CN105720765B - 轴向间隙型的旋转电机 - Google Patents
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Abstract
提供一种简易结构的旋转电机,其有效地利用由电枢线圈产生的高次空间谐波磁通,不从外部提供电力就能得到大的磁转矩。轴向间隙型的旋转电机(M)具备:2个转子(200、300),其以轴(RS)为中心进行旋转驱动;以及定子(100),其两面在轴心方向上与转子相对,具有:多个电枢线圈(11),其围绕定子的轴而配置;多个感应线圈(21)和多个励磁线圈(22),其围绕2个转子各自的轴而配置;以及二极管,其将由感应线圈产生的感应电流进行整流而提供给励磁线圈。
Description
技术领域
本发明涉及利用绕组励磁的双转子的轴向间隙型的旋转电机。
背景技术
在旋转电机中,使转子和定子隔着间隙相对,例如,使由配置在定子侧的电枢线圈产生的磁通与转子侧交链来形成磁回路从而得到旋转力(磁阻转矩),为了辅助该旋转力,也会配置永磁铁、励磁绕组(电磁铁)而利用磁转矩。
然而,在这种旋转电机中,由电枢线圈产生的磁通中叠加有高次空间谐波成分,因此高次空间谐波磁通也会在该磁通交链一侧交链。
然而,当高次空间谐波磁通发生交链时,永磁铁会由于在内部产生的涡电流导致发热而矫顽力降低,由此会有使磁力不可逆地变小的问题。因此,如果例如专利文献1所述是在高次空间谐波磁通发生交链的转子侧埋入永磁铁的类型,则存在该永磁铁的磁力会下降的问题。
为了解决该问题,需要使用矫顽力高的添加了大量镝(Dy)、铽(Tb)等重稀土类的昂贵的磁铁,存在成本变高的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2006-187091号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此,本发明的目的在于提供一种简易结构的旋转电机,其不使用永磁铁,有效地利用由电枢线圈产生的高次空间谐波磁通,不从外部提供电力就能得到大的磁转矩。
用于解决问题的方案
解决上述问题的旋转电机的发明的一个方式是一种轴向间隙型的旋转电机,具备:2个转子,其以旋转轴为中心进行旋转驱动;以及定子,其两面在上述旋转轴的轴心方向上与上述转子相对,上述轴向间隙型的旋转电机具有:多个电枢线圈,其配置在上述定子的上述旋转轴轴心的周围;多个感应线圈和多个励磁线圈,其配置在上述2个转子的各自的上述旋转轴轴心的周围;以及整流元件,其对上述感应线圈产生的感应电流进行整流,并将整流后产生的电流提供给上述励磁线圈。
即,构建如下结构:2个转子以夹着围绕旋转轴的轴心地具备电枢线圈的定子的轴心方向的两面的方式相对,这2个转子分别围绕旋转轴地具有多个感应线圈和多个励磁线圈,用整流元件将由感应线圈产生的感应电流进行整流而提供给励磁线圈。
发明效果
根据本发明的一个方式,构建为使转子在定子的两面侧从轴心方向相对的轴向间隙型,能使由定子的电枢线圈产生的高次空间谐波磁通与两面侧的转子交链。
因此,能简易地构建在定子的两面侧产生同样的磁转矩的对称结构的转子。另外,不使用永磁铁就能有效地利用高次空间谐波磁通,不从外部提供电力就能用2个转子的大的磁转矩使旋转轴一体旋转。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的轴向间隙型的旋转电机的图,是示出其概略整体构成的分解立体图。
图2是示出定子的结构的立体图。
图3是示出转子的结构的立体图。
图4是通过二极管连接感应线圈和励磁线圈的简易的电路构成图。
图5A是说明电枢线圈、感应线圈和励磁线圈卷绕于铁芯材料的模型图。
图5B是说明在电枢线圈、感应线圈和励磁线圈中产生而交链的磁通的磁力线图。
图6是示出旋转坐标系中的3次空间谐波磁通的磁通密度和磁通矢量的磁通特性图。
图7是说明无辅助极的径向间隙型的情况下的由电枢线圈、感应线圈和励磁线圈产生而交链的磁通的磁力线图。
图8是说明有辅助极的径向间隙型的情况下的由电枢线圈、感应线圈和励磁线圈产生而交链的磁通的磁力线图。
图9是示出将电枢线圈集中缠绕或者分布缠绕时通过间隙交链的情况下随旋转角而变化的磁通密度的坐标图。
图10是示出叠加于图9所示的磁通的各高次空间谐波磁通的磁通密度的坐标图。
图11是为了对IPMSM、无辅助极的径向间隙型和有辅助极的径向间隙型进行比较而示出由它们分别得到的转矩波形的坐标图。
附图标记说明:
11、11u~11w:电枢线圈(绕组线圈)
15:定子铁芯
16:保持盘
17:定子槽
21、21a1~21a6、21b1~21b6:感应线圈(绕组线圈)
22、22a1~22a6、22b1~22b6:励磁线圈(绕组线圈)
23A、23B:二极管(整流元件)
25:转子铁芯(铁芯材料)
26:磁轭
27:转子槽
29:闭合回路
30:端板
33:电路基板
32:箱体
100:定子
200、300:转子
G:间隙
HF:高次空间谐波磁通
M:旋转电机
MF:磁通
RS:轴(旋转轴)
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。图1~图11是示出本发明的一个实施方式的轴向间隙型的旋转电机的图。
在图1中,旋转电机M具备外形大致形成为圆盘形状的定子100和2个转子200、300,如后述那样,具有无需从外部对转子200、300进行能量输入的结构,例如具有适合搭载于混合动力汽车、电动汽车的性能。
该旋转电机M以与定子100的两面隔着间隙G相对而夹住定子100的形态在贯通轴心的轴(旋转轴)RS上分别装配有2个转子200、300,定子100支撑轴RS使其旋转自如,转子200、300固定于该轴RS。即,旋转电机M构建为在轴RS的轴心方向上用2个转子200、300夹着定子100而相对的轴向间隙双转子型电动机。
如图2所示,定子100具备短粗形状的、截面为大致梯形的多个定子铁芯15,该定子铁芯15分别卷绕有连接着3相交流电源(未图示)的电枢线圈11,配置在围绕轴RS的轴心的位置。
定子铁芯15由高透磁率的磁性材料制作,沿着与轴RS平行的方向延伸,3相的各相电枢线圈11u、11v、11w分别按6极彼此无间隙地并列的状态集中缠绕。
即,电枢线圈11利用定子铁芯15间的18个部位的定子槽17形成中心线与轴RS平行的绕组线圈,18极(磁极数为18)均等地围绕轴RS而配置。简而言之,电枢线圈11是以旋转轴的轴心方向为中心而缠绕成的绕组,分别围绕该旋转轴均等地配置。
如图1所示,该定子铁芯15的两端侧被2个圆盘形状的保持盘16保持,上述2个圆盘形状的保持盘16介于转子200、300之间而被夹住,保持盘16以使定子铁芯15的两端部15a插入开口的保持孔16a内而使端面15b露出的状态进行保持。此外,保持盘16由非磁性体材料制作从而不会妨碍形成高质量的磁回路,利用装配于中心部的未图示的轴承来支撑轴RS,轴RS贯通该轴承并且旋转自如。
由此,定子铁芯15以其端部15a的端面15b隔着间隙G与转子200、300的后述的转子铁芯(铁芯材料)25的端部25a的端面25b相对的方式配置于定子100。通过对电枢线圈11施加交流电而在定子100中产生磁通,能使该磁通从定子铁芯15的端面15b与转子200、300的转子铁芯25的端面25b发生交链。
因此,在旋转电机M中,能使在位于定子铁芯15的两侧的转子铁芯25中发生交链的磁通在后述的磁轭26中迂回从而形成闭合的磁回路,能利用使形成该磁回路的磁通的磁路最短的磁阻转矩(主旋转力)使夹着定子100的2个转子200、300分别相对旋转。
因此,旋转电机M需要使固定于共用的轴RS的转子200、300以相同的旋转力一体旋转,该转子200、300构建为在定子100的两面侧对称的结构。
其结果是,轴RS的轴心与在定子100的两面侧相对旋转的转子200、300一致且轴RS与转子200、300一体旋转,旋转电机M能将从轴RS通电输入的电能量转换成机械能量而输出。
此时,在旋转电机M中,从定子铁芯15与转子铁芯25发生交链的磁通中叠加有高次空间谐波成分。因此,在转子200、300侧也能利用从定子100侧交链的磁通的高次空间谐波成分的磁通密度的变化,使内置的线圈产生感应电流来得到电磁力。
详细地说,定子100的电枢线圈11所生成的磁通是在按施加的交流电的基本频率发生变动的主磁通中叠加有高次空间谐波成分,该高次空间谐波成分与转子200、300(转子铁芯25)发生交链。
因此,在转子200、300中,按与主磁通的基本频率不同的周期随时间变化的高次空间谐波磁通与转子铁芯25发生交链,通过在转子铁芯25中设置线圈,不用另外连接外部电源等来输入电力就能高效地产生感应电流。其结果是,能将会引发铁损的高次空间谐波磁通回收为用于自励磁的能量。
因此,如图3所示,旋转电机M将形成于转子铁芯25相邻的侧面间的空间用作转子槽27,在该转子铁芯25的长度方向上卷绕2级绕组,由此来配置感应线圈21和励磁线圈22。
具体地说,转子200、300具备短粗形状的、截面为大致梯形的多个转子铁芯25,在该转子铁芯25上一同卷绕不与外部电源连接的感应线圈21和励磁线圈22,将其配置在围绕轴RS的轴心的位置。
转子铁芯25由高透磁率的磁性材料制作,在与轴RS平行的方向上延伸,共用的铁芯材料为上下2段,感应线圈21和励磁线圈22分别无间隙地集中缠绕而并列。
即,感应线圈21和励磁线圈22利用转子铁芯25间的12个部位的转子槽27来形成中心线与轴RS平行的绕组线圈,由此将12极(槽数为12)均等地围绕轴RS而配置。简而言之,感应线圈21和励磁线圈22是以旋转轴的轴心方向为中心而缠绕成的绕组,分别围绕该旋转轴而均等地配置。
因此,在旋转电机M中,转子200、300侧的感应线圈21和励磁线圈22的槽数S(12)与定子100侧的电枢线圈11的磁极数P(18)的构成比S/P为2/3。
另外,转子铁芯25的端面25b与定子铁芯15的端面15b隔着间隙G相对,转子铁芯25以远离端部25a的一侧与圆盘形状的磁轭26的一面侧形成一体。此外,使轴RS贯通磁轭26的中心部而将磁轭26装配于轴RS,使它们成为一体。
根据该结构,从定子铁芯15的端面15b侧与转子铁芯25的端面25b交链的磁通在该端面25b的背面侧的磁轭26中迂回,在与另一个转子铁芯25的端面25b相对的定子铁芯15的端面15b再次交链,由此能形成闭合的磁回路。
并且,感应线圈21配置于转子铁芯25的远离磁轭26的能与来自定子铁芯15的高次空间谐波磁通有效地交链的端部25a侧,励磁线圈22配置在转子铁芯25的接近磁轭26的连接部25c侧。
由此,旋转电机M能隔着小间隙G使磁通从定子铁芯15的端面15b与转子铁芯25的端面25b高密度地发生交链,能利用该交链的磁通中包含的高次空间谐波成分(磁通密度的变化)使感应线圈21产生感应电流而将其提供给励磁线圈22。
该励磁线圈22将从感应线圈21接受的感应电流自励磁为励磁电流,由此能产生磁通(电磁力),能使该磁通从转子铁芯25的端面25b与定子铁芯15的端面15b发生交链。
因此,旋转电机M能得到产生主旋转力的电枢线圈11的磁通以外的磁转矩(辅助旋转力),能辅助转子200、300的旋转驱动。
此时,旋转电机M将由感应线圈21产生的交流的感应电流变为直流的励磁电流而将其提供给励磁线圈22,由此使转子铁芯25发挥电磁铁的功能来产生电磁力,因此为了有效利用该交流的感应电流,在图4所示的闭合回路29内分别连接感应线圈21和励磁线圈22。
具体地说,如图4所示,感应线圈21以按相同方向卷绕于转子铁芯25的方式被集中缠绕,在相同周向地隔1个(1极)串联连接。在旋转电机M中,分别串联连接的感应线圈21a1~21a6和感应线圈21b1~21b6这2组的感应电路21A、21B的一端侧与二极管(整流元件)23A、23B连接,然后这2组并联连接。此外,将感应线圈21每隔1极串联连接的情况作为一个例子进行了说明,但是不限于此,也可以在周向上进行2分割并分别串联连接。
励磁线圈22集中缠绕于转子铁芯25,相邻的励磁线圈22彼此反向卷绕,转子铁芯25的端部25a侧和连接部25c侧交替连接而成为全串联连接。在该旋转电机M中,感应电路21A和二极管23A的电路与感应电路21B和二极管23B的电路并联连接,使得全串联连接的励磁线圈22a1~22a6的励磁回路22N在转子铁芯25的端部25a侧发挥N极的功能,另外,使得励磁线圈22b1~22b6的励磁回路22S在转子铁芯25的端部25a侧发挥S极的功能。
即,感应线圈21和励磁线圈22作为励磁回路22N、22S和感应电路21A、21B而与二极管23A、23B一起连接在不与外部电源等电路连接的闭合回路29内。
根据该电路构成,旋转电机M通过二极管23A、23B对在感应线圈21中产生的交流的感应电流进行半波整流,将其调整为直流励磁电流后使其合流,提供给全都串联连接的励磁线圈22。因此,在该旋转电机M中,能利用在每个励磁线圈22中合流的直流励磁电流有效地进行自励磁来产生大的磁通(电磁力),能使励磁回路22N、22S分别发挥与定子100的定子铁芯15的N极或者S极相对的电磁铁的功能。
另外,在使感应线圈21、励磁线圈22多极化的情况下,也能通过使其中的励磁线圈22全串联来抑制的二极管23A、23B的使用数量。为了避免大量使用,该二极管23A、23B不形成一般的H桥型的全波整流电路,而是分别以相差180度相位的方式连接,形成使一方感应电流反相而进行半波整流输出的中性点钳型半波整流电路(整流元件)。
此外,如图1所示,旋转电机M装配有箱体32和电路基板33,箱体32和电路基板33与分别固定于转子200、300的相对于定子100的背面侧的含绝缘材料的端板30一体旋转。电路基板33紧凑地形成有连接感应线圈21和励磁线圈22的未图示的接线图案,将收纳于箱体32内的二极管23A、23B的引脚(pin)电极23c分别与该接线图案连接从而形成闭合回路29(图4所示),电路基板33与转子200、300一体旋转。
端板30形成为与转子200、300的磁轭26相同直径的圆盘形状,以与磁轭26的相对于转子铁芯25的背面侧相对接触的状态固定于轴RS,并且固定爪30a嵌入形成于该磁轭26的背面侧的切口26a从而使端板30不能相对旋转,使端板30与转子200、300一体旋转。
电路基板33形成为与端板30大致相同直径的圆盘形状,以与转子200、300的相对于磁轭26的背面侧紧密接触的状态被固定,使引出到外部的二极管23A、23B的引脚电极32a成为弯曲的状态,以与箱体32的一面侧紧密接触的状态被固定。
在此,为了有效利用从定子铁芯15的端面15b与转子铁芯25的端面25b发生交链的3次空间谐波磁通,进行磁场解析来确认高次空间谐波磁路,在此基础上,以能高效地产生感应电流的方式设置感应线圈21和励磁线圈22。具体地说,如上所述,使转子200、300的槽数S与定子100的磁极数P的构成比S/P为2/3,由此形成能高效利用旋转坐标系中的3f次空间谐波磁通(f=1,2,3…)的结构。
详细地说,例如旋转坐标系的高次空间谐波磁通只不过是仅在转子铁芯25的端面25b的表面附近振动的波形,因此在感应线圈21中无法高效地产生感应电流。而如果将旋转坐标系的3次空间谐波磁通作为回收对象,则由于与输入电枢线圈11的基本频率相比频率高而以短周期进行脉动,能有效地使感应线圈21产生感应电流。因此,能高效地回收叠加于基本频率的磁通的高次空间谐波成分的损失能量来进行旋转。
而且,与上述同样地进行磁通密度分布的磁场解析可知,根据转子齿突极数P与定子槽数S之比,在机械角360度内的周向上磁通密度分布也会分散化,因此认为作用于定子100的电磁力分布也存在偏置。
因此,在旋转电机M中,采用转子200、300的槽数S与定子100的磁极数P的构成比S/P为2/3的结构,由此能使在机械角360度的整周上密度分布均等的磁通交链,能使转子200、300与定子100相对并高质量地相对旋转。
由此,在旋转电机M中,能不损失高次空间谐波磁通地进行有效利用,能高效地回收损失能量,能大幅度减少电磁振动,进行静寂性高的旋转。
另外,感应线圈21、励磁线圈22采用集中卷绕结构,由此,不需要跨多个槽在周向上形成绕组,整体上能小型化。另外,在感应线圈21中,减少了旋转坐标系的1次侧的铜损损失并且高效地产生由作为低次的3次空间谐波磁通的交链带来的感应电流,能增加可回收的损失能量
而且,与感应线圈21利用旋转坐标系的2次空间谐波磁通的情况相比,通过利用旋转坐标系的3次空间谐波磁通能有效地产生感应电流。详细地说,关于感应电流,利用3次空间谐波磁通与利用2次空间谐波磁通相比,能加大磁通的时间变化而形成大电流,能高效地回收。
这样,如图5A所示,在旋转电机M中,在定子100的卷绕电枢线圈11的定子铁芯15的两端面15b隔着间隙G与转子200、300各自的转子铁芯25的端面25b相对,使感应线圈21卷绕于各自的转子铁芯25的端部25a侧,另外,使励磁线圈22卷绕于各自的转子铁芯25的磁轭26(连接部25c)侧。
由此,如图5B所示,旋转电机M能使对电枢线圈11通电而产生的磁通MF形成在定子铁芯15与两侧的转子铁芯25之间发生交链并在磁轭26中迂回的磁回路,能使2个转子200、300相对于定子100旋转。另外,除此以外,叠加于该磁通MF的高次空间谐波磁通HF也从定子铁芯15与两侧的转子铁芯25发生交链,能由各自的端部25a侧的感应线圈21高效地回收而产生感应电流,能将用二极管23A、23B对该感应电流进行了整流的励磁电流提供给励磁线圈22。因此,例如在图6中,将在定子铁芯15和两侧的2个转子铁芯25之间交链的3次空间谐波磁通HF的磁通密度用磁通矢量V表示,旋转电机M能在定子铁芯15和两侧的2个转子铁芯25之间使高次空间谐波磁通HF以高磁通密度发生交链,以大的磁转矩使轴RS旋转。
相比之下,例如在径向上定子和转子隔着间隙相对的径向间隙型的旋转电机的情况下,配置有直径不同的内转子和外转子,在其间夹着定子。在该结构的情况下,虽然想要在各个转子中配置对称结构的绕组线圈,但是径向上相对的面积在内转子和外转子中差异较大,会导致旋转转矩产生大的差异。
因此,在径向间隙型的旋转电机中,与轴向间隙式相比在结构上无法确保高次空间谐波磁通的大的交链面积,存在即使将电枢线圈11集中缠绕使高次空间谐波磁通的产生量变多也无法有效活用的问题。反之,在轴向间隙型的旋转电机M中,与径向间隙型相比,在结构上泄漏磁通较多,但是能有效回收该泄漏,因此能使高次空间谐波磁通有效地交链来进行活用。
因此,在使用1个转子的径向间隙型的旋转电机的情况下,如图7所示,成为使1个转子铁芯45的端面45b隔着间隙G与卷绕电枢线圈31的定子铁芯35的单侧端面35b相对的结构。其结果是,在该结构中,无法高效地回收对电枢线圈31通电产生的磁通MF中叠加的高次空间谐波磁通HF,无法产生大的磁转矩,并且磁轭46侧的铁损也会比轴向间隙双转子型的旋转电机M增加。
另外,如图8所示,在径向间隙型的旋转电机中,为了回收更多的高次空间谐波磁通HF,也考虑在转子铁芯45间的转子槽47内配置回收用的辅助极铁芯48来卷绕感应线圈49。然而,在该结构中,仅能回收在定子铁芯35的单侧泄漏的高次空间谐波磁通HF,因此得到的磁转矩不如旋转电机M。另外,在该结构中,在转子铁芯45间配置有使磁通交链的辅助极铁芯48,因此也存在转子侧的突极比变小的相反的问题。
而且,旋转电机M在定子100、转子200、300中分别配置有由绕组线圈集中缠绕而成的电枢线圈11、感应线圈21和励磁线圈22,但是也可以进行分布缠绕来代替集中缠绕。然而,电枢线圈11、感应线圈21和励磁线圈22集中缠绕与分布缠绕的情况相比,在定子铁芯15的端面15b和转子铁芯25的端面25b之间交链的磁通密度成为图9所示的磁通密度波形。对该磁通密度波形进行电磁场解析可知,如图10所示,在集中缠绕的情况下比分布缠绕的情况下在静止坐标系中含有较多2次(旋转坐标系中为3次)高次空间谐波磁通。其结果是,在旋转电机M中,与分布缠绕的情况相比,通过采用集中缠绕能使进入转子铁芯25的端面25b的深处的大量高次空间谐波磁通在感应线圈21中发生交链,将感应电流(励磁电流)提供给励磁线圈22,可知选择集中缠绕更有利。
因此,如图11中用转矩波形所示,在旋转电机M中,当开始对用2个转子200、300在轴心方向上夹着的定子100的电枢线圈11提供交流电流时,在该轴向间隙双转子型的情况下,能如图中用实线表示的那样以高转矩使轴RS旋转。而在图11中用点划线表示的图7的径向间隙型无辅助极的结构、在图11中用双点划线表示的图8的径向间隙型有辅助极的结构中,无法如轴向间隙双转子型的旋转电机M那样得到大的转矩。另外,如图11中用虚线所示,为了得到高转矩,在将永磁铁埋入转子内来利用磁转矩的IPMSM(Interior PermanentMagnet Synchronous Motor:内永磁同步电动机)的结构中,可知无法如轴向间隙双转子型的旋转电机M那样用大的转矩对轴RS进行旋转驱动。
这样,在本实施方式中,围绕轴RS而将缠绕方向平行的电枢线圈11、感应线圈21和励磁线圈22分别配置于按轴向间隙式的双转子型构建的定子100和转子200、300,因此能使叠加于由电枢线圈11产生的主磁通的高次空间谐波磁通与两侧的感应线圈21有效地发生交链。并且,能将感应线圈21由此产生的感应电流作为励磁电流高效地提供给励磁线圈22。
因此,不使用永磁铁(不会发生由于高次空间谐波磁通导致磁力降低),并且不从外部提供电力,就能有效地利用高次空间谐波磁通,将磁转矩与磁阻转矩一起均等地作用于各个转子200、300,以大的旋转力进行旋转驱动。
在此,作为本实施方式的其它实施方式,不限于以电磁钢板的层叠结构形成定子铁芯15、转子铁芯25,例如也可以采用所谓SMC铁芯,SMC铁芯是对铁粉等具有磁性的颗粒的表面进行绝缘覆盖处理而形成软磁性复合粉材(Soft Magnetic Composites),再对软磁性复合粉材进行铁粉压缩成形和热处理而制造出的压粉磁芯,另外也可以采用铝导体。
另外,旋转电机M也可以构建为对转子200、300追加配置永磁铁的混合型,由混合励磁型得到磁转矩。
而且,整流元件不仅可以采用二极管23A、23B,也可以采用其它开关元件等半导体元件,不限于收纳于箱体32内的类型,也可以安装在转子200、300的内部。该旋转电机M不限于车载用,例如也能适用于风力发电、工作机械等的驱动源。
虽然公开了本发明的实施方式,但是显然可以由本领域技术人员在不脱离本发明的范围的情况下加以变更。希望将全部该修正和等同物包含于权利要求书。
Claims (5)
1.一种轴向间隙型的旋转电机(M),具备:
2个转子(200、300),其以旋转轴(RS)为中心进行旋转驱动;
定子(100),其两面在上述旋转轴的轴心方向上与上述转子相对;
多个电枢线圈(11),其配置在上述旋转轴轴心的周围;
多个感应线圈(21)和多个励磁线圈(22),其配置在上述2个转子的各自的上述旋转轴轴心的周围;以及
整流元件(23A、23B),其对上述感应线圈产生的感应电流进行整流,并将整流后产生的电流提供给上述励磁线圈,
上述轴向间隙型的旋转电机的特征在于,
具有电路基板,其设置在上述2个转子各自的相对于上述定子的背面侧,形成有连接上述感应线圈和上述励磁线圈的接线图案,
上述整流元件与上述电路基板各自的上述接线图案连接,上述接线图案形成闭合回路,
上述感应线圈和上述励磁线圈卷绕于在上述旋转轴平行方向上延伸的铁芯材料(25)上,
上述感应线圈被卷绕在上述铁芯材料的接近上述定子的位置,上述励磁线圈被卷绕在上述铁芯材料的远离上述定子的位置。
2.根据权利要求1所述的轴向间隙型的旋转电机,其中,
上述电枢线圈(11)、上述感应线圈(21)和上述励磁线圈(22)是由配置在上述旋转轴(RS)轴心的周围的绕组构成的,
上述绕组分别被均等地配置在上述旋转轴的周围。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的轴向间隙型的旋转电机,其中,
卷绕上述感应线圈(21)和上述励磁线圈(22)时所使用的槽数S与卷绕上述电枢线圈的磁极数P的比(S/P)为2/3。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的轴向间隙型的旋转电机,其中,
上述整流元件(23A、23B)连接在包含与上述转子(200、300)一体旋转的上述感应线圈(21)和上述励磁线圈(22)的闭合回路内。
5.根据权利要求3所述的轴向间隙型的旋转电机,其中,
上述整流元件(23A、23B)连接在包含与上述转子(200、300)一体旋转的上述感应线圈(21)和上述励磁线圈(22)的闭合回路内。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110138165A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-08-16 | 江苏大学 | 一种复合磁路定子分割式轴向永磁电机 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP6464917B2 (ja) * | 2015-05-13 | 2019-02-06 | 株式会社デンソー | 界磁巻線型同期機 |
KR101842827B1 (ko) * | 2017-02-07 | 2018-03-28 | 경성대학교 산학협력단 | 이중 고정자 Axial Field형 스위치드 릴럭턴스 전동기 |
JP2018166358A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | スズキ株式会社 | 誘導電動機の制御装置と電気自動車 |
JP6343702B1 (ja) * | 2017-06-01 | 2018-06-13 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 風力発電機 |
JP6658812B2 (ja) * | 2017-07-21 | 2020-03-04 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
FR3076113B1 (fr) * | 2017-12-22 | 2019-11-22 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Machine synchrone a inducteur bobine |
CN108390534B (zh) * | 2018-04-13 | 2023-12-08 | 山东大学 | 一种电动汽车用轮辐式交错转子永磁同步电机及其方法 |
CN109450146B (zh) * | 2018-12-13 | 2023-10-27 | 歌尔股份有限公司 | 一种旋转电机 |
CN109728697B (zh) * | 2019-01-31 | 2020-05-19 | 南京工程学院 | 一种多频对极磁场耦合直驱双馈电机结构极槽设计方法 |
CN112688513B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-03-11 | 福州大学 | 一种轴向磁场调制型永磁电机 |
CN112688516A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 福州大学 | 一种永磁表贴式定子永磁型轴向磁场永磁电机 |
CN113300558B (zh) * | 2021-06-10 | 2022-07-01 | 哈尔滨工业大学 | 双重集中绕组永磁同步电机 |
DE102021003942B4 (de) | 2021-07-29 | 2023-05-11 | DeepDrive GmbH | Stator für eine Radialfluss-Doppelrotormaschine, Radialfluss-Doppelrotormaschine und Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Radialfluss-Doppelrotormaschine |
DE102022202123B4 (de) | 2022-03-02 | 2023-09-28 | DeepDrive GmbH | Elektrisches Antriebssystem |
DE102022205930B3 (de) | 2022-06-10 | 2023-09-28 | DeepDrive GmbH | Radialfluss-Doppelrotormaschine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2582016A2 (en) * | 2011-10-10 | 2013-04-17 | Samsung Electronics Co., Ltd | Motor and rotor of a motor |
CN103730997A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-04-16 | 南京航空航天大学 | 一种励磁集成式无刷同步电机 |
CN203967939U (zh) * | 2014-05-23 | 2014-11-26 | 沈阳揽月工业设计有限公司 | 一种柱式电枢轴向通磁发电机 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006187091A (ja) | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Daikin Ind Ltd | コア、電機子、モータ及び圧縮機並びにそれらの製造方法 |
JP2013038918A (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Toyota Motor Corp | 回転電機 |
JP6142601B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2017-06-07 | スズキ株式会社 | リラクタンスモータ |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2582016A2 (en) * | 2011-10-10 | 2013-04-17 | Samsung Electronics Co., Ltd | Motor and rotor of a motor |
CN103730997A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-04-16 | 南京航空航天大学 | 一种励磁集成式无刷同步电机 |
CN203967939U (zh) * | 2014-05-23 | 2014-11-26 | 沈阳揽月工业设计有限公司 | 一种柱式电枢轴向通磁发电机 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110138165A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-08-16 | 江苏大学 | 一种复合磁路定子分割式轴向永磁电机 |
CN110138165B (zh) * | 2019-04-22 | 2021-02-12 | 江苏大学 | 一种复合磁路定子分割式轴向永磁电机 |
Also Published As
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DE102015226105A1 (de) | 2016-06-23 |
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