CN111279588A - 增压器 - Google Patents

Abstract

一种增压器，具有磁通开关电机和工作轮，所述磁通开关电机具有：转子(26)；定子(24)，其为将转子(26)能够旋转地收纳的环状部件，具有从内周部(56A)朝向转子(26)向径向内侧突出的多个定子突出部(60)；励磁部(80)，其设置于在定子突出部(60)彼此之间形成的多个插槽(62)中的一部分插槽(62)即励磁插槽(62B)，产生恒定方向的磁场；电枢线圈(82)，其设置于多个插槽(62)中的其他插槽(62)即电枢插槽(62A)；控制部，其向电枢线圈(82)施加单相电流，通过改变所施加的单相电流的方向而使由电枢线圈(82)产生的磁场的方向发生变化，使转子(26)旋转；所述工作轮安装于转子(26)，并且伴随着转子(26)的旋转而旋转，从而对气体进行压缩。

Description

增压器

技术领域

本发明涉及一种增压器。

背景技术

增压器是提高汽车等的内燃机所吸入的空气的压力的装置。以往，增压器利用排气而得到旋转力，利用该旋转力对空气进行压缩，但近年来，使用通过驱动电机来得到旋转力的电动式增压器。例如，在专利文献1中，记载了使用开关磁阻电机作为电机的电动增压器。大多数情况下，开关磁阻电机不使用单相电流，而是使用二相电流或三相电流驱动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特表2016－507208号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在使用二相电流或三相电流等多相电流驱动电机的情况下，用于控制的半导体开关的数量增多，存在尺寸变大之虞。特别是，增压器谋求减小尺寸，因此在使用电动式增压器时，需要减小与电机和变频器连接的部位的尺寸。

本发明用于解决上述技术问题，其目的在于提供一种在使用电机的电动式增压器中抑制尺寸变大的增压器。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题而达成目的，本公开的增压器具有磁通开关电机和工作轮，所述磁通开关电机具有：转子；定子，其为将所述转子能够旋转地收纳的环状部件，具有从内周部朝向所述转子向径向内侧突出的多个定子突出部；励磁部，其设置于在所述定子突出部彼此之间形成的多个插槽中的一部分插槽即励磁插槽，产生恒定方向的磁场；电枢线圈，其设置于所述多个插槽中的其他插槽即电枢插槽；变频器和控制部，其向所述电枢线圈施加单相电流，通过改变所施加的所述单相电流的方向而使由所述电枢线圈产生的磁场的方向发生变化，使所述转子旋转；所述工作轮安装于所述转子，并且伴随着所述转子的旋转而旋转，从而对气体进行压缩。

该增压器使用单相式的磁通开关电机，因此能够抑制半导体开关的数量变多，抑制相对于电流供给部连接的连接部位变多。因此，该增压器能够抑制尺寸变大。

在上述增压器中，优选所述控制部在收到使所述转子的旋转停止的指示时，通过向所述电枢线圈施加向恒定方向流通的停止用电流而使所述转子在周向上被确定的多个停止位置中的任一停止位置停止。该增压器通过设定转子的停止位置，能够在抑制尺寸并且使转子适当地进行旋转。

在上述增压器中，优选所述控制部在收到使所述转子起动的指示时，向所述电枢线圈施加与所述停止用电流相反方向的电流而使所述转子起动。该增压器通过产生与引导到停止位置时不同方向的合成磁场，能够抑制尺寸并且使转子适当地进行旋转。

在上述增压器中，优选所述励磁部为永磁体。该增压器使用永磁体作为励磁部，由此能够适当地产生恒定方向的磁场。

在上述增压器中，优选所述励磁部是施加有恒定方向的电流的励磁线圈。该增压器通过使用施加有恒定方向的电流的励磁线圈作为励磁部，能够适当地产生恒定方向的磁场。

在上述增压器中，优选所述电枢线圈呈波形绕组状地卷绕于多个所述定子突出部。该增压器通过成为波形绕组，能够更适当地抑制尺寸变大。

发明的效果

根据本发明，在使用电机的电动式增压器中，能够抑制尺寸变大。

附图说明

图1是本实施方式的增压器的示意性剖视图；

图2是本实施方式的电机单元的示意性剖视图；

图3是表示本实施方式的电枢线圈的构成的示意图；

图4是表示用于对本实施方式中流动的电流进行说明的电路图的示例的图；

图5是对使电机线圈的磁场发生变化的情况下的励磁磁场和电枢磁场的变化进行说明的说明图；

图6是对转子的旋转进行说明的示意图；

图7是对本实施方式中的停止时的控制进行说明的示意图；

图8是对本实施方式的转子的停止和起动的控制进行说明的流程图；

图9是表示励磁部的另一示例的示意图；

图10是表示定子突出部和转子突出部的另一示例的示意图；

图11是表示波形绕组的示例的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明优选的实施方式详细地进行说明。需要说明的是，并非通过该实施方式来限定本发明，在具有多个实施方式的情况下，包含将各实施方式组合构成的情况。

(增压器的整体构成)

图1是本实施方式的增压器的示意剖视图。本实施方式的增压器1是电动增压器，通过电机驱动压气机，由此从外部吸入空气而通过叶片进行加压而成为压缩空气，将该压缩空气向内燃机等供给。

如图1所示，增压器1具有磁通开关电机10、压气机12和变频器14。变频器14从搭载增压器1的车辆的电池等获取直流电流而将其转换为交流电流。磁通开关电机10是具有电机单元23的电动机，通过来自变频器14的交流电流而旋转，将该旋转传递给压气机12。压气机12通过从磁通开关电机10传递的旋转，从外部吸入气体(空气)而进行加压，将该加压后的压缩气体(压缩空气)向车辆的内燃机等供给。

如图1所示，磁通开关电机10具有壳体20,21、旋转轴22、电机单元23、轴承30,32。在这里，以旋转轴22的延伸方向即轴向为方向X。并且，以方向X中的一个方向为方向X1、以方向X中的另一方向(方向X1的相反方向)为方向X2。方向X1侧为变频器14侧，方向X2侧为压气机12侧。

壳体20收纳电机单元23和变频器14。壳体20形成在方向X1侧设有封闭部20A、在方向X2侧形成有开口部20B的中空圆筒状。封闭部20A为壁状，在中心开设有开口部20C。并且，壳体20与封闭部20A相比在方向X1侧设有收纳部20D。

壳体21成为圆盘形状，安装在壳体20的开口部20B，并且通过多个螺栓固定在壳体20上。壳体21在中心开设有开口21A。

旋转轴22是以中心轴AX为中心轴，在X方向上延伸的轴状的轴。旋转轴22的X1方向侧的端部配置在壳体20的开口部20C内，在开口部20C内能够旋转地支承在轴承30上。旋转轴22的X2方向侧的端部从壳体21的开口21A向方向X2侧突出。旋转轴22在开口21A内被轴承32支承而能够旋转。

电机单元23在壳体20内配置在封闭部20A与开口部20B之间。电机单元23具有定子24和转子26。定子24是环状的部件，在壳体20内配置在封闭部20A与开口部20B之间。转子26设置在比定子24的内周靠径向内侧的位置。转子26使旋转轴22以固定在中心开口的状态插入，并且能够与旋转轴22成为一体地旋转。电机单元23通过来自变频器14的电流(交流电流)使转子26以中心轴AX为旋转轴而旋转。旋转轴22与转子26一起以中心轴AX为旋转轴旋转。对于电机单元23的详细构成，将在后面进行叙述。

压气机12具有壳体50和工作轮52。壳体50在X1方向侧开设有开口50A、在X2方向侧开设有开口50B。开口50A与开口50B相连通。壳体50在开口50A安装于壳体21。工作轮52是叶轮，收纳在壳体50内。工作轮52使旋转轴22以固定在中心开口的状态插入，并且能够与旋转轴22成为一体而旋转。工作轮52在X1侧的端面与壳体50的内表面之间形成流路54。工作轮52伴随着旋转轴22的旋转而以中心轴AX为旋转轴旋转。压气机12通过工作轮52的旋转，将来自外部的空气(气体)从开口50B吸入流路54内。压气机12一边对流路54内的空气进行压缩一边使其流通，将压缩后的空气向内燃机等供给。

如上所述，变频器14从搭载增压器1的车辆的电池等获取直流电流，将其转换为单相的交流电流。然后，变频器14作为电流供给源，将该单相的交流电流向磁通开关电机10所具有的电机单元23供给。

(电机单元的构成)

接着，对磁通开关电机10所具有的电机单元23的构成进行说明。图2是本实施方式的电机单元的示意性剖视图。如图2所示，电机单元23具有定子24、转子26、励磁部80以及电枢线圈82。电机单元23通过励磁部80产生保持在一定方向上的磁场，并且一边通过电枢线圈82切换磁场的方向一边产生磁场，从而使转子26旋转。即，电机单元23(磁通开关电机10)是通量开关电机(Flux Switching Motor)。并且，电机单元23只有1个串联电枢线圈82，向该电枢线圈82通以单相的电流(单相的交流电流)。也就是说，电机单元23仅使单相电流流过电枢线圈82，而不使相位不同的多个相位的电流流过电枢线圈82。这样，电机单元23(磁通开关电机10)是单相的通量开关电机。

定子24是环状(圆环状)的部件，对转子26进行收纳而使其能够旋转。定子24不旋转，相对于壳体20固定。定子24由软磁性材料构成，在本实施方式中，层叠电磁钢板而构成。如图2所示，定子24具有定子基部56和定子突出部60。定子基部56是环状的部件。定子突出部60从定子基部56的内周部56A向径向内侧突出。径向是指相对于中心轴AX(方向X)的径向。定子突出部60在内周部56A沿周向设有多个。在图2的示例中，作为定子突出部60，设有4个定子突出部60A,60B,60C,60D。定子突出部60A,60B,60C,60D沿周向(在图2中为顺时针方向)依次设置。此外，在本实施方式中，定子突出部60设有4个，但只要是多个即可，数量可以是任意的，但优选为4个以上的偶数。

定子24在定子突出部60彼此之间形成有插槽62。即，插槽62是由两个定子突出部60的相对的侧面和这两个定子突出部60之间的内周部56A围成的槽状的空间，并且径向的内侧是开放的。插槽62沿周向交替地具有电枢插槽62A和励磁插槽62B。即，沿周向每隔一个地设置的插槽62为电枢插槽62A，电枢插槽62A以外的插槽62为励磁插槽62B。在图2的示例中，在定子突出部60A与定子突出部60B之间设有电枢插槽62A，在定子突出部60B与定子突出部60C之间设有励磁插槽62B，在定子突出部60C与定子突出部60D之间设有另一电枢插槽62A，在定子突出部60D与定子突出部60A之间设有另一励磁插槽62B。电枢插槽62A和励磁插槽62B的数量取决于定子突出部60的数量。

转子26设置在定子24的内周部56A的径向内侧。转子26由软磁性材料构成，在本实施方式中，层叠电磁钢板而构成。转子26具有转子基部70和转子突出部72。转子基部70的中心开口，在该开口安装并固定有旋转轴22。转子突出部72从转子基部70的外周面70A向径向外侧突出。在转子突出部72与定子突出部60相对的情况下，转子突出部72的前端72S和定子突出部60的前端60S以微小的距离分开。

并且，定子突出部72沿周向在外周面70A设有多个。在图2的示例中，作为转子突出部72，设置有转子突出部72A,72B两个。在本实施方式中，转子突出部72设有两个，但只要是多个即可，数量是任意的。其中，优选转子突出部72的数量为定子突出部60的数量的一半，优选为偶数。

励磁部80设置在励磁插槽62B内。在本实施方式中，励磁插槽62B设有多个(两个)，因此励磁部80分别设置在多个励磁插槽62B中的各励磁插槽。励磁部80是产生恒定方向的磁场的部件。在本实施方式中，励磁部80是永磁体，沿着周向的一方为N极，另一方为S极。多个励磁部80以相同的极彼此相对的方式沿周向设置。励磁部80如上所述地产生恒定方向的磁场，不使磁场的方向发生变化。此外，励磁部80只要是产生恒定方向的磁场的部件即可，不限永磁体。

电枢线圈82设置在电枢插槽62A内。电枢线圈82是线圈，卷绕于在两个电枢插槽62A之间设置的定子突出部60。在本实施方式中，电枢线圈82将定子突出部60B和定子突出部60C一同卷绕，并且将定子突出部60D和定子突出部60A一同卷绕。

在本实施方式中，只设置了一个电枢线圈82。这里的一个不限于一条配线，也可以是多条配线被捻成一个线圈。即，在本实施方式中，仅设有供单相电流流通的电枢线圈82，未设有供该单相电流以外的电流流通的电枢线圈82。以下，对电枢线圈82的卷绕方法进行说明。

图3是表示本实施方式的电枢线圈的构成的示意图。图3是对电枢线圈82的卷绕方法进行说明的图。在这里，如图3所示，以定子突出部60A与定子突出部60B之间的电枢插槽62A为电枢插槽62A1、以定子突出部60C与定子突出部60D之间的电枢插槽62A为电枢插槽62A2。即，电枢插槽62A2在周向上隔着一个励磁插槽62B与电枢插槽62A1邻接。

电枢线圈82相对于定子突出部60呈波形绕组(串联绕组)卷绕。具体地说，如图3所示，电枢线圈82从部位82A1通过电枢插槽62A1内而向方向X1延伸到部位82A2。部位82A1是比电枢插槽62A1靠方向X2侧的电枢线圈82的部位，是与电枢线圈82中的电流供给部(变频器14)连接的连接部位。并且，部位82A2是比电枢插槽62A1靠方向X1侧的电枢线圈82的部位。

然后，电枢线圈82在定子24的方向X1侧，从部位82A2延伸到部位82B1。部位82B1是比电枢插槽62A2靠方向X1侧的电枢线圈82的部位。电枢线圈82以通过定子突出部60B,60C的方向X1侧的区域的方式从部位82A2延伸到部位82B1。电枢线圈82从部位82B1通过电枢插槽62A2而向方向X2延伸到部位82B2。部位82B2是比电枢插槽62A2靠方向X2侧的电枢线圈82的部位。

然后，电枢线圈82在定子24的方向X2侧，从部位82B2延伸到部位82C1。部位82C1是比电枢插槽62A1靠方向X2侧的电枢线圈82的部位。电枢线圈82以通过定子突出部60D,60A的方向X2侧的区域的方式从部位82B2延伸到部位82C1。然后，电枢线圈82从部位82C1通过电枢插槽62A1向方向X1延伸到部位82C2。部位82C2是比电枢插槽62A2靠方向X1侧的电枢线圈82的部位。

然后，电枢线圈82在位于定子24的方向X1侧的状态下，从部位82C2延伸到部位82D1。部位82D1是比电枢插槽62A2靠方向X1侧的电枢线圈82的部位。电枢线圈82以通过定子突出部60B,60C的方向X1侧的区域的方式从部位82C2延伸到部位82D1。然后，电枢线圈82从部位82D1通过电枢插槽62A2而向方向X2延伸到部位82D2。部位82D2是与电枢插槽62A2相比靠方向X2侧的电枢线圈82的部位，是与电枢线圈82中的电流供给部(变频器14)连接的连接部位。

这样，电枢线圈82通过波形绕组，从部位82A1到部位82D2一边朝向X1方向和X2方向交替地改变方向一边卷绕于电枢插槽62A。

接着，对在电枢线圈82流通的电流进行说明。图4是表示用于对在本实施方式中流通的电流进行说明的电路图的示例的图。图4是作为电流供给部的变频器14的电路90的示例。变频器14所具有的电路90具有电枢线圈82和开关92A,92B,92C,92D。电路90与变频器14连接，与变频器14连接的配线连接于将开关92A,92B串联连接的配线90A和将开关92C,92D串联连接的配线90B。配线90A和配线90B并联连接。开关92A,92B,92C,92D是半导体开关，通过控制部94切换导通状态(极低电阻状态)和断开状态(极高电阻状态)。

电枢线圈82连接于配线90A的开关92A与开关92B之间的部位和配线90B的开关92C与开关92D之间的部位。即，电枢线圈82的部位82D连接于与配线90A的开关92A和开关92B之间的部分连接的配线86。并且，电枢线圈82的部位82A连接于与配线90B的开关92C和开关92D之间的部位连接的配线84。

这样，电枢线圈82通过H桥电路与变频器14连接。并且，磁通开关电机10具有控制部94。电枢线圈82通过基于控制部94进行开关92A,92B,92C,92D的切换操作，切换来自变频器14的电流的流动方向。例如，当控制部94使开关92A,92D处于断开状态且使开关92B,92C处于接通状态时，来自变频器14的电流(单相交流电流)从部位82A流向部位82D。另一方面，当控制部94使开关92A,92D为接通状态、使开关92B,92C为断开状态时，来自变频器14的电流从部位82D流向部位82A。电枢线圈82通过以这种方式切换流动电流(单相交流电流)的方向而能够切换所产生的磁场的方向。即，控制部94通过使施加到电枢线圈82上的电流的方向发生变化，使电枢线圈82产生的磁场的方向发生变化。由此，控制部94使转子26如后述那样旋转。

并且，电枢线圈82被卷绕成波状，与变频器14(电流供给部)连接的连接部仅在部位82A1和部位82D2两处。并且，能够将作为连接部的部位82A1和部位82D2设置在电机单元23的同一方向侧(这里是电机单元23的方向X2侧)。由此，配线的处理较少即可，电路90的规模较小也没问题。并且，由于电枢线圈82为一个且仅流过单相电流，能够抑制开关92的数量变多。因此，如图1所示，该增压器1通过减小配线84,86和电路90的规模，能够抑制尺寸变大，特别是沿着X方向的长度变长。

电机单元23的构成如上。

(转子的旋转)

接着，对基于电机单元23的转子26的旋转进行说明。电机单元23通过励磁部80产生恒定方向的磁场，并且通过电枢线圈82一边使磁场的方向发生变化一边产生磁场，从而使转子26连续旋转。图5是对使电枢线圈的磁场发生变化的情况下的励磁磁场和电枢磁场的变化进行说明的说明图。

在图5的示例中，励磁部80产生朝向左下方向的磁场F。由于励磁部80不使磁场的方向发生变化，所以总是在相同的方向(在图5中为左下方向)产生磁场F。另一方面，在图5的左侧的图中，由于电枢线圈82施加有恒定方向的电流，因而产生朝向左上方向的磁场A1。因此，在图5的左侧的图中，磁场F和磁场A的合成磁场朝向左侧。

在电机单元23将施加于电枢线圈82上的电流的方向从一个方向切换到另一方向时，如图5的右侧的图所示，电枢线圈82代替磁场A1而产生磁场A2。磁场A2是朝向右下方向的磁场。由此，合成磁场朝向下方。

电机单元23通过以这种方式使电枢线圈82产生的磁场的方向发生变化，来使合成磁场的方向发生变化。电机单元23通过该合成磁场使转子26励磁，通过合成磁场的方向的切换，使转子26连续旋转。

以下，对转子26的旋转更详细地进行说明。图6是对转子的旋转进行说明的示意图。图6对从步骤S1到步骤S12，转子26向方向R(在本示例中为逆时针方向)旋转的情况进行了说明。并且，在图6的示例中，与图5相同，励磁部80产生朝向左下方向的磁场，磁场的方向不变。

图6的步骤S1(图6的最上方的图)表示的是转子26的转子突出部72A与定子24的定子突出部60B相对的时刻。而且，在步骤S1中，电枢线圈82通过来自变频器14的电流(旋转用的电流)产生朝向左上方向的磁场。因此，合成磁场是向左的。

在成为步骤S1的时刻，即，在转子突出部72A与定子突出部60B相对的时刻，控制部94切换电枢线圈82的通电方向(步骤S2)。也就是说，控制部件94切换来自变频器14的电流(旋转用的电流)的流动方向。因此，如步骤S2所示，电枢线圈82所产生的磁场从左上方向右下方切换，合成磁场朝向下方。因此，转子突出部72A在向下的方向上被励磁，转子26如步骤S3和步骤S4所示地向方向R旋转。

此外，在该例子中，切换电枢线圈82的通电方向的步骤S2是在转子突出部72A与定子突出部60B相对的时刻，但也可以不在转子突出部72A与定子突出部60B完全相对的时刻。切换电枢线圈82的通电方向的步骤S2可以在转子突出部72A通过定子突出部60B和定子突出部60A之间的预定位置的时刻，也可以在转子突出部72A稍微通过定子突出部60B后的时刻。同样，以下说明的步骤S5、S8、S11可以在转子突出部72A通过定子突出部60之间的预定位置的时刻(或稍微通过定子突出部60的时刻)切换通电。并且，例如可以通过图1所示的传感器99来检测该转子突出部72A通过预定位置的时刻。传感器99例如检测定子24或旋转轴22的周向上的规定位置在周向上处于哪一位置。控制部94根据该传感器99的检测结果来切换电枢线圈82的通电方向。

在成为步骤S4的时刻，即，在转子突出部72A与定子突出部60A相对的时刻，控制部94切换在电枢线圈82中流通的旋转用电流的通电方向(步骤S5)。因此，如步骤S5所示，电枢线圈82所产生的磁场从右下方向左上方切换，合成磁场朝向左方。因此，转子突出部72A在向左的方向上被励磁，转子26如步骤S6和步骤S7所示地继续向方向R旋转。

在成为步骤S7的时刻，即，在转子突出部72A与定子突出部60D相对的时刻，控制部94切换在电枢线圈82中流通的旋转用电流的通电方向(步骤S8)。因此，如步骤S8所示，电枢线圈82所产生的磁场从左上方向右下方切换，合成磁场朝向下方。因此，转子突出部72A在向下的方向上被励磁，转子26如步骤S9和步骤S10所示地继续向方向R旋转。

在成为步骤S10的时刻，即，在转子突出部72A与定子突出部60C相对的时刻(转子突出部72B与定子突出部60A相对的时刻)，控制部94切换在电枢线圈82中流通的旋转用电流的通电方向(步骤S11)。因此，如步骤S11所示，使电枢线圈82产生的磁场从右下方向左上方切换，合成磁场朝向左方。因此，转子突出部72B在朝向左的方向上被励磁，并且转子26如步骤S12和步骤S1所示地继续向方向R旋转。在步骤S1之后，通过执行同样的通电切换，转子26能够继续向方向R旋转。

磁通开关电机10通过以这种方式使转子26旋转，使安装在转子26上的旋转轴22旋转。由此，压气机12的工作轮52旋转，压气机12吸入来自外部的空气(气体)，对吸入的空气进行压缩而向内燃机等供给。

(关于停止时)

如上所述，本实施方式的电机单元23是将在电枢线圈82中流通的旋转用电流(切换通电方向的电流)以单相施加于一个串联的电枢线圈82上的单相式。例如，在三相电流分别流向独立、星形连线或三角形连线的电枢线圈的情况下(三相式电机)，使旋转停止时的转子26的停止位置无论在哪里，通过向各自的线圈流通电流，在起动时都产生向旋转方向R的转矩。但是，在单相式电机的情况下，取决于转子26的停止位置，即使向一个线圈通电，在起动时也有可能无法适当地产生向旋转方向R的扭矩。特别是在增压器中，迅速地起动是很重要的。与此相对，本实施方式的电机单元23通过使转子26在预先确定的位置停止，能够在起动时适当地产生向旋转方向R的扭矩，能够迅速地进行起动。以下具体地进行说明。

图7是对本实施方式中的停止时的控制进行说明的示意图。在图7中，对在步骤S20中发出使转子26的旋转停止的指示的示例进行说明。在步骤S20中，例如，在转子突出部72A与定子突出部60B相对的时刻发出使旋转停止的指示(停止指示)。在发出使转子26旋转停止的指示的情况下，控制部94为了停止向电枢线圈82施加旋转用的电流，停止从电枢线圈82产生磁场。

即使在步骤S20中停止磁场的产生，由于惯性力，转子26也在降低转速的同时继续旋转一段时间。控制部94在停止向电枢线圈82施加电流之后，在转子26的转速比预先规定的速度阈值小的情况下，向电机线圈82施加作为直流电流的停止用电流(步骤S21)。该速度阈值比通常利用旋转用电流使转子26旋转时的转速低。并且，可以在速度阈值为0rpm时、即转子26停止旋转时，开始施加停止用电流。此外，转子26的转速例如通过检测转速的传感器99来检测。在传感器99的检测结果中转子26的转速小于预定的速度阈值时，控制部94向电枢线圈82施加停止用电流。

通过施加该停止电流，再次从电枢线圈82产生磁场，另外，通过励磁部80产生的磁场，再次产生合成磁场。转子26利用该合成磁场的一个方向的吸引力，在规定的停止位置停止(步骤S22)。停止用电流可以是旋转时施加于电枢线圈82的一方或另一方的方向的电流的任一方，但也可以不切换流通的方向，只向一个方向持续流通。因此，如果继续施加停止用电流，则转子26旋转到所确定的停止位置，在该停止位置停止(不旋转)。由此，电机单元23能够使转子26停止在预先确定的停止位置。在转子26在停止位置停止后，控制部94停止施加停止用电流。

另外，在图7的步骤S21中，对在定子突出部60C与定子突出部60D之间，转子26的转子突出部72A的转速小于速度阈值的时刻进行了说明。但是，开始施加停止用电流时的时刻与转子26的位置无关，转子26可以处于任意位置。并且，停止用电流的流通方向也可以是一个方向或另一方向。例如，在图7所示的示例中，通过利用停止用电流使合成磁场朝向下方，使停止位置成为转子突出部72在上下方向上排列的位置。另一方面，在使停止用电流为相反方向的情况下，合成磁场朝向左方，停止位置成为转子突出部72在左右方向上排列的位置。这样，无论停止用电流是哪个方向，转子26都在规定的停止位置中的任一处停止。即，停止位置在周向上设有多个，转子26在该多个停止位置中的任一处停止。停止位置的数量取决于转子26的转子突出部72的数量，并且与转子突出部72的数量相同。在想要通过再生制动强制使转子26的旋转急速下降的情况下，可以在转子26的转速大袋上述速度阈值以上的状态下开始施加停止电流。

在步骤S22中转子26停止后，收到指示起动的信息(起动指示)时，控制部94施加与停止用电流相反的方向侧的电流而使转子26起动(步骤S23)。由于转子26通过停止用电流被引导到停止位置，所以通过与之相反方向的电流产生不同方向的合成磁场，转子26能够适当地旋转。之后的旋转方法与图6相同。

这样，电机单元23在发出使转子26的旋转停止的指示的情况下，代替旋转用的电流，施加通电方向恒定的停止用电流。由此，电机单元23将转子26引导至停止位置使其在该停止位置停止。然后，在再起动时，通过使与该停止用电流相反方向的旋转用电流流通，能够使转子26适当地产生向旋转方向R的扭矩，使转子26适当地起动。

此外，优选停止用电流的电流值小于旋转时的电流值。并且，在上述说明中，停止用电流在旋转用电流停止之后且在转子26的转速小于预定的速度阈值时开始施加。但是，开始施加停止用电流的时刻不限于此，例如，也可以是在旋转用电流停止后经过了预定的规定时间的时刻。并且，停止用电流也可以不在旋转用电流停止后施加，而以从旋转用电流切换的方式施加。并且，在图7的示例中，在步骤S20中，残留着励磁部80产生的磁场，但是，也可以在停止施加旋转用电流的同时，使励磁部80的磁场的产生停止。在这种情况下，当在步骤S21,S22施加停止用电流时、以及在步骤S23中再次开始施加旋转用电流时，使励磁部80再次开始产生磁场。并且，在励磁部80是后述那样的磁场线圈的情况下，在步骤S20中停止向磁场线圈施加电流，在步骤S21,S22中施加停止用电流时、以及在步骤S23再次开始施加旋转用电流之前，再次开始向磁场线圈施加电流。由此，万一在由于外部扭矩等而转子26从所意图的停止位置移动的情况下，再次返回所意图的停止位置。

以下，对以上说明的电机单元23使转子26的停止和起动的控制的控制流程进行说明。图8是对本实施方式的转子的停止和起动的控制进行说明的流程图。

如图8所示，控制部94在使转子26旋转时，将向电枢线圈82的旋转用电流一边切换通电方向地一边施加而使转子26旋转(步骤S30)。即，在步骤S30中，如图6的各步骤所示，一边切换通电方向，一边向电枢线圈82施加旋转用电流。由此，转子26能够继续旋转。

在转子26旋转时，控制部94判断是否存在停止指示(步骤S32)。该停止指示是使磁通开关电机10的动作停止的内容的指示，例如由操作者输入。控制部94在未判断为存在停止指示的情况下、即在判断为没有停止指示的情况下(步骤S32：否)，返回到步骤S30，使转子26继续旋转。另一方面，控制部94在判断为存在停止指示的情况下(步骤S32：是)，停止向电枢线圈82施加旋转用的交流电流(步骤S34)。或者，在步骤S34中，也可以进行直流电流的通电或施加使产生与旋转方向相反方向的制动扭矩的交流电流。由于通过这些操作使产生旋转方向的扭矩的磁场消失，转子26通过惯性继续旋转而逐渐减速。

在停止施加旋转用电流后，控制部94在转子26的转速小于速度阈值时，向电枢线圈82施加停止用电流(步骤S36)，使转子26在停止位置停止(步骤S38)。控制部94例如从传感器99获取转子26的转速的信息，在转子26的转速小于速度阈值的时刻，开始向电枢线圈82施加停止用电流。控制部94不切换停止用电流的通电方向，仅向一个方向通电。通过该停止用电流再次产生合成磁场，在转子26旋转到停止位置之后在该停止位置停止。由此，转子26的停止控制完成。

在使转子26停止后，控制部94判断是否存在起动指示(步骤S40)。该起动指示是使磁通开关电机10的动作开始(起动)的内容的指示，例如由操作者输入。另一方面，控制部94在判断为存在起动指示的情况下(步骤S40：是)，向电枢线圈82施加旋转用电流，使转子26起动(步骤S42)，然后移动到步骤S30，继续进行旋转控制。控制部94在使转子26起动时，将在与停止用电流的通电方向相反方向流通的电流作为旋转用电流施加。由此，控制部94能够适当地使转子26起动。此外，在执行了这样的停止处理之后，经过时间直到起动指示的情况下，也考虑到转子26由于外部扭矩而从规定的停止位置移动的可能性。因此，例如在这样的情况下，也可以在收到起动指示后再次进行停止处理，在该再次的停止处理后进行起动处理。控制部94在未判断为存在起动指示的情况下、即在判断为没有起动指示的情况下(步骤S40：否)，不使转子26起动，结束本处理。

如以上说明的那样，本实施方式的增压器1具有：磁通开关电机10，其具有转子26、定子24、励磁部80、电枢线圈82以及控制部94；工作轮52，其安装于转子26，伴随着转子26的旋转而旋转，从而对气体进行压缩。定子24是将转子26能够旋转地收纳的环状部件，具有从内周部56A朝向转子26向径向内侧突出的多个定子突出部60。励磁部80设置于励磁插槽62B，产生恒定方向的磁场。励磁插槽62B是在定子突出部60彼此之间形成的多个插槽62中的一部分插槽62。电枢线圈82设置于电枢插槽62A。电枢插槽62A是多个插槽62中的其他插槽62。控制部94和变频器14向电枢线圈82施加单相电流，通过使施加于电枢线圈82的单相电流的方向发生变化来使从电枢线圈82产生的磁场的方向发生变化，从而使转子26旋转。

本实施方式的增压器1使用磁通开关电机10对气体进行压缩。并且，该磁通开关电机10通过控制部94向电枢线圈82施加单相电流而工作。即，本实施方式的增压器1使用单相式的磁通开关电机10。该增压器1通过使用单相式的磁通开关电机10，能够抑制半导体开关的数量变多，抑制相对于电流供给部连接的连接部位变多。因此，该增压器1能够抑制特别是沿X方向的长度变长，能够抑制尺寸变大。并且，通过使用单相式磁通开关电机10，能够抑制电路90的规模和成本增大，实现优越的电机设计。

并且，控制部94在收到使转子26的旋转停止的指示时，通过向电枢线圈82施加向恒定方向流通的停止用电流，使转子26在周向上确定的多个停止位置中的任一处停止。在仅通过单相电流来控制旋转的情况下，取决于转子26的停止位置，有可能无法适当地使转子26起动。但是，本实施方式中的控制部94通过停止用电流，能够将转子26引导到预先确定的停止位置中的任一处而停止。由于确定转子26的停止位置是确定的，控制部94能够使转子26适当地起动。因此，本实施方式的增压器1能够抑制尺寸并且使转子26适当地进行旋转。

并且，控制部94在收到使转子起动的指示时，向电枢线圈82施加与停止用电流相反方向的电流，使转子26起动。控制部94通过停止用电流将转子26引导到停止位置。控制部94在起动时，通过将与该停止用电流相反方向的电流施加于电枢线圈82，产生与引导到停止位置时不同方向的合成磁场，能够使转子26适当地起动。因此，本实施方式的增压器1能够抑制尺寸并且使转子26适当地进行旋转。

另外，电枢线圈82呈波形绕组状卷绕于多个定子突出部60。由此，电枢线圈82能够串联地卷绕于多个定子突出部60，能够更适当地抑制相对于电流供给部连接的连接部位变多。由此，本实施方式的增压器1能够更适当地抑制尺寸变大。

并且，本实施方式的励磁部80是永磁体。通过使用永磁体作为励磁部80，能够适当地产生恒定方向的磁场。

但是，如上所述，励磁部80只要产生恒定方向的磁场即可，不限于永磁体。图9是表示励磁部的其他示例的示意图。如图9所示，电机单元23也可以代替励磁部80而具有励磁部80A。励磁部80A是施加有恒定方向的电流的励磁线圈。励磁部80A设置于励磁插槽62B，将定子突出部60C和定子突出部60D一起卷绕，并且将定子突出部60A和定子突出部60B一起卷绕。励磁部80A具有将定子突出部60C和定子突出部60D一起卷绕的线圈和将定子突出部60A和定子突出部60B一起卷绕的线圈这两个。但是，励磁部80A既可以与电枢线圈82同样地为一个，也可以通过与电枢线圈82同样的波形绕组卷绕于定子突出部60。通过控制部94使励磁部80A施加有恒定方向的电流，电流方向不切换。由此，励磁部80A能够与励磁部80同样地产生恒定方向的磁场。这样，励磁部80A是施加恒定方向的电流的磁场线圈，能够适当地产生恒定方向的磁场。

并且，在以上说明中，定子突出部60为四个，并且转子突出部72为两个，但如上所述，定子突出部60和转子突出部72的数量不限于此。图10是表示定子突出部和转子突出部的另一示例的示意图，图11是表示波形绕组的示例的示意图。如图10所示，另一示例的电机单元23a具有定子24a、转子26a以及电枢线圈82a。定子24a具有八个定子突出部60a，转子26a具有四个转子突出部72a。在定子24a中，电枢插槽62A1a、励磁插槽62B1a、电枢插槽62A2a、励磁插槽62B2a、电枢插槽62A3a、励磁插槽62B3a、电枢插槽62A4a、励磁插槽62B4a在周向上依次设置。

电枢线圈82a与图3的电枢线圈82同样地通过波形绕组卷绕于定子突出部60a，但是由于转子突出部72a的数量不同，因此基于图10和图11所说明的那样卷绕。

图11是相对于图10除去了定子24a和转子26a的立体图，仅表示了励磁部80和电枢线圈82a。如图10和图11所示，电枢线圈82a按部位82A1a、部位82A2a、部位82B1a、部位82B2a、部位82C1a、部位82C2a、部位82D1a、部位82D2a、部位82E1a、部位82E2a、部位82F1a、部位82F2a、部位82G1a、部位82G2a、部位82H1a、部位82H2a的顺序排列延伸。

电枢线圈82a从部位82A1a在电枢插槽62A1a内通过而向方向X1延伸到部位82A2a。部位82A1a是与电枢插槽62A1a相比靠方向X2侧的电枢线圈82a的部位，是与电枢线圈82a中的电流供给部(变频器14)连接的连接部位。并且，部位82A2a是比电枢插槽62A1a靠方向X1侧的电枢线圈82a的部位。

然后，电枢线圈82a在定子24a的方向X1侧，从部位82A2a延伸到部位82B1a。部位82B1a是比电枢插槽62A2a靠方向X1侧的电枢线圈82a的部位。电枢线圈82a以通过两个定子突出部60a的方向X1侧的区域的方式从部位82A2a延伸到部位82B1a。然后，电枢线圈82a从部位82B1a通过电枢插槽62A2a，向方向X2延伸到部位82B2a。部位82B2a是比电枢插槽62A2a靠方向X2侧的电枢线圈82a的部位。

然后，电枢线圈82a在定子24a的方向X2侧，从部位82B2a延伸到部位82C1a。部位82C1a是比电枢插槽62A3a靠方向X2侧的电枢线圈82a的部位。电枢线圈82a以通过两个定子突出部60a的方向X2侧的区域的方式从部位82B2a延伸到部位82C1a。然后，电枢线圈82a从部位82C1a通过电枢插槽62A3a而向方向X1延伸到部位82C2a。部位82C2a是比电枢插槽62A3a靠方向X1侧的电枢线圈82a的部位。

然后，电枢线圈82a在定子24a的方向X1从部位82C2a延伸到部位82D1a。部位82D1a是与电枢插槽62A4a相比靠方向X1侧的电枢线圈82a的部位。电枢线圈82a以通过两个定子突出部60a的方向X1侧的区域的方式，从部位82C2a延伸到部位82D1a。然后，电枢线圈82a从部位82D1a通过电枢插槽62A4a向方向X2延伸到部位82D2a。部位82D2a是比电枢插槽62A4a靠方向X2侧的电枢线圈82a的部位。

然后，电枢线圈82a在定子24a的方向X2侧从部位82D2a延伸到部位82E1a。部位82E1a是比电枢插槽62A1a靠方向X2侧的电枢线圈82a的部位。电枢线圈82a以通过两个定子突出部60a的方向X2侧的区域的方式从部位82D2a延伸到部位82E1a。然后，电枢线圈82a从部位82E1a通过电枢插槽62A1，向方向X1延伸到部位82E2a。部位82E2a是比电枢插槽62A1a更靠近方向X1侧的电枢线圈82a的部位。

然后，电枢线圈82a在定子24a的方向X1侧从部位82E2a延伸到部位82F1a。部位82F1a是比电枢插槽62A4a靠方向X1侧的电枢线圈82a的部位。电枢线圈82a以通过两个定子突出部60a的方向X1侧的区域的方式从部位82E2a延伸到部位82F1a。然后，电枢线圈82a从部位82F1a通过电枢插槽62A4a，向方向X2延伸到部位82F2a。部位82F2a是比电枢插槽62A4a靠方向X2侧的电枢线圈82a的部位。

然后，电枢线圈82a在定子24a的方向X2侧从部位82F2a延伸到部位82G1a。部位82G1a是比电枢插槽62A3a靠方向X2侧的电枢线圈82a的部位。电枢线圈82a以通过两个定子突出部60a的方向X2侧的区域的方式从部位82F2a延伸到部位82G1a。然后，电枢线圈82a从部位82G1a通过电枢插槽62A3a，向方向X1延伸到部位82G2a。部位82G2a是比电枢插槽62A3a靠方向X1侧的电枢线圈82a的部位。

然后，电枢线圈82a在定子24a的方向X1侧从部位82G2a延伸到部位82H1a。部位82H1a是比电枢插槽62A2a靠方向X1侧的电枢线圈82a的部位。电枢线圈82a以通过两个定子突出部60a的方向X1侧的区域的方式从部位82G2a延伸到部位82H1a。然后，电枢线圈82a从部位82H1a通过电枢插槽62A2a而向方向X2延伸到部位82H2a。部位82H2a是与电枢插槽62A2a相比靠方向X2侧的电枢线圈82a的部位，是电枢线圈82a中的与电流供给部(变频器14)连接的连接部位。

这样，电枢线圈82a通过波形绕组从部位82A1a到部位82H2a，朝向X1方向和X2方向一边交替地改变方向一边卷绕于电枢插槽62Aa。即，即使定子突出部60a的数量增加，电枢线圈82a也能够通过波形绕组而通向所有的电枢插槽，能够将与电流供给部连接的连接部位保持为两个。即使定子突出部的数量进一步增多，电枢线圈也能够通过波形绕组而通向所有的电枢插槽，能够将与电流供给部连接的连接部位保持为两个。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但并不是通过该实施方式的内容对实施方式进行限定。并且，前述构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的、实质上相同的、即所谓等同范围的要素。另外，前述构成要素能够适当地进行组合。另外，可以在不脱离前述实施方式的主旨的范围内进行构成要素的各种省略、置换或变更。

附图标记说明

1 增压器；

10 磁通开关电机；

12 压气机；

14 变频器；

22 旋转轴；

23 电机单元；

24 定子；

26 转子；

52 工作轮；

56A 内周部；

60、60A,60B,60C,60D 定子突出部；

62 插槽；

62A 电枢插槽；

62B 励磁插槽；

72 转子突出部；

80 励磁部；

82 电枢线圈；

94 控制部。

Claims (6)

1.一种增压器，其特征在于，具有磁通开关电机和工作轮，

所述磁通开关电机具有：

转子；

定子，其为将所述转子能够旋转地收纳的环状部件，具有从内周部朝向所述转子向径向内侧突出的多个定子突出部；

励磁部，其设置于在所述定子突出部彼此之间形成的多个插槽中的一部分插槽即励磁插槽，产生恒定方向的磁场；

电枢线圈，其设置于所述多个插槽中的其他插槽即电枢插槽；

控制部，其向所述电枢线圈施加单相电流，通过改变所施加的所述单相电流的方向而使由所述电枢线圈产生的磁场的方向发生变化，使所述转子旋转；

所述工作轮安装于所述转子，并且伴随着所述转子的旋转而旋转，从而对气体进行压缩。

2.如权利要求1所述的增压器，其中，

所述控制部在收到使所述转子的旋转停止的指示时，通过向所述电枢线圈施加向恒定方向流通的停止用电流而使所述转子在周向上被确定的多个停止位置中的任一停止位置停止。

3.如权利要求2所述的增压器，其中，

所述控制部在收到使所述转子起动的指示时，向所述电枢线圈施加与所述停止用电流相反方向的电流而使所述转子起动。

4.如权利要求1至3中任一项所述的增压器，其中，

所述励磁部为永磁体。

5.如权利要求1至3中任一项所述的增压器，其中，

所述励磁部是施加有恒定方向的电流的励磁线圈。

6.如权利要求1至5中任一项所述的增压器，其中，

所述电枢线圈呈波形绕组状地卷绕于多个所述定子突出部。

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