CN110391706B - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

提供一种旋转电机，即使是在进行二相调制控制或矩形控制的情况下也能够提高电动机输出。旋转电机(1)具备：定子，其具有连接到逆变器(50)的三相电枢线圈(11)；以及转子，其能相对于定子相对旋转，旋转电机(1)具备：电枢线圈侧中性点(15)，其分别连接三相电枢线圈(11)；逆变器输入侧中性点(65)，其位于逆变器(50)的输入侧；以及中性线(16)，其连接逆变器输入侧中性点(65)与电枢线圈侧中性点(15)，转子具有：转子线圈，其在异步磁通与在定子侧产生的旋转磁场交链时产生感应电流；以及整流元件，其对通过转子线圈的感应电流进行整流。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机。

背景技术

作为旋转电机，已知三相交流电动机。三相交流电动机通过利用逆变器将直流电流转换为具有规定驱动频率的三相交流电，将转换后的三相交流电通入各个电枢线圈，从而使转子旋转。

在三相交流电动机中，在流过电枢线圈的电流大的高负荷时，逆变器的开关损耗与电流的大小成正比地变大。

在专利文献1中公开了一种三相交流电动机的控制装置，其不仅采用了对三相逆变器的各相的开关元件进行接通断开控制的三相调制控制，为了降低三相逆变器的开关损耗，还采用了将三相逆变器中的规定的一相的开关元件的接通断开状态轮流固定规定期间的二相调制控制。该三相交流电动机的控制装置交替切换二相调制控制与三相调制控制。

作为降低三相逆变器的开关损耗的方法，还已知从三相调制控制或二相调制控制切换为矩形控制的方法。矩形控制是不进行调制地将矩形波的电流通入三相绕组的控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特许第6015346号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，上述的二相调制控制和矩形控制与三相调制控制相比，均存在如下问题：从三相交流电动机得到的输出较低，无法得到期望的电动机输出。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种旋转电机，即使是在进行二相调制控制或矩形控制的情况下，也能够提高电动机输出。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的旋转电机具备：定子，其具有连接到逆变器的三相电枢线圈；以及转子，其能相对于上述定子相对旋转，上述旋转电机具备：电枢线圈侧中性点，其分别连接上述三相电枢线圈；逆变器输入侧中性点，其位于上述逆变器的输入侧；以及中性线，其连接上述逆变器输入侧中性点与上述电枢线圈侧中性点，上述转子具有：转子线圈，其在异步磁通与在上述定子侧产生的旋转磁场交链时产生感应电流；以及整流元件，其对通过上述转子线圈的感应电流进行整流。

发明效果

根据本发明，能够提供一种旋转电机，即使是在进行二相调制控制或矩形控制的情况下，也能够提高电动机输出。

附图说明

图1是用与旋转轴正交的平面将本发明的一个实施例的旋转电机切断后的截面图。

图2是本发明的一个实施例的旋转电机的电枢线圈的接线图。

图3是本发明的一个实施例的旋转电机的整流电路的接线图。

图4是将本发明的一个实施例的旋转电机的一部分放大后的截面图，并且是示出零相磁通与转子交链的样子的图。

图5是示出本发明的一个实施例的旋转电机中的磁通的流动的图，并且，(a)是示出永久磁铁的磁通的流动的图，(b)是示出由于励磁线圈而产生的磁通的流动的图。

图6是用与旋转轴正交的平面将本发明的一个实施例的旋转电机切断后的截面图，并且，(a)示出励磁线圈自激励前的磁通线图，(b)示出了励磁线圈自激励后的磁通线图。

图7是示出本发明的一个实施例的旋转电机中的电枢线圈的结线的变形例的接线图。

图8是示出本发明的一个实施例的旋转电机的第1变形例的截面图。

图9是示出本发明的一个实施例的旋转电机的第2变形例的截面图。

图10是第2变形例的旋转电机的整流电路的接线图。

图11是示出第2变形例的旋转电机中的磁通的流动的图，并且，(a)是示出永久磁铁的磁通的流动的图，(b)是示出由于励磁线圈而产生的磁通的流动的图。

图12是示出本发明的一个实施例的旋转电机的第3变形例的截面图。

附图标记说明

1、101、201 旋转电机

10 定子

11 电枢线圈

15 中性点(电枢线圈侧中性点)

16 中性线

16a 切换开关(切换部)

20、120、220 转子

21、121 转子铁芯

21a 狭缝

21b 空隙

22、122、222 转子线圈

22A、222A 感应线圈

22B、222B 励磁线圈

23 转子齿(突极部)

25 连接部

25a 保持部

26、126 永久磁铁

40、140 整流电路

50 逆变器

62 直流总线

65、75 中性点(逆变器输入侧中性点)

70 平滑电容器

122b 空隙

122c 空隙

D1、D2、D3、D4 二极管(整流元件)

D 二极管(整流元件)。

具体实施方式

本发明的一个实施方式的旋转电机具备：定子，其具有连接到逆变器的三相电枢线圈；以及转子，其能相对于定子相对旋转，上述旋转电机的特征在于，具备：电枢线圈侧中性点，其分别连接三相电枢线圈；逆变器输入侧中性点，其位于逆变器的输入侧；以及中性线，其连接逆变器输入侧中性点与电枢线圈侧中性点，转子具有：转子线圈，其在异步磁通与在定子侧产生的旋转磁场交链时产生感应电流；以及整流元件，其对通过转子线圈的感应电流进行整流。从而，本发明的一个实施方式的旋转电机即使是在进行二相调制控制或矩形控制的情况下，也能够提高电动机输出。

【实施例】

下面，说明本发明的一个实施例的旋转电机。

如图1所示，旋转电机1具备：定子10，其具有由于通电而产生磁通的W相、V相、U相的三相电枢线圈11；以及转子20，其由于在定子10产生的磁通的通过而相对于定子10相对旋转。

(定子)

定子10固定于未图示的电动机壳体。定子10具备环状的定子铁芯12，定子铁芯12包括将多个电磁钢板在轴向上层叠而成的构件。在定子铁芯12上沿着周向形成有多个向径向内侧突出的定子齿13。在周向上相邻的定子齿13之间形成有作为沟状空间的槽14。

下面，将转子20的旋转轴20A延伸的方向称为轴向。径向表示与转子20的旋转轴20A延伸的方向正交的方向。径向内侧表示在径向上离转子20的旋转轴20A近的一侧示出。径向外侧表示在径向上离转子20的旋转轴20A远的一侧。周向表示以转子20的旋转轴20A为中心的圆周方向。此外，径向表示以旋转轴20A为中心的辐射方向。

在定子铁芯12的各槽14中通过分布卷绕分别配置有W相、V相、U相的三相电枢线圈11。W相、V相、U相的各电枢线圈11跨过多个槽14和多个定子齿13地进行卷绕。

通过向电枢线圈11供应三相交流电，从而定子10产生在周向上旋转的旋转磁场。在定子10中产生的磁通(以下将该磁通称为“主磁通”)与转子20交链。从而，定子10能够使转子20旋转。

如图2所示，W相、V相、U相的各电枢线圈11连接到能输出三相交流电的逆变器50。作为逆变器50，使用将输入作为电压源而直接对输出电压进行控制的电压型逆变器(Voltage Source Inverter：VSI)。

逆变器50包含电源电路60，电源电路60具有：电池61，其作为电源；以及直流总线62，其用于传递来自电池61的直流电力。在直流总线62上设置有直流总线电压的中性点65作为位于逆变器50的输入侧的逆变器输入侧中性点。

旋转电机1具备：电枢线圈侧中性点15，其分别连接W相、V相、U相的各电枢线圈11；直流总线电压的中性点65；以及中性线16，其连接直流总线电压的中性点65与电枢线圈侧中性点15。

在中性线16上设置有作为切换部的切换开关16a，切换开关16a切换中性线16的导通与非导通。当切换开关16a切换为断开时，中性线16变为非导通状态，中性线16中没有电流流动。当切换开关16a切换为接通时，中性线16变为导通状态，能够使中性线16中流过电流。切换开关16a被控制逆变器50的未图示的控制器控制为接通或断开中的某一个。

(转子)

如图1所示，转子20以外周面与定子铁芯12的内周面相对的方式配置在定子铁芯12的径向内侧。转子20包含环状的转子铁芯21和转子线圈22。

转子铁芯21包括将多个电磁钢板在轴向上层叠而成的构件，固定于转子20的旋转轴20A并能与其一体地旋转。在转子铁芯21上沿着转子铁芯21的周向隔开规定间隔形成有多个作为从转子铁芯21朝向径向外方突出的突极部的转子齿23。

转子20的旋转轴20A固定在转子铁芯21的内周面，在与转子铁芯21的径向正交的方向上延伸。

在周向上相邻的转子齿23之间设置有将在周向上相邻的转子齿23彼此连接的连接部25。在连接部25形成有一对保持后述的永久磁铁26的保持部25a。

一对保持部25a形成为从与定子铁芯12的内周面相对的连接部25的外周面朝向径向外侧突出。永久磁铁26在被一对保持部25a夹住的状态下通过粘接而固定于一对保持部25a。

从而，永久磁铁26被配置于在周向上相邻的转子齿23之间。一对保持部25a和永久磁铁26在转子20中设置于在周向上相邻的所有转子齿23之间。

永久磁铁26以N极或S极中的一个磁极与定子10相对而另一个磁极与保持部25a相对的方式保持于保持部25a。各永久磁铁26配置为在周向上相邻的永久磁铁26彼此极性相反。

在图1中显示为“N”的永久磁铁26配置为N极与定子10相对，S极与连接部25相对。在图1中显示为“S”的永久磁铁26配置为S极与定子10相对，N极与连接部25相对。

在图1中显示为“N”的永久磁铁26的磁通形成如下闭合磁路：在与定子10交链后从定子10流到转子齿23，从转子齿23经由连接部25返回到永久磁铁26。在图1中显示为“S”的永久磁铁26的磁通形成如下闭合磁路：从连接部25流到转子齿23，在与定子10交链后返回到永久磁铁26。

这样，连接部25具有作为磁路的功能，使磁通在周向上相邻的各个转子齿23与永久磁铁26之间流通。

在一对保持部25a与转子齿23之间形成有配置后述的感应线圈22A的狭缝21a。在连接部25的径向内侧形成有空隙21b，空隙21b由连接部25的内周面、在周向上相邻的转子齿23的周向的侧面以及转子铁芯21的外周面包围而成。在空隙21b配置后述的励磁线圈22B。

连接部25、保持部25a、狭缝21a以及空隙21b是通过对构成转子铁芯21的电磁钢板实施冲压加工而形成的。

转子线圈22具有感应线圈22A和励磁线圈22B。感应线圈22A在比励磁线圈22B靠定子10侧卷绕于转子齿23。感应线圈22A基于与在定子10侧产生的旋转磁场异步的磁通变动而产生感应电流。下面，将随着异步的磁通变动而产生的磁通称为“异步磁通”。

具体来说，当在从逆变器50向电枢线圈11供应电流而在定子10中产生了旋转磁场的状态下，如后所述产生了中性点电位变动时，在中性线16中会流过零相电流。该零相电流产生零相磁通，该零相磁通相对于在定子10侧产生的旋转磁场以3次谐波振动。

因此，零相磁通是与在定子10侧产生的旋转磁场异步的磁通。从而，感应线圈22A能够基于零相磁通产生感应电流。由于中性点电位变动而产生的零相磁通所形成的磁场不是旋转磁场而是静止磁场。

在此，在图4中示出零相磁通与转子20交链的样子。图4中的转子20对本实施例的转子20的构成进行了简化，以使得零相磁通与转子20交链的样子容易看出。

如图4所示，零相磁通从定子10交链到转子20的离外周面近的一侧。因此，在本实施例中，为了高效地捕捉在转子20的离外周面近的一侧交链的零相磁通，将感应线圈22A卷绕在转子齿23的离外周面的一侧即顶端部侧。

励磁线圈22B在比感应线圈22A靠径向内侧卷绕于转子齿23。当励磁线圈22B被供应由后述的整流电路40整流后的直流电流时，励磁线圈22B作为使转子齿23磁化的电磁铁发挥功能。

励磁线圈22B卷绕于各转子齿23，并且使得在周向上相邻的转子齿23彼此极性相反。另外，励磁线圈22B按如下方向卷绕：使磁通在永久磁铁26的磁通在转子20内发生短路的方向上产生。

旋转电机1具备整流电路40，整流电路40将由感应线圈22A感应出的交流的感应电流整流为直流并供应给励磁线圈22B。

如图3所示，整流电路40具备2个二极管D1、D2、D3、D4作为整流元件，构成为将这些二极管D1、D2、D3、D4与感应线圈22A和励磁线圈22B接线而成的电路。

二极管D1、D2、D3、D4例如在收纳于未图示的二极管壳体的状态下设置于转子20。二极管D1、D2、D3、D4也可以安装在转子20的内部。

在整流电路40中，在感应线圈22A中产生的交流的感应电流被二极管D1、D2整流，整流后的直流电流作为励磁电流被供应到串联连接的励磁线圈22B。励磁线圈22B由于被供应直流电流而产生感应磁通。

(逆变器的控制方式)

接下来，说明对本实施例的旋转电机1供应三相交流电的逆变器50的控制方式。

逆变器50能根据情况来选择并执行三相调制控制、二相调制控制以及矩形控制这3个控制方式中的任意一个控制方式。在利用逆变器50进行二相调制控制或矩形控制时，由控制逆变器50的未图示的控制器将切换开关16a接通。

三相调制控制是对逆变器50的各相的开关元件进行接通断开控制而生成三相交流电的控制。二相调制控制是将逆变器50中的规定的一相的开关元件的接通断开状态轮流固定规定期间的控制。矩形控制是不进行调制地将矩形波的电流通入电枢线圈11的控制。

逆变器50考虑到开关损耗和电动机输出，选择系统整体效率高的控制方式。具体来说，逆变器50在旋转电机1的转速不到第1转速的低速区间进行三相调制控制。

逆变器50在旋转电机1的转速在第1转速以上且不到第2转速的中速区间进行二相调制控制。在中速区间，为了通过进行二相调制控制得到目标转矩和目标转速而所需要的电力比三相调制控制中的因开关动作而损耗的损耗电力小。

逆变器50在旋转电机1的转速为第2转速以上的高速区间进行矩形控制。在高速区间，为了通过进行矩形控制得到目标转矩和目标转速而所需要的电力比二相调制控制中的因开关动作而损耗的损耗电力小。

上述的第1转速和第2转速可以是常数，也可以是考虑到了逆变器50的驱动效率和电动机输出的效率的变量。

当在三相调制控制的执行过程中对旋转电机1输入了较大的请求转矩，仅凭永久磁铁26产生的磁通的话转矩不足的情况下，即使是在进行三相调制控制的低速区间，逆变器50也会切换为二相调制控制或矩形控制。从而，在输入了较大的请求转矩的情况下，能够使用零相磁通使励磁线圈22B自激励。因此，能够使从转子20产生的磁通量发生改变，实现可变励磁。

(旋转电机的作用)

接下来，说明本实施例的旋转电机1的作用。

(三相调制控制时)

在利用逆变器50进行三相调制控制时，不产生中性点电位变动，或者是，即使产生变动也只是微小的变动。当产生中性点电位变动时，在中性线16中会流过零相电流，产生零相磁通。该零相磁通成为在转子20或定子10中产生铁损并使电动机效率下降的主要原因。

即使是在利用逆变器50进行三相调制控制的情况下，有时也会由于电池间的微小的电位差等而在中性线16上稍微产生中性点电位变动，而有可能会产生零相磁通。

在本实施例中，为了抑制这种三相调制控制时的零相磁通的产生，在三相调制控制时将设置于中性线16的切换开关16a断开。从而，在三相调制控制时，在中性线16中不会有零相电流流动，其结果是，也不会产生零相磁通。

在三相调制控制时，如图5的(a)所示，由永久磁铁26产生的磁通MF从转子20与定子10交链。另外，在三相调制控制时，由于没有产生零相磁通，因此，励磁线圈22B不自激励，不产生因励磁线圈22B的自激励而产生的磁通。

因此，如图6的(a)所示，虽然在转子20的外周面附近产生了永久磁铁26的磁通MF，但在转子20的径向内侧没有产生磁通。因此，在三相调制控制时，旋转电机1由于永久磁铁26的磁通MF而产生转矩。在图6中示出了磁通线的间隔越窄的部分，磁通密度越高。

(二相调制控制时或矩形控制时)

在二相调制控制时或矩形控制时，产生中性点电位变动。例如，在矩形控制时，由于产生各相脉冲时的开关元件的响应延迟等，与脉冲切换的定时相应地产生与各相的脉冲电压不同的电压。该电压在每个脉冲切换的定时产生。由于该电压的变动而会产生中性点电位变动。在二相调制控制时，由于二相调制控制的特性，会在电枢线圈侧中性点15产生电压变动，因此，会与该电压变动相应地产生中性点电位变动。

中性点电位变动相对于在定子10侧产生的旋转磁场的频率以3次谐波并按电源电压的1/3倍发生变动。在本实施例中是通过中性线16来连接直流总线电压的中性点65与电枢线圈侧中性点15，因此，由于前述的中性点电位变动而在中性线16中有零相电流流动。在二相调制控制时或矩形控制时，为了使中性线16中流过零相电流，要将设置于中性线16的切换开关16a接通。

该零相电流以相同相位并且相同振幅流向三相的各电枢线圈11。从而，产生相对于在定子10侧产生的旋转磁场以3次谐波振动的零相磁通。

该零相磁通成为与在定子10侧产生的旋转磁场异步的磁通。

从而，根据法拉第定律，会在感应线圈22A中产生感应电动势，流过感应电流。该感应电流在被整流电路40整流后，作为直流电流供应到励磁线圈22B。从而，励磁线圈22B自激励，作为使转子齿23磁化的电磁铁发挥功能。

其结果是，在二相调制控制时或矩形控制时，如图5的(b)所示，由于因励磁线圈22B的自激励而产生的磁通EF，永久磁铁26的磁通MF以被拉向转子20的径向内侧的中心的方式流动。这表示，进行了励磁线圈22B的磁通EF起作用的削弱励磁，以抑制与定子10交链的永久磁铁26的磁通MF的量。而且，因励磁线圈22B的自激励而产生的磁通EF从转子20与定子10交链。

因此，如图6的(b)所示，不仅在转子20的外周面附近有永久磁铁26的磁通MF流动，在转子20的径向内侧也有永久磁铁26的磁通MF流动。这表示，永久磁铁26的磁通MF在转子20内发生短路的量(以下称为“短路量”)增加，而磁通MF与定子10交链的量(以下称为“交链量”)减少了。像这样，根据图6的(b)所示的定子10的磁通线的间隔比图6的(a)所示的定子10的磁通线的间隔大，也可知磁通MF的转子20内的短路量增加，而磁通MF与定子10的交链量减少了。因此，在二相调制控制时或矩形控制时，旋转电机1通过使永久磁铁26的磁通MF在转子20内短路，抑制磁通MF与电枢线圈11交链而产生的感应电压的上升，提高了旋转电机1的最大旋转速度。

从而，旋转电机1的输出提高。另外，通过调整零相电流的大小，能够调整由于励磁线圈22B的自励而产生的磁通EF的量，能够实现可变励磁。

这样，在本实施例中，在二相调制控制时或矩形控制时，通过将成为在转子20或定子10中产生铁损并使电动机效率下降的主要原因的零相磁通用作能量源，能够使励磁线圈22B自激励。

如上所述，根据本实施例的旋转电机1，在二相调制控制时或矩形控制时，通过将基于通过中性线16的零相电流而产生的零相磁通作为能量源使励磁线圈22B自激励来改变永久磁铁26的磁通MF在转子20内流动的磁路，从而，即使是在进行二相调制控制或矩形控制的情况下，也能够提高电动机输出。

另外，根据本实施例的旋转电机1，切换中性线16的导通与非导通的切换开关16a设置于中性线16，因此，能够在零相磁通可能成为使电动机效率下降的主要原因的三相调制控制时将中性线16设为非导通状态。从而，在三相调制控制时，在中性线16中没有励磁电流流动，因此，能够抑制电动机输出的下降或电磁振动的产生。

另外，根据本实施例的旋转电机1，永久磁铁26经由连接部25配置于在周向上相邻的转子齿23之间，因此，在三相调制控制时能够使由于永久磁铁26而产生的磁通与定子10交链。而且，在二相调制控制或矩形控制中，使由于励磁线圈22B的自励而产生的磁通作用于永久磁铁26的磁通，减少了与定子10交链的永久磁铁26的磁通量。

这样，本实施例的旋转电机1通过使在励磁线圈22B中产生的磁通作用于永久磁铁26的磁通，使永久磁铁26的磁路的一部分向在转子20内发生短路的方向变化，从而，使与定子10交链的永久磁铁的磁通量减少。

在本实施例中，实现了在永久磁铁26的磁通MF在转子20内发生短路的方向上产生励磁线圈22B的磁通EF的削弱励磁，但如果在电枢线圈11中产生的感应电压的容许值高，则也可以是将励磁线圈22B的卷绕方向设为相反方向，进行使与定子10交链的磁通量增加的增强励磁，提高转矩。

此外，在本实施例中说明了在中性线16上设置有切换开关16a的例子，但也可以不在中性线16上设置切换开关16a。在三相调制控制时，不产生中性点电位变动，或者是，即使产生变动也只是微小的变动。因此，在三相调制控制时，即使是不通过切换开关16a将中性线16设为非导通状态，因中性点电位变动而产生的影响也很小。因此，如前所述，并不一定要在中性线16上设置切换开关16a。

另外，在本实施例中是在直流总线62上设置中性点65作为逆变器50的输入侧的中性点，但不限于此，如图7所示，也可以将与直流总线62并联连接的平滑电容器70的中性点75设为逆变器50的输入侧的中性点。

平滑电容器70使从电池61流向各开关元件的电流平滑化。

另外，在本实施例中是将转子20设为内转子，但也可以将转子20设为外转子。

(第1变形例)

另外，在本实施例中是将永久磁铁26配置为一个磁极与定子10相对而另一个磁极与保持部25a相对(参照图1)，但不限于此，如图8所示，也可以将永久磁铁26配置为N极和S极在周向上排列。

在该第1变形例中，永久磁铁26的磁极朝向周向，因此，在旋转电机1的无负荷运转时，容易使由永久磁铁26产生的磁通在转子铁芯21内发生短路而不从转子20与定子10交链。

另外，在旋转电机1的无负荷运转时，由于没有产生零相磁通，因此励磁线圈22B不自激励，不产生因励磁线圈22B的自激励而产生的磁通。

因此，在旋转电机1的无负荷运转时，例如在由于发动机等外部动力而使转子20旋转的情况下，在电枢线圈11中不产生因永久磁铁26的磁通而产生的感应电压，因此，能够抑制在定子10产生铁损即阻力损失(drag loss)而使外部动力的驱动效率下降。

在这种情况下，第1变形例中的连接部25与本实施例相比，在径向上增大了厚度。另外，在径向上增大了厚度的连接部25形成有在轴向上贯通的保持窗口27。在第1变形例中，永久磁铁26保持于保持窗口27。各永久磁铁26配置为在周向上相邻的永久磁铁26彼此以相反的极性相对。

(第2变形例)

图9是示出本实施例的旋转电机1的第2变形例的旋转电机101的图。第2变形例的旋转电机101中的转子120的构成与本实施例的转子20不同，但定子10的构成与本实施例相同。

如图9所示，转子120包含：环状的转子铁芯121；永久磁铁126，其在周向上以规定间隔配置有多个；以及转子线圈122，其分别配置于在周向上相邻的永久磁铁126之间。

在转子铁芯121中，在周向上以规定间隔形成有多个狭缝122a。各永久磁铁126分别保持在狭缝122a中。各永久磁铁126分别以其N极和S极在周向上排列的方式配置。各永久磁铁126配置为在周向上相邻的永久磁铁126彼此以相反的极性相对。

这样，在第2变形例的旋转电机101中，与本实施例和第1变形例相比，将转子线圈122与永久磁铁126设置在远离的位置，因此，能够防止转子线圈122的热传递到永久磁铁126而使永久磁铁126消磁。

另外，在转子铁芯121中，在周向上相邻的永久磁铁126之间各设置有一对空隙122b和空隙122c。空隙122b和空隙122c在径向上隔开规定间隔形成。

转子线圈122卷绕于在径向上夹在空隙122b与空隙122c之间的转子铁芯121。从而，转子线圈122被配置于一对空隙122b和空隙122c。转子线圈122按如下方向卷绕：使磁通在增强永久磁铁126的磁通的方向上产生。

转子线圈122在定子10侧产生的旋转磁场与异步磁通交链时产生感应电流。

狭缝122a、空隙122b以及空隙122c是通过对构成转子铁芯121的电磁钢板实施冲压加工而形成的。

如图10所示，第2变形例的旋转电机101具备整流电路140，整流电路140将由转子线圈122感应出的交流的感应电流整流为直流并再次供应给转子线圈122。整流电路140具备二极管D作为整流元件，构成为将二极管D与转子线圈122接线而成的电路。

整流电路140是半波整流电路，其通过仅使交流电流中向正方向或负方向这两个方向流动的电流中的一方流过而进行整流。

在整流电路140中，在转子线圈122中产生的交流的感应电流被二极管D整流，整流后的直流电流作为励磁电流供应到转子线圈122。被供应了直流电流的转子线圈122产生感应磁通。

(第2变形例的旋转电机的作用)

接下来，说明第2变形例的旋转电机101的作用。

(无负荷运转时)

在第2变形例中，为了抑制旋转电机101的无负荷运转时的零相磁通的产生，在无负荷运转时将设置于中性线16的切换开关16a断开。从而，在无负荷运转时，在中性线16中没有零相电流流动，其结果是，也不会产生零相磁通。

图11的(a)示出了未对电枢线圈11通电的无负荷状态下的旋转电机101中的磁通的流动。如图11的(a)所示，在无负荷运转时，由永久磁铁126产生的磁通MF在转子铁芯121内发生短路而不会从转子120与定子10交链。

另外，在无负荷运转时，由于没有产生零相磁通，因此，转子线圈122不自激励，不产生因转子线圈122的自激励而产生的磁通。

因此，在无负荷运转时，例如在由于发动机等外部动力而使转子120旋转的情况下，在电枢线圈11不产生因永久磁铁126的磁通而产生的感应电压，因此，能够抑制在定子10产生铁损即阻力损失而使外部动力的驱动效率下降。

(负荷运转时)

在旋转电机101进行动力运行或再生的负荷运转时并且是高速旋转时，会由于处于二相调制控制时或矩形控制时而产生中性点电位变动。

从而，根据法拉第定律，会在转子线圈122中产生感应电动势，而流过感应电流。该感应电流在被整流电路140整流后，作为直流电流供应到转子线圈122。从而，转子线圈122自激励。

其结果是，如图11的(b)所示，由永久磁铁126产生的磁通MF与因转子线圈122的自激励而产生的磁通EF发生干扰，永久磁铁126的磁通MF的磁路发生改变。从而，磁通MF和磁通EF与定子10交链。因此，旋转电机101能够提高电动机输出。例如，在动力运行时，能够提高旋转电机101的转矩，在再生时，能够增大旋转电机101的发电量。

(第3变形例)

图12是示出本实施例的旋转电机1的第3变形例的旋转电机201的图。第3变形例的旋转电机201与第2变形例的转子120的不同点在于，第3变形例的旋转电机201中的转子220的构成是由感应线圈和励磁线圈这两个线圈来构成转子线圈，其它构成与第2变形例相同。

如图12所示，第3变形例中的转子220的转子线圈222具有感应线圈222A和励磁线圈222B。第3变形例中的整流电路是与本实施例的整流电路40相同的构成。

由于第3变形例的旋转电机201的转子线圈222具有感应线圈222A和励磁线圈222B，因此，与第2变形例相比，能够抑制供应到励磁线圈222B的整流后的直流电流的脉动电流，能够抑制电压变动。

上述的第1变形例、第2变形例以及第3变形例的旋转电机通过使在励磁线圈22B中产生的磁通作用于永久磁铁26的磁通，使在转子20内发生短路的永久磁铁26的磁路变化为朝向定子10侧，从而增加与定子10交链的永久磁铁的磁通量。

如以上说明的那样，本实施例、第1变形例、第2变形例以及第3变形例的旋转电机通过使在励磁线圈(在第2变形例中为转子线圈)中产生的磁通作用于永久磁铁的磁通，使永久磁铁的磁路发生改变，从而改变与定子交链的永久磁铁的磁通量。

虽然公开了本发明的实施例，但很显然，本领域技术人员能不脱离本发明的范围地加以变更。旨在将所有这种修改和等价物包含在所附的权利要求中。

Claims (7)

1.一种旋转电机，具备：定子，其具有连接到逆变器的三相电枢线圈；以及转子，其能相对于上述定子相对旋转，

上述旋转电机的特征在于，具备：

电枢线圈侧中性点，其分别连接上述三相电枢线圈；

逆变器输入侧中性点，其位于上述逆变器的输入侧；

中性线，其连接上述逆变器输入侧中性点与上述电枢线圈侧中性点；以及

切换部，其切换上述中性线的导通与非导通，

上述转子具有：

转子线圈，其在异步磁通与在上述定子侧产生的旋转磁场交链时产生感应电流；以及

整流元件，其对通过上述转子线圈的感应电流进行整流，

上述切换部在旋转电机的转速不到规定转速的情况下，将上述中性线切换为非导通，在旋转电机的转速为上述规定转速以上的情况下，将上述中性线切换为导通。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述转子具有：

转子铁芯，其在周向上以规定间隔形成有多个突极部；

连接部，其将在周向上相邻的上述突极部彼此连接；以及

永久磁铁，其分别配置于在周向上相邻的上述突极部之间，

上述转子线圈设置在上述突极部，

上述连接部具有保持上述永久磁铁的保持部，

上述永久磁铁被上述保持部保持为其一个磁极与上述定子相对而另一个磁极与上述连接部相对。

3.一种旋转电机，具备：定子，其具有连接到逆变器的三相电枢线圈；以及转子，其能相对于上述定子相对旋转，

上述旋转电机的特征在于，具备：

电枢线圈侧中性点，其分别连接上述三相电枢线圈；

逆变器输入侧中性点，其位于上述逆变器的输入侧；以及

中性线，其连接上述逆变器输入侧中性点与上述电枢线圈侧中性点；

上述转子具有：

转子线圈，其在异步磁通与在上述定子侧产生的旋转磁场交链时产生感应电流；

整流元件，其对通过上述转子线圈的感应电流进行整流，

转子铁芯，其在周向上以规定间隔形成有多个突极部；

连接部，其将在周向上相邻的上述突极部彼此连接；以及

永久磁铁，其分别配置于在周向上相邻的上述突极部之间，

上述转子线圈设置在上述突极部，

上述连接部具有保持上述永久磁铁的保持部，

上述永久磁铁被上述保持部保持为其一个磁极与上述定子相对而另一个磁极与上述连接部相对。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征在于，

具备切换部，上述切换部切换上述中性线的导通与非导通。

5.一种旋转电机，具备：定子，其具有连接到逆变器的三相电枢线圈；以及转子，其能相对于上述定子相对旋转，

上述旋转电机的特征在于，具备：

电枢线圈侧中性点，其分别连接上述三相电枢线圈；

逆变器输入侧中性点，其位于上述逆变器的输入侧；

中性线，其连接上述逆变器输入侧中性点与上述电枢线圈侧中性点；以及

切换部，其切换上述中性线的导通与非导通，

上述转子具有：

永久磁铁，其在周向上以规定间隔配置有多个；

转子线圈，其分别配置于在周向上相邻的上述永久磁铁之间，在异步磁通与在上述定子侧产生的旋转磁场交链时产生感应电流；以及

整流元件，其对通过上述转子线圈的感应电流进行整流，

上述切换部在旋转电机的转速不到规定转速的情况下，将上述中性线切换为非导通，在旋转电机的转速为上述规定转速以上的情况下，将上述中性线切换为导通。

6.根据权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，

在上述转子中，在周向上相邻的上述永久磁铁之间分别设置有空隙，

上述空隙在径向上隔开规定间隔形成有一对，

上述转子线圈配置于一对的上述空隙。

7.一种旋转电机，具备：定子，其具有连接到逆变器的三相电枢线圈；以及转子，其能相对于上述定子相对旋转，

上述旋转电机的特征在于，具备：

电枢线圈侧中性点，其分别连接上述三相电枢线圈；

逆变器输入侧中性点，其位于上述逆变器的输入侧；以及

中性线，其连接上述逆变器输入侧中性点与上述电枢线圈侧中性点，

上述转子具有：

永久磁铁，其在周向上以规定间隔配置有多个；

转子线圈，其分别配置于在周向上相邻的上述永久磁铁之间，在异步磁通与在上述定子侧产生的旋转磁场交链时产生感应电流；以及

整流元件，其对通过上述转子线圈的感应电流进行整流，

在上述转子中，在周向上相邻的上述永久磁铁之间分别设置有空隙，

上述空隙在径向上隔开规定间隔形成有一对，

上述转子线圈配置于一对的上述空隙。

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