繞組和定子芯，所述繞組纏繞在所述定子芯上；和

供給電流調(diào)整部，其根據(jù)所述電流供給系統(tǒng)的電流要求來(lái)改變從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路的磁阻，由此改變所述繞組的電感，從而調(diào)整供給至所述電負(fù)載裝置的電流。

(1)的電流供給系統(tǒng)被配置為當(dāng)連接到驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)子受到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子中所具有的永久磁鐵的磁通作用于繞組以產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓使得電流供給至電負(fù)載裝置。在(1)的電流供給系統(tǒng)中，供給電流調(diào)整部根據(jù)電流供給系統(tǒng)的電流要求，來(lái)改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻，由此改變繞組的電感，從而調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻時(shí)所獲得電流變化與電壓變化的比率不同于例如改變驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)速時(shí)所獲得的電流變化與電壓變化的比率。因此，(1)的電流供給系統(tǒng)與例如僅改變驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)速的情況相比，能夠在電壓變化與電流變化之間的連動(dòng)性較小的情況下調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。

此外，(1)的電流供給系統(tǒng)通過(guò)改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻來(lái)改變繞組的電感，從而調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。即，(1)的電流供給系統(tǒng)能夠在抑制繞組的厚度和磁鐵量的增大的情況下調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。這允許電流供給系統(tǒng)自身的小型化。

因此，(1)的電流供給系統(tǒng)能夠小型化，能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容，并且能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

(2)根據(jù)(1)所述的電流供給系統(tǒng)，其中

從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路包括至少一個(gè)非磁性體間隙，并且

所述供給電流調(diào)整部通過(guò)改變所述至少一個(gè)非磁性體間隙中位于所述繞組與所述轉(zhuǎn)子之間的非磁性體間隙的磁阻來(lái)改變所述繞組的電感，從而調(diào)整供給至所述電負(fù)載裝置的電流。

在(2)的構(gòu)造中，供給電流調(diào)整部通過(guò)改變位于繞組與轉(zhuǎn)子之間的非磁性體間隙的磁阻來(lái)改變繞組的電感。永久磁鐵隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)使得在繞組與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生交替磁場(chǎng)。例如，減小位于繞組與轉(zhuǎn)子之間的非磁性體間隙的磁阻導(dǎo)致交替磁場(chǎng)的損耗減少。這可以相對(duì)于供給至轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)功率而增大電流。因此，可以增大供給至電負(fù)載裝置的電流的調(diào)整量。

(3)根據(jù)(1)或(2)所述的電流供給系統(tǒng)，其中

從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路包括至少一個(gè)非磁性體間隙，并且

所述供給電流調(diào)整部通過(guò)改變所述至少一個(gè)非磁性體間隙中將所述繞組的電感設(shè)定為最大可設(shè)定值時(shí)磁阻最大的非磁性體間隙的磁阻而改變所述繞組的電感，從而調(diào)整供給至所述電負(fù)載裝置的電流。

當(dāng)繞組的電感被設(shè)定為最高可設(shè)定值時(shí)，(3)的構(gòu)造改變磁阻最大的非磁性體間隙的磁阻。這使得易于使繞組的電感的變化量增大。因此，可以增大電流的調(diào)整量。

(4)根據(jù)(1)至(3)中任一項(xiàng)所述的電流供給系統(tǒng)，其中

所述供給電流調(diào)整部根據(jù)所述電流供給系統(tǒng)的電流要求來(lái)改變從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路的磁阻，由此改變所述繞組的電感，使得與所述繞組交鏈的磁通的變化率小于所述繞組的電感的變化率，從而調(diào)整供給的電流。

在(4)的構(gòu)造中，供給電流調(diào)整部改變繞組的電感，使得與繞組交鏈的磁通的變化率小于繞組的電感的變化率。與繞組交鏈的磁通對(duì)電壓和電流具有影響，而繞組的電感主要對(duì)電流具有影響。因此，供給電流調(diào)整部能夠根據(jù)電流供給系統(tǒng)的電流要求，在電壓的變化率小于電流的變化率的情況下來(lái)調(diào)整所供給的電流。即，供給電流調(diào)整部能夠一面抑制電壓的制約的影響，一面調(diào)整電流。因此，(4)的構(gòu)造能夠小型化，能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容，并能夠更適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

(5)根據(jù)(1)至(4)中任一項(xiàng)所述的電流供給系統(tǒng)，其中

所述供給電流調(diào)整部根據(jù)所述電流供給系統(tǒng)的電流要求，使所述定子芯的至少一部分相對(duì)于所述繞組的位置移動(dòng)而改變從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路的磁阻，由此改變所述繞組的電感，從而調(diào)整供給至所述電負(fù)載裝置的電流。

(5)的如下構(gòu)造能夠進(jìn)一步確保繞組的電感的改變：供給電流調(diào)整部使定子芯的至少一部分相對(duì)于繞組的位置移動(dòng)，使得改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻。這可以進(jìn)一步確?？梢愿鶕?jù)電流供給系統(tǒng)的電流要求來(lái)調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。(5)的構(gòu)造與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者可靠地兼容。

(6)根據(jù)(5)所述的電流供給系統(tǒng)，其中

所述供給電流調(diào)整部根據(jù)所述電流供給系統(tǒng)的電流要求，以維持所述定子芯相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子的位置的方式使所述定子芯相對(duì)于所述繞組的位置移動(dòng)，來(lái)改變從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路的磁阻，由此改變所述繞組的電感，從而調(diào)整供給至所述電負(fù)載裝置的電流。

(6)的構(gòu)造以維持定子芯相對(duì)于轉(zhuǎn)子的位置的方式使定子芯相對(duì)于繞組的位置移動(dòng)，從而能夠抑制從轉(zhuǎn)子的永久磁鐵向定子芯流動(dòng)的磁通的變化。即，抑制了由永久磁鐵產(chǎn)生并與繞組交鏈的磁通的變化。結(jié)果，抑制當(dāng)定子芯相對(duì)于繞組的位置移動(dòng)時(shí)所引起的電壓的變化。因此，(6)的構(gòu)造能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容，并且能夠更適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

(7)根據(jù)(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的電流供給系統(tǒng)，其中

所述供給電流調(diào)整部根據(jù)所述電流供給系統(tǒng)的電流要求，使所述繞組移動(dòng)來(lái)改變從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路的磁阻，由此改變所述繞組的電感，從而調(diào)整供給至所述電負(fù)載裝置的電流。

(7)的如下構(gòu)造以維持定子芯相對(duì)于轉(zhuǎn)子的位置的方式使繞組相對(duì)于定子芯的位置移動(dòng)，從而抑制從轉(zhuǎn)子的永久磁鐵向定子芯流動(dòng)的磁通的變化。也就是說(shuō)，抑制由永久磁鐵產(chǎn)生并與繞組交鏈的磁通的變化。結(jié)果，抑制當(dāng)定子芯相對(duì)于繞組的位置移動(dòng)時(shí)所引起的電壓的變化。因此，(7)的構(gòu)造能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容，并且能夠更適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

(8)根據(jù)(1)至(3)中任一項(xiàng)所述的電流供給系統(tǒng)，其包括：

供給電壓調(diào)整部，其通過(guò)改變從所述轉(zhuǎn)子的永久磁鐵流動(dòng)并與所述繞組交鏈的交鏈磁通，來(lái)改變所述繞組的感應(yīng)電壓，從而調(diào)整供給至所述電負(fù)載裝置的電壓。

(8)的構(gòu)造能夠提高供給至電負(fù)載裝置的電流的調(diào)整與供給至電負(fù)載裝置的電壓的調(diào)整之間獨(dú)立性，從而能夠進(jìn)行更適應(yīng)于電流要求和電壓要求的每一者的調(diào)整。因此，(8)的構(gòu)造能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者高度兼容。

(9)根據(jù)(8)所述的電流供給系統(tǒng)，其中

所述供給電壓調(diào)整部使所述永久磁鐵相對(duì)于所述繞組的位置移動(dòng)，來(lái)改變從所述轉(zhuǎn)子的永久磁鐵流動(dòng)并與所述繞組交鏈的所述交鏈磁通，由此改變所述繞組的感應(yīng)電壓，從而調(diào)整供給至所述電負(fù)載裝置的電壓。

(9)的構(gòu)造能夠確保供給至電負(fù)載裝置的電壓的調(diào)整。(9)的構(gòu)造能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者可靠地兼容。

(10)根據(jù)(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的電流供給系統(tǒng)，其中

所述定子芯包括多個(gè)第一定子芯部和第二定子芯部，所述多個(gè)第一定子芯部中的每一者具有隔著非磁性體間隙與所述轉(zhuǎn)子相向的相向部，所述第二定子芯部不包含所述相向部，并且

所述供給電流調(diào)整部根據(jù)所述電流供給系統(tǒng)的電流要求來(lái)使所述多個(gè)第一定子芯部和所述第二定子芯部中的一者相對(duì)于另一者移動(dòng)，由此改變從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路的磁阻。

在(10)的構(gòu)造中，供給電流調(diào)整部使定子芯所包括的多個(gè)第一定子芯部和第二定子鐵芯部中的一者相對(duì)于另一者移動(dòng)。例如與定子芯和不同于定子芯的構(gòu)件中的一者相對(duì)于另一者移動(dòng)的構(gòu)造相比，該構(gòu)造較大地改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻。因此，可以根據(jù)電流供給系統(tǒng)的電流要求，在更大的范圍內(nèi)對(duì)供給至電負(fù)載裝置的電流進(jìn)行調(diào)整。因此，(10)的構(gòu)造能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者高度兼容。

(11)根據(jù)(10)所述的電流供給系統(tǒng)，其中

所述供給電流調(diào)整部使所述多個(gè)第一定子芯部和所述第二定子芯部中的一者相對(duì)于另一者移動(dòng)以便從第一狀態(tài)移位至第二狀態(tài)，由此改變從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路的磁阻，

所述第一狀態(tài)是所述多個(gè)第一定子芯部中的每一者與所述第二定子芯部之間的非磁性體間隙長(zhǎng)度短于所述多個(gè)第一定子芯部中相鄰的第一定子芯部之間的非磁性體間隙長(zhǎng)度，

所述第二狀態(tài)是所述多個(gè)第一定子芯部中的每一者與所述第二定子芯部之間的非磁性體間隙長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述多個(gè)第一定子芯部中相鄰的第一定子芯部之間的非磁性體間隙長(zhǎng)度。

在(11)的結(jié)構(gòu)中，在第一狀態(tài)下，多個(gè)第一定子芯部的每一者和第二定子芯部之間的非磁性體間隙長(zhǎng)度短于多個(gè)第一定子芯部中相鄰的第一定子芯部之間的非磁性體間隙長(zhǎng)度。在第二狀態(tài)下，多個(gè)第一定子芯部中的每一者和第二定子芯部之間的非磁性體間隙長(zhǎng)度長(zhǎng)于多個(gè)第一定子芯部中相鄰的第一定子芯部之間的非磁性體間隙長(zhǎng)度。

因此，在第一狀態(tài)下，由繞組中的電流產(chǎn)生的磁通的一部分通過(guò)相鄰的第一定子芯部之間的非磁性體間隙流動(dòng)并且主要通過(guò)第一定子芯部與第二定子芯部之間的非磁性體間隙流動(dòng)。即，由繞組中的電流產(chǎn)生的磁通主要通過(guò)第一定子芯部和第二定子芯部?jī)烧吡鲃?dòng)。在第二狀態(tài)下，通過(guò)第一定子芯部的磁回路的磁阻較高。從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻更大地改變。因此，(11)的構(gòu)造能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者高度兼容。

(12)一種電力供給系統(tǒng)，其包括：

根據(jù)(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的電流供給系統(tǒng)，

驅(qū)動(dòng)源；和

驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部，其通過(guò)改變所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)速來(lái)改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整供給到電負(fù)載裝置的電壓。

在(12)的電力供給系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部改變驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)速以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，使得調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電壓。電流供給系統(tǒng)中所包括的供給電流調(diào)整部通過(guò)改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻，來(lái)改變繞組的電感，從而調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。電力由驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部和供給電流調(diào)整部?jī)烧邅?lái)控制。(12)的電力供給系統(tǒng)能夠提高供給至電負(fù)載裝置的電流的調(diào)整與供給至電負(fù)載裝置的電壓的調(diào)整之間的獨(dú)立性，從而能夠進(jìn)行更適合于電流要求和電壓要求的各者的調(diào)整。因此，(12)的電力供給系統(tǒng)能夠小型化，并且能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者高度兼容。

(13)一種控制裝置，其用于被配置為從驅(qū)動(dòng)源接收旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力并且向要求能夠變化的電流的電負(fù)載裝置供給電流的電流供給系統(tǒng)，

所述電流供給系統(tǒng)包括：

轉(zhuǎn)子，其連接至所述驅(qū)動(dòng)源，所述轉(zhuǎn)子包括永久磁鐵；

定子，其與所述轉(zhuǎn)子相對(duì)地布置，所述定子包括繞組和定子芯，所述繞組纏繞在所述定子芯上；和

電流調(diào)整機(jī)構(gòu)，其通過(guò)改變從所述繞組觀察的通過(guò)所述定子芯的磁回路的磁阻，來(lái)改變所述繞組的電感，從而調(diào)整供給至所述電負(fù)載裝置的電流，

所述控制裝置根據(jù)所述電流供給系統(tǒng)的電流要求，使所述電流調(diào)整機(jī)構(gòu)通過(guò)改變通過(guò)所述定子芯的磁回路的磁阻來(lái)改變所述繞組的電感。

例如與僅改變驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)速的情況相比，(13)的控制裝置能夠一面抑制電壓變化與電流變化的連動(dòng)性，一面調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。因此，(13)的控制裝置允許電流供給系統(tǒng)小型化，并且還允許電流供給系統(tǒng)能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容。此外，(13)的控制裝置使電流供給系統(tǒng)能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明提供了：電流供給系統(tǒng)，其能夠小型化，能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容，并且能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電流；和用于電流供給系統(tǒng)的控制裝置。本發(fā)明還提供了一種電力供給系統(tǒng)，該電力供給系統(tǒng)能夠小型化，能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容，并且能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電力。

附圖說(shuō)明

圖1是示出安裝有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)的設(shè)備的概略構(gòu)造的方框圖。

圖2(a)是用于說(shuō)明圖1所示的電流供給系統(tǒng)中的供給電流調(diào)整部所進(jìn)行的調(diào)整的示意圖；并且(b)是繞組的電感被設(shè)定為比(a)小的值時(shí)的狀態(tài)的示意圖。

圖3是示意性地示出圖2所示的供給電流調(diào)整部的繞組的等效電路的電路圖。

圖4(a)是用于說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)中的供給電流調(diào)整部所進(jìn)行的調(diào)整的示意圖；并且(b)是繞組的電感被設(shè)定為比(a)小的值時(shí)的狀態(tài)的示意圖。

圖5是示出根據(jù)第三實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)的示意圖。

圖6(a)是示出圖5所示的定子的第一狀態(tài)的示意圖；并且(b)是示出圖5所示的定子的第二狀態(tài)的示意圖。

圖7是示出圖5所示的電流供給系統(tǒng)的相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的輸出電流特性的曲線圖。

具體實(shí)施方式

接著，將描述本發(fā)明人對(duì)如下所述的電流供給系統(tǒng)所進(jìn)行的研究：該電流供給系統(tǒng)被配置為從驅(qū)動(dòng)源接收旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力并且向要求能夠變化的電流的電負(fù)載裝置供給電流。

例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的、被配置為基于駕駛員所踩下的加速踏板的踩踏量來(lái)控制引擎輸出的車(chē)輛中；引擎的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速兩者均被改變。引擎的轉(zhuǎn)速的變化率高于引擎的輸出轉(zhuǎn)矩的變化率。引擎的轉(zhuǎn)速的變化對(duì)發(fā)電機(jī)(第一旋轉(zhuǎn)電機(jī))的發(fā)電電壓的變化有直接的影響。發(fā)電電壓的變化導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的發(fā)電電流的變化。當(dāng)隨著引擎輸出的增大，發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力增大時(shí)，該發(fā)電電力的增大主要是由發(fā)電電壓的增大而引起的。因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛中，若欲增大發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力，則發(fā)電電壓大幅增大。

例如，為了在高速行駛時(shí)進(jìn)行進(jìn)一步加速，需要在馬達(dá)(第二旋轉(zhuǎn)電機(jī))以相對(duì)較高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)并且發(fā)電機(jī)輸出相對(duì)較高的電壓的同時(shí)進(jìn)一步增大引擎輸出。該結(jié)果導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)一步增大。因此，電氣零件需要具有高擊穿電壓。由于這些原因，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛中，發(fā)電機(jī)易于產(chǎn)生高發(fā)電電壓，即高輸出電壓，這要求電氣零件具有高擊穿電壓。這里，發(fā)電機(jī)的輸出電流例如通過(guò)接通或斷開(kāi)布置在發(fā)電機(jī)和馬達(dá)之間的開(kāi)關(guān)元件來(lái)被精確地控制。具有高擊穿電壓的開(kāi)關(guān)元件在接通時(shí)電阻較高。這導(dǎo)致由于開(kāi)關(guān)元件的熱損耗而引起效率降低。電氣零件并不限于開(kāi)關(guān)元件，電氣零件一般會(huì)由于具有高擊穿電壓而尺寸增大。因此，存在由于高擊穿電壓而產(chǎn)生的效率降低和尺寸增大的問(wèn)題。

如上所述，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛中，發(fā)電機(jī)發(fā)電電力的變化主要由發(fā)電電壓的變化而引起。因此，若欲增大或減小發(fā)電電流，則發(fā)電電壓大幅增大或減小。因此，難以超出對(duì)引擎轉(zhuǎn)速的制約或?qū)﹄妷旱闹萍s而控制電流。

例如，對(duì)于引擎，為了實(shí)現(xiàn)燃料效率提高和小型化，可以選擇縮小轉(zhuǎn)速的范圍。然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛中，發(fā)電機(jī)的輸出電壓的范圍取決于引擎的轉(zhuǎn)速的范圍。采用具有縮小了的轉(zhuǎn)速范圍的引擎導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的輸出電壓的范圍根據(jù)引擎轉(zhuǎn)速的范圍而縮小。即，縮小引擎轉(zhuǎn)速的范圍直接導(dǎo)致馬達(dá)輸出的范圍變窄。由于這些原因，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)難以將轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者應(yīng)用于專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的發(fā)電機(jī)。

此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛中，如上所述，從發(fā)電機(jī)向馬達(dá)供給的電力的增大主要由電壓的升高而引起。馬達(dá)的轉(zhuǎn)速易于隨著電壓的增大而增大，而馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩不易隨著電流的增大而增大。因此，若欲為了增大馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩而使從發(fā)電機(jī)向馬達(dá)供給的電流增大，則電壓增大。馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩增大，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速必然會(huì)增大。由于這些原因，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的發(fā)電機(jī)難以適當(dāng)?shù)叵蝰R達(dá)供給電流。

本發(fā)明人進(jìn)一步研究了上述問(wèn)題。結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛中出現(xiàn)的上述問(wèn)題的原因在于未考慮電流與電壓(轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩)之間的區(qū)別而對(duì)輸出進(jìn)行控制，使得電流和電壓(轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩)的連動(dòng)性較高。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)一步進(jìn)行了深入的研究。

認(rèn)為從發(fā)電機(jī)輸出的電流的增大主要是由電壓的增大而引起的，并且這并不是專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的車(chē)輛所獨(dú)有的。電壓例如通過(guò)轉(zhuǎn)速的增大、磁力的增大或繞組匝數(shù)的增大而增大。由于電樞反應(yīng)，電流隨著轉(zhuǎn)速的增大而達(dá)到飽和。磁力的增大或繞組匝數(shù)的增大導(dǎo)致尺寸增大。

增大從發(fā)電機(jī)輸出的電流的一種可能的方法是降低由電感所引起的電樞反應(yīng)。然而，認(rèn)為減小繞組的電感會(huì)導(dǎo)致減少交鏈磁通，這使得難以增大電流。

本發(fā)明人著眼于磁回路。影響電感的磁回路是從繞組觀察的磁回路。從繞組觀察的磁回路不同于從轉(zhuǎn)子的磁體延伸并通過(guò)繞組的磁回路。本發(fā)明人所進(jìn)行的研究是：對(duì)從繞組觀察的磁回路和從轉(zhuǎn)子的磁體延伸并通過(guò)繞組的磁回路之間進(jìn)行明確地區(qū)分。因此，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：通過(guò)改變從繞組觀察的磁回路的磁阻可以較大地改變電感。

結(jié)果，本發(fā)明人對(duì)于被配置為從驅(qū)動(dòng)源接收旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力并向要求能夠變化的電流的電負(fù)載裝置供給電流的電流供給系統(tǒng)，獲得了以下發(fā)現(xiàn)。若根據(jù)電流供給系統(tǒng)的電流要求來(lái)改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻，由此改變繞組的電感，從而調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流，則能夠抑制電流與電壓之間的連動(dòng)性。

基于以上發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)。本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)包括供給電流調(diào)整部，該供給電流調(diào)整部被配置為根據(jù)電流供給系統(tǒng)的電流要求來(lái)改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻。以這種方式，供給電流調(diào)整部改變繞組的電感，從而調(diào)整要供給至電負(fù)載裝置的電流。改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻時(shí)所獲得的電流變化與電壓變化的比率高于當(dāng)例如改變驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)速時(shí)所獲得的電流變化與電壓變化的比率。因此，例如與只改變驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)速的情形相比，本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)能夠調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流，抑制電壓變化與電流變化之間的連動(dòng)性。因此，本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)能夠解決上述問(wèn)題。即，本發(fā)明提供了一種電流供給系統(tǒng)，該電流供給系統(tǒng)可小型化，能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的驅(qū)動(dòng)源和轉(zhuǎn)速范圍較窄的驅(qū)動(dòng)源兩者相兼容，并且能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

在下文中，基于優(yōu)選實(shí)施例并參照附圖描述本發(fā)明。

[第一實(shí)施例]

圖1是示出安裝有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)的設(shè)備的概略構(gòu)造的方框圖。

圖1示出作為安裝有電流供給系統(tǒng)的設(shè)備的示例的車(chē)輛v。車(chē)輛v包括電力供給系統(tǒng)p。電力供給系統(tǒng)p包括電流供給系統(tǒng)1、引擎eg、驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec和馬達(dá)18。即，車(chē)輛v包括電動(dòng)供給系統(tǒng)1、引擎eg、驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec和馬達(dá)18。車(chē)輛v還包括車(chē)輪wa、wb、wc、wd、要求指示部a、轉(zhuǎn)換器d和逆變器j。

馬達(dá)18連接至車(chē)輪wa至wd中的驅(qū)動(dòng)輪wc、wd。馬達(dá)18驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪wc、wd旋轉(zhuǎn)，使得車(chē)輛v行駛。引擎eg是車(chē)輛v的驅(qū)動(dòng)源。在本實(shí)施例中，引擎eg不直接向驅(qū)動(dòng)輪wc、wd供給機(jī)械功率。引擎eg所輸出的機(jī)械功率由電流供給系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換為電力。通過(guò)轉(zhuǎn)換得到的電力由馬達(dá)18再次轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率。

引擎eg包括輸出軸c。輸出軸c例如是曲柄軸。引擎eg通過(guò)燃料燃燒而驅(qū)動(dòng)輸出軸c旋轉(zhuǎn)。引擎eg以輸出軸c旋轉(zhuǎn)的形式輸出機(jī)械功率。

電力供給系統(tǒng)p包括引擎eg和電流供給系統(tǒng)1。電力供給系統(tǒng)p向馬達(dá)18供給電力。電力供給系統(tǒng)p具有電源的功能。電力供給系統(tǒng)p中所具有的電流供給系統(tǒng)1與引擎eg機(jī)械連接。電流供給系統(tǒng)1從引擎eg接收旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，并向馬達(dá)18供給電流。電流供給系統(tǒng)1具有發(fā)電機(jī)的功能。

要求指示部a輸出電流要求。要求指示部a具有加速操作器。

更具體地說(shuō)，要求指示部a由車(chē)輛v的駕駛員操作。因此，要求指示部a輸出車(chē)輛v的加速要求。車(chē)輛v的加速要求對(duì)應(yīng)于用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩wc、wd。車(chē)輛v的加速要求也作為要求車(chē)輛v的輸出的輸出要求。車(chē)輛v的輸出對(duì)應(yīng)于馬達(dá)18的輸出。車(chē)輛v的加速要求對(duì)應(yīng)于馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)矩的要求。馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)于供給至馬達(dá)18的電流。

要求指示部a輸出至電力供給系統(tǒng)p的電流要求對(duì)應(yīng)于供給至馬達(dá)18的電流的要求。即，要求指示部a輸出至電力供給系統(tǒng)p的電流要求為從電力供給系統(tǒng)p供給至馬達(dá)18的電流的要求。要求指示部a將電流要求輸出至電力供給系統(tǒng)p。具體地說(shuō)，要求指示部a輸出表示要求的信號(hào)。

車(chē)輛v由馬達(dá)18驅(qū)動(dòng)。車(chē)輛v的輸出對(duì)應(yīng)于馬達(dá)18的輸出。馬達(dá)18的輸出基于供給至馬達(dá)18的電力。向電力供給系統(tǒng)p發(fā)出的電力要求是從電力供給系統(tǒng)p向馬達(dá)18供給的電力的要求。要求指示部a輸出如下電力要求作為要求車(chē)輛v的輸出的輸出要求：該電力要求要求供給至馬達(dá)的電力，換句話(huà)說(shuō)，電力要求向電力供給系統(tǒng)p發(fā)出。電力要求包括電壓要求和電流要求。特別地，車(chē)輛v的加速度對(duì)應(yīng)于馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)矩。馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)矩基于供給至馬達(dá)18的電流。向電流供給系統(tǒng)1發(fā)出的電流要求是從電流供給系統(tǒng)1向馬達(dá)18供給的電流的要求。輸出如下電流要求作為車(chē)輛v的加速要求：該電流要求關(guān)于供給至馬達(dá)18的電流，換句話(huà)說(shuō)，電流供給系統(tǒng)1的電流需求。要求指示部a輸出表示電流要求的信號(hào)。

電流供給系統(tǒng)1從引擎eg接收旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力并向馬達(dá)18供給電流。電流供給系統(tǒng)1根據(jù)向電流供給系統(tǒng)1發(fā)出的電流請(qǐng)求而調(diào)整電流供給系統(tǒng)1供給至馬達(dá)18的電流。換句話(huà)說(shuō)，電流供給系統(tǒng)1根據(jù)電流供給系統(tǒng)1的電流要求而調(diào)整供給至馬達(dá)18的電流。

引擎eg包括驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec。驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec控制引擎eg的動(dòng)作轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec根據(jù)由要求指示部a發(fā)出的輸出要求(電力要求)來(lái)調(diào)整引擎eg的輸出軸c的轉(zhuǎn)速。

車(chē)輛v包括轉(zhuǎn)換器d和逆變器j。電流供給系統(tǒng)1經(jīng)由轉(zhuǎn)換器d和逆變器j向馬達(dá)18供給電流。

轉(zhuǎn)換器d進(jìn)行整流。轉(zhuǎn)換器d將從電流供給系統(tǒng)1輸出的三相ac轉(zhuǎn)換成dc。轉(zhuǎn)換器d例如具有逆變器電路。轉(zhuǎn)換器d例如具有三相橋式逆變器電路，該三相橋式逆變器電路包括與三相中的各相相對(duì)應(yīng)的電晶體。轉(zhuǎn)換器d也可以包括具有二極管的橋接電路。即，轉(zhuǎn)換器d可以被配置為整流器。轉(zhuǎn)換器d可以包含在電流供給系統(tǒng)1中。

逆變器j向馬達(dá)18供給用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18的電流。馬達(dá)18例如是三相無(wú)刷馬達(dá)。逆變器j將從轉(zhuǎn)換器d輸出的dc轉(zhuǎn)換成與三相無(wú)刷馬達(dá)的三相相對(duì)應(yīng)并且相位相互錯(cuò)開(kāi)120度的三相的電流。逆變器j可以包含在馬達(dá)18中。

馬達(dá)18通過(guò)經(jīng)由轉(zhuǎn)換器d和逆變器j從電流供給系統(tǒng)1供給的電力而動(dòng)作。馬達(dá)18使驅(qū)動(dòng)輪wc、wd旋轉(zhuǎn)，從而車(chē)輛v行駛。

代替三相無(wú)刷馬達(dá)，可以采用例如具有電刷的dc馬達(dá)作為馬達(dá)18。在馬達(dá)18是dc馬達(dá)的情況下，不設(shè)置逆變器j。

引擎eg表示本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)源的一個(gè)示例。馬達(dá)18表示本發(fā)明的電負(fù)載裝置的一個(gè)示例。

在車(chē)輛v中，電力供給系統(tǒng)p作為產(chǎn)生電力的電源發(fā)揮功能。在車(chē)輛v中，電流供給系統(tǒng)1與馬達(dá)18相結(jié)合來(lái)作為變速箱而發(fā)揮功能，該變速箱改變轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速而將引擎eg的輸出傳遞至驅(qū)動(dòng)輪wc、wd。

[電流供給系統(tǒng)]

電流供給系統(tǒng)1包括轉(zhuǎn)子11、定子12和供給電流調(diào)整部13。轉(zhuǎn)子11和定子12構(gòu)成三相無(wú)刷發(fā)電機(jī)。即，電流供給系統(tǒng)1作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。

轉(zhuǎn)子11包括永久磁鐵。更具體地說(shuō)，轉(zhuǎn)子11包括多個(gè)磁極部111和背軛部112。磁極部111由永久磁鐵制成。背軛部112例如由強(qiáng)磁性材料制成。磁極部111布置在背軛部112和定子12之間。磁極部111附裝至背軛部112。多個(gè)磁極部111被布置成圍繞轉(zhuǎn)子11的旋轉(zhuǎn)軸線沿圓周方向z排列，即在轉(zhuǎn)子11的旋轉(zhuǎn)方向上排列。多個(gè)磁極部111被布置成n極和s極在圓周方向z上交替。發(fā)電機(jī)10是永久磁鐵式三相無(wú)刷發(fā)電機(jī)。用于供給電流的繞組未設(shè)置在轉(zhuǎn)子11上。

定子12布置成與轉(zhuǎn)子11相對(duì)。定子12包括多個(gè)繞組121和定子芯122。定子芯122可以由例如強(qiáng)磁性材料制成。定子芯122形成定子12的磁回路。多個(gè)繞組121纏繞在定子芯122上。定子芯122包括芯本體122a(參見(jiàn)圖2(a))和多個(gè)齒部122b。芯本體122a作為磁軛而發(fā)揮功能。多個(gè)齒部122b從芯本體122a朝向轉(zhuǎn)子11延伸。多個(gè)齒部122b從芯本體122a朝向轉(zhuǎn)子11突出。朝向轉(zhuǎn)子11延伸的齒部122b的前端面與轉(zhuǎn)子11的磁極部111隔著氣隙而彼此相對(duì)。多個(gè)齒部122b在圓周方向z上隔開(kāi)布置并沿圓周方向z排列。多個(gè)繞組121中的每一者纏繞在多個(gè)齒部122b中的每一者上。多個(gè)繞組121中的每一者對(duì)應(yīng)于三相(即u相、v相和w相)中的任一相。與u相、v相和w相相對(duì)應(yīng)的繞組121沿圓周方向z依序布置。

轉(zhuǎn)子11連接至引擎eg的輸出軸c。轉(zhuǎn)子11隨著輸出軸c的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子11的磁極部111以磁極部111與定子芯122的齒部122b相對(duì)的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。若轉(zhuǎn)子11旋轉(zhuǎn)，則與繞組121交鏈的磁通變化。結(jié)果，在繞組121中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。以此方式，電流供給系統(tǒng)1進(jìn)行發(fā)電。電流供給系統(tǒng)1將發(fā)電電流供給至馬達(dá)18。從電流供給系統(tǒng)1輸出的電流被供給至馬達(dá)18。更具體地說(shuō)，從電流供給系統(tǒng)1輸出的電流經(jīng)由轉(zhuǎn)換器d和逆變器j而供給至馬達(dá)18。隨著從電流供給系統(tǒng)1輸出的電流增大，則從轉(zhuǎn)換器d供給至逆變器j的電流增大，使得供給至馬達(dá)18的電流增大。從電流供給系統(tǒng)1輸出的電壓經(jīng)由轉(zhuǎn)換器d和逆變器j供給至馬達(dá)18。

在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子11和定子12具有軸向間隙結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子11和定子12在轉(zhuǎn)子11的旋轉(zhuǎn)軸線方向(軸向)x上彼此相對(duì)。定子12中所具有的多個(gè)齒部122b從芯本體122a向軸向x突出。在本實(shí)施例中，軸向x是轉(zhuǎn)子11和定子12相對(duì)的方向。

供給電流調(diào)整部13調(diào)整供給至馬達(dá)18的電流。供給電流調(diào)整部13根據(jù)向電流供給系統(tǒng)1發(fā)出的電流要求來(lái)改變從繞組121觀察的磁回路的磁阻。從繞組121觀察的磁回路是指通過(guò)定子芯122的磁回路。因此，供給電流調(diào)整部13改變繞組121的電感。以這種方式，供給電流調(diào)整部13調(diào)整供給至馬達(dá)18的電流。從繞組121觀察的磁回路例如是閉環(huán)回路。從繞組121觀察的磁回路為如下回路：該回路通過(guò)繞組121的內(nèi)部路徑從繞組121的內(nèi)部路徑的一端部(靠近轉(zhuǎn)子的端部)到達(dá)相鄰繞組121的內(nèi)部路徑的一端部(靠近轉(zhuǎn)子的端部)，通過(guò)相鄰繞組121的內(nèi)部路徑從相鄰繞組121的內(nèi)部路徑的另一端部(遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的端部)到達(dá)上述繞組121的內(nèi)部路徑的另一端部(遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的端部)。繞組121的內(nèi)部路徑是在繞組121的內(nèi)部設(shè)置為沿轉(zhuǎn)子11和定子12彼此相對(duì)的方向延伸的路徑。從繞組121觀察的磁回路的一部分具有諸如氣隙等的非磁性體間隙。從繞組觀察的磁回路可以例如包括定子芯122和非磁性體間隙。

供給電流調(diào)整部13包括電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131和電流調(diào)整控制部132。

電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131是用于改變從繞組121觀察的磁回路的磁阻的機(jī)構(gòu)。

電流調(diào)整控制部132根據(jù)向電流供給系統(tǒng)1發(fā)出的電流要求來(lái)控制電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131。在本實(shí)施例中，從要求指示部a輸出對(duì)電流供給系統(tǒng)1發(fā)出的電流要求。電流調(diào)整控制部132根據(jù)由要求指示部a所指示的電流要求來(lái)控制電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131。電流調(diào)整控制部132表示本發(fā)明的控制裝置的一個(gè)示例。

電流調(diào)整控制部132例如包括微控制器。電流調(diào)整控制部132包括中央處理部(未示出)和存儲(chǔ)裝置(未示出)。中央處理部基于控制程序而執(zhí)行運(yùn)算處理。存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)程序和與運(yùn)算相關(guān)的數(shù)據(jù)?；蛘?，電流調(diào)整控制部132可以被配置為布線邏輯。電流調(diào)整控制部132附裝至電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131。電流調(diào)整控制部132也可以布置在遠(yuǎn)離電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131的位置。電流調(diào)整控制部132也可兼用于對(duì)引擎eg的燃燒動(dòng)作進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec。

驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec通過(guò)改變引擎eg的轉(zhuǎn)速來(lái)改變轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速。因此，驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec調(diào)整供給至馬達(dá)18的電壓。轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速改變導(dǎo)致供給至馬達(dá)18的電壓改變。這里，轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速的變化與供給電流調(diào)整部13所進(jìn)行的調(diào)整對(duì)供給至馬達(dá)18的電壓和電流的各者的影響的大小不同。通過(guò)改變轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速更易于對(duì)供給至馬達(dá)18的電壓進(jìn)行調(diào)整。

圖2(a)和圖2(b)是用于說(shuō)明設(shè)置在圖1所示的電流供給系統(tǒng)1中的供給電流調(diào)整部13所進(jìn)行的調(diào)整的示意圖。圖2(a)示出了繞組121的電感被設(shè)定為最高可設(shè)定值的狀態(tài)。圖2(b)示出了繞組121的電感被設(shè)定為比圖2(a)小的值的狀態(tài)。

圖2(a)示出了設(shè)置在電流供給系統(tǒng)1中的轉(zhuǎn)子11的一部分和定子12的一部分。本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)1包括spm(surfacepermanentmagnet，表面永磁)發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)子11和定子12彼此相對(duì)。更具體地說(shuō)，轉(zhuǎn)子11的磁極部111和定子12的定子芯122的齒部122b隔著氣隙而彼此相對(duì)。磁極部111朝向定子12而露出。

供給電流調(diào)整部13改變從繞組121觀察的通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻。以這種方式，供給電流調(diào)整部13改變繞組121的電感以調(diào)整供給至馬達(dá)18的電流。更詳細(xì)地說(shuō)，供給電流調(diào)整部13移動(dòng)定子芯122相對(duì)于繞組121的位置。以這種方式，供給電流調(diào)整部13改變從繞組121觀察的通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻。

繞組121被固定至發(fā)電機(jī)的殼體(未示出)。定子芯122被支撐在殼體上，使得定子芯122相對(duì)于繞組121在軸向x上自由移動(dòng)。繞組121未固定至齒部122b。在筒狀的每個(gè)繞組121和每個(gè)齒部122b之間設(shè)置有間隙。該間隙使得齒部122b能夠相對(duì)于繞組121自由移動(dòng)。

供給電流調(diào)整部13的電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131使定子芯122移動(dòng)，以使齒部122b在出入于纏繞成筒狀的繞組121中的方向上移動(dòng)。在本實(shí)施例中，電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131使定子芯122在軸向x上移動(dòng)。電流調(diào)整控制部132根據(jù)電流要求而使電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131動(dòng)作。

在圖2中，為了以易于理解的方式描述定子芯122的移動(dòng)，電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131以小齒輪齒條機(jī)構(gòu)和馬達(dá)的形式示意性地示出。這里，可以采用圖示以外的機(jī)構(gòu)作為使定子芯122移動(dòng)的電流調(diào)整機(jī)構(gòu)131。例如，可以采用具有與定子芯同心布置并與定子芯螺紋接合的圓筒構(gòu)件的機(jī)構(gòu)。這樣的機(jī)構(gòu)能夠通過(guò)例如圓筒構(gòu)件相對(duì)于定子芯旋轉(zhuǎn)來(lái)使定子芯在軸向x上移動(dòng)。

供給電流調(diào)整部13以維持定子芯122相對(duì)于轉(zhuǎn)子11的位置的方式使定子芯122相對(duì)于繞組121的位置移動(dòng)。如圖2所示，虛線q表示轉(zhuǎn)子11在軸向x上與定子芯122連動(dòng)地移動(dòng)。用于維持轉(zhuǎn)子11與定子芯122之間的相對(duì)位置的結(jié)構(gòu)例如通過(guò)軸承部113可旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)子11而形成。軸承部113的位置相對(duì)于定子芯122固定。

圖2(a)和圖2(b)圖示出由磁極部111產(chǎn)生的主要的磁通f1。每個(gè)磁通f1的線表示由磁極部111所產(chǎn)生的磁通f1所通過(guò)的主要的磁回路。磁通f1所通過(guò)的磁回路被稱(chēng)為磁回路f1。

由磁極部111產(chǎn)生的主要的磁通f1通過(guò)磁極部111、磁極部111與齒部122b之間的氣隙、齒部122b、芯本體122a和背軛部112而流動(dòng)。換句話(huà)說(shuō)，磁回路f1由磁極部111、磁極部111和齒部122b之間的氣隙、齒部122b、芯本體122a和背軛部112構(gòu)成。

這里，圖2(a)和圖2(b)示出在圓周方向上布置的多個(gè)齒部122b中的三個(gè)齒部122b。為了易懂地圖示出磁回路f1，圖2(a)和圖2(b)示出了磁極部111與三個(gè)齒部122b中的中間齒部122b相對(duì)的狀態(tài)。

若轉(zhuǎn)子11旋轉(zhuǎn)，則由磁極部111產(chǎn)生并與繞組121交鏈的磁通的量變化。與繞組121交鏈的磁通的量的變化導(dǎo)致繞組121中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。即，進(jìn)行發(fā)電。

繞組121中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓取決于與繞組121交鏈的磁通的量。磁回路f1的磁阻越大，則與繞組121交鏈的磁通的量越少。磁回路f1的磁阻主要取決于齒部122b和磁極部111之間的氣隙的磁阻。齒部122b與磁極部111之間的氣隙的磁阻取決于齒部122b與磁極部111之間的氣隙的氣隙長(zhǎng)度l1。

因此，繞組121中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓取決于齒部122b與磁極部111之間的氣隙的氣隙長(zhǎng)度l1。

圖2(a)和圖2(b)圖示出由繞組121中流通的電流而產(chǎn)生的主要的磁通f2。在進(jìn)行發(fā)電時(shí)，由感應(yīng)電壓所引起的電流在繞組121中流通。在進(jìn)行發(fā)電時(shí)磁通f2通過(guò)在繞組121中流通的電流而產(chǎn)生。每個(gè)磁通f2的線表示由繞組121中的電流所產(chǎn)生的磁通f2所通過(guò)的主要的磁回路。磁通f2所通過(guò)的磁回路被稱(chēng)為磁回路f2。磁回路f2是從繞組121觀察的磁回路。從繞組121觀察的磁回路f2包括通過(guò)繞組121的內(nèi)部并且使磁回路f2整體的磁阻成為最小的路徑。

磁回路f2通過(guò)定子芯122。磁回路f2通過(guò)相鄰的齒部122b。在圖中，示出了在圓周方向上布置的多個(gè)齒部122b中的三個(gè)齒部122b。作為典型示例，圖示出了用于纏繞在三個(gè)齒部122b中的中間齒部122b上的繞組121的磁回路f2。用于某繞組121的磁回路f2通過(guò)纏繞有某繞組121的齒部122b和與某齒部122b相鄰的兩個(gè)齒部122b。

由繞組121中的電流產(chǎn)生的主要的磁通f2通過(guò)齒部122b、芯本體122a和相鄰的兩個(gè)齒部122b之間的氣隙。換句話(huà)說(shuō)，磁回路f2由齒部122b、芯本體122a和相鄰的兩個(gè)齒部122b之間的氣隙構(gòu)成。通過(guò)定子芯122的磁回路f2包含一個(gè)氣隙。磁回路f2的包含氣隙的一部分用粗線表示。磁回路f2的包含氣隙的粗線部分簡(jiǎn)稱(chēng)為氣隙f2a。氣隙f2a位于繞組121和轉(zhuǎn)子11之間。磁回路f2中所包含的氣隙f2a位于繞組121和轉(zhuǎn)子11之間以及相鄰的齒部122b之間。氣隙f2a是非磁性體間隙。磁回路f2的與氣隙f2a相對(duì)應(yīng)的一部分設(shè)置為將相鄰的兩個(gè)齒部122b各自與轉(zhuǎn)子11相對(duì)的部分相連接。

從繞組121觀察的磁回路f2包括相鄰兩個(gè)齒部122b之間的氣隙f2a。磁回路f2實(shí)質(zhì)上不包括轉(zhuǎn)子11的背軛部112。由繞組121中的電流所產(chǎn)生的磁通f2的大部分基于如下理由通過(guò)相鄰的兩個(gè)齒部122b之間的氣隙，而不通過(guò)轉(zhuǎn)子11的背軛部112。

對(duì)于由繞組121中的電流所產(chǎn)生的磁通f2，磁極部111僅被視為磁通的路徑。在本實(shí)施例中，磁極部111包含磁導(dǎo)率比空氣低的永久磁鐵。因此，磁極部111在磁回路f2中被視為與空氣等同。由于磁極部111與空氣等同，因此定子12與轉(zhuǎn)子11之間的氣隙的實(shí)質(zhì)氣隙長(zhǎng)度等于從齒部122b到背軛部112的距離l11。從齒部122b到背軛部112的距離包括軸向x上的磁極部111的厚度。因此，距離l11比從齒部122b到磁極部111的距離l1長(zhǎng)。

此外，在本實(shí)施例中，由繞組121中的電流所產(chǎn)生的磁通f2的量小于由磁極部111的永久磁鐵所產(chǎn)生的磁通的量。由繞組121中的電流所產(chǎn)生的磁通f2的大部分難以到達(dá)隔著氣隙長(zhǎng)度l11的背軛部112。由繞組121中的電流所產(chǎn)生的磁通f2中通過(guò)背軛部112的磁通較少。

因此，由繞組121中的電流所產(chǎn)生的磁通f2的大部分通過(guò)齒部122b之間的氣隙f2a而非通過(guò)轉(zhuǎn)子11的背軛部112。在圖2(a)所示的狀態(tài)下，繞組121的電感被設(shè)定為最高可設(shè)定值。在圖2(a)所示的狀態(tài)下，磁回路f2中所包含的氣隙f2a在磁回路f2的各部分中磁阻最大。氣隙f2a具有比磁回路f2中除氣隙f2a之外的剩余部分f2b大的磁阻。

繞組121的電感取決于從繞組121觀察的磁回路f2的磁阻。繞組121的電感與從繞組121觀察的磁回路f2的磁阻成反比。

這里，從繞組121觀察的磁回路f2的磁阻是由繞組121中的電流所產(chǎn)生的磁通f2流通的磁回路f2的磁阻。從繞組121觀察的通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻包括相鄰的兩個(gè)齒部122b之間的氣隙f2a的磁阻。在嚴(yán)格意義上，由繞組121中的電流產(chǎn)生的磁通f2通過(guò)定子12和轉(zhuǎn)子11兩者。然而，如上所述，由繞組121中的電流所產(chǎn)生的磁通的大部分通過(guò)相鄰的兩個(gè)齒部122b之間的氣隙f2a，而不通過(guò)轉(zhuǎn)子11的背軛部112。因此，與取決于通過(guò)轉(zhuǎn)子11的磁回路f1的磁阻相比，從繞組121觀察的磁阻更大地取決于通過(guò)定子12的磁回路f2的磁阻。即，與取決于從繞組121側(cè)觀察時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)子11的磁回路f1的磁阻相比，繞組121的電感更大地取決于從繞組121側(cè)觀察時(shí)通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻。因此，繞組121的電感實(shí)質(zhì)上取決于從繞組121側(cè)觀察時(shí)通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻。

供給電流調(diào)整部13根據(jù)電流要求而使定子芯122相對(duì)于繞組121的相對(duì)位置移動(dòng)。以這種方式，供給電流調(diào)整部13改變從繞組121觀察的通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻。以這種方式，供給電流調(diào)整部13改變繞組121的電感。例如，在供給電流調(diào)整部13使定子芯122沿著箭頭x1所指的方向移動(dòng)的情況下，定子芯122的齒部122b朝向從纏繞成筒狀的繞組121中脫離的方向移動(dòng)。

圖2(b)示出了具有比圖2(a)所示的狀態(tài)小的電感的狀態(tài)。

若定子芯122的齒部122b從繞組121中脫離，則繞組121中所存在的定子芯122的量減少。結(jié)果，繞組121中的磁通擴(kuò)大。從從繞組121觀察的磁回路f2的角度考慮，構(gòu)成磁回路f2的氣隙f2a的長(zhǎng)度變長(zhǎng)。這增大了繞組121和轉(zhuǎn)子11之間的氣隙f2a的磁阻。即，磁阻最大的氣隙f2a的磁阻增大。結(jié)果，從繞組121觀察的通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻增大。因此，繞組121的電感減小。

供給電流調(diào)整部13改變磁阻最大的氣隙f2a的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部13改變通過(guò)相鄰的齒部122b的磁回路f2的磁阻。與例如改變除氣隙f2a以外的部分的磁阻相比，這可能導(dǎo)致繞組121的電感較大地變化。

此外，供給電流調(diào)整部13改變繞組121的電感使得繞組121的電感的變化率高于與繞組121交鏈的磁通的變化率。以這種方式，供給電流調(diào)整部13調(diào)整電流。根據(jù)本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)1的供給電流調(diào)整部13以維持定子芯122相對(duì)于轉(zhuǎn)子11的位置的方式使定子芯122相對(duì)于繞組121的位置移動(dòng)。

若供給電流調(diào)整部13沿箭頭x1的方向移動(dòng)定子芯122，轉(zhuǎn)子11也連動(dòng)地沿箭頭x1的方向移動(dòng)。因此，定子芯122相對(duì)于轉(zhuǎn)子11的位置得以維持。

由于維持了定子芯122相對(duì)于轉(zhuǎn)子11的位置，因此能夠抑制當(dāng)定子芯122移動(dòng)時(shí)可能引起的齒部122b與磁極部111之間的氣隙長(zhǎng)度l1的變化。因此，抑制從磁極部111向定子芯122流動(dòng)的磁通f1的變化。即，抑制與繞組121交鏈的磁通f1的變化。

圖3是示意性地示出圖2(a)所示的供給電流調(diào)整部13的繞組121的等效電路的電路圖。

如圖3所示，繞組121(參見(jiàn)圖2)電性地包括ac電壓源121a、電感器121b和電阻121c。

ac電壓源121a輸出的感應(yīng)電壓e主要取決于轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速ω和與繞組121交鏈的磁通φ(即磁通f1)的乘積。電感器121b的電感l(wèi)主要取決于從繞組121觀察的通過(guò)定子12的磁回路f2的磁阻。電阻121c的電阻值r為繞組電阻。繞組121的阻抗示意性地表示為：((ωl)²+r²)^1/2。

供給電流調(diào)整部13根據(jù)電流要求而使定子芯122相對(duì)于繞組121的相對(duì)位置移動(dòng)。因此，供給電流調(diào)整部13改變從繞組121觀察的通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部13改變繞組121的電感l(wèi)。改變電感l(wèi)導(dǎo)致阻抗的變化。結(jié)果，從電流供給系統(tǒng)1供給的電流得以調(diào)整。

供給電流調(diào)整部13改變繞組121的電感使得與繞組121交鏈的磁通φ的變化率低于繞組121的電感l(wèi)的變化率，從而調(diào)整電流。以這種方式，供給電流調(diào)整部13調(diào)整電流i。因此，以感應(yīng)電壓e的變化較小的方式來(lái)調(diào)整電流。

在車(chē)輛v中，作為對(duì)從電流供給系統(tǒng)1供給的電流進(jìn)行調(diào)整的方法，除由供給電流調(diào)整部13進(jìn)行調(diào)整之外，也可以考慮改變引擎eg的輸出(旋轉(zhuǎn)功率)。驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec改變引擎eg的轉(zhuǎn)速，以改變轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速ω，從而調(diào)整供給至馬達(dá)18的電壓。

引擎eg的輸出(旋轉(zhuǎn)功率)主要改變輸出軸c的轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速ω。轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速ω影響繞組121的感應(yīng)電壓e和阻抗((ωl)²+r²)^1/2兩者。因此，僅采用改變引擎eg的輸出軸c的轉(zhuǎn)速的方法不能避免供給電壓和供給電流之間的高連動(dòng)性。

在此方面，電流供給系統(tǒng)1根據(jù)電流要求使定子芯122相對(duì)于繞組121的位置移動(dòng)，以改變從繞組121觀察的通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻。結(jié)果，繞組121的電感改變。因此，改變從繞組121觀察的磁回路f2的磁阻時(shí)所獲得的電流變化與電壓變化的比率與改變轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速ω時(shí)所獲得的電流變化與電壓變化的比率不同。例如與僅由電流驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec改變引擎eg的輸出軸c的轉(zhuǎn)速的情況相比，本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)能夠一面抑制電壓變化和電流變化的連動(dòng)性，一面調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。

例如，本實(shí)施例的供給電流調(diào)整部13以維持定子芯122相對(duì)于轉(zhuǎn)子11的位置的方式使定子芯122相對(duì)于繞組121的位置移動(dòng)。這使得能夠一面抑制電壓的制約的影響，一面調(diào)整電流。

供給電流調(diào)整部13能夠一面抑制電壓的制約的影響一面調(diào)整電流。它能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的引擎eg和轉(zhuǎn)速范圍較窄的引擎eg兩者相兼容，并且能夠更適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

例如，在電流供給系統(tǒng)1中，供給電流調(diào)整部13根據(jù)增大電流的要求而增大從繞組121觀察的磁回路f2的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部13減少繞組121的電感。結(jié)果，可以增大供給至作為電負(fù)載裝置的馬達(dá)18的電流。

供給電流調(diào)整部13通過(guò)改變位于繞組121和轉(zhuǎn)子11之間的氣隙f2a的磁阻來(lái)改變繞組121的電感。在繞組121和轉(zhuǎn)子11之間，磁極部111隨著轉(zhuǎn)子11的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)導(dǎo)致產(chǎn)生交替磁場(chǎng)。例如，減少繞組121和轉(zhuǎn)子11之間的氣隙f2a的磁阻導(dǎo)致交替磁場(chǎng)的損耗減少。確切地說(shuō)，通過(guò)氣隙f2a的磁回路f2中的磁損耗減小。損耗的減少允許輸出更大的電流。因此，能夠增大供給至作為電負(fù)載裝置的馬達(dá)18的電流的調(diào)整量。

電流供給系統(tǒng)1改變從繞組121觀察的通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻，以改變繞組121的電感，從而調(diào)整供給至馬達(dá)18的電流。因此，電流供給系統(tǒng)1能夠一面抑制繞組121的厚度和磁鐵量的增大，一面調(diào)整供給至馬達(dá)18的電流。這允許電流供給系統(tǒng)1自身的小型化。

在本實(shí)施例中，定子芯122相對(duì)于繞組121的相對(duì)位置的移動(dòng)導(dǎo)致從繞組121觀察的磁回路f2的磁阻的變化。結(jié)果，繞組121的電感l(wèi)被改變，使得電流被調(diào)整。本實(shí)施例由于通過(guò)改變從繞組121觀察的通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻來(lái)改變電感l(wèi)，因此可以慢慢地改變電感l(wèi)。

作為改變電感的方法，還可以考慮改變繞組的實(shí)質(zhì)匝數(shù)，而非改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻。例如，可以考慮選擇性地切換設(shè)置在繞組一端的端子與設(shè)置在繞組中間的端子以用作電流輸出端子。也可考慮使設(shè)置在繞組中間的端子與其他端子短路。這會(huì)改變影響電流的實(shí)質(zhì)匝數(shù)。結(jié)果，電感被改變。

這里，在改變繞組的實(shí)質(zhì)匝數(shù)的情況下，實(shí)質(zhì)匝數(shù)瞬間較大地改變。因此，繞組產(chǎn)生過(guò)大的電壓。另外，易于在短時(shí)間內(nèi)流通過(guò)大的電流。在改變實(shí)質(zhì)匝數(shù)的情況下，需要提供用于切換電流的開(kāi)關(guān)元件。此外，為了承受過(guò)大的電壓，要求開(kāi)關(guān)元件具有高擊穿電壓。為了應(yīng)對(duì)過(guò)大的電流的變化，繞組需要由粗線制成。由于這些原因，改變繞組的實(shí)質(zhì)匝數(shù)的方法效率較低。此外，系統(tǒng)的尺寸增大。

在本實(shí)施例中，通過(guò)定子芯122的磁回路f2的磁阻發(fā)生改變，使得繞組121的電感l(wèi)變化。因此，繞組121的電感l(wèi)可以慢慢地變化。這可以抑制繞組121中產(chǎn)生的電壓的急劇上升。因此，可將具有低擊穿電壓的零件連接至電流供給系統(tǒng)1。這提供了較高的效率。這也無(wú)需提供用于切換電流的開(kāi)關(guān)元件。這也允許繞組使用較細(xì)的線材。抑制電流供給系統(tǒng)1的尺寸增大。

以這種方式，電流供給系統(tǒng)1可小型化，能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的引擎eg和轉(zhuǎn)速范圍較窄的引擎eg兩者相兼容，并且能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

包括電流供給系統(tǒng)1的電力供給系統(tǒng)p(參見(jiàn)圖1)通過(guò)驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec和供給電流調(diào)整部13兩者來(lái)調(diào)整電力。驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec所進(jìn)行的調(diào)整改變電流和電壓兩者。供給電流調(diào)整部13所進(jìn)行的調(diào)整還改變電流和電壓兩者。由驅(qū)動(dòng)源轉(zhuǎn)速調(diào)整部ec引起的轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速的變化與由供給電流調(diào)整部13所進(jìn)行的調(diào)整相比對(duì)供給至馬達(dá)18的電壓和電流的各者的影響的大小不同。轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速的變化與由供給電流調(diào)整部13所進(jìn)行的調(diào)整相比，對(duì)供給至馬達(dá)18的電壓的影響更大。由于本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)1能夠提高供給至電負(fù)載裝置的電流的調(diào)整與電壓的調(diào)整之間的獨(dú)立性，因此可進(jìn)行響應(yīng)于電流要求和電壓要求各者的調(diào)整。

[第二實(shí)施例]

接著，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在下面給出的第二實(shí)施例的說(shuō)明中，主要對(duì)與上述第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說(shuō)明。

圖4(a)和圖4(b)是用于說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的設(shè)置在電流供給系統(tǒng)中的供給電流調(diào)整部所進(jìn)行的調(diào)整的示意圖。圖4(a)示出繞組221的電感被設(shè)定為最高可設(shè)定值的狀態(tài)。圖4(b)示出繞組221的電感被設(shè)定為比圖4(a)小的值的狀態(tài)。

圖4(a)所示的繞組221、定子芯222和轉(zhuǎn)子21之間的位置關(guān)系與參照?qǐng)D2(a)所述的第一實(shí)施例的位置關(guān)系相同。

磁回路f21是由磁極部211產(chǎn)生的磁通所通過(guò)的磁回路。磁回路f22是從繞組221觀察的磁回路。從繞組221觀察的磁回路f22包括通過(guò)繞組221的內(nèi)部且磁回路f22整體的磁阻最小的路徑。磁回路f22通過(guò)定子芯222。磁回路f22通過(guò)相鄰的兩個(gè)齒部222b。

通過(guò)定子芯222的磁回路f22包括氣隙f22a。氣隙f22a位于繞組221和轉(zhuǎn)子21之間。磁回路f22中包含的氣隙f22a位于繞組221和轉(zhuǎn)子21之間以及相鄰的兩個(gè)齒部222b之間。氣隙f22a是非磁性體間隙。磁回路f22中包含的氣隙f22a設(shè)置為將相鄰的兩個(gè)齒部222b各自與轉(zhuǎn)子21相對(duì)的部分相連接。

從繞組221觀察的磁回路f22不通過(guò)轉(zhuǎn)子21的背軛部212。從繞組221觀察的磁回路f22包括相鄰的兩個(gè)齒部222b之間的氣隙f22a。

在圖4(a)所示的狀態(tài)下，磁回路f22中包含的氣隙f22a在磁回路f22的各部分中磁阻最大。氣隙f22a具有比磁回路f22中除氣隙f22a之外的剩余部分f22b大的磁阻。

在圖4(a)所示的電流供給系統(tǒng)2中，供給電流調(diào)整部23根據(jù)對(duì)電流供給系統(tǒng)2發(fā)出的電流要求而使繞組221移動(dòng)。因此，供給電流調(diào)整部23改變從繞組221觀察的磁回路f22的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部23改變繞組221的電感，以調(diào)整供給至馬達(dá)18(參見(jiàn)圖1)的電流。

供給電流調(diào)整部23在未使定子芯222移動(dòng)的情況下而使繞組221移動(dòng)。

更具體地說(shuō)，定子芯222固定在殼體(未示出)上。轉(zhuǎn)子21可旋轉(zhuǎn)地支撐在殼體上。轉(zhuǎn)子21相對(duì)于軸向x固定。繞組221支撐在殼體上，使得繞組221可相對(duì)于殼體在軸向x上自由移動(dòng)。

供給電流調(diào)整部23的電流調(diào)整機(jī)構(gòu)231使繞組221在使得齒部222b移入和移出筒狀繞組221的方向上移動(dòng)。在本實(shí)施例中，電流調(diào)整機(jī)構(gòu)231使繞組221在軸向x上移動(dòng)。電流調(diào)整機(jī)構(gòu)231例如使繞組221沿箭頭x2所指的方向移動(dòng)。纏繞在齒部222b上的所有繞組221一體地或一起移動(dòng)。電流調(diào)整控制部232根據(jù)電流要求而使電流調(diào)整機(jī)構(gòu)231動(dòng)作。

圖4(b)示出了具有比圖4(a)所示的狀態(tài)小的電感的狀態(tài)。圖4(b)中所示的狀態(tài)是繞組221沿箭頭x2的方向移動(dòng)之后的狀態(tài)。

在本實(shí)施例中，供給電流調(diào)整部23僅使繞組221移動(dòng)。以這種方式，供給電流調(diào)整部23根據(jù)電流要求而使定子芯222相對(duì)于繞組221的位置移動(dòng)。因此，供給電流調(diào)整部23改變從繞組221觀察的通過(guò)定子芯222的磁回路f22的磁阻。

例如，當(dāng)繞組221沿箭頭x2的方向(即朝向轉(zhuǎn)子21)移動(dòng)時(shí)，定子芯222的齒部222b從繞組221中脫離。齒部222b從繞組221中脫離使繞組221中存在的定子芯222的量減少。結(jié)果，從繞組221觀察的磁回路f22中包含的氣隙f22a的長(zhǎng)度變長(zhǎng)。這增大了繞組221和轉(zhuǎn)子21之間的氣隙f22a的磁阻。即，磁阻最大的氣隙f22a的磁阻增大。結(jié)果，從繞組221觀察的磁回路f22的磁阻增大。因此，繞組221的電感減小。

供給電流調(diào)整部23改變磁阻最大的氣隙f22a的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部23改變通過(guò)相鄰的齒部222b的磁回路f22的磁阻。因此，與例如改變除氣隙f22a之外的部分f22b的磁阻的情況相比，繞組221的電感易于發(fā)生較大的變化。

以這種方式，供給電流調(diào)整部23改變繞組221的電感。因此，與第一實(shí)施例類(lèi)似地，電流供給系統(tǒng)2可小型化，能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的引擎eg和轉(zhuǎn)速范圍較窄的引擎eg兩者相兼容，并且能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

例如，在電流供給系統(tǒng)2中，供給電流調(diào)整部23根據(jù)增大電流的要求，而增大從繞組221觀察的磁回路f22的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部23減小繞組221的電感。結(jié)果，可以增大供給至作為電負(fù)載裝置的馬達(dá)18(參見(jiàn)圖1)的電流。

供給電流調(diào)整部23通過(guò)改變位于繞組221和轉(zhuǎn)子21之間的氣隙f22a的磁阻來(lái)改變繞組221的電感。該結(jié)果導(dǎo)致交替磁場(chǎng)損耗減小。因此，能夠增大供給至作為電負(fù)載裝置的馬達(dá)18的電流的調(diào)整量。

此外，僅使繞組221移動(dòng)的本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)2能夠以維持定子芯222相對(duì)于轉(zhuǎn)子21的位置的方式使定子芯222相對(duì)于繞組221的位置移動(dòng)。

[第三實(shí)施例]

接著，對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在下面給出的第三實(shí)施例的說(shuō)明中，主要對(duì)與上述第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說(shuō)明。

圖5是示出根據(jù)第三實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)的示意圖。

圖5所示的電流供給系統(tǒng)3設(shè)置有定子芯322，定子芯322包括多個(gè)第一定子芯部323和第二定子芯部324。

多個(gè)第一定子芯部323中的每一者設(shè)置有隔著氣隙與轉(zhuǎn)子31相向的相向部323a。多個(gè)第一定子芯部323隔開(kāi)間隔地呈環(huán)狀布置。即，多個(gè)第一定子芯部323沿圓周方向z排列。多個(gè)第一定子芯部323在定子32中作為主要的齒部而發(fā)揮功能。在本說(shuō)明書(shū)中，第一定子芯部323也被稱(chēng)為第一齒部323。第一定子芯部323的相向部323a的圓周方向z上的長(zhǎng)度長(zhǎng)于第一定子芯部323的除相向部323a以外的任意部分的圓周方向z上的長(zhǎng)度。繞組321纏繞在每個(gè)第一定子芯部323上。

第二定子芯部324隔著第一定子芯部323而布置在與轉(zhuǎn)子31相對(duì)的位置。第一定子芯部323布置在第二定子芯部324與轉(zhuǎn)子31之間。第二定子芯部324未設(shè)置有與轉(zhuǎn)子31相向的相向部323a。第二定子芯部324包括環(huán)狀的定子磁軛部324a和多個(gè)第二齒部324b。第二齒部324b從定子磁軛部324a朝向第一定子芯部323突出。第二齒部324b的數(shù)量等于第一定子芯部323的數(shù)量。定子磁軛部324a和第二齒部324b磁耦合。第二齒部324b可以與定子磁軛部324a一體地形成?；蛘?，第二齒部324b可以與定子磁軛部324a分開(kāi)地形成，使得它們可附接至定子磁軛部324a。第二齒部324b被布置成沿圓周方向z排列。第二齒部324b隔開(kāi)與第一定子芯部323相等的間隔呈環(huán)狀布置。

本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)3的供給電流調(diào)整部33使定子芯322的一部分相對(duì)于繞組321的位置移動(dòng)。供給電流調(diào)整部33使第一定子芯部323和第二定子芯部324中的一者相對(duì)于另一者移動(dòng)。以這種方式，供給電流調(diào)整部33改變從繞組321觀察的磁回路f32的磁阻。以這種方式，供給電流調(diào)整部33調(diào)整供給至馬達(dá)18的電流。

電流調(diào)整機(jī)構(gòu)331由電流調(diào)整控制部332控制。更具體地說(shuō)，第一定子芯部323固定在殼體(未圖示)上。第二定子芯部324被支撐為能夠沿圓周方向z旋轉(zhuǎn)。供給電流調(diào)整部33的電流調(diào)整機(jī)構(gòu)331使第二定子芯部324圍繞轉(zhuǎn)子31的旋轉(zhuǎn)軸線沿圓周方向z旋轉(zhuǎn)。以這種方式，電流調(diào)整機(jī)構(gòu)331使第二定子芯部324從第一狀態(tài)(參見(jiàn)圖6(a))移動(dòng)到第二狀態(tài)(參見(jiàn)圖6(b))。

圖6(a)是示出圖5所示的定子32處于第一狀態(tài)的示意圖。圖6(b)是示出圖5所示的定子32處于第二狀態(tài)的示意圖。

在圖6(a)所示的狀態(tài)下，繞組321的電感被設(shè)定為最高可設(shè)定值。在圖6(b)所示的狀態(tài)下，繞組321的電感被設(shè)定為比圖6(a)小的值。

在圖6(a)所示的第一狀態(tài)下，在圓周方向z上，多個(gè)第二齒部324b中的每一者面向多個(gè)第一定子芯部件323中的每一者。在第一狀態(tài)下，多個(gè)第一定子芯部323的每一者與第二定子芯部324之間的氣隙長(zhǎng)度l32短于多個(gè)第一定子芯部323中相鄰的第一定子芯部之間的氣隙長(zhǎng)度l33。更確切地說(shuō)，氣隙長(zhǎng)度l33是在第一定子芯部323的以下各部分之間形成的氣隙的長(zhǎng)度：這些部分中的每一者在轉(zhuǎn)子31與定子32彼此相對(duì)的方向上布置在繞組321和轉(zhuǎn)子31之間。

在圖6(b)所示的第二狀態(tài)下，在圓周方向z上，多個(gè)第二齒部324b中的每一者位于相鄰的第一定子芯部323之間。在第二狀態(tài)下，多個(gè)第一齒部324b中的每一者與第二定子芯部324之間的氣隙長(zhǎng)度l34長(zhǎng)于多個(gè)第一定子芯部323中相鄰的第一定子芯部323之間的氣隙長(zhǎng)度l33。

隨后對(duì)根據(jù)第三實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)3的供給電流調(diào)整部33所進(jìn)行的調(diào)整進(jìn)行說(shuō)明。

圖6(a)和圖6(b)圖示出由磁極部311產(chǎn)生的磁通所通過(guò)的磁回路f31和從繞組321觀察的磁回路f32。從繞組321觀察的磁回路f32包括通過(guò)繞組321的內(nèi)部且磁回路f32整體的磁阻最小的路徑。磁回路f32通過(guò)定子芯322。磁回路f32通過(guò)相鄰的第一定子芯部323(第一齒部323)。

磁回路f32包括三個(gè)氣隙。磁回路f32中與相鄰的兩個(gè)第一定子芯部件323(第一齒部323)之間的氣隙相對(duì)應(yīng)的部分被稱(chēng)為氣隙f32a。磁回路f32中與相鄰的兩個(gè)第一定子芯部323(第一齒部323)的每一者和第二定子芯部324之間的氣隙相對(duì)應(yīng)的部分被稱(chēng)為氣隙f32c。相鄰的兩個(gè)第一定子芯部323(第一齒部323)之間的氣隙f32a位于繞組321與轉(zhuǎn)子31之間。磁回路f32中包含的氣隙f32a位于繞組321與轉(zhuǎn)子321之間以及相鄰的兩個(gè)第一定子芯部件323(第一齒部323)之間。氣隙f32a被設(shè)置為將相鄰的兩個(gè)第一定子芯部323(第一齒部323)各自的相互相對(duì)的端面相連接。

在圖6(a)所示的第一狀態(tài)下，多個(gè)第一定子芯部323(第一齒部323)中的每一者與第二定子芯部324之間的氣隙長(zhǎng)度l32短于多個(gè)第一定子芯部323(第一齒部323)中相鄰的第一定子芯部之間的氣隙長(zhǎng)度l33。氣隙長(zhǎng)度l33在磁回路f32中是最長(zhǎng)的氣隙長(zhǎng)度。因此，在第一狀態(tài)下，相鄰的第一定子芯部323之間的氣隙f32a在從繞組321觀察的磁回路f32的各部分中磁阻最大。氣隙f32a具有比磁回路f32中除氣隙f32a之外的剩余部分f32b、f32c和f32d中任一者的磁阻均大的磁阻。氣隙f32a的磁阻大于第一定子芯部323與第二定子芯部324之間的氣隙f32c的磁阻。

由繞組321中的電流產(chǎn)生的磁通f32通過(guò)相鄰的第一定子芯部323和第二定子芯部324流動(dòng)，如圖6(a)所示。從繞組321觀察的磁回路f32的磁阻取決于相鄰的第一定子芯部323之間的氣隙長(zhǎng)度l33。

由磁極部311產(chǎn)生的磁通f31通過(guò)相鄰的兩個(gè)第一定子芯部件323。更詳細(xì)地說(shuō)，磁通f31通過(guò)一個(gè)磁極部311、磁極部311與第一定子芯部323之間的間隙、第一定子芯部323、第二定子芯部324、相鄰的第一定子芯部323、第一定子芯部323與磁極部311之間的間隙、相鄰的磁極部311、和背軛部312。在圖6(a)所示的第一狀態(tài)下，磁極部311的磁通f31通過(guò)相鄰的兩個(gè)第一定子芯部323、和第二定子芯部324。

在圖6(b)所示的第二狀態(tài)下，多個(gè)第一定子芯部323中的每一者和第二定子芯部324之間的氣隙長(zhǎng)度l34長(zhǎng)于多個(gè)第一定子芯部323中的相鄰的第一定子芯部之間的氣隙長(zhǎng)度l33。因此，從繞組321觀察的通過(guò)定子芯322的磁回路f32的磁阻受第一定子芯部323與第二定子芯部324之間的氣隙長(zhǎng)度l34的影響。結(jié)果，在第二狀態(tài)下，從繞組321觀察的通過(guò)定子芯322的磁回路f32的磁阻大于第一狀態(tài)下的磁阻。

由磁極部311產(chǎn)生的磁通f31通過(guò)一個(gè)磁極部311、磁極部311與第一定子芯部323之間的間隙和第一定子芯部323。磁通f31從第一定子芯部323直接向相鄰的第一定子芯部323流動(dòng)。由磁極部311產(chǎn)生的磁通f31通過(guò)相鄰的兩個(gè)第一定子芯部323之間的間隙。在第二狀態(tài)下，切換由磁極部311產(chǎn)生的磁通f31的路徑，如上所述。在第二狀態(tài)下，即使沒(méi)有切換磁通f31的路徑，至少由磁極部311產(chǎn)生的磁通f31中通過(guò)相鄰的兩個(gè)第一定子芯部323之間的間隙的一部分磁通會(huì)增大。磁通f31中通過(guò)相鄰的兩個(gè)第一定子芯部323之間的間隙的一部分磁通的增大導(dǎo)致氣隙f32a的磁阻的實(shí)質(zhì)上增大。在磁性上，這等效于相鄰的兩個(gè)第一定子芯部323之間的氣隙長(zhǎng)度l33增大。因此，包括氣隙f32a的磁回路f32的磁阻進(jìn)一步增大。繞組321的電感的變化率高于由磁極部311產(chǎn)生并與繞組321鉸鏈的磁通的變化率。

如上所述，繞組321的電感具有與繞組321的磁阻成反比的傾向。因此，第二狀態(tài)下的繞組321的電感小于第一狀態(tài)下的繞組321的電感。

供給電流調(diào)整部33根據(jù)增大電流的要求，使第一定子芯部323和第二定子芯部324中的一者相對(duì)于另一者移動(dòng)，以便從第一狀態(tài)(參見(jiàn)圖6(a))移位至第二狀態(tài)(參見(jiàn)6(b))。以這種方式，供給電流調(diào)整部33改變從繞組321觀察的磁回路f32的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部33改變繞組321的電感。以這種方式，供給電流調(diào)整部33調(diào)整供給至馬達(dá)18(參見(jiàn)圖1)的電流。

供給電流調(diào)整部33改變氣隙f32a的磁阻。供給電流調(diào)整部33在不改變作為相鄰的齒部的第一定子芯部323之間的氣隙長(zhǎng)度l33的情況下而改變氣隙f32a的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部33改變通過(guò)作為相鄰的齒部的第一定子芯部323的磁回路f32的磁阻。在第一狀態(tài)下，氣隙f32a在磁回路f32的各部分中磁阻最大。因此，例如與改變除氣隙f32a之外的部分的磁阻的情況相比，繞組321的電感的變化更大。

供給電流調(diào)整部33通過(guò)改變位于繞組321和轉(zhuǎn)子31之間的氣隙f32a的磁阻來(lái)改變繞組321的電感。該結(jié)果導(dǎo)致交替磁場(chǎng)損耗減少。因此，能夠增大供給至作為電負(fù)載裝置的馬達(dá)18的電流的調(diào)整量。

圖7是示出相對(duì)于圖5所示的電流供給系統(tǒng)3的轉(zhuǎn)子31的轉(zhuǎn)速的輸出電流特性的曲線圖。

在圖7的曲線圖中，虛線h1表示圖6(a)所示的第一狀態(tài)下的輸出電流特性。在電流供給系統(tǒng)3具有虛線h1所示的輸出電流特性的情況下，電流供給系統(tǒng)3以在圖7的曲線圖中輸出電流與轉(zhuǎn)速的組合位于虛線h1以下的區(qū)域中的方式動(dòng)作。實(shí)線h2表示圖6(b)所示的第二狀態(tài)下的輸出電流特性。在電流供給系統(tǒng)3具有由實(shí)線h2所示的輸出電流特性的情況下，電流供給系統(tǒng)3以輸出電流和轉(zhuǎn)速的組合位于實(shí)線h2以下的區(qū)域中的方式動(dòng)作。這里，圖7的曲線圖通過(guò)以易于理解的方式描述電流控制而示出了當(dāng)不使供給電壓調(diào)整部34(參見(jiàn)圖5)動(dòng)作時(shí)所獲得的特性。

參照?qǐng)D7的曲線圖對(duì)電流供給系統(tǒng)3中進(jìn)行的調(diào)整進(jìn)行說(shuō)明。

著眼于在虛線h1所示的第一狀態(tài)中所獲得的輸出電流，輸出電流隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大。因此，電流供給系統(tǒng)3的輸出電流也可通過(guò)轉(zhuǎn)子31的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整。轉(zhuǎn)子31的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)于引擎eg的輸出軸c(參見(jiàn)圖1)的轉(zhuǎn)速。

在第一狀態(tài)下，輸出電流在轉(zhuǎn)子31的轉(zhuǎn)速相對(duì)較小的區(qū)域，隨著轉(zhuǎn)速的增大而急劇地增大。在第一狀態(tài)下，輸出電流在轉(zhuǎn)速相對(duì)較高的區(qū)域，隨著轉(zhuǎn)速的增大而平穩(wěn)地增大。即，在轉(zhuǎn)速相對(duì)較高的區(qū)域中，相對(duì)于轉(zhuǎn)速的變化的輸出電流的變化率較小。

例如，如果電流供給系統(tǒng)3固定在第一狀態(tài)，則需要轉(zhuǎn)子31的轉(zhuǎn)速顯著地增大，以便在相對(duì)于轉(zhuǎn)速的變化的輸出電流的變化率較小的區(qū)域中增大輸出電流。

例如，當(dāng)車(chē)輛v(參見(jiàn)圖1)在行駛期間開(kāi)始爬坡或者超過(guò)其他車(chē)輛時(shí)，高速行駛的車(chē)輛需要更大的馬達(dá)18的轉(zhuǎn)矩。在這種情況下發(fā)出增大電流的要求。

如果在供給電流調(diào)整部33的狀態(tài)固定的情況下發(fā)出用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步加速的增大電流的要求，則需要進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)子31的轉(zhuǎn)速，即引擎eg的轉(zhuǎn)速。即，為了增大輸出電流，需要過(guò)度增大引擎eg的旋轉(zhuǎn)功率。

例如，假設(shè)以下情形，即，當(dāng)轉(zhuǎn)速為n1并且輸出電流為i1時(shí)，發(fā)出增大電流的要求，使得電流需要增大到i2。在這種情況下，如果電流供給系統(tǒng)3固定在與曲線圖中的h1相對(duì)應(yīng)的第一狀態(tài)，則轉(zhuǎn)子31的轉(zhuǎn)速會(huì)過(guò)度增大。換句話(huà)說(shuō)，引擎eg的轉(zhuǎn)速過(guò)度增大。這會(huì)降低引擎eg本身的燃料效率。

繞組321的感應(yīng)電壓與轉(zhuǎn)子31的轉(zhuǎn)速大致成正比。轉(zhuǎn)速的顯著增大導(dǎo)致感應(yīng)電壓的顯著增大。為了承受電壓的顯著增大，電氣零件需要具有高擊穿電壓，這導(dǎo)致因電氣零件的擊穿電壓增大而產(chǎn)生效率降低和系統(tǒng)的尺寸增大。

從實(shí)現(xiàn)燃料效率提高和小型化的觀點(diǎn)出發(fā)，考慮縮小引擎eg的轉(zhuǎn)速范圍?？s小引擎eg的轉(zhuǎn)速范圍導(dǎo)致縮小輸出電流的范圍。

在本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)3中，供給電流調(diào)整部33根據(jù)電流要求改變從繞組321觀察的通過(guò)定子芯322的磁回路f32的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部33改變繞組321的電感。因此，供給電流調(diào)整部33調(diào)整供給至馬達(dá)18的電流。具體地說(shuō)，供給電流調(diào)整部33使第二定子芯部324移動(dòng)以便從第一狀態(tài)(參見(jiàn)圖6(a))移位至第二狀態(tài)(參見(jiàn)圖6(b))。以這種方式，供給電流調(diào)整部33能夠使輸出電流特性從虛線h1所示的特性改變?yōu)閳D7的實(shí)線h2所示的特性。

對(duì)于輸出電流特性，例如，在普通發(fā)電機(jī)中，增大繞組的厚度或磁鐵量使得可以確保在轉(zhuǎn)速較低的區(qū)域中輸出電流如圖7的虛線h1所示的那樣。此外，在普通發(fā)電機(jī)中，增大繞組的厚度或磁鐵量使得可以獲得如下特性：在轉(zhuǎn)速較高的區(qū)域中，輸出電流如實(shí)線h2所示的那樣隨著轉(zhuǎn)速增大而增大。然而，增大繞組的厚度或磁體的數(shù)量導(dǎo)致電流供給系統(tǒng)本身的尺寸增大。

作為對(duì)供給至馬達(dá)18的電流進(jìn)行調(diào)整的方法，例如，可考慮使用dc-dc轉(zhuǎn)換器。然而，配置為輸入和輸出能夠驅(qū)動(dòng)車(chē)輛v的電力的dc-dc轉(zhuǎn)換器不能避免其零件(諸如內(nèi)置的變壓器等)響應(yīng)于所需電力的增大而尺寸增大。

在本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)3中，供給電流調(diào)整部33根據(jù)電流要求而改變從繞組321觀察的通過(guò)定子芯322的磁回路f32的磁阻。因此，供給電流調(diào)整部33改變繞組321的電感。這使得能夠在不增大繞組的厚度或磁鐵量的情況下根據(jù)電流要求而調(diào)整電流。

即，本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)3能夠小型化。此外，本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)3能夠與轉(zhuǎn)速范圍較寬的引擎eg和轉(zhuǎn)速范圍較窄的引擎eg兩者相兼容，并且能夠適當(dāng)?shù)毓┙o電流。

隨后，再次參照?qǐng)D5對(duì)電流供給系統(tǒng)3的供給電壓調(diào)整部34進(jìn)行說(shuō)明。

電流供給系統(tǒng)3除了供給電流調(diào)整部33之外還包括供給電壓調(diào)整部34。

供給電壓調(diào)整部34改變從轉(zhuǎn)子31的磁極部311輸出并與繞組321交鏈的交鏈磁通。因此，供給電壓調(diào)整部34改變繞組321的感應(yīng)電壓，從而調(diào)整供給至馬達(dá)18的電壓。具體地說(shuō)，供給電壓調(diào)整部34使轉(zhuǎn)子31在軸向x上移動(dòng)。因此，供給電壓調(diào)整部34改變轉(zhuǎn)子31和定子之間的氣隙長(zhǎng)度l31。轉(zhuǎn)子31沿軸向x的移動(dòng)例如通過(guò)被配置為使軸承部313沿軸向x移動(dòng)的電壓供給調(diào)整機(jī)構(gòu)344來(lái)實(shí)現(xiàn)，軸承部313以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐轉(zhuǎn)子31。電壓供給調(diào)整機(jī)構(gòu)344被電壓供給控制部342控制。轉(zhuǎn)子31與定子32之間的氣隙長(zhǎng)度l31的改變導(dǎo)致轉(zhuǎn)子31與定子32之間的磁阻改變。結(jié)果，由磁極部311產(chǎn)生并與繞組321交鏈的磁通的量改變。由電流供給系統(tǒng)3供給的電壓相應(yīng)地改變。

本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)3除了供給電流調(diào)整部33之外還包括供給電壓調(diào)整部34。因此，可進(jìn)一步提高供給至馬達(dá)18的電流的調(diào)整與電壓的調(diào)整之間的獨(dú)立性，故而可進(jìn)行更適合于電流要求和電壓要求中的每一者的調(diào)整。例如，供給至馬達(dá)18的電壓主要與馬達(dá)18的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)，供給至馬達(dá)18的電流主要與馬達(dá)18的輸出轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例的電流供給系統(tǒng)3可進(jìn)行響應(yīng)于馬達(dá)18的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩的兩者的要求的調(diào)整。

供給電壓調(diào)整部34能夠更大程度地抑制與繞組321交鏈的交鏈磁通的變化。該變化是由供給電流調(diào)整部33的動(dòng)作所引起的，并且以如下方式實(shí)現(xiàn)更大程度地抑制。

從轉(zhuǎn)子31的磁極部311輸出并與繞組321交鏈的交鏈磁通通過(guò)定子芯322流動(dòng)。具體地說(shuō)，從磁極部311輸出并與繞組321交鏈的交鏈磁通通過(guò)第一定子芯部323和第二定子芯部324流動(dòng)。

響應(yīng)于供給電流調(diào)整部33移動(dòng)第二定子芯部324以便從第一狀態(tài)(參見(jiàn)圖6(a))移位至第二狀態(tài)(參見(jiàn)圖6(b))，第一定子芯部323與第二定子芯部324之間的氣隙長(zhǎng)度l32、l34改變。結(jié)果，從轉(zhuǎn)子31的磁極部311輸出并與繞組321交鏈的交鏈磁通改變。

供給電壓調(diào)整部34改變轉(zhuǎn)子31和定子32之間的氣隙長(zhǎng)度l31，以補(bǔ)償由供給電流調(diào)整部33的動(dòng)作所引起的與繞組321交鏈的交鏈磁通的變化。這可以抑制由供給電流調(diào)整部33的動(dòng)作所引起的與繞組321交鏈的交鏈磁通的變化。

供給電流調(diào)整部33通過(guò)與供給電壓調(diào)整部34所進(jìn)行的補(bǔ)償相結(jié)合，能夠一面抑制電壓的制約的影響，一面調(diào)整電流。

以上參照?qǐng)D7的電流特性曲線圖所述的第三實(shí)施例圖示出了可以在電壓變化和電流變化之間的連動(dòng)性較小的情況下來(lái)調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。這里，應(yīng)當(dāng)注意，在第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，也可以在電壓變化和電流變化之間的連動(dòng)性較小的情況下來(lái)調(diào)整供給至電負(fù)載裝置的電流。

圖7的虛線h1表示在從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻較低的情況下所獲得的示例性輸出電流特性。圖7所示的實(shí)線h2表示在從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻較大的情況下所獲得的示例性輸出電流特性。即，圖7所示的電流供給系統(tǒng)(發(fā)電機(jī))的輸出電流特性不應(yīng)被解釋為將從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻的變化限制為如本實(shí)施例所示的兩級(jí)變化。電流供給系統(tǒng)的輸出電流特性可以分為多個(gè)階段改變、不分階段地改變或者可以連續(xù)地改變。由圖7的虛線h1和實(shí)線h2所示的輸出電流特性包含在分為多個(gè)階段改變、不分階段地改變或連續(xù)地改變的輸出電流特性中。在本發(fā)明中，從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻可以分為兩個(gè)階段改變。

隨后，對(duì)供給電流調(diào)整部將電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)從高電阻狀態(tài)和低電阻狀態(tài)中的一種狀態(tài)改變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的情形進(jìn)行說(shuō)明。在低電阻狀態(tài)下從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻低于高電阻狀態(tài)下從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻。例如，在電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生改變使得從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻增大的情況下；改變前的電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)為低電阻狀態(tài)，改變后的電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)為高電阻狀態(tài)。在電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生改變使得從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻減少的情況下；改變前的電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)為高電阻狀態(tài)，改變后的電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)為低電阻狀態(tài)。因此，在高電阻狀態(tài)和低電阻狀態(tài)下，從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻的絕對(duì)值并不特別限定。高電阻狀態(tài)和低電阻狀態(tài)是相對(duì)定義的。高電阻狀態(tài)下繞組的電感小于低電阻狀態(tài)下繞組的電感。

在如下所述的示例中，低電阻狀態(tài)下的電流供給系統(tǒng)的示例性輸出電流特性對(duì)應(yīng)于圖7的虛線h1，高電阻狀態(tài)下的電流供給系統(tǒng)的示例性輸出電流特性對(duì)應(yīng)于圖7的實(shí)線h2。在與虛線h1和實(shí)線h2的交點(diǎn)m相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速(m)下，高電阻狀態(tài)下的電流供給系統(tǒng)和低電阻狀態(tài)下的電流供給系統(tǒng)以相等的轉(zhuǎn)速(m)輸出相同大小的電流。即，在從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻變化之前和之后所獲得的電流供給系統(tǒng)的輸出電流特性曲線(h1，h2)之間具有交點(diǎn)，并且存在與該交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速(m)。這里，輸出電流特性曲線是表示相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的電流供給系統(tǒng)的輸出電流的曲線。

如圖7所示，本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)被配置為在供給電流調(diào)整部將電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)從低電阻狀態(tài)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)的情況下，高電阻狀態(tài)(h2)下的電流供給系統(tǒng)以高于轉(zhuǎn)速(m)的轉(zhuǎn)速(m+)旋轉(zhuǎn)時(shí)可以輸出比低電阻狀態(tài)(h1)下的電流供給系統(tǒng)以轉(zhuǎn)速(m+)旋轉(zhuǎn)時(shí)所能輸出的最大電流大的電流(i2)。在本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)中，改變電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)，以便增大從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻，從而使電流供給系統(tǒng)可以輸出在變化前以相對(duì)較高的轉(zhuǎn)速時(shí)所無(wú)法輸出的大電流。

如圖7所示，本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)被配置為在供給電流調(diào)整部將電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)從高電阻狀態(tài)改變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)的情況下，低電阻狀態(tài)(h1)下的電流供給系統(tǒng)以低于轉(zhuǎn)速(m)的轉(zhuǎn)速(m-)旋轉(zhuǎn)時(shí)可以輸出比高電阻狀態(tài)(h2)下的電流供給系統(tǒng)以轉(zhuǎn)速(m-)旋轉(zhuǎn)時(shí)所能輸出的最大電流大的電流。在本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)中，電流供給系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化，以便降低從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻，從而能夠使電流供給系統(tǒng)輸出在變化前以相對(duì)較低的轉(zhuǎn)速時(shí)所無(wú)法輸出的大電流。

如上所述，本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)被配置為在供給電流調(diào)整部改變從繞組觀察的通過(guò)定子芯的磁回路的磁阻之后，電流供給系統(tǒng)以高于或低于轉(zhuǎn)速(m)的轉(zhuǎn)速(m-或m+)旋轉(zhuǎn)時(shí)可以輸出比電流供給系統(tǒng)在變化前以轉(zhuǎn)速(m-或m+)旋轉(zhuǎn)時(shí)所能輸出的最大電流大的電流。

在上述第三實(shí)施例中，電流供給系統(tǒng)3包括供給電流調(diào)整部33和供給電壓調(diào)整部34兩者。然而，本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)也可不包括供給電壓調(diào)整部。

在第三實(shí)施例中，作為第一定子芯部的示例說(shuō)明的第一定子芯部323在與轉(zhuǎn)子相反的端部具有沿圓周方向z突出的突出部，圓周方向是指第一定子芯部并排布置的方向。然而，本發(fā)明的第一定子芯部也可不包括突出部。

在上述實(shí)施例中，以具有軸向間隙結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子和定子作為示例進(jìn)行了說(shuō)明。本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)也可應(yīng)用于轉(zhuǎn)子和定子隔著氣隙在徑向上彼此相對(duì)的徑向間隙結(jié)構(gòu)。這些實(shí)施例的軸向間隙結(jié)構(gòu)中限定的軸向x(圖2)是本發(fā)明的轉(zhuǎn)子和定子彼此相對(duì)的方向的一個(gè)示例。在徑向間隙結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子和定子在徑向上彼此相對(duì)。

在上述實(shí)施例中，以包括spm發(fā)電機(jī)的電流供給系統(tǒng)為例進(jìn)行了說(shuō)明?；蛘撸景l(fā)明的電流供給系統(tǒng)可以是ipm(interiorpermanentmagnet，內(nèi)部永磁)發(fā)電機(jī)。

上述實(shí)施例中所示的氣隙是非磁性體間隙的一個(gè)示例。非磁性體間隙是由單一類(lèi)型的非磁性體材料或多種類(lèi)型的非磁性體材料制成的間隙。非磁性體材料并不特別限定。非磁性體材料的示例包括空氣、鋁和樹(shù)脂。非磁性體間隙優(yōu)選至少包括氣隙。

在上述實(shí)施例中，作為轉(zhuǎn)子11連接至引擎eg的構(gòu)造的具體示例，對(duì)轉(zhuǎn)子11與引擎eg的輸出軸c直接連接的構(gòu)造進(jìn)行了說(shuō)明。這里，引擎eg的輸出軸c和電流供給系統(tǒng)1的轉(zhuǎn)子11可以經(jīng)由皮帶、齒輪或驅(qū)動(dòng)軸所代表的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)而連接。然而，優(yōu)選引擎eg的輸出軸c和電流供給系統(tǒng)1的轉(zhuǎn)子11不經(jīng)由變速比可變的變速裝置而連接。換句話(huà)說(shuō)，優(yōu)選電流供給系統(tǒng)1的轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)速與引擎eg的輸出軸c的轉(zhuǎn)速的比率是固定的。比率(速度比)可以大于一、等于一或小于一。當(dāng)輸出軸c和轉(zhuǎn)子11經(jīng)由增速機(jī)構(gòu)而連接時(shí)，該比率超過(guò)一。當(dāng)輸出軸c和轉(zhuǎn)子11經(jīng)由定速機(jī)構(gòu)而連接時(shí)，該比率為一。當(dāng)輸出軸c和轉(zhuǎn)子11經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)而連接時(shí)，該比率小于一。

在上述實(shí)施例中，以加速操作器作為要求指示部a的示例進(jìn)行了說(shuō)明。這里，向本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)發(fā)出的電流要求并非始終需要加速器操作器的輸出。以下是要求指示部和要求指示部發(fā)出的電流要求的一些示例：

從車(chē)輛的自動(dòng)速度控制裝置(巡航控制)發(fā)出的加速要求的信號(hào)；

由駕駛員操作的與加速操作器不同的開(kāi)關(guān)和音量的輸出；或者

設(shè)置在電負(fù)載裝置中的操作器的輸出。

上述實(shí)施例對(duì)如下示例進(jìn)行了說(shuō)明，即，供給電流調(diào)整部13通過(guò)根據(jù)增大電流的要求而使從繞組121觀察的磁回路f2的磁阻減少，由此減少繞組121的電感。然而，本發(fā)明的供給電流調(diào)整部也可不始終根據(jù)增大電流的要求而使從繞組觀察的磁回路的磁阻減少。

上述實(shí)施例對(duì)以下示例進(jìn)行了說(shuō)明，即，提供了包括微控制器或布線邏輯(邏輯電路)的電流調(diào)整控制部。向電流供給系統(tǒng)發(fā)出的電流要求不限于電信號(hào)。本發(fā)明的供給電流調(diào)整部例如可以通過(guò)與操作桿連接的線來(lái)動(dòng)作也是可以接受的。這種構(gòu)造可以不具備微控制器和馬達(dá)，并且供給電流調(diào)整部通過(guò)使用從線傳遞的力來(lái)使定子芯移動(dòng)。

電流要求可以通過(guò)人為操作發(fā)給電流供給系統(tǒng)。例如，可以考慮本發(fā)明的供給電流調(diào)整部包括與定子芯連動(dòng)的桿，使得定子芯由操縱桿的人移動(dòng)。

在上述實(shí)施例中，以馬達(dá)18作為電負(fù)載裝置的示例進(jìn)行了說(shuō)明。然而，本發(fā)明的電負(fù)載裝置并不限于此，例如也可以是將電轉(zhuǎn)換為熱的電熱裝置。

在上述實(shí)施例中，以車(chē)輛作為應(yīng)用電流供給系統(tǒng)的裝置的示例進(jìn)行了說(shuō)明。能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)適合作為安裝在車(chē)輛上的電流供給系統(tǒng)使用。然而，本發(fā)明的電流供給系統(tǒng)的應(yīng)用并不限于此，例如也可以應(yīng)用于發(fā)電裝置。

在上述實(shí)施例中，以引擎eg作為驅(qū)動(dòng)源的示例進(jìn)行了說(shuō)明。然而，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)源并不限于此，例如也可以是渦輪機(jī)或風(fēng)車(chē)。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)和表述用于說(shuō)明，并非為用于限定性地進(jìn)行解釋而使用，這些術(shù)語(yǔ)和表述不排除本文所示和所提及的特征的任何等同物，并且落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)的各種變化。本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施。本公開(kāi)應(yīng)被視為提供本發(fā)明的原理的示例。本文描述了了許多說(shuō)明性實(shí)施例，但應(yīng)理解，這些實(shí)施例并不旨在將本發(fā)明限制于本文所述和/或本文所示的優(yōu)選實(shí)施例。本文所述的實(shí)施例不是限制性的。本發(fā)明包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員基于本公開(kāi)所能認(rèn)識(shí)到的具有同等要素、修正、刪除、組合、改良和/或變更的任何和所有實(shí)施例。權(quán)利要求中的限定事項(xiàng)應(yīng)基于權(quán)利要求書(shū)中使用的用語(yǔ)進(jìn)行廣泛地解釋?zhuān)粦?yīng)限于本說(shuō)明書(shū)中或在本申請(qǐng)的審查期間所述的示例。本發(fā)明應(yīng)基于權(quán)利要求書(shū)中使用的用語(yǔ)進(jìn)行廣泛地解釋。

附圖標(biāo)記列表

1、2、3電流供給系統(tǒng)

11、21、31轉(zhuǎn)子

12、22、32定子

13、23、33供給電流調(diào)整部

111、311、211磁極部

121、221、321繞組