CN103944315A - 旋转电机系统 - Google Patents

Abstract

一种将多台旋转电机并排，能使这些旋转电机的总输出与所需输出的大小一致且紧凑的旋转电机系统。这种旋转电机系统将多台旋转电机(10)的转子(11)相互连接在一起。多台旋转电机(10)是横向磁通永磁同步旋转电机，分别包括：转子(11)，其由磁性体构成，被支承为能够旋转；永磁体(12、13)，其固定于转子(11)而能与转子(11)一起旋转；定子铁芯(14)，其被固定支承而与转子(11)一起形成磁路；线圈(17)，其在定子铁芯(14)的内侧卷绕且固定支承于转子(11)的周围。

Description

旋转电机系统

技术领域

本发明涉及一种多台旋转电机的旋转轴连接在一起的旋转电机系统。

背景技术

在以往的通常的旋转电机中，依据所需的输出的大小对各部分的大小进行变更而进行设计。另外，也可以考虑将多台旋转电机并排，使这些旋转电机的总输出与所需输出的大小一致。

另一方面，如专利文献1所述，虽然已知有一种横向磁通永磁同步电机，但还处于开发阶段。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010–213509号公报

在以往的通常的旋转电机中，定子线圈在与转子相对的位置沿旋转轴方向延伸，在轴向的两端部形成有将这些线圈连接的线圈末端。因此，在想要沿轴向并排配置多个以往的通常的旋转电机时，需要在不与各线圈末端干涉的范围内进行配置，不能沿轴向紧密地配置。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做成的，目的在于提供一种将多台旋转电机并排，能使这些旋转电机的总输出与所需输出的大小一致且紧凑的旋转电机系统。

为了达到上述目的，本发明的旋转电机系统将多台旋转电机的转子相互连接，其特征在于，上述多台旋转电机分别是包括如下部分的横向磁通永磁同步旋转电机：转子，其由磁性体构成，被支承为能够旋转；永磁体，其固定于上述转子而能与上述转子一起旋转；定子铁芯，其被固定支承而与上述转子一起形成磁路；线圈，其在上述定子铁芯的内侧卷绕且固定支承于上述转子的周围。

采用本发明，能够提供一种将多台旋转电机并排，能使这些旋转电机的总输出与所需输出的大小一致且紧凑的旋转电机系统。

附图说明

图1是本发明的旋转电机系统的第一实施方式的示意性纵剖视图。

图2是表示构成图1所示的旋转电机系统的一个旋转电机的结构的示意性立体图。

图3是图2所示的旋转电机的III–III线向视剖视图。

图4是表示在图2和图3所示的旋转电机中转子旋转了90度后的状态的、图2的III–III线向视剖视图。

图5是本发明的旋转电机系统的第二实施方式的示意性纵剖视图。

(符号说明)

10…横向磁通永磁同步旋转电机(旋转电机)

11…转子

12、13…永磁体

14…定子铁芯

15…磁体相对部

16…轴向连接部

17…线圈

20…电线

30…凸缘

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的旋转电机系统的实施方式进行说明。在此，对于彼此相同或类似的部分，标注共用的符号而省略重复的说明。

(第一实施方式)

图1是本发明的旋转电机系统的第一实施方式的示意性纵剖视图。图2是表示构成图1所示的旋转电机系统的一个旋转电机的结构的示意性立体图。图3是图2所示的旋转电机的III–III线向视剖视图。图4是表示在图2和图3所示的旋转电机中转子旋转了90度后的状态的、图2的III–III线向视剖视图。

本实施方式的旋转电机系统通过将多个横向磁通永磁同步旋转电机(以下也简称为“旋转电机”。)10沿轴向并排，并将这些横向磁通永磁同步旋转电机10的转子11相互结合而构成。旋转电机10既可以作为发电机进行动作，也可以作为电动机进行动作，在此，主要对旋转电机10作为发电机的结构以及动作进行说明。

首先，参照图2～图4对横向磁通永磁同步旋转电机10的结构和动作原理进行说明。图示的例子是单相4极的例子。在由磁性材料构成的转子11的两端固定有永磁体12、13。永磁体12、13沿周向每隔90度交替排列有N极和S极。两个永磁体12、13配置为相反极沿轴向相对。

在永磁体12、13的径向外侧与永磁体12、13相对的位置固定支承有两个定子铁芯14。各定子铁芯14由如下部分构成：磁体相对部15，其从两个永磁体12、13的径向外侧向永磁体12、13延伸而与永磁体12、13隔着间隙相对；以及轴向连接部16，其将上述磁体相对部15彼此沿旋转轴方向连接。两个定子铁芯14夹着转子11配置在相反侧。

在转子11的周围且在两个永磁体12、13之间的位置，在轴向连接部16的内侧卷绕有线圈17。电线20与线圈17连接。

在利用未图示的原动机等使转子11旋转时，永磁体12、13进行旋转，磁极的位置发生变化，相应地磁通从图3所示的箭头18的朝向变化为图4所示的箭头19的朝向，在线圈17中产生感应电动势。其结果是，在线圈17中产生正弦波状的感应电动势。利用在线圈17中产生的感应电动势将电力通过电线20供给到外部。

关于图3的状态下的线圈17内的电流的朝向，在左侧如箭头20a所示是从纸面里侧向纸面外侧去的朝向，在右侧如箭头20b所示是从纸面外侧向纸面里侧去的朝向。关于图4的状态下的线圈17内的电流的朝向，在左侧如箭头21a所示是从纸面外侧向纸面里侧去的朝向，在右侧如箭头21b所示是从纸面里侧向纸面外侧去的朝向。

在该第一实施方式的旋转电机系统中，如图1所示，多台(在图示的例子中是三台)旋转电机10沿轴向并排配置，各转子11通过凸缘30连接。即，在各转子11上安装有凸缘30，相邻的凸缘30彼此以能装拆的方式由未图示的螺栓和螺母连接。

通过这样将多台旋转电机10组合，能使在线圈17中感应出的总电力与设计上所需的电力一致。在这种情况下，与根据设计上所需的电力对各旋转电机10进行设计变更的情况相比，只需将所需个数的旋转电机10组合即可，因此能够推进标准化，由此成本降低，可靠性也提高。

另外，通过将多台旋转电机10的相位以等间隔错开，能够形成为多相旋转电机系统。例如可以将各旋转电机10的相位以120度错开而形成为三相旋转电机。

此外，也可以将三台旋转电机10作为一组而形成为三相旋转电机，并将多组这种三相旋转电机组合而形成为所需输出的三相旋转电机。

(第二实施方式)

图5是本发明的旋转电机系统的第二实施方式的示意性纵剖视图。本实施方式是第一实施方式的变形，在多台旋转电机10中共用一根转子11，将各旋转电机10的永磁体12、13能装拆地固定于该转子11。

采用本实施方式，根据所组合的旋转电机10的数量的不同，转子11的长度不同，但其它部分与旋转电机10的数量无关，可以形成为共用规格。其结果是，与第一实施方式相同，能够根据所需的输出以低成本实现高可靠性的旋转电机系统。另外，与利用凸缘进行的连接相比，也能实现轻型化、低成本化。

(其它实施方式)

以上，对本发明的若干实施方式进行了说明，但上述实施方式只是作为例子提出，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能以其它各种形态来实施，可以在不脱离发明的思想的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和思想中，同样包含在权利要求书中的发明及与其均等的范围内。

在上述说明中，主要将旋转电机10作为发电机而对该旋转电机10进行了说明，但旋转电机10也可以是电动机。在旋转电机10是电动机的情况下，从未图示的交流电源将交流电流供给到线圈17，从而使转子11旋转。

Claims (5)

1.一种旋转电机系统，将多台旋转电机的转子相互连接在一起，其特征在于，

所述多台旋转电机分别是横向磁通永磁同步旋转电机，该横向磁通永磁同步旋转电机包括：

转子，其由磁性体构成，并被支承为能够旋转；

永磁体，其固定于所述转子而能与所述转子一起旋转；

定子铁芯，其被固定支承而与所述转子一起形成磁路；以及

线圈，其在所述定子铁芯的内侧卷绕且固定支承于所述转子的周围。

2.如权利要求1所述的旋转电机系统，其特征在于，

所述多台旋转电机的所述转子彼此通过凸缘以能装拆的方式连接。

3.如权利要求1所述的旋转电机系统，其特征在于，

所述多台旋转电机的所述转子形成为一体，

所述多台旋转电机的所述永磁体分别以能装拆的方式与所述转子结合。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的旋转电机系统，其特征在于，

所述多台旋转电机分别是单相的旋转电机，至少三个所述多台旋转电机的所述转子连接在一起，形成为彼此的相位以等间隔错开的多相。

5.如权利要求4所述的旋转电机系统，其特征在于，

将与所述多相对应的所述多台旋转电机设置为一组，能够根据所需的输出将多组旋转电机的所述转子连接在一起。