轴向间隙型的旋转电机制造技术

提供一种简易结构的旋转电机，其有效地利用由电枢线圈产生的高次空间谐波磁通，不从外部提供电力就能得到大的磁转矩。轴向间隙型的旋转电机(M)具备：2个转子(200、300)，其以轴(RS)为中心进行旋转驱动；以及定子(100)，其两面在轴心方向上与转子相对，具有：多个电枢线圈(11)，其围绕定子的轴而配置；多个感应线圈(21)和多个励磁线圈(22)，其围绕2个转子各自的轴而配置；以及二极管，其将由感应线圈产生的感应电流进行整流而提供给励磁线圈。

Axial gap type rotary motor

The invention provides a simple structure of a rotary motor, which can effectively utilize the high order space harmonic magnetic flux generated by the armature coil, and can obtain large magnetic torque without power supply from the outside. The rotary motor axial gap type (M) has 2 rotors (200, 300), the axis (RS) as the center to rotate; and the stator (100), the two sides in the axial direction and the rotor, has a plurality of armature coil (11), around the stator shaft configuration; a plurality of induction coils (21) and a plurality of excitation coils (22), the 2 rotor around the respective axis and configuration; and the diode current induced by induction coils generated by rectifier and supplied to the excitation coil.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用绕组励磁的双转子的轴向间隙型的旋转电机。
技术介绍
在旋转电机中，使转子和定子隔着间隙相对，例如，使由配置在定子侧的电枢线圈产生的磁通与转子侧交链来形成磁回路从而得到旋转力(磁阻转矩)，为了辅助该旋转力，也会配置永磁铁、励磁绕组(电磁铁)而利用磁转矩。然而，在这种旋转电机中，由电枢线圈产生的磁通中叠加有高次空间谐波成分，因此高次空间谐波磁通也会在该磁通交链一侧交链。然而，当高次空间谐波磁通发生交链时，永磁铁会由于在内部产生的涡电流导致发热而矫顽力降低，由此会有使磁力不可逆地变小的问题。因此，如果例如专利文献1所述是在高次空间谐波磁通发生交链的转子侧埋入永磁铁的类型，则存在该永磁铁的磁力会下降的问题。为了解决该问题，需要使用矫顽力高的添加了大量镝(Dy)、铽(Tb)等重稀土类的昂贵的磁铁，存在成本变高的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2006-187091号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题因此，本专利技术的目的在于提供一种简易结构的旋转电机，其不使用永磁铁，有效地利用由电枢线圈产生的高次空间谐波磁通，不从外部提供电力就能得到大的磁转矩。用于解决问题的方案解决上述问题的旋转电机的专利技术的一个方式是一种轴向间隙型的旋转电机，具备：2个转子，其以旋转轴为中心进行旋转驱动；以及定子，其两面在上述旋转轴的轴心方向上与上述转子相对，上述轴向间隙型的旋转电机具有：多个电枢线圈，其配置在上述定子的上述旋转轴轴心的周围；多个感应线圈和多个励磁线圈，其配置在上述2个转子的各自的上述旋转轴轴心的周围；以及整流元件，其对上述感应线圈产生的感应电流进行整流，并将整流后产生的电流提供给上述励磁线圈。即，构建如下结构：2个转子以夹着围绕旋转轴的轴心地具备电枢线圈的定子的轴心方向的两面的方式相对，这2个转子分别围绕旋转轴地具有多个感应线圈和多个励磁线圈，用整流元件将由感应线圈产生的感应电流进行整流而提供给励磁线圈。专利技术效果根据本专利技术的一个方式，构建为使转子在定子的两面侧从轴心方向相对的轴向间隙型，能使由定子的电枢线圈产生的高次空间谐波磁通与两面侧的转子交链。因此，能简易地构建在定子的两面侧产生同样的磁转矩的对称结构的转子。另外，不使用永磁铁就能有效地利用高次空间谐波磁通，不从外部提供电力就能用2个转子的大的磁转矩使旋转轴一体旋转。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施方式的轴向间隙型的旋转电机的图，是示出其概略整体构成的分解立体图。图2是示出定子的结构的立体图。图3是示出转子的结构的立体图。图4是通过二极管连接感应线圈和励磁线圈的简易的电路构成图。图5A是说明电枢线圈、感应线圈和励磁线圈卷绕于铁芯材料的模型图。图5B是说明在电枢线圈、感应线圈和励磁线圈中产生而交链的磁通的磁力线图。图6是示出旋转坐标系中的3次空间谐波磁通的磁通密度和磁通矢量的磁通特性图。图7是说明无辅助极的径向间隙型的情况下的由电枢线圈、感应线圈和励磁线圈产生而交链的磁通的磁力线图。图8是说明有辅助极的径向间隙型的情况下的由电枢线圈、感应线圈和励磁线圈产生而交链的磁通的磁力线图。图9是示出将电枢线圈集中缠绕或者分布缠绕时通过间隙交链的情况下随旋转角而变化的磁通密度的坐标图。图10是示出叠加于图9所示的磁通的各高次空间谐波磁通的磁通密度的坐标图。图11是为了对IPMSM、无辅助极的径向间隙型和有辅助极的径向间隙型进行比较而示出由它们分别得到的转矩波形的坐标图。附图标记说明：11、11u～11w：电枢线圈(绕组线圈)15：定子铁芯16：保持盘17：定子槽21、21a1～21a6、21b1～21b6：感应线圈(绕组线圈)22、22a1～22a6、22b1～22b6：励磁线圈(绕组线圈)23A、23B：二极管(整流元件)25：转子铁芯(铁芯材料)26：磁轭27：转子槽29：闭合回路30：端板33：电路基板32：箱体100：定子200、300：转子G：间隙HF：高次空间谐波磁通M：旋转电机MF：磁通RS：轴(旋转轴)具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1～图11是示出本专利技术的一个实施方式的轴向间隙型的旋转电机的图。在图1中，旋转电机M具备外形大致形成为圆盘形状的定子100和2个转子200、300，如后述那样，具有无需从外部对转子200、300进行能量输入的结构，例如具有适合搭载于混合动力汽车、电动汽车的性能。该旋转电机M以与定子100的两面隔着间隙G相对而夹住定子100的形态在贯通轴心的轴(旋转轴)RS上分别装配有2个转子200、300，定子100支撑轴RS使其旋转自如，转子200、300固定于该轴RS。即，旋转电机M构建为在轴RS的轴心方向上用2个转子200、300夹着定子100而相对的轴向间隙双转子型电动机。如图2所示，定子100具备短粗形状的、截面为大致梯形的多个定子铁芯15，该定子铁芯15分别卷绕有连接着3相交流电源(未图示)的电枢线圈11，配置在围绕轴RS的轴心的位置。定子铁芯15由高透磁率的磁性材料制作，沿着与轴RS平行的方向延伸，3相的各相电枢线圈11u、11v、11w分别按6极彼此无间隙地并列的状态集中缠绕。即，电枢线圈11利用定子铁芯15间的18个部位的定子槽17形成中心线与轴RS平行的绕组线圈，18极(磁极数为18)均等地围绕轴RS而配置。简而言之，电枢线圈11是以旋转轴的轴心方向为中心而缠绕成的绕组，分别围绕该旋转轴均等地配置。如图1所示，该定子铁芯15的两端侧被2个圆盘形状的保持盘16保持，上述2个圆盘形状的保持盘16介于转子200、300之间而被夹住，保持盘16以使定子铁芯15的两端部15a插入开口的保持孔16a内而使端面15b露出的状态进行保持。此外，保持盘16由非磁性体材料制作从而不会妨碍形成高质量的磁回路，利用装配于中心部的未图示的轴承来支撑轴RS，轴RS贯通该轴承并且旋转自如。由此，定子铁芯15以其端部15a的端面15b隔着间隙G与转子200、300的后述的转子铁芯(铁芯材料)25的端部25a的端面25b相对的方式配置于定子100。通过对电枢线圈11施加交流电而在定子100中产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向间隙型的旋转电机，其特征在于，具备：2个转子，其以旋转轴为中心进行旋转驱动；以及定子，其两面在上述旋转轴的轴心方向上与上述转子相对，并且具有：多个电枢线圈，其配置在上述旋转轴轴心的周围；多个感应线圈和多个励磁线圈，其配置在上述2个转子的各自的上述旋转轴轴心的周围；以及整流元件，其对上述感应线圈产生的感应电流进行整流，并将整流后产生的电流提供给上述励磁线圈。

【技术特征摘要】
2014.12.22 JP 2014-2587591.一种轴向间隙型的旋转电机，其特征在于，
具备：2个转子，其以旋转轴为中心进行旋转驱动；以及定子，
其两面在上述旋转轴的轴心方向上与上述转子相对，
并且具有：
多个电枢线圈，其配置在上述旋转轴轴心的周围；
多个感应线圈和多个励磁线圈，其配置在上述2个转子的各自
的上述旋转轴轴心的周围；以及
整流元件，其对上述感应线圈产生的感应电流进行整流，并将
整流后产生的电流提供给上述励磁线圈。
2.根据权利要求1所述的轴向间隙型的旋转电机，其中，
上述电枢线圈、上述感应线圈和上述励磁线圈是由配置在上述
旋转轴轴心的周围的绕组构成的，
上述绕组分别被均等地...

【专利技术属性】
技术研发人员：青山真大，
申请(专利权)人：铃木株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP