旋转电机以及机动车制造技术

技术编号:7608430 阅读:202 留言:0更新日期:2012-07-22 17:04
本发明专利技术的旋转电机具备:定子,其具有定子铁芯和卷绕在定子铁芯的定子线圈;转子,其被支撑为相对于定子可自由旋转,并且具有转子铁芯,在转子铁芯形成多个磁极,进而在相邻的磁极之间形成用于产生磁阻转矩的辅助凸极,转子的各磁极,具备:在转子铁芯形成的磁体插入孔、在磁体插入孔内收纳的永久磁体、以及在永久磁体与辅助凸极之间形成的非磁性部,上述永久磁体,按照其定子侧成为N极或者S极中的一方,其相反侧成为N极或者S极中的另一方的方式被磁化,并且按照在转子的圆周方向,磁化方向按每个磁极而反转的方式被磁化,在转子中比永久磁体更靠近定子侧的转子铁芯作为磁极片发挥作用,另外比非磁性部更靠近定子侧的转子铁芯作为连接磁极片和辅助凸极的桥部发挥作用,在桥部中,在描绘以转子的旋转轴为中心并穿过永久磁体插入孔的最靠近定子侧的呈圆弧状的虚拟线的情况下,非磁性部的在定子侧的一边,具有从永久磁体侧向辅助凸极侧沿着虚拟线延伸的第1边,非磁性部的在辅助凸极侧的一边,具有沿着与定子相反的方向延伸的第2边,第1边和第2边之间通过曲线连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及旋转电机、以及具备该旋转电机的机动车。
技术介绍
现有技术中,作为用作车辆驱动的永久磁体旋转电机,多采用在高速旋转时能够进行磁场减弱,且能够应用磁阻转矩的带辅助凸极的填埋式永久磁体式旋转电机。例如,专利文献1(专利第33088 号公报)中公开了,通过在转子中设置永久磁体和空隙,从而兼顾高输出和低转矩波动的填埋式永久磁体旋转电机的构造。另外,作为可实现机械高旋转化的填埋磁体式旋转电机的构造,公知有专利文献 2(日本特开2006-187189号公报)所记载的构造。现有技术文献专利文献专利文献1专利第33088 号公报专利文献2特开2006-187189号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题对于车辆驱动所采用的永久磁体式旋转电机,每种体格所要求的转矩非常大。另外,为了使从旋转电机输出的转矩变大,一般而言只要使定子线圈中流动的电流变大即可。 但是,当使电流变大时,会使发热变大相应的量,因而会对电流密度产生热方面的制约。因此,在车辆驱动所采用的永久磁体式旋转电机中为了输出尽可能多的转矩,较为有效的是对永久磁体的磁通进行有效利用。在填埋式永久磁体式旋转电机中,为了增加永久磁体的有效磁通,只要使永久磁体的填埋深度变小(变浅)来使泄漏磁通变少即可。但是,由于车辆驱动所采用的填埋式永久磁体旋转电机是在高旋转下被使用的,因此为了使永久磁体的填埋深度变小(变浅), 需要提供一种使离心力对应的机械强度提高,耐高旋转的构造。根据本专利技术的第一技术方案,一种旋转电机,具备定子,该定子具有定子铁芯和卷绕在定子铁芯的定子线圈;和转子,该转子被支撑为相对于定子可自由旋转,并且具有转子铁芯,在转子铁芯形成多个磁极,进而在相邻的磁极之间形成用于产生磁阻转矩的辅助凸极,转子的各磁极,具备在转子铁芯形成的磁体插入孔、在磁体插入孔内收纳的永久磁体、以及在永久磁体与辅助凸极之间形成的非磁性部, 永久磁体,按照该永久磁体的定子侧成为N极或者S极中的一方,其相反侧成为N极或者S 极中的另一方的方式被磁化,并且按照在转子的圆周方向,磁化方向按每个磁极反转的方式被磁化,在转子中比永久磁体更靠近定子侧的转子铁芯作为磁极片发挥作用,另外比非磁性部更靠近定子侧的转子铁芯作为连接磁极片和辅助凸极的桥部发挥作用,在桥部中, 在描绘以转子的旋转轴为中心并穿过永久磁体插入孔的最靠近定子侧的呈圆弧状的虚拟线的情况下,非磁性部的在定子侧的一边,具有从永久磁体侧向辅助凸极侧沿着虚拟线延伸的第1边,非磁性部在辅助凸极侧的一边,具有沿着与定子相反的方向延伸的第2边,第 1边和第2边之间通过曲线连接。根据本专利技术的第二技术方案,在第一技术方案的旋转电机中,非磁性部的第2边, 具有大致沿着穿过辅助凸极的q轴的磁通的形状。根据本专利技术的第三技术方案,在第一技术方案的旋转电机中,优选曲线的长度相对于第1边的长度之比处于0. 5 2的范围。根据本专利技术的第四技术方案,在第一技术方案的旋转电机中,优选非磁性部的在定子侧的一面,在第1边与曲线之间,具有将两条边大致以直线进行连接的第3边。根据本专利技术的第五技术方案,在第一技术方案的旋转电机中,优选非磁性部的在直径方向的厚度比磁体的在直径方向的厚度小。根据本专利技术的第六技术方案,在第一技术方案的旋转电机中,优选对一个磁体插入孔插入多个磁体。根据本专利技术的第七技术方案,在第六技术方案的旋转电机中,优选在多个磁体之间至少具有一个非磁性部。根据本专利技术的第八技术方案,在第一技术方案的旋转电机中,优选定子线圈以分布绕组的方式卷绕,将磁体的极弧率设定在0. 50士0. 05的范围,将非磁性部的极弧率设定在0. 70士0. 05的范围。根据本专利技术的第九技术方案,在第一技术方案的旋转电机中,优选定子线圈以集中绕组的方式卷绕,将磁体的极弧率设定在0. 66士0. 05的范围,将非磁性部的极弧率设定在0. 80士0. 05的范围。根据本专利技术的第十技术方案,一种机动车,具备第一技术方案所述的旋转电机; 供给直流电力的蓄电池;以及将蓄电池的直流电力变换为交流电力以提供给旋转电机的变换装置,该机动车将旋转电机的转矩用作驱动力。专利技术效果根据本专利技术,在转子铁芯中能够缓和基于离心力而产生的应力集中。 附图说明图1是表示本实施方式的搭载了旋转电机的混合动力型电动机动车的概略结构的图。图2是表示电力变换装置600的电路图的图。图3是表示本实施方式的旋转电机的剖面图。图4是表示本实施方式的定子230以及转子250的剖面的图。图5是说明磁阻转矩的图。图6是将本实施方式的永久磁体254的附近放大后显示的图。图7是将本实施方式的桥部258附近放大后显示的图。图8是表示本实施方式的桥部258附近的牵引力的方向的图。图9是作为一种比较例,示出桥部258附近的牵引力的方向的图。图10是作为一种比较例,示出桥部258附近的牵引力的方向的图。图11是表示本实施方式的未通电时的磁通线的分布的图。图12是作为一种比较例,示出在未通电时的磁通线的分布的图。图13是表示本实施方式的通电时的磁通线的分布的图。图14是作为一种比较例,示出在通电时的磁通线的分布的图。图15是表示采用了实施例的定子230以及转子250的剖面的图,表示在辅助凸极部259的外周侧设置了槽330的旋转电机。图16是表示采用了实施例的定子230以及转子250的剖面的图,表示一个极采用多个永久磁体254的旋转电机。图17是表示采用了实施例的定子230以及转子250的剖面的图,表示集中绕组的旋转电机。具体实施例方式以下,基于附图对本专利技术的实施例进行说明。如以下所说明,本专利技术的旋转电机,能够兼顾高转矩化和高旋转化。因此,适于用作例如电动机动车的行驶用电动机。本专利技术的旋转电机,还能够使用于仅利用旋转电机进行行驶的纯粹的电动机动车、或通过引擎和旋转电机双方而被驱动的混合动力型的电动机动车,但以下以混合动力型的电动机动车为例进行说明。图1是表示本专利技术的一实施方式的搭载了旋转电机的混合动力型电动机动车的概略结构的图。在车辆100中搭载了引擎120、第1旋转电机200、第2旋转电机202、以及蓄电池180。蓄电池180,在需要基于旋转电机200、202的驱动力的情况下,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接收直流电力。蓄电池180与旋转电机200、202之间的直流电力的授受,是经由电力变换装置600而进行的。另外,虽然未图示,但在车辆中搭载供给低电压电力(例如14伏特系电力)的蓄电池,对以下所说明的控制电路供给直流电力。基于引擎120以及旋转电机200、202的旋转转矩,经由变速设备130和差速齿轮 160而被传递给前轮110。变速设备130被变速设备控制装置134控制,引擎120被引擎控制装置IM控制。蓄电池180被蓄电池控制装置184控制。变速设备控制装置134、引擎控制装置124、蓄电池控制装置184、电力变换装置600以及综合控制装置170通过通信线路 174而连接。综合控制装置170,经由通信线路174从比综合控制装置170更下位的控制装置、 即变速设备控制装置134、引擎控制装置124、电力变换装置600以及蓄电池控制装置184 接收表示各自的状态的信息。综合控制装置170,基于这些信息来运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:斋藤泰行日野德昭贝森友彰杉本慎治
申请(专利权)人:日立汽车系统株式会社
类型:发明
国别省市:

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