CN102738995A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种旋转电机(10)，包括：定子(12)，该定子产生旋转磁场；和转子(14)，线圈绕组(42n、42s)围绕该转子缠绕，使得通过旋转磁场的谐波分量产生感应电动势，且在转子中通过感应电动势产生磁极。定子具有作为引导部分的辅助极，该引导部分将谐波分量从定子引导到转子。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种配备有产生旋转磁场的定子的旋转电机。

背景技术

如在日本专利申请公开No.2010-279165(JP 2010-279165 A)中描述的那样，已知有一种旋转电机，在该旋转电机中，转子设置有作为线圈的转子绕组，且通过磁场感应出通过转子绕组的电流，使得在转子内产生转矩，所述磁场由定子内产生的磁动势所生成且包括作为谐波分量的空间谐波。在JP 2010-279165 A中描述的旋转电机配备有定子和布置在定子径向内侧的转子。定子具有设置在定子芯的在周向方向上相互分开的多个位置处的齿。围绕定子的齿，通过集中缠绕方法缠绕了多个相的定子绕组。通过使多个相的交变电流通过多个相的定子绕组，可产生在周向方向上旋转的旋转磁场。

此外，转子具有设置在转子芯的在周向方向上的多个位置处的凸极。转子绕组围绕每个凸极缠绕。对于转子绕组，围绕每隔一个凸极缠绕的转子绕组相互串联连接，而围绕在转子的周向方向上两个彼此相邻的凸极缠绕的转子绕组相互电分离。二极管连接到转子绕组的相互分开的组的每个。连接到在转子的周向方向上两个彼此相邻的两个转子绕组的二极管在相互相反的方向上连接到其各转子绕组，使得流过两个相邻的转子绕组的电流的方向相互相反。因此，当直流电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方向相互相反，且因此在每个凸极内形成磁体，使得N极和S极在转子的周向方向上相互交替。

在这样的旋转电机中，凸极与定子的旋转磁场相互作用，使得转矩作用在转子上。此外，使用通过定子形成的磁场的谐波成分，作用在转子上的转矩可有效地增大。顺便提及地，除JP 2010-279165 A之外，与本发明相关的现有技术文献也包括日本专利申请公开No.2007-185082(JP 2007-185082 A)、日本专利申请公开No.2010-98908(JP 2010-98908 A)、日本专利申请公开No.2010-11079(JP 2010-11079A)、日本专利申请公开No.2004-187488(JP 2004-187488 A)和日本专利申请公开No.2009-183060(JP 2009-183060 A)。

发明内容

本发明提供了能够有效地增大转矩的旋转电机。

根据本发明的一方面的旋转电机是一种如下的旋转电机，其特征在于包括：定子，该定子产生旋转磁场；和转子，线圈围绕该转子缠绕，使得通过旋转磁场的谐波分量在线圈内产生了电动势，并且，在该转子中通过电动势产生磁极，其中转子具有引导部分，该引导部分将谐波分量从定子引导到转子。

在根据本发明的方面的旋转电机中，转子可包括磁极部分，所述磁极部分形成为使得所述磁极通过电动势在磁极部分中产生。

此外，在根据本发明的方面的旋转电机中，引导部分可设置成与定子相邻。再进一步地，引导部分可设置在转子内，以与围绕处于转子的旋转中心轴线上的中心绘制的假想的最大外接圆相接。

再进一步地，在根据本发明的方面的旋转电机中，引导部分可引导谐波分量，使得所产生的电动势的幅值增大。

根据本发明，通过使得由定子产生的磁场内的大量的谐波分量与转子的线圈关联，可实现可有效地增大转矩的旋转电机。

附图说明

本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义将参考附图在下文中描述，其中类似的附图标记指示类似的元件，且其中：

图1是示出了其中作为整流元件的二极管联接到根据本发明的实施例的旋转电机内的转子绕组的状态的示意图；

图2是示出了图1的旋转电机的一部分的示意性截面视图，所述部分在周向方向上延伸且其中定子的一部分和转子的一部分相互面对，同时省略了二极管的图示；

图3是图2中示出的部分A的放大且详细的视图；

图4是示出了其中通过流过转子绕组的感应电流产生的磁通量在本发明的实施例中的转子内流动的方式的示意图；

图5是示出了与转子绕组关联的磁通量的幅值(变化宽度)在转子绕组的在图1中示出的旋转电机的周向方向上的周向宽度θ改变时的计算结果的简图；

图6A是示出了在不同的定子电流下的转速-转矩特性的简图，该简图作为以不具有任何辅助极的比较例的旋转电机执行仿真而获得的结果；

图6B是示出了在不同的定子电流下的转子磁动势和转速之间的关系的简图，该简图作为以比较例的旋转电机执行仿真而获得的结果；

图7A是示出了在不同的定子电流下的转速-转矩特性的简图，该简图作为以本发明的实施例的旋转电机执行仿真而获得的结果；

图7B是示出了在不同的定子电流下的转子磁动势和转速之间的关系的简图，该简图作为以本发明的实施例的旋转电机执行仿真而获得的结果；

图8A是示出了转子绕组的空间谐波关联通量的简图，该简图作为以不具有任何辅助极的比较例以及示例1和示例2执行仿真而获得的结果；

图8B是示出了转子绕组的自感的简图，该简图作为以比较例和示例1和示例2执行仿真而获得的结果；

图8C是示出了通过转子绕组的转子的感应电流的简图，该简图作为以比较例以及示例1和示例2执行仿真而获得的结果；

图8D是示出了旋转电机的转矩的简图，该简图作为以比较例以及示例1和示例2执行仿真而获得的结果；

图9A是示出了空间谐波的磁通线的示意性简图，该简图作为以不具有任何辅助极的比较例执行仿真而获得的结果；

图9B是示出了空间谐波的磁通线的示意性简图，该简图作为以本发明的实施例执行仿真而获得的结果；

图10A是示出了由转子的感应电流产生的磁通线的示意性简图，该简图作为以不具有任何辅助极的比较例执行仿真而获得的结果；

图10B是示出了由转子的感应电流产生的磁通线的示意性简图，该简图作为以示例1执行仿真而获得的结果，在示例1中每个辅助电极的基部部分由本发明的实施例中的磁性材料制成；

图10C是示出了由转子的感应电流产生的磁通线的示意性简图，该简图作为以示例1执行仿真而获得的结果，在示例1中每个辅助电极的基部部分由本发明的实施例中的非磁性材料制成；

图11是示出了旋转电机驱动系统的示例的总体构造的简图，所述旋转电机驱动系统包括根据本发明的实施例的旋转电机；

图12是示出了图11中示出的旋转电机驱动系统中的控制装置的构造的框图；

图13A是示出了图11中示出的旋转电机驱动系统中的定子电流在d轴电流指令值Id^*、叠加后的q轴电流指令值Iqsum^*和三相电流方面的与时间相关的改变的示例的简图；

图13B是示出了与图13A对应的转子磁动势的与时间相关的改变的简图；

图13C是示出了与图13A对应的转子转矩的与时间相关的改变的简图；

图14A至图14C示出了示意性简图，所述示意性简图示出了其中磁通量通过图11中所示的旋转电机驱动系统内的定子和转子的方式，分别为：其中q轴电流是恒定值的情况(图14A)，其中减小的脉冲电流叠加在q轴电流上的情况的早期阶段(图14B)，和其中减小的脉冲电流叠加在q轴电流上的情况的晚期阶段(图14C)；

图15是示出了在定子电流上叠加了增加的脉冲电流的旋转电机驱动系统内的通过U相的定子绕组的电流(定子电流)和在转子绕组中发生的感应电流(转子的感应电流)的示例的简图；

图16A和图16B示出了转子的示意性简图，图中示出了在根据本发明的另一个实施例的旋转电机中当脉冲电流叠加在q轴电流上时发生的改变；

图17是示出了旋转电机的转速和转矩之间的关系的简图，该简图用于图示其中图11中示出的旋转电机驱动系统内的脉冲电流的叠加状态改变的示例；

图18是示出了根据本发明的实施例的旋转电机的转子的另一个示例的示意性简图；

图19是示出了根据本发明的实施例的旋转电机的转子的再一个示例的示意性简图；且

图20是示出了根据本发明的实施例的旋转电机的转子的又一个示例的示意性简图；且

图21是示出了根据本发明的实施例的旋转电机的转子的再另一个示例的示意性简图。

具体实施方式

将参考附图描述本发明的实施例。图1至图3是示出了本发明的实施例的简图。图1是示出了其中作为整流元件的二极管联接到根据本发明的实施例的旋转电机内的转子绕组的状态的示意性简图。图2是示出了图1的旋转电机的一部分的示意性截面视图，所述部分在周向方向上延伸且其中定子的一部分和转子的一部分相互面对，同时省略了二极管的图示。图3是图2中示出的部分A的放大的和详细的视图。如在图1中示出，作为电动马达或发电机工作的旋转电机10包括定子12和转子14，其中，定子12固定到外壳(未示出)，转子14在径向方向上布置在定子12的内部，以便在其间留有预定气隙的情况下面对定子12，且所述转子14可相对于定子12旋转(术语“径向方向”(有时通过术语径向来指示)指任何与转子14的旋转中心轴线正交的径向方向，且在后文中“径向方向”的意义在如下描述中是相同的，除非另外地指示)。

此外，定子12包括定子芯26、布置在定子芯26上的沿其周向方向的多个位置处的齿30、以及围绕单独的齿30布置的、即围绕其缠绕的多个相(更确切地，三个相，即u相、v相和w相)的定子绕组28u、28v、28w。具体而言，在定子芯26的内周表面上，作为径向向内(朝向转子14)突出的多个定子齿的齿30围绕转子14的旋转中心轴线、在周向方向上相互间隔开地布置，且因此在单独的齿30之间形成了槽31(顺便提及地，“周向方向”指沿着圆心在转子的旋转中心轴线上绘制的圆的任何方向，且术语“周向方向”的意义在如下的描述中是相同的，除非另外地指示)。定子芯26和齿30由磁性材料形成为整体。

各相的定子绕组28u、28v、28w通过使用短节距集中缠绕方法、使得线经过槽31来围绕单独的齿30缠绕。由于定子绕组28u、28v、28w以前述方式缠绕在齿30上，所以构造了磁极。然后，通过使多相交变电流通过多个相的定子绕组28u、28v、28w，在周向方向上并置的齿30被磁化，使得定子12产生在周向方向上旋转的旋转磁场。顺便提及，定子绕组不限制于其中绕组围绕定子齿缠绕的构造，而是也可缠绕在除定子齿外的定子芯上。

由齿30形成且从其远端表面延伸的旋转磁场作用在转子14上。在图1中示出的示例中，三个相(u相、v相和w相)的三个定子绕组28u、28v、28w围绕其缠绕的三个齿30构成了极对。

转子14包括：中空的圆柱形转子芯16；齿19，该齿19是从转子芯16的外周表面上的沿转子芯16的周向方向的多个位置径向向外(朝向定子12)突出的突出部分，并且齿19是主凸极且是磁极部分，即转子齿；和转子绕组42n和42s，其是多个线圈。转子芯16和齿19形成为磁性材料的整体。更具体地，多个第一转子绕组42n通过集中缠绕方法围绕转子14的周向方向上的每隔一个齿19缠绕，且多个第二转子绕组42s通过集中缠绕方法围绕与前述设置有第一转子绕组42n的齿19相邻的齿19缠绕，所述后者齿19是在周向方向上另一组每隔一个的齿19。此外，包括多个第一转子绕组42n的第一转子绕组电路44和包括多个第二转子绕组42s的第二转子绕组电路46分别与二极管21n和二极管21s连接，所述二极管的每个是磁特性调整部分且是整流元件。即，第一转子绕组42n和第二转子绕组42s通过集中缠绕方法在转子芯16的沿周向方向的多个位置处缠绕。此外，在转子14的周向方向上的每隔一个的位置处布置的第一转子绕组42n串联地电连接，且以无端的(或环状)方式电连接，且作为整流元件和第一二极管的二极管21n插入在第一转子绕组42n的串联电路的一部分内且与之串联连接。以此方式构建了第一转子绕组电路44。所有第一转子绕组42n围绕用作相同的磁极(N极)的齿19缠绕。

此外，第二转子绕组42s串联地且以无端(或环状)方式电连接，且作为整流元件和第二二极管的二极管21s串联地连接到第二转子绕组42s的串联电路的一部分内。以此方式构建了第二转子绕组电路46。所有第二转子绕组42s围绕用作相同的磁极(S极)的齿19缠绕。此外，围绕在周向方向上彼此相邻的两个齿19(形成相反磁极的磁体)缠绕的转子绕组42n和42s相互电分离。

此外，通过二极管21n和21s实现的转子绕组42n和42s的电流的整流方向相互相反，使得在转子14的周向方向上彼此相邻的两个齿19形成相反磁极的磁体。即，二极管21n和21s以如下连接方式连接到在周向方向上相互交替的转子绕组42n和42s，该连接方式使得电流流过转子绕组42n的方向和电流流过转子绕组42s的方向(即二极管21n和21s的整流方向)，即二极管21n和21s的正方向，相互相反。此外，转子绕组42n和42s的每个的缠绕中心轴线位于径向方向上。因而，二极管21n和21s将分别被由通过定子12产生的且包括作为谐波分量的空间谐波的旋转磁场感应的电动势导致流过转子绕组42n和42s的电流整流，使得流过在转子14的周向方向上彼此相邻的两个转子绕组42n和42s的电流的相形成为相互交替的A相和B相。A相电流在相应的齿19的每个的远端侧中产生了N极，且B相电流在相应的齿19的每个的远端侧中产生了S极。即，为转子14设置的整流元件是二极管21n和21s，它们分别是连接到转子绕组42n和转子绕组42s的第一和第二整流元件。此外，二极管21n和21s每个分别独立地对被感应电动势感应为流过转子绕组42n和42s的电流进行整流，使得布置在沿周向方向的多个位置处的齿19的、由流过转子绕组42n和流过转子绕组42s的电流确定的磁特性在周向方向上交替变化。因此，多个二极管21n和21s导致多个齿19的磁特性有助于在转子绕组42n和42s内产生的感应电动势在周向方向上交替地改变。在该构造中，二极管21n和21s的数目可降低到两个，且因此转子14的绕组的结构可简化，而与参考图18在下文中描述的另一个实施例不同。此外，转子14同心地固定到可旋转地支承在外壳(未示出)上的旋转轴22(见图18和图20等，因为图1未示出旋转轴22)的径向外侧。顺便提及地，转子绕组42n和42s的每个可围绕齿19的相应的一个缠绕，使得由树脂等制成的且具有电绝缘特性的绝缘体等插入在转子绕组42n和42s的每个与齿19的相应的一个之间。

此外，转子绕组42n和42s的每个在转子14的周向方向上的宽度θ设定为小于与转子14的180度的电角度对应的宽度，且转子绕组42n和42s通过短节距缠绕方法围绕齿19缠绕。更优选地，转子绕组42n和42s在转子14的周向方向上的宽度θ设定为等于或大体上等于与转子14的90度的电角度对应的宽度。考虑到转子绕组42n和42s的横截面积，转子绕组42n和42s的宽度θ可通过转子绕组42n和42s的横截面的中心宽度表示。即，转子绕组42n和42s的宽度θ可通过转子绕组42n和42s的每个的内周表面之间在周向方向上的间隔及其外周表面之间在周向方向上的间隔的平均值来表示。顺便提及，转子14的电角度通过转子14的机械角度与转子14的极对数p的乘积表示(电角度＝机械角度×p)。因此，转子绕组42n和42s的每个的在周向方向上的宽度θ满足如下表达式(1)，其中r是从转子14的旋转中心轴线到转子绕组42n和42s的距离。

θ＜π×r/p...  (1)

以该方式限制宽度θ的原因将在下文中详细解释。

特别地，在该实施例中，转子芯16包括多个辅助极48，所述辅助极48是每个布置于在转子14的周向方向上彼此相邻的两个齿19之间的位置处的引导部分，例如布置于在周向方向上彼此相邻的两个齿19之间的中间位置处的引导部分。以此方式布置的辅助极48具有从定子12向转子14引导空间谐波(将在后文中描述)的功能，所述空间谐波是由定子12产生的旋转磁场的谐波分量。此外，辅助极48设置在转子14上，以便接近于定子12而使辅助极48与定子12之间具有小的间隙，该小的间隙大体上等于定子12和转子14之间的间隙。更优选地，辅助极48设置成使得其远端与围绕处于转子14的旋转中心轴线上的中心绘制的转子14的假想的最大外接圆相接。例如，如果转子14的齿19的每个的远端与所述最大外接圆相接，则每个辅助极48的远端也与最大外接圆相接。每个辅助极48由于至少部分地由磁性材料制成而具有磁性。例如，如在图2和图3中所示，每个辅助极48设置在槽50的底部的周向中央部分上-所述槽50是形成在转子芯16的外周表面上的两个周向相邻的齿19之间的沟槽部分，其方式使得辅助极48径向向外突出，即朝向定子12突出。每个辅助极48具有由非磁性材料形成的基部部分52，和联接到基部部分52的远端侧且由磁性材料形成的远端部分54。基部部分52的作为转子14的径向方向上的内端的基部端一体地联接且固定到转子芯16的外周表面。因此，多个辅助极48设置为从转子芯16的外周表面朝向定子12突出，且多个辅助极48每个由具有磁性的远端部分54和不具有磁性的基部部分52构造。此外，基部部分52和远端部分54的每个在周向方向上的截面中具有大致矩形的截面形状。然而，基部部分52和远端部分54的形状不限于该示例。

此外，如在图3中示出的，基部部分52在周向方向上的厚度T1形成为小于远端部分54在周向方向上的厚度T2(T1＜T2)，且因此阶梯部分56设置在远端部分54和基部部分52之间的联接部分处。阶梯部分56在转子14的径向方向上向内面向。基部部分52联接到远端部分54的阶梯部分56的径向面向内表面的周向中央部分。即，远端部分54和基部部分52通过阶梯部分56联接。顺便提及地，虽然在图3中示出的示例中，转子绕组42n和42s通过具有矩形截面形状的正方形线或平的矩形线形成，但这不是限制性的。例如，转子绕组42n和42s也可通过具有圆形截面形状的圆形线形成。此外，远端部分54可由与转子芯16相同的材料形成，例如由磁性钢片、诸如钢的磁性材料等形成。相比之下，基部部分52由非磁性材料形成，例如由树脂、包括不锈钢等的非磁性金属等形成。

顺便提及地，在辅助极48与由磁性材料形成的转子芯16一体形成时，辅助极48也可通过将每个辅助极48的基部部分52去磁而形成。例如，在辅助极48和配备有齿19的转子芯16一体形成之后，辅助极48的基部部分52可通过激光照射过程去磁，在执行所述照射过程的同时供给镍。此外，每个辅助极48可通过将由不锈钢等制成的非磁性材料部分联接到远端侧磁性材料部分而构成，且因此形成的辅助极48可通过焊接等联接到分开的转子芯16的部分。此外，由例如树脂等的非磁性材料制成的基部部分52可与齿19和远端部分54分开地制造，且可通过接合部分等机械地联接到分开的转子芯16的部分和远端部分54。例如，也可提供如下构造，其中每个辅助极48的基部部分52的基端部分设置有扩大的部分，所述扩大的部分的截面积从相邻部分的截面积明显地增大，且在所述构造中，孔部分形成在基部部分52联接到其上的转子芯16的外周表面的部分内，且其中可与辅助极48的扩大的部分接合的接合部分形成在每个孔部分的深的内侧部分内，且然后通过将每个辅助极48的扩大的部分插入到孔部分的一个内同时使扩大的部分弹性变形而使得扩大的部分与孔部分的接合部分接合而将每个辅助极48的基部部分52联接到转子芯16。此外，在类似的构造中，也可将每个辅助极48的远端部分54机械地联接到形成在其基部部分52上的扩大的部分。

此外，在转子14侧上，如在图4中示意性地图示，二极管21n和21s分别连接到围绕在转子14的周向方向上彼此相邻的齿19缠绕的转子绕组42n和42s。因为具有由定子12产生的谐波的旋转磁场(图1和图2)与转子绕组42n和42s关联，电流被感应通过转子绕组42n和42s，同时电流的方向分别被二极管21n和21s限制，使得齿19被磁化，使得两个相邻的齿19变成相互不同的磁极部分。在该情况中，通过感应的电流产生的磁通量沿着如图4中的箭头α所示的路线在齿19和转子芯16中流动。

回来参考图1，在该实施例中旋转电机10由转子14和定子12构成，该定子12布置在转子14的径向外侧以便面向转子。根据如此构造的旋转电机10，可通过具有空间谐波且通过定子12产生的旋转磁场感应出通过转子绕组42n和42s的电流，且因此在转子14上产生转矩。特别地，产生围绕定子12的旋转磁场的磁动势的分布不是正弦分布(仅包括基波分量)，而是由于三相的定子绕组28u、28v和28w的布置和取决于齿30和槽31的定子芯26的形状而包含谐波分量的分布。特别地，在集中缠绕方法中，三相的定子绕组28u、28v和28w不相互重叠，使得在定子12内的磁动势分布中发生的谐波分量的幅值水平增加。例如，在其中定子绕组28u、28v和28w通过三相集中缠绕方法形成的情况中，作为输入电频率的(时间)三阶分量的空间二阶分量的幅值水平增加。由于定子绕组28u、28v和28w的布置和定子芯26的形状而发生在磁动势内的谐波分量称为空间谐波。即，定子12产生具有作为谐波分量的空间谐波的磁场。此外，转子14设置有转子绕组42n和42s，使得感应的电动势通过空间谐波产生。此外，采用这样的构造使得感应的电动势在设置在转子14上的齿19内产生了磁极。设置在转子14上的辅助极48将空间谐波从定子12引导到转子14。辅助极48设置成靠近定子12，且设置成引导空间谐波，使得在转子绕组42n和42s内感应的电动势的幅值增大。

此外，因为通过使三相交变电流通过三相定子绕组28u、28v和28w而围绕定子12的齿30形成的旋转磁场(基波分量)作用在转子14上，所以转子14的齿19被旋转磁场吸引，使得转子14的磁阻降低。因此，转矩(磁阻转矩)作用在转子14上。

此外，当具有围绕齿30形成的空间谐波的旋转磁场与转子14的转子绕组42n和42s关联时，通过空间谐波在转子绕组42n和42s中产生了频率与转子14的旋转频率(旋转磁场的基波分量)不同的磁通量变化。由于该磁通量变化，在转子绕组42n和42s内产生了感应的电动势。由于感应电动势的产生而流过转子绕组42n和42s的电流分别被二极管21n和21s在一个方向上整流(整流为直流)。然后，当齿19即转子齿因为被二极管21n和21s整流的分别流过转子绕组42n和42s的直流电流而被磁化时，在齿19内形成了其磁极固定(固定为N极或S极)的磁体。因为通过转子绕组42n和42s的电流被二极管21n和21s整流的方向如上所述相互相反，所以在齿19内形成的磁体使得N极和S极在周向方向上相互交替。齿19(带有固定极的磁体)的磁场与由定子12产生的旋转磁场(基波分量)相互作用，使得发生吸引和排斥作用。在由定子12产生的旋转磁场(基波分量)和齿19(磁体)的磁场之间的电磁相互作用(吸引和排斥作用)也可导致转矩(对应于磁转矩的转矩)作用在转子14上，且转子14与由定子12产生的旋转磁场(基波分量)同步地旋转。因此，可使旋转电机10用作电动马达，所述电动马达通过使用施加到定子绕组28u、28v和28w的电力而产生原动力(机械动力)。

此外，根据该实施例的旋转电机10，设置有辅助极48，所述辅助极48是将由定子12产生的磁场的空间谐波从定子12引导到转子14的引导部分。因此，能够使大量的空间谐波与转子14的转子绕组42n和42s关联，使得磁通量的改变可增大且因此在转子绕组42n和42s中感应的电流可增大。结果，转子磁力可增大，从而能够实现可有效增大转矩的旋转电机10。

特别地，辅助极48设置在转子14的齿19之间，且每个辅助极48的一部分由非磁性材料形成。因此，由定子12产生的与转子绕组42n和42s关联的磁场的空间谐波、特别是空间二阶谐波可通过辅助极48增加，且磁通量的改变可增大，且在转子绕组42n和42s内感应的电流可增大。因此，转子磁力可增加，且转矩在例如大体上整个运行范围等的大范围内可有效地增加。此外，辅助极48设置成靠近定子12，且设置成引导空间谐波，使得在转子绕组42n和42s内感应的电动势的幅值增大。因此，旋转电机10的转矩可更有效地增大。

此外，辅助极48在转子14的周向方向上相互接近的两个齿19之间联接到转子芯16的外周表面，以朝向定子12突出，且辅助极48具有由非磁性材料形成的基部部分52和由磁性材料形成的远端部分54。因此，可防止从转子14的变成S极的齿19向变成N极的齿19通过转子芯16的内部的磁通量被任何辅助极48的基部部分52短路，且可有效地防止通过齿19以在转子14和定子12之间产生磁吸引力的磁通量减少。因此，可抑制转子绕组42n和42s的自感增加，使得所产生的通过转子绕组42n和42s的感应电流可进一步增大，且旋转电机10的转矩可进一步增大。

此外，每个辅助极48具有基部部分52和联接到基部部分52的远端部分54，且所述远端部分的周向厚度T2大于基部部分52的相应的厚度。因此，通过减小基部部分52的周向方向上的厚度T1，通过基部部分52的磁通量可处于饱和状态。因此，这也有效地防止了应通过齿19以在转子14和定子12之间产生磁吸引力的磁通量的减少，且抑制了转子绕组42n和42s的自感的增加。因此，在转子绕组42n和42s内产生的感应电流可增大，且旋转电机10的转矩可增大。

相比之下，在以上所述的JP 2010-279165 A中描述的旋转电机中，在与设置有转子绕组的转子齿对应且在转子的周向方向上相互接近的相邻凸极之间不设置辅助极，且因此不存在在转矩的有效提高方面的改善空间。即，在JP 2010-279165 A中描述的旋转电机中，由定子产生的旋转磁场的谐波分量导致的磁场的变化所产生的通过转子绕组的感应电流产生了转矩。然而，空间谐波大量地通过设置在转子上的相邻凸极之间的高磁阻空间，且因此可能无法增加磁通量。因此，在转子的转矩的有效提高方面存在改善空间。

此外，以上所述的JP 2007-185082 A、JP 2010-98908 A和JP2010-11079 A每个描述了利用脉冲电流的叠加的场绕组类型的同步电机，但其中并未披露通过使旋转磁场的空间谐波与转子绕组关联而可有效增大转矩的任何方式。

此外，以上所述的JP 2004-187488 A描述了具有如下定子的旋转电机，即在所述定子中，多个齿设置在定子芯的内周表面上，且辅助齿设置在相邻的主齿之间的槽部分中，且当线圈围绕每个主齿缠绕时，线圈的外周表面紧密接触相邻的辅助齿。此外，以上所述的JP2009-183060 A描述了具有配备永磁体的转子的旋转电机，其中在定子的周向方向上绕组极的节距与另一个绕组极的节距不同。然而，应注意的是，在JP 2004-187488 A和JP 2009-183060 A中描述的结构都不是通过使旋转磁场的大量空间谐波与转子绕组关联而有效地增加转矩的结构。在JP 2007-185082 A、JP 2010-98908 A、JP 2010-11079 A、JP2004-187488 A和JP 2009-183060 A中描述的结构中，如果旋转电机的芯厚度增加以增加转矩，则这将变成增大旋转电机的尺寸或导致成本增加和重量增加的因素。此外，如果定子电流增大以增加转矩，这也将变成增加铜损且因此降低燃料经济性且增加逆变器的尺寸且导致成本增加、重量增加或可安装性和冷却性能恶化的因素。根据该实施例的旋转电机10，前述缺陷都可解决。

此外，在该实施例中，因为转子绕组42n和42s在转子14的周向方向上的宽度θ如在前述表达式(1)中所述被限制，所以在转子绕组42n和42s内通过旋转磁场的空间谐波所产生的感应电动势增大。特别地，由于空间谐波导致的与转子绕组42n和42s关联的磁通量的幅值(变化宽度)受到转子绕组42n和42s的在周向方向上的宽度θ的影响。图5示出了计算在转子绕组42n和42s的周向宽度θ在周向方向上改变时与转子绕组42n和42s关联的磁通量的幅值(变化宽度)的结果。在图5中，线圈宽度θ以电角度示出。如在图5中所示，在线圈宽度θ从180°减小时，与转子绕组42n和42s关联的磁通量的变化宽度增大。因此，通过使得线圈宽度θ小于180°，即通过以短节距缠绕方法提供转子绕组42n和42s，与全节距缠绕方法相比，由于空间谐波导致的关联磁通量的幅值增大。

因此，在旋转电机10(图1)中，通过使得齿19在周向方向上的宽度小于与180°电角度对应的宽度，且通过以短节距缠绕方法围绕齿19缠绕转子绕组42n和42s，在转子绕组42n和42s内通过空间谐波感应的电动势有效地增大。结果，作用在转子14上的转矩可有效地增大。

此外，如在图5中所示，在其中线圈宽度θ为90°的情况中，由于空间谐波导致的关联磁通量的幅值变成最大值。因此，为进一步增大由于空间谐波导致的与转子绕组42n和42s关联的磁通量的幅值，优选地使得转子绕组42n和42s在周向方向上的线圈宽度θ等于(或大致等于)与转子14的90°的电角度对应的宽度。因此，优选的是使得转子绕组42n和42s在周向方向上的的宽度θ满足(或大体上满足)如下表达式(2)，其中p是转子14的极对数，且r是从转子14的旋转中心轴线到转子绕组42n和42s的距离。

θ＝π×r/(2×p)...  (2)

以此方式，在转子绕组42n和42s内由空间谐波产生感应电动势可最大化，且因此由感应电流产生的通过每个齿19的磁通量可最有效地增大。结果，作用在转子14上的转矩可更有效地增大。特别地，如果宽度θ极大地超过与90°对应的宽度，则变得可能的是在相互抵消的方向上的磁动势与转子绕组42n和42s关联，且随着宽度θ从与90°对应的宽度减小，该可能性降低。然而，如果宽度θ变得极大地小于与90°对应的宽度，则与转子绕组42n和42s关联的磁动势的幅度极大地降低。因此，通过将宽度θ设定为等于与大约90°对应的宽度，可防止前述缺陷。因此，优选的是，转子绕组42n和42s的在周向方向上的宽度θ大体上等于与90°电角度对应的宽度。

此外，在旋转电机10中，也可通过相对于转子位置控制电流超前角-即通过定子绕组28u、28v和28w的交变电流的相位-来控制转子14的转矩。此外，转子14的转矩也可通过控制通过定子绕组28u、28v和28w的交变电流的幅值而被控制。此外，因为转子14的旋转速度的改变也改变了转子14的转矩，所以转子14的转矩也可通过控制转子14的转速而被控制。

顺便提及地，在前面的描述中，对于每个辅助极48，基部部分52由非磁性材料形成，而远端部分54由磁性材料形成，且远端部分54在周向方向上的厚度T2大于基部部分52在周向方向上的厚度T1。然而，该实施例不限制于该构造。例如，包括基部部分52和远端部分54的每个辅助极48的整体可由磁性材料形成，而每个辅助极48的形状保持与图1至图3中所示的形状相同。

可替代地，也可采用如下构造，即其中每个辅助极48的整体由磁性材料形成，且每个辅助极48在周向方向上的厚度在基部部分52和远端部分54之间是一致的，且因此不存在阶梯部分56(图3)。然而，在该情况中，不能有效地防止应通过齿19以在转子14和定子12之间产生磁吸引力的磁通量减少，且不能获得限制转子绕组42n和42s的自感增加的效果。因此，可增加转子绕组42n和42s的感应的电流的效果小于图1至图3中所示的构造中的情况。然而，在该情况中，也获得了可增加与转子绕组42n和42s关联的空间谐波、特别是空间二阶谐波的效果，使得旋转电机10的转矩增大。

因此，在其中每个辅助极48的整体由磁性材料形成的情况中，优选的是，远端部分54在周向方向上的厚度T2大于基部部分52在周向方向上的厚度T 1，如在图1至图3中所示的以上所述的构造中的情况。在该情况中，可有效地防止应通过齿19以在转子14和定子12之间产生磁吸引力的磁通量减少，且可抑制转子绕组42n和42s的自感增大，且可进一步提高旋转电机10的转矩。

同时，只要每个辅助极48的基部部分52由非磁性材料形成，即使当每个辅助极48在周向方向上的厚度在基部部分52和远端部分54之间是相同的时，与其中每个辅助极48的整体由磁性材料形成且其中远端部分54在周向方向上的厚度T2大于基部部分52在周向方向上的厚度T1的情况相同，也获得了可提高旋转电机10的转矩的效果。即，即使在前者情况中，也可有效地防止应通过齿19以在转子14和定子12之间产生磁吸引力的磁通量减少，且可限制转子绕组42n和42s的自感增大。

因此，在该实施例中，优选地，每个辅助极48的远端部分54由磁性材料形成，且其基部部分52由非磁性材料形成，且每个辅助极48的基部部分52在周向方向上的厚度T1和其远端部分54在周向方向上的厚度T2形成为相等的。替代地，每个辅助极48的整体可由磁性材料形成，且远端部分54在周向方向上的厚度T2可形成为大于基部部分52在周向方向上的厚度T1。更优选地，如在图1至图3中所示的以上所述的构造中，每个辅助极48的远端部分54由磁性材料形成，且其基部部分52由非磁性材料形成，且远端部分54在周向方向上的厚度T2形成为大于基部部分52在周向方向上的厚度T1。

接下来，将与以不包含在本发明中的作为比较例的旋转电机执行的仿真的结果一起描述为确认装配有辅助极48的实施例的效果而执行的仿真的结果。在如下描述中，与图1至图4中所示的元件可比的元件以相同的附图标记指示。首先，参考图6A和图6B，将描述在比较例的情况下的结果。图6A是示出了对于不同的定子电流的转速-转矩特性的简图，该简图作为以不具有任何辅助极48的比较例的旋转电机执行仿真而获得的结果。应注意的是，在此，在该仿真中使用的比较例的旋转电机是具有大体上与图1至图3所示构造相同的构造的旋转电机，不同在于比较例的旋转电机在转子14上的相邻的齿19之间未配备有辅助极48。在该该构造的比较例中，执行了仿真以发现转矩和转速之间的关系。图6A示出了仿真结果。在图6A中示出的指示E1A、E2A...指示了当供给了不同的定子电流、即通过定子绕组28u、28v和28w的电流时三相交变电流的有效值，且指示了定子电流的有效值以E1、E2...的次序逐渐减小。

如在图6A中示出，在比较例的旋转电机中，在低转速范围中转矩低，但在中等转速范围内，最大转矩变大，且转矩从中等转速范围到高转速范围变小。

图6B是示出了在不同的定子电流的情况下转子磁动势和转速之间的关系的简图，该简图作为以比较例的旋转电机执行仿真而获得的结果。在图6A中表示电流的指示E1A、E2A...与图6A中的含义相同，且在图6A和图6B中相同的指示表示相同的定子电流的有效值(这也适用于图7A和图7B)。在图6B中，纵轴表示以安培-匝为单位的磁动势。因为所有转子绕组42n和42s的匝数相等，所以在图6B中的纵轴对应于在转子绕组42n和42s内感应的转子的感应电流。如由图6B中示出的结果显而易见的，随着转速增大，转子磁动势逐渐增加到预定的转速。

相比之下，图7A和图7B示出了以图1至图3中示出的旋转电机10执行的仿真的结果。图7A是示出了在不同的定子电流的情况下转速-转矩特性的简图，该简图作为以本发明的实施例的旋转电机10执行仿真而获得的结果。如从图6A和图7A之间的对比显而易见的，与比较例相比，在本发明的实施例中，最大转矩对于相同的定子电流而言更大；例如，对于定子电流的有效值E1A，以图6A中示出的比较例的最大转矩为1.0进行比较，则在图7A中示出的实施例中，最大转矩为1.032，即实施例中的最大转矩增大了约3％。在转速为F1min^-1时，以图6A中通过E1A产生的转矩为1.0进行比较，在图7A中通过E1A产生的转矩为1.45，即增大了45％。在转速为F2min^-1时，以图6A中通过E1A产生的转矩为1.0进行比较，在图7A中通过E1A产生的转矩为2.0，即增大为其两倍。顺便提及地，在图6A和图7A中，沿纵轴的标度和沿横轴的标度分别表示两个简图之间的相等的大小。因此，已确认，与比较例相比，实施例可在大体上整个转速范围内增大转矩。

图7B是示出了在不同的定子电流下转子磁动势和转速之间的关系的简图，该简图作为以本发明的实施例的旋转电机执行仿真而获得的结果。如从图6B和图7B之间的比较显而易见的，已确认在实施例中，如与比较例相比，在大体上整个转速范围内，转子磁动势可大于比较例中的转子磁动势，且在转子绕组42n和42s内产生的转子的感应电流也可形成为在大体上整个转速范围内比比较例更大。顺便提及地，在图6B和图7B中，沿纵轴的标度和沿横轴的标度分别表示两个简图之间的相等的大小。

接下来，将参考图8A至图8D，基于计算结果确认由辅助极48实现的效果和在其中每个辅助极48的基部部分52由非磁性材料形成的情况中实现的效果。图8A是示出了转子绕组42n和42s的空间谐波关联通量的简图，且图8B是示出了转子绕组42n和42s的自感的简图。图8C是示出了通过转子绕组42n和42s的转子的感应电流的简图，且图8D是示出了旋转电机的转矩的简图。在图8A至图8C的每个中，在以上所述的未设置有辅助极48的比较例的旋转电机以及示例1和示例2的旋转电机之间进行了比较。示例1是基于图1至图3中所示的以上所述的实施例的旋转电机，所述旋转电机设置有完全由磁性材料形成的辅助极48。示例2是基于图1至图3中所示的以上所述的旋转电机，所述旋转电机设置有如下辅助极48，所述辅助极48的远端部分54由磁性材料形成，且其基部部分52由非磁性材料形成。在图8A至图8D中，纵轴的标度代表了关联通量、自感、感应电流和转矩的相对值，其中比较例的这些值被限定为1。

如从图8A中显而易见的，转子绕组42n和42s的空间谐波关联通量在比较例中小，且在示例1和示例2中大。更具体地，空间谐波关联通量在示例1中稍大于示例2。此外，如从图8B显而易见的，转子绕组42n和42s的自感在其中整个辅助极48由磁性材料制成的示例1中最大，且在比较例和示例2中同等地小。这被认为是由于在示例1中通过齿19的磁通量到辅助极48的基部部分52短路所导致。如从图8C中显而易见的，转子的感应电流以比较例、示例1和示例2的次序逐渐增大。这被认为是由于如在图8B中所示在示例1中的自感增大所导致。此外，如从图8D中显而易见的，旋转电机的转矩以比较例、示例1和示例2的次序根据其不同的转子的感应电流而逐渐增大。从这些结果也可理解到，在实施例中，旋转电机10的转矩可增大，且可通过使每个辅助极48的基部部分52由非磁性材料形成而获得更大的效果。

接下来，参考图9A和图9B，将描述关于旋转电机的空间谐波的磁通量的仿真结果。图9A和图9B是每个示出了空间谐波的磁通量的示意性简图。图9A示出了以上所述的比较例的情况，且图9B示出了图1至图3中示出的实施例的情况。顺便提及地，虽然图9A示出了看似辅助极48的构造，但仿真结果基于不设置辅助极48(这也适用于图10A(在后面描述))的假设来计算。在图9A和图9B中，转子14和定子12之间的相的关系是相同的。在该情况中，定子12的齿30面向通过“I”指示的位置，该位置对应于辅助极48。

从仿真结果可理解到，在图9B中示出的提供有辅助极48的实施例中，与图9A中示出的未设置有辅助极48的比较例相比，更多的空间二阶谐波的磁通量与转子绕组42n和42s关联以便通过辅助极48。此外，在图9B中，辅助极48布置为与槽50的底部部分分开，且实施例也可以以该方式构造。例如，在该情况中，辅助极48通过在其轴向端部部分处结合到设置在转子14的在轴向方向上的两个相对端部上的金属板或端板而构造，或类似地构造。

接下来，参考图10A至图10C，描述了关于旋转电机的由转子的感应电流导致的磁通量的仿真结果。图10A至图10C是示意性简图，每个示出了通过转子的感应电流产生的磁通量。图10A示出了以上所述的比较例的情况。图10B示出了在图1至图3中示出的实施例的示例1的情况，其中每个辅助极48的基部部分52由磁性材料制成。图10C示出了实施例的示例2的情况，其中每个辅助极48的基部部分52由非磁性材料制成。在图10A至图10C的所有图中，转子14和定子12之间的相的关系相同。在该情况中，由图10A中的M1指示的定子12的齿30和由图10A中的M2指示的转子14的齿19部分地在径向方向上相互面对。仿真结果指示了，在图10B中示出的示例1中，因为每个辅助极48的基部部分52由非磁性材料制成，所以更多的磁通量通过由M3指示的基部部分52。因此，可理解的是通过辅助极48短路的磁通量增加了转子绕组42n和42s的电感。

另一方面，在图10A中示出的不带有辅助极48的比较例中和在图10C中示出的其中每个辅助极48的基部部分52由非磁性材料形成的示例2中，与示例1不同的是不存在通过辅助极48短路的磁通量，使得能够比示例1中更强地抑制转子绕组42n和42s的电感的增加。结果，根据在图10C中示出的其中与转子绕组42n和42s的空间二阶谐波关联的磁通量可增加且可限制转子绕组42n和42s的电感增加的示例2，可使得旋转电机10的转矩更大。

接下来，参考图11至图14C，将描述包括前述实施例的旋转电机的旋转电机驱动系统34的示例。顺便提及地，在图11至图14C中示出的旋转电机驱动系统34已构思成用于除前述转矩增加效果之外的增大低转速范围内的转矩的目的，这通过将脉冲电流叠加在旋转电机10的q轴电流上来实现。

图11是示出了旋转电机驱动系统34的总体构造的简图。旋转电机驱动系统34包括旋转电机10、作为驱动旋转电机10的驱动部分的逆变器36、控制逆变器36的控制装置38、以及作为电源部分电力存储装置40，且因此驱动旋转电机10。旋转电机10的构造与图1至图3的旋转电机10的构造相同。在如下描述中，与图1至图3中所示相同的元件以相同的附图标记指示。

电力存储装置40设置为直流电源，且可充电和可放电，且例如由二次电池构成。逆变器36具有U相、V相和W相的三个相臂Au、Av和Aw，且所述三个相臂Au、Av和Aw的每个具有串联连接的两个开关元件Sw。每个开关元件Sw是晶体管、IGBT等。二极管Di与每个开关元件Sw逆向地并联连接。此外，相臂Au、Av和Aw的每个的中点连接到构成旋转电机10的定子绕组28u、28v和28w的相应的一个相的端侧。对于定子绕组28u、28v和28w，每个相的定子绕组相互串联连接，且不同相的定子绕组28u、28v和28w在中性点处连接。

此外，电力存储装置40的正电极侧和负电极侧分别连接到逆变器36的正极侧和负极侧。电容器68连接在电力存储装置40和逆变器36之间，使得电容器68与逆变器并联连接。控制装置38例如根据从车辆等的加速踏板传感器(未示出)输入的加速指令信号来计算旋转电机10的目标转矩，，且根据与目标转矩等相当的电流指令值来控制每个开关元件Sw的开关操作。控制装置38接收表示由设置在至少两个相的定子绕组(例如，绕组28u和28v)上的电流传感器70检测到的电流值的信号的输入，且接收表示由例如旋转变压器等的旋转角度检测部分82(图12)检测到的旋转电机10的转子14的旋转角度的信号。控制装置38包括微型计算机，所述微型计算机具有中央处理单元(CPU)、存储器等，且控制装置38通过控制逆变器36的开关元件Sw的开关来控制旋转电机10的转矩。控制装置38可包括具有不同功能的多个分开的控制器。

该控制装置38能够通过构成逆变器36的开关元件Sw的开关操作而将来自电力存储装置40的直流电力转换为三相的交变电力，即u相、v相和w相，且供给与定子绕组28u、28v和28w的相对应的相的电力。根据以上所述的控制装置38，转子14(图1至图3)的转矩可通过控制通过定子绕组28u、28v和28w的交变电力的相(电流超前角)来控制。旋转电机驱动系统34例如安装为用作混合动力车辆、燃料电池车辆、纯电动车辆等内的车辆驱动动力生成设备，其中混合动力车辆配备有发动机和作为驱动动力源的牵引马达。顺便提及地，作为电压转换部分的DC/DC逆变器可连接在电力存储装置40和逆变器36之间，使得电力存储装置40的电压可升高且然后供给到逆变器36。

图12是示出了在控制装置38内的逆变器控制部分的构造的简图。控制装置38包括电流指令计算部分(未示出)、减少脉冲叠加装置72、减法器74和75、PI计算部分76和77、三相/两相转换部分78、两相/三相转换部分80、旋转角度检测部分82、脉宽调制(PWM)信号生成部分(未示出)、以及门电路(未示出)。

电流指令计算部分遵照事先准备的表格等根据旋转电机10的转矩指令值来计算对应于d轴和q轴的电流指令值Id^*和Iq^*，所述转矩指令值根据从使用者输入加速指令来计算。在此应注意的是，d轴是沿磁极方向的，该磁极方向是转子绕组42n和42s的缠绕中心轴线的方向，且q轴是沿如下方向的，该方向相对于d轴在电角度方面在旋转电机10的周向方向上超前90度。例如，在其中转子14的旋转方向如在图1中所示规定的情况中，d轴方向和q轴方向通过图1中的箭头所指示的关系规定。此外，电流指令值Id^*和Iq^*分别是作为d轴电流分量的指令值的d轴指令值和作为q轴电流分量的指令值的q轴指令值。通过使用以上所述的d轴和q轴，使得可通过向量控制来确定通过定子绕组28u、28v和28w的电流。

三相/两相转换部分78从由设置在旋转电机10内的旋转角度检测部分82检测到的旋转电机10的旋转角度θ和由电流传感器70检测到的两相的电流(例如，V相和W相的电流Iv和Iw)来计算两相电流的d轴电流值Id和q轴电流值Iq。为何通过电流传感器70仅检测两相的电流的原因是三相电流之和为零，所以另一个相的电流可通过计算得到。然而，也可检测U相、V相和W相的电流，且从检测到的电流值计算d轴电流值Id和q轴电流值Iq。

减少脉冲叠加装置72具有生成减少脉冲电流的减少脉冲生成部分84和在恒定的循环中将减少脉冲电流Iqp^*叠加在即加在q轴电流指令值Iq^*上的加法部分86，且所述加法部分86将通过加法而获得的叠加后的q轴电流指令值Iqsum^*输出到相应的减法器75。此外，对应于d轴的减法器74确定了d轴电流指令值Id^*和通过三相/两相转换部分78的转换而获得的d轴电流Id之间的偏差δId，且将所述偏差δId输入到对应于d轴的PI计算部分76。

此外，对应于q轴的减法器75确定了叠加后的q轴电流指令值Iqsum^*和通过三相/两相转换部分78的转换而获得的q轴电流Iq之间的偏差δIq，且将所述偏差δIq输入到对应于q轴的PI计算部分77。PI计算部分76和77通过基于预定的增益进行PI计算来确定关于输入偏差δId和δIq的控制偏差，且计算与控制偏差相当的d轴电压指令值Vd^*和q轴电压指令值Vq^*。

两相/三相转换部分80基于在1.5个控制循环之后从旋转电机10的旋转角度θ获得的预测的角度，即预测的位置，将从PI计算部分76和77输入的电压指令值Vd^*和Vq^*转换为三相即u相、v相和w相的电压指令值Vu、Vv和Vw。电压指令值Vu、Vv和Vw被PWM信号生成部分(未示出)转换为PWM信号，且PWM信号被输出到门电路(未示出)。门电路通过选择控制信号施加到其上的开关元件Sw来控制开关元件Sw的开/关状态。因此，控制装置38将流过定子绕组28u、28v和28w的定子电流转换到dq轴坐标系内，以获得d轴电流分量和q轴电流分量，且控制装置38控制逆变器36以通过包括反馈控制的向量控制获得对应于目标转矩的每个相的定子电流。

图13A是示出了图11中示出的旋转电机驱动系统内的定子电流在d轴电流指令值Id^*、叠加后的q轴电流指令值Iqsum^*和三相电流方面的与时间相关的改变的示例的简图。图13B是示出了对应于图13A的转子磁动势的与时间相关的改变的简图。图13C是示出了对应于图13A的转子转矩的与时间相关的改变的简图。图13A、图13B和图13C在简图中示出了仿真结果，在每个图中将非常短的时间以扩大的尺度示出，即在横向方向上扩大地示出。因此，虽然在旋转电机的驱动期间U相、V相和W相电流实际上为正弦波，但图13A在脉冲电流叠加前后将所述相电流示出为直线。

如在图13A中所示，在图12中示出的减少脉冲叠加装置72将减少脉冲电流仅叠加在q轴电流指令值Iq^*上。d轴电流指令值Id^*是与转矩指令对应地计算的恒定值。因此，以脉冲方式减小且然后增大的电流指令值通过减少脉冲叠加装置72在恒定的循环中叠加在q轴电流指令值Iq^*上。顺便提及地，如在图13A中所示，即使当脉冲电流指令为矩形波形，脉冲电流有时也因为响应中的延迟而实际上变成组合以如通过虚线β所示的曲线的脉冲形式。此外，减少脉冲电流的脉冲波形可以是任何波形，包括矩形波、三角波或形成为由多个曲线和直线组成的突出形状的任何波形。

如果减少脉冲电流以以上所述方式叠加，则例如在其中最大电流流过一相的定子绕组且其中相等的电流流过另外的两个相的定子绕组且相等的电流之和流过一相的定子绕组的情况中，电流绝对值减小。例如，图13A示出了如下情况，即其中最大电流流过W相的定子绕组28w且其中相等的电流流过其他两相即U相和V相的定子绕组28u和28v且相等的电流之和流过W相的定子绕组。在该情况中，双头箭头γ示出了电流的限制范围，且虚线P和Q示出了在设计中要求的电流的可允许的极限。特别地，由于涉及例如逆变器36的电容器等的多个部件的关系，要求电流的值处于要求虚线P和Q之间。在这些条件下，流过W相的定子绕组28w的电流的值处于可允许极限的附近。在该情况中，减少脉冲电流的叠加降低了三相的电流值的绝对值，但根据电流改变的定子12上的旋转磁场的空间谐波分量中的通量改变增大。因此，如在图13B中所示，转子电动势增大，且如在图13C中所示，马达转矩增大。此外，因为U相和V相的脉冲电流的峰值在正侧降低，且W相的脉冲电流的峰值在负侧升高，所以三相的电流可包含在电流的限制范围内(所述范围通过图13A中的双头箭头γ表示)。

这将参考图14A至图14C进一步详细说明。图14A至图14C示意性地示出了简图，所述简图示出了磁通量通过图11中所示的旋转电机驱动系统内的定子和转子的方式，分别为：其中q轴电流是恒定值的情况(图14A)，其中减少脉冲电流叠加在q轴电流上的情况的早期阶段(图14B)，和其中减少脉冲电流叠加在q轴电流上的情况的晚期阶段(图14C)。在图14A至图14C中，设置有三相的定子绕组28u、28v和28w的齿30不径向面向设置有转子绕组42n和42s的齿19，使得齿30面向在转子14的周向方向上彼此相邻的两个齿19之间的中间位置。在该状态下，在定子12和转子14之间流动的磁通量是q轴磁通量，如通过图14A至图14C中的实线箭头R1和虚线箭头R2所指示。

图14A对应于图13A中示出的状态A1，其中叠加后的q轴电流指令值Iqsum^*是恒定值，且图14B对应于图13A中的叠加后的q轴电流指令值Iqsum^*上的减少脉冲电流发生的早期阶段，即图13A中的状态A2，其中指令值Iqsum^*急剧减小。此外，图14C对应于图13A中的叠加后的q轴电流指令值Iqsum^*上的减少脉冲电流发生的晚期阶段，即图13A中的状态A3，其中指令值Iqsum^*急剧增大。

首先，如在图14A中所示，在其间在减少脉冲电流发生之前叠加后的q轴电流指令值Iqsum^*为恒定的状态期间，如通过实线箭头R1所示，磁通量从W相的齿30经由在位置A和B处的齿19之间的空间、通过在位置A和B处的齿19、而流向U相和V相的齿30。在该情况中，正电流流过U相和V相的定子绕组28u和28v，且大的负电流流过W相的定子绕组28w。然而，在该情况中，不发生由于通过齿30的基波分量导致的磁通量改变。

另一方面，如在图14B中所示，在减少脉冲电流发生的早期阶段期间，即在其中q轴电流急剧减小的状态期间，通过定子绕组28u、28v和28w的电流的绝对值在减小的方向上改变，且在外表上看，由于从图14A中所示的状态的改变，磁通量在如通过虚线箭头R2所示的相反的方向上流动。顺便提及地，磁通量的改变可以是定子电流的正负值的实际反向，其中磁通量在与图14A中所示的通量方向相反的方向上流动。在任何情况中，磁通量以如下方向在位置A处的齿19内流动，所述方向使得在位置A处的齿19的N极改变为S极，且感应电流倾向于以抑制磁通量的流动的方向流过位置A处的齿19的转子绕组42n，且电流在图14B中的箭头T的方向上的流动不被二极管21n阻断。另一方面，在位置B处的齿19内，磁通量以如下方向流动，所述方向使得在位置B处的齿19的S极被强化，且感应电流倾向于以如下方向流过在位置B处的齿19的转子绕组42s，所述方向抑制了磁通量的流动，即所述方向导致位置B处的齿19变成N极；然而，在该方向上的电流流动被二极管21s阻断，且因此电流不流过位置B处的转子绕组42s。

随后，如在图14C中所示，在减少脉冲电流发生的后期阶段期间，即在其中q轴电流急剧增大的状态期间，通过定子绕组28u、28v和28w的电流的幅度在增大的方向上改变，且磁通量在与图14B中的通量方向相反的方向上流动，如通过图14C中的实线箭头R1所示。在该情况中，磁通量以如下方向在位置A处的齿19内流动，所述方向强化了位置A处的齿19的N极，且感应电流倾向于以如下方向流过位置A处的齿19的转子绕组42n，所述方向抑制了通量的流动，即所述方向导致了位置A处的齿19变成S极(与二极管21n的方向相反的方向X)；然而，因为电流已正在如在图14B中所示流动，所以电流至少在一定的时间阶段期间逐渐减小。此外，在位置B处的齿19中，磁通量以如下方向流动，使得位置B处的齿19的S极倾向于改变为N极，且感应电流倾向于以抑制磁通量的流动的方向流过位置B处的齿19的定子绕组42s，且在图14C中的箭头Y的方向上的电流流动不被二极管21n阻断。结果，如通过图13B和图13C中的B2所指示，由于减少脉冲电流在q轴电流上的叠加，转子磁动势增大且马达转矩增大。

此外，当减少脉冲电流变成零且状态返回到图14A的状态时，通过转子绕组42n和42s的电流逐渐减小。然而，通过周期性地叠加减少脉冲电流，可获得增大转矩的效果。顺便提及地，虽然以上描述了其中在通过W相的定子绕组28w的电流变成最大值时叠加减少脉冲电流的情况，但通过U相和V相的绕组28u和28v的电流的情况与以上所述相同。

根据以上所述的旋转电机驱动系统34，可实现可在整个范围内增大转矩且进一步在低转速范围内增大转矩同时防止过大的电流流过定子绕组28u、28v和28w的旋转电机10。例如，在其中多相的定子绕组28u、28v和28w是三相的定子绕组的情况中，即使当在对于一相(例如，W相)的定子绕组进行脉冲电流叠加之前，通过一相(例如，W相)的定子绕组的电流的绝对值高于流过其他相(例如，U相和V相)的定子绕组的电流的绝对值时，降低脉冲的叠加也增大了在转子绕组42n和42s内产生的感应电流，同时以脉冲方式降低了流过所有相的绕组的电流的绝对值。因此，即使在低转速范围内也增大了旋转电机10的转矩，同时抑制了作为通过所有定子绕组28u、28v和28w的电流的定子电流的峰值。此外，由于辅助极48(图1至图3)，通过定子12生成的磁场的与转子绕组42n和42s关联的空间谐波、特别是空间二阶谐波从定子12被引导到转子14，且磁通量的改变增加，且在转子绕组42n和42s内产生的感应电流进一步增大，且低转速范围内的转矩进一步增大。此外，因为不需要在转子14侧上设置磁体，所以可实现无磁体构造和高转矩构造。

此外，如在图13A中所示，通过将减少脉冲电流叠加在q轴电流指令上，流过一相的定子绕组-例如W相的定子绕组28w-的电流的绝对值以脉冲方式减小。然而，本发明不限制于其中以脉冲方式改变的电流峰值的顶部接近零的模式。例如，叠加后的q轴电流指令Iqsum^*的减少脉冲电流的减小幅度E(图13A)可增大，使得流过W相的定子绕组28w的负电流在升高到0附近之后增加到正侧。在该情况中，也可增加由于空间谐波导致的q轴磁通量的变化量，且因此在不过度增大定子电流的情况下增大转矩。

在上面提到的JP 2007-185082 A中描述的同步电机的情况中，通过脉冲电流在转子内形成电磁体。在该电机中，转子绕组被设置成在转子的外周部分上直径上越过转子而围绕转子缠绕，且整流元件被连接到转子绕组，使得两个不同的磁极形成在转子的在直径上的相对侧处。因此，即使脉冲电流叠加在q轴电流上，用于形成两个磁极的感应电流也相互抵消，使得不能产生通过转子绕组的感应电流。特别地，该构造不能通过将脉冲电流叠加在q轴电流上而产生转矩。

此外，在上面提到的JP 2010-98908 A中描述的同步电机的情况中，以脉冲方式增大且然后减小的增加脉冲电流叠加在d轴电流和q轴电流上，且因此可能使得流过定子绕组的电流的峰值可能过度地升高。此外，在上面提到的JP 2010-11079 A中描述的同步电机未公开任何用于将减少脉冲电流叠加在q轴电流上的装置，其用于实现可甚至在低转速范围内增大转矩同时防止过大的电流流过定子绕组的旋转电机的目的。

例如，图15示出与在图11至图14C中所示的构造不同的构造的示例中通过U相定子绕组的电流(定子电流)的示例和所产生的通过旋转电机驱动系统内的转子绕组的感应电流(转子感应电流)的示例，所述旋转电机驱动系统将增加脉冲电流叠加在定子电流上。在图15中示出的示例中，提供了与图11至图14C中所示的构造大体上相同的构造，不同在于代替减少脉冲电流而叠加了增加脉冲电流。如在图15中所示，在该示例中，以脉冲方式增大且然后减小的增加脉冲电流被叠加在正弦波的定子电流上。在该情况中，当定子电流如通过箭头C1所示急剧上升时，根据电磁感应原理，转子的感应电流急剧减小，如通过箭头D1所示。然后，当定子电流如通过箭头C2所示急剧下降时，转子的感应电流增大。由于该原理，流过三相的定子绕组的一个的电流增大。因此，为产生希望的转矩，有时变得需要叠加大的电流脉冲。在该情况中，增加脉冲电流叠加在d轴电流上。因此，不能说不存在电流的峰值可能变得过大且超过在设计中要求的逆变器电流限制极限的可能性。

相比之下，根据图11至图14C中示出的构造，因为可防止定子电流变得过大，即因为可防止电流的峰值过大，所以可解决所有前述缺点和缺陷。顺便提及地，在图1至图3中示出的实施例的旋转电机10可使用在其感应电流在图15中所示的示例中。例如，即使当定子电流的峰值升高时，也可实现其中将不超过逆变器的电流限制极限的构造。

根据图1至图3中示出的实施例，转子绕组42n和42s连接到作为整流元件的二极管21n和21s，使得在转子14的周向方向上彼此相邻的转子绕组42n和42s的二极管21n和21s的向前方向相互相反。因为二极管21n和21s将由于感应电动势的产生所导致的流过转子绕组42n和42s的电流整流，所以流过在周向方向上彼此相邻的转子绕组42n和42s的电流的相相互不同，即，A相和B相交替。也可构思与所述实施例不同的实施例，如在图16A和图16B中所示。图16A和图16B示出了转子的示意性简图，示出了在另一个实施例中当脉冲电流叠加在q轴电流上时发生的改变。

在图16A和图16B中示出的另一个实施例中，转子绕组88n和88s围绕设置在转子14的在周向方向上的多个位置处的齿19缠绕，且每对相邻的转子绕组88n和88s经由二极管90相互连接，使得由流过转子绕组88n和88s的电流形成的极部分的磁特性，即，齿19的磁特性交替地改变。此外，在图16A和图16B中示出的示例中，转子14设置有类似于图1至图3中所示的实施例的辅助极，但辅助极在图16A和图16B的图示中省略。在该另一个实施例中，在其中空间谐波的q轴磁通量由于脉冲电流叠加在q轴电流上而如图16A和图16B中的虚线箭头所指示地流动的情况中，电流倾向于流动为使得N极和S极都变成S极(图16A)，但在N极侧和S极侧的电流相互抵消。此外，在其中q轴磁通量在与图16A中所示的方向相反的方向上流动的情况中，电流倾向于流动为使得N极和S极都变成N极(图16B)，但在N极侧和S极侧的电流相互抵消。因此，在图16A和图16B中示出的另一个实施例中，脉冲电流在q轴电流上的叠加不感应通过转子绕组88n和88s的电流。相比之下，在图1至图3中示出的实施例可通过如上所述将脉冲电流叠加在q轴电流上而获得转矩增大效果。然而，在图16A至图16B中所示的实施例中，也可通过将具有以脉冲方式增加的增加脉冲电流叠加在d轴电流指令上以导致电流流过定子绕组等而在转子14上产生转矩。

顺便提及地，在以上参考图11至图14C所描述的实施例中，控制装置38具有减少脉冲叠加装置72以用于将减少脉冲电流叠加在q轴电流上，且脉冲电流不叠加在d轴电流上。然而，控制装置38可构造为具有减少脉冲叠加装置72以用于将减少脉冲电流叠加在q轴电流指令Iq^*上，且具有增加脉冲叠加装置以用于在d轴电流指令Id^*上叠加增加脉冲电流，即以脉冲方式急剧增大且然后急剧减小的脉冲电流。即，作为旋转电机驱动系统，控制部分可构造为具有减少/增加脉冲叠加装置，以用于将减少脉冲电流叠加在q轴电流指令Iq^*上且在d轴电流指令Id^*上叠加以脉冲方式增大的增加脉冲电流。

根据该构造，可增大通过d轴电流生成的以通过d轴磁路的磁通量的变化量，同时将三相的定子电流保持在电流限制范围内。因此，可进一步增大转子14内的感应电流，以有效地增大旋转电机10的转矩。具体地，可实现可在整个范围内增大转矩且进一步在低速范围内增大转矩同时防止过大的电流流过定子绕组28u、28v和28w的旋转电机10。更具体地，通过将减少脉冲电流叠加在q轴电流指令Iq^*上且将增加脉冲电流叠加在d轴电流指令Id^*上，可增大在转子绕组42n和42s内产生的感应电流，同时将所有相的电流保持在要求的电流限制范围内。此外，因为增加脉冲电流叠加在d轴电流指令Id^*上，所以可放大通过d轴电流指令Id^*生成的且通过d轴磁路的磁通量的变化量。通过气隙的通道可在对应于d轴电流指令Id^*的d轴磁路内形成为比在对应于q轴电流指令Iq^*的q轴磁路内更小，使得磁阻降低。因此，d轴磁通量的变化量的增加对于增大转矩是有效的。因此，可增大通过转子绕组42n和42s的感应电流且因此即使在低转速范围内也增大旋转电机10的转矩，同时限制所有相的定子电流的峰值。此外，由于辅助极48，可增加通过定子12生成的旋转磁场的与转子绕组42n和42s关联的空间谐波特别是空间二阶谐波，使得磁通量的改变加大，且通过转子绕组42n和42s的感应电流增大，并且旋转电机10的转矩在低转速范围内也增大。

此外，在图11至图14C中示出的实施例中，减少脉冲叠加装置72可设计为使得：仅当当前运行条件落入通过旋转电机10的转矩和转速规定的预定的范围内时，减少脉冲电流才叠加在q轴电流指令Iq^*上。例如，减少脉冲叠加装置72也可设计为使得：仅当旋转电机10的转矩大于或等于预定的转矩时才将减少脉冲电流叠加在q轴电流指令Iq^*上。

此外，图17是示出了旋转电机的转速和转矩之间的关系的简图，用于图示其中脉冲电流的叠加状态在图11至图14C中所示的旋转电机驱动系统中改变的示例。具体地，在图17中示出的示例中，脉冲电流的叠加模式可根据旋转电机10的转速和转矩范围，或根据其转矩范围以三个阶段改变。图17示出了在其中使用不叠加脉冲电流的旋转电机驱动系统的情况中旋转电机10的转速和转矩之间的关系。因此，在通过双头箭头Z指示的低转速范围内，旋转电机10的转矩相对低，且转矩的增加希望在阴影部分所示的范围内。该缺点可通过如下实施例解决，在所述实施例中脉冲电流的叠加模式在如上所述的其中控制部分具有减少/增加脉冲叠加装置的构造中以三个阶段改变。在该实施例中，在其中转矩和转速之间的关系在图17中示出的H1区域、H2区域和H3区域内规定的情况中，脉冲电流通过与三个区域对应的不同模式叠加在d轴电流和q轴电流的至少一个上。

在H1区域内，即当旋转电机10的输出转矩小于或等于阈值(K1N·m)同时转子14的转速小于或等于预定的转速(J min^-1)时，减少/增加脉冲叠加装置执行将增加脉冲电流Idp^*叠加在d轴电流指令Id^*上而不将减少脉冲电流叠加在q轴电流指令Iq^*上的增加脉冲模式。因此，当存在距电流限制极限的良好裕量时，可通过仅使用d轴磁通量改变的增加脉冲模式来有效地感应转子电流。

在H2区域内，即当旋转电机10的输出转矩超过阈值(K1N·m)且小于或等于第二阈值(K2N·m)同时转子14的转速小于或等于预定的转速(J min^-1)时，减少/增加脉冲叠加装置执行将增加脉冲电流Idp^*叠加在d轴电流指令Id^*上且将减少脉冲电流Iqp^*叠加在q轴电流指令Iq^*上的增加/减少脉冲模式。在如上所述其中距电流限制极限的裕量小的情况中，可通过使用q轴磁通量改变以及d轴磁通量改变的增加/减少脉冲模式在电流限制极限的范围内感应转子电流。

在H3区域内，即当旋转电机10的输出转矩超过阈值(K2N·m)同时转子14的转速小于或等于预定的转速(J min^-1)时，减少/增加脉冲叠加装置执行将减少脉冲电流Iqp^*叠加在q轴电流指令Iq^*上而不将增加脉冲电流叠加在d轴电流指令Id^*上的减少脉冲模式。因此，在电流限制极限的附近，采用仅使用q轴磁通量改变的减少脉冲模式，使得可通过将所有相的定子电流朝向电流限制范围的中央改变而增大转矩同时防止电流增大。

虽然描述了其中不同的脉冲电流叠加模式可选择地用于三个阶段即H1区域、H2区域和H3区域的情况，但脉冲电流的叠加模式可在两个阶段之间切换，即在H1区域和H2区域之间切换。在该情况中，虽然转子14的转速小于或等于预定的转速，但当输出转矩小于或等于阈值时，减少/增加脉冲叠加装置执行将增加脉冲电流叠加在d轴电流指令上而不将减少脉冲电流叠加在q轴电流指令上的增加脉冲模式；且当输出转矩超过阈值时，减少/增加脉冲叠加装置执行将增加脉冲电流叠加在d轴电流指令上且将减少脉冲电流叠加在q轴电流指令上的减少/降低脉冲模式。

在以上所述的示例中，作为旋转电机驱动系统34的部件的控制装置38将脉冲电流叠加在q轴电流或d轴电流上。然而，在包括图1至图3中所示的实施例的旋转电机10的旋转电机驱动系统中，也可采用如下构造，即所述构造简单地具有驱动逆变器的功能而不提供减少脉冲叠加装置或减少/增加脉冲叠加装置。

接下来，将描述前述实施例的旋转电机的构造的其他示例。如在下文中示出的，本发明可应用于旋转电机的多种构造示例。

例如，在以上参考图1至图3所示的实施例中，转子14具有如下构造，即其中在周向方向上相互相邻的转子绕组42n和42s电分离，且布置在每隔一个齿19上的转子绕组42n串联电连接，且布置在每隔一个齿19(与设置有绕组42n的齿19不同)上的转子绕组42s串联电连接。然而，如在图18中所示，甚至在如下包括转子14的旋转电机中-即其中二极管21n和21s逐一分别连接到围绕作为转子齿的齿19缠绕的且作为磁极部分的转子绕组42n和42s，且其中转子绕组42n和转子绕组42s相互电分离，辅助极48也可设置在齿19之间。特别地，在转子芯16上，每个至少部分地由磁性材料形成的多个辅助极48设置在相邻的齿19之间，即每个辅助极48设置在转子14的在周向方向上的两个相邻的齿19之间的槽50的底部的中央部分上。其他构造与图1至图3中所示的实施例的构造相同。

此外，转子绕组42n和42s也可通过超环形缠绕方法来提供，如在图19中所示。在图19中示出的构造示例中，转子芯16包括环形芯部分92和齿19，齿19是从环形芯部分92径向向外(朝向定子12)突出的转子齿。此外，在转子芯16中，每个至少部分地由磁性材料制成的多个辅助极48设置在相邻的齿19之间，即，每个辅助极48设置在转子14的在周向方向上的两个相邻的齿19之间的槽50的底部的中央部分上。

此外，转子绕组42n和42s在靠近单独的齿19的位置处围绕环形芯部分92通过超环形缠绕方法缠绕。同样在图19中示出的构造示例中，因为通过定子12形成的且包括空间谐波的旋转磁场与转子绕组42n和42s关联，所以被二极管21n和21s整流的直流电流过转子绕组42n和42s，使得齿19被磁化。结果，靠近转子绕组42n定位的齿19用作N极，且靠近转子绕组42s定位的齿19用作S极。在该情况中，通过将每个齿19在转子14的周向方向上的宽度θ设定为短于与转子14的180°电角度对应的宽度，在转子绕组42n和42s内通过空间谐波产生的感应电动势可有效地增大。此外，为了使得在转子绕组42n和42s内通过空间谐波产生的感应电动势最大化，优选地是，每个齿19在周向方向上的宽度θ被设定为等于(或大体上等于)与转子14的90°电角度对应的宽度。顺便提及地，在图19中示出的示例中，类似于图1中示出的构造示例，在周向方向上相互交替地相邻的转子绕组42n和转子绕组42s相互电分离；在周向方向上交替布置的转子绕组42n相互串联电连接；在周向方向上交替布置的转子绕组42s相互串联电连接。然而，在其中转子绕组42n和42s通过超环形缠绕方法缠绕的示例中，靠近齿19缠绕的转子绕组42n和转子绕组42s也可相互电分离，如在图18中所示的构造示例中的。其他构造与前述实施例的构造相同。

此外，在前述实施例中，所有齿19可设置有相互电连接为单个绕组线的转子绕组42，例如在图20中所示的。在图20中所示的构造示例中，转子绕组42通过二极管21被短路，使得流过转子绕组42的电流被二极管21整流到一个方向上(直流)。对于围绕齿19缠绕的转子绕组42，围绕在周向方向上彼此相邻的两个齿19的绕组的缠绕方向相互相反，使得在周向方向上彼此相邻的两个齿19的磁化方向相互相反。此外，在转子芯16中，每个至少部分地由磁性材料制成的多个辅助极48设置在相邻的齿19之间，即每个辅助极48设置在转子14的在周向方向上彼此相邻的两个齿19之间的槽50的底部的中央部分上。

在图20中示出的构造示例中，对于通过将脉冲电流叠加在例如关于定子电流的d轴指令上而形成在定子12上的旋转磁场，变化的磁通量与转子绕组42关联，使得由二极管21整流的直流电流流过转子绕组42，且齿19被磁化。结果，齿19用作其磁极固定的磁体。在该情况中，在周向方向上彼此相邻的两个齿19变成其磁极相互不同的磁体。根据图20中示出的构造示例，二极管21的数量可减少到一个。其他构造大体上与图1至图3中所示的以上所述的实施例的构造相同。

作为再一个实施例，转子绕组42n和42s也可围绕固定到转子芯16的外周表面上的多个位置的永磁体94缠绕，如在图21中所示。在作为该构造示例的旋转电机的部件的转子14中，转子芯16不具有磁凸性，且永磁体94在转子芯16的周向方向上固定到转子芯16的外周表面上的多个位置。此外，转子绕组42n和42s围绕永磁体94缠绕。在该构造中，在周向方向上的与转子绕组42n和42s的内侧相对于周向方向重合的多个位置处的转子14的部分用作磁极部分。永磁体94在转子14的径向方向上被磁化，且在周向方向上相互邻近的两个永磁体94的磁化方向被设定为在径向方向上相互相反。在图21中，在永磁体94上绘制的实线箭头代表了永磁体94的磁化方向。此外，至少部分地由磁性材料制成的多个辅助极48设置在相邻的齿19之间，即辅助极48设置在转子14的在周向方向上的每对相邻的齿19之间的中央部分上。

此外，围绕永磁体94缠绕的转子绕组42n和42s不相互电连接，而是相互电分离(绝缘)。相互电分离的转子绕组42n和42s各分别通过二极管21n和21s短路。二极管21n的极性和二极管21s的极性相互不同。其他构造大体上与前述在图1至图3中示出的实施例的构造相同。

虽然用于执行本发明的形式已在上文中描述，但应认识到的是这样的实施例等根本不限制本发明，而是本发明可通过多种形式执行而不偏离本发明的主旨。例如，虽然在前述描述中，转子布置在定子的径向内侧使得转子和定子相互面对，但本发明也可执行为其中转子布置在定子的径向外侧使得转子和定子相互面对的构造。此外，虽然在前述描述中定子绕组围绕定子通过集中缠绕方法缠绕，但本发明也可执行为例如其中定子绕组通过分布缠绕方法设置在定子上的构造-只要可产生具有空间谐波的旋转磁场。此外，虽然在实施例的每个中，磁特性调整部分是二极管装置，但也可采用任何其他构造作为磁特性调整部分，只要所述构造具有改变在转子齿内或在转子绕组内侧在周向方向上交替地发生的磁特性的功能。

Claims (5)

1.一种旋转电机(10)，其特征在于包括：

定子(12)，所述定子(12)产生旋转磁场；和

转子(14)，线圈(42n、42s)围绕所述转子(14)缠绕，使得通过所述旋转磁场的谐波分量在所述线圈中产生电动势，并且，在所述转子(14)中通过所述电动势产生磁极，其中，所述转子(14)具有引导部分(48)，所述引导部分(48)将所述谐波分量从所述定子(12)引导到所述转子(14)。

2.根据权利要求1所述的旋转电机(10)，其中：

所述转子(14)包括磁极部分(19)，所述磁极部分(19)形成为使得所述磁极通过所述电动势在所述磁极部分(19)中产生。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机(10)，其中：

所述引导部分(48)设置成与所述定子(12)相邻。

4.根据权利要求3所述的旋转电机(10)，其中：

所述引导部分(48)设置在所述转子(14)中，以便与围绕处于所述转子(14)的旋转中心轴线上的中心绘制的假想的最大外接圆相接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转电机(10)，其中：

所述引导部分(48)引导所述谐波分量，使得产生的电动势的幅值增大。

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