JP2009278746A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力伝達装置に関し、特に、原動機からの動力を回転子同士の電磁気結合を利用して負荷へ伝達することで負荷を駆動することが可能であり、さらに、固定子導体への電力供給によっても負荷を駆動することが可能な動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device, and in particular, it is possible to drive a load by transmitting power from a prime mover to a load using electromagnetic coupling between rotors, and further to power to a stator conductor. The present invention relates to a power transmission device capable of driving a load by supply.
この種の動力伝達装置の関連技術が下記特許文献1に開示されている。特許文献1による動力伝達装置は、磁石が配設され駆動輪に機械的に連結された第1ロータと、第1ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されエンジン(原動機)に機械的に連結された第2ロータと、第1ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されたステータと、第2ロータの巻線に電気的に接続された巻線が配設され第2ロータに機械的に連結されたトランスロータと、トランスロータの巻線と電磁気的に結合する巻線が配設されたトランスステータと、を備える。特許文献1においては、第2ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第2ロータの巻線と第1ロータの磁石との電磁気結合によって第1ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動輪を駆動することができる。さらに、バッテリーからインバータを介してトランスステータの巻線に供給された電力を、トランスステータの巻線とトランスロータの巻線との電磁気結合によってトランスロータの巻線及び第2ロータの巻線に供給することができるため、トランスステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動輪の回転速度を制御することができる。また、ステータの巻線と第1ロータの磁石との電磁気結合によって、バッテリーからインバータを介してステータの巻線に供給された電力を用いて第1ロータに動力を発生させて駆動輪を駆動することができるため、ステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動輪に伝達されるトルクを制御することができる。 The related art of this type of power transmission device is disclosed in Patent Document 1 below. The power transmission device according to Patent Document 1 includes a first rotor in which a magnet is disposed and mechanically coupled to a drive wheel, and a winding that is electromagnetically coupled to the magnet of the first rotor, and is disposed in an engine (prime mover). A mechanically coupled second rotor, a stator having a winding electromagnetically coupled to the magnet of the first rotor, and a winding electrically connected to the winding of the second rotor And a transformer rotor mechanically coupled to the second rotor, and a transformer stator in which windings electromagnetically coupled to the windings of the transformer rotor are disposed. In Patent Document 1, the power from the engine transmitted to the second rotor is transmitted to the first rotor by electromagnetic coupling between the winding of the second rotor and the magnet of the first rotor. The wheel can be driven. Further, the electric power supplied from the battery to the winding of the transformer stator via the inverter is supplied to the winding of the transformer rotor and the winding of the second rotor by electromagnetic coupling between the winding of the transformer stator and the winding of the transformer rotor. Therefore, the rotational speed of the drive wheels can be controlled by controlling the power supply to the windings of the transformer stator. In addition, electromagnetic coupling between the stator winding and the first rotor magnet causes the first rotor to generate power using the electric power supplied from the battery to the stator winding via the inverter to drive the drive wheels. Therefore, the torque transmitted to the drive wheels can be controlled by controlling the power supply to the stator windings.
特許文献1の動力伝達装置において、トルク伝達容量を増大させるためには、第2ロータの巻線と第1ロータの磁石との電磁気結合により第1ロータと第2ロータとの間で発生可能な最大トルクを増大させる必要がある。しかし、ステータが第1ロータの径方向外側(最外層)に配置され、第2ロータが第1ロータの径方向内側(最内層)に配置されている構成のため、第1ロータと第2ロータとの間で発生可能な最大トルクが小さくなる。第1ロータと第2ロータが径方向に対向する部分の回転軸方向長さを増大させることで、第1ロータと第2ロータとの間で発生可能な最大トルクを増大させることが可能となるが、トランスロータ及びトランスステータが第2ロータと回転軸方向に隣接しているため、動力伝達装置全体の回転軸方向長さを増大させずに第1ロータと第2ロータとの対向部分の回転軸方向長さを増大させることは困難である。したがって、特許文献1においては、動力伝達装置の体格の大型化を抑えつつトルク伝達容量を増大させることは困難である。 In the power transmission device of Patent Document 1, in order to increase the torque transmission capacity, it can be generated between the first rotor and the second rotor by electromagnetic coupling between the winding of the second rotor and the magnet of the first rotor. The maximum torque needs to be increased. However, since the stator is disposed on the radially outer side (outermost layer) of the first rotor and the second rotor is disposed on the radially inner side (innermost layer) of the first rotor, the first rotor and the second rotor are arranged. The maximum torque that can be generated between It is possible to increase the maximum torque that can be generated between the first rotor and the second rotor by increasing the length in the rotation axis direction of the portion where the first rotor and the second rotor face each other in the radial direction. However, since the transformer rotor and the transformer stator are adjacent to the second rotor in the direction of the rotation axis, the rotation of the facing portion between the first rotor and the second rotor without increasing the length of the entire power transmission device in the rotation axis direction. Increasing the axial length is difficult. Therefore, in Patent Document 1, it is difficult to increase the torque transmission capacity while suppressing an increase in the size of the power transmission device.
また、特許文献1において、第2ロータの巻線と第1ロータの磁石との電磁気結合によりエンジンからの動力を駆動輪へ伝達する際には、第2ロータの巻線に誘導電流が流れることで第2ロータが発熱するため、第2ロータを冷却する必要がある。しかし、第2ロータは最内層に配置されているので、冷却風(空気)が第2ロータへ導入されにくく、回転する最内層の第2ロータを冷却するためには、第2ロータと連結されたエンジン軸の内部に油や水等の液体冷媒の供給通路を形成し、エンジン軸内部の供給通路を介して第2ロータへ液体冷媒を供給する必要がある。その場合は、回転するエンジン軸内部の供給通路に液体冷媒を供給する必要があるため、第2ロータへ液体冷媒を供給するための構成が複雑化し、第2ロータを冷却するための構成が複雑化する。 Further, in Patent Document 1, when the power from the engine is transmitted to the drive wheels by electromagnetic coupling between the winding of the second rotor and the magnet of the first rotor, an induced current flows through the winding of the second rotor. Since the second rotor generates heat, it is necessary to cool the second rotor. However, since the second rotor is disposed in the innermost layer, cooling air (air) is difficult to be introduced into the second rotor, and in order to cool the rotating innermost layer of the second rotor, the second rotor is connected to the second rotor. It is necessary to form a supply passage for liquid refrigerant such as oil or water inside the engine shaft and supply the liquid refrigerant to the second rotor via the supply passage inside the engine shaft. In that case, since it is necessary to supply liquid refrigerant to the supply passage inside the rotating engine shaft, the configuration for supplying the liquid refrigerant to the second rotor is complicated, and the configuration for cooling the second rotor is complicated. Turn into.
本発明は、原動機からの動力を回転子同士の電磁気結合を利用して負荷へ伝達することで負荷を駆動することが可能であるとともに、固定子導体への電力供給によっても負荷を駆動することが可能な動力伝達装置において、体格の大型化を抑えつつトルク伝達容量を向上させることを目的とする。さらに、本発明は、この動力伝達装置において、誘導電流の流れる回転子導体が配設された回転子の冷却を容易化することを目的とする。 The present invention can drive the load by transmitting the power from the prime mover to the load using electromagnetic coupling between the rotors, and can also drive the load by supplying power to the stator conductor. An object of the present invention is to improve the torque transmission capacity while suppressing an increase in the size of the physique. Furthermore, an object of the present invention is to facilitate cooling of a rotor in which a rotor conductor through which an induced current flows is provided in this power transmission device.
本発明に係る動力伝達装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The power transmission device according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.
本発明に係る動力伝達装置は、回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第1回転子と、回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、を備え、第1回転子と第2回転子との一方に原動機からの動力が伝達されるとともに、第1回転子と第2回転子との他方から負荷へ動力が伝達され、回転子導体は、第1回転子と第2回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、電力伝達部で取り出された交流電力が固定子導体へ供給可能であり、固定子が第2回転子の径方向内側に配置され、第1回転子が第2回転子の径方向外側に配置されていることを要旨とする。 The power transmission device according to the present invention includes a first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field, a stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field, and a first rotation. A second rotor that can rotate relative to the rotor, wherein torque is generated between the first rotor and the stator conductor in response to a rotating magnetic field generated by the rotor conductor. A first rotor and a second rotation provided with a second rotor in which a torque acts between the stator and a power transmission unit for taking out AC power of the rotor conductor in response to the application of a magnetic field; The power from the prime mover is transmitted to one of the rotors, and the power is transmitted to the load from the other of the first rotor and the second rotor, and the rotor conductor includes the first rotor and the second rotor. A rotating magnetic field is generated when an induced current flows due to a rotational difference between The extracted AC power can be supplied to the stator conductor, the stator is disposed radially inside the second rotor, and the first rotor is disposed radially outside the second rotor. The gist.
本発明の一態様では、電力伝達部は、第1回転子の回転子導体に接続され、ブラシに対し摺動しながら第1回転子とともに回転するスリップリングを含み、ブラシからの交流電力が固定子導体へ供給可能であることが好適である。 In one aspect of the present invention, the power transmission unit includes a slip ring that is connected to the rotor conductor of the first rotor and rotates with the first rotor while sliding with respect to the brush, and AC power from the brush is fixed. It is preferable that it can be supplied to the child conductor.
本発明の一態様では、電力伝達部は、第1回転子と結合された電力伝達用回転子であって、第1回転子の回転子導体に接続され且つ回転磁界を発生可能な電力伝達用回転子導体が配設された給電用回転子と、電力伝達用回転子導体で回転磁界が発生するのに起因して誘導電流が流れる電力伝達用固定子導体が配設された電力伝達用固定子と、を含み、電力伝達用固定子導体からの交流電力が固定子導体へ供給可能であることが好適である。 In one aspect of the present invention, the power transmission unit is a power transmission rotor coupled to the first rotor, the power transmission unit being connected to the rotor conductor of the first rotor and capable of generating a rotating magnetic field. Electric power transmission rotor provided with a rotor conductor and electric power transmission stator conductor provided with an electric current transmission stator conductor through which an induced current flows due to the generation of a rotating magnetic field in the electric power transmission rotor conductor It is preferable that AC power from the stator conductor for power transmission can be supplied to the stator conductor.
本発明の一態様では、電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部をさらに備えることが好適である。この態様では、電力変換部は、電力伝達部で取り出された交流電力を整流する整流器と、整流器で整流された電力を電圧変換して出力するDC−DCコンバータと、を含み、DC−DCコンバータで電圧変換された電力がインバータで交流に変換されて固定子導体へ供給可能であることが好適である。 In one aspect of the present invention, it is preferable to further include a power conversion unit capable of converting the AC power extracted by the power transmission unit and supplying the AC power to the stator conductor. In this aspect, the power conversion unit includes a rectifier that rectifies the AC power extracted by the power transfer unit, and a DC-DC converter that converts the voltage rectified by the rectifier and outputs the DC-DC converter. It is preferable that the voltage-converted power is converted into an alternating current by an inverter and supplied to the stator conductor.
本発明によれば、固定子が第2回転子の径方向内側に配置され、第1回転子が第2回転子の径方向外側に配置されていることで、動力伝達装置の回転軸方向長さの増大を抑えつつ、第1回転子と第2回転子との間で発生可能な最大トルクを増大させることができる。その結果、動力伝達装置の体格の大型化を抑えつつ、トルク伝達容量を向上させることができる。さらに、回転子導体に流れる誘導電流により発熱する第1回転子が第2回転子の径方向外側に配置されていることで、第1回転子の冷却が容易となる。 According to the present invention, the stator is disposed on the radially inner side of the second rotor, and the first rotor is disposed on the radially outer side of the second rotor, so that the length of the power transmission device in the rotational axis direction is increased. It is possible to increase the maximum torque that can be generated between the first rotor and the second rotor while suppressing the increase in the height. As a result, the torque transmission capacity can be improved while suppressing an increase in the size of the power transmission device. Furthermore, since the first rotor that generates heat due to the induced current flowing through the rotor conductor is arranged on the radially outer side of the second rotor, the first rotor can be easily cooled.
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1〜3は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の構成の概略を示す図であり、図1は全体構成の概略を示し、図2,3は回転電機10の構成の概略を示す。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置は、動力(機械的動力)を発生可能な原動機として設けられたエンジン(内燃機関)36と、エンジン36と車輪38との間に設けられた変速機44と、エンジン36と変速機44との間に設けられた回転電機10と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置については、例えば車両を駆動するための動力出力装置として用いることができる。
1-3 is a figure which shows the outline of a structure of the hybrid drive device provided with the power transmission device which concerns on embodiment of this invention, FIG. 1 shows the outline of the whole structure, FIG. The outline of a structure is shown. The hybrid drive device according to the present embodiment includes an engine (internal combustion engine) 36 provided as a prime mover capable of generating power (mechanical power), a
回転電機10は、エンジン36と変速機14との間に形成された、ケーシング15の内周側の空間内に配置されている。回転電機10は、ケーシング15に固定されたステータ16と、ステータ16に対し相対回転可能な第1ロータ28と、ステータ16及び第1ロータ28に対し相対回転可能な第2ロータ18と、を有する。第2ロータ18は、第1ロータ28の回転軸方向(図2の左右方向)と直交する径方向(図2の上下方向)において第1ロータ28及びステータ16と所定の空隙を空けて対向配置されている。第1ロータ28は回転電機10の入力軸34と機械的に連結され、入力軸34はエンジン36と機械的に連結されていることで、第1ロータ28にはエンジン36からの動力が伝達される。一方、第2ロータ18は回転電機10の出力軸24と機械的に連結されており、出力軸24は変速機44を介して車輪38に機械的に連結されていることで、車輪38には第2ロータ18からの動力が変速機44で変速されてから伝達される。なお、以下の説明では、第1ロータ28を入力側ロータとし、第2ロータ18を出力側ロータとする。
The rotating
ステータ16は、ステータコア(固定子鉄心)51と、ステータコア51にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のステータ巻線(固定子導体)20と、を含む。複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。
The
入力側ロータ28は、ロータコア(第1回転子鉄心)52と、ロータコア52にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のロータ巻線(回転子導体)30と、を含む。複数相のロータ巻線30に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ロータ巻線30は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。
The input-
出力側ロータ18は、ロータコア(第2回転子鉄心)53と、ロータコア53にその周方向に沿って配設され界磁束を発生する永久磁石32,33と、を含む。永久磁石32は、ステータ16(ステータコア51)と対向して配設されており、永久磁石33は、入力側ロータ28(ロータコア52)と対向して配設されている。ここでは、永久磁石32,33を一体化することも可能である。
The output-
本実施形態では、ステータ16が出力側ロータ18の径方向内側に配置され、入力側ロータ28が出力側ロータ18の径方向外側に配置されている。つまり、ステータ16が最内層、出力側ロータ18が中間層、入力側ロータ28が最外層に配置されている。永久磁石32は、ステータ16(ステータコア51)と対向するよう出力側ロータ18(ロータコア53)の内周部に配設されており、永久磁石33は、入力側ロータ28(ロータコア52)と対向するよう出力側ロータ18(ロータコア53)の外周部に配設されている。
In the present embodiment, the
図2に示す例では、ステータ16はステータ支持部材81を介してケーシング15に固定されており、ステータ支持部材81は変速機14側からステータ16に連結されている。入力側ロータ28はロータ支持部材82を介して入力軸34に機械的に連結されており、ロータ支持部材82はエンジン36側から入力側ロータ28に連結されている。出力側ロータ18はロータ支持部材83を介して出力軸24に機械的に連結されており、ロータ支持部材83はエンジン36側から出力側ロータ18に連結されている。ロータ支持部材82は、ロータ支持部材83よりもエンジン36側に配置されている。出力側ロータ18及びロータ支持部材83は、ベアリング84,85によりケーシング15(ステータ支持部材81)に回転可能に支持されており、入力側ロータ28及びロータ支持部材82は、ベアリング86,87によりロータ支持部材83に回転可能に支持されている。ベアリング84,86は、ロータ18,28及びステータ16より変速機14側に配置されており、ベアリング85,87は、ロータ18,28及びステータ16よりエンジン36側に配置されている。
In the example shown in FIG. 2, the
入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16のより詳細な構成例を図4に示す。図4に示す例では、入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16が同心円状に配置されている。ステータ16のステータコア51には、径方向外側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のティース51aがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ステータ巻線20がこれらのティース51aに巻回されていることで、磁極が構成される。入力側ロータ28のロータコア52には、径方向内側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のティース52aがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ロータ巻線30がこれらのティース52aに巻回されていることで、磁極が構成される。ステータ16のティース51aと出力側ロータ18の永久磁石32とが出力側ロータ18の回転中心軸(入力側ロータ28の回転中心軸と一致する)に直交する径方向に対向配置されており、入力側ロータ28のティース52aと出力側ロータ18の永久磁石33とがこの径方向に対向配置されている。ステータ巻線20の巻回軸及びロータ巻線30の巻回軸は、この径方向(入力側ロータ28と出力側ロータ18が対向する方向)に一致している。永久磁石32,33はロータ周方向に間隔をおいて配列されており、さらに、永久磁石32はロータコア53内にV字状に埋設されている。ただし、永久磁石32,33については、出力側ロータ18の表面(外周面または内周面)に露出していてもよいし、出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されていてもよい。
A more detailed configuration example of the
クラッチ48は、その係合/解放により、入力軸34(入力側ロータ28)と出力軸24(出力側ロータ18)との機械的係合及びその解除を選択的に行うことが可能である。クラッチ48を係合させて、入力側ロータ28と出力側ロータ18とを機械的に係合させることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18とが一体となって等しい回転速度で回転する。一方、クラッチ48を解放して、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合を解除することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差が許容される。図2に示す例では、クラッチ48は、入力側ロータ28及び出力側ロータ18よりエンジン36側に配置されており、入力側ロータ28とロータ支持部材82との間に形成される空間内に配置されている。クラッチ48を係合させることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18がロータ支持部材82,83を介して連結される。ここでのクラッチ48は、例えば油圧を利用してその係合/解放を切り替えることが可能であり、出力軸24の内部に形成された油路49を介してクラッチ48に油圧が供給される。ただし、電磁力を利用してクラッチ48の係合/解放を切り替えることも可能である。また、クラッチ48に供給する油圧力や電磁力を調整することで、クラッチ48の締結力を調整することもできる。
The clutch 48 can selectively perform mechanical engagement between the input shaft 34 (input-side rotor 28) and the output shaft 24 (output-side rotor 18) and release thereof by engagement / release. By engaging the clutch 48 and mechanically engaging the input-
直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置42は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。インバータ40は、スイッチング素子(図示せず)を備えており、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置42からの直流電力を交流(例えば3相交流)に変換して、ステータ巻線20の各相に供給することが可能である。
The chargeable / dischargeable
スリップリング95は、入力側ロータ28と機械的に連結されており、ロータ巻線30の各相及びブラシ96とそれぞれ電気的に接続されている。スリップリング95は、回転が固定されたブラシ96に対し摺動しながら(ブラシ96との電気的接続を維持しながら)、入力側ロータ28とともに回転する。ブラシ96は、整流器93と電気的に接続されており、ブラシ96からの電力は整流器93へ供給される。このスリップリング95及びブラシ96により、入力側ロータ28のロータ巻線30の電力(交流電力)を取り出すための電力伝達部を構成することができ、取り出された交流電力は整流器93へ供給される。図2に示す例では、スリップリング95及びブラシ96は、ロータ支持部材82よりエンジン36側に配置されており、スリップリング95は、ロータ支持部材82を介して入力側ロータ28に連結されている。ここでのロータ支持部材82は、スリップリング95と入力側ロータ28とを連結する機能の他に、スリップリング95及びブラシ96に対しクラッチ48及びベアリング87を遮蔽する機能も有する。
The
整流器93は、スリップリング95及びブラシ96により取り出されたロータ巻線30からの交流電力を整流して直流に変換する。昇圧コンバータ(DC−DCコンバータ)94は、スイッチング素子を備えており、スイッチング素子のスイッチング動作により整流器93で整流された直流電力を昇圧(電圧変換)して出力する。昇圧コンバータ94で昇圧(電圧変換)された直流電力は、インバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20の各相へ供給可能である。つまり、スリップリング95及びブラシ96により取り出されたロータ巻線30からの交流電力は、ステータ巻線20の各相へ供給可能である。また、昇圧コンバータ94で昇圧された直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。ここでの整流器93は、スリップリング95側から昇圧コンバータ94側への一方向のみの電力変換を行い、昇圧コンバータ94は、整流器93側から蓄電装置42側(あるいはインバータ40側)への一方向のみの電力変換を行う。このように、整流器93及び昇圧コンバータ94を含んで、スリップリング95及びブラシ96により取り出された交流電力を電力変換してステータ巻線20の各相へ供給することが可能な電力変換部を構成することができる。
The
電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子をスイッチング動作するときのデューティ比を制御することで、昇圧コンバータ94での昇圧比(電圧変換比)を制御する。さらに、電子制御ユニット50は、エンジン36の運転状態の制御、及び変速機44の変速比の制御も行う。さらに、電子制御ユニット50は、クラッチ48の係合/解放を切り替えることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合/その解除を切り替える制御も行う。
The
インバータ40のスイッチング動作により複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線20で発生した回転磁界と永久磁石32で発生した界磁束との電磁気相互作用(吸引及び反発作用)により、出力側ロータ18にトルク(磁石トルク)を作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。つまり、蓄電装置42からステータ巻線20に供給された電力を出力側ロータ18の動力(機械的動力)に変換することができる。さらに、インバータ40は、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置42に回収する方向の変換も可能である。その場合は、出力側ロータ18の動力がステータ巻線20の電力に変換されて蓄電装置42に回収される。このように、ステータ16のステータ巻線20と出力側ロータ18の永久磁石32とが電磁気的に結合されていることで、ステータ巻線20で発生する回転磁界を出力側ロータ18に作用させて、ステータ16と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)を作用させることができる。さらに、例えば図4に示すように、永久磁石32間に突極部として磁性体(強磁性体)がステータ16(ティース51a)と対向して配置されている例や、永久磁石32が出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されている例では、ステータ16の発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクもステータ16と出力側ロータ18との間に作用する。そして、インバータ40は双方向の電力変換が可能であり、蓄電装置42はステータ巻線20に対して電力の送受が可能である。
When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of
また、入力側ロータ28が出力側ロータ18に対し相対回転して入力側ロータ28(ロータ巻線30)と出力側ロータ18(永久磁石33)との間に回転差が生じるのに伴ってロータ巻線30に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してロータ巻線30に誘導電流が流れることで回転磁界が生じる。そして、ロータ巻線30の誘導電流により生じる回転磁界と永久磁石33の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にトルクを作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。このように、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33とが電磁気的に結合されていることで、ロータ巻線30で発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)が作用する。そのため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で動力(機械的動力)を伝達することができ、電磁カップリング機能を実現することができる。さらに、永久磁石33間に突極部として磁性体(強磁性体)が入力側ロータ28(ティース52a)と対向して配置されている例や、永久磁石33が出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されている例では、入力側ロータ28の発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクも入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する。
Further, as the
ロータ巻線30の誘導電流により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクを発生させる際には、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子(図示せず)をスイッチング動作するときのデューティ比(スイッチング周期におけるオン期間の割合)を制御することで、昇圧コンバータ94での昇圧比(電圧変換比)を制御する。その際には、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御する。これによって、昇圧コンバータ94から蓄電装置42とインバータ40間の配線へ電流が流れ、ロータ巻線30に誘導電流が流れるため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクが作用する。一方、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を行わない状態で昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも低くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に回転差が生じてもロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクは作用しなくなる。また、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子をオフ状態に維持して昇圧コンバータ94による昇圧(電圧変換)を停止させることによっても、ロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクは作用しなくなる。
When the torque is generated between the
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の動作、特に、車輪38を回転駆動する場合の動作について説明する。
Next, the operation of the hybrid drive device according to the present embodiment, particularly the operation when the
エンジン36が動力を発生している場合は、エンジン36の動力が入力側ロータ28に伝達され、入力側ロータ28が回転駆動する。入力側ロータ28の回転速度が出力側ロータ18の回転速度より高くなると、ロータ巻線30に誘導起電力が発生する。電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、ロータ巻線30に誘導電流が流れ、この誘導電流と永久磁石33の界磁束との電磁気相互作用により出力側ロータ18にトルクが作用して出力側ロータ18が回転駆動する。このように、入力側ロータ28に伝達されたエンジン36からの動力は、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33との電磁気結合によって、出力側ロータ18へ伝達される。出力側ロータ18に伝達された動力は、変速機44で変速されてから車輪38へ伝達されることで、車両の駆動等、負荷の駆動に用いられる。したがって、エンジン36の動力を用いて車輪38を回転駆動することができる。さらに、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転差を許容することができるため、車輪38の回転が停止してもエンジン36がストールすることはなく、回転電機10を発進装置として機能させることができる。そのため、摩擦クラッチやトルクコンバータ等の発進装置を別に設ける必要がなくなる。さらに、蓄電装置42からステータ巻線20への電力供給を行うことなく、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で動力伝達を行うことができるため、蓄電装置42の蓄電量が少ない場合や極低温時等においても、エンジン36からの動力を車輪38へ伝達することができる。
When the
さらに、ロータ巻線30に発生した交流電力は、スリップリング95及びブラシ96を介して取り出される。取り出された交流電力は整流器93で直流に整流され、整流された直流電力は昇圧コンバータ94で昇圧される。そして、昇圧コンバータ94からの直流電力がインバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20に供給されることで、ステータ16に回転磁界が形成される。このステータ16の回転磁界と出力側ロータ18の永久磁石32の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にトルクが作用する。これによって、出力側ロータ18のトルクを増幅させるトルク増幅機能を実現することができる。また、昇圧コンバータ94からの直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。
Further, AC power generated in the rotor winding 30 is taken out via the
さらに、蓄電装置42からステータ巻線20へ電力供給するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、エンジン36の動力を用いて車輪38を回転駆動するとともに、ステータ巻線20への供給電力を用いて発生させた出力側ロータ18の動力により車輪38の回転駆動をアシストすることができる。また、負荷の減速運転時には、電子制御ユニット50は、ステータ巻線20から蓄電装置42へ電力回収するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の動力をステータ巻線20と永久磁石32との電磁気結合によってステータ巻線20の電力に変換して蓄電装置42に回収することができる。
Furthermore, by controlling the switching operation of the
また、車速(車輪38の回転速度)がある一定速度以上となり、(出力側ロータ18の回転速度)>(入力側ロータ28の回転速度)が成立する場合には、クラッチ48を係合して入力側ロータ28と出力側ロータ18とを機械的に連結することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間のすべりに伴ってロータ巻線30に誘導電流が流れることで生じるジュール損失を抑えることができる。また、クラッチ48を係合する場合は、クラッチ48の締結力を調整することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で伝達されるトルクを制限することができる。したがって、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で衝撃トルクの伝達を抑制することができる。
Further, when the vehicle speed (the rotational speed of the wheel 38) exceeds a certain speed and (the rotational speed of the output-side rotor 18)> (the rotational speed of the input-side rotor 28) is satisfied, the clutch 48 is engaged. By mechanically connecting the
また、エンジン36の動力を用いずに回転電機10の動力を用いて負荷を駆動する(車輪38を回転駆動する)EV(Electric Vehicle)走行を行う場合は、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の駆動制御を行う。例えば、電子制御ユニット50は、蓄電装置42からステータ巻線20へ電力供給するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20への供給電力をステータ巻線20と永久磁石32との電磁気結合によって出力側ロータ18の動力に変換し、車輪38を回転駆動する。このように、エンジン36が動力を発生していなくても、ステータ巻線20への電力供給により車輪38を回転駆動することができる。
In addition, when EV (Electric Vehicle) traveling is performed by driving the load using the power of the rotating
本実施形態に係る動力伝達装置において、トルク伝達容量を増大させるためには、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33との電磁気結合により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で発生可能な最大トルクを増大させることが望ましい。これに対して本実施形態では、ステータ16を出力側ロータ18の内周側の最内層に配置し、入力側ロータ28を出力側ロータ18の外周側の最外層に配置することで、入力側ロータ28及び出力側ロータ18の外径を拡大できるため、入力側ロータ28と出力側ロータ18が径方向に対向する部分の回転軸方向長さを増大させることなく、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で発生可能な最大トルクを増大させることができる。したがって、回転電機10の体格の大型化を抑えつつ、トルク伝達容量(トルク伝達密度)を向上させることができる。
In the power transmission device according to the present embodiment, in order to increase the torque transmission capacity, the
また、本実施形態では、互いに摺動するスリップリング95及びブラシ96を介してロータ巻線30に発生する電力を取り出しており、スリップリング95及びブラシ96における電力伝達機能を劣化させないためには、スリップリング95とブラシ96の摺動部に油や水等が付着しないようにすることが望ましい。これに対して本実施形態では、ロータ支持部材82がクラッチ48及びベアリング87をスリップリング95及びブラシ96から遮蔽するため、クラッチ48やベアリング87に供給された油がスリップリング95とブラシ96の摺動部に飛散するのを防ぐことができる。その結果、スリップリング95及びブラシ96における電力伝達機能の劣化を防ぐことができる。
Further, in the present embodiment, the electric power generated in the rotor winding 30 is taken out via the
また、本実施形態では、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33との電磁気結合によりエンジン36からの動力を車輪38へ伝達する際には、ロータ巻線30に誘導電流が流れることで入力側ロータ28が発熱するため、入力側ロータ28を冷却することが望ましい。これに対して本実施形態では、入力側ロータ28が最外層に配置されているため、空冷や液冷等による入力側ロータ28の冷却が容易であり、入力側ロータ28の過熱を防ぐことができ、過熱によるロータ巻線30の絶縁破壊等が防止される。なお、ステータ巻線20への電力供給の際にはステータ16が発熱するため、ステータ16を冷却することが望ましいが、ステータ16は、ケーシング15に固定されて回転しないため、最内層に配置されても空冷や液冷等による冷却が困難になることはない。以下、入力側ロータ28及びステータ16の冷却を行うための構成例について説明する。
In this embodiment, when the power from the
図5に示す構成例では、ブラシ96とケーシング15とを機械的に連結するブラシ支持部材88に、空気導入口54が形成されている。ロータ支持部材82には通風翼55がブラシ支持部材88側へ突出して設けられており、通風翼55は入力側ロータ28及びロータ支持部材82とともに回転する。ケーシング15における入力側ロータ28の外周面と対向する位置には、空気排出口56が形成されている。
In the configuration example shown in FIG. 5, the
ロータ巻線30に流れる誘導電流により入力側ロータ28に発生した熱は、ロータ支持部材82に伝わる。空気導入口54を通ってブラシ支持部材88とロータ支持部材82との間に形成される空気通路57に流入した冷却用の空気は、図5の矢印に示すように、ロータ支持部材82に衝突することで、ロータ支持部材82との間で熱交換を行う。この熱交換により、ロータ支持部材82からの除熱が行われ、入力側ロータ28が冷却される。ロータ支持部材82に衝突した空気は、通風翼55の回転に伴って、図5の矢印に示すように、ロータ支持部材82及び入力側ロータ28とケーシング15との間に形成される空気通路58へ流れる。空気通路58を流れる空気は、入力側ロータ28との間で熱交換を行う。この熱交換によっても、入力側ロータ28の冷却が行われる。入力側ロータ28との間で熱交換を行った空気は、図5の矢印に示すように、空気排出口56を通ってケーシング15の外部へ排出される。なお、ロータ支持部材82については、入力側ロータ28からの熱伝導性を良好にするためには例えばアルミニウム等の熱抵抗の低い材料を用いることが好ましく、強度とコストを考慮すると例えば鋳鉄等を用いることが好ましい。
The heat generated in the
また、ステータ巻線20への電力供給によりステータ16に発生した熱は、ステータ支持部材81を介してケーシング15に伝わる。空気排出口56を通る空気がケーシング15との間で熱交換を行うことで、ケーシング15からの除熱が行われ、ステータ16が冷却される。このように、図5に示す構成例では、空冷により入力側ロータ28及びステータ16の冷却を行う。
Further, the heat generated in the
また、図6に示す構成例では、図5に示す構成例と比較して、ケーシング15及びステータ支持部材81に、冷媒供給通路59及び冷媒排出通路60が形成されており、冷媒供給通路59及び冷媒排出通路60は、ステータ16(ステータコア51)の内部に連通している。油や水等の液体冷媒は、冷媒供給通路59を通ってステータ16(ステータコア51)の内部に供給されることで、ステータ16との間で熱交換を行う。この熱交換により、ステータ16が冷却される。ステータ16の内部に供給された液体冷媒は、冷媒排出通路60を通ってケーシング15の外部へ排出される。このように、図6に示す構成例では、空冷により入力側ロータ28の冷却を行い、液冷によりステータ16の冷却を行う。なお、ケーシング15及びステータ支持部材81は固定されているため、冷媒供給通路59への液体冷媒の供給は容易である。
In the configuration example shown in FIG. 6, compared to the configuration example shown in FIG. 5, the
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。 Next, another configuration example of this embodiment will be described.
図7,8に示す構成例では、入力側ロータ28のロータ巻線30の電力を取り出すための電力伝達部として、図1,2に示す構成例におけるスリップリング95及びブラシ96の代わりに、ケーシング15に固定された電力伝達用ステータ66と、電力伝達用ステータ66の径方向内側に配置され電力伝達用ステータ66に対し相対回転可能な電力伝達用ロータ78と、が設けられている。電力伝達用ステータ66は、ステータコア101と、ステータコア101にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)の電力伝達用ステータ巻線(電力伝達用固定子導体)70と、を含む。電力伝達用ステータ巻線70は、整流器93と電気的に接続されている。複数相の電力伝達用ステータ巻線70に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、電力伝達用ステータ巻線70は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。また、電力伝達用ロータ78は、ロータコア102と、ロータコア102にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)の電力伝達用ロータ巻線(電力伝達用回転子導体)80とを含み、入力側ロータ28と機械的に結合されている。複数相の電力伝達用ロータ巻線80に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、電力伝達用ロータ巻線80は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。入力側ロータ28の冷却用の空気は、図7の矢印に示すように、電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78との間に形成される空隙を通って空気通路57に流入する。
In the configuration example shown in FIGS. 7 and 8, a casing instead of the
電力伝達用ロータ巻線80は、入力側ロータ28のロータ巻線30と電気的に接続(直結)されている。ここでは、ロータ巻線30及び電力伝達用ロータ巻線80に交流電流が流れる場合に発生する回転磁界の回転方向がロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とで互いに逆方向になるように、ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80が逆相接続されている。例えばロータ巻線30及び電力伝達用ロータ巻線80がともにU相、V相、W相の3相巻線により構成されている場合は、図9に示すように、ロータ巻線30のU相と電力伝達用ロータ巻線80のU相とを接続し、ロータ巻線30のV相と電力伝達用ロータ巻線80のW相とを接続し、ロータ巻線30のW相と電力伝達用ロータ巻線80のV相とを接続する(3相のうち1つの相について同じ相の巻線同士を接続し、3相のうち2つの相について異なる相の巻線同士を接続する)ことで、ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とで発生する磁界の回転方向が互いに逆方向となる。
The power transmission rotor winding 80 is electrically connected (directly connected) to the rotor winding 30 of the
電力伝達用ロータ78及び電力伝達用ステータ66のより詳細な構成例を図10に示す。図10に示す例では、電力伝達用ロータ78及び電力伝達用ステータ66が同心円状に配置されている。電力伝達用ステータ66のステータコア101には、径方向内側(電力伝達用ロータ78側)へ突出した複数のティース101aがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各電力伝達用ステータ巻線70がこれらのティース101aに巻回されていることで、磁極が構成される。電力伝達用ロータ78のロータコア102には、径方向外側(電力伝達用ステータ66側)へ突出した複数のティース102aがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各電力伝達用ロータ巻線80がこれらのティース102aに巻回されていることで、磁極が構成される。電力伝達用ステータ66のティース101aと電力伝達用ロータ78のティース102aとが電力伝達用ロータ78の回転中心軸に直交する径方向に対向配置されており、電力伝達用ステータ巻線70の巻回軸及び電力伝達用ロータ巻線80の巻回軸がこの径方向(電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78が対向する方向)に一致している。
A more detailed configuration example of the
図7,8に示す構成例では、ロータ巻線30は電力伝達用ロータ巻線80と電気的に接続されているため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転差に起因してロータ巻線30に発生した誘導電流は電力伝達用ロータ巻線80にも流れ、この電力伝達用ロータ巻線80に流れる誘導電流により回転磁界が電力伝達用ロータ78にも形成される。そして、電力伝達用ロータ巻線80で発生した回転磁界が電力伝達用ステータ66に作用するのに応じて、電力伝達用ステータ巻線70に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因して電力伝達用ステータ巻線70に誘導電流が流れる。電力伝達用ステータ巻線70に発生した交流電力は、整流器93へ供給されて直流に整流される。さらに、電力伝達用ロータ巻線80で発生した回転磁界と電力伝達用ステータ巻線70に流れる誘導電流との電磁気相互作用により、電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78との間にトルクが作用する。電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78との間に作用するトルクは、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するトルクと同方向となる。このように、電力伝達用ロータ巻線80と電力伝達用ステータ巻線70とが電磁気的に結合されていることで、電力伝達用ステータ66及び電力伝達用ロータ78をトランスとして機能させることができ、ロータ巻線30に発生した交流電力を非接触で取り出すことが可能となる。さらに、電力伝達用ステータ66及び電力伝達用ロータ78を誘導機として機能させることができる。なお、本実施形態では、電力伝達用ステータ66及び電力伝達用ロータ78を誘導機として機能させずにトランスとしてのみ機能させるように構成することによっても、ロータ巻線30に発生した交流電力を非接触で取り出すことが可能となる。
In the configuration example shown in FIGS. 7 and 8, the rotor winding 30 is electrically connected to the power transmission rotor winding 80, so that the rotor is caused by the rotational difference between the
なお、図7,8に示す構成例では、ロータ巻線30及び電力伝達用ロータ巻線80に交流電流が流れる場合に発生する回転磁界の回転方向がロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とで互いに同方向になるように、ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とを同相接続することもできる。例えばロータ巻線30及び電力伝達用ロータ巻線80がともにU相、V相、W相の3相巻線により構成されている場合は、図11に示すように、ロータ巻線30のU相と電力伝達用ロータ巻線80のU相とを接続し、ロータ巻線30のV相と電力伝達用ロータ巻線80のV相とを接続し、ロータ巻線30のW相と電力伝達用ロータ巻線80のW相とを接続する(すべての相について同じ相の巻線同士を接続する)ことで、ロータ巻線30と電力伝達用ロータ巻線80とで発生する磁界の回転方向が互いに同方向となる。その場合は、電力伝達用ロータ78の極数P2を入力側ロータ28の極数P1以上(P2≧P1)に設定することで、電力伝達用ステータ66と電力伝達用ロータ78との間に作用するトルクは、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するトルクと同方向となる。
7 and 8, the rotating direction of the rotating magnetic field generated when an alternating current flows through the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 is the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding. The rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 can also be connected in phase so that they are in the same direction. For example, when both the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 are constituted by three-phase windings of U phase, V phase, and W phase, as shown in FIG. Are connected to the U phase of the rotor winding 80 for power transmission, the V phase of the rotor winding 30 is connected to the V phase of the rotor winding 80 for power transmission, and the W phase of the rotor winding 30 is connected to the power transmission. By connecting the W phase of the rotor winding 80 (connecting windings of the same phase for all phases), the rotation direction of the magnetic field generated by the rotor winding 30 and the power transmission rotor winding 80 can be changed. They are in the same direction. In this case, the number of poles P2 of the
以上の説明では、整流器93で整流された電力を電圧変換して出力するDC−DCコンバータとして昇圧コンバータ94を設けるものとしたが、本実施形態では、DC−DCコンバータとして降圧コンバータや昇降圧コンバータを設けることも可能である。
In the above description, the step-up
また、本実施形態では、回転電機10の入力軸34と出力軸24とを入れ替えることもできる。すなわち、第2ロータ18がエンジン36に機械的に連結され、第1ロータ28が変速機44を介して車輪38に機械的に連結されていてもよい。この場合は、エンジン36からの動力が第2ロータ18に伝達され、第1ロータ28からの動力が変速機44で変速されて車輪38に伝達されるため、第2ロータ18が入力側ロータとなり、第1ロータ28が出力側ロータとなる。
In the present embodiment, the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
10 回転電機、16 ステータ、18 出力側ロータ(第2ロータ)、20 ステータ巻線、24 出力軸、28 入力側ロータ(第1ロータ)、30 ロータ巻線、32,33 永久磁石、34 入力軸、36 エンジン、38 車輪、40 インバータ、42 蓄電装置、44 変速機、48 クラッチ、50 電子制御ユニット、54 空気導入口、55 通風翼、56 空気排出口、57,58 空気通路、66 電力伝達用ステータ、70 電力伝達用ステータ巻線、78 電力伝達用ロータ、80 電力伝達用ロータ巻線、81 ステータ支持部材、82,83 ロータ支持部材、93 整流器、94 昇圧コンバータ、95 スリップリング、96 ブラシ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、
第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、
回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、
を備え、
第1回転子と第2回転子との一方に原動機からの動力が伝達されるとともに、第1回転子と第2回転子との他方から負荷へ動力が伝達され、
回転子導体は、第1回転子と第2回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、
電力伝達部で取り出された交流電力が固定子導体へ供給可能であり、
固定子が第2回転子の径方向内側に配置され、第1回転子が第2回転子の径方向外側に配置されている、動力伝達装置。 A first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field;
A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field;
A second rotor that is rotatable relative to the first rotor, wherein torque acts between the first rotor and the stator conductor in response to the rotating magnetic field generated by the rotor conductor. A second rotor in which a torque acts between the stator and the stator according to the action of the generated rotating magnetic field;
A power transmission unit for taking out AC power of the rotor conductor;
With
Power from the prime mover is transmitted to one of the first rotor and the second rotor, and power is transmitted to the load from the other of the first rotor and the second rotor,
The rotor conductor generates a rotating magnetic field by causing an induced current to flow due to a difference in rotation between the first rotor and the second rotor,
AC power taken out by the power transmission unit can be supplied to the stator conductor,
The power transmission device, wherein the stator is disposed radially inside the second rotor, and the first rotor is disposed radially outside the second rotor.
電力伝達部は、第1回転子の回転子導体に接続され、ブラシに対し摺動しながら第1回転子とともに回転するスリップリングを含み、
ブラシからの交流電力が固定子導体へ供給可能である、動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 1,
The power transmission unit is connected to the rotor conductor of the first rotor, and includes a slip ring that rotates with the first rotor while sliding with respect to the brush,
A power transmission device capable of supplying AC power from a brush to a stator conductor.
電力伝達部は、
第1回転子と結合された電力伝達用回転子であって、第1回転子の回転子導体に接続され且つ回転磁界を発生可能な電力伝達用回転子導体が配設された給電用回転子と、
電力伝達用回転子導体で回転磁界が発生するのに起因して誘導電流が流れる電力伝達用固定子導体が配設された電力伝達用固定子と、
を含み、
電力伝達用固定子導体からの交流電力が固定子導体へ供給可能である、動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 1,
The power transmission part
A power transmission rotor coupled to a first rotor, the power transmission rotor being connected to the rotor conductor of the first rotor and capable of generating a rotating magnetic field. When,
A power transmission stator in which a power transmission stator conductor through which an induced current flows due to the generation of a rotating magnetic field in the power transmission rotor conductor;
Including
A power transmission device capable of supplying AC power from a power transmission stator conductor to the stator conductor.
電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部をさらに備える、動力伝達装置。 The power transmission device according to any one of claims 1 to 3,
A power transmission device further comprising a power conversion unit capable of converting the AC power extracted by the power transmission unit into power and supplying the AC power to the stator conductor.
電力変換部は、
電力伝達部で取り出された交流電力を整流する整流器と、
整流器で整流された電力を電圧変換して出力するDC−DCコンバータと、
を含み、
DC−DCコンバータで電圧変換された電力がインバータで交流に変換されて固定子導体へ供給可能である、動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 4,
The power converter
A rectifier that rectifies the AC power extracted by the power transmission unit;
A DC-DC converter that converts the voltage of the power rectified by the rectifier and outputs the voltage;
Including
A power transmission device in which electric power converted by a DC-DC converter is converted into alternating current by an inverter and can be supplied to a stator conductor.
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