CN104412493A - 可变磁通型旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种可变磁通型旋转电机，包括定子(11)以及转子(12)。所述定子(11)包括缠绕在齿上的定子线圈(C)。所述转子(12)限定介于转子(12)与定子(11)之间的空气隙。所述转子(12)具有布置在d轴磁路上的至少一个永磁体(m)。所述定子(11)以及所述转子(12)相对于永磁体(m)设置以在处于或者低于所述定子(11)和转子(12)中的至少一个的芯体材料的磁饱和的范围内设定d(Kt(I))dI≥0的特性，其中KT代表扭矩常量，而I代表施加的电流，并且相应于由Tr＝KT×I表示的、作用在所述转子(12)上的扭矩Tr，KT相对于I的函数由KT＝Kt(I)表示。

Description

可变磁通型旋转电机

技术领域

本发明一般涉及一种可变磁通型旋转电机。

背景技术

其中电枢磁通链接被改变的一种旋转电机公开在2006-280195号日本公开专利申请等(例如，2006-280195号日本公开专利)中。然而，采用公开在2006-280195号日本公开专利申请中的旋转电机，需要控制磁体的磁化状态。控制因此是困难的，并且因为具有小矫顽场强度的磁体一直被使用以便控制磁力，一直难以避免由于电枢反作用导致的退磁，导致设计和使用方面的限制。此外，一直存在的问题是，由于磁化/退磁电流的流动导致的高能量损失。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种可变磁通型旋转电机来解决这些类型的问题，此可变磁通型旋转电机在低载荷期间增加损失，在高转速期间抑制损失，并且抑制电阻损耗。

鉴于上述，提供一种可变磁通型旋转电机，其基本上包括环形定子以及转子。所述环形定子包括缠绕在多个齿上的定子线圈。所述转子具有圆形形状，与所述定子同心，并且限定介于转子与定子之间的空气隙。所述转子具有布置于d轴磁路上的至少一个永磁体。所述定子与所述转子相对于所述永磁体设置以在处于或者低于所述定子和转子中的至少一个的芯体材料的磁饱和的范围内设定d(Kt(I))dI≥0的操作特性，其中KT代表扭矩常量，而I代表施加的电流，并且相应于由Tr＝KT×I表示的、作用在所述转子上的给定扭矩Tr，扭矩常量KT相对于所施加电流I的函数由KT＝Kt(I)表示。

采用本发明的旋转电机，低载荷时期的损失、高旋转速度时期的损失以及电阻损耗能够通过形成磁通旁路路径来抑制，此磁通旁路路径能够抑制由于相邻磁极之间的定子电枢作用导致的磁通泄漏的量。此外，通过抑制由于电枢左右导致的磁通泄漏，能够实现高载荷期间最大扭矩的产生。结果，通过使用本发明的旋转电机作为电动车辆中电动机，运行模式期间的电力消耗能够大大地改善。

此外，本发明的旋转电机有这样一种结构，使得用于转子中磁体的磁通的路径由电枢电流抑制而无需改变永磁体的磁化状态。因此抑制比较容易，并且由于没有进行磁化/退磁，因此没有相关的能量损失。

附图说明

现在参照附图，附图形成本原始公开的一部分：

图1是示意图，示出关于第一实施例的旋转电机的结构；

图2是示意图，示出在无载荷状态下关于一实施例的旋转电机的磁通流；

图3是示意图，示出当q轴电流提供至关于一实施例的旋转电机的定子线圈时的磁通流；

图4是示意图，示出关于第一实施例的第一修改示例的旋转电机的结构；

图5是示意图，示出关于第一实施例的第二修改示例的旋转电机的结构；

图6是示意图，示出关于第一实施例的第三修改示例的旋转电机的结构；

图7是示意图，示出关于第一实施例的第四修改示例的旋转电机的结构；

图8是示意图，示出关于第五修改示例的旋转电机的结构；

图9是示意图，示出关于第二实施例的旋转电机的结构；

图10是解释性示意图，示出当磁场阻碍部件没有设置在第二实施例的旋转电机中时的磁通流；

图11是示意图，示出关于第三实施例的旋转电机的结构；

图12是示意图，示出关于第四实施例的旋转电机的结构；

图13是特性图，示出在一实施例中扭矩与流向定子线圈的电流之间的关系；

图14是特性图，示出在一实施例中扭矩常量与流向定子线圈的电流之间的关系。

具体实施方式

现在参照附图解释可变磁通型旋转电机的选定实施例。根据本公开内容对于本领域技术人员明显的是，实施例的下述描述仅提供用于说明而非用于限制由所附的权利要求以及其等价物限定的本发明

第一实施例

图1是示意图，示出关于第一实施例的旋转电机的结构。构成整个结构的四分之一的部分被示出。旋转电机的整个结构的其余四分之三中的其它每个四分之一以连续重复的方式重复所示出的四分之一。如图1所示，此旋转电机具有形成环形的定子11，以及形成为与所述定子11同心的圆形的转子12，以形成电动机或者发电机。

所述定子11具有定子铁芯14以及多个(例如，24个)齿51，齿由所述定子铁芯14向内突出。相邻齿51之间的空间称为槽52。定子线圈C缠绕在所述齿51上。所述定子铁芯14例如由层叠铁片形成。

所述转子12有转子铁芯13，其中所述转子铁芯13形成具有层叠铁片结构的圆柱形，此层叠铁片结构通过层叠由高磁导率的金属形成的铁片来制造。此外，在与所述定子11相对的转子13的周向边缘部分上，四个永磁体m(具体而言，四极结构)沿圆周方向相对于彼此以等间距设置，相邻永磁体的极性是相反的。在图1中，示出整个旋转电机的四分之一，并且因此仅有一个永磁体m被示出。

在所述转子铁芯13相对的部分上设置间隙，并且所述永磁体m通过嵌入这些间隙中而牢固地固定于所述转子铁心13。此外，所述转子12的径向方向是所述永磁体m的磁化方向。在此实施例中，每个永磁体m的几何中心作为d轴，并且q轴限定为处于与d轴成90°电角(在此实施例中，有四个磁极，因此该位置就机械角度而言为45°)。

所述转子12的外圆周为圆弧形，并且电间隙部分16形成于相邻磁极之间。通过形成这些间隙部分16，在所述转子铁芯13的外圆周部分上于相邻磁极之间的连续部分上相应于每个永磁体m形成两个磁通旁路路径3。具体而言，所述磁通旁路路径3设置在空气隙4附近，此空气隙4用作所述定子11与所述转子12之间的间隙部分。此外，宽度为A的窄的磁路2形成于所述永磁体m与所述间隙部分16之间。所述磁路2的宽度A被设置为小于所述磁通旁路路径3的宽度B。具体而言，所述定子11以及所述转子12相对于所述永磁体m如此设置使得A<B的关系被设定。

因为所设置的A<B的关系，与当经由所述磁路2朝着所述永磁体m的相对磁极侧泄漏时相比，由所述永磁体m发出的磁通当经由所述磁通旁路路径3朝着相邻永磁体的相对磁极侧泄漏时遇到更低的磁阻。穿过所述磁路2的磁通是从所述永磁体m的表面至所述永磁体m的后表面的泄漏磁通，并且泄漏磁通量几乎独立于电枢电流，因此构成了无价值的简单磁通损失。另一方面，穿过所述磁通旁路路径3的磁通可通过电枢电流受到抑制，并且因此根据机械的操作点，效率通过适当的抑制得以提高。

此外，沿d轴的磁阻被设置为小于沿q轴的磁阻。换言之，凸极特性得以产生，其中沿d轴方向的电感Ld以及沿q轴方向的电感Lq呈Ld>Lq的关系。

此外，对于所述永磁体m，厚度与矫顽场强度之间的关系由定子规格(特性)以及电源容量确定，并且能够通过逆电场(reversed electric field)磁化并且退磁d永磁体被用于所述永磁体m。

关于第一实施例的旋转电机的操作在下文中描述。图2是解释性示意图，示出当电流没有提供至缠绕在所述定子11的齿51上的定子线圈时的磁通分布。如图2所示，当电流没有提供时，由所述永磁体m发出的磁通的一部分21流向所述定子11，与所述定子线圈产生交连。此外，从所述永磁体m发出的磁通的其它部分1穿过两侧的磁通旁路路径3朝向相邻磁极泄漏。

由于此原因，容易抑制穿过所述磁通旁路路径3泄漏的磁通量。因此，当所述旋转电机在低载荷下操作时，所需的扭矩能够容易地通过抑制与所述定子线圈产生交连的磁通量的来产生。

图3是解释性示意图，示出当电流提供至所述定子线圈时的磁通分布。当所述转子12在箭头Y1的方向旋转时，由永磁体m发出的磁通53面向旋转的方向。此外，应该理解的是，从所述永磁体m至磁通旁路路径3的磁通的泄漏由电枢反作用(armature counteraction)31抑制。具体而言，采用此实施例的旋转电机，所述磁通旁路路径3(磁通泄漏路径)被提供，使得无载荷或者低载荷期间，磁通在相邻磁极之间泄漏。此外，所述磁通旁路路径3(磁通泄漏路径)被布置在这样的位置，从而流向所述磁通旁路路径3的泄漏磁通能够通过根据电枢电流的电枢作用(armature action)(机器作为电流的函数)来抑制。

以此方式，采用根据第一实施例的旋转电机，所述磁通旁路路径3设置作为当从所述永磁体m发出的磁通朝向相邻永磁体泄漏时的路径。此外，每个磁通旁路路径3的磁通流入以及流出部分(由图1中的符号“a”表示的部分)被设置在所述空气隙4附近。因此，通过抑制流向所述定子线圈的电流，流过磁通旁路路径3的磁通容易被抑制。

此外，通过当所述转子12在无载荷情况或者低载荷情况下旋转时增加泄漏磁通，包括在与所述定子11交连的磁通能够被减少，并且损失能够被降低。此外，当在高载荷情况下旋转时，能够通过抑制流向所述定子线圈的电流来抑制泄漏磁通，并且包括在与所述定子11交连的磁通能够增加，从而提供高扭矩。因此，当本实施例的旋转电机使用在电动车辆中时，模式运行电力消耗能够被大大地改善。

此外，通过在空气隙4附近设置磁通旁路路径3，磁通流入以及流出部分被布置在空气隙4附近而无需使转子结构复杂化，从而，使得易于抑制流动穿过所述磁通旁路路径3的磁通量。

此外，所述磁路2的宽度A以及所述磁通旁路路径3的宽度B被设置为B>A的关系，并且，在从所述永磁体m发出的磁通中，泄漏磁通的大部分是穿过所述磁通旁路路径3的磁通，允许磁通量易于抑制。此外，如果关系为B>2A的结构被使用，抑制能够更加的改善。

采用本实施例的旋转电机，象在无载荷或者低载荷期间，当小电流I被提供至所述定子线圈时，产生流动穿过所述磁通旁路路径3的泄漏磁通，从而减小了由所述永磁体m的磁通在定子线圈中感应出的反电动势，此反电动势引起在所述转子12中产生的扭矩Tr的减小。此外，当流向所述定子线圈的电流I增加以便在高速下运转旋转电机时，泄漏磁通减小，并且包括在与电枢交连的磁体的磁通量增加，由此允许所述扭矩Tr增加。具体而言，关于采用本实施例的旋转电机的扭矩Tr以及电流I，随着所述电流I的增加，所述扭矩Tr的改变速度增加，如图13中的符号q1所示。

换言之，当扭矩Tr关于扭矩常量KT与电流I表示为Tr＝KT×I时，扭矩常量KT以函数KT＝Kt(I)与电流I相关，并且在处于或者低于芯体材料的磁场饱和下，具有d(Kt(I))/dI≥0关系的操作特性被设定。

因此，当施加电流时，所述磁体磁通与所述定子线圈之间的交连程度增加，并且扭矩常量增加。由于这个原因，在低扭矩范围，磁体磁通与定子线圈之间的交连程度减小，损耗减小，并且所感应的电压也减小，这增加了可变速度范围。此外，磁场回路相对于磁极的中心是对称的，并且，无论所述转子12旋转的方向如何均获得大致相似的特性。

此外，在关于磁体的磁通分布的上述关系d(Kt(I))/dI≥0的情况下，当施加电流时，磁体向相反磁极的磁通泄漏量减小，并且最大扭矩常量KT_max被设置为比最小扭矩常量KT_min高出10％或者更大。具体而言，如图14中曲线q2所表示的，当无电流I传导至定子线圈时，在无载荷下所述扭矩常量KT被设置为最小值KT_min，并且当所述电流I大时，所述扭矩常量KT被设置在最大值KT_max。所述最大扭矩常量KT_max被设置为至少比所述最小扭矩常量KT_min高出10％。

通过以这种方式设置参数，在不使用特殊抑制方法或者附加结构情况下，能够通过通常电流抑制来抑制磁体磁通。因此，在不增加成本的情况下能够提高性能。此外，在高转速期间弱磁场抑制的水平能够减小，并且能够使用具有低矫顽场强度的低成本磁体。另外，所述磁体的尺寸能够减小。

此外，在第一实施例中，发动机有凸极特性，其中在d轴方向的电感Ld与在q轴方向的电感Lq之间的关系为Ld>Lq，并且因此，当正d轴电流被施加至所述定子线圈时，能够获得正磁阻扭矩，这允许最大扭矩增加。

此外，对于所述永磁体m，使用能够通过由所述定子规格以及电源容量产生的反磁场磁化/退磁的磁体，并且因此，采用旋转电机的电机的特性能够被改变。

接下来，将参照图4至图8说明出现在第一实施例中的旋转电机的修改示例。图4是示出第一修改示例的图形。关于所述转子12，两个永磁体m1以及m2相对于圆周方向倾斜并且相对于d轴对称设置。此外，如图4所示，磁场阻碍部件22a以及22b被形成于所述永磁体m1以及所述永磁体m2一侧。因此，于转子铁芯13与磁通旁路路径5a以及5b之间流动的磁通被磁场阻碍部件22a以及22b屏蔽。此外，通过形成磁场阻碍部件22a以及22b，设置在所述永磁体m1一侧的磁路23a以及设置在所述永磁体m2一侧的磁路23b中的每个都有窄的宽度(宽度A2)。因此，磁路24形成于两永磁体m1与m2之间，并且此磁路24也有小的宽度(宽度A1)。此外，所述磁路24以及所述磁路23a和23b的宽度A1以及A2被设置为小于所述磁通旁路路径3的宽度B。

因此，在有此结构的第一修改示例中，能够实现与上述第一实施例相似的效果。

图5是示出第二修改示例的图形。如图5所示，在第二修改示例中，两个永磁体m3以及m4被设置在所述转子12的一个磁极中。相应永磁体m3以及m4如此布置，使得它们的纵向方向与q轴一致，q轴构成磁极之间的中心轴线(相对于d轴倾斜45°的轴线)。此外，相应永磁体m3以及m4在相对于径向方向成直角的方向上磁化，如由箭头D1以及D2所示出的方向。

磁通旁路路径26a以及26b被形成于作为所述永磁体m3以及m4的外圆周侧的端部的所述转子12中，并且宽度窄的磁路25a以及25b通过作为内圆周侧端部的转子12中的间隙部分形成。在图5中示出的磁路25a以及25b的宽度A被设置为小于所述磁通旁路路径26a以及26b的宽度B。

因此，在有此结构的第二修改示例中，能够实现与上述第一实施例相似的效果。

图6是示出第三修改示例的图形。如图6所示，在第三修改示例中，三个永磁体m5、m6以及m7被设置在所述转子12的单个磁极中。这些磁体中的永磁体m5如此设置，使得其纵向方向沿着所述转子12的圆周方向延伸，并且其中心基本上与d轴一致。此外，所述永磁体5在所述转子12的径向方向磁化。所述永磁体m6以及m7如此设置，使得其纵向方向与作为磁极之间的中心轴线的q轴一致。此外，所述永磁体m6以及m7在与径向方向垂直的方向上磁化。

磁通旁路路径27a以及27b设置在永磁体m6以及m7的外圆周侧的端部处，并且宽度窄的磁路28a以及28b被设置在永磁体m5的两端处。磁路28a以及28b的宽度A被设置为小于磁通旁路路径27a以及27b的宽度B。

因此，在有此结构的第三修改示例中，能够实现与上述第一实施例相似的效果。

图7是示出第四修改示例的图形。如图7所示，在第四修改示例中，三个永磁体m8、m9以及m10被设置在所述转子12的单个磁极中。这些磁体中的永磁体m8如此设置，使得纵向方向沿着所述转子12的圆周方向延伸，并且永磁体m8的中心基本上与d轴一致。此外，永磁体m8在所述转子12的径向方向上被磁化。所述永磁体m9以及m10被布置在这样的位置，它们从q轴略微靠内，并且永磁体m9以及m10在与转子12的径向方向垂直的方向上磁化。

磁通旁路路径29a以及29b被设置在永磁体m9以及m10的外圆周侧的端部处，并且宽度窄的磁路30a以及30b被设置在所述永磁体m8的两端处。磁路30a以及30b的宽度A被设置为小于磁通旁路路径29a以及29b的宽度B。

因此，在有此结构的第四修改示例中，能够实现与第一实施例相似的效果。

图8是示出第五修改示例的图形。如图8所示，在第五修改示例中，永磁体m11朝向转子12的一磁极中的外圆周侧设置。所述永磁体m11在所述转子12的径向方向上磁化。此外，磁场阻碍部件35a以及35b被设置在所述永磁体m11的两端，并且磁场阻碍部件36a以及36b被设置在其外侧。此外，磁路32a以及32b在所述永磁体m11与所述磁场阻碍部件35a和35b之间形成，并且磁通旁路路径33a以及33b在内侧的磁场阻碍部件35a以及35b与外侧的磁场阻碍部件36a以及36b之间形成。此外，外侧的磁场阻碍部件36a以及36b的外圆周部分形成磁路34a以及34b。此外，所述磁路32a、32b的宽度A被设置为小于所述磁通旁路路径33a以及33b的宽度B。

因此，在有此结构的第五修改示例中，能够实现与第一实施例相似的效果。

第二实施例

下文将描述第二实施例。图9是示出第二实施例的旋转电机的结构的图形。在图9中，仅示出了整个旋转电机的四分之一。旋转电机的整个结构的其余四分之三中的每个其它四分之一以连续重复的方式重复所示出的四分之一。为简单起见，第一实施例的相同的附图标记将被用于描述第二实施例。如图9所示，如上文所描述的第一实施例，第二实施例的旋转电机有环形定子11以及同心布置的转子12，空气隙4作为所述定子11与所述转子12之间的间隙部分。所述转子12有转子铁芯13。

在与所述定子11相对的转子铁芯13的周边上，四个永磁体m(具体而言，四极结构)相对于彼此以等间距的方式沿圆周方向设置，相邻永磁体的极性是相反的。在图9中，示出整个旋转电机的四分之一，并且因此仅有一个永磁体m12被示出。此外，在此实施例中，所述永磁体m12朝向所述转子铁芯13的外圆周侧设置。

间隙被设置在转子铁芯13的相反位置，并且所述永磁体m12通过嵌入间隙的方式牢固的固定在所述转子铁芯13上。此外，所述永磁体m12的中心与d轴一致，并且所述转子12的径向方向为磁化方向。

此外，屏蔽磁场的流的磁场阻碍部件37a以及37b被设置在所述永磁体m12的两侧，并且磁通旁路路径39a以及39b在所述磁场阻碍部件37a以及37b的外圆周侧处形成。此外，磁场阻碍部件38a以及38b形成在所述磁通旁路路径39a以及39b的外圆周侧。具体而言，所述磁场阻碍部件38a以及38b被形成在所述转子12与所述空气隙4之间，并且因此，所述磁通旁路路径39a和39b与所述定子11之间的间隙是大的。此外，宽度窄的磁路41a以及41b形成在所述永磁体m12与所述磁场阻碍部件37a和37b之间。磁场阻碍部件能够由相对磁导率为1的材料形成，例如树脂或者空气。

采用根据第二实施例的旋转电机，通过设置所述磁场阻碍部件38a以及38b，磁通旁路路径39a以及39b与所述定子11磁性分离。此外，磁阻碍部件37a以及37b被设置在所述磁通旁路路径39a以及39b的内侧，并且因此，通过设置所述磁场阻碍部件37a以及37b，磁性分离也相对于转子铁芯13的内侧形成。

图10示出了当在图9中示出的磁场阻碍部件38a以及38b不设置在所述定子11与磁通旁路路径39a和39b之间时的磁通的流。导通期间，产生穿过磁通旁路路径39a以及39b朝向所述定子11的泄漏磁通40，由于磁体磁通抑制能力的减小而引起扭矩减小。然而，如图9所示，通过设置磁阻碍部件38a以及38b，尽管有磁通55流向定子11，在图10中示出的泄漏磁通40也能够被抑制，并且抑制磁通的能力能够被增加。

以此方式，采用第二实施例的旋转电机，通过在所述转子铁芯13与所述定子11之间形成磁阻碍部件38a以及38b，所述转子铁芯13与所述定子11之间的磁阻能够增加，并且从转子铁芯13流向定子11的泄漏磁通40能够被抑制。此外，从磁通旁路路径39a以及39b至定子11的磁场阻力增加，并且因此，可以抑制由于磁通投影(magnetic flux projection)导致的扭矩减小以及磁通抑制水平的损失。

第三实施例

下文将描述第三实施例。图11是示出根据第三实施例的旋转电机的结构的图形。如第一以及第二实施例，图11仅示出整个旋转电机的四分之一。旋转电机的整个结构的其余四分之三中的每个其它四分之一以连续重复的方式重复所示的四分之一。为简单起见，第一实施例的相同的附图标记将被用于描述第三实施例。如图11所示，如上文所描述的第一以及第二实施例，第三实施例的旋转电机有环形定子11以及同心布置的转子12，空气隙4用作所述定子11与所述转子12之间的间隙部分。所述转子12包括转子铁芯13。

在与所述定子11相对的转子铁芯13的圆周边缘部分上，四个永磁体m(特别是，四极结构)相对于彼此以等间距的方式沿圆周方向设置，相邻永磁体的极性是相反的。在图11中，示出整个旋转电机的四分之一，并且因此仅有一个永磁体m13被示出。

间隙被设置在转子铁芯13的相对位置，并且所述永磁体m13通过嵌入间隙的方式牢固地固定在所述转子铁芯13上。此外，所述永磁体m13的中心与d轴一致，并且所述转子12的径向方向为磁化方向。

此外，屏蔽磁通的流的磁场阻碍部件42a以及42b被设置在所述永磁体m13的两侧，磁通旁路路径43a以及43b被形成在磁场阻碍部件42a以及42b的外圆周侧处，磁阻碍部件44a以及44b被设置在磁通旁路路径43a以及43b的外圆周侧，并且宽度窄的桥形成部件45a以及45b被设置在磁阻碍部件44a以及44b的外圆周侧。因此，所述空气隙4形成在所述桥形成部件45a和45b与所述定子11之间。

此外，宽度窄的磁路46a以及46b形成于所述永磁体m13与所述磁阻碍部件42a和42b之间，并且磁路46a以及46b的宽度基本上与所述桥形成部件45a以及45b的宽度一样。

采用根据第三实施例的旋转电机，磁通旁路路径43a和43b与所述定子11被磁阻碍部件44a和44b磁分离。此外，磁阻碍部件42a以及42b被设置在磁通旁路路径43a以及43b的内侧，并且磁通旁路路径43a和43b与转子铁芯13的内侧通过磁场阻碍部件42a和42b磁分离。因此，可以减少从转子铁芯13流向定子11的泄漏磁通。

此外，通过提供宽度窄的桥形成部件45a以及45b，磁导脉动可以减小，并且扭矩波动能够减少，因此有助于增加扭矩。

第四实施例

下文将描述第四实施例。图12是示出根据第四实施例的旋转电机的结构的图形。根据第四实施例的旋转电机与上文所描述的第三实施例的旋转电机有基本上一样的结构。因此，同样的部件被标有同样的符号，并且它们的结构描述已被省略。

采用根据第四实施例的旋转电机，如图12所示，桥形成部件45a以及45b被设置在转子12的外圆周部分，并且桥形成部件45a和45b以及磁通旁路路径43a和43b通过连接部件47a以及47b连接。磁场阻碍部件44a以及44b形成于桥形成部件45a和45b与磁通旁路路径43a和43b之间。

采用此实施例的旋转电机，连接部分47a以及47b被设置在空气隙4附近，并且形成于连接部件47a和47b处的转子12的切线48与在磁通旁路路径43a和43b上的磁通矢量方向49之间的角度θ被设置为45°至90°的范围内。

通过此方式设置该角度，流入磁通旁路路径43a和43b流入或者从磁通旁路路径43a和43b流出的磁通穿过磁通旁路路径43a和43b远端处的连接部分47a以及47b，并且因此通过所述定子11的反磁场能够有效的实现泄漏磁通的抑制。此外，从所述磁通旁路路径43a以及43b至所述定子11的磁场抑制得以增加，并且可以减少由于磁通投影导致的扭矩损失和磁通抑制的量。

虽然仅只选定的实施例被选择用于说明本发明，根据本公开内容对于本领域的技术人员显而易见的是，在不偏离由所附权利要求书限定的本发明范围的情况下，可以做出各种改变以及修改。一个元件的功能可以由两个元件执行，并且反之亦然。一实施例的结构和功能可以在另一实施例中采用。不需要所有的优点同时存在于一特定的实施例中。有别于现有技术的每个独特特征，无论是单独或者与其他特征的组合，也应认为是申请人的进一步发明的单独说明，包括由此类特征体现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施例的上述描述仅用于说明，而非用于限制由所附权利要求书以及其等价物限定的本发明。

Claims (8)

1.一种可变磁通型旋转电机，包括：

环形定子，包括缠绕在多个齿上的定子线圈；以及

圆形转子，与所述定子同心并且在所述转子与所述定子之间限定出空气隙，并且所述转子包括设置于d轴磁路上的至少一个永磁体，磁场回路的形状相对于磁极中心基本上对称；

所述定子与所述转子相对于所述至少一个永磁体设置以在处于或者低于所述定子和转子中的至少一个的芯体材料的磁饱和的范围内设定d(Kt(I))dI≥0的操作特性，其中KT代表扭矩常量，而I代表施加的电流，并且相应于由Tr＝KT×I表示的、作用在所述转子上的给定扭矩Tr，扭矩常量KT相对于所施加电流I的函数由KT＝Kt(I)表示。

2.根据权利要求1所述的可变磁通型旋转电机，其中

从所述至少一个永磁体发出的磁通的分布具有特性d(Kt(I))/dI≥0，使得所述定子以及所述转子相对于至少一个永磁体布置以设定随着电流的施加而减小的、在无载荷状态下所述至少一个永磁体的磁通向相反磁极的泄漏量以及取值比最小扭矩常量KT_min大10％或者更多的最大扭矩常量KT_max。

3.根据权利要求1或2所述的可变磁通型旋转电机，其中

关于所述磁场回路的磁体磁通特性，所述定子以及转子相对于所述至少一个永磁体布置以设置用作磁通向相邻永磁体磁极泄漏的路径且设置在所述转子与定子之间的空气间隙附近的磁通旁路路径的磁通流入和流出部分，使得与朝向所述至少一个永磁体的相反磁极泄漏所遇到的磁场阻力相比，从所述至少一个永磁体发出的磁通朝向与所述至少一个永磁体相邻的相邻永磁体的相反磁极泄漏遇到更小的磁场阻力。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的可变磁通型旋转电机，其中

磁场阻碍部件被设置于所述磁通旁路路径与空气隙之间，以抑制从所述磁通旁路部分向所述定子的定子铁芯的磁通泄漏。

5.根据权利要求4所述的可变磁通型旋转电机，其中

所述转子铁芯有桥形成部分，设置在所述磁阻碍与所述空气隙之间。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的可变磁通型旋转电机，其中

所述磁通旁路路径的磁通流入以及流出部分设置在所述空气隙附近，并且所述磁通旁路路径如此设置，使得形成于所述空气隙中的磁通量矢量的方向与所述转外圆周的圆弧和所述磁通矢量之间交点处的切线方向之间的角度在45°至90°的范围内。

7.根据权利要求1至6所述的可变磁通型旋转电机，其中

所述转子有凸极特性，其中d轴电感Ld大于q轴电感Lq。

8.根据权利要求1至7所述的可变磁通型旋转电机，其中

所述至少一个永磁体的磁体厚度与矫顽场强度之间的关系根据用于驱动旋转电机的电源容量以及定子的特性进行设定，以提供其中所述至少一个永磁体在操作期间通过反电场选择性地予以磁化以及退磁的磁化/退磁能力。