JP2001119875A - Synchronous machine and rotating electric machine for electric vehicle using the same - Google Patents

Synchronous machine and rotating electric machine for electric vehicle using the same

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JP2001119875A
JP2001119875A JP29230499A JP29230499A JP2001119875A JP 2001119875 A JP2001119875 A JP 2001119875A JP 29230499 A JP29230499 A JP 29230499A JP 29230499 A JP29230499 A JP 29230499A JP 2001119875 A JP2001119875 A JP 2001119875A
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Japan
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synchronous machine
magnetic
rotor
salient pole
permanent magnet
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Japanese (ja)
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Hiroaki Kajiura
裕章 梶浦
Masahiro Seguchi
瀬口  正弘
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synchronous machine for a motor that drives electric vehicles increasing the torque per unit weight of an expensive permanent magnet and reducing the required breakdown voltage of an armature coil power supply circuit system. SOLUTION: A rotor 100 is provided with structure, where a magnetic salient pole rotor 102 and a magnet rotor 101 are connected in series in the axial direction, and the magnetic flux of the magnetic salient pole field of the magnetic salient pole rotor 102 and that of the permanent magnet field pole of the magnet rotor part 101 are interlinked to a common polyphase armature coil, thus optimizing the relative angle between both rotors and increasing overall torque per the amount of permanent magnet, in comparison with the conventional compound-torque (namely, a generator for generating the combined torque of the reluctance torque by a magnetic salient pole field and magnetic torque by the permanent magnet magnetic pole) and hence increasing the combined torque per permanent magnet amount.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石型界磁極
及び磁気突極型界磁極を有する同期機及びそれを用いた
電気自動車用回転電機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous machine having a permanent magnet type field pole and a magnetic salient pole type field pole, and a rotating electric machine for electric vehicles using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハイブリッド車を含む電気自動車走行モ
ータ(走行トルクを発生するモータ)としては、効率、
耐久性などの点で有利な同期機を用いるのが一般的であ
る。電気自動車走行モータに用いる同期機の界磁ロータ
としては、マグネット型及び界磁コイル型が代表的形式
として知られているが、ロータ構造を簡素にできるマグ
ネット型界磁ロータを用いるのが一般的である。このよ
うなマグネット型同期機は一般にブラシレスDCモータ
として知られている。
2. Description of the Related Art Efficiency of an electric vehicle including a hybrid vehicle (motor for generating running torque) includes:
It is common to use a synchronous machine that is advantageous in terms of durability and the like. As a field rotor of a synchronous machine used for an electric vehicle traveling motor, a magnet type and a field coil type are known as typical types, but a magnet type field rotor which can simplify a rotor structure is generally used. It is. Such a magnet type synchronous machine is generally known as a brushless DC motor.

【0003】また、マグネット(永久磁石)が埋設され
るロータコアの磁気抵抗の周方向分布特性を径方向断面
内にて工夫することにより、いわゆる磁気突極型界磁極
を設け、この磁気突極型界磁極によるリラクタンストル
クを発生させてマグネット型磁極によるマグネットトル
クよりも大きな合成トルクを発生する複合トルク型同期
機も提案されている。
A so-called magnetic salient pole type field pole is provided by devising a circumferential distribution characteristic of the magnetic resistance of a rotor core in which a magnet (permanent magnet) is embedded in a radial cross section. There has also been proposed a composite torque type synchronous machine that generates reluctance torque by field poles to generate a synthetic torque larger than magnet torque by magnet type magnetic poles.

【0004】この従来の複合トルク型同期機について更
に説明する。
The conventional composite torque type synchronous machine will be further described.

【0005】マグネットトルクは、電機子電流の大きさ
に比例し、永久磁石が作る磁束の方向(d軸)と電機子
電流が作る磁界の方向の位相角に対して正弦波で変化す
る。埋設された永久磁石の径方向外側に形成される鉄心
には電機子電流によりリラクタンストルクが生じる。リ
ラクタンストルクの発生原理は、電流が作る磁界に鉄心
が吸引する原理に基づくものであり、リラクタンストル
クは、鉄心のq軸(永久磁石の磁束方向に対して電気角
で90°進んだ方向)方向の磁気抵抗に反比例するイン
ダクンスLqとd軸(永久磁石が作る磁束の方向)方向
の磁気抵抗に反比例するインダクンスLdの差と、電機
子電流の2乗とに比例し、電機子電流が作る磁界の方向
とq軸方向との間の位相角に対して正弦波で変化する。
但し、リラクタンストルクは、前記マグネットトルクに
対して1/2の周期で変化する。
The magnet torque is proportional to the magnitude of the armature current, and changes in a sine wave with respect to the phase angle between the direction of the magnetic flux generated by the permanent magnet (d-axis) and the direction of the magnetic field generated by the armature current. Reluctance torque is generated in the iron core formed radially outside the embedded permanent magnet by the armature current. The principle of reluctance torque generation is based on the principle that the iron core is attracted to the magnetic field created by the current. The reluctance torque is in the q-axis direction of the iron core (a direction advanced by 90 electrical degrees with respect to the magnetic flux direction of the permanent magnet). The magnetic field generated by the armature current is proportional to the difference between the inductance Lq inversely proportional to the magnetic resistance and the inductance Ld inversely proportional to the magnetic resistance in the d-axis (the direction of the magnetic flux generated by the permanent magnet), and the square of the armature current. And the phase angle between the q-axis direction and the q-axis direction.
However, the reluctance torque changes at a half cycle with respect to the magnet torque.

【0006】この従来の複合トルク型同期機において、
電機子電流を一定とし位相角を変化させた場合のマグネ
ットトルクとリラクタンストルクの変化を図10に示
す。図10から分かるように、マグネットトルクの最大
値とリラクタンストルクの最大値とは電気角で45°の
位相差をもつため、両トルクの最大値間の位相(d軸を
基準として90°〜135°の位相角範囲)で電機子電
流を流すことで、両トルクの合成トルクを最大化でき
る。
In this conventional compound torque type synchronous machine,
FIG. 10 shows changes in the magnet torque and the reluctance torque when the armature current is kept constant and the phase angle is changed. As can be seen from FIG. 10, since the maximum value of the magnet torque and the maximum value of the reluctance torque have a phase difference of 45 ° in electrical angle, the phase between the maximum values of both torques (90 ° to 135 with respect to the d axis). The combined torque of both torques can be maximized by passing the armature current in the phase angle range of °).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マグネ
ット型界磁ロータを用いる同期機(マグネット型同期
機)では、たとえばそれを電気自動車走行モータなどに
用いた場合、電機子コイルとバッテリとの間に設けられ
て電機子電流の位相制御を行う交直変換回路が故障する
と、電機子電流の位相制御による電機子コイルの電圧制
御ができなくなるため、電機子コイルに対する永久磁石
型界磁極の相対回転が大きくなって、電機子コイルに高
い発電電圧が生じるという問題が発生する。この発電電
圧は、バッテリが満充電状態など、電機子コイルの発電
電流を吸収できない状況下において、ロータが高速回転
している状況下で特に大きくなる。
However, in a synchronous machine using a magnet type field rotor (magnet type synchronous machine), for example, when it is used for an electric vehicle running motor or the like, a gap between an armature coil and a battery is generated. If the provided AC / DC conversion circuit for controlling the phase of the armature current fails, the voltage of the armature coil cannot be controlled by the phase control of the armature current. As a result, there arises a problem that a high power generation voltage is generated in the armature coil. This generated voltage is particularly large in a situation where the rotor is rotating at high speed in a situation where the current generated by the armature coil cannot be absorbed, such as when the battery is fully charged.

【0008】したがって、電機子コイルとバッテリとの
間に設けられる上記交直変換回路を含む回路、特にバッ
テリと並列に設けられる平滑コンデンサなどの耐圧は、
この高い発電電圧を想定して高く設計する必要があっ
た。
Therefore, the withstand voltage of the circuit including the AC / DC conversion circuit provided between the armature coil and the battery, particularly the smoothing capacitor and the like provided in parallel with the battery is as follows:
It was necessary to design high considering this high power generation voltage.

【0009】ちなみに、電気自動車走行モータに給電す
る従来のバッテリ電圧は、配線抵抗損失低減、ケーブル
軽量化など種々の理由により数百Vといった高電圧仕様
とされるために、更にその上、このような耐圧増大が要
求されると、上記回路特に平滑コンデンサの大型化、高
コスト化の負担が更に増大する。
Incidentally, the conventional battery voltage for supplying power to the electric vehicle traveling motor has a high voltage specification of several hundred volts for various reasons such as a reduction in wiring resistance loss and a reduction in cable weight. If a large increase in withstand voltage is required, the burden of increasing the size and cost of the circuit, particularly the smoothing capacitor, is further increased.

【0010】また、バッテリが満充電ではなく、バッテ
リが電機子コイルの発電電流を吸収する場合には、同期
機から出力される上記発電電圧は低下させることができ
るものの、バッテリに大充電電流が流れてバッテリの耐
久性低下や望ましくない温度上昇を招くという問題が生
じる。
When the battery is not fully charged and the battery absorbs the generated current of the armature coil, the above-described generated voltage output from the synchronous machine can be reduced, but a large charging current is supplied to the battery. This causes a problem that the battery flows to cause a decrease in battery durability and an undesirable temperature rise.

【0011】更に、上記マグネット型ロータ部に用いる
永久磁石は高価であり、そのコストを低減したいという
要望もある。
Further, the permanent magnet used for the magnet type rotor is expensive, and there is a demand to reduce the cost.

【0012】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、高価な永久磁石の重量当たりのトルクを増大し、
電機子コイル給電回路系の必要耐圧の低下を実現可能な
電気自動車走行モータ用同期機を提供することをその目
的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and increases torque per weight of an expensive permanent magnet.
It is an object of the present invention to provide a synchronous machine for an electric vehicle traveling motor capable of reducing the required withstand voltage of an armature coil power supply circuit system.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の同期機
は、ロータが、磁気突極型ロータ部とマグネット型ロー
タ部とを軸方向直列に結合した構造をもち、磁気突極型
ロータ部の磁気突極型界磁極の磁束(磁気突極型界磁極
を構成する磁気突極型ロータ部の磁気抵抗空間分布特性
により偏向された電機子電流の磁束)とマグネット型ロ
ータ部の永久磁石型界磁極の磁束とは、共通の多相電機
子コイルと鎖交する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a synchronous machine, wherein the rotor has a structure in which a magnetic salient pole type rotor and a magnet type rotor are connected in series in the axial direction. Of the magnetic salient pole type field poles (the magnetic flux of the armature current deflected by the magnetic resistance spatial distribution characteristics of the magnetic salient pole type rotor constituting the magnetic salient pole type field poles) and the permanent magnet type of the magnet type rotor The magnetic flux of the field pole links with the common multi-phase armature coil.

【0014】なお、ここでいう磁気突極型ロータ部と
は、外周面に周方向に電気角で0.5πごとに磁化容易
部と磁化困難部とが交互に設けられ、電気角でπ離れた
一対の磁化容易部同士がロータコア内の低磁気抵抗の磁
路で磁気的に接続された構造を意味し、各磁化容易部が
磁気突極型界磁極をなすものを意味する。磁化困難部
は、たとえば前記低磁気抵抗の磁路と平行にエアギャッ
プ又は非磁性部をロータコアに延設して形成される。
The magnetic salient pole type rotor portion referred to here is such that an easy magnetization portion and a hard magnetization portion are alternately provided on the outer peripheral surface every 0.5π in electrical direction in the circumferential direction, and are separated by π in electrical angle. It means a structure in which a pair of easily magnetized portions are magnetically connected to each other by a low magnetic resistance magnetic path in the rotor core, and each easy magnetized portion forms a magnetic salient pole type field pole. The hard-to-magnetize portion is formed, for example, by extending an air gap or a non-magnetic portion in the rotor core in parallel with the magnetic path of low magnetic resistance.

【0015】すなわち、本構成の同期機は、軸方向直列
(タンデム)結合された磁気突極型ロータ部およびマグ
ネット型ロータ部が一個の共通の電機子コイルの各スロ
ット導体部(スロットに挿入された導体部分)に対し
て、互いに軸方向に隣接してそれぞれ磁気結合する構成
となる。
That is, in the synchronous machine having this configuration, the magnetic salient pole type rotor unit and the magnet type rotor unit which are connected in series (tandem) in the axial direction have respective slot conductor portions (inserted into the slots) of one common armature coil. (The conductor portion) is magnetically coupled to each other adjacent to each other in the axial direction.

【0016】このように構成した本発明の同期機によれ
ば、既述した従来の複合トルク型同期機(すなわち、磁
気突極型界磁極によるリラクタンストルクと永久磁石型
界磁極によるマグネットトルクとの合成トルクを発生す
る同期機)に比較して、永久磁石量あたりのトルクを増
大することができ、安価に高トルク同期機を作製するこ
とができる。
According to the synchronous machine of the present invention configured as described above, the conventional composite torque synchronous machine described above (that is, the reluctance torque by the magnetic salient pole type field pole and the magnet torque by the permanent magnet type field pole). As compared with a synchronous machine that generates a synthetic torque), the torque per permanent magnet amount can be increased, and a high-torque synchronous machine can be manufactured at low cost.

【0017】更に説明すると、既述した従来の複合トル
ク型同期機では、永久磁石型界磁極と磁気突極型界磁極
とを軸方向同一位置に配置されているので、両者の相対
角度の設定自由度が狭く、電機子電流による回転磁界
(電流磁界ともいう)に対する両界磁極の最大トルク角
度位置を一致させることが困難であり、合成トルクの増
加量が小さい。
More specifically, in the conventional composite torque type synchronous machine described above, the permanent magnet type field pole and the magnetic salient pole type field pole are arranged at the same position in the axial direction. The degree of freedom is narrow, it is difficult to match the maximum torque angle position of both field poles with respect to the rotating magnetic field (also called the current magnetic field) due to the armature current, and the increase in the combined torque is small.

【0018】これに対して、本構成の同期機では電流磁
界に対する両界磁極の角度位置がそれぞれ最大トルク位
置となるように両種の界磁極間の相対角度位置を任意に
設定することができるので、従来の複合トルク型同期機
に比較して高価なマグネット重量当たりの合成トルクを
増大することができる。
On the other hand, in the synchronous machine of this configuration, the relative angular position between the two types of field poles can be arbitrarily set so that the angular position of both field poles with respect to the current magnetic field becomes the maximum torque position. Therefore, it is possible to increase the combined torque per magnet weight, which is more expensive than the conventional composite torque synchronous machine.

【0019】次に、この同期機の電機子電流の位相制御
が不良となった場合について説明する。
Next, a case where the phase control of the armature current of the synchronous machine becomes defective will be described.

【0020】インバータなどを通じてバッテリと電力授
受する場合、もしこのバッテリが満充電などにより充電
電流(発電電流)を大きく吸収できない場合がある。こ
の時、同期機の電機子電流の位相制御が不良となると、
バッテリの充電電流吸収による電圧ドロップがないの
で、従来の同期機では、同期機とバッテリとの間の回路
に高い発電電圧が印加されることになる。
When power is exchanged with a battery through an inverter or the like, there is a case where the battery cannot fully absorb a charging current (generated current) due to a full charge or the like. At this time, if the phase control of the armature current of the synchronous machine becomes defective,
Since there is no voltage drop due to absorption of the charging current of the battery, in the conventional synchronous machine, a high power generation voltage is applied to a circuit between the synchronous machine and the battery.

【0021】これに対し、本構成の同期機では、電機子
コイルに生じる発電電圧は、マグネット型ロータ部の永
久磁石(マグネット)が減った分だけ低下するはずであ
る。なお、この時の電機子コイルの電流は上記バッテリ
の充電不調により小さく、磁気突極型ロータ部により電
機子コイルに生じる発電電圧は小さい。
On the other hand, in the synchronous machine of this configuration, the generated voltage generated in the armature coil should decrease by the amount corresponding to the decrease in the permanent magnet (magnet) of the magnet type rotor. At this time, the current of the armature coil is small due to the charging failure of the battery, and the voltage generated in the armature coil by the magnetic salient pole type rotor is small.

【0022】すなわち、本構成の同期機では、正常運転
時には上述したマグネットトルクとリラクタンストルク
との最適な位相マッチングにより大きな合成トルクを得
ることができる上、上記位相制御不調時には電機子コイ
ルの発電電圧を従来のマグネット型同期機または複合ト
ルク型同期機に比較して小さくすることができるので、
上記回路系の耐圧を低下できるわけである。
That is, in the synchronous machine having this configuration, a large combined torque can be obtained by the optimal phase matching between the magnet torque and the reluctance torque during normal operation, and the generated voltage of the armature coil can be obtained when the phase control is not normal. Can be reduced compared to conventional magnet type synchronous machines or composite torque type synchronous machines.
This means that the withstand voltage of the circuit system can be reduced.

【0023】その結果、バッテリが満充電されていた
り、あるいはマグネットスイッチなどでバッテリが同期
機の電機子コイルから遮断されていた場合などにおいて
高速回転が生じても、回路系に大きな発電電圧が印加さ
れることがなく、また、この回路系を構成する回路素子
たとえば平滑コンデンサの大型化を防止することができ
る。
As a result, even when the battery is fully charged, or when the battery is cut off from the armature coil of the synchronous machine by a magnet switch or the like and high-speed rotation occurs, a large generated voltage is applied to the circuit system. In addition, it is possible to prevent an increase in the size of a circuit element constituting this circuit system, for example, a smoothing capacitor.

【0024】請求項2記載の構成によれば請求項1記載
の同期機において更に、磁気突極型界磁極と永久磁石型
界磁極は同数とされる。
According to a second aspect of the present invention, in the synchronous machine of the first aspect, the number of magnetic salient pole type field poles and the number of permanent magnet type field poles are the same.

【0025】このようにすれば、電機子コイルの電流磁
界の極数と永久磁石型界磁極および磁気突極型界磁極と
をマッチングさせることができ、リラクタンストルクを
増大することができる。
With this configuration, the number of poles of the current magnetic field of the armature coil can be matched with the permanent magnet field pole and the magnetic salient pole field pole, and the reluctance torque can be increased.

【0026】請求項3又は4記載の構成によれば請求項
1又は2記載の同期機において更に、磁気突極型界磁極
は永久磁石型界磁極に対して電気角で0〜90°、更に
好ましくは電気角で45〜90°だけ進相した位置に配
置されるので、合計トルクを増大することができる。
According to a third or fourth aspect of the present invention, in the synchronous machine according to the first or second aspect, the magnetic salient pole type field pole has an electrical angle of 0 to 90 ° with respect to the permanent magnet type field pole. Since it is preferably disposed at a position advanced by 45 to 90 degrees in electrical angle, the total torque can be increased.

【0027】請求項5記載の構成によれば請求項1又は
2記載の同期機において更に、永久磁石型界磁極は電磁
鋼板に埋設された永久磁石により構成され、これにより
マグネット型ロータ部は複合トルク型同期機と同じくマ
グネットトルクに併せてリラクタンストルクを発生す
る。更に、磁気突極型界磁極は永久磁石型界磁極に対し
て電気角で45〜75°だけ進相した位置に配置され
る。すなわち、マグネット型ロータ部の最大トルク角度
がそのリラクタンストルク分だけ進相するので、磁気突
極型ロータ部の磁気突極型界磁極をその分進相させて両
ロータ部の最大トルク位相角(電機子コイルに対する)
を空間的に一致ないし近接させ、全体の合成トルクを増
大する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the synchronous machine according to the first or second aspect, the permanent magnet type field pole is further constituted by a permanent magnet buried in an electromagnetic steel plate, whereby the magnet type rotor portion is combined. Like the torque synchronous machine, it generates reluctance torque in conjunction with magnet torque. Further, the magnetic salient pole type field pole is arranged at a position advanced by 45 to 75 degrees in electrical angle with respect to the permanent magnet type field pole. That is, since the maximum torque angle of the magnet type rotor section is advanced by the reluctance torque, the magnetic salient pole type field poles of the magnetic salient pole type rotor section are advanced by that amount, and the maximum torque phase angle ( Armature coil)
Are spatially matched or close to each other to increase the overall resultant torque.

【0028】請求項6記載の構成によれば請求項1乃至
5のいずれか記載の同期機において更に、両ロータ部
は、電機子電流を基準として両ロータ部がそれぞれ最大
トルクを発生する相対角度をもつように設定されている
ので、合計トルクを最大化することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the synchronous machine according to any one of the first to fifth aspects, further, the two rotor portions are each a relative angle at which the two rotor portions generate the maximum torque based on the armature current. , So that the total torque can be maximized.

【0029】請求項7記載の構成によれば請求項1乃至
6のいずれか記載の同期機において更に、磁気突極型ロ
ータ部は、周方向に隣接する一対の前記磁気突極型界磁
極の中心近傍に両側端部が配置されて軸方向に貫設され
たスリットを有するので、たとえば電磁鋼板の打ち抜き
により磁気突極型界磁極を形成することができ、製造工
程を簡素化することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the synchronous machine according to any one of the first to sixth aspects, the magnetic salient pole type rotor portion further includes a pair of circumferentially adjacent magnetic salient pole type field poles. Since both ends are disposed near the center and have slits penetrating in the axial direction, a magnetic salient pole type field pole can be formed by, for example, punching out an electromagnetic steel sheet, and the manufacturing process can be simplified. .

【0030】請求項8記載の構成によれば請求項1乃至
7のいずれか記載の同期機において更に、マグネット型
ロータ部は、両側端部が周方向に隣接する一対の磁気突
極型界磁極の中心近傍に配置されて軸方向に貫設された
スリットに設けられた永久磁石とを有するので、マグネ
ット型ロータ部はリラクタンストルクも発生することが
でき、また、マグネット型ロータ部のコアと磁気突極型
ロータ部のコアとを同一形状の打ち抜き電磁鋼板で構成
して共用化することも容易となり、部品点数を減らすこ
とが容易となる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the synchronous machine according to any one of the first to seventh aspects, the magnet type rotor unit further includes a pair of magnetic salient pole type field poles whose both ends are circumferentially adjacent to each other. And a permanent magnet provided in a slit provided in the axial direction and disposed near the center of the magnet type rotor, so that the magnet type rotor unit can also generate reluctance torque, and the core of the magnet type rotor unit is The core of the salient-pole type rotor portion is made of a punched electromagnetic steel plate having the same shape and can be easily shared, and the number of parts can be easily reduced.

【0031】請求項9記載の構成によれば請求項5又は
8記載の同期機において更に、マグネット型ロータ部
は、磁気突極型ロータ部の軸方向両側に配設されるの
で、永久磁石の挿入、固定作業が容易となる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the synchronous machine according to the fifth or eighth aspect, the magnet type rotor portion is further disposed on both axial sides of the magnetic salient pole type rotor portion. Insertion and fixing work becomes easy.

【0032】請求項10記載の構成によれば請求項1乃
至9のいずれか記載の同期機において更に、両ロータ部
間に高磁気抵抗を有する磁気シールド部を有するので、
両ロータ部間の磁気漏れを減らして、トルクの増大を図
ることができる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the synchronous machine according to any one of the first to ninth aspects, a magnetic shield part having high magnetic resistance is further provided between the two rotor parts.
It is possible to reduce the magnetic leakage between the two rotor parts and increase the torque.

【0033】請求項11記載の構成によれば電機子コイ
ルは、交直変換回路を含む回路系を通じて車載のバッテ
リと電力授受するとともに、前記回路系は前記バッテリ
と並列接続された平滑コンデンサを有するので、電機子
コイルの発電電圧の低減により平滑コンデンサの耐圧を
低減することができる。
According to the eleventh aspect, the armature coil exchanges power with a vehicle-mounted battery through a circuit system including an AC / DC conversion circuit, and the circuit system has a smoothing capacitor connected in parallel with the battery. In addition, the withstand voltage of the smoothing capacitor can be reduced by reducing the voltage generated by the armature coil.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施態様を以下の
実施例を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the following examples.

【0035】[0035]

【実施例1】実施例1の同期機を図1〜図4を参照して
以下に説明する。 (構成)この同期機は、ハイブリッド車のエンジンによ
り発電するとともにエンジン始動も行う回転電機であっ
て、積層電磁鋼板からなる鉄心(ステータコア)201
に電機子巻線202が巻装され、図示しないハウジング
に固定されている。図1にて、破線にて示した部分は、
鉄心201のスロットおよびそれに挿通された電機子巻
線202のスロット導体部である。
First Embodiment A synchronous machine according to a first embodiment will be described below with reference to FIGS. (Construction) This synchronous machine is a rotating electric machine that generates electric power by an engine of a hybrid vehicle and also starts the engine, and includes an iron core (stator core) 201 made of laminated electromagnetic steel sheets.
, An armature winding 202 is wound thereon and fixed to a housing (not shown). In FIG. 1, the part shown by the broken line is
It is a slot of the iron core 201 and a slot conductor portion of the armature winding 202 inserted therein.

【0036】鉄心201の内側には回転子(ロータ)1
00が挿入され、回転子100の軸108は軸受301
および軸受302を介して前記ハウジングに回転自在に
支承されている。
A rotor (rotor) 1 is provided inside the iron core 201.
00 is inserted, and the shaft 108 of the rotor 100 is
And is rotatably supported by the housing via a bearing 302.

【0037】回転子100は、積層電磁鋼板からなる2
個の鉄心101と1個の鉄心102とを有しており、鉄
心101は本発明でいうマグネット型ロータ部を、鉄心
102は本発明でいう磁気突極型ロータ部を構成してい
る。これら鉄心101、102はキー107を用いて軸
108に対して回転不能に固定されている。鉄心102
は一対の鉄心101により軸方向に挟設されている。プ
レート105、106が鉄心101、102を挟んで軸
108に固定され、鉄心101、102、101を軸方
向に固定している。一対の鉄心101と鉄心102との
間にはそれぞれ非磁性のプレート104が設けられ、両
鉄心101、102間を磁気的に遮断している。
The rotor 100 is made of laminated electromagnetic steel sheets.
It has one iron core 101 and one iron core 102, and the iron core 101 constitutes a magnet type rotor unit according to the present invention, and the iron core 102 constitutes a magnetic salient pole type rotor unit according to the present invention. These iron cores 101 and 102 are non-rotatably fixed to a shaft 108 using a key 107. Iron core 102
Is axially sandwiched between a pair of iron cores 101. Plates 105 and 106 are fixed to the shaft 108 with the cores 101 and 102 interposed therebetween, and fix the cores 101, 102 and 101 in the axial direction. A non-magnetic plate 104 is provided between the pair of iron cores 101 and 102, respectively, and magnetically blocks between the two iron cores 101 and 102.

【0038】なお、図1では、鉄心201、101、1
02、軸108に断面ハッチングを施すべきではある
が、理解を容易とするためそれらを省略する。
In FIG. 1, the iron cores 201, 101, 1
02, the shaft 108 should be hatched in section, but they are omitted for easy understanding.

【0039】図2に鉄心101のA−A断面を示す。FIG. 2 shows an AA cross section of the iron core 101.

【0040】鉄心101の外周部には周方向等ピッチで
8個の磁石挿入穴111が軸方向に貫設されており、各
磁石挿入穴111にはそれぞれ永久磁石103が挿入さ
れている。各永久磁石103は、厚さ方向(回転子挿入
状態で径方向)に着磁されており、周方向極性交互に磁
石挿入穴111に挿入されてN極103aとS極103
bとを構成している。
Eight magnet insertion holes 111 are provided in the outer peripheral portion of the iron core 101 at an equal pitch in the circumferential direction in the axial direction, and a permanent magnet 103 is inserted into each of the magnet insertion holes 111. Each of the permanent magnets 103 is magnetized in the thickness direction (in the radial direction when the rotor is inserted), and is inserted into the magnet insertion hole 111 alternately in the circumferential direction to form the north pole 103a and the south pole 103.
b.

【0041】鉄心101には軸方向に穴112が設けら
れており、穴112には軸108、キー107が挿入さ
れている。穴112のキー挿入位置の周方向中心は1つ
の磁石挿入穴111の周方向中心と周方向において同角
度位置となっている。
A hole 112 is provided in the core 101 in the axial direction, and a shaft 108 and a key 107 are inserted into the hole 112. The circumferential center of the key insertion position of the hole 112 is at the same angular position in the circumferential direction as the circumferential center of one magnet insertion hole 111.

【0042】図3に鉄心102のB−B断面を示す。FIG. 3 shows a cross section BB of the iron core 102.

【0043】鉄心102には、中央部が径方向内側に向
けて湾曲する4種類のスリット110a〜110dを1
セットとするスリット群110が、周方向に等ピッチで
8セット設けられている。鉄心102には軸方向に穴1
09が設けられており、穴109には軸108、キー1
07が挿入されている。周方向に隣接する所定の一対の
スリット群110、110間の周方向中央位置は、穴1
09のキー挿入位置の周方向中心を基準として、反時計
方向(回転方向)に11.25°(電気角45°)だけ
シフトして配置されている。
In the iron core 102, four types of slits 110a to 110d having a central portion curved inward in the radial direction are provided.
Eight sets of slit groups 110 are provided at equal pitches in the circumferential direction. Hole 1 is formed in the core 102 in the axial direction.
09 is provided, and the shaft 109 and the key 1
07 is inserted. The center position in the circumferential direction between a predetermined pair of slit groups 110 adjacent in the circumferential direction is the hole 1.
09 is shifted in the counterclockwise direction (rotation direction) by 11.25 ° (electrical angle 45 °) with respect to the center of the key insertion position in the circumferential direction.

【0044】電機子巻線202は、通常三相コイルであ
って、鉄心(ステータコア)201の内周面に周方向等
ピッチで形成された所定数のスロットに巻装されてい
る。電機子巻線202のうち、これらスロットに挿入さ
れている部分をスロット導体部と呼ぶ。 (動作)本実施例の同期機の動作を以下に説明する。
The armature winding 202 is usually a three-phase coil, and is wound around a predetermined number of slots formed at an equal pitch in the circumferential direction on the inner peripheral surface of an iron core (stator core) 201. Portions of the armature winding 202 inserted into these slots are called slot conductors. (Operation) The operation of the synchronous machine of this embodiment will be described below.

【0045】鉄心101および鉄心102は、鉄心10
1において、N極をなす永久磁石103aから発生した
磁束が固定子200を通りS極をなす永久磁石103b
に戻る磁気回路を形成している。電機子巻線202に三
相電流を流して回転磁界(電流磁界)を形成し、これと
同期して回転子100を回転させる。
The iron core 101 and the iron core 102 are
1, the magnetic flux generated from the permanent magnet 103a forming the north pole passes through the stator 200 and the permanent magnet 103b forming the south pole.
To form a magnetic circuit. A three-phase current is applied to the armature winding 202 to form a rotating magnetic field (current magnetic field), and the rotor 100 is rotated in synchronization with this.

【0046】鉄心101の発生トルク(マグネットトル
クともいう)は、周知のようにこの回転磁界と磁石磁束
すなわち界磁束との間の角度すなわち位相角によって変
化する。ここでは、N極103aの周方向中心と正弦波
状の回転磁界の所定位相角が一致した場合を位相角0°
と定義する。回転方向に回転磁界を回転させる方向を位
相角増加方向とすると、位相角とマグネットトルク(鉄
心101のトルク)との関係は図4に示したようになる
(電流一定条件)。なお、位相角は電気角で表してお
り、本実施例の場合は8極であるから電気角=機械角×
4の関係がある。
As is well known, the torque generated by the iron core 101 (also referred to as magnet torque) changes depending on the angle between the rotating magnetic field and the magnet magnetic flux, ie, the field magnetic flux, ie, the phase angle. Here, the case where the circumferential center of the N pole 103a and the predetermined phase angle of the sinusoidal rotating magnetic field coincide with each other is a phase angle of 0 °.
Is defined. Assuming that the direction in which the rotating magnetic field rotates in the rotating direction is the phase angle increasing direction, the relationship between the phase angle and the magnet torque (torque of the iron core 101) is as shown in FIG. 4 (current constant condition). Note that the phase angle is represented by an electrical angle, and in the case of the present embodiment, there are eight poles, so that electrical angle = mechanical angle ×
There are four relationships.

【0047】鉄心102では、互いに隣接する一対のス
リット群110、110間の境界部が磁気的突極(磁束
が通り易い)の中心となり、ここでは磁気突極型界磁極
とも呼ぶ。各スリット群110の周方向中央はそれぞれ
逆突極(磁束が通り難い)となっている。回転磁界は鉄
心102に対しても作用し、前記突極方向と回転磁界の
方向が一致したときには磁束が多く、前記逆突極方向に
回転磁界の方向が一致したときには磁束が少なくなり、
この関係によりリラクタンストルクが生じる。位相角と
リラクタンストルク(鉄心102のトルク)との関係は
図4に示したようになる(電流一定条件)。したがっ
て、このリラクタンス型回転子の場合、突極方向と逆突
極方向の中心位置に回転磁界の方向を一致、或いは直交
させたときに最大トルクが発生する。実施例では鉄心1
02の突極位置(磁気突極型界磁極ともいう)に対して
時計方向に11.25°(電気角で45°)の位置にキ
ー溝を設ける。すなわち、この磁気突極型界磁極の周方
向中央は、鉄心101のN極(永久磁石型界磁極)10
3aの周方向中央に対して11.25°(電気角で45
°)だけ回転方向に進相している。
In the iron core 102, a boundary between a pair of slit groups 110, 110 adjacent to each other is the center of a magnetic salient pole (magnetic flux is easy to pass through), and is also referred to as a magnetic salient pole type field pole here. The center of each slit group 110 in the circumferential direction is a reverse salient pole (it is difficult for magnetic flux to pass through). The rotating magnetic field also acts on the iron core 102, and the magnetic flux is large when the salient pole direction and the rotating magnetic field direction match, and the magnetic flux is small when the rotating magnetic field direction matches the reverse salient pole direction,
This relationship produces reluctance torque. The relationship between the phase angle and the reluctance torque (torque of the iron core 102) is as shown in FIG. 4 (current constant condition). Therefore, in the case of this reluctance rotor, the maximum torque is generated when the direction of the rotating magnetic field coincides with or is orthogonal to the center position between the salient pole direction and the reverse salient pole direction. In the embodiment, the iron core 1 is used.
A key groove is provided at a position 11.25 ° clockwise (45 ° in electrical angle) with respect to the salient pole position 02 (also referred to as a magnetic salient pole type field pole). That is, the center of the magnetic salient pole type field pole in the circumferential direction is the N pole (permanent magnet type field pole) 10 of the iron core 101.
11.25 ° to the circumferential center of 3a (45 in electrical angle)
°) only in the direction of rotation.

【0048】このようにすれば、図4に示すように、鉄
心101のマグネットトルクの最大値と鉄心102のリ
ラクタンストルクの最大値が一致し、この位相角を維持
して同期機を運転すれば、この位相角が一致しない場合
に比べて大きな合成トルクを得ることができる。すなわ
ち、本実施例の同期機は、マグネットトルクとリラクタ
ンストルクとの位相角の理想的なマッチングにより高価
な永久磁石を減らして大トルク同期機を安価に製造する
ことができる。
By doing so, as shown in FIG. 4, the maximum value of the magnet torque of the iron core 101 and the maximum value of the reluctance torque of the iron core 102 match, and if the synchronous machine is operated while maintaining this phase angle, Thus, a larger combined torque can be obtained as compared with the case where the phase angles do not match. That is, the synchronous machine of the present embodiment can reduce the number of expensive permanent magnets by ideally matching the phase angle between the magnet torque and the reluctance torque, and manufacture a large torque synchronous machine at low cost.

【0049】また、この実施例の同期機は、なんらかの
原因で位相角制御による電圧制御が不調となり、かつ、
バッテリなどへの発電電流の給電が阻害された場合で
も、上述した理由により電機子巻線202の発電電圧を
低減することができ、これによりインバータや平滑コン
デンサ等の回路素子の耐電圧を低減することができる。
Further, in the synchronous machine of this embodiment, the voltage control by the phase angle control becomes unsatisfactory for some reason, and
Even when the supply of the generated current to the battery or the like is interrupted, the generated voltage of the armature winding 202 can be reduced for the above-described reason, thereby reducing the withstand voltage of circuit elements such as an inverter and a smoothing capacitor. be able to.

【0050】また、この実施例では、鉄心101は鉄心
102の両端に配置されているので、永久磁石103の
挿入を鉄心組付け後に容易に行うことが可能となる。 (変形態様1)実施例1では鉄心101に永久磁石10
3を埋設した埋設磁石型回転子を用いたが、永久磁石1
03を鉄心101の表面に露出させて表面磁石型回転子
としてもよい。
Further, in this embodiment, since the iron core 101 is disposed at both ends of the iron core 102, the permanent magnet 103 can be easily inserted after assembling the iron core. (Modification 1) In the first embodiment, the permanent magnet 10
3 was buried using a buried magnet type rotor.
03 may be exposed on the surface of the iron core 101 to form a surface magnet type rotor.

【0051】また、実施例1では、鉄心101の磁束方
向に対して鉄心102の突極方向を回転方向に電気角4
5°進ませたが、電気角で0°〜90°進んだ方向に設
定すれば、効果の差は見られるもののトルクを増大する
ことができる。
In the first embodiment, the salient pole direction of the iron core 102 with respect to the magnetic flux direction of the
Although the angle is advanced by 5 °, if the electrical angle is set to a direction advanced by 0 ° to 90 °, the torque can be increased although a difference in the effect can be seen.

【0052】特に、鉄心101の磁束方向に対して鉄心
102の突極方向を回転方向に電気角45°〜90°進
んだ方向に設定すれば、回転機を高速で駆動する弱め界
磁領域において、特に高トルクを発生することができ
る。
In particular, if the salient pole direction of the iron core 102 is set to a direction advanced by an electrical angle of 45 ° to 90 ° in the rotation direction with respect to the magnetic flux direction of the iron core 101, in a field weakening region where the rotating machine is driven at a high speed. In particular, high torque can be generated.

【0053】また、鉄心101に対して鉄心102は磁
石が無い分だけ軽いので、高速回転時の遠心力による外
径側への弾性変形を減らすことができ、その分だけ、鉄
心102の外径を増大させて鉄心102の外周面と固定
子鉄心201の内周面との間のエアギャップ幅を減らす
ことができ、トルクを増大することができる。 (実施例2)他の実施例を図5〜図8を参照して説明す
る。
Further, since the iron core 102 is lighter than the iron core 101 by the absence of the magnet, elastic deformation to the outer diameter side due to centrifugal force during high-speed rotation can be reduced, and the outer diameter of the iron core 102 is correspondingly reduced. Is increased, the air gap width between the outer peripheral surface of the iron core 102 and the inner peripheral surface of the stator core 201 can be reduced, and the torque can be increased. (Embodiment 2) Another embodiment will be described with reference to FIGS.

【0054】この実施例は、実施例1の鉄心101を鉄
心121に、鉄心102を鉄心122に置換したもので
ある。鉄心122は鉄心102と等しい形状を有し、ス
リット120a〜120dはスリット110a〜110
dと同一形状と同一空間配置を有している。また、鉄心
121は鉄心122と同一形状をもち、したがって鉄心
121、鉄心122は同一形状の電磁鋼板を積層して構
成されている。
In this embodiment, the iron core 101 of the first embodiment is replaced by an iron core 121, and the iron core 102 is replaced by an iron core 122. Iron core 122 has the same shape as iron core 102, and slits 120a to 120d are slits 110a to 110
It has the same shape and the same spatial arrangement as d. The iron core 121 has the same shape as the iron core 122. Therefore, the iron core 121 and the iron core 122 are formed by laminating electromagnetic steel sheets having the same shape.

【0055】鉄心121の上記4種類のスリットには、
永久磁石123a〜123dがそれぞれ挿入されてい
る。永久磁石123a〜123dは、厚さ方向(回転子
挿入状態で径方向)に着磁されており、永久磁石123
a〜123dは周方向に極性交互に配置され、これによ
り鉄心121の外周面には周方向にそれぞれ4個のN
極、S極が周方向に交互に配置されている。ただし、鉄
心122の突極方向(磁気突極型界磁極の方向、図6参
照)は、鉄心121の永久磁石による磁束の方向(図5
参照)に対して回転方向に電気角で75°だけ進むよう
に配置されている。
In the above four types of slits of the iron core 121,
The permanent magnets 123a to 123d are inserted respectively. The permanent magnets 123a to 123d are magnetized in the thickness direction (in the radial direction when the rotor is inserted),
a to 123d are alternately arranged in the circumferential direction so that four N
The poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction. However, the salient pole direction of the iron core 122 (the direction of the magnetic salient pole type field pole, see FIG. 6) is the direction of the magnetic flux by the permanent magnet of the iron core 121 (FIG. 5).
(See FIG. 2) in the direction of rotation by an electrical angle of 75 °.

【0056】鉄心121は、図7に示すようにマグネッ
トトルクとリラクタンストルクの合成トルクが発生す
る。従って、鉄心121が最大トルクを発生する電流位
相は、d軸から90〜120°(図では120°)進ん
でいる。これを考慮に入れたとき、鉄心121の磁束方
向に対して鉄心122の突極方向を回転方向に電気角4
5°〜75°(図では75°)進んだ方向に設定した方
が、鉄心121の発生トルクと鉄心122の発生トルク
の合成を最大化することができる(図8参照)。 (電気自動車用走行モータ駆動回路)次に、上述した実
施例1又は2の同期機を電気自動車(ハイブリッド車を
含む)用走行モータとして用いる場合について図9に示
す回路図を参照して説明する。
The iron core 121 generates a combined torque of the magnet torque and the reluctance torque as shown in FIG. Accordingly, the current phase at which the iron core 121 generates the maximum torque leads the d-axis by 90 to 120 ° (120 ° in the figure). When this is taken into consideration, the salient pole direction of the iron core 122 with respect to the magnetic flux direction of the
If the direction is set to a direction advanced by 5 ° to 75 ° (75 ° in the figure), the combined torque generated by the iron core 121 and the generated torque of the iron core 122 can be maximized (see FIG. 8). (Electric Vehicle Travel Motor Drive Circuit) Next, a case where the synchronous machine of the first or second embodiment is used as a travel motor for an electric vehicle (including a hybrid vehicle) will be described with reference to a circuit diagram shown in FIG. .

【0057】300は実施例1又は2で説明した同期
機、301はバッテリ、302は同期機300とバッテ
リ301との間の電力授受を制御する直交変換用のイン
バータ、303は同期機のロータ角度を検出する角度セ
ンサ、304は角度センサからのロータ角度および外部
からのトルク指令に基づいてインバータ302を制御す
るコントローラ、305はバッテリ301と並列接続さ
れた平滑コンデンサである。
Reference numeral 300 denotes the synchronous machine described in the first or second embodiment, reference numeral 301 denotes a battery, reference numeral 302 denotes an inverter for orthogonal transformation for controlling power transfer between the synchronous machine 300 and the battery 301, and reference numeral 303 denotes a rotor angle of the synchronous machine. Is a controller that controls the inverter 302 based on the rotor angle from the angle sensor and an external torque command, and 305 is a smoothing capacitor connected in parallel with the battery 301.

【0058】既述したように、高速走行時期にコントロ
ーラが行うインバータの位相制御が不調となり、しかも
バッテリ301が満充電などで電流吸収ができない場合
でも、同期機300の発電電圧は必要電動トルク当たり
の永久磁石量が少ないため小さくなり、その結果として
インバータ302や平滑コンデンサ305の必要耐圧を
低減することができる。
As described above, even when the phase control of the inverter performed by the controller during the high-speed running is malfunctioning and the current cannot be absorbed due to the full charge of the battery 301, the generated voltage of the synchronous machine 300 can be reduced by the required electric torque. Is small because the amount of the permanent magnet is small, and as a result, the required withstand voltage of the inverter 302 and the smoothing capacitor 305 can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1の同期機の模式軸方向断面図である。FIG. 1 is a schematic axial sectional view of a synchronous machine according to a first embodiment.

【図2】鉄心101の模式径方向断面図である。FIG. 2 is a schematic radial cross-sectional view of an iron core 101.

【図3】鉄心102の模式径方向断面図である。FIG. 3 is a schematic radial cross-sectional view of an iron core 102.

【図4】図1の同期機のトルクー位相角特性図である。FIG. 4 is a torque-phase angle characteristic diagram of the synchronous machine of FIG. 1;

【図5】実施例2の同期機の鉄心121の模式径方向断
面図である。
FIG. 5 is a schematic radial sectional view of an iron core 121 of the synchronous machine according to the second embodiment.

【図6】実施例2の同期機の鉄心122の模式径方向断
面図である。
FIG. 6 is a schematic radial sectional view of an iron core 122 of the synchronous machine according to the second embodiment.

【図7】図5の鉄心121のトルク−位相角特性図であ
る。
7 is a torque-phase angle characteristic diagram of the iron core 121 of FIG.

【図8】図6の鉄心122と鉄心121との合成トルク
−位相角特性図である。
8 is a combined torque-phase angle characteristic diagram of the iron core 122 and the iron core 121 in FIG.

【図9】実施例1又は2の同期機を用いた電気自動車用
走行モータの回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of a traveling motor for an electric vehicle using the synchronous machine of the first or second embodiment.

【図10】従来の複合トルク型同期機のトルクー位相角
特性図である。
FIG. 10 is a torque-phase angle characteristic diagram of a conventional composite torque type synchronous machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100は回転子(ロータ)、101は鉄心(マグネット
型ロータ部)、102は鉄心(磁気突極型ロータ部)、
103は永久磁石、201は電機子鉄心(ステータコ
ア)、202は電機子巻線(電機子コイル)、300は
同期機、301はバッテリ、302はインバータ(交直
変換回路)、305は平滑コンデンサ。
100 is a rotor (rotor), 101 is an iron core (magnet type rotor part), 102 is an iron core (magnetic salient pole type rotor part),
103 is a permanent magnet, 201 is an armature core (stator core), 202 is an armature winding (armature coil), 300 is a synchronous machine, 301 is a battery, 302 is an inverter (AC / DC conversion circuit), and 305 is a smoothing capacitor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H115 PG04 PI13 PU10 PU21 PV09 QN06 RB22 RE03 SE03 TO04 5H619 AA01 BB01 BB06 BB13 BB15 BB24 PP02 PP06 PP08 PP14 5H621 BB10 GA01 GA04 HH01 JK02 JK05 5H622 AA03 CA02 CA05 CA14 CB01 CB05 CB06 PP10 PP11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H115 PG04 PI13 PU10 PU21 PV09 QN06 RB22 RE03 SE03 TO04 5H619 AA01 BB01 BB06 BB13 BB15 BB24 PP02 PP06 PP08 PP14 5H621 BB10 GA01 GA04 HH01 JK02 JK05 5H622 AA03 CB10 CA05 CB10 PP11

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電磁鋼板を積層してなるとともに略軸方向
に多数のスロットが内周部に形成された一つのステータ
コアと、前記スロットに挿通されたスロット導体部を有
する電機子コイルと、前記ステータコアの内周面に面し
つつ周方向に互いに所定間隔を隔てて回転する複数対の
界磁極を有するロータとを備える同期機において、 前記ロータは、前記界磁極が磁気突極型界磁極のみで構
成される磁気突極型ロータ部と、前記界磁極が少なくと
も永久磁石型界磁極を含んで構成されて前記磁気突極型
ロータ部と軸方向直列に結合されたマグネット型ロータ
部とを備え、 前記電機子コイルの各前記スロット導体部は、それぞれ
前記両ロータ部の磁束と鎖交することを特徴とする同期
機。
A stator core formed by laminating electromagnetic steel sheets and having a large number of slots formed in an inner peripheral portion in a substantially axial direction; an armature coil having a slot conductor inserted through the slots; A rotor having a plurality of pairs of field poles rotating at predetermined intervals in the circumferential direction while facing the inner peripheral surface of the stator core, wherein the rotor has only the magnetic salient pole type field poles. A magnetic salient pole type rotor unit, and a magnet type rotor unit in which the field poles are configured to include at least a permanent magnet type field pole and are coupled in series with the magnetic salient pole type rotor unit in the axial direction. The synchronous machine according to claim 1, wherein each of the slot conductors of the armature coil interlinks with the magnetic flux of the rotor portions.
【請求項2】請求項1記載の同期機において、 前記磁気突極型界磁極は前記永久磁石型界磁極と同数と
されることを特徴とする同期機。
2. The synchronous machine according to claim 1, wherein said magnetic salient pole type field poles are equal in number to said permanent magnet type field poles.
【請求項3】請求項1又は2記載の同期機において、 前記磁気突極型界磁極は、前記永久磁石型界磁極に対し
て電気角で0〜90°だけ進相した位置に配置されるこ
とを特徴とする同期機。
3. The synchronous machine according to claim 1, wherein the magnetic salient pole type magnetic pole is disposed at a position advanced by an electrical angle of 0 to 90 ° with respect to the permanent magnet type field pole. Synchronous machine characterized by that.
【請求項4】請求項1又は2記載の同期機において、 前記磁気突極型界磁極は前記永久磁石型界磁極に対して
電気角で45〜90°だけ進相した位置に配置されるこ
とを特徴とする同期機。
4. The synchronous machine according to claim 1, wherein said magnetic salient pole type field pole is arranged at a position advanced by 45 to 90 degrees in electrical angle with respect to said permanent magnet type field pole. A synchronous machine.
【請求項5】請求項1又は2記載の同期機において、 前記永久磁石型界磁極は、電磁鋼板に埋設された永久磁
石により構成され、前記磁気突極型界磁極は前記永久磁
石型界磁極に対して電気角で45〜75°だけ進相した
位置に配置されることを特徴とする同期機。
5. The synchronous machine according to claim 1, wherein said permanent magnet type field pole is constituted by a permanent magnet buried in an electromagnetic steel sheet, and said magnetic salient pole type field pole is said permanent magnet type field pole. A synchronous machine which is arranged at a position advanced by 45 to 75 degrees in electrical angle with respect to the synchronous machine.
【請求項6】請求項1乃至4のいずれか記載の同期機に
おいて、 前記両ロータ部は、電機子電流磁界を基準として前記両
ロータ部がそれぞれ最大トルクを発生する相対角度をも
つことを特徴とする請求項1および2に記載の同期回転
機。
6. A synchronous machine according to claim 1, wherein said two rotor portions have a relative angle with respect to an armature current magnetic field at which said two rotor portions generate a maximum torque. 3. The synchronous rotating machine according to claim 1, wherein:
【請求項7】請求項1乃至5のいずれか記載の同期機に
おいて、 前記磁気突極型ロータ部は、周方向に隣接する一対の前
記磁気突極型界磁極の中心近傍に両側端部が配置されて
軸方向に貫設されたスリットを有することを特徴とする
同期機。
7. The synchronous machine according to claim 1, wherein said magnetic salient pole type rotor has two side ends near the center of a pair of circumferentially adjacent magnetic salient pole type field poles. A synchronous machine characterized by having a slit disposed and penetrated in an axial direction.
【請求項8】請求項1乃至7のいずれか記載の同期機に
おいて、 前記マグネット型ロータ部は、両側端部が周方向に隣接
する一対の前記磁気突極型界磁極の中心近傍に配置され
て軸方向に貫設されたスリットと、前記スリットに設け
られた永久磁石とを有することを特徴とする同期機。
8. The synchronous machine according to claim 1, wherein said magnet-type rotor portion is disposed near a center of a pair of said magnetic salient pole type field poles whose both side ends are circumferentially adjacent to each other. A synchronous machine comprising: a slit penetrating in the axial direction; and a permanent magnet provided in the slit.
【請求項9】請求項5又は8記載の同期機において、 前記マグネット型ロータ部は、前記磁気突極型ロータ部
の軸方向両側に配設されることを特徴とする同期機。
9. The synchronous machine according to claim 5, wherein said magnet type rotor portion is disposed on both axial sides of said magnetic salient pole type rotor portion.
【請求項10】請求項1乃至9のいずれか記載の同期機
において、 前記両ロータ部間に高磁気抵抗を有する磁気シールド部
を有することを特徴とする同期機。
10. The synchronous machine according to claim 1, further comprising a magnetic shield portion having a high magnetic resistance between said two rotor portions.
【請求項11】前記電機子コイルは、交直変換回路を含
む回路系を通じて車載のバッテリと電力授受するととも
に、前記回路系は前記バッテリと並列接続された平滑コ
ンデンサを有することを特徴とする請求項1乃至10の
いずれか記載の同期機を用いた電気自動車用回転電機。
11. The power supply of the armature coil to and from a vehicle-mounted battery through a circuit system including an AC / DC conversion circuit, and the circuit system includes a smoothing capacitor connected in parallel with the battery. A rotating electric machine for an electric vehicle using the synchronous machine according to any one of 1 to 10.
【請求項12】前記マグネット型ロータ部は、前記磁気
突極型ロータ部より径大に形成されていることを特徴と
する請求項1乃至11のいずれか記載の同期機を用いた
電気自動車用回転電機。
12. An electric vehicle using a synchronous machine according to claim 1, wherein said magnet type rotor portion is formed to be larger in diameter than said magnetic salient pole type rotor portion. Rotating electric machine.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006271049A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Permanent magnet type motor
EP1819030A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-15 Nissan Motor Co., Ltd. Motor/Generator
JP2016094884A (en) * 2014-11-14 2016-05-26 三菱電機株式会社 Controller for rotary electric machine, and engine control system mounted with controller for rotary electric machine controlled by the same controller
KR20180079796A (en) * 2017-01-02 2018-07-11 엘지전자 주식회사 Electric motor and manufacturing method for rotor thereof
CN109768689A (en) * 2019-03-15 2019-05-17 长沙市开启时代电子有限公司 Unbalanced rotor single-phase permanent switched reluctance machines

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006271049A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Permanent magnet type motor
JP4729956B2 (en) * 2005-03-23 2011-07-20 パナソニック株式会社 Permanent magnet type motor
EP1819030A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-15 Nissan Motor Co., Ltd. Motor/Generator
US7671494B2 (en) 2006-02-14 2010-03-02 Nissan Motor Co., Ltd. Motor/generator
JP2016094884A (en) * 2014-11-14 2016-05-26 三菱電機株式会社 Controller for rotary electric machine, and engine control system mounted with controller for rotary electric machine controlled by the same controller
KR20180079796A (en) * 2017-01-02 2018-07-11 엘지전자 주식회사 Electric motor and manufacturing method for rotor thereof
KR101961142B1 (en) * 2017-01-02 2019-03-25 엘지전자 주식회사 Electric motor and manufacturing method for rotor thereof
CN109768689A (en) * 2019-03-15 2019-05-17 长沙市开启时代电子有限公司 Unbalanced rotor single-phase permanent switched reluctance machines
CN109768689B (en) * 2019-03-15 2024-03-26 湖南开启时代科技股份有限公司 Unbalanced rotor single-phase permanent magnet switched reluctance motor

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