專利名稱：磁通可變型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及使用該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電子產(chǎn)品、汽車、移動(dòng)體、風(fēng)力發(fā)
電系統(tǒng)、運(yùn)輸車輛，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠?qū)?yīng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速來(lái)機(jī)械性地使有效磁通
量可變。
背景技術(shù)：
效率高、可實(shí)現(xiàn)小型化和低噪音化的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)(PM電動(dòng)機(jī))開(kāi)始普及， 而取代現(xiàn)有的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(IM電動(dòng)機(jī))。例如，作為面向家電、鐵道車輛、電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng) 電機(jī)，正在利用PM電動(dòng)機(jī)。由于IM電動(dòng)機(jī)通過(guò)來(lái)自定子的勵(lì)磁電流產(chǎn)生磁通本身，所以存 在由流通勵(lì)磁電流引起的產(chǎn)生損失的問(wèn)題點(diǎn)。另一方面，PM電動(dòng)機(jī)是在轉(zhuǎn)子上具有永久磁 鐵，利用永久磁鐵的磁通輸出轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)。因此，在PM電動(dòng)機(jī)中不需要施加勵(lì)磁電流，不 存在IM電動(dòng)機(jī)具有的問(wèn)題。 但是，PM電動(dòng)機(jī)通過(guò)永久磁鐵與轉(zhuǎn)速成比例地在電樞線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。在鐵 道車輛或汽車等旋轉(zhuǎn)范圍廣的應(yīng)用范圍內(nèi)，根據(jù)在最高轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，需要確保 驅(qū)動(dòng)控制PM電動(dòng)機(jī)的逆變器不會(huì)因過(guò)電壓而被破壞。在具有這樣的特性的PM電動(dòng)機(jī)中，在 令電源電壓為一定來(lái)進(jìn)行固定輸出運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，作為用于使前述的最高轉(zhuǎn)速進(jìn)一步上升 并將運(yùn)轉(zhuǎn)速度變廣的方法，存在所謂的削弱磁場(chǎng)控制(弱&界磁制御)，該削弱磁場(chǎng)控制是 使消除永久磁鐵產(chǎn)生的磁通的電流流過(guò)電樞線圈來(lái)等效地降低感應(yīng)電壓的控制。但是，該 削弱磁場(chǎng)控制由于流通的是無(wú)助于轉(zhuǎn)矩的電流，所以引起效率的降低。此外，需要在電樞線 圈上流通大電流，自然而然地在線圈上產(chǎn)生的熱量增大。因此，存在可引起在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域的 作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率的下降以及超過(guò)冷卻能力的發(fā)熱引起的永久磁鐵的減磁等的可能性。
因此，代替電性的削弱磁場(chǎng)，作為能夠機(jī)械性地使有效磁通量可變的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，公 知的是例如專利文獻(xiàn)1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。專利文獻(xiàn)1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有在旋轉(zhuǎn)軸方向上 被二分割成兩部分的轉(zhuǎn)子，在各個(gè)部分上，沿旋轉(zhuǎn)方向交替配置有極性不同的勵(lì)磁用磁鐵。 并且，在使旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)工作的情況下，通過(guò)二分割轉(zhuǎn)子的一方勵(lì)磁用磁鐵和二分 割轉(zhuǎn)子的另一方勵(lì)磁用磁鐵之間的磁作用力與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩方向的平衡，使二分割轉(zhuǎn)子的勵(lì) 磁用磁鐵的磁極中心一致。在使旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)工作的情況下，伴隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩方 向變?yōu)橄喾?，二分割轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁用磁鐵的磁極中心錯(cuò)開(kāi)。這樣，通過(guò)使分割的兩個(gè)轉(zhuǎn)子的磁 極中心變化，可以機(jī)械性地使有效磁通量可變。 進(jìn)而，在使用了機(jī)械性的可變機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，為了提高相對(duì)于被裝載體、例如 汽車的可靠性，設(shè)置能夠緩和例如伴隨于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩方向的變化當(dāng)二分割轉(zhuǎn)子的一方可變
時(shí)在二分割轉(zhuǎn)子的一方或機(jī)械性的可變機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的沖擊的機(jī)構(gòu)，設(shè)有所述機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電 機(jī)在專利文獻(xiàn)2中記載。 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2001-69609號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2004-64942號(hào)公報(bào) 但是，所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)不具有用于連續(xù)并且與轉(zhuǎn)矩方向無(wú)關(guān)地調(diào)整轉(zhuǎn)子的相對(duì)角度變位的機(jī)構(gòu)。此外，在需要汽車等的寬幅的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩區(qū)域的用途中，使有效磁通的可變量變大是有效的。但是，在具有現(xiàn)有的機(jī)械性的可變機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，當(dāng)使有效磁通量為一半以下時(shí)，在被分割的兩個(gè)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁用磁鐵之間作用有吸引力。因此，為了從吸引力作用的狀態(tài)使有效磁通量增加，為了使轉(zhuǎn)子的磁極中心角度變化需要施加比吸引力更大的力，從而會(huì)引起轉(zhuǎn)子的角度調(diào)整機(jī)構(gòu)的大型化。此外，在最壞的情況下，被分割的兩個(gè)轉(zhuǎn)子在實(shí)質(zhì)的吸引力的作用下緊貼，有可能無(wú)法進(jìn)行接下來(lái)的可變動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)避免分割的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁用磁
鐵間的吸引力，可以連續(xù)并且與轉(zhuǎn)矩方向無(wú)關(guān)地調(diào)整轉(zhuǎn)子的相對(duì)的角度位移。 本發(fā)明為了解決所述的問(wèn)題，提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于，具
有定子，其具有繞組；二分割轉(zhuǎn)子，其隔著空隙配置在所述定子上并能夠旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)軸
方向上被二分割為第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子，并且在第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子上分別沿旋轉(zhuǎn)方向交
替配置有極性不同的勵(lì)磁用磁鐵；可變機(jī)構(gòu)，其連續(xù)改變所述二分割轉(zhuǎn)子的第二轉(zhuǎn)子相對(duì)
于所述二分割轉(zhuǎn)子的第一轉(zhuǎn)子的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)軸方向位置；以及非磁性部件，其設(shè)置在第一
轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子之間。 提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于，具有定子，其具有繞組；轉(zhuǎn)子，其隔著空隙配置在所述定子上并能夠旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)軸方向上被三分割為第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子，并且在第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子上分別沿旋轉(zhuǎn)方向交替配置有極性不同的勵(lì)磁用磁鐵；以及可變機(jī)構(gòu)，其連續(xù)改變所述第二轉(zhuǎn)子、第三轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述三分割轉(zhuǎn)子的第一轉(zhuǎn)子的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)軸方向位置。
提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于，具有定子，其具有繞組；轉(zhuǎn)子，其
隔著空隙配置在所述定子上并能夠旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)軸方向上被分割成四部分以上，并且在每
個(gè)分割部分上分別沿旋轉(zhuǎn)方向交替配置有極性不同的勵(lì)磁用磁鐵；以及控制機(jī)構(gòu)，其控制
各轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。 發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)機(jī)械性地改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的勵(lì)磁用有效磁通，可以實(shí)現(xiàn)在廣運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，相對(duì)于電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)一體型旋轉(zhuǎn)機(jī)，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩使有效磁通可變，由此可以提高效率。進(jìn)而，如汽車那樣的移動(dòng)體可以實(shí)現(xiàn)低旋轉(zhuǎn)大轉(zhuǎn)矩、高旋轉(zhuǎn)大輸出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出。尤其是載荷變動(dòng)大的汽車、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)將本發(fā)明作為實(shí)際安裝對(duì)象是有效的。


圖1是實(shí)施例1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成； 圖2是圖1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的動(dòng)作說(shuō)明圖； 圖3是實(shí)施例2的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的動(dòng)作說(shuō)明圖； 圖4是單按(one touch)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作說(shuō)明圖； 圖5是使用單按機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的動(dòng)作說(shuō)明圖； 圖6是三等分的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成；
圖7是實(shí)施例3的機(jī)構(gòu)的動(dòng)作說(shuō)明圖； 圖8是使用圖7的機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的動(dòng)作說(shuō)明圖； 圖9是轉(zhuǎn)子為四分割以上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)造； 圖10是雙向離合器(two-way clutch)構(gòu)造； 圖11是實(shí)施例5的混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)裝置的配置構(gòu)成圖； 圖12是實(shí)施例6的混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)裝置的配置構(gòu)成圖； 其中 1-定子鐵心；2-電樞繞組；3-軸(shaft) ;4-托架(bracket) ;5-第 一 轉(zhuǎn)子；
5A_第一轉(zhuǎn)子永久磁鐵；6-第二轉(zhuǎn)子；6A_第二轉(zhuǎn)子永久磁鐵；7-非磁性體材料；8-軸承；
9、18、25-止動(dòng)器(stopper) ;10-執(zhí)行器(actuator) ;11-花鍵(spline) ;12-第三轉(zhuǎn)子；12A-第三轉(zhuǎn)子永久磁鐵；13-單按構(gòu)造；14-主體；15-夾套(collet) ;16-夾子(grip);17-插入棒；19-聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)；20-槽；21-可動(dòng)楔；22_彈簧；23-可動(dòng)楔的聯(lián)動(dòng)支承體；24-凸部；26A 26G-分割轉(zhuǎn)子；27-雙向離合器；28-輸出外圈；29-滾子(roller) ;30-保持架；31-輸入軸；32-開(kāi)關(guān)彈簧；33-發(fā)動(dòng)機(jī)；34_旋轉(zhuǎn)電機(jī)；35_變速器(transmission);36-逆變器(inverter) ;37-蓄電池(battery) ;38-曲軸帶輪(crank pulley) ;39-金屬帶(belt) ;40-滑輪(pulley)。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
(實(shí)施例1) 基于圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施例。 圖1表示本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的構(gòu)成。如圖1所示，在圓筒狀的定子鐵心1的內(nèi)周部，在圓周方向上形成有多個(gè)在軸向上連續(xù)且開(kāi)口的插槽(也稱為槽)，在多個(gè)插槽中分別安裝有電樞繞組2 (也稱為定子繞組或者一次繞組)。定子鐵心1的外周側(cè)通過(guò)熱套或者壓入等方式緊固在機(jī)殼(housing)(未圖示)上，利用托架4塞住旋轉(zhuǎn)軸方向端部。在定子鐵心1的內(nèi)周側(cè)隔著空隙配置有轉(zhuǎn)子并使其可以旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)軸方向上被二分割，并且具有在軸3(也稱為旋轉(zhuǎn)軸)上固定的第一轉(zhuǎn)子5 ;以及能夠一邊在設(shè)置于軸3上的花鍵11上旋轉(zhuǎn)一邊在旋轉(zhuǎn)軸方向移動(dòng)的第二轉(zhuǎn)子6。在第一轉(zhuǎn)子5上，以極性在旋轉(zhuǎn)方向上依次不同(交替)的方式埋入有多個(gè)永久磁鐵5A。此外，在第二轉(zhuǎn)子6上，也以極性在旋轉(zhuǎn)方向上依次不同的方式埋入有多個(gè)永久磁鐵6A。軸3的中心軸方向的兩端部由軸承裝置(未圖示)支承并可以旋轉(zhuǎn)。在第一轉(zhuǎn)子5和第二轉(zhuǎn)子6之間，非磁性體材料7與第一轉(zhuǎn)子同樣地固定在軸上。在本實(shí)施例中，在與第二轉(zhuǎn)子相對(duì)的一側(cè)的第一轉(zhuǎn)子的側(cè)面設(shè)置有非磁性體材料7。此外，設(shè)有支承第二轉(zhuǎn)子并控制旋轉(zhuǎn)軸方向的位置的支承機(jī)構(gòu)。該支承機(jī)構(gòu)由軸承8、止動(dòng)器9、執(zhí)行器10構(gòu)成。通過(guò)支承機(jī)構(gòu)，能夠使執(zhí)行器10的可動(dòng)部10A動(dòng)作，并且通過(guò)軸承8、止動(dòng)器9可以將第二轉(zhuǎn)子移動(dòng)到規(guī)定位置。 在本實(shí)施例中，如圖2所示，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速的變化使第二轉(zhuǎn)子動(dòng)作。即，在本實(shí)施例中，形成從圖2(a)的狀態(tài)至圖2(c)的任意狀態(tài)。這里，圖2(a)為在需要最大有效磁通的情況下，使第一轉(zhuǎn)子5和第二轉(zhuǎn)子6接近且形成一體，使永久磁鐵5A、6A的同極性的部分彼此在旋轉(zhuǎn)軸方向上排列并使永久磁鐵5A、 的磁極的中心一致的狀態(tài)。此時(shí)，支承機(jī)構(gòu)從與第一轉(zhuǎn)子5側(cè)相反的一側(cè)支承第二轉(zhuǎn)子6。 S卩，通過(guò)執(zhí)行器控制信號(hào)來(lái)控制，可動(dòng)部10A通過(guò)軸承8、止動(dòng)器9使第二轉(zhuǎn)子移動(dòng)到規(guī)定位置。圖2(b)為與圖2(a)的狀態(tài)相比進(jìn)一步減少有效磁通的狀態(tài)。使第二轉(zhuǎn)子6在軸3上一邊旋轉(zhuǎn)一邊移動(dòng)到旋轉(zhuǎn)軸方向的一側(cè)(與第一轉(zhuǎn)子5側(cè)相反的一側(cè))而從第一轉(zhuǎn)子5離開(kāi)，使第二轉(zhuǎn)子6移動(dòng)到任意的規(guī)定位置。圖2(c)是第二轉(zhuǎn)子6相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子5的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)軸方向位置成為永久磁鐵5A、6A的合成磁場(chǎng)值為0的位置，并且支承機(jī)構(gòu)使第二轉(zhuǎn)子6從第一轉(zhuǎn)子5分開(kāi)最長(zhǎng)距離的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，勵(lì)磁用的有效磁通量為O，從而可以令反電動(dòng)勢(shì)為O。該有效磁通O的特性可以利用在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的保護(hù)功能上。第二轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)軸方向的位置，通過(guò)控制信號(hào)控制可動(dòng)部10A的可動(dòng)量，并通過(guò)軸承8、止動(dòng)器9利用可動(dòng)部10A使第二轉(zhuǎn)子移動(dòng)到規(guī)定位置，從而可以控制執(zhí)行器。這樣，通過(guò)控制第二轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)軸方向的位置可以使第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度變化，并可以使有效磁通變化。 所述花鍵11通過(guò)控制橫向的移動(dòng)距離可以改變旋轉(zhuǎn)角度。通過(guò)改變花鍵的壓力角或扭轉(zhuǎn)角等，與移動(dòng)距離相對(duì)的旋轉(zhuǎn)角度改變。例如，當(dāng)使扭轉(zhuǎn)角增倍時(shí)，相對(duì)于相同的移動(dòng)距離，相對(duì)的旋轉(zhuǎn)角變?yōu)閮杀?。此外，由于花鍵的切法(切0方)(分為左角、右角。在本實(shí)施例中，為左角(左側(cè)第一轉(zhuǎn)子5、右側(cè)第二轉(zhuǎn)子6))也改變，所以根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的用途容易進(jìn)行最合適的設(shè)計(jì)。 所述非磁性體材料7是這樣一種材料，其使施加到材料的磁場(chǎng)上的影響最小，并具有從磁場(chǎng)離開(kāi)后不殘留剩磁(殘留磁気)的性質(zhì)。例如，列舉有鋁、銅、SUS304不銹鋼、NiCrAl合金等。此外，也可以空出空間、換言之也可以是空氣層，但在裝置的小型化、抑制剩磁的影響方面，更加優(yōu)選采用與空氣層相比在遮斷磁性的特性上優(yōu)越的材料作為非磁性體材料7。此外，非磁性體材料7的配置，只要介于第一轉(zhuǎn)子5和第二轉(zhuǎn)子6之間就可以，還可以設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子側(cè)、第二轉(zhuǎn)子的任一者的面上，或者獨(dú)立設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子5和第二轉(zhuǎn)子6之間。 根據(jù)本實(shí)施例，控制執(zhí)行器10的驅(qū)動(dòng)部的脈沖信號(hào)，執(zhí)行器的可動(dòng)部通過(guò)推力(可動(dòng)部IOA前進(jìn))和張力(可動(dòng)部10A后退)，可以任意地控制止動(dòng)器9的旋轉(zhuǎn)軸方向位置。因此，根據(jù)本實(shí)施例，可以使第二轉(zhuǎn)子6相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸方向位置在任意的位置變化。在本實(shí)施例中，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向無(wú)關(guān)，通過(guò)執(zhí)行器的控制，可以從圖2(a)的狀態(tài)將有效磁通簡(jiǎn)單地變成圖2(c)的狀態(tài)。通過(guò)對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩使有效磁通可變，由此可以提高效率。此外，在支承機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的沖擊不存在，可以減輕支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，從而可以提高可靠性。此外，通過(guò)在第一轉(zhuǎn)子5和第二轉(zhuǎn)子6之間設(shè)置非磁性體材料7，可以抑制在勵(lì)磁用磁鐵間作用的吸引力，可以順利改變有效磁通。并且，在本實(shí)施例中，作為支承機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，說(shuō)明了使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠之組合的情況，但也可以使用通過(guò)電磁力驅(qū)動(dòng)可動(dòng)鐵心的螺線管和彈簧的組合，或液壓式執(zhí)行器、線性電動(dòng)機(jī)。這樣，由于只要能夠構(gòu)成可控制位置的伺服機(jī)構(gòu)就可以，所以容易實(shí)現(xiàn)。
(實(shí)施例2) 基于圖3說(shuō)明本實(shí)施例。以下，對(duì)與實(shí)施例1相同的零件上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說(shuō)明，僅說(shuō)明不同的零件。 本實(shí)施例如圖3所示，為具有在第一轉(zhuǎn)子5、第二轉(zhuǎn)子6之間設(shè)置了第三轉(zhuǎn)子12的構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)施例。該構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，如圖3所示，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速的變化，使第二轉(zhuǎn)子6、第三轉(zhuǎn)子12動(dòng)作。S卩，在本實(shí)施例中，在花鍵ll上沿旋轉(zhuǎn)軸方向使第二轉(zhuǎn)子6、第三轉(zhuǎn)子12移動(dòng)，形成從圖3(a)的狀態(tài)至圖3(c)的任意狀態(tài)。這里，圖3(a)為在需要最大有效磁通的情況下，使第一轉(zhuǎn)子5、第三轉(zhuǎn)子12、第二轉(zhuǎn)子6接近而形成一體，使永久磁鐵5A、 12A、6A的同極性的部分彼此在旋轉(zhuǎn)軸方向上排列并使永久磁鐵5A、 12A、6A的磁極的中心一致的狀態(tài)。此時(shí)，支承機(jī)構(gòu)從與第三轉(zhuǎn)子12側(cè)相反的一側(cè)支承第二轉(zhuǎn)子6，從而控制旋轉(zhuǎn)軸方向的位置。即，執(zhí)行器通過(guò)控制信號(hào)來(lái)控制可動(dòng)部10A的可動(dòng)量，通過(guò)軸承8、止動(dòng)器9利用可動(dòng)部10A使第二轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子移動(dòng)到規(guī)定的位置。 其次，對(duì)于本實(shí)施例的有效磁通的可變動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。如圖3(b)所示，第三轉(zhuǎn)子12和第二轉(zhuǎn)子6從圖3(a)的狀態(tài)一起移動(dòng)，第三轉(zhuǎn)子12的永久磁鐵12A的磁極中心(N極或者S極的中心)在相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子的永久磁鐵5A的磁極中心錯(cuò)開(kāi)機(jī)械角的一半角度的位置處停止。在此狀態(tài)下，第一轉(zhuǎn)子5和第三轉(zhuǎn)子12之間的永久磁鐵引起的吸引力和斥力成為平衡的狀態(tài)。例如，在轉(zhuǎn)子由8極永久磁鐵構(gòu)成的情況下，每個(gè)磁鐵的機(jī)械角為45。，磁極中心為22.5。。其次，如圖3(c)所示，僅第二轉(zhuǎn)子6從圖3(b)的狀態(tài)一邊旋轉(zhuǎn)一邊移動(dòng)，使第二轉(zhuǎn)子6相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子5的磁極中心移動(dòng)到與逆極性的磁極中心一致的位置。此時(shí)，第三轉(zhuǎn)子12通過(guò)固定在軸3上的止動(dòng)器被固定在圖3(b)的位置上。并且，在軸3上固定的止動(dòng)器，在圖3(a)的狀態(tài)下被收容在設(shè)置在第二轉(zhuǎn)子6上的凹部中。并且，第二轉(zhuǎn)子6、第三轉(zhuǎn)子12在旋轉(zhuǎn)軸方向上移動(dòng)，在成為圖3(b)的狀態(tài)的時(shí)刻，成為止動(dòng)器和第三轉(zhuǎn)子12相接的狀態(tài)，通過(guò)止動(dòng)器固定第三轉(zhuǎn)子12。 參照?qǐng)D4、圖5說(shuō)明實(shí)現(xiàn)圖3的動(dòng)作的機(jī)構(gòu)的一例。如圖4所示的單按構(gòu)造13由主體14、夾套15、夾子16、插入棒17構(gòu)成。動(dòng)作可以從圖4(a)至圖4(c)反復(fù)進(jìn)行。固定時(shí)，如圖4(a) 、 (b)所示，通過(guò)將插入棒17插入主體14，利用夾子16鎖止棒17。由此，可以固定主體14和插入棒17。當(dāng)使插入棒17從主體14分開(kāi)時(shí)，如圖4(c)所示，通過(guò)按壓夾套15來(lái)解除鎖止，可以一邊按壓夾套15—邊拉出插入棒17。說(shuō)明將該單按構(gòu)造應(yīng)用于第二轉(zhuǎn)子6、第三轉(zhuǎn)子12的動(dòng)作的例子。在第二轉(zhuǎn)子6上設(shè)置有相當(dāng)于圖4的插入棒17的突起，在第三轉(zhuǎn)子12上設(shè)置有與具有圖4的夾套15、夾子16的主體14相當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)。對(duì)于設(shè)置有單按構(gòu)造的第二轉(zhuǎn)子6、第三轉(zhuǎn)子12的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。首先，如圖5(a)所示，直到機(jī)械角的一半為止，第二轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子被單按構(gòu)造鎖止(圖4(b)的狀態(tài))，一起從第一轉(zhuǎn)子一邊旋轉(zhuǎn)一邊離開(kāi)地移動(dòng)。第三轉(zhuǎn)子12被如下這樣的止動(dòng)器18止住，S卩，是在以機(jī)械角的一半角度旋轉(zhuǎn)后的位置被固定于軸3上的止動(dòng)器18。在止動(dòng)器18上設(shè)置有用于按壓第三轉(zhuǎn)子12的夾套15的部件17'。在止動(dòng)器18和第三轉(zhuǎn)子12相接的狀態(tài)下，通過(guò)在止動(dòng)器18上設(shè)置的部件17'按壓第三轉(zhuǎn)子12的夾套15，從而解除第二轉(zhuǎn)子6和第三轉(zhuǎn)子12間的單按構(gòu)造的鎖止。然后，如圖5(b)所示，在成為第一轉(zhuǎn)子5的磁極中心和第二轉(zhuǎn)子6的逆磁性的磁極中心一致的狀態(tài)之前，第二轉(zhuǎn)子單獨(dú)一邊旋轉(zhuǎn)一邊移動(dòng)，削弱有效磁通。只要相反地進(jìn)行該動(dòng)作，就可以增強(qiáng)有效磁通。在本實(shí)施例中，通過(guò)在第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子之間設(shè)置第三轉(zhuǎn)子，當(dāng)有效磁通為0時(shí)，第一轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子之間、第三轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子之間的永久磁鐵引起的吸引力和斥力變成平衡的狀態(tài)，不會(huì)對(duì)支承機(jī)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)擔(dān)從而可以順利進(jìn)行接下來(lái)的磁通可變動(dòng)作。由此，不使用實(shí)施例1的非磁性體材料，可以使勵(lì)磁用有效磁通從O變至最大。 在本實(shí)施例中，各轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向的長(zhǎng)度并不特別限定，但優(yōu)選的是第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向的長(zhǎng)度比例為i : i。 進(jìn)而，三分割轉(zhuǎn)子的構(gòu)造如圖6所示以三等分為優(yōu)選。即，被三分割的第一轉(zhuǎn)子、
第二轉(zhuǎn)子、第三轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向的長(zhǎng)度比例為i : i : i。這樣，通過(guò)等分割，容易獲得磁 性平衡。 在本實(shí)施例中，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向無(wú)關(guān)，通過(guò)執(zhí)行器的控制，可以簡(jiǎn)單地調(diào)整
有效磁通。通過(guò)對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩可以改變有效磁通，由此，可以提高效率。此外，不存在 在支承機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的沖擊，可以減輕支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，從而可以提高可靠性。(實(shí)施例3) 本實(shí)施例是實(shí)施例2的第二轉(zhuǎn)子、第三轉(zhuǎn)子相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子的相對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的改 良例。以下，對(duì)于與前例相同的零件標(biāo)注相同的符號(hào)并省略其說(shuō)明，僅說(shuō)明不同的零件。
在本實(shí)施例中，如圖7所示，使用在第三轉(zhuǎn)子12上設(shè)置聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)19和槽20的可 變機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)施例2的第二轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子的動(dòng)作。該機(jī)構(gòu)為這樣一種機(jī)構(gòu)當(dāng)在可 動(dòng)楔21的一側(cè)施加來(lái)自橫向的力時(shí)，通過(guò)帶有彈簧22的聯(lián)動(dòng)支承體23，另一側(cè)的可動(dòng)楔也 可以同樣地動(dòng)作。 參照?qǐng)D8說(shuō)明第二轉(zhuǎn)子6、第三轉(zhuǎn)子12的動(dòng)作。如圖8(a)所示，在旋轉(zhuǎn)角變?yōu)闄C(jī) 械角的一半之前，第二轉(zhuǎn)子6的凸部24被位于第三轉(zhuǎn)子12的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)19鎖止，第二轉(zhuǎn)子 6和第三轉(zhuǎn)子12—起向從第一轉(zhuǎn)子離開(kāi)的方向一邊旋轉(zhuǎn)一邊移動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)角變?yōu)闄C(jī)械角 的一半的距離時(shí)，第三轉(zhuǎn)子12在聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)19的作用下被固定在軸3上的止動(dòng)器25止住， 同時(shí)，第二轉(zhuǎn)子6和第三轉(zhuǎn)子12之間的構(gòu)造的鎖止通過(guò)聯(lián)動(dòng)而被解除。接著，如圖8(b)所 示，從一半機(jī)械角到與逆極性的磁極中心一致為止，第二轉(zhuǎn)子單獨(dú)一邊旋轉(zhuǎn)一邊移動(dòng)，削弱 有效磁通。只要相反地進(jìn)行所述動(dòng)作，就可以增強(qiáng)有效磁通。在本實(shí)施例中，通過(guò)與實(shí)施例 2同樣使用三分割轉(zhuǎn)子，從而當(dāng)有效磁通為0時(shí)，第一轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子之間、第三轉(zhuǎn)子和第 二轉(zhuǎn)子之間的永久磁鐵引起的吸引力和斥力變?yōu)槠胶獾臓顟B(tài)，不會(huì)對(duì)支承機(jī)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)擔(dān)從 而可以順利進(jìn)行接下來(lái)的磁通可變動(dòng)作。由此，不使用實(shí)施例1的非磁性體材料也可以將 勵(lì)磁用有效磁通從0改變至最大。
(實(shí)施例4) 在本實(shí)施例中，是如下這樣的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的例子，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)使用在旋轉(zhuǎn)軸方向上
被分割為四份以上、且在旋轉(zhuǎn)方向上分別交替配置極性不同的勵(lì)磁用磁鐵的轉(zhuǎn)子。 圖9以被七分割的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明。轉(zhuǎn)子26A 26G在旋轉(zhuǎn)
軸方向上被分割、且在旋轉(zhuǎn)方向上分別交替配置有極性不同的勵(lì)磁用磁鐵，將這樣的轉(zhuǎn)子 26A 26G分別通過(guò)雙向離合器安裝在軸3上。雙向離合器，如圖10 (a)所示，由輸出外圈 28、滾子29、保持架30、輸入軸31 (也稱為凸輪)、開(kāi)關(guān)彈簧32構(gòu)成。通過(guò)利用電磁開(kāi)關(guān)(未 圖示)控制開(kāi)關(guān)彈簧32，從而可以移動(dòng)保持架30、滾子29的位置，從而可以如圖10(b)、圖 10(c)、圖10(d)所示那樣控制滾子29的位置。在圖10(b)、(d)中，可以與軸3的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng) 地使輸出外圈28旋轉(zhuǎn)，在圖10(c)中，軸3的動(dòng)力不傳遞到輸出外圈28上，輸出外圈28不 旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本實(shí)施例，根據(jù)被分割的轉(zhuǎn)子26A 26G分別隨軸旋轉(zhuǎn)、或者不旋轉(zhuǎn)，可以使勵(lì) 磁用有效磁通變化為最大磁通的0倍、1A倍、2/7倍、3/7倍、4/7倍、5/7倍、6/7倍、1倍。 換言之，可以進(jìn)行8變速。由于在轉(zhuǎn)子26A 26G的各轉(zhuǎn)子之間由勵(lì)磁用磁鐵產(chǎn)生吸引力、 斥力，所以優(yōu)選在轉(zhuǎn)子間設(shè)置非磁性體材料以避免相鄰的永久磁鐵的影響。
在本實(shí)施例中，說(shuō)明了七分割轉(zhuǎn)子，但不限于此。只要是相同原理，多少分割都可 以。通過(guò)對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩來(lái)改變有效磁通，從而可以提高效率。 [OOM](實(shí)施例5) 在本實(shí)施例中，對(duì)于將由本發(fā)明提出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)裝置 上的例子進(jìn)行說(shuō)明。 圖11表示混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)裝置的配置構(gòu)成?；旌蟿?dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成 為在產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)即發(fā)動(dòng)機(jī)33和車輛的變速機(jī)即變速器35之間機(jī)械地連接有 由永久磁鐵型同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)34。所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)是具有實(shí)施例1或者實(shí)施例2或者實(shí)施例3 或者實(shí)施例4的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)33和旋轉(zhuǎn)電機(jī)34的連結(jié)上，采用 直接結(jié)合省略圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)33的輸出軸和旋轉(zhuǎn)電機(jī)34的旋轉(zhuǎn)軸的方法，或者通過(guò)由行星 齒輪減速機(jī)構(gòu)等構(gòu)成的變速而連結(jié)的方法。由于旋轉(zhuǎn)電機(jī)34作為電動(dòng)機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)工作， 所以在旋轉(zhuǎn)電機(jī)34上經(jīng)電力轉(zhuǎn)換器即逆變器36而連接有蓄電機(jī)構(gòu)即蓄電池37。在將旋轉(zhuǎn) 電機(jī)34作為電動(dòng)機(jī)使用的情況下，將從蓄電池37輸出的直流電通過(guò)逆變器36轉(zhuǎn)換為交流 電并供應(yīng)給旋轉(zhuǎn)電機(jī)34。由此，旋轉(zhuǎn)電機(jī)34被驅(qū)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)34的驅(qū)動(dòng)力作為發(fā)動(dòng)機(jī)33 的起動(dòng)用或者輔助用的力而使用。在將旋轉(zhuǎn)電機(jī)34作為發(fā)電機(jī)使用的情況下，將由旋轉(zhuǎn)電 機(jī)34發(fā)電的交流電由逆變器36(轉(zhuǎn)換器功能)轉(zhuǎn)換為直流電并供應(yīng)給蓄電池37。由此，轉(zhuǎn) 換的直流電被蓄電在蓄電池37中。 現(xiàn)有的永久磁鐵同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)由于隨著轉(zhuǎn)速的上升由磁鐵引起的反電動(dòng)勢(shì)變大， 所以因蓄電池、逆變器的限制而很難在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域驅(qū)動(dòng)。作為在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī) 的方式，雖然有通過(guò)電流等效地(等価的)削弱永久磁鐵的勵(lì)磁用磁通的削弱磁場(chǎng)控制，但 由于流通無(wú)助于轉(zhuǎn)矩的電流，所以引起效率的下降。旋轉(zhuǎn)電機(jī)使用本發(fā)明的磁通可變型旋 轉(zhuǎn)電機(jī)，從而可以對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩來(lái)機(jī)械性地產(chǎn)生最適合的勵(lì)磁用有效磁通。因此，可以 降低反電動(dòng)勢(shì)帶來(lái)的蓄電池或逆變器的限制，進(jìn)而，由于不流通無(wú)助于轉(zhuǎn)矩的電流，所以可 以提高效率。 根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)引入本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)時(shí)，由于可以降低逆變器的耐壓，所以可 以降低逆變器容量。其結(jié)果是可以實(shí)現(xiàn)逆變器的成本、體積的降低。進(jìn)而，本發(fā)明的磁通可 變型旋轉(zhuǎn)電機(jī)由于可以進(jìn)行在廣的旋轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，所以可以實(shí)現(xiàn)變速檔位 (変速《7段)的減少，或者變速齒輪的省略。因此，也可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置整體的小型化。
(實(shí)施例6) 在本實(shí)施例中，對(duì)于將由本發(fā)明提出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)裝置 上的例子進(jìn)行說(shuō)明。 圖12表示搭載實(shí)施例1或者實(shí)施例2或者實(shí)施例3或者實(shí)施例4的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的 汽車的驅(qū)動(dòng)裝置的配置構(gòu)成。本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)裝置是發(fā)動(dòng)機(jī)33的曲軸帶輪38和在旋轉(zhuǎn)電 機(jī)34的軸上結(jié)合的滑輪40由金屬帶39連結(jié)的例子。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)33、旋轉(zhuǎn)電機(jī)34并列 配置。此外。在本實(shí)施例的汽車的驅(qū)動(dòng)裝置中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)34可以采用電動(dòng)機(jī)單體或者發(fā)動(dòng) 機(jī)單體或者電動(dòng)發(fā)電機(jī)(motor generator)的任一種形式。根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)曲軸帶輪 38、金屬帶39、滑輪40可以構(gòu)成具有位于發(fā)動(dòng)機(jī)33和旋轉(zhuǎn)電機(jī)34之間的速度比的變速機(jī) 構(gòu)。例如，曲軸帶輪38和滑輪40的半徑比為2 : 1，從而可以使旋轉(zhuǎn)電機(jī)34以發(fā)動(dòng)機(jī)33 的兩倍的速度旋轉(zhuǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)33的始動(dòng)時(shí)可以使旋轉(zhuǎn)電機(jī)34的轉(zhuǎn)矩為發(fā)動(dòng)機(jī)33的始動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩的1/2。因此，可以將旋轉(zhuǎn)電機(jī)34小型化。 此外，以下列舉使用實(shí)施例1或者實(shí)施例2或者實(shí)施例3或者實(shí)施例4的旋轉(zhuǎn)電 機(jī)的汽車的實(shí)施方式。 所述汽車具有內(nèi)燃機(jī)，其驅(qū)動(dòng)車輪；蓄電池，其進(jìn)行充放電；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其與內(nèi) 燃機(jī)的曲軸機(jī)械性連接，在由蓄電池供應(yīng)的電力的作用下被驅(qū)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，并且在來(lái) 自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的作用下被驅(qū)動(dòng)發(fā)電，從而將其發(fā)電電力供應(yīng)給蓄電池；電力轉(zhuǎn)換裝置，其 控制供應(yīng)給電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電力以及由電動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電力；以及控制裝置，其控制電力 轉(zhuǎn)換裝置；其中電動(dòng)發(fā)電機(jī)由實(shí)施例1或者實(shí)施例2或者實(shí)施例3或者實(shí)施例4的旋轉(zhuǎn)電 機(jī)構(gòu)成。該汽車是由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪的通常的汽車、或者是由內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車 輪的混合動(dòng)力汽車。 所述汽車具有內(nèi)燃機(jī)，其驅(qū)動(dòng)車輪；蓄電池，其進(jìn)行充放電；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其在由 蓄電池供應(yīng)的電力的作用下被驅(qū)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)車輪，并且接受來(lái)自車輪的驅(qū)動(dòng)力來(lái)發(fā)電，從而 將其發(fā)電力供應(yīng)給蓄電池；電力轉(zhuǎn)換裝置，其控制供應(yīng)給電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電力以及由電動(dòng)發(fā) 電機(jī)供應(yīng)的電力；以及控制裝置，其控制電力轉(zhuǎn)換裝置，其中電動(dòng)發(fā)電機(jī)由實(shí)施例1或者實(shí) 施例2或者實(shí)施例3或者實(shí)施例4的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。該汽車是由內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 車輪的混合動(dòng)力汽車。 所述汽車具有蓄電池，其進(jìn)行充放電；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其在由蓄電池供應(yīng)的電力的 作用下被驅(qū)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)車輪，并且接受來(lái)自車輪的驅(qū)動(dòng)力來(lái)發(fā)電，從而將其發(fā)電電力供應(yīng)給 蓄電池；電力轉(zhuǎn)換裝置，其控制供應(yīng)給電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電力以及由電動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電力； 以及控制裝置，其控制電力轉(zhuǎn)換裝置；其中電動(dòng)發(fā)電機(jī)由實(shí)施例1或者實(shí)施例2或者實(shí)施例 3或者實(shí)施例4的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。該汽車為由旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪的電動(dòng)汽車。
(實(shí)施例7) 在本實(shí)施例中，對(duì)于將由本發(fā)明提出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)應(yīng)用于洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)上的例子 進(jìn)行說(shuō)明。 在洗衣機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)中，在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由滑輪通過(guò)帶和齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩的情況 下，存在帶和齒輪的滑動(dòng)、打擊音等的噪音大的問(wèn)題。此外，在用于將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩直接傳 遞給旋轉(zhuǎn)體或脫水槽的直接驅(qū)動(dòng)(directdrive)方式中，因?yàn)橄魅醮艌?chǎng)電流引起的發(fā)熱或 效率降低等，在通過(guò)電性的削弱磁場(chǎng)控制技術(shù)擴(kuò)大高速運(yùn)行區(qū)域上存在界限。由于所述直 接驅(qū)動(dòng)方式?jīng)]有減速機(jī)構(gòu)，所以提供低速高轉(zhuǎn)矩的洗滌或漂洗行程與高速大輸出的脫水行 程的廣范圍速度區(qū)域的電動(dòng)機(jī)大型化。 若作為電動(dòng)機(jī)使用本發(fā)明的磁通可變型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在洗滌或者漂洗行程中，只要
使電動(dòng)機(jī)的被分割的轉(zhuǎn)子的同極性的中心一致，就可以使與定子磁極相對(duì)的永久磁鐵引起
的有效磁通量變多，從而可以得到高轉(zhuǎn)矩特性。另一方面，當(dāng)在如脫水行程那樣的高速旋轉(zhuǎn)
區(qū)域下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，只要使可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子在同極性磁極的中心錯(cuò)開(kāi)的方向上旋轉(zhuǎn)，就可
以使與定子磁極相對(duì)的永久磁鐵引起的有效磁通量變少，換言之，具有機(jī)械性的削弱磁場(chǎng)
效果，從而在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域可以得到固定輸出特性。(實(shí)施例8) 本實(shí)施例對(duì)于將由本發(fā)明提出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)上的例 子進(jìn)行說(shuō)明。
在現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)中，雖然在低速區(qū)域下可以得到高轉(zhuǎn)矩，但是由 于轉(zhuǎn)速的可變范圍狹小，所以高速區(qū)域的運(yùn)轉(zhuǎn)存在困難。因此，可以考慮通過(guò)電性的削弱磁 場(chǎng)控制技術(shù)來(lái)擴(kuò)大高速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。此外，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)為了在廣泛的速度范圍下 確保規(guī)定的輸出而具有齒輪機(jī)構(gòu)或節(jié)距電動(dòng)機(jī)(Pitch motor)等，從而可以應(yīng)對(duì)各種各樣 的風(fēng)速條件。還可以對(duì)應(yīng)于主軸的旋轉(zhuǎn)速度使用繞組切換裝置來(lái)切換成低速用繞組和高速 用繞組，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的各相繞組。由于削弱磁場(chǎng)電流引起的發(fā)熱或效率下降等，在通過(guò)電性 的削弱磁場(chǎng)控制來(lái)擴(kuò)大高速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域上存在界限。在使各相繞組對(duì)應(yīng)于主軸的旋轉(zhuǎn)速度使 用繞組切換裝置的情況下，存在來(lái)自發(fā)電機(jī)主體的引線(lead line)的數(shù)目多，進(jìn)而繞組切 換控制裝置及其構(gòu)造變得復(fù)雜的問(wèn)題。 作為使用由實(shí)施例1或者實(shí)施例2或者實(shí)施例3或者實(shí)施例4的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成的 旋轉(zhuǎn)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)在風(fēng)力廣的范圍內(nèi)進(jìn)行高效率的實(shí)施例，被分割的轉(zhuǎn)子 只要在以下的狀態(tài)下運(yùn)行就可以。在風(fēng)弱的低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)，使轉(zhuǎn)子的同極性磁極的中心 對(duì)齊，使與定子磁極相對(duì)的永久磁鐵引起的有效磁通量變多，從而可以得到高輸出特性。另 一方面，在風(fēng)強(qiáng)的高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)，只要使可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子向同極性磁極的中心錯(cuò)開(kāi) 的方向旋轉(zhuǎn)，就可以使與定子磁極相對(duì)的永久磁鐵引起的有效磁通量變少，換言之，具有機(jī) 械性的削弱磁場(chǎng)效果，從而可以在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域得到固定輸出特性。 根據(jù)本實(shí)施例，具有可以機(jī)械性地改變永久磁鐵的勵(lì)磁用有效磁通量的效果。尤 其可以使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主軸發(fā)電機(jī)的機(jī)械性的削弱磁場(chǎng)簡(jiǎn)單進(jìn)行，從而在廣范圍可變速 控制上具有很大的效果。發(fā)電機(jī)構(gòu)造變簡(jiǎn)單，而且由于發(fā)電機(jī)變得輕量，所以還具有塔架 (tower)的構(gòu)造變得簡(jiǎn)單的效果。
(實(shí)施例9) 在本實(shí)施例中，對(duì)于將由本發(fā)明提出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)應(yīng)用于運(yùn)輸車輛的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的 例子進(jìn)行說(shuō)明。 永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比效率更高，有利于小型輕量化。此外，高效 率也可以期待消耗電量以及C02排放量的減少。由于強(qiáng)烈要求運(yùn)輸車輛的驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)為 小型輕量，所以永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)是有力的候補(bǔ)。此外，不僅對(duì)電動(dòng)機(jī)，對(duì)包含逆變器的 主電路整體也要求輕量化。從主轉(zhuǎn)換裝置保護(hù)的觀點(diǎn)來(lái)看，永久磁鐵引起的逆感應(yīng)電壓應(yīng) 設(shè)計(jì)成其峰值至少不超過(guò)直流中間電路電壓的過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作設(shè)定值。但是，在這樣設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的情況下，所需的逆變器容量增大。 在所述電動(dòng)機(jī)使用本發(fā)明的磁通可變型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的情況下，在低速大轉(zhuǎn)矩下，只 要使電動(dòng)機(jī)的被分割的轉(zhuǎn)子的同極性的中心對(duì)齊，就可以使與定子磁極相對(duì)的永久磁鐵引 起的有效磁通量變多，從而可以得到高轉(zhuǎn)矩特性。另一方面，當(dāng)在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域下運(yùn)行的情 況下，只要使可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子在同極性磁極的中心錯(cuò)開(kāi)的方向上旋轉(zhuǎn)，就可以使與定 子磁極相對(duì)的永久磁鐵引起的有效磁通量變少，換言之，具有機(jī)械性的削弱磁場(chǎng)效果，從而 可以在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域得到固定輸出特性。 根據(jù)本實(shí)施例，具有可以機(jī)械性地改變永久磁鐵的勵(lì)磁用有效磁通量的效果。尤 其可以使運(yùn)輸車輛的發(fā)電機(jī)的機(jī)械性的削弱磁場(chǎng)簡(jiǎn)單進(jìn)行，從而在廣范圍可變控制上有大 的效果。進(jìn)而，通過(guò)機(jī)械性地使有效磁通可變，可以抑制逆感應(yīng)電壓。其結(jié)果是可以降低逆 變器的容量。因此，也可以實(shí)現(xiàn)逆變器的成本降低、驅(qū)動(dòng)裝置整體的小型化。
以上說(shuō)明的實(shí)施方式只是示例，不解釋為僅限于此。
(工業(yè)上的利用可能性) 根據(jù)本發(fā)明，可以提供在載荷變動(dòng)大的移動(dòng)體、汽車、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、運(yùn)輸車輛上 使用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及使用該電機(jī)的移動(dòng)體、汽車、電子產(chǎn)品、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、運(yùn)輸車輛。
權(quán)利要求
一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，具有定子，其具有繞組；二分割轉(zhuǎn)子，其隔著空隙配置在所述定子上并能夠旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)軸方向上被二分割為第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子，并且分別在第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子上沿旋轉(zhuǎn)方向交替配置有極性不同的勵(lì)磁用磁鐵；可變機(jī)構(gòu)，其連續(xù)改變所述二分割轉(zhuǎn)子的第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述二分割轉(zhuǎn)子的第一轉(zhuǎn)子的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)軸方向位置；以及非磁性部件，其設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子之間。
2. —種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，具有 定子，其具有繞組；三分割轉(zhuǎn)子，其隔著空隙配置在所述定子上并能夠旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)軸方向上被三分割為 第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子，并且分別在第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子及第三轉(zhuǎn)子上沿旋轉(zhuǎn)方向 交替配置有極性不同的勵(lì)磁用磁鐵；以及可變機(jī)構(gòu)，其連續(xù)改變所述第二轉(zhuǎn)子、第三轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述三分割轉(zhuǎn)子的第一轉(zhuǎn)子的 相對(duì)的旋轉(zhuǎn)軸方向位置。
3. —種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，具有 定子，其具有繞組；轉(zhuǎn)子，其隔著空隙配置在所述定子上并能夠旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)軸方向上被分割成四部分以 上，并且分別在被分割的各部分上沿旋轉(zhuǎn)方向交替配置有極性不同的勵(lì)磁用磁鐵；以及 控制機(jī)構(gòu)，其控制各轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。
4. 如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述第一轉(zhuǎn)子固定在旋轉(zhuǎn)軸上，所述第二轉(zhuǎn)子能夠一邊通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸的花鍵構(gòu)造旋轉(zhuǎn)一邊在旋轉(zhuǎn)軸方向上移動(dòng)， 所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有支承機(jī)構(gòu)，該支承機(jī)構(gòu)支承所述第二轉(zhuǎn)子，并調(diào)整旋轉(zhuǎn)軸方向的位置。
5. 如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 所述三分割轉(zhuǎn)子的第一轉(zhuǎn)子固定在旋轉(zhuǎn)軸上，所述第二轉(zhuǎn)子、第三轉(zhuǎn)子能夠通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸的花鍵構(gòu)造一邊旋轉(zhuǎn)一邊在旋轉(zhuǎn)軸方向上移動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有與固定在所述旋轉(zhuǎn)軸上的第一轉(zhuǎn)子相鄰配置第三轉(zhuǎn)子，并且第三轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)直到第一轉(zhuǎn) 子和第三轉(zhuǎn)子的各磁鐵的吸引力和斥力平衡的角度為止的構(gòu)造；以及所述第二轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)直到所述第二轉(zhuǎn)子的磁鐵中心與固定在旋轉(zhuǎn)軸上的第一轉(zhuǎn)子的逆 磁性磁鐵的磁鐵中心一致的角度為止的構(gòu)造。
6. 如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，在三分割轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸上固定的第一轉(zhuǎn)子與相對(duì)旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)軸方向上的 長(zhǎng)度比例約為l : 1。
7. 如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，在三分割轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸上固定的第一轉(zhuǎn)子與相對(duì)旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)子、第三轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)軸方向上的長(zhǎng)度比例約為i :1:1。
8. —種汽車，其特征在于，其具有內(nèi)燃機(jī)，其驅(qū)動(dòng)車輪； 蓄電池，其進(jìn)行電力的充放電；起動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，其與所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸機(jī)械連結(jié)，在由所述蓄電池供應(yīng)的電力的作 用下被驅(qū)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)，并且在來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的作用下被驅(qū)動(dòng)發(fā)電，從而 將其發(fā)電電力供應(yīng)給所述蓄電池；電力轉(zhuǎn)換裝置，其控制供應(yīng)給該起動(dòng)交流發(fā)電機(jī)的電力以及由該起動(dòng)交流發(fā)電機(jī)供應(yīng) 的電力；以及控制裝置，其控制該電力轉(zhuǎn)換裝置；其中所述起動(dòng)交流發(fā)電機(jī)由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。
9. 一種汽車，其特征在于，其具有 內(nèi)燃機(jī)，其驅(qū)動(dòng)車輪； 蓄電池，其進(jìn)行電力的充放電；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其在由該蓄電池供應(yīng)的電力的作用下被驅(qū)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)所述車輪，并且接受 來(lái)自所述車輪的驅(qū)動(dòng)力來(lái)發(fā)電，從而將其發(fā)電電力供應(yīng)給所述蓄電池；電力轉(zhuǎn)換裝置，其控制供應(yīng)給該電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電力以及由該電動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電力；以及控制裝置，其控制該電力轉(zhuǎn)換裝置；其中所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。
10. —種汽車，其特征在于，其具有 蓄電池，其進(jìn)行電力的充放電；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其在由該蓄電池供應(yīng)的電力的作用下被驅(qū)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)車輪，并且接受來(lái)自 該車輪的驅(qū)動(dòng)力來(lái)發(fā)電，從而將其發(fā)電電力供應(yīng)給所述蓄電池；電力轉(zhuǎn)換裝置，其控制供應(yīng)給該電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電力以及由該電動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電力；以及控制裝置，其控制該電力轉(zhuǎn)換裝置；其中所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。
11. 一種移動(dòng)體，其特征在于，其具有蓄電池，其進(jìn)行電力的充放電；以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)， 其在由該蓄電池供應(yīng)的電力的作用下被驅(qū)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)移動(dòng)體，該移動(dòng)體具有低速大轉(zhuǎn)矩、高速大輸出的輸出特性， 其中所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。
12. —種空調(diào)機(jī)，其特征在于，其具有 壓縮機(jī)，其對(duì)在制冷循環(huán)中循環(huán)的制冷劑進(jìn)行壓縮； 電動(dòng)機(jī)，其為該壓縮機(jī)的動(dòng)力源； 驅(qū)動(dòng)電路，其驅(qū)動(dòng)該電動(dòng)機(jī)；室內(nèi)熱交換器，其在室內(nèi)與在制冷循環(huán)中循環(huán)的制冷劑進(jìn)行熱交換； 熱交換器，其在室外與在制冷循環(huán)中循環(huán)的制冷劑進(jìn)行熱交換； 膨脹閥，其使在制冷循環(huán)中循環(huán)的制冷劑膨脹；以及切換閥，其切換在制冷循環(huán)中循環(huán)的制冷劑的流動(dòng)方向， 其中所述電動(dòng)機(jī)由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。
13. —種洗衣機(jī)，其特征在于，其具有洗衣脫水槽，其以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)自如地被軸支承在外槽內(nèi)；旋轉(zhuǎn)體，其以與所述旋轉(zhuǎn)軸同心的旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)自如地被軸支承在所述洗濯脫水 槽的底部；切換機(jī)構(gòu)，其使所述洗衣脫水槽的旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)或者脫離；以及電動(dòng)機(jī)，其旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，其中所述電動(dòng)機(jī)由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。
14. 一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，其具有 安裝有翼的主軸； 與該主軸結(jié)合的發(fā)電機(jī)； 與該發(fā)電機(jī)電連接的逆變器； 控制該逆變器的控制器； 對(duì)應(yīng)于風(fēng)的狀態(tài)控制所述翼的間距的機(jī)構(gòu)； 使所述翼的旋轉(zhuǎn)停止的制動(dòng)器；以及 檢測(cè)風(fēng)的狀態(tài)的風(fēng)速風(fēng)向計(jì)，其中所述發(fā)電機(jī)由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。
15. —種運(yùn)輸車輛，其特征在于，所述運(yùn)輸車輛是需要架線及軌道，并具有多種能量供給機(jī)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的混合動(dòng)力運(yùn) 輸車輛，或者是在預(yù)先設(shè)定的軌道上行駛，具有架線、蓄電器、燃料電池、發(fā)動(dòng)機(jī)或者由發(fā)動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)等多個(gè)能量供應(yīng)機(jī)構(gòu)，并且至少具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等行駛用驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)的混合動(dòng)力運(yùn)輸車輛，其中所述電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)避免分割的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁用磁鐵間的吸引力，可以連續(xù)并且與轉(zhuǎn)矩方向無(wú)關(guān)地調(diào)整轉(zhuǎn)子的相對(duì)角度位移。本發(fā)明的特征在于，旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有定子，其具有繞組；二分割轉(zhuǎn)子，其隔著空隙配置在所述定子上并能夠旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)軸方向上被二分割為第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子，并且在第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子上分別在旋轉(zhuǎn)方向上交替配置有極性不同的勵(lì)磁用磁鐵；可變機(jī)構(gòu)，其連續(xù)改變所述二分割轉(zhuǎn)子的第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述二分割轉(zhuǎn)子的第一轉(zhuǎn)子的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)軸方向位置；以及非磁性部件，其設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子之間。
文檔編號(hào)H02K16/02GK101795039SQ20091026638
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者岡部悟, 周廣斌, 宮崎泰三, 金弘中 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所