旋转电机和具备该旋转电机的电动车辆制造技术

提供一种同时实现磁阻转矩的提高以及应力降低、功率因数改善、并且实现了高输出化的旋转电机和具备该旋转电机的电动车辆。在通过转子的磁极间的q轴上配置永磁铁，在其径向上设置空隙，进而还以隔着通过磁极中心的d轴地对置的方式配置永磁铁，在其对置的部位设置空隙。另外，设定成在设定了与配置成与d轴对置的永磁铁插入孔的转子铁芯内周侧的边界线一致的第1假想线和作为转子铁芯内周的同心圆并且与第1假想线相切的第2假想线时，最内周的第2假想线与第1假想线的切点有2个以上。

【技术实现步骤摘要】
旋转电机和具备该旋转电机的电动车辆本申请为下述申请的分案申请，原申请的申请日(国际申请日)：2014年10月20日，原申请的申请号：201480063227.9(国际申请号PCT/JP2014/077770)，原申请的专利技术名称：旋转电机和具备该旋转电机的电动车辆。
本专利技术涉及旋转电机和具备该旋转电机的电动车辆。
技术介绍
在被用于驱动车辆的旋转电机中，包括作为其控制电路的逆变器装置在内都要求小型化和高输出化。特别期望在低速旋转区域中转矩大、并且在高速旋转区域中也能够实现高输出的永磁铁式旋转电机。因此，作为永磁铁式旋转电机，大多使用在高速旋转时能够实现磁场削弱、而且能够有效利用磁阻转矩的嵌入磁铁型旋转电机。例如，在专利第4668721号公报中，示出了嵌入磁铁型旋转电机的构造。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4668721号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，如果想要得到更大的磁阻转矩，则转子铁芯的构造变得复杂，由于离心力而产生的应力变高，从而高旋转化变难。另一方面，由于电感也增加，存在功率因数恶化、更加需要逆变器容量、电池容量这样的课题。因此，本专利技术的目的在于，提供一种在得到大的磁阻转矩的同时降低应力、进而改善功率因数的旋转电机和具备该旋转电机的电动车辆。解决技术问题的技术手段在本专利技术的旋转电机中，在通过转子的磁极间的q轴上配置永磁铁，在其径向上设置空隙，进而还以隔着通过磁极中心的d轴地对置的方式配置永磁铁，在其对置的部位设置空隙。另外，设定成在设定了与配置成与d轴对置的永磁铁插入孔的转子铁芯内周侧的边界线一致的第1假想线和作为转子铁芯内周的同心圆并且与第1假想线相切的第2假想线时，最内周的第2假想线与第1假想线的切点有2个以上。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种同时实现磁阻转矩的提高以及应力降低、功率因数改善、并且实现了高输出化的旋转电机和具备该旋转电机的电动车辆。上述以外的课题、构成和效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。附图说明图1是示出混合动力型电动汽车的概略构成的图。图2是电力变换装置600的电路图。图3是旋转电机200的剖视图。图4是定子230和转子250的剖视图。图5是转子250的局部放大剖视图。图6是示出向永磁铁254a和永磁铁254c的逆磁场的磁通的图。图7是说明永磁铁254b的配置的图。图8是作为永磁铁254b而使用大致矩形的磁铁的转子250的局部放大剖视图。图9是作为永磁铁254c而使用大致矩形的磁铁的转子250的局部放大剖视图。具体实施方式以下，参照附图，说明用于实施本专利技术的方式。本专利技术的旋转电机如以下说明的那样，能够同时实现磁阻转矩的提高以及应力降低、功率因数改善，实现高输出化。因此，例如适合作为电动汽车的驱动用旋转电机。本专利技术的旋转电机也能够应用于仅通过旋转电机来行驶的纯粹的电动汽车、通过引擎与旋转电机这两者来驱动的混合动力型的电动汽车，以下，以混合动力型的电动汽车为例进行说明。图1是示出搭载了本专利技术的一个实施方式的旋转电机的混合动力型电动汽车的概略构成的图。在车辆100中，搭载引擎120、第1旋转电机200、第2旋转电机202和电池180。电池180在需要旋转电机200、202的驱动力的情况下，经由电力变换装置600对旋转电机200、202供给直流电力，在再生行驶时，从旋转电机200、202接受直流电力。电池810与旋转电机200、202之间的直流电力的交换经由电力变换装置600来进行。另外，虽然未图示，但在车辆中搭载有供给低电压电力(例如，14伏特系电力)的电池，对以下说明的控制电路供给直流电力。由引擎120和旋转电机200、202产生的旋转转矩经由变速机130和差动齿轮160传递到前轮110。变速机130通过变速机控制装置134来控制，引擎120通过引擎控制装置124来控制。电池180通过电池控制装置184来控制。变速机控制装置134、引擎控制装置124、电池控制装置184、电力变换装置600和统一控制装置170通过通信线路174而连接。统一控制装置170是变速机控制装置134、引擎控制装置124、电力变换装置600和电池控制装置184的上级的控制装置，经由通信线路174从变速机控制装置134、引擎控制装置124、电力变换装置600和电池控制装置184分别接受表示它们各自的状态的信息。统一控制装置170根据所取得的这些信息来运算各控制装置的控制指令。经由通信线路174将运算出的控制指令向各个控制装置发送。高电压的电池180由锂离子电池或者镍氢电池等2次电池构成，输出250伏特至600伏特或者在这以上的高电压的直流电力。电池控制装置184将电池180的充放电状况、构成电池180的各单位单电池的状态经由通信线路174输出到统一控制装置170。当根据来自电池控制装置184的信息而判断为需要进行电池180的充电时，统一控制装置170对电力变换装置600发出发电运行的指示。另外，统一控制装置170主要进行引擎120和旋转电机200、202的输出转矩的管理、引擎120的输出转矩与旋转电机200、202的输出转矩的综合转矩、转矩分配比的运算处理，将基于该运算处理结果的控制指令向变速机控制装置134、引擎控制装置124和电力变换装置600发送。电力变换装置600根据来自统一控制装置170的转矩指令，控制旋转电机200、202以产生依照指令的转矩输出或者发电电力。在电力变换装置600中设置功率半导体，该功率半导体构成用于使旋转电机200、202运行的逆变器。电力变换装置600根据来自统一控制装置170的指令来控制功率半导体的开关动作。通过该功率半导体的开关动作，旋转电机200、202作为电动机或者作为发电机进行运行。在旋转电机200、202作为电动机进行运行的情况下，将来自高电压的电池180的直流电力供给到电力变换装置600的逆变器的直流端子。电力变换装置600控制功率半导体的开关动作而将所供给的直流电力变换成3相交流电力，并供给到旋转电机200、202。另一方面，在旋转电机200、202作为发电机进行运行的情况下，通过从外部施加的旋转转矩来对旋转电机200、202的转子进行旋转驱动，在旋转电机200、202的定子绕组中产生3相交流电力。通过电力变换装置600将所产生的3相交流电力变换成直流电力，并将该直流电力供给到高电压的电池180，从而对电池180进行充电。图2示出图1的电力变换装置600的电路图。在电力变换装置600中，设置用于旋转电机200的第1逆变器装置和用于旋转电机202的第2逆变器装置。第1逆变器装置具备功率模块610、控制功率模块610的各功率半导体21的开关动作的第1驱动电路652以及探测旋转电机200的电流的电流传感器660。驱动电路652设置于驱动电路基板650。另一方面，第2逆变器装置具备功率模块620、控制功率模块620中的各功率半导体21的开关动作的第2驱动电路656以及探测旋转电机202的电流的电流传感器662。驱动电路656设置于驱动电路基板654。设置于控制电路基板646的控制电路648、电容器模块630和安装于连接器基板642的发送接收电路644在第1逆变器装置与第2逆变器装置中被共用。功率模块610、620根据分别从对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转电机，该旋转电机具备转子，该转子具有：被插入d轴磁铁的d轴磁铁插入孔；以及被插入q轴磁铁的q轴磁铁插入孔，所述旋转电机的特征在于，所述d轴磁铁包含：配置成隔着d轴地对置的2个第一d轴磁铁；配置成隔着d轴地对置的2个第二d轴磁铁，所述第一d轴磁铁及所述第二d轴磁铁以所述第一d轴磁铁位于所述第二d轴磁铁的径向内侧的方式被配置为2层，所述q轴磁铁配置在q轴上，所述q轴磁铁的转子轴向剖面形状是大致矩形，所述第一d轴磁铁的转子轴向剖面形状为向着径向内侧呈凸状弯曲的大致弧形状，所述第二d轴磁铁的转子轴向剖面形状是大致矩形，2个所述第一d轴磁铁的一个端部隔着d轴地对置，2个所述第一d轴磁铁的另一个端部与所述q轴磁铁的内周侧端部相邻，2个所述第二d轴磁铁的一个端部隔着d轴地对置，2个所述第二d轴磁铁的另一个端部位于2个所述第二d轴磁铁的所述一个端部的外周侧，且与所述转子的外周相邻，所述第一d轴磁铁的所述另一个端部与所述第二d轴磁铁的所述另一个端部的间距大于所述第一d轴磁铁的所述一个端部与所述第二d轴磁铁的所述一个端部的间距，所述q轴磁铁插入孔在所述q轴磁铁的径向外侧具有第1空隙，在径向内侧具有第2空隙，所述d轴磁铁插入孔在所述d轴磁铁隔着d轴地对置的部位具有第3空隙，所述d轴磁铁插入孔在与所述q轴磁铁插入孔对置的部位具有第4空隙，所述第1空隙和所述第二d轴磁铁的所述d轴磁铁插入孔的所述第4空隙是在磁铁的侧面的中心具有放出部的形状，所述第2空隙和所述第3空隙是在磁铁的角部具有放出部的形状，所述第4空隙是同时在磁铁的角部也具有放出部的形状，在设定了与2个所述第一d轴磁铁的所述d轴磁铁插入孔的转子内周侧的边界线一致的第1假想线以及作为所述转子的外周的同心圆并且与所述第1假想线相切的第2假想线时，最内周的所述第2假想线与所述第1假想线的切点有2个，且所述切点位于所述第3空隙和所述第4空隙之间。...

【技术特征摘要】
2013.11.20 JP 2013-2394521.一种旋转电机，该旋转电机具备转子，该转子具有：被插入d轴磁铁的d轴磁铁插入孔；以及被插入q轴磁铁的q轴磁铁插入孔，所述旋转电机的特征在于，所述d轴磁铁包含：配置成隔着d轴地对置的2个第一d轴磁铁；配置成隔着d轴地对置的2个第二d轴磁铁，所述第一d轴磁铁及所述第二d轴磁铁以所述第一d轴磁铁位于所述第二d轴磁铁的径向内侧的方式被配置为2层，所述q轴磁铁配置在q轴上，所述q轴磁铁的转子轴向剖面形状是大致矩形，所述第一d轴磁铁的转子轴向剖面形状为向着径向内侧呈凸状弯曲的大致弧形状，所述第二d轴磁铁的转子轴向剖面形状是大致矩形，2个所述第一d轴磁铁的一个端部隔着d轴地对置，2个所述第一d轴磁铁的另一个端部与所述q轴磁铁的内周侧端部相邻，2个所述第二d轴磁铁的一个端部隔着d轴地对置，2个所述第二d轴磁铁的另一个端部位于2个所述第二d轴磁铁的所述一个端部的外周侧，且与所述转子的外周相邻，所述第一d轴磁铁的所述另一个端部与所述第二d轴磁铁的所述另一个端部的间距大于所述第一d轴磁铁的所述一个端部与所述第二d轴磁铁的所述一个端部的间距，所述q轴磁铁插入孔在所述q轴磁铁的径向外侧具有第1空隙，在径向内侧具有第2空隙，所述d轴磁铁插入孔在所述d轴磁铁隔着d轴地对置的部位具有第3空隙，所述d轴磁铁插入孔在与所述q轴磁铁插入孔对置的部位具有第4空隙，所述第1空隙和所述第二d轴磁铁的所述d轴磁铁插入孔的所述第4空隙是在磁铁的侧面的中心具有放出部的形状，所述第2空隙和所述第3空隙是在磁铁的角部具有放出部的形状，所述第4空隙是同时在磁铁的角部也具有放出部的形状，在设定了与2个所述第一d轴磁铁的所述d轴磁铁插入孔的转子内周侧的边界线一致的第1假想线以及作为所述转子的外周的同心圆并且与所述第1假想线相切的第2假想线时，最内周的所述第2假想线与所述第1假想线的切点有2个，且所述切点位于所述第3空隙和所述第4空隙之间。2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机的定子通过分布绕组而被缠绕定子绕组。3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述q轴磁铁和所述d轴磁铁中的至少某一方的磁铁的残留磁通密度是0.3～0.8T。4.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述q轴磁铁的磁化方向上的尺寸比转子最内周的所述d轴磁铁的磁化方向上的尺寸厚。5.一种旋转电机，该旋转电机具备转子，该转子具有：被...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤泰行，狩野祐二，安达知弘，北原基男，福田知纮，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP