旋转电机制造技术

本发明专利技术提供了一种能够扩大运转范围的旋转电机。定子的齿部30在第一位置和第二位置之间以可相对移动的方式被分割成第一齿部31和第二齿部32，在所述第一位置，第一齿部31和第二齿部32之间的磁阻小，在所述第二位置，所述磁阻相对大。在第二齿部32位于第二位置的状态下，从通电绕组的定子轭部侧端到可布置绕组的区域的转子侧端的区域被分割成第一区域A1和第二区域A2。第一区域内的通电绕组空间系数被设定为相对小于第二区域内的通电绕组空间系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种旋转电机，所述旋转电机优选被用作作为例如包括电动摩托车的各种电动车辆以及各种电气机械的驱动力的电动机。
技术介绍
通常，作为被用作例如包括电动摩托车的各种电动车辆和各种电气制品的驱动力的电动机，径向间隙型旋转电机和轴向间隙型旋转电机是众所周知的。径向间隙型旋转电机包括转子和圆筒形定子，所述转子具有永磁体并且构造成绕旋转轴线旋转，所述圆筒形定子具有定子绕组并且经由间隙布置在所述转子的径向上。另一方面，轴向间隙型旋转电机包括定子和圆盘形转子，所述定子具有定子绕组，所述转子具有永磁体并且经由间隙布置在所述定子在所述定子的轴向上的一个端侧。近年来，希望有作为用于包括电动摩托车的各种电动车辆的驱动力的小型和高性能电动机。在这种电动机中，如果从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围宽，则能在不使用对于带有内燃发动机的车辆而言通常需要的变速器的情况下获得车辆行驶所需的驱动力。当考虑将这种电机安装在车辆上时，优选电动机的大小尽可能小。因此，为了获得小型和高性能的电动机，优选在定子的有限的可布置绕组的区域内布置尽可能多的绕组，并且已形成各种提案。根据一些提案，可以说绕组的空间系数已得到提高且因此能提供能够产生高转矩的紧凑式电动机。但是，由于电动机的特点，电动机具有这样一个问题:尽管能在低转速范围内产生高转矩，但转速的上限将被限制在高转速范围内。也就是说，在电动机中，尽管能在低转速范围内产生高转矩，但随着转数增加，通过设置于转子的永磁体的磁通，在布置在定子上的定子绕组处产生的感应电压(即逆电动势)增加。当转速升高并达到一定速度时，在定子绕组处感生的感应电压变成等于电动机的被施加电压，从而妨碍定子绕组中的电流流动。这进而妨碍转速的进一步升高。为了解决此问题，例如通过进行弱磁控制来降低感应电压(即，逆电动势)。但是，弱磁控制需要另外的电力来取消感应电压。因此，在使电动机在从外部供给电力的状态下使用的产品的情况下，增加的电力消耗并未引起缩短的可驱动时间。但是，在诸如通过安装在其上的电池驱动的电动摩托车的产品的情况下，由于电池容量有限，因此为了取消在定子绕组中感生的感应电压而供给的电流导致增加的电力消耗，从而引起缩短的可驱动时间。由此，要求尽可能多地减少电力消耗。本专利技术人提出了一种能够避免需要引起另外的电力消耗的弱磁控制的新型定子结构。在此提案中，绕组布置在其上的定子的齿部以可相对移动的方式被分割成至少两个分割齿部以致其相对移动改变磁通流以减少定子绕组在高转速时的磁通匝连数。根据此提案，由于能通过物理的手段来调节定子绕组在高转速时的磁通匝连数，因此能降低或避免弱磁控制通常所需的电力，这使得能够提供能够降低电力消耗的旋转电机。在这种具有上述结构的旋转电机中,希望进一步扩大从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围。现有技术专利文献专利文献1:日本特开专利申请公报N0.2006-19178
技术实现思路
本专利技术要解决的课题本专利技术鉴于上述传统问题而作出，且旨在提供一种能够进一步扩大从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围。本专利技术的另一个方面是提供一种径向间隙型旋转电机，所述旋转电机能够扩大从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围，即使使用强永磁体作为用于转子的永磁体，也能有效地将其控制。本专利技术的其他目的和优点将从以下优选实施例显而易见。解决问题的手段以下将描述根据本专利技术的旋转电机的结构。根据本专利技术的旋转电机包括转子和定子，所述转子具有永磁体并且构造成绕旋转轴线旋转，所述定子布置成经由间隙面向所述转子。所述定子包括布置成经由所述间隙面向所述转子的齿部、与所述齿部共同形成定子磁路的定子轭部和布置成占据由所述定子轭部和所述齿部包围的可布置绕组的区域的至少一部分的一个或多个绕组，以及磁阻改变机构，所述磁阻改变机构构造成通过机械地改变由所述定子轭部和所述齿部形成的定子磁路来改变所述定子磁路的磁阻。上述磁阻改变机构构造成在第一状态和第二状态之间机械地改变所述定子磁路，在所述第一状态下，所述定子磁路的磁阻小，在所述第二状态下，所述定子磁路的磁阻相对大于所述定子磁路在所述第一状态下的磁阻。所述一个或多个绕组包括通电绕组，所述通电绕组在所述定子磁路由所述磁阻改变机构改变到所述第二状态的状态下通电。所述可布置绕组的区域的在从所述通电绕组的定子轭部侧端至所述可布置绕组的区域的转子侧端的范围内的区域在所述齿部在所述转子的径向上的中间位置被分割成布置在转子侧的第一区域和布置在定子轭部侧的第二区域。由所述第一区域内存在的所述通电绕组的实际总绕组截面积与所述第一区域的截面积的比率定义的通电绕组空间系数被设定为相对小于由所述第二区域内存在的所述通电绕组的实际总绕组截面积与所述第二区域的截面积的比率定义的通电绕组空间系数(通电绕组占用比率)。优选上述磁阻改变机构包括通过在所述旋转轴线的径向上分割所述齿部而形成的多个分割齿部。所述多个分割齿部之中的至少一个分割齿部构成可相对于另一个分割齿部沿所述旋转轴线的周向相对移动的可动分割齿部。所述可动分割齿部构成为使得所述可动分割齿部可沿所述周向移动，以在所述第一状态和所述第二状态之间改变所述定子磁路的磁阻。所述通电绕组的所述转子侧端能构造成布置在以预定距离朝所述定子侧离开所述可布置绕组的区域的所述转子侧端的位置以致在所述可布置绕组的区域内的转子侧区域内未形成绕组。这种情况下，在所述第二状态下，存在较少与绕组交联的磁通，这大幅控制了向绕组感生的感应电压(逆电动势)。这进而能增大转子的转速的上限值。在上述旋转电机中，所述通电绕组的所述转子侧端和所述可布置绕组的区域的所述转子侧端之间能布置有用于固定所述绕组的绕组固定部件。在上述旋转电机中，上述一个或多个绕组能构造成以整个绕组朝所述定子轭部侧偏心地定位这样的方式布置。或者，所述一个或多个绕组能形成为使得匝数在所述可布置绕组的区域内从所述转子侧端朝所述定子轭部侧端增加。根据本专利技术的另一个方面，所述旋转电机包括转子和定子，所述转子具有永磁体并且构造成绕旋转轴线旋转，所述定子布置成经由间隙面向所述转子。所述定子包括布置成经由所述间隙面向所述转子的齿部。上述齿部在从转子侧端部朝其相反的侧端部的方向上被分割成多个分割齿部。所述多个分割齿部包括布置成经由所述间隙面向所述转子的第一齿部和布置在所述第一齿部的相反端部上的第二齿部。所述定子还包括定子轭部和一个或多个绕组，所述第二齿部被固定于所述定子轭部，所述绕组布置在由所述齿部和所述定子轭部包围的可布置绕组的区域内以便占用所述可布置绕组的区域的至少一部分。所述齿部的所述多个分割齿部之中的至少一个分割齿部构成可相对于另一个分割齿部移动的可动分割齿部。上述可动分割齿部可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，由所述齿部的所述分割齿部形成的磁路的磁阻小，在所述第二位置，由所述齿部的所述分割齿部形成的磁路的磁阻相对大于在所述第一位置的磁阻。上述一个或多个绕组包括通电绕组，所述通电绕组在所述可动分割齿部布置在所述第二位置的状态下通电。所述可布置绕组的区域的在从所述通电绕组的定子轭部侧端至所述可布置绕组的区域的转子侧端的范围内的区域在所述齿部在所述转子的径向上的中间位置被分割成布置在转子侧的第一区域和布置在定子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，包括：转子，所述转子具有永磁体并且构造成绕旋转轴线旋转；和定子，所述定子布置成经由间隙面向所述转子，其中，所述定子包括：齿部，所述齿部布置成经由所述间隙面向所述转子；定子轭部，所述定子轭部与所述齿部共同形成定子磁路；和一个或多个绕组，所述绕组布置成占用由所述定子轭部和所述齿部包围的可布置绕组的区域的至少一部分；以及磁阻改变机构，所述磁阻改变机构构造成通过机械地改变由所述定子轭部和所述齿部形成的定子磁路来改变所述定子磁路的磁阻，其中，所述磁阻改变机构构造成在第一状态和第二状态之间机械地改变所述定子磁路，在所述第一状态下，所述定子磁路的磁阻小，在所述第二状态下，所述定子磁路的磁阻相对大于所述第一状态下的磁阻，其中，所述一个或多个绕组包括通电绕组，所述通电绕组在所述定子磁路由所述磁阻改变机构改变到所述第二状态的情况下通电，其中，所述可布置绕组的区域的在从所述通电绕组的定子轭部侧端至可布置绕组的区域的转子侧端的范围内的区域在所述转子的径向上在所述齿部的中间位置处被分割成布置在转子侧的第一区域和布置在定子轭部侧的第二区域，并且其中，由所述第一区域内存在的所述通电绕组的实际总绕组截面积与所述第一区域的截面积的比率定义的通电绕组空间系数被设定为相对小于由所述第二区域内存在的所述通电绕组的实际总绕组截面积与所述第二区域的截面积的比率定义的通电绕组空间系数。...

【技术特征摘要】
2011.12.22 JP 281398/2011;2012.10.15 JP 227651/201.一种旋转电机，包括: 转子，所述转子具有永磁体并且构造成绕旋转轴线旋转；和 定子，所述定子布置成经由间隙面向所述转子， 其中，所述定子包括: 齿部，所述齿部布置成经由所述间隙面向所述转子； 定子轭部，所述定子轭部与所述齿部共同形成定子磁路；和 一个或多个绕组，所述绕组布置成占用由所述定子轭部和所述齿部包围的可布置绕组的区域的至少一部分；以及 磁阻改变机构，所述磁阻改变机构构造成通过机械地改变由所述定子轭部和所述齿部形成的定子磁路来改变所述定子磁路的磁阻， 其中，所述磁阻改变机构构造成在第一状态和第二状态之间机械地改变所述定子磁路，在所述第一状态下，所述定子磁路的磁阻小，在所述第二状态下，所述定子磁路的磁阻相对大于所述第一状态下的磁阻， 其中，所述一个或多个绕组包括通电绕组，所述通电绕组在所述定子磁路由所述磁阻改变机构改变到所述第二状态的情况下通电， 其中，所述可布置绕组的区域的在从所述通电绕组的定子轭部侧端至可布置绕组的区域的转子侧端的范围内的区域在所述转子的径向上在所述齿部的中间位置处被分割成布置在转子侧的第一区域和布置在定子轭部侧的第二区域，并且 其中，由所述第一区域内存在的所述通电绕组的实际总绕组截面积与所述第一区域的截面积的比率定义的通电绕组空间系数被设定为相对小于由所述第二区域内存在的所述通电绕组的实际总绕组截面积与所述第二区域的截面积的比率定义的通电绕组空间系数。2.如权利要求1所述的旋转电机， 其中，所述磁阻改变机构包括通过在所述旋转轴线的径向上分割所述齿部而获得的多个分割齿部， 其中，所述多个分割齿部之中的至少一个分割齿部构造成能相对于另一个分割齿部沿所述旋转轴线的周向相对移动的可动分割齿部，并且 其中，所述可动分割齿部能沿周向移动以致所述定子磁路的磁阻在所述第一状态和所述第二状态之间改变。3.如权利要求1所述的旋转电机， 其中，所述通电绕组的转子侧端布置在以预定距离朝所述定子侧离开所述可布置绕组的区域的转子侧端的位置，并且 其中，在所述可布置绕组的区域内的转子侧区域内未形成绕组。4.如权利要求3所述的旋转电机， 其中，所述通电绕组的转子侧端和所述可布置绕组的区域的转子侧端之间布置有用于固定所述绕组的绕组固定部件。5.如权利要求1所述的旋转电机， 其中，所述一个或多个绕组布置成使得所述一个或多个绕组朝定子轭部侧偏心地定位。6.如权利要求1所述的旋转电机，其中，所述一个或多个绕组形成为使得匝数在所述可布置绕组的区域内从转子侧端朝定子轭部侧端增加。7.—种旋转电机,包括: 转子，所述转子具有永磁体并且构造成绕旋转轴线旋转；和 定子，所述定子布置成经由间隙面向所述转子， 其中，所述定子包括齿部，所述齿部布置成经由所述间隙面向所述转子， 其中，所述齿部在从转子侧端部朝其相反侧端部的方向上被分割成多个分割齿部，所述多个分割齿部包括布置成经由所述间隙面向所述转子的第一齿部和布置在所述第一齿部的相反侧端部上的第二齿部， 其中，所述定子还包括固定所述第二齿部的定子轭部和一个或多个绕组，所述绕组布置在由所述齿部和所述定子轭部包围的可布置绕组的区域内以便占用所述可布置绕组的区域的至少一部分， 其中，所述齿部的所述多个分割齿部之中的至少一个分割齿部构成能相对于另一个分割齿部移动的可动分割齿部，并且 其中，所述可动分割齿部...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水司，日野阳至，
申请(专利权)人：雅马哈发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：