旋转电机和用于该电机的控制器制造技术

一种定子（12）具有定子芯（26）和缠绕在定子芯（26）或者定子（12）的齿（30）上的定子绕组（28u、28v、28w）。转子（14）具有：转子芯（16）；缠绕在转子芯（16）或者转子（14）的齿（19）上的绕组（42n、42s）；和布置于在周向方向上相邻的两个转子齿（19）之间的磁性辅极（48）。转子（14）进一步具有二极管（21n、21s），该二极管（21n、21s）是磁特性调整部，该磁特性调整部使得由于在转子绕组（42n、42s）中产生的电动势而出现在齿（19）中的磁特性在转子芯（16）的周向方向上改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机和用于该电机的控制器
本专利技术涉及一种转子和定子被布置成彼此面对的旋转电机，和一种旋转电机驱动系统。
技术介绍
如在日本专利申请公报N0.2009-112091 (JP2009-112091A)中描述地，已经能够利用一种旋转电机，在该旋转电机中转子设有转子绕组，并且利用由定子产生并且包括空间谐波的旋转磁性通过转子绕组感应出电流，从而在转子中产生扭矩。在JP2009-112091A中描述的旋转电机配备有定子和沿着径向布置在定子内侧的转子。定子具有设置在定子芯上的、在转子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处的齿。围绕定子的齿，通过集中绕组方法缠绕多个相位的定子绕组。通过使得多个相位的交流电流通过该多个相位的定子绕组，能够产生在周向方向上旋转的旋转磁场。此外，转子具有设置于在转子芯上的、在转子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处的凸极。转子绕组缠绕在每个凸极上。转子绕组彼此电分离。二极管被连接到分离的转子绕组中的每个转子绕组。连接到在转子的周向方向上彼此相邻的两个转子绕组的二极管在彼此相反的方向上被连接到它们的相应的转子绕组，使得流过两个相邻转子绕组的电流的方向是彼此相反的。由此，当直流电流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性方向是彼此相反的，并且因此磁体形成在每个凸极中使得N和S极在转子的周向方向上彼此交替。在这种旋转电机中，凸极被吸引到定子的旋转磁场使得磁阻转矩作用于转子上。此外，由于定子的旋转磁场的空间谐波成分，具有不同于旋转磁场的基本成分的频率的磁通变化出现。由于这个磁通变化，感应电动势在转子绕组中产生，并且由感应电动势在凸极处形成的磁场与定子的旋转磁场互相作用，从而能够使得与磁体扭矩相对应的扭矩作用于转子上。因此，转子被驱动以与旋转磁场同步地旋转。附带说一句，除了日本专利申请公报N0.2009-112091 (JP2009-112091A),本专利技术的相关技术文献有关还包括日本专利申请公报N0.2007-185082 (JP2007-185082A)、日本专利申请公报N0.2010-98908(JP2010-98908A)、日本专利申请公报 N0.2010-110079 (JP2010-110079A)、日本专利申请公报 N0.2004-187488 (JP2004-187488A)和日本专利申请公报 N0.2009-183060(JP2009-183060A)。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够有效地增加扭矩的旋转电机，和一种配备有该旋转电机的旋转电机驱动系统。根据本专利技术的第一方面的旋转电机是这样一种旋转电机，在该旋转电机中，定子和转子被布置成彼此面对，并且旋转电机的特征在于定子包括:定子芯；定子齿，该定子齿布置在定子芯上的、在定子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处；和多个定子绕组，该定子绕组缠绕在定子芯和定子齿中的至少一个上，并且转子包括:转子芯；转子齿，该转子齿布置在转子芯上的、在转子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处；多个转子绕组，该转子绕组缠绕在转子芯和转子齿中的至少一个上；磁性辅极，该磁性辅极布置在转子齿中的、在转子的周向方向上彼此相邻的相邻两个转子齿之间；和磁特性调整部，该磁特性调整部使得由于转子绕组中产生的感应电动势而出现在转子绕组或者该多个转子齿内侧的磁特性在转子芯的周向方向上改变。根据上述根据本专利技术的第一方面的旋转电机，因为磁性辅极被布置于在周向方向上彼此相邻的转子齿之间，所以磁场的由定子产生并且与转子绕组关联的空间谐波并且具体地空间二阶谐波能够被辅极增加，并且磁通的改变能够增加，并且通过转子绕组感应出的电流能够增加。这导致转子磁性力增加，从而能够有效地在大部分的操作区域中增加扭矩。在根据本专利技术的第一方面的、前面的旋转电机中，辅极可以从转子芯朝向定子突出，并且辅极可以包括磁性的远端部分和非磁性的基础部分。根据该构造，能够防止从转子的变成S极的转子齿到变成N极的转子齿地穿过转子芯的内部的磁通被任何辅极的基础部分短路，并且能够有效地防止应该穿过齿从而在转子和定子之间产生磁性吸引力的磁通减小。因此，转子绕组的自感应的增加能够受到抑制，从而通过转子绕组形成的感应电流能够进一步增加，并且旋转电机的扭矩能够进一步增加。此外，在根据本专利技术的第一方面的、前面的旋转电机中，辅极可以从转子芯的外部周向表面朝向定子突出，并且辅极可以包括基础部分和远端部分，该远端部分的在转子的周向方向上的厚度大于基础部分的在转子的周向方向上的厚度。在该构造中，例如，整个辅极可以由磁性材料形成，或者辅极的基础部分和其远端部分可以分别地由非磁性材料和磁性材料形成。根据前面的构造，通过减小辅极的基础部分的在周向方向上的厚度，使得穿过基础部分的磁通饱和是可能的。因此，能够防止从转子的变成S极的转子齿到变成N极的转子齿地穿过转子的内部的磁通被辅极的基础部分短路。因此，能够有效地防止应该穿过齿从而在转子和定子之间产生磁性吸引力的磁通减小。因此，因为转子绕组的自感应的增加能够受到抑制，所以在转子绕组中出现的感应电流能够增加，并且扭矩能够增加。进而，在根据本专利技术的第一方面的旋转电机中，基础部分和远端部分可以经由阶梯部分结合。进而，在根据本专利技术的第一方面的旋转电机中，转子绕组可以被连接到每个均是磁特性调整部的整流元件，使得转子绕组中的、在转子的周向方向上彼此相邻的两个转子绕组中的整流元件的正向方向彼此相反，并且整流元件可以被构造成通过对由于感应电动势的产生而导致的流过转子绕组的电流进行整流，使得流过在周向方向上彼此相邻的转子绕组的电流的相位彼此不同从而在A相和B相之间交替。进而，在根据本专利技术的第一方面的旋转电机中，转子绕组中的每个转子绕组的在转子的周向方向上的宽度可以小于与180°电角度相对应的宽度。进而，在根据本专利技术的第一方面的旋转电机中，转子绕组中的每个转子绕组的在转子的周向方向上的宽度可以等于与90°电角度相对应的宽度。根据本专利技术的第二方面的旋转电机驱动系统是如下一种旋转电机驱动系统，该旋转电机驱动系统的特征在于包括:根据本专利技术的第一方面的旋转电机；驱动旋转电机的驱动部分；和控制驱动部分的控制部分，其中，该控制部分包括减小脉冲迭加装置，该减小脉冲迭加装置用于将具有减小脉冲方式的减小脉冲电流迭加在用于使得电流流过定子绕组的q轴电流指令上，从而产生在从磁极方向超前90°电角度的方向上的场磁通，所述磁极方向是转子绕组的绕组中心轴线的方向。附带说一句，前述减小脉冲电流意味着以脉冲方式急剧地减小并且然后急剧地增加的脉冲电流(这适用于全部说明书和权利要求)。此外，减小脉冲电流的脉冲波形可以是任何波形，包括矩形波、三角形波或者由多条曲线和直线形成为凸出形状的波。根据本专利技术的第二方面的旋转电机驱动系统，实现能够在防止过大的电流流过定子绕组时在大部分区域之上增加扭矩并且进一步在低旋转速度区域中增加扭矩的旋转电机是可能的时。例如，在该多个相位的定子绕组是三相定子绕组的情形中，即使当在对于一个相位(例如，W相)的定子绕组执行脉冲电流的迭加之前通过一个相位(例如，W相)的定子绕组的电流的绝对值高于流过其它相位(例如，U相和V相)的定子绕组的电流的绝对值时，减小脉冲电流的迭加也在以脉冲方式减小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，在所述旋转电机中，定子和转子被布置成彼此面对，所述旋转电机的特征在于，所述定子包括：定子芯；定子齿，所述定子齿布置在所述定子芯上的、在所述定子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处；和多个定子绕组，所述定子绕组缠绕在所述定子芯和所述定子齿中的至少一个上，并且所述转子包括：转子芯；转子齿，所述转子齿布置在所述转子芯上的、在所述转子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处；多个转子绕组，所述转子绕组缠绕在所述转子芯和所述转子齿中的至少一个上；磁性辅极，所述磁性辅极布置在所述转子齿中的、在所述转子的周向方向上彼此相邻的相邻两个转子齿之间；和磁特性调整部，所述磁特性调整部使得由于所述转子绕组中产生的感应电动势而出现在所述转子绕组内侧或者多个转子齿中的磁特性在所述转子芯的周向方向上改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.07 JP 2011-0856401.一种旋转电机，在所述旋转电机中，定子和转子被布置成彼此面对，所述旋转电机的特征在于， 所述定子包括: 定子芯; 定子齿，所述定子齿布置在所述定子芯上的、在所述定子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处；和 多个定子绕组，所述定子绕组缠绕在所述定子芯和所述定子齿中的至少一个上，并且 所述转子包括: 转子芯； 转子齿，所述转子齿布置在所述转子芯上的、在所述转子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处； 多个转子绕组，所述转子绕组缠绕在所述转子芯和所述转子齿中的至少一个上； 磁性辅极，所述磁性辅极布置在所述转子齿中的、在所述转子的周向方向上彼此相邻的相邻两个转子齿之间；和 磁特性调整部，所述磁特性调整部使得由于所述转子绕组中产生的感应电动势而出现在所述转子绕组内侧或者多个 转子齿中的磁特性在所述转子芯的周向方向上改变。2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中: 所述辅极从所述转子芯朝向所述定子突出；并且 所述辅极包括磁性的远端部分和非磁性的基础部分。3.根据权利要求1所述的旋转电机，其中: 所述辅极从所述转子芯的外周表面朝向所述定子突出；并且 所述辅极包括基础部分和远端部分，所述远端部分的在所述转子的周向方向上的厚度大于所述基础部分的在所述转子的周向方向上的厚度。4.根据权利要求3所述的旋转电机，其中 所述基础部分和所述远端部分经由阶梯部分联接。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的旋转电机，其中: 所述转子绕组被连接到整流元件，所述整流元件中的每个整流元件均是所述磁特性调整部，使得所述转子绕组中的、在所述转子的周向方向上彼此相邻的两个转子绕组中的所述整流元件的正向方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田英治，水谷良治，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，
类型：
国别省市：