旋转电机制造技术

一种旋转电机(10)，包括：定子(12)，该定子产生旋转磁场；和转子(14)，线圈绕组(42n、42s)围绕该转子缠绕，使得通过旋转磁场的谐波分量产生感应电动势，且在转子中通过感应电动势产生磁极。定子具有作为引导部分的辅助极，该引导部分将谐波分量从定子引导到转子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种配备有产生旋转磁场的定子的旋转电机。
技术介绍
如在日本专利申请公开No. 2010-279165 (JP 2010-279165 A)中描述的那样，已知有一种旋转电机，在该旋转电机中，转子设置有作为线圈的转子绕组，且通过磁场感应出通过转子绕组的电流，使得在转子内产生转矩，所述磁场由定子内产生的磁动势所生成且包括作为谐波分量的空间谐波。在JP 2010-279165 A中描述的旋转电机配备有定子和布置在定子径向内侧的转子。定子具有设置在定子芯的在周向方向上相互分开的多个位置处的齿。围绕定子的齿，通过集中缠绕方法缠绕了多个相的定子绕组。通过使多个相的交变电流通过多个相的定子绕组，可产生在周向方向上旋转的旋转磁场。 此外，转子具有设置在转子芯的在周向方向上的多个位置处的凸极。转子绕组围绕每个凸极缠绕。对于转子绕组，围绕每隔一个凸极缠绕的转子绕组相互串联连接，而围绕在转子的周向方向上两个彼此相邻的凸极缠绕的转子绕组相互电分离。二极管连接到转子绕组的相互分开的组的每个。连接到在转子的周向方向上两个彼此相邻的两个转子绕组的二极管在相互相反的方向上连接到其各转子绕组，使得流过两个相邻的转子绕组的电流的方向相互相反。因此，当直流电在二极管的整流方向上流过每个转子绕组时，在周向方向上彼此相邻的两个凸极的磁方向相互相反，且因此在每个凸极内形成磁体，使得N极和S极在转子的周向方向上相互交替。在这样的旋转电机中，凸极与定子的旋转磁场相互作用，使得转矩作用在转子上。此外，使用通过定子形成的磁场的谐波成分，作用在转子上的转矩可有效地增大。顺便提及地，除JP 2010-279165 A之外，与本专利技术相关的现有技术文献也包括日本专利申请公开 No. 2007-185082 (JP 2007-185082 A)、日本专利申请公开 No. 2010-98908 (JP2010-98908 A)、日本专利申请公开No. 2010-11079 (JP 2010-11079A)、日本专利申请公开 No. 2004-187488 (JP 2004-187488 A)和日本专利申请公开 No. 2009-183060 (JP2009-183060 A)。
技术实现思路
本专利技术提供了能够有效地增大转矩的旋转电机。根据本专利技术的一方面的旋转电机是一种如下的旋转电机，其特征在于包括定子，该定子产生旋转磁场；和转子，线圈围绕该转子缠绕，使得通过旋转磁场的谐波分量在线圈内产生了电动势，并且，在该转子中通过电动势产生磁极，其中转子具有引导部分，该引导部分将谐波分量从定子引导到转子。在根据本专利技术的方面的旋转电机中，转子可包括磁极部分，所述磁极部分形成为使得所述磁极通过电动势在磁极部分中产生。此外，在根据本专利技术的方面的旋转电机中，引导部分可设置成与定子相邻。再进一步地，引导部分可设置在转子内，以与围绕处于转子的旋转中心轴线上的中心绘制的假想的最大外接圆相接。再进一步地，在根据本专利技术的方面的旋转电机中，引导部分可引导谐波分量，使得所产生的电动势的幅值增大。根据本专利技术，通过使得由定子产生的磁场内的大量的谐波分量与转子的线圈关联，可实现可有效地增大转矩的旋转电机。附图说明本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义将参考附图在下文中描述，其中类似的附图标记指示类似的元件，且其中图I是示出了其中作为整流元件的二极管联接到根据本专利技术的实施例的旋转电 机内的转子绕组的状态的示意图；图2是示出了图I的旋转电机的一部分的示意性截面视图，所述部分在周向方向上延伸且其中定子的一部分和转子的一部分相互面对，同时省略了二极管的图示；图3是图2中示出的部分A的放大且详细的视图；图4是示出了其中通过流过转子绕组的感应电流产生的磁通量在本专利技术的实施 例中的转子内流动的方式的示意图；图5是示出了与转子绕组关联的磁通量的幅值(变化宽度)在转子绕组的在图I中示出的旋转电机的周向方向上的周向宽度9改变时的计算结果的简图；图6A是示出了在不同的定子电流下的转速-转矩特性的简图，该简图作为以不具有任何辅助极的比较例的旋转电机执行仿真而获得的结果；图6B是示出了在不同的定子电流下的转子磁动势和转速之间的关系的简图，该简图作为以比较例的旋转电机执行仿真而获得的结果；图7A是示出了在不同的定子电流下的转速-转矩特性的简图，该简图作为以本专利技术的实施例的旋转电机执行仿真而获得的结果；图7B是示出了在不同的定子电流下的转子磁动势和转速之间的关系的简图，该简图作为以本专利技术的实施例的旋转电机执行仿真而获得的结果；图8A是示出了转子绕组的空间谐波关联通量的简图，该简图作为以不具有任何辅助极的比较例以及示例I和示例2执行仿真而获得的结果；图8B是示出了转子绕组的自感的简图，该简图作为以比较例和示例I和示例2执行仿真而获得的结果；图SC是示出了通过转子绕组的转子的感应电流的简图，该简图作为以比较例以及示例I和示例2执行仿真而获得的结果；图8D是示出了旋转电机的转矩的简图，该简图作为以比较例以及示例I和示例2执行仿真而获得的结果；图9A是示出了空间谐波的磁通线的示意性简图，该简图作为以不具有任何辅助极的比较例执行仿真而获得的结果；图9B是示出了空间谐波的磁通线的示意性简图，该简图作为以本专利技术的实施例执行仿真而获得的结果；图IOA是示出了由转子的感应电流产生的磁通线的示意性简图，该简图作为以不具有任何辅助极的比较例执行仿真而获得的结果；图IOB是示出了由转子的感应电流产生的磁通线的示意性简图，该简图作为以示例I执行仿真而获得的结果，在示例I中每个辅助电极的基部部分由本专利技术的实施例中的磁性材料制成；图IOC是示出了由转子的感应电流产生的磁通线的示意性简图，该简图作为以示例I执行仿真而获得的结果，在示例I中每个辅助电极的基部部分由本专利技术的实施例中的非磁性材料制成；图11是示出了旋转电机驱动系统的示例的总体构造的简图，所述旋转电机驱动系统包括根据本专利技术的实施例的旋转电机；图12是示出了图11中示出的旋转电机驱动系统中的控制装置的构造的框图；图13A是示出了图11中示出的旋转电机驱动系统中的定子电流在d轴电流指令值Id'叠加后的q轴电流指令值Iqsunf和三相电流方面的与时间相关的改变的示例的简图；图13B是示出了与图13A对应的转子磁动势的与时间相关的改变的简图；图13C是示出了与图13A对应的转子转矩的与时间相关的改变的简图；图14A至图14C示出了示意性简图,所述示意性简图示出了其中磁通量通过图11中所示的旋转电机驱动系统内的定子和转子的方式，分别为其中q轴电流是恒定值的情况(图14A)，其中减小的脉冲电流叠加在q轴电流上的情况的早期阶段(图14B)，和其中减小的脉冲电流叠加在q轴电流上的情况的晚期阶段(图14C)；图15是示出了在定子电流上叠加了增加的脉冲电流的旋转电机驱动系统内的通过U相的定子绕组的电流(定子电流)和在转子绕组中发生的感应电流(转子的感应电流)的示例的简图；图16A和图16B示出了转子的示意性简图，图中示出了在根据本专利技术的另一个实施例的旋转电机中当脉冲电流叠加在q轴电流上时发生的改变；图17是示出了旋转电机的转速和转矩之间的关系的简图，该简图用于图示其中图11中示出的旋转电机驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机(10)，其特征在于包括：定子(12)，所述定子(12)产生旋转磁场；和转子(14)，线圈(42n、42s)围绕所述转子(14)缠绕，使得通过所述旋转磁场的谐波分量在所述线圈中产生电动势，并且，在所述转子(14)中通过所述电动势产生磁极，其中，所述转子(14)具有引导部分(48)，所述引导部分(48)将所述谐波分量从所述定子(12)引导到所述转子(14)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山田英治，水谷良治，知念真太郎，平本健二，中井英雄，蓑岛纪元，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：