旋转电机系统以及车轮技术方案

本发明专利技术涉及与以往相比，能够减低伴随通电的损耗来使效率提高的旋转电机系统以及车轮。旋转电机系统（1）具有旋转电机（10）和控制旋转电机的运转的控制装置（20），旋转电机具备定子绕组（11a）卷绕成多相的定子（11）和在转子铁心（12b）的各极的一部分或者全部的极上卷绕励磁绕组（12a）的转子（12）。控制装置具有基于速度信号与运转模式信号来控制转子中产生的励磁磁通的励磁磁通控制部；和当定子绕组中流过规定电流值以上的定子电流（Is）时，将流过励磁绕组的励磁电流（Ir）抑制由定子电流产生的磁阻磁通的量的励磁电流控制部。根据该构成，由于励磁电流被抑制，所以伴随通电的损耗也变小，结果，能够使效率提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有:具备定子(stator)与转子(rotor)的旋转电机、和控制该旋转电机的运转的控制装置的旋转电机系统。
技术介绍
以往，公开了一种与增大短路比来提高稳定性的旋转电机有关的技术的一个例子(例如参照专利文献I)。该旋转电机成为d轴(磁极中心方向)侧所形成的槽(slot)间的距离与该槽间的距离和其他的槽的深度同样地形成的情况相比，形成得较短的构成。专利文献I的图1中记载了为了使气隙(air gap)的磁通密度分布接近正弦波形，与磁极最近的槽(2、3)的深度比其他的槽(4、5)的深度形成得深的转子(I)。专利文献1:日本特开平10-023693号公报但是，在应用专利文献I的技术的情况下，以额定速度产生额定电压所需的励磁电流需要大于以同一深度形成了槽时所需的励磁电流(参照专利文献I的0022段落)。随着励磁电流变大，所产生的磁场的强度也变大，另一方面，与通电相伴的损耗也变大，因此，结果存在效率降低的问题点。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的情况而提出，其目的在于，提供与以往相比能够降低伴随着通电的损耗而使效率提高的旋转电机系统以及车轮。为了解决上述课题，技术方案I所述的专利技术的特征在于，旋转电机系统具有旋转电机和控制所述旋转电机的运转的控制装置，所述旋转电机具备定子绕组(电枢绕组)被卷绕为多相的定子(stator)和在转子铁心(转子主体)的各极的一部分或者全部的极上卷绕励磁绕组的转子(rotor)，在该旋转电机系统中，所述控制装置具有:励磁磁通控制部，其基于速度信号与运转模式信号，控制所述转子中产生的励磁磁通；以及励磁电流抑制部，其在所述定子绕组中流过规定电流值以上的定子电流(转子电流)的情况下，将流过所述励磁绕组的励磁电流(定子电流)抑制由所述定子电流产生的磁阻磁通的量。根据该构成，可通过励磁磁通控制部来控制转子中的产生的励磁磁通，并且通过励磁电流抑制部将流过励磁绕组的励磁电流抑制磁阻磁通的量。由于励磁电流被抑制，所以伴随通电的损耗也变小，结果，能够使效率提高。其中，“多相”是指二相以上的任意相数。“旋转电机”只要是具有旋转的部位(例如轴、旋转轴等)的设备即可，可以是任意的设备。例如，是发电机、电动机、电动发电机等。“速度信号”是指示转子的旋转速度(转速)的信号。“运转模式信号”是指示旋转电机的运转模式(例如动力模式、再生模式等)的信号。这些速度信号、运转模式信号可以是模拟信号、数字信号等那样的信号种类。对于“规定电流值”而言，能够根据旋转电机的规格、要求特性等设定适当的值，包含额定电流值。“卷绕”的意思是缠绕。 技术方案2所述的专利技术的特征在于，所述励磁磁通控制部接受单相或者多相的电力，从卷绕于所述转子铁心的所述励磁绕组中选择一个以上励磁绕组来控制所述励磁磁通。根据该构成，通过选择一个以上励磁绕组，控制通电方向、电流量等，来控制励磁磁通。能够通过该控制，容易地改变磁通量、极数等。技术方案3所述的专利技术的特征在于，所述转子具有在所述转子铁心上卷绕所述励磁绕组的励磁绕组极、和不在所述转子铁心上卷绕所述励磁绕组的非励磁绕组极。根据该构成，由于仅在励磁绕组极上卷绕励磁绕组，所以从转子整体来观察，磁通分布是不均匀的。由于在励磁绕组极及其周边，磁通分布变高，磁阻磁通增加，所以转矩(是与旋转力、旋转转矩同样的意思，以下也相同)提高。另一方面，由于在非励磁绕组极及其周边，磁通分布变低，磁阻磁通减少，所以转子的转速增加。技术方案4所述的专利技术的特征在于，所述转子具有多个转子槽，卷绕所述励磁绕组的所述转子槽比不卷绕所述励磁绕组的所述转子槽形成得大。作为“形成得大”的对象的单位包括截面积、周方向宽度、容积等中的一个以上。根据该构成，由于形成得大的转子槽容易进行励磁绕组的卷绕，所以能够缩短组装时间。技术方案5所述的专利技术的特征在于，所述转子铁心在前端部具有凸缘状部位，所述凸缘状部位偏向通过向所述定子通电而产生的磁场减小的方向形成。根据该构成，由于凸缘状部位偏向磁场减小的方向形成，所以能够灵活运用由定子绕组产生的减磁场。另外，通过变化电流相位，能够配合运转模式地使旋转力最佳化(例如最大化、最小化等)。其中，若“凸缘状部位”偏向磁场减小的方向形成，则与方式(即形状、配置、个数等)无关。技术方案6所述的专利技术的特征在于，所述转子具有在所述转子铁心的极相互间配置磁铁的第I极间、和不在所述转子铁心的极相互间配置磁铁的第2极间。根据该构成，对于由配置在第I极间的磁铁产生的磁通而言，由于磁阻磁通增加，所以能够使旋转电机的转矩提高。由于第I极间的数量能够根据要求特性任意设定，所以能够提供满足该要求特性的旋转电机系统。“磁铁”只要能够产生磁通即可，可以是任意的，与永久磁铁、电磁铁等种类无关。在永久磁铁中，例如可采用铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、钐钴磁铁、钕铁硼磁铁、钐铁氮磁铁坐寸ο技术方案7所述的专利技术的特征在于，所述转子被配置在所述定子的外径侧。根据该构成，由于配置在定子的外径侧的转子(所谓的外转子)与在定子的内径侧配置的转子(所谓的内转子)相比，能够较大地确保磁性体的体积，所以能够通过的磁通量也增加。因此，可使旋转电机的转矩提高。其中，“磁性体”包含作为硬质磁性体的磁铁、软质磁性体(例如由铁、硅钢、强磁性铁镍合金、铁硅铝磁性合金、铁钴磁性合金、软铁氧体、无定形磁性合金、纳米晶磁性合金等材质构成的物体)。技术方案8所述的专利技术的特征在于，所述定子具有收纳分别被集中卷绕的所述定子绕组，并由12的整数倍构成的定子槽，所述转子具有由12的整数倍或者14的整数倍构成的所述极。根据该构成，由于通过集中卷绕，使得定子绕组的卷绕变得容易，所以能够缩短组装时间。技术方案9所述的专利技术的特征在于，在车轮中，具有技术方案I 技术方案8中任意一项所述的旋转电机系统或者所述旋转电机系统所包含的旋转电机。根据该构成，当旋转电机作为电动机运转时，能够旋转驱动车轮。另一方面，当旋转电机作为发电机运转时，能够产生与车轮的转速对应的电力(再生能量)。另外，能够提供起到上述的技术方案I 技术方案8中任意一项所述的旋转电机系统的作用效果的车轮。附图说明图1是表示旋转电机系统的第I构成例的示意图。图2是表示图1所示的I1-1I线向视的旋转电机的剖面的示意图。图3是表示用于切换励磁绕组的构成例的示意图。 图4是表示励磁绕组的构成例的示意图。图5是表示转子槽的构成例的示意图。图6是表示配置磁铁的转子的构成例的示意图。图7是表示凸缘状部位的构成例的示意图。图8是表示定子的构成例的示意图。图9是表示励磁控制处理的步骤例的流程图。图10是表示构成旋转电机系统的旋转电机的第2构成例的示意图。图11是表示具备旋转电机的车轮的构成例的示意图。附图标记说明:1 一旋转电机系统；10 —旋转电机；11 一定子(stator) ；lla —定子绕组；llb —定子铁心；llc 一定子槽；Ilt (11 ta Iltc) 一定子齿(极)；12 —转子(rotor)；12a (12al 12a8)—励磁绕组；12b —转子铁心；12c (12cl 12c8)—转子槽；12d (12dl 12d4)—凸缘状部位；12t (12tl 12t8)—转子齿(极)；16 (16a 16f) —磁铁；20 —本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机系统，具有：旋转电机，其具备定子绕组被卷绕为多相而形成的定子、和励磁绕组卷绕于转子铁心的各极的一部分或全部的极而形成的转子；以及控制装置，其控制所述旋转电机的运转；该旋转电机系统的特征在于，所述控制装置具有：励磁磁通控制部，其基于速度信号与运转模式信号，控制所述转子中产生的励磁磁通；以及励磁电流抑制部，其在所述定子绕组中流过规定电流值以上的定子电流的情况下，将流过所述励磁绕组的励磁电流抑制由所述定子电流产生的磁阻磁通的量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：长田正彦，向井拓三，道明正尚，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：