CN103038981A - 旋转电机和使用它的电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种能够提高旋转电机的高速运转状态的效率的旋转电机。此外目的在于通过使用本发明的旋转电机来改善电动车辆的高速运转状态的效率。其包括具有具备槽的定子铁芯与定子绕组的定子和转子,所述转子具有:具备叠层的电磁钢板且形成有配置在周方向上的多个磁极的转子铁芯、和用于形成所述多个磁极的各个磁极的多个第一永磁铁和多个第二永磁铁,用于形成所述转子的各磁极的所述第一永磁铁和所述第二永磁铁具备相互不同的回复磁导率。

Description

旋转电机和使用它的电动车辆
技术领域
本发明涉及旋转电机和使用它的电动车辆。
背景技术
用永磁铁形成转子的磁极的旋转电机中,上述永磁铁产生的d轴的磁通是一定的,所以与旋转速度无关,大致一定的磁通与定子绕组交链。因此,定子中感应生成的感应电压伴随转速的增加而增大。另一方面,用于对定子绕组供给交流电流的电源电压与旋转电机的转速无关,是大致一定的,所以如上所述旋转电机的转速增大,定子绕组中感应生成的感应电压增大时,电源电压与定子绕组的相间电压的电压差减少,不能对定子绕组供给所需的电流。结果,旋转电机的转速增大时,难以产生所需的转矩。
通过尽可能抑制伴随旋转电机的转速增大的感应电压,易于对定子绕组供给所需的电流,能够进一步增大高速旋转时产生的转矩。为了尽可能抑制感应电压,减少d轴的磁通与定子绕组的交链磁通是一个解决方法,抑制旋转电机高速运转时形成磁极的永磁铁产生的d轴的磁通与定子绕组的交链磁通量。为此控制对定子绕组供给的电流,使得定子绕组产生对于永磁铁产生的d轴的磁通相反极性的磁通(弱磁控制)。
专利文献1中公开了通过弱磁控制使d轴磁通不可逆地损失磁通,减少定子绕组的交链磁通的技术。
利用弱磁电流的情况下,弱磁电流较大时会使与电机的转矩无直接关联的d轴电流增大,效率降低。因此存在旋转电机的高速运转状态的效率降低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-245367号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供能够提高旋转电机的高速运转状态的效率的旋转电机。此外,目的在于通过使用本发明的旋转电机来改善电动车辆的高速运转状态的效率。
用于解决课题的方案
权利要求1所述的特征如下所示。
包括:具有具备槽的定子铁芯与定子绕组的定子和转子,上述转子具有:具备叠层的电磁钢板且形成有配置在周方向上的多个磁极的转子铁芯、和用于形成上述多个磁极的各个磁极的多个第一永磁铁和多个第二永磁铁,用于形成上述转子的各磁极的上述第一永磁铁和上述第二永磁铁具备相互不同的回复磁导率。
权利要求2所述的特征是在上述权利要求1所述的结构中,配置上述第二永磁铁,使得构成上述转子的各磁极的上述第二永磁铁的易磁化轴沿着上述第一永磁铁生成的d轴的磁通。
权利要求3所述的特征如下所示。在权利要求1或权利要求2中任一项所述的旋转电机中,在上述旋转电机的上述转子铁芯形成有插入用于形成各磁极的永磁铁的磁铁插入孔,在上述磁铁插入孔中插入保持有上述第一永磁铁和上述第二永磁铁。
权利要求4所述的特征如下所示。在权利要求1至权利要求3中任一项所述的旋转电机中,上述第一永磁铁具备比上述第二永磁铁高的矫顽力的特性,上述第二永磁铁具备比上述第一永磁铁高的回复磁导率。
权利要求5所述的特征如下所示。在权利要求4所述的旋转电机中,上述第一永磁铁是钕磁铁或铁氧体磁铁,上述第二永磁铁是铝镍钴磁铁。
权利要求6所述的特征如下所示。在权利要求1至权利要求3中任一项所述的旋转电机中,在上述转子上,在沿着周方向形成的多个磁极的邻接的磁极之间分别形成有辅助磁极,经由上述辅助磁极形成有上述定子绕组产生的q轴的磁通通过的磁路。
权利要求7所述的特征如下所示。在权利要求6所述的旋转电机中,在上述转子上,磁铁插入孔分别沿着周方向与各磁极对应地形成,上述磁铁插入孔为用于插入形成配置于周方向的各磁极的上述第一永磁铁和上述第二永磁铁的周方向的长度比半径方向的长度长的形状,形成为上述磁铁插入孔的位于转子的外周一侧的边比位于转子的中心一侧的边长的形状,上述第一永磁铁和上述第二永磁铁以在转子的半径方向上重叠的状态被收纳而固定在上述各磁铁插入孔中,上述第一永磁铁和上述第二永磁铁被沿着转子的半径方向磁化,在每一个磁极使上述第一永磁铁和上述第二永磁铁的磁化极性交替反转地磁化,在上述各磁铁插入孔的内侧,在上述第一永磁铁和上述第二永磁铁中至少位于外周一侧的永磁铁的周方向的两端部设置有磁隙。
权利要求8所述的特征如下所示。在权利要求7所述的旋转电机中,在各磁极的磁铁插入孔的外周一侧与转子铁芯的外周之间的转子铁芯上形成有磁极片部,上述第一永磁铁和上述第二永磁铁产生的d轴的磁通通过上述磁极片部和上述定子铁芯,形成上述d轴的磁通与上述定子绕组交链的磁路。
权利要求9所述的特征如下所示。在权利要求6所述的旋转电机中,在上述转子上,与配置于周方向的各磁极对应地至少设置有两组用于形成各磁极的上述第一永磁铁和上述第二永磁铁,与各磁极对应地分别形成有用于插入上述两组中的一组第一永磁铁和第二永磁铁的第一磁铁插入孔和用于插入上述两组中的另一组第一永磁铁和第二永磁铁的第二磁铁插入孔,与各磁极对应地设置的上述第一磁铁插入孔和上述第二磁铁插入孔,以外周一侧比中心一侧张开的状态形成,上述状态为各自的转子的外周一侧的端部比上述各自的转子的中心一侧的端部离开的状态,在上述第一磁铁插入孔和上述第二磁铁插入孔中分别以叠层状态收纳而固定上述第一永磁铁和上述第二永磁铁。
权利要求10所述的特征如下所示。在权利要求9所述的旋转电机中,在上述第一磁铁插入孔和上述第二磁铁插入孔的上述外周一侧的端部分别形成有磁隙。
权利要求11所述的特征如下所示。在权利要求10所述的旋转电机中,在上述第一磁铁插入孔和上述第二磁铁插入孔的外周一侧定子铁芯上形成有磁极片部,上述第一永磁铁和上述第二永磁铁产生的d轴的磁通通过上述磁极片部和上述定子铁芯,形成上述d轴的磁通与上述定子绕组交链的磁路。
权利要求12所述的特征如下所示。在权利要求8至权利要求11中任一项所述的旋转电机中,在邻接的上述磁极之间分别形成有辅助磁极,在上述磁隙的外周一侧形成有连接上述磁极片与邻接的辅助磁极的桥接部,通过上述桥接部减少从上述磁极片部向上述辅助磁极的泄漏磁通。
权利要求13所述的特征如下所示。在具备权利要求1至权利要求12中任一项所述的旋转电机的电动车辆中,上述电动车辆具备用于控制上述旋转电机的控制电路,上述控制电路使上述第一和第二永磁铁在可逆磁通损失范围内动作。
权利要求14所述的特征如下所示。在权利要求13所述的电动车辆中,上述控制电路,在上述旋转电机的转速高于规定转速的第一运转区域中,控制向上述定子绕组供给的交流电流来产生减少上述永磁铁产生的d轴的磁通的方向的磁通,上述定子绕组产生的磁通对于形成上述转子的磁极的第二永磁铁作为相反极性的磁通发挥作用。
发明效果
根据本发明,具有能够改善旋转电机的高速运转状态的效率的效果。此外,在具备上述旋转电机的电动车辆中,能够提高电动车辆的高速运转状态下的效率。
附图说明
图1是本发明的实施例1的旋转电机的局部截面图。
图2是与图1所示的旋转电机的旋转轴垂直的截面图。
图3是图2的局部放大图。
图4是高回复磁导率的永磁铁的磁特性图。
图5是低回复磁导率的永磁铁的磁特性图。
图6是说明高回复磁导率和低回复磁导率的永磁铁的易磁化轴方向的角度差和动作点的关系的说明图。
图7是用于驱动旋转电机的系统图。
图8是表示使用永磁铁的旋转电机的电流相位与转矩的关系的说明图。
图9是基于本发明的实施例2的转子的截面图。
图10是基于本发明的实施例3的转子的截面图。
图11是基于本发明的实施例4的转子的截面图。
图12是基于本发明的实施例5的转子的截面图。
图13是基于本发明的实施例6的转子的截面图。
图14是基于本发明的实施例7的转子的截面图。
图15是基于本发明的实施例8的转子的截面图。
图16是基于本发明的实施例9的转子的截面图。
图17是将本发明应用于电动车的情况的实施例10的电动车的模块结构图。
具体实施方式
以下说明的实施方式(实施例)中,不限于上述发明要解决的课题和发明效果所记载的内容,解决了面向产品实施的各种课题。具体在以下实施方式中说明。
实施例1
(V字形配置的永磁铁)
根据图1~图8说明本发明的实施例1。图1是本发明的实施方式的使用永磁铁的旋转电机1的局部截面图。使用永磁铁的旋转电机1的定子2具备定子铁芯4、和在形成于该定子铁芯4的槽卷绕的三相或多相的定子绕组5,上述定子2被收纳保持在外壳11中。转子3具备设置有用于插入永磁铁的磁铁插入孔6的转子铁芯7、插到形成于上述转子铁芯7的上述磁铁插入孔6中的用于形成转子的磁极的永磁铁400、轴8。上述轴8在外壳11的两端固定的端部支架9上被轴承10可旋转地保持。
在旋转电机1上,设置有用于检测转子3的磁极位置的磁极位置检测器PS。上述磁极位置检测器PS例如由旋转变压器构成。进而为了检测转子3的转速而设置有转速检测器E。上述转速检测器E在此处为编码器,配置在转子3的侧部,与轴8的旋转同步地产生脉冲,能够通过对该脉冲计数而计测转速。旋转电机1根据磁极位置检测器PS的信号检测磁铁位置,根据转速检测器E的输出信号检测转速,通过未图示的控制装置,对定子绕组5供给用于产生旋转电机1的目标转矩的交流电流。通过用控制装置控制对定子绕组5供给的电流,控制旋转电机的输出转矩。
上述永磁铁400具备具有低回复磁导率的特性的钕磁铁或铁氧体磁铁等第一永磁铁401(图2中记载)、和具有高回复磁导率的特性的铝镍钴磁铁等第二永磁铁402(图2中记载)。形成各磁极的第一和第二永磁铁如上所述,由回复磁导率不同的至少两种永磁铁构成。如上所述,低回复磁导率的第一永磁铁401是钕磁铁或铁氧体磁铁,钕磁铁的回复磁导率是1.05,铁氧体磁铁的回复磁导率是1.15。高回复磁导率的第二永磁铁402例如是铝镍钴磁铁,铝镍钴磁铁的回复磁导率是3.6。此外,关于磁铁的矫顽力,第一永磁铁即钕磁铁或铁氧体磁铁的矫顽力比铝镍钴磁铁的矫顽力大。设矫顽力的定义为使永磁铁产生的磁通密度成为零所需的相反方向的磁场时,钕磁铁的矫顽力为836kA/m~995kA/m,铁氧体磁铁的矫顽力为239kA/m~270kA/m,铝镍钴磁铁的矫顽力为47.7kA/m~52.5kA/m。其中,上述A/m为磁场强度的单位即安培每米的缩略。
图2是与图1所示的旋转电机的旋转轴垂直的面的截面图。其中为了避免麻烦而省略外壳的图示。此外,图3是图2的局部放大图。在这些图中,旋转电机1具备定子2和转子3,定子2具备定子铁芯4和在上述定子铁芯4的转子一侧在周方向上在整周形成的槽中卷绕的定子绕组5。其中为了避免麻烦,图2和图3省略定子绕组的图示。定子铁芯4具有也称为芯背的大致圆筒状的轭部21和形成从上述轭部21向径向上的内侧突出的形状的齿部22,上述齿部22在整周形成。在邻接的上述齿部22之间形成有上述槽,上述槽收纳并保持上述定子绕组。通过对在整周配置的上述定子绕组供给三相交流电流,在上述定子中产生旋转磁场。此外,后述转子产生的磁通与上述定子绕组交链,因上述转子旋转,上述交链磁通变化,从而在上述定子绕组中产生感应电压。
转子3具备由在沿着旋转轴的方向上叠层的电磁钢板构成的转子铁芯7、和转子铁芯7上设置的用于形成磁极的第一永磁铁401和第二永磁铁402。图2和图3的实施方式中用配置成V字形的磁铁形成一个磁极即各磁极。形成磁极的各磁铁在半径方向上被磁化,在一个磁极中使定子一侧成为N极而被磁化时,构成其两侧相邻的磁极的磁铁相反地使定子一侧成为S极而被磁化。即按每个磁极使构成磁极的第一永磁铁401和第二永磁铁402的磁化方向反转。此外本实施例1中如上所述,各磁极由配置成V字形的至少两组磁铁形成,而形成各磁极的磁铁不限于V字形的配置。可以配置为长方形,也可以配置成V字形与长方形的组合形状。增加构成各磁极的磁铁量时,各磁极的磁通量增多,成为产生的转矩增大或感应生成的感应电压增大的倾向。
图1至图3中,对符合的所有部件或一部分附加参考符号会非常繁琐,所以对于相同部件中的一部分作为整体的代表仅对一部分附加参考符号,省略其他部分的参考符号。关于形成磁极的永磁铁,本发明的技术思想也能够应用于转子铁芯的定子一侧配置在外周面的结构的旋转电机(以下记载为表面永磁铁式旋转电机),而本申请的实施方式所示的结构是在转子铁芯的内部配置磁铁的结构的旋转电机(记载为嵌入永磁铁式旋转电机)。表面永磁铁式旋转电机能够抑制产生的转矩的变动的效果显著,然而存在效率较低的缺点,适合必须抑制转矩的变动的用于对转向力助力的电机。另一方面,嵌入永磁铁式旋转电机能够减小转子与定子之间的间距,所以适合高效率或小型且高输出的旋转电机,适合汽车的行驶用的旋转电机。本申请中记载的实施方式均适合汽车的行驶用的旋转电机。
图2和图3所述的实施方式中,在转子铁芯7上与各磁极对应地设置有两组用于插入固定永磁铁的磁铁插入孔6,与各磁极对应地设置的两组磁铁插入孔6以定子一侧张开的状态配置,与各磁极对应地在整周配置。
在上述各磁铁插入孔6中,低回复磁导率的第一永磁铁401和高回复磁导率的第二永磁铁402以磁化方向相同、极性相互成为同向的方式在叠层状态下被收纳固定。如上所述,形成两侧相邻的磁极的第一永磁铁401和第二永磁铁402以极性成为反向的方式磁化。
转子铁芯7的各上述磁铁插入孔6例如通过加压的冲压加工形成。由在旋转轴方向上叠层的电磁钢板形成的上述转子铁芯7被固定在轴8上,与轴8一同旋转。
转子3的转子铁芯7,在邻接的各磁极的周方向之间,在整周形成有用于使定子产生的q轴的磁通Φq通过的辅助磁极部33,图3中记载了其一部分。此外,相反来看,图3中,在各邻接的辅助磁极部33之间设置有永磁铁形成的磁极,本实施方式中各磁极将两组永磁铁以像V字形一样在定子一侧张开的状态配置而构成。各磁铁插入孔中收纳保持的第一永磁铁和第二永磁铁分别为低回复磁导率的第一永磁铁401和高回复磁导率的第二永磁铁402,构成上述两组永磁铁内的各组的永磁铁由回复磁导率不同的至少两种永磁铁构成,上述两组永磁铁构成各磁极。例如低回复磁导率的第一永磁铁401是钕磁铁或铁氧体磁铁,高回复磁导率的第二永磁铁402是铝镍钴磁铁。上述配置成V字形的两组第一永磁铁401和第二永磁铁402产生的d轴的磁通Φd生成以下磁路:从第一永磁铁401和第二永磁铁402,经过上述第一永磁铁401和第二永磁铁402与转子外周之间的转子铁芯7形成的磁极片部34、转子3与定子4之间的间隙通过定子2,通过邻接的其他磁极的第一永磁铁401和第二永磁铁402,返回原来的第一永磁铁401和第二永磁铁402。通过上述磁路的磁通Φd通过上述定子2时与流过定子绕组5的电流作用而产生转矩。此外,通过上述磁路的磁通Φd与上述定子绕组5交链,根据该交链磁通量的单位时间的变化量在上述定子绕组5(参照图1)中产生感应电压。其中,图2和图3的磁通的分布图的记载中存在不能正确表现的方面,磁通Φd在第一永磁铁401和第二永磁铁402的内部沿着磁化方向在其表面垂直地进出,此外,相对定子铁芯4和转子铁芯7的表面垂直地进出。
基于通过辅助磁极部33的q轴的磁通Φq的磁阻、和d轴的磁通Φd通过的具有永磁铁的磁路的磁阻的差产生磁阻转矩。如图3所示,本实施方式中使辅助磁极部33的周方向的宽度较宽,所以通过辅助磁极部33的磁通Φq的磁路的磁阻较小。另一方面,磁通Φd通过的磁路中存在两组磁导率较低的永磁铁,因此磁阻非常高。由此,本实施方式中产生较大的磁阻转矩。由于对旋转电机要求的总转矩为磁铁转矩与磁阻转矩的总和,所以磁阻转矩产生得较大时,要求的磁铁转矩相应减小即可。图2和图3所示的旋转电机中,对于旋转电机产生的转矩存在用磁阻转矩对应的部分,例如用磁阻转矩提供要求磁铁的一半程度,所以能够减小磁铁转矩的要求转矩,成为能够减少永磁铁的量的结构。能够减少永磁铁的量即能够减少与定子绕组5交链的磁通交链量,抑制相对于转速增加的感应电压的增大。从而,本实施方式的旋转电机具有适合高速旋转的旋转电机的结构。除了这一点以外,如以下所说明,本实施方式中具有回复磁导率较高的永磁铁,因此更容易降低高速旋转时的感应电压。
图2和图3中,在转子铁芯4上形成有配置成V字形的两组磁铁插入孔6,在各磁铁插入孔6中插入有回复磁导率不同的两种第一永磁铁401和第二永磁铁402。该实施方式中,各磁铁插入孔6形成比两种第一永磁铁401和第二永磁铁402更大的形状,在第一永磁铁401和第二永磁铁402的定子一侧的端部分别形成有磁间隙35(以下称为磁隙)。至少在位于磁极片部34一侧的永磁铁的端部设置有磁隙35。上述磁隙35是磁阻非常大的具有接近真空或空气的特性的空间,是空隙状态或填充有树脂等的不存在顺磁性物质和强磁性物质的空间。以下说明中还存在其他磁隙,是同样的结构。由于使各磁铁插入孔6成为比插入的磁铁更大的形状,因此除了上述磁隙,在第一永磁铁401和第二永磁铁402的旋转轴一侧的端部也形成磁隙41。
上述磁隙35和磁隙41具有以下记载的作用。磁隙35具有沿着转子的外周在周方向上延伸的边。磁隙35具有在周方向上延伸的形状,在永磁铁的定子一侧的转子铁芯形成的磁极片部34与辅助磁极部33之间形成桥接部39。上述桥接部39起到减少从磁极片部34经过桥接部39向辅助磁极部33泄漏的泄漏磁通的作用。通过上述磁隙35的在周方向上延伸的形状,能够使磁极片部34与辅助磁极部33之间的桥接部39形成沿着周方向延伸的形状。通过使该桥接部的形状在径向上变薄或在周方向上变长,例如能够使桥接部39磁饱和产生的磁通量的值为较小的值。此外通过成为这样的形状,能够增大桥接部39的磁阻,结果能够减少通过桥接部的磁通量,具有减少泄漏磁通的效果。此外,能够缓和离心力集中在上述磁铁插入孔6的定子一侧的角,也关系到机械的可靠性的提高。
进而,担心在辅助磁极33与永磁铁的边界部分磁通密度急剧变化和因上述急剧的磁通密度变化而发生转矩波动,由于如本实施方式所示在配置成V字形的第一永磁铁401和第二永磁铁402构成的各永磁铁的组的定子一侧端部设置有磁隙35,所以能够减少辅助磁极33与永磁铁的边界部的急剧的磁通密度的变化,具有减少转矩波动的效果。
本实施方式中,在磁铁插入孔6中插入有回复磁导率不同的两种永磁铁,在各永磁铁的易磁化轴沿着上述磁通Φd的磁路的方向上配置有各永磁铁。其中,永磁铁的易磁化轴指的是该磁铁的易于磁化的方向。图2和图3所示的第一永磁铁401和第二永磁铁402分别成大致长方体的形状,各永磁铁以其较短方向为易磁化轴的方式制作,以上述易磁化轴为沿着图2的箭头X的方向的方式配置各永磁铁。该沿着箭头X的方向如上所述,为d轴的磁通Φd的方向。
本实施方式中,由于各磁铁插入孔6中插入固定有回复磁导率不同的两种以上的永磁铁,能够减小转子中占有的用于保持磁铁所需的体积,关系到转子的小型化。此外,与将回复磁导率不同的两种永磁铁配置在不同的场所相比,本实施方式的结构更易于提高转子的机械强度。进而,两种永磁铁的插入作业是容易的。此外,能够在本实施方式的结构的情况下共用的磁铁插入孔6中插入固定未磁化的第一永磁铁401和第二永磁铁402的材料,在插入两种永磁铁的材料后同时进行磁化作业,磁化作业变得容易。
接着对磁铁插入孔6中插入固定的回复磁导率不同的永磁铁进行说明。图4是表示高回复磁导率的永磁铁的磁特性的图,具体而言是表示铝镍钴磁铁的磁特性的图。其中,回复磁导率是学术上定义的技术用语,以下简单说明。
图5是表示低回复磁导率的永磁铁的磁特性的图,具体而言是钕磁铁的磁特性的图。图4和图5记载的磁特性中,将保持线性的部分的倾斜501称为回复磁导率,如上所述,图4所示的铝镍钴磁铁的回复磁导率为大约3.6,图5所示的钕磁铁的回复磁导率为大约1.05。其中,本申请中,将回复磁导率为大约1.05程度的钕磁铁和回复磁导率为大约1.15程度的铁氧体磁铁称为低回复磁导率的永磁铁。另一方面,将回复磁导率为2以上、优选3以上的永磁铁,例如回复磁导率为大约3.6的铝镍钴磁铁称为高回复磁导率的永磁铁。
上述回复磁导率是施加与磁化反方向的磁场的情况下,永磁铁的磁化减少的比例。从而,意即该回复磁导率越大,永磁铁的磁通越容易减少。此外,这些永磁铁的磁特性中,施加与永磁铁的磁化方向反方向的磁场的情况下,在回复磁导率保持线性的范围内,停止施加反方向的磁场时永磁铁的磁化复原,而施加了达到不保持线性的范围的较大的反方向的磁场的情况下,即使停止施加反方向的磁场,永磁铁的磁化也不会完全复原。这些现象中,将前者的复原的状态称为可逆磁通损失,将后者的不复原的状态称为不可逆磁通损失,上述保持线性的范围不限于完全的线性的范围,也包括接近线性的范围。设极中心轴为d轴时,通过对d轴流过负的电流(以下称为弱磁电流),能够施加与磁化反方向的磁场。该弱磁电流是在旋转电机高速运转的情况下,为了使与转速成比例增加的感应电压保持一定、对其抑制而使用的方法。
根据上述实施例1,在磁铁插入孔内插入有高回复磁导率的永磁铁。由此,高速运转时流过弱磁电流的情况下,高回复磁导率的永磁铁产生的磁通减少,与现有的弱磁电流相比d轴的磁通Φd的减少量增多,结果d轴的磁通Φd产生的交链磁通减少。因此能够抑制伴随转速增大的感应电压的增加,提高能够使用旋转电机的高转速的限度。此外,与现有的旋转电机的高速运转相比能够减少弱磁电流,提高效率。
进而,通过在同一个磁铁插入孔内配置低回复磁导率的永磁铁和高回复磁导率的永磁铁,由于低回复磁导率的永磁铁的矫顽力较大,能够辅助高回复磁导率的永磁铁,高回复磁导率的永磁铁承受的磁场减小。由此,高回复磁导率的永磁铁难以不可逆地损失磁通。
图6表示高回复磁导率的第二永磁铁与低回复磁导率的第一永磁铁的易磁化轴方向的角度差和磁铁的动作点的关系。磁铁体积(纵轴)的峰值在动作点(横轴)上越接近0%,则表示永磁铁越难以不可逆地损失磁通。此处,使高回复磁导率的永磁铁与低回复磁导率的永磁铁的易磁化轴方向的角度差为θ=0度时,磁铁的动作点为0%附近的情况下磁铁体积在大约24%成为峰值。此外,使高回复磁导率的永磁铁与低回复磁导率的永磁铁的易磁化轴方向的角度差为θ=45度时,磁铁的动作点为30%附近的情况下磁铁体积在大约20%成为峰值。
根据该结果可知,通过使高回复磁导率的永磁铁与低回复磁导率的永磁铁的易磁化轴方向的角度差为θ=0度,换言之,使高回复磁导率的永磁铁与低回复磁导率的永磁铁的易磁化轴方向平行,高回复磁导率的永磁铁的动作点减小,难以不可逆地损失磁通。结果,不需要用于重新磁化的磁化电路,所以能够减少系统的部件个数。此处,配置在高回复磁导率的永磁铁的平均半径与低回复磁导率的永磁铁的平均半径相比小的位置,而反之也具有同样的效果。
接着,用图7说明本实施例的旋转电机装置的结构。本实施例1的旋转电机1具备旋转电机1、构成旋转电机1的驱动电源的直流电源51、控制对旋转电机1供给的电力并控制驱动的控制装置。
使用永磁铁的旋转电机1具有上述的结构或后述的构造。直流电源51例如可以由交流电源和将来自该交流电源的交流电力转换为直流电力的转换器部构成,也可以是车辆上搭载的锂离子二次电池或镍氢二次电池。控制装置为逆变器装置,从直流电源51接受直流电力并转换为交流电力,将该交流电力对旋转电机1的定子绕组5供给。逆变器装置具备在直流电源51与定子绕组5之间电连接的电力系统的逆变器电路53(电力转换电路)和控制逆变器电路53的动作的控制电路130。
逆变器电路53具有由开关用半导体元件、例如MOS-FET(金属氧化物半导体型场效应晶体管)、或IGBT(绝缘栅型双极晶体管)构成的电桥电路,将来自平滑用电容器模块的直流电力转换为交流电力,或将旋转电机产生的交流电力转换为直流电力。上述电桥电路使被称为臂的高电位侧开关与低电位侧开关的串联电路按旋转电机1的相数电并联连接构成,在产生三相交流电力的本实施方式中设置有3组。各臂的高电位侧开关的端子与直流电源51的正极一侧电连接,低电位侧开关的端子与直流电源51的负极一侧电连接。各臂的上侧的开关用半导体元件与下侧的开关用半导体元件的连接点为了对旋转电机1的定子绕组5供给相电压而与上述定子绕组5电连接。
通过用于对旋转电机供给交流电力的各相的汇流条上分别设置的电流检测器52计测从逆变器电路53对定子绕组5供给的相电流。电流检测器52例如是变流器。控制电路130起到根据包括转矩指令和制动指令的输入信息控制用于获得目标转矩的逆变器电路53的开关用半导体元件的开关动作的作用。作为输入信息例如输入作为对于旋转电机1的要求转矩的电流指令信号Is、和旋转电机1的转子3的磁极位置θ。作为要求转矩的电流指令信号Is,在车辆的情况下根据与驾驶员要求的加速操作量等要求量相应地从上级控制器发送的指令用控制电路130运算求出。磁极位置θ是根据磁极位置检测器PS的输出获得的检测信息。
速度控制电路58根据基于上级控制器的要求指令生成的速度指令ωs、和通过根据来自编码器的位置信息θ1将频率转换为电压的F/V转换器61获得的实际的速度即实际速度ωf,计算速度差ωe,对其通过PI控制输出作为转矩指令的电流指令Is和转子3的旋转角θ1。上述PI控制是使用对偏差值乘以比例乘数的比例项P和积分项I的一般使用的控制方式。
相位偏移电路54对转速检测器E产生的与旋转同步的脉冲、即转子3的位置信息θ,根据来自速度控制电路58的旋转角θ1的指令相位偏移后输出。相位偏移例如使流过定子绕组5的电流生成的电枢磁动势的合成矢量,相对永磁铁400生成的磁通或磁场的方向超前电角90度以上。
正弦波/余弦波发生电路59根据检测转子3的永磁铁400的磁极位置的位置检测PS、和来自相位偏移电路54的相位偏移后的转子的位置信息θ,产生使定子绕组5的各绕组的感应电压相位偏移的正弦波输出。此处相位偏移量也包括值为零的情况。
两相-三相转换电路56根据来自速度控制电路58的电流指令IS和正弦波/余弦波发生电路59的输出而输出各相的电流指令Isu、Isv、Isw。各相分别单独具有电流控制系统55a、55b、55c,将基于电流指令Isu、Isv、Isw和来自电流检测器52的电流检测信号Ifu、Ifv、Ifw的信号发送至逆变器电路53,控制开关用半导体元件的开关动作,控制三相交流的各相电流。该情况下,各相合成的电流被控制为与励磁磁通成直角、或相位偏移的位置,由此旋转电机是无换向器的,并且能够获得与直流电机同等的特性。
从上述交流电流的各相的电流控制系统55a、55b、55c输出的信号,被输入构成对应的相的臂的开关用半导体的控制端子。由此,各开关用半导体进行接通/断开动作即开关动作,将从直流电源51通过平滑用电容器模块供给的直流电力转换为交流电力,对定子绕组5的对应的相绕组供给。
本实施例1的逆变器装置中,总是以使流过定子绕组5的电枢磁动势的合成矢量相对永磁铁400生成的磁通或磁场的方向正交、或相位偏移的方式形成流过定子绕组5的电流(流过各相绕组的相电流)。由此,本实施例1的旋转电机装置中,能够使用无换向器即无电刷的旋转电机1,获得与直流电机同等的特性。其中,弱磁电流是总是以使流过定子绕组5的电流生成的电枢磁动势的合成矢量相对永磁铁400生成的磁通或磁场的方向超前90度(电角)以上的方式形成流过定子绕组5的电流(流过各相绕组的相电流)的控制。
从而,本实施例1的旋转电机装置中,如果以使流过定子绕组5的电流生成的电枢磁动势的合成矢量相对永磁铁400生成的磁通或磁场的方向正交的方式,对流过定子绕组5的电流(流过各相绕组的相电流)基于转子3的磁极位置进行控制,则能够从旋转电机1连续地输出最大转矩。需要弱磁控制时,以使流过定子绕组5的电流生成的电枢磁动势的合成矢量相对永磁铁400生成的磁通或磁场的方向超前90度(电角)以上的方式,对流过定子绕组5的电流(流过各相绕组的相电流)基于转子3的磁极位置进行控制即可。
接着,对使高回复磁导率的第二永磁铁402在不可逆磁通损失的范围内动作的情况下的磁化判定和磁化方法进行说明。旋转电机1中进一步具备磁通检测器60,将该磁通检测器60输出的表示磁通量的值和上述F/V转换器62输出的实际速度ωf输入磁化判定电路61,判定是否需要重新磁化。由于对永磁铁400施加基于弱磁电流的磁通,假设对永磁铁施加超过可逆磁通损失的范围的强磁通,则担心永磁铁、特别是第二永磁铁402损失磁通。像这样假设不可逆地损失磁通的情况下,由于永磁铁产生的磁通量减少,需要永磁铁的重新磁化。判断需要永磁铁的重新磁化的情况下,从磁化判定电路61对相位偏移电路54输出磁化指令。
接着对从磁化判定电路61向相位偏移电路54输出磁化指令的情况下的第二永磁铁402的磁化方法进行说明。当然可以为了磁化而使用特别的磁化电路,但是即使不使用特别的磁化电路,也能够使用上述控制电路130,进行一定程度的重新磁化。图8表示了内置有永磁铁的上述旋转电机的电流相位与转矩的关系。此处,电流相位0度为q轴。永磁铁400、特别是第二永磁铁402不可逆地损失磁通的情况下,以使流过定子绕组5的电流生成的电枢磁动势的合成矢量相对永磁铁400生成的磁通或磁场的方向滞后电角90度程度的方式,控制流过定子绕组5的电流即流过各相绕组的相电流。通过这样控制对定子绕组5供给的相电流,流过定子绕组5的电流生成的电枢磁动势的合成矢量相对永磁铁400的磁化成为磁通增加的方向,所以能够使永磁铁400、特别是第二永磁铁402磁化,即,使损失了磁通的磁化状态重新增强。
实施例2
接着,用图9说明本发明的实施例2。图9是本发明的实施例2的旋转电机的转子3的与旋转轴垂直的面的截面图。此处,定子与上述实施方式相同而省略。与实施例1的不同点在于,构成各磁极的永磁铁由一组第一永磁铁和第二永磁铁构成。对各磁极形成有一个磁铁插入孔。这些永磁铁的易磁化轴沿着d轴的磁路,具体而言,各永磁铁易磁化轴为转子3的半径方向。本实施例2中,第一永磁铁和第二永磁铁成大致长方体的形状,在其周方向的两端部形成有磁隙35,如上所述第一永磁铁和第二永磁铁的外周一侧的转子铁芯起到磁极片部的作用,此外,上述磁隙35的外周一侧的转子铁芯起到桥接部的作用。此外,在邻接的各磁极之间形成有辅助磁极。上述磁极片部和磁隙35、桥接部、辅助磁极部分别为实施例1说明的结构,作用和效果也基本相同。
图9所记载的实施例2中,使用于形成各磁极的第一永磁铁401和第二永磁铁402为大致长方形的形状,而圆弧形或半圆锥形也可以实现同样的作用和效果。此处,配置在高回复磁导率的永磁铁的平均半径与低回复磁导率的永磁铁的平均半径相比小的位置,但也可以相反。
根据本实施例2,在磁铁插入孔6中收纳有高回复磁导率的永磁铁。由此,可以获得与实施例1同样的作用和效果。即高速运转时流过弱磁电流的情况下,高回复磁导率的永磁铁产生的交链磁通减少,因此抑制了感应电压的增加,能够提高最高转速。进而,通过在同一个磁铁插入孔内配置低回复磁导率的永磁铁和高回复磁导率的永磁铁,能够分配两种永磁铁承受的磁场,永磁铁变得难以不可逆地损失磁通。由此,不需要用于重新磁化的磁化电路,能够减少系统的部件个数。
实施例3
接着,用图10说明本发明的实施例3。图10表示本发明的实施例3的旋转电机的转子3的与旋转轴垂直的截面图。此处,定子与上述实施例1为基本同样的结构和作用效果,省略图示和说明。与实施例1的不同点在于,除了实施例1所示的V字形的永磁铁即2组第一永磁铁401和第二永磁铁402之外,在上述V字形的永磁铁的定子一侧进一步配置第一永磁铁401,增加了构成各磁极的永磁铁量。此外,本实施例3中使用长方体的永磁铁说明,而圆弧形或半圆锥形也具有基本同样的效果。此处,配置在高回复磁导率的永磁铁的平均半径与低回复磁导率的永磁铁的平均半径相比更小的位置,但也可以相反。其中,上述结构的基本动作如实施例1和实施例2所述,实现实施例1和实施例2所说明的作用效果。进而,关于磁极片部、磁隙、桥接部、辅助磁极部的说明与实施例1和实施例2基本相同,省略其说明。
根据上述实施例3,在磁铁插入孔内插入有高回复磁导率的永磁铁。由此,高速运转时流过弱磁电流的情况下,高回复磁导率的永磁铁产生的交链磁通减少,因此抑制了感应电压的增加,能够提高最高转速。进而,通过在同一个磁铁插入孔内配置低回复磁导率的永磁铁和高回复磁导率的永磁铁,能够分配两种永磁铁承受的磁场,永磁铁变得难以不可逆地损失磁通。由此,不需要用于重新磁化的磁化电路,能够减少系统的部件个数。此外,通过在转子外径方向外侧配置永磁铁,使永磁铁的易磁化轴方向与d轴一致或交叉地为三个方向,能够使转子生成的磁通密度接近正弦波,所以能够减少转矩波动、电磁噪声。
实施例4
接着,使用图11说明本发明的实施例4。图11是本发明的实施例4的旋转电机的转子的截面图。定子的结构、作用、效果与上述实施例1说明的内容相同,省略说明。与实施例1的不同点在于,在永磁铁的V字形配置的定子一侧还设置有永磁铁的V字形配置。能够增加构成各磁极的磁铁量,能够增大磁铁转矩。此外,本实施例4中,在内外周双方的磁铁插入孔中插入有回复磁导率不同的永磁铁,而为其中任一方也是有效的,上述构成的极为所有极或至少具有一个以上就是有效的。进一步而言,本实施例4中使用长方体的永磁铁说明,而圆弧形和半圆锥形也具有同样的效果。此处,配置在高回复磁导率的永磁铁的平均半径与低回复磁导率的永磁铁的平均半径相比小的位置,而反之也具有同样的效果。
根据上述实施例4,在磁铁插入孔内插入有高回复磁导率的永磁铁。由此,高速运转时流过弱磁电流的情况下,高回复磁导率的永磁铁产生的交链磁通减少,因此能够提高最高转速。进而,通过在同一个磁铁插入孔内配置低回复磁导率的永磁铁和高回复磁导率的永磁铁,能够分配两种永磁铁承受的磁场,永磁铁变得难以不可逆地损失磁通。由此,不需要用于重新磁化的磁化电路,能够减少系统的部件个数。
进而,通过设置两层V字形的磁铁插入孔,提高了磁阻转矩,所以能够使旋转电机小型化。
实施例5
用图12说明本发明的实施例5。图12是本发明的实施例5的旋转电机的转子的旋转轴的垂直的面的截面图。此处,基本结构和作用效果基本与实施例1相同,此外,定子的结构和作用效果与实施例1相同,因此省略定子的记载和说明。
与实施例1的不同点在于,将高回复磁导率的永磁铁和低回复磁导率的永磁铁配置在不同的磁铁插入孔内。进而,高回复磁导率的永磁铁配置在极中心附近。当然,上述结构的极为所有极或至少具有一个以上就是有效的。此外,本实施例5中使用长方体的永磁铁说明,而圆弧形和半圆锥形也具有同样的效果。此处,配置在高回复磁导率的永磁铁的平均半径与低回复磁导率的永磁铁的平均半径相比小的位置,而反之也具有同样的效果。
根据上述实施例5,在磁铁插入孔内插入有高回复磁导率的永磁铁。由此,高速运转时流过弱磁电流的情况下,高回复磁导率的永磁铁产生的交链磁通减少,因此抑制了感应电压的增加,能够提高最高转速。此外,通过将高回复磁导率的永磁铁配置在极中心附近,不容易被施加反方向的磁场,因此变得难以不可逆地损失磁通。进而,通过配置在不同的磁铁插入孔内,由于磁铁之间具有铁的桥接部,对于各个磁铁的易磁化轴方向的退磁系数减小,变得难以不可逆地损失磁通。
此外磁铁插入孔由第一和第二永磁铁共用,实施例1中为叠层配置,但也可以并列配置。该情况下d轴的磁通由第一和第二永磁铁产生的磁通构成,以第一和第二永磁铁401和402各自的易磁化轴成为沿着d轴的磁通的方向的方式配置第一和第二永磁铁401和402。
实施例6
用图13说明本发明的实施例6。图13是本发明的实施例6的旋转电机的转子的与旋转轴垂直的截面图。此处,基本结构和作用效果基本与实施例1和实施例2相同,此外定子的结构和作用效果与实施例1相同,因此省略定子的记载和说明。
与使用图9说明的实施例2的不同点在于,将高回复磁导率的永磁铁和低回复磁导率的永磁铁配置在不同的磁铁插入孔内。进而,高回复磁导率的永磁铁配置在极中心附近。当然,上述结构的极为所有极或至少具有一个以上就是有效的。此外,本实施例6中使用长方体的永磁铁说明,而圆弧形和半圆锥形也具有同样的效果。此处,配置在高回复磁导率的永磁铁的平均半径与低回复磁导率的永磁铁的平均半径相比小的位置,而反之也具有同样的效果。
根据上述实施例6,在磁铁插入孔内插入有高回复磁导率的永磁铁。由此,高速运转时流过弱磁电流的情况下,高回复磁导率的永磁铁产生的交链磁通减少,因此抑制了感应电压的增加,能够提高最高转速。此外,通过将高回复磁导率的永磁铁配置在极中心附近,不容易被施加反方向的磁场,因此变得难以不可逆地损失磁通。进而,通过配置在不同的磁铁插入孔内,由于磁铁之间具有铁的桥接部,对于各磁铁的易磁化轴方向的退磁系数减小,变得难以不可逆地损失磁通。
实施例7
接着,用图14说明本发明的实施例7。图14是本发明的实施例7的旋转电机的转子的截面图。此处,基本结构和作用效果基本与实施例1和实施例4相同,此外定子的结构和作用效果与实施例1相同,因此省略定子的记载和说明。
与图11所示的实施例7的不同点在于,高回复磁导率的永磁铁和低回复磁导率的永磁铁被配置在不同的磁铁插入孔内。当然,上述结构的极为所有极或至少具有一个以上就是有效的。此外,本实施例7中使用长方体的永磁铁说明,而圆弧形和半圆锥形也具有同样的效果。此处,配置在高回复磁导率的永磁铁的平均半径与低回复磁导率的永磁铁的平均半径相比小的位置,而反之也具有同样的效果。
根据上述实施例7,在磁铁插入孔内插入有高回复磁导率的永磁铁。由此,高速运转时流过弱磁电流的情况下,高回复磁导率的永磁铁产生的交链磁通减少,因此抑制了感应电压的增加,能够提高最高转速。进而,通过设置两层V字形的磁铁插入孔,提高了磁阻转矩,所以能够使旋转电机小型化。
实施例8
接着,用图15说明本发明的实施例8。图15是本发明的实施例8的旋转电机的与旋转轴垂直的截面图。此处,基本结构和作用效果基本与实施例1和实施例2相同,此外定子的结构和作用效果与实施例1和实施例6相同,因此省略定子的记载和说明。
与图9所示的实施例6的不同点在于,高回复磁导率的永磁铁和低回复磁导率的永磁铁被配置在不同的磁铁插入孔内。当然,上述结构的极为所有极或至少具有一个以上就是有效的。此外,本实施例8中使用长方体的永磁铁说明,而圆弧形和半圆锥形也具有同样的效果。此处,配置在高回复磁导率的永磁铁的平均半径与低回复磁导率的永磁铁的平均半径相比小的位置,而反之也具有同样的效果。
根据上述实施例8,在磁铁插入孔内插入有高回复磁导率的永磁铁。由此,高速运转时流过弱磁电流的情况下,高回复磁导率的永磁铁产生的交链磁通减少,因此抑制了感应电压的增加,能够提高最高转速。
进而,通过形成两层磁铁插入孔,提高了磁阻转矩,所以能够使旋转电机小型化。
实施例9
此外,以上说明中说明了二维截面结构,而作为在旋转轴的方向上将转子分割为多个部分、使用回复磁导率不同的两种以上永磁铁的实施例,作为本发明的实施例9用图16说明。图16是本发明的实施例9的旋转电机的立体图。此处,定子的结构和作用效果与第一实施例基本相同,省略图示和说明。
此处,特征在于在沿着旋转轴的方向上使用回复磁导率不同的两种以上永磁铁。当然,上述结构的极为所有极或至少具有一个以上就是有效的。此外,本实施例9中使用长方体的永磁铁说明,而圆弧形和半圆锥形也具有同样的效果。此处,配置在高回复磁导率的永磁铁的平均半径与低回复磁导率的永磁铁的平均半径相比小的位置,而反之也具有同样的效果。
根据上述实施例9,在磁铁插入孔内插入有高回复磁导率的永磁铁。由此,高速运转时流过弱磁电流的情况下,高回复磁导率的永磁铁产生的交链磁通减少,因此抑制了感应电压的增加,能够提高最高转速。此外,以上说明中说明了内转型的旋转电机,但也可以应用于外转型的旋转电机。此外,本发明能够应用于分布卷绕方式的旋转电机、集中卷绕方式的旋转电机双方。
实施例10
接着,用图17说明应用于应用了上述实施例1至实施例9的电动车的实施例10。图17是应用本发明的电动车的模块结构图。
电动车的车体100被4个车轮110、112、114、116支承。该电动车为前轮驱动,因此前方的车轴154与产生行驶转矩或制动转矩的旋转电机1机械地连接,旋转电机1产生的转矩通过机械的传递机构传递。旋转电机1通过图7说明的控制装置130和逆变器电路53产生的三相交流电力驱动,控制该驱动转矩。
作为控制装置130的动力源,具备锂二次电池等高电压电池构成的直流电源51,来自该直流电源51的直流电力基于控制装置130的控制由逆变器电路53进行开关动作,转换为交流电力对旋转电机1供给。通过旋转电机1的转矩驱动车轮110、114,车辆行驶。
此外通过驾驶员的制动操作,控制装置130使逆变器电路产生的交流电力对于转子的磁极的相位反转,旋转电机1起到发电机的作用,进行再生制动运转。旋转电机1产生抑制行驶的方向的转矩,对于车辆100的行驶产生制动力。这时车辆的动能被转换为电能,对直流电源51充入电能。
其中,以上的实施例10中,说明了将旋转电机用于电动车的车轮驱动,而其也能够用于电动车辆用的驱动装置、电动工程机械用的驱动装置和其他所有驱动装置。此外,如果将本实施方式的旋转电机用于电动车辆、特别是电动车,能够提供能够提高最高转速、输出较大的电动车。
符号说明
1    旋转电机
2    定子
3    转子
4    定子铁芯
5    定子绕组
6    磁铁插入孔
7    转子铁芯
8    轴
9    端部支架
10   轴承
11   外壳
21   定子的轭部
22   齿部
23   槽
33   辅助磁极部
34   磁极片部
35   磁隙
51   直流电源
52   电流检测器
53   逆变器电路
54   相位偏移电路
400  永磁铁
401  第一永磁铁
402  第二永磁铁
E    转速检测器

Claims (14)

1.一种旋转电机,其特征在于,包括:
定子,其具有在整周上具备槽的定子铁芯和卷绕于所述定子铁芯的定子绕组;和
转子,其相对所述定子可旋转地设置,
所述转子具有:具备在沿着转子的旋转轴的方向上叠层的电磁钢板且形成有配置在周方向上的多个磁极的转子铁芯、和用于形成所述多个磁极的各个磁极的多个第一永磁铁和多个第二永磁铁,
用于形成所述转子的各磁极的所述第一永磁铁和所述第二永磁铁具备相互不同的回复磁导率。
2.如权利要求1所述的旋转电机,其特征在于:
配置所述第二永磁铁,使得构成所述转子的各磁极的所述第二永磁铁的易磁化轴沿着所述第一永磁铁生成的d轴的磁通。
3.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于:
在所述旋转电机的所述转子铁芯形成有插入用于形成各磁极的永磁铁的磁铁插入孔,在所述磁铁插入孔中插入保持有所述第一永磁铁和所述第二永磁铁。
4.如权利要求1~3中任一项所述的旋转电机,其特征在于:
所述第一永磁铁具备比所述第二永磁铁高的矫顽力的特性,
所述第二永磁铁具备比所述第一永磁铁高的回复磁导率。
5.如权利要求4所述的旋转电机,其特征在于:
所述第一永磁铁是钕磁铁或铁氧体磁铁,所述第二永磁铁是铝镍钴磁铁。
6.如权利要求1~3中任一项所述的旋转电机,其特征在于:
在所述转子上,在沿着周方向形成的多个磁极的邻接的磁极之间分别形成有辅助磁极,经由所述辅助磁极形成有所述定子绕组产生的q轴的磁通通过的磁路。
7.如权利要求6所述的旋转电机,其特征在于:
在所述转子上,磁铁插入孔分别沿着周方向与各磁极对应地形成,所述磁铁插入孔为用于插入形成配置于周方向的各磁极的所述第一永磁铁和所述第二永磁铁的周方向的长度比半径方向的长度长的形状,
形成为所述磁铁插入孔的位于转子的外周一侧的边比位于转子的中心一侧的边长的形状,
所述第一永磁铁和所述第二永磁铁以在转子的半径方向上重叠的状态被收纳而固定在所述各磁铁插入孔中,所述第一永磁铁和所述第二永磁铁被沿着转子的半径方向磁化,在每一个磁极使所述第一永磁铁和所述第二永磁铁的磁化极性交替反转地磁化,
在所述各磁铁插入孔的内侧,在所述第一永磁铁和所述第二永磁铁中至少位于外周一侧的永磁铁的周方向的两端部设置有磁隙。
8.如权利要求7所述的旋转电机,其特征在于:
在各磁极的磁铁插入孔的外周一侧与转子铁芯的外周之间的转子铁芯上形成有磁极片部,所述第一永磁铁和所述第二永磁铁产生的d轴的磁通通过所述磁极片部和所述定子铁芯,形成所述d轴的磁通与所述定子绕组交链的磁路。
9.如权利要求6所述的旋转电机,其特征在于:
在所述转子上,与配置于周方向的各磁极对应地至少设置有两组用于形成各磁极的所述第一永磁铁和所述第二永磁铁,与各磁极对应地分别形成有用于插入所述两组中的一组第一永磁铁和第二永磁铁的第一磁铁插入孔和用于插入所述两组中的另一组第一永磁铁和第二永磁铁的第二磁铁插入孔,
与各磁极对应地设置的所述第一磁铁插入孔和所述第二磁铁插入孔,以外周一侧比中心一侧张开的状态形成,所述状态为各自的转子的外周一侧的端部比所述各自的转子的中心一侧的端部离开的状态,
在所述第一磁铁插入孔和所述第二磁铁插入孔中分别以叠层状态收纳而固定所述第一永磁铁和所述第二永磁铁。
10.如权利要求9所述的旋转电机,其特征在于:
在所述第一磁铁插入孔和所述第二磁铁插入孔的所述外周一侧的端部分别形成有磁隙。
11.如权利要求10所述的旋转电机,其特征在于:
在所述第一磁铁插入孔和所述第二磁铁插入孔的外周一侧定子铁芯上形成有磁极片部,所述第一永磁铁和所述第二永磁铁产生的d轴的磁通通过所述磁极片部和所述定子铁芯,形成所述d轴的磁通与所述定子绕组交链的磁路。
12.如权利要求8~11中任一项所述的旋转电机,其特征在于:
在邻接的所述磁极之间分别形成有辅助磁极,在所述磁隙的外周一侧形成有连接所述磁极片与邻接的辅助磁极的桥接部,通过所述桥接部减少从所述磁极片部向所述辅助磁极的泄漏磁通。
13.一种电动车辆,其特征在于:
具备权利要求1~12中任一项所述的旋转电机,
所述电动车辆具备用于控制所述旋转电机的控制电路,
所述控制电路使所述第一和第二永磁铁在可逆磁通损失范围内动作。
14.如权利要求13所述的电动车辆,其特征在于:
所述控制电路,在所述旋转电机的转速高于规定转速的第一运转区域中,控制向所述定子绕组供给的交流电流来产生减少所述永磁铁产生的d轴的磁通的方向的磁通,所述定子绕组产生的磁通对于形成所述转子的磁极的第二永磁铁作为相反极性的磁通发挥作用。
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