旋转电机制造技术

一种旋转电机(100)，具备：定子(10)，其具有集中卷绕的电枢线圈(14)；外转子(20)，其配置有供电枢线圈产生的磁通进行交链的磁路构件(21)；内转子(30)，其具有多个转子齿(32)，在转子齿(32)上卷绕有感应线圈(34)和励磁线圈(35)，感应线圈(34)由于通过磁路构件的磁通的交链而产生感应电流，励磁线圈(35)由于励磁电流的流通而产生磁场；以及整流电路(36)，其将由感应线圈产生的感应电流整流为直流的励磁电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双转子类型的旋转电机。
技术介绍
旋转电机作为动力源安装于各种装置。例如，在车辆的情况下,单独地安装，作为电动汽车的动力源发挥作用，或者与内燃机一起安装，作为混合动力车的动力源发挥作用。在混合动力车的情况下，有时通过行星齿轮而与内燃机组合，纳入用来发电和驱动的系统中。在这种情况下，存在如下问题：由于是将内燃机、发电用电机以及驱动用电机都与行星齿轮一起纳入系统内，因而会变得大型化，难以搭载于小型车辆。对此，专利文献1中记载的旋转电机是复合化的旋转电机，能够作为发电用电机、驱动用电机以及行星齿轮(gear)发挥作用。例如，如图9所示，专利文献1所述的旋转电机M具备：定子S(极对数A)，其具有极对数为6的电枢线圈C；第1转子R1(极对数P)，其具有极对数为10的永久磁铁PM；以及第2转子R2(极数H(A+P))，其具有极数为16的磁传导通路MP。该旋转电机M是如下磁场调制型双轴电机：能够利用磁场调制原理，使定子S、第1转子R1以及第2转子R2这3个要素与行星齿轮中的太阳齿轮、内啮齿轮、托架等同地发挥作用。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2013-188065号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在专利文献1中记载的旋转电机M的情况下，很难像能将永久磁铁的磁力作为磁铁转矩来使用的IPM电机(Interior
Permanent Magnet Motor；内置式永磁电机)那样，增大转矩密度，得到大的输出，为了弥补其转矩，需要使用残留磁通密度较大的昂贵的永久磁铁。另外，在旋转电机M的结构中，与永久磁铁交链的磁通的变动较大，因此，需要采用保磁力较大且热退磁较少的例如添加了Dy(镝)、Tb(铽)这样的昂贵的稀土类的昂贵的永久磁铁，例如Nd-Fe-B磁铁(钕磁铁)。因此，本专利技术的目的在于，提供不使用永久磁铁就能有效地利用磁铁转矩的磁场调制双轴型的旋转电机。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旋转电机，具备：定子，其具有通电时产生磁通的电枢线圈；第1转子，其在上述磁通通过时旋转；以及第2转子，其旋转并配置于通过上述第1转子的上述磁通的磁路的中途，在上述旋转电机中，上述电枢线圈集中卷绕于上述定子，在上述第2转子中配置有多个软磁体，在周向上保持规定间隔，上述第1转子具备多个凸极部和整流电路，多个上述凸极部，其排列在上述第1转子的周向上，上述凸极部卷绕有感应线圈和励磁线圈，上述感应线圈在上述电枢线圈产生磁通交链时产生感应电流，上述励磁线圈在上述感应电流的通过时产生磁场；上述整流电路，其将上述感应线圈产生的上述感应电流整流为直流电流。专利技术效果这样，根据本专利技术的一个方式，能够提供不使用永久磁铁就能有效地利用磁铁转矩的具备第1转子和第2转子的磁场调制双轴型的旋转电机。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的旋转电机的图，是表示其概略构成的1/2模型的与旋转轴正交的截面图。图2是说明该旋转电机的概略整体构成的模型，是与其旋转轴
平行的截面概念图。图3是表示设置在内转子中的二极管的连接闭合电路的连接图。图4是表示定子(旋转磁通)、外转子以及内转子的旋转速度的关系的概念图。图5是表示图4中的定子(旋转磁通)、外转子以及内转子以相同频率旋转的情况下的关系的概念图。图6是表示将电枢线圈分布卷绕时的转矩特性的坐标图。图7是表示与在感应线圈中交链的磁通相应地产生的感应电压的坐标图。图8是表示将电枢线圈集中卷绕的本实施方式中的转矩特性的坐标图。图9是表示与实施方式作比较的不同结构的磁场调制双轴型的旋转电机的图，是表示其概略整体构成的与旋转轴正交的截面图。附图标记说明10 定子12 定子齿14 电枢线圈20 外转子(第2转子)21 磁路构件22 空隙30 内转子(第1转子)32 转子齿(凸极部)34 感应线圈35 励磁线圈36 整流电路37A～37D 二极管(整流元件)39 闭合电路100 旋转电机101 外旋转轴102 内旋转轴G1、G2 气隙具体实施方式下面，参照附图，详细地说明本专利技术的实施方式。图1～图9是说明本专利技术的一个实施方式所涉及的旋转电机的图。在图1和图2中，旋转电机(双转子型电机)100具备：定子10，其形成为大致圆筒形状；外转子(第2转子)20，其旋转自如地收纳在该定子10内，固定有与轴心一致的外旋转轴(也简称旋转轴)101；以及内转子(第1转子)30，其旋转自如地收纳在该外转子20内，固定有与轴心一致的内旋转轴(也简称旋转轴)102。此外，图1图示了机械角度360度中的180度(1/2)的径向截面图。在定子10中，在周向上排列有在朝着轴心的径向上延伸的多根定子齿12，定子齿12形成为使内周面12a侧与后述的外转子20的磁路构件21的外周面21a隔着气隙G1相对。在该定子10中，将定子齿12的侧面12b间作为槽13，在槽13中设有将绕组线圈集中卷绕而成的电枢线圈14，使对该电枢线圈14供电而产生的磁通与外转子20、内转子30交链，从而分别驱动这些转子20、30旋转。在外转子20中，包括导磁率高的钢材等软磁体的棱柱状的磁路构件21以在轴方向延伸的方式排列在周向上，磁路构件21的两端部例如被第1端板25和第2端板26连结支撑，形成为所谓的笼型电机的转子形态，上述第1端板25位于外转子20的轴方向的一端侧且呈圆盘状，上述第2端板26位于轴方向的另一端侧且形成为同心的环形。即，该外转子20形成为如下状态：使磁通较好地通过的磁路构件21与不让磁通通过的空隙22在周向上交替地排列，磁路构件21的径向的两端面侧的外周面21a及内周面21b在周向上隔着空隙22连续，与定子10的定子齿12的内周面12a及后述的内转子30的转子齿32的外周面32a相对。在该外转子20中，由定子10的电枢线圈14产生而交链的磁通高
效地通过磁路构件21，而在空隙22处该磁通的通过受到妨碍。该由定子10的电枢线圈14产生的磁通通过外转子20的磁路构件21后，如后所述，与内转子30的转子齿32的外周面32a交链，再次通过外转子20的磁路构件21，从而，形成返回定子10的磁回路。这时，外转子20相对于定子10旋转，因而，反复切换使磁通通过的磁路构件21和限制磁通通过的空隙22而形成磁回路。从而，外转子20能够使由电枢线圈14产生而交链的磁通发生变动。因此，当在定子10和内转子30之间经由气隙G1和后述的气隙G2而通过的磁通与内转子30侧交链时，该外转子20能够选择并经由与后述的电磁力相应的磁路从而使磁通密度发生旋转方向的偏移，并且产生使该磁路最短的旋转转矩(旋转力)从而旋转。在内转子30中，在周向上排列有朝着远离轴心的径向延伸的多根转子齿(凸极部)32，转子齿32形成为如下状态：其外周面32a与外转子20的磁路构件21的内周面21b隔着气隙G2相对。在该转子齿32中，将相邻的转子齿32的侧面32b间作为槽33，在外转子20侧卷绕有感应线圈34，并且在轴心侧卷绕有励磁线圈35。感应线圈34是在每个转子齿32上绕内转子30的径向按后述的每个分类(组)以集中卷绕的方式形成相同方向的绕组。另外，感应线圈34排列在内转子30的周向上，按其每个分类串联连接，两端部并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，具备：定子，其具有通电时产生磁通的电枢线圈；第1转子，其在上述磁通通过时旋转；以及第2转子，其旋转并配置于通过上述第1转子的上述磁通的磁路的中途，上述旋转电机的特征在于，上述电枢线圈集中卷绕于上述定子，在上述第2转子中配置有多个软磁体，使得上述多个软磁体在周向上保持规定间隔，上述第1转子具备多个凸极部和整流电路，多个上述凸极部，其排列在上述第1转子的周向上，上述凸极部卷绕有感应线圈和励磁线圈，上述感应线圈在上述电枢线圈产生磁通交链时产生感应电流，上述励磁线圈在上述感应电流的通过时产生磁场；上述整流电路，其将上述感应线圈产生的上述感应电流整流为直流电流。

【技术特征摘要】
2015.02.20 JP 2015-0315891.一种旋转电机，具备：定子，其具有通电时产生磁通的电枢线圈；第1转子，其在上述磁通通过时旋转；以及第2转子，其旋转并配置于通过上述第1转子的上述磁通的磁路的中途，上述旋转电机的特征在于，上述电枢线圈集中卷绕于上述定子，在上述第2转子中配置有多个软磁体，使得上述多个软磁体在周向上保持规定间隔，上述第1转子具备多个凸极部和整流电路，多个上述凸极部，其排列在上述第1转子的周向上，上述凸极部卷绕有感应线圈和励磁线圈，上述感应线圈在上述电枢线圈产生磁通交链时产生感应电流，上述励磁线圈在上述感应电流的通过时产生磁场；上述整流电路，其将上述感应线圈产生的上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保田芳永，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