本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

背景技術(shù)：

在利用永久磁鐵的磁通輸出轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，已知能使永久磁鐵的有效磁通量可變的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。例如在專利文獻(xiàn)1中記載了如下結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)：具有卷繞有電樞繞組的定子和與該定子隔著空隙設(shè)置且能旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，定子在旋轉(zhuǎn)軸方向被分割為第1轉(zhuǎn)子和第2轉(zhuǎn)子，極性不同的勵(lì)磁用磁鐵在旋轉(zhuǎn)方向交替配置于上述第1轉(zhuǎn)子和第2轉(zhuǎn)子。

根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，專利文獻(xiàn)1所記載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速的變化使第2轉(zhuǎn)子動(dòng)作，使第1轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的極性與第2轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的極性的位置關(guān)系可變，從而能調(diào)整永久磁鐵的有效磁通量。此時(shí)，在專利文獻(xiàn)1所記載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，在使第1轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的極性與第2轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的極性的相對(duì)的位置關(guān)系可變的情況下，利用輸入到致動(dòng)器的控制信號(hào)進(jìn)行控制使得第2轉(zhuǎn)子位于規(guī)定狀態(tài)。

在使第2轉(zhuǎn)子移動(dòng)到在旋轉(zhuǎn)軸方向上與第1轉(zhuǎn)子分開(kāi)的任意規(guī)定位置的狀態(tài)下，能通過(guò)設(shè)于定子鐵芯的磁阻層阻斷在旋轉(zhuǎn)軸方向產(chǎn)生的磁通流。由此，能降低磁通可變型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域的鐵損。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：特開(kāi)2010－246196號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而，如上所述，在專利文獻(xiàn)1所記載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，為了使第2轉(zhuǎn)子位于規(guī)定狀態(tài)而需要致動(dòng)器、用于控制該致動(dòng)器的控制裝置。另外，使第2轉(zhuǎn)子機(jī)械地移動(dòng)從而使第1轉(zhuǎn)子和第2轉(zhuǎn)子成為規(guī)定的位置關(guān)系，因此需要精密的控制。因此，無(wú)法以低成本的構(gòu)成使永久磁鐵的磁通可變。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供能以低成本的構(gòu)成使永久磁鐵的磁通可變的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

用于解決問(wèn)題的方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備：定子，其具有環(huán)狀的定子鐵芯；第1轉(zhuǎn)子，其在上述定子的軸向的至少任一面?zhèn)染哂信c上述定子鐵芯相對(duì)的第1轉(zhuǎn)子鐵芯；以及第2轉(zhuǎn)子，其在上述定子的徑向的內(nèi)面?zhèn)染哂信c上述定子鐵芯相對(duì)的第2轉(zhuǎn)子鐵芯，上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于，上述定子具有：多個(gè)定子齒，其在周向以規(guī)定的間隔配置于上述定子鐵芯；以及電樞線圈，其環(huán)向卷繞于相鄰的上述定子齒之間且被卷繞成圓環(huán)形，上述第1轉(zhuǎn)子具有：轉(zhuǎn)子齒，其配置于上述轉(zhuǎn)子鐵芯，與上述定子齒相對(duì)；感應(yīng)線圈，其卷繞于上述轉(zhuǎn)子齒，根據(jù)在上述定子側(cè)產(chǎn)生的磁通而引起感應(yīng)電流；以及勵(lì)磁線圈，其卷繞于上述轉(zhuǎn)子齒，在上述感應(yīng)電流通過(guò)時(shí)而產(chǎn)生磁場(chǎng)，上述第2轉(zhuǎn)子具有配置于上述轉(zhuǎn)子鐵芯的永久磁鐵。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可提供能以低成本的構(gòu)成使永久磁鐵的磁通可變的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的立體圖。

圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的局部截面立體圖。

圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的局部截面立體圖，并且是省略了電樞線圈、感應(yīng)線圈和勵(lì)磁線圈的圖。

圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的感應(yīng)線圈和勵(lì)磁線圈與整流電路的結(jié)線圖。

圖5是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的局部截面立體圖，是表示第1轉(zhuǎn)子齒被磁化為與永久磁鐵的磁極相反的磁極的狀態(tài)的圖。

圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的立體圖，是表示永久磁鐵的磁通與勵(lì)磁線圈的磁通相互抵消的狀態(tài)的圖。

圖7是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子正在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的來(lái)自轉(zhuǎn)子與定子交鏈的磁通量的示意圖。

圖8是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的、相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的來(lái)自轉(zhuǎn)子與定子交鏈的磁通量的坐標(biāo)圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1旋轉(zhuǎn)電機(jī)

2旋轉(zhuǎn)軸

10定子

11電樞線圈

12定子鐵芯

13定子齒

13a側(cè)面部

13b內(nèi)面部

20轉(zhuǎn)子

30整流電路

210軸向間隙轉(zhuǎn)子

211第1轉(zhuǎn)子鐵芯

212第1轉(zhuǎn)子齒

215感應(yīng)線圈

216勵(lì)磁線圈

220徑向間隙轉(zhuǎn)子

221第2轉(zhuǎn)子鐵芯

222第2轉(zhuǎn)子齒(突極部)

223永久磁鐵

d1、d2二極管

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1至圖8是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圖。

如圖1和圖2所示，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1具備：定子10，其具有通過(guò)通電產(chǎn)生磁通的w相、v相、u相這三相的電樞線圈11；以及轉(zhuǎn)子20，其由于由定子10產(chǎn)生的磁通的通過(guò)而旋轉(zhuǎn)。

(定子)

定子10具備：定子鐵芯12，其為環(huán)狀，包括高透磁率的磁性材料；以及電樞線圈11，其卷繞于該定子鐵芯12。定子10經(jīng)由設(shè)于定子鐵芯12的外周面的包括非磁性體的未圖示的連結(jié)片在被磁阻斷的狀態(tài)下固定于未圖示的電動(dòng)機(jī)箱體。由此可抑制例如漏磁通的發(fā)生等。

如圖2、圖3所示，從定子鐵芯12向軸向的兩側(cè)和徑向的內(nèi)面?zhèn)韧怀龅亩鄠€(gè)定子齒13在周向以規(guī)定的間隔形成于該定子鐵芯12。在周向相鄰的定子齒13之間形成有作為槽狀的空間的槽14。在此，軸向表示轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)軸2(參照?qǐng)D7)延伸的方向。徑向是指與轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)軸2延伸的方向正交的方向，示為以旋轉(zhuǎn)軸2為中心的輻射方向。徑向的內(nèi)側(cè)表示在徑向離轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)軸2近的一側(cè)，徑向的外側(cè)表示在徑向離轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)軸2遠(yuǎn)的一側(cè)。周向表示以轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)軸2為中心的圓周方向。

電樞線圈11卷繞于槽14且被卷繞成圓環(huán)形，槽14形成于在定子鐵芯12的周向相鄰的定子齒13之間。w相、v相、u相的各電樞線圈11通過(guò)集中卷繞而卷繞于槽14。卷繞成圓環(huán)形是指使電樞線圈11的繞組以交替通過(guò)定子鐵芯12的環(huán)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的方式轉(zhuǎn)圈而卷繞于定子鐵芯12的方法。

電樞線圈11包括截面為長(zhǎng)方形的平角線，在用扁立(edgewise)繞法的卷繞成圓環(huán)形的狀態(tài)下卷繞于槽14。扁立繞法是指，使平角線的短邊在旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的徑向內(nèi)側(cè)和外側(cè)與槽14相對(duì)，縱向卷繞平角線的方法。

由此，在繞組間距方向上相鄰的平角線彼此以長(zhǎng)邊進(jìn)行面接觸，因此能維持著與電流相應(yīng)的截面積而使匝數(shù)增加。因此能使電樞線圈11的填充系數(shù)提高，能使定子10的磁動(dòng)勢(shì)增大。

定子齒13具有定子鐵芯12的軸向的一側(cè)及另一側(cè)的側(cè)面部13a和定子鐵芯12的徑向的內(nèi)面部13b。后述的第1轉(zhuǎn)子齒212在軸向與定子齒13的側(cè)面部13a相對(duì)。后述的第2轉(zhuǎn)子齒222在徑向與定子齒13的內(nèi)面部13b相對(duì)。

在定子10中，對(duì)電樞線圈11提供三相交流電，從而產(chǎn)生在周向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由定子10產(chǎn)生的磁通(以下將該磁通稱為“主磁通”)與轉(zhuǎn)子20交鏈。由此，定子10能使轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)。

具體地說(shuō)，電樞線圈11配置于定子齒13的周向的與定子齒13相鄰的兩個(gè)位置，該一對(duì)電樞線圈11的卷繞方向和通電方向被設(shè)定為在從一方電樞線圈11產(chǎn)生的磁通和從另一方電樞線圈11產(chǎn)生的磁通之間，磁通的方向在周向成為相反方向。

由此，例如在一方電樞線圈11為v+相而另一方電樞線圈11為v－相的情況下，從該一對(duì)電樞線圈11產(chǎn)生的磁通朝向被一對(duì)電樞線圈11夾著的定子齒13，在定子齒13中發(fā)生會(huì)聚。然后，由定子齒13產(chǎn)生的磁通的方向變?yōu)榕c定子鐵芯12的周向正交的一側(cè)的方向，從定子齒13趨向轉(zhuǎn)子20。

然后，趨向轉(zhuǎn)子20的磁通的一部分通過(guò)后述的第1轉(zhuǎn)子鐵芯211和第2轉(zhuǎn)子鐵芯221之后，趨向被w+相和w－相的一對(duì)電樞線圈11夾著的定子齒13。另外，趨向轉(zhuǎn)子20的磁通的一部分通過(guò)后述的第1轉(zhuǎn)子鐵芯211和第2轉(zhuǎn)子鐵芯221之后，趨向被u+相和u－相的一對(duì)電樞線圈11夾著的定子齒13。

這樣，在定子齒13與轉(zhuǎn)子20相對(duì)的面中，構(gòu)成由電樞線圈11產(chǎn)生的磁通的磁回路。在旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，將定子齒13與轉(zhuǎn)子20相對(duì)的面作為轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生面使轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)。

另外，如上所述，定子10被電樞線圈11以卷繞成圓環(huán)形的方式集中卷繞。因此，在對(duì)電樞線圈11提供了三相交流電的情況下，在定子10中除了產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以外，還產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)非同步的高次諧波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該高次諧波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)包含靜止坐標(biāo)系的2次空間高諧波(同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的3次時(shí)間高諧波)。因而，諧波成分與由定子10產(chǎn)生的磁通重疊。

(轉(zhuǎn)子)

如圖1、圖2、圖3所示，轉(zhuǎn)子20包括在軸向以?shī)A著定子10的方式配置的一對(duì)軸向間隙轉(zhuǎn)子210和配置于定子鐵芯12的徑向的內(nèi)側(cè)的徑向間隙轉(zhuǎn)子220。

一對(duì)軸向間隙轉(zhuǎn)子210和徑向間隙轉(zhuǎn)子220以相互同步旋轉(zhuǎn)的方式固定于旋轉(zhuǎn)軸2(參照?qǐng)D7)且能與旋轉(zhuǎn)軸2一體旋轉(zhuǎn)。

一對(duì)軸向間隙轉(zhuǎn)子210和徑向間隙轉(zhuǎn)子220也可以實(shí)現(xiàn)一體化。

一對(duì)軸向間隙轉(zhuǎn)子210各自具備包括高透磁率的磁性材料的環(huán)狀的第1轉(zhuǎn)子鐵芯211、感應(yīng)線圈215和勵(lì)磁線圈216。從第1轉(zhuǎn)子鐵芯211朝向軸向的定子10側(cè)突出的多個(gè)第1轉(zhuǎn)子齒212沿著第1轉(zhuǎn)子鐵芯211的周向隔開(kāi)規(guī)定的間隔形成于第1轉(zhuǎn)子鐵芯211。

第1轉(zhuǎn)子齒212在定子鐵芯12的軸向的兩面?zhèn)燃炊ㄗ予F芯12的軸向的一側(cè)和另一側(cè)與定子齒13相對(duì)。

感應(yīng)線圈215和勵(lì)磁線圈216以在軸向形成層的方式卷繞于第1轉(zhuǎn)子齒212。感應(yīng)線圈215和勵(lì)磁線圈216均包括用絕緣材料包覆的繞組。

感應(yīng)線圈215比勵(lì)磁線圈216靠定子10側(cè)配置。感應(yīng)線圈215根據(jù)與在定子10側(cè)產(chǎn)生的磁通重疊的諧波成分產(chǎn)生感應(yīng)電流。

具體地說(shuō)，在對(duì)電樞線圈11提供三相交流電而在定子10中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，在定子10側(cè)產(chǎn)生的高次諧波成分的磁通與感應(yīng)線圈215交鏈。由此，感應(yīng)線圈215引起感應(yīng)電流。

勵(lì)磁線圈216比感應(yīng)線圈215靠第1轉(zhuǎn)子鐵芯211側(cè)配置。由感應(yīng)線圈215產(chǎn)生的感應(yīng)電流被整流后提供給勵(lì)磁線圈216，從而使勵(lì)磁線圈216產(chǎn)生磁場(chǎng)。

由此，能使第1轉(zhuǎn)子齒212作為電磁鐵發(fā)揮功能，能使定子齒13與第1轉(zhuǎn)子齒212相對(duì)的面作為轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生面發(fā)揮功能。

徑向間隙轉(zhuǎn)子220具有：第2轉(zhuǎn)子鐵芯221，其包括高透磁率的磁性材料，固定于旋轉(zhuǎn)軸2(參照?qǐng)D7)且能與旋轉(zhuǎn)軸2一體旋轉(zhuǎn)；以及永久磁鐵223。

從第2轉(zhuǎn)子鐵芯221朝向徑向的外方突出的多個(gè)第2轉(zhuǎn)子齒222沿著第2轉(zhuǎn)子鐵芯221的周向隔開(kāi)規(guī)定的間隔形成于第2轉(zhuǎn)子鐵芯221。

第2轉(zhuǎn)子齒222在定子鐵芯12的徑向的內(nèi)面?zhèn)扰c定子齒13相對(duì)。第2轉(zhuǎn)子齒222構(gòu)成本發(fā)明的突極部。在第2轉(zhuǎn)子齒222配置有永久磁鐵223。

永久磁鐵223包括例如釹磁鐵(nd－fe－b磁鐵)，并安裝于于第2轉(zhuǎn)子齒222內(nèi)部。

(整流電路)

另外，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1具備對(duì)由感應(yīng)線圈215產(chǎn)生的感應(yīng)電流整流后將其提供給勵(lì)磁線圈216的整流電路30。

如圖4所示，整流電路30具備2個(gè)二極管d1、d2作為整流元件，構(gòu)成為將上述二極管d1、d2與2個(gè)感應(yīng)線圈215和2個(gè)勵(lì)磁線圈216連線而成的閉合回路。整流電路30分別設(shè)于轉(zhuǎn)子20的軸向的一側(cè)和另一側(cè)，與轉(zhuǎn)子20的軸向的一側(cè)和另一側(cè)的感應(yīng)線圈215和勵(lì)磁線圈216分別對(duì)應(yīng)。

整流電路30的2個(gè)感應(yīng)線圈215是在軸向間隙轉(zhuǎn)子210的周向相鄰的感應(yīng)線圈215。2個(gè)勵(lì)磁線圈216是在徑向間隙轉(zhuǎn)子220的周向相鄰的勵(lì)磁線圈216。

二極管d1、d2在例如收納于未圖示的二極管箱體的狀態(tài)下設(shè)于軸向間隙轉(zhuǎn)子210或者徑向間隙轉(zhuǎn)子220。二極管d1、d2可以安裝于軸向間隙轉(zhuǎn)子210或者徑向間隙轉(zhuǎn)子220的內(nèi)部。

在整流電路30中，由2個(gè)感應(yīng)線圈215產(chǎn)生的交流的感應(yīng)電流被二極管d1、d2整流，整流后的直流電流作為勵(lì)磁電流提供給串聯(lián)連接的2個(gè)勵(lì)磁線圈216。2個(gè)勵(lì)磁線圈216被提供直流電流從而產(chǎn)生感應(yīng)磁通。

在本實(shí)施方式中，2個(gè)勵(lì)磁線圈216通過(guò)直流電流產(chǎn)生相反方向的感應(yīng)磁通。具體地說(shuō)，勵(lì)磁線圈216的卷繞方向被設(shè)定為使卷繞有一方勵(lì)磁線圈216的第1轉(zhuǎn)子齒212被磁化為n極，卷繞有另一方勵(lì)磁線圈216的第1轉(zhuǎn)子齒212被磁化為s極。另外，如圖5所示，以第1轉(zhuǎn)子齒212的磁極和與該第1轉(zhuǎn)子齒212在周向位于相同位置的永久磁鐵223的磁極形成為相反的磁極的方式設(shè)定勵(lì)磁線圈216的卷繞方向。

(旋轉(zhuǎn)電機(jī)的作用)

接著，參照?qǐng)D6、圖7和圖8說(shuō)明本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的作用。

如以上說(shuō)明的，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1是在轉(zhuǎn)子20中具備永久磁鐵223、利用該永久磁鐵223的磁通輸出轉(zhuǎn)矩的永久磁鐵型同步電動(dòng)機(jī)。

在現(xiàn)有的永久磁鐵型同步電動(dòng)機(jī)中，由于永久磁鐵的磁通是固定的，因此隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度上升，由于永久磁鐵的磁通而使在定子的電樞線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)增加。并且，在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到某旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，在電樞線圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)與永久磁鐵型同步電動(dòng)機(jī)的電源電壓相等。由此，無(wú)法在永久磁鐵型同步電動(dòng)機(jī)中流通更多電流。其結(jié)果是，無(wú)法使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度上升。

以往，為了解決上述問(wèn)題，進(jìn)行了通過(guò)在定子的電樞線圈中流通抵消永久磁鐵的磁通的電流而使在電樞線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)等效地減小的弱勵(lì)磁控制。

然而，在該弱勵(lì)磁控制中，為了產(chǎn)生抵消永久磁鐵的磁通的方向的磁通而使電流流動(dòng)，所以會(huì)產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)矩沒(méi)有幫助的磁通。因此，消耗對(duì)輸出而言無(wú)用的能量，導(dǎo)致效率的降低。

另外，在弱勵(lì)磁控制中，會(huì)產(chǎn)生高次諧波磁通，因此由于該高次諧波磁通，有可能使永久磁鐵型同步電動(dòng)機(jī)的鐵損或電磁振動(dòng)增加。而且，在弱勵(lì)磁控制中，產(chǎn)生與永久磁鐵的磁通方向相反的磁通來(lái)抑制永久磁鐵的磁通，因此有可能發(fā)生永久磁鐵的不可逆去磁。因此，需要使用矯頑力比較高的永久磁鐵，成本會(huì)增加。

另外，在將釹磁鐵用作永久磁鐵的情況下，由于弱勵(lì)磁控制所致的外部磁場(chǎng)的變動(dòng)而在永久磁鐵中產(chǎn)生渦流，永久磁鐵會(huì)發(fā)熱。有可能由于該發(fā)熱而發(fā)生永久磁鐵的不可逆去磁。因而，需要將耐熱性高的稀土等材料添加到永久磁鐵。但是，在該情況下，添加的稀土等材料對(duì)永久磁鐵而言成為雜質(zhì)，因此有可能無(wú)法發(fā)揮永久磁鐵本來(lái)的性能。

因此，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1設(shè)為不進(jìn)行弱勵(lì)磁控制而能通過(guò)上述勵(lì)磁線圈216的作用來(lái)調(diào)整來(lái)自永久磁鐵223與定子10交鏈的磁通量的構(gòu)成。由此，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1能解決上述弱勵(lì)磁控制的問(wèn)題。

(轉(zhuǎn)子低速旋轉(zhuǎn)時(shí))

在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，在轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)速度低時(shí)，在定子10中沒(méi)有產(chǎn)生高次諧波成分的磁通，或者即使產(chǎn)生也是微量的。因此，勵(lì)磁線圈216不產(chǎn)生感應(yīng)磁通，或者即使產(chǎn)生也是微量的。

因此，第1轉(zhuǎn)子齒212沒(méi)有被磁化為n極或s極中的任一者，或者即使磁化也是微量的。因而，永久磁鐵223的全部磁通與定子10交鏈。

這樣，在轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)速度低時(shí)，與轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)速度高時(shí)相比，能使來(lái)自永久磁鐵223與定子10交鏈的磁通的磁通量增加。

(轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí))

另一方面，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中在轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)速度高時(shí)，在定子10中產(chǎn)生高次諧波成分的磁通。該高次諧波成分的磁通的磁通量隨著轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)速度上升而增加。

由此，在軸向間隙轉(zhuǎn)子210的感應(yīng)線圈215中引起感應(yīng)電流，該被引起的感應(yīng)電流被整流電路30整流后作為直流電流提供給勵(lì)磁線圈216。

被提供直流電流的勵(lì)磁線圈216在對(duì)第1轉(zhuǎn)子齒212進(jìn)行磁化的方向產(chǎn)生磁通，從而成為與相當(dāng)于周向上相同位置的永久磁鐵223的磁極相反的磁極。即，如圖5所示，第1轉(zhuǎn)子齒212的磁極與永久磁鐵223的磁極形成為相反的磁極。

因此，如圖6所示，勵(lì)磁線圈216的磁通的磁路(用空白箭頭表示)在軸向和徑向雙方在與永久磁鐵223的磁通的磁路(用涂黑箭頭表示)相反的方向產(chǎn)生。該相反方向的磁路在定子10的定子鐵芯12中相互抵消。

因而，如圖7所示，永久磁鐵223的磁通中的未被勵(lì)磁線圈216的磁通抵消的磁通與定子10交鏈。另外，永久磁鐵223的磁通的一部分在定子鐵芯12的軸向的端部經(jīng)過(guò)間隙(空隙)流向第1轉(zhuǎn)子齒212側(cè)。其結(jié)果是，可抑制來(lái)自永久磁鐵223與定子10交鏈的磁通的磁通量。

另外，在圖8中，在小于轉(zhuǎn)速r1的區(qū)域，在第1轉(zhuǎn)子齒212沒(méi)有形成磁極，永久磁鐵223的磁通在徑向與定子10交鏈。另外，在大于轉(zhuǎn)速r1的區(qū)域，第1轉(zhuǎn)子齒212的磁極形成為與永久磁鐵223的磁極相反的磁極，因此永久磁鐵223的磁通在徑向和軸向與定子10交鏈，可抑制來(lái)自永久磁鐵223與定子10交鏈的磁通的磁通量。另外，隨著轉(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)速變高，被感應(yīng)線圈215引起的感應(yīng)電流變多。來(lái)自永久磁鐵223與定子10交鏈的磁通的磁通量減少。

因而，在轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)速度高的情況下，也能無(wú)需進(jìn)行弱勵(lì)磁控制。因此，能防止通過(guò)弱勵(lì)磁控制產(chǎn)生的高次諧波磁通所致的鐵損或電磁振動(dòng)。

而且，由于無(wú)需弱勵(lì)磁控制，因此無(wú)需使用矯頑力高的永久磁鐵，另外，也無(wú)需將耐熱性高的稀土等材料添加到永久磁鐵。由此，能使旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的成本降低。

這樣，在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1中，能不進(jìn)行弱勵(lì)磁控制地調(diào)整來(lái)自永久磁鐵223與定子10交鏈的磁通量，因此在轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)速度高時(shí)也能防止效率的降低。另外，在轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)速度低時(shí)能實(shí)現(xiàn)輸出的提高。

以上，根據(jù)本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1，根據(jù)與在定子10側(cè)產(chǎn)生的磁通重疊的高次諧波成分使軸向間隙轉(zhuǎn)子210的感應(yīng)線圈215產(chǎn)生感應(yīng)電流，用整流電路30對(duì)該感應(yīng)電流整流后將其提供給勵(lì)磁線圈216。由此，能調(diào)整在磁路構(gòu)件225內(nèi)短路的永久磁鐵223的漏磁通的磁通量。

另外，通過(guò)對(duì)以卷繞成圓環(huán)形的方式集中卷繞于定子10的電樞線圈11提供三相交流電，能得到與在定子10側(cè)產(chǎn)生的磁通重疊的高次諧波成分。因此，無(wú)需為了用于提供給勵(lì)磁線圈216的直流電流的例如dc/dc轉(zhuǎn)換器等特別的裝置。

由此，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1能不利用例如dc/dc轉(zhuǎn)換器等特別的裝置地用簡(jiǎn)單的構(gòu)成來(lái)調(diào)整來(lái)自永久磁鐵223與定子10交鏈的磁通的磁通量。其結(jié)果是，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1能以低成本的構(gòu)成使永久磁鐵223的磁通可變。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)1能優(yōu)選用作例如車載用的電動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)電用的發(fā)電機(jī)或機(jī)床用的電動(dòng)機(jī)。

此外，在本實(shí)施方式中，第1轉(zhuǎn)子齒212以與定子鐵芯12的軸向的兩面?zhèn)认鄬?duì)的方式設(shè)置，但不限于此，例如也可以是以與定子鐵芯12的軸向的一側(cè)的側(cè)面或者另一側(cè)的側(cè)面相對(duì)的方式設(shè)置。即，可以是第1轉(zhuǎn)子齒212僅設(shè)于定子鐵芯12的軸向的一側(cè)的側(cè)面和另一側(cè)的側(cè)面中的任意的一側(cè)面?zhèn)鹊臉?gòu)成。在該情況下，能與僅采用了軸向單側(cè)的軸向間隙轉(zhuǎn)子210的量相應(yīng)地使旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的體格縮小。

另外，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1還能應(yīng)用于在定子的徑向內(nèi)側(cè)具備外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子這2個(gè)轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

在該情況下，電樞線圈雖集中卷繞于定子，但不采用卷繞成圓環(huán)形的方式。另外，在該雙轉(zhuǎn)子類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，感應(yīng)線圈配置于外轉(zhuǎn)子，永久磁鐵、磁路構(gòu)件和可變勵(lì)磁線圈配置于內(nèi)轉(zhuǎn)子。此外，上述的外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的構(gòu)成也可以是相反的。

雖然公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是應(yīng)明白本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下施加變更。意圖將所有的這種修改和等同物包含于權(quán)利要求書中。