JP2012075288A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周方向の相対位置を調整可能な複数のロータを備えて界磁束を変更可能な可変磁束型の回転電機に関する。 The present invention relates to a variable magnetic flux type rotating electrical machine that includes a plurality of rotors whose relative positions in the circumferential direction can be adjusted to change a field flux.
内部に永久磁石を埋め込んだロータを備える埋め込み磁石型の回転電機(IPMSM:interior permanent magnet synchronous motor)が広く用いられている。IPMSMでは、通常、永久磁石はロータコアに固定されているため、ロータから発生する磁束は一定である。ロータの回転速度が上昇するに従ってステータコイルに発生する誘起電圧は高くなり、誘起電圧が駆動電圧を超えると制御不能となる場合がある。これを回避するため、ある回転速度以上では、ロータからの磁界を実質的に弱める弱め界磁制御が行われる。但し、弱め界磁制御を行うと回転電機から出力されるトルクに対してステータコイルに流れる電流が大きくなるため、銅損が大きくなり効率が低下する。また、永久磁石からステータに到達する磁束が一定のままでは、ロータの回転速度が高い領域において、ステータコアに生じる鉄損も大きくなり効率が低下する。 An interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) having a rotor with a permanent magnet embedded therein is widely used. In IPMSM, since the permanent magnet is normally fixed to the rotor core, the magnetic flux generated from the rotor is constant. As the rotational speed of the rotor increases, the induced voltage generated in the stator coil increases, and if the induced voltage exceeds the drive voltage, control may become impossible. In order to avoid this, field weakening control that substantially weakens the magnetic field from the rotor is performed above a certain rotational speed. However, if field-weakening control is performed, the current flowing through the stator coil increases with respect to the torque output from the rotating electrical machine, resulting in increased copper loss and reduced efficiency. Further, if the magnetic flux reaching the stator from the permanent magnet remains constant, the iron loss generated in the stator core also increases in the region where the rotational speed of the rotor is high, and the efficiency decreases.
そこで、ロータが備える永久磁石からステータに到達する磁束をロータの回転速度に応じて変化させる技術が提案されている。米国特許第4,885,493号明細書(特許文献1)には、ロータ(rotor 32)とステータ(stator assembly 30)との間に磁束路変更部材(flux diversion member 34)を備えた回転電機が開示されている。この磁束路変更部材は、シャフト(shaft 18)に沿った方向の両端に非磁性体のエンドリング(end ring 36,38)を備え、これらエンドリングが回転可能にシャフトに保持される。ロータと磁束路変更部材との相対位置を変更することにより、ロータの永久磁石からステータへの磁束の通路が変わり、ステータに到達する磁束が変化する(特許文献1:Fig.1, Fig.2a, Fig.2b, 第2欄等。)。
Therefore, a technique has been proposed in which the magnetic flux reaching the stator from the permanent magnet provided in the rotor is changed according to the rotational speed of the rotor. In U.S. Pat. No. 4,885,493 (Patent Document 1), a rotating electrical machine having a
ところで、IPMSMでは、ロータに対する永久磁石の配置の関係上、永久磁石の磁極の方向の磁気特性と、この方向に対して電気角で90度ずれた方向(以下、適宜「磁極直交方向」と称する。)との磁気特性とが異なる突極性を有するものが多い。つまり、ステータコイルを流れる電流により生じる回転磁束から見たロータの磁気抵抗(リラクタンス)は一様ではなく、永久磁石の磁極の方向は磁気抵抗が大きく、磁極直交方向では磁気抵抗が小さくなる。このため、磁極直交方向の回転磁界の磁束はロータコアの内部を通り、ロータコアがこの磁束により吸引されてトルクが生じる。このトルクはリラクタンストルクと呼ばれる。このように、突極性を有する回転電機は、永久磁石の磁界が形成する界磁束とステータコイルを流れる電流に基づく回転磁界との吸引反発により生じるマグネットトルクの他、リラクタンストルクを利用できる。ところが、上述したように永久磁石からステータに到達する磁束を変化させるために、単純に磁束路変更部材などを用いて磁束の通路を変更すると、リラクタンストルクを得るための磁束の通路も影響を受ける場合がある。その結果、リラクタンストルクを充分に活用することができなくなり、回転電機の効率が低下する可能性がある。 By the way, in the IPMSM, due to the arrangement of the permanent magnet with respect to the rotor, the magnetic characteristics in the direction of the magnetic pole of the permanent magnet and the direction deviated by 90 degrees in electrical angle with respect to this direction (hereinafter referred to as “magnetic pole orthogonal direction” as appropriate). Many of them have saliency that is different from the magnetic characteristics of. That is, the magnetic resistance (reluctance) of the rotor as seen from the rotating magnetic flux generated by the current flowing through the stator coil is not uniform, the magnetic resistance in the direction of the permanent magnet is large, and the magnetic resistance is small in the direction perpendicular to the magnetic pole. For this reason, the magnetic flux of the rotating magnetic field in the direction perpendicular to the magnetic pole passes through the inside of the rotor core, and the rotor core is attracted by this magnetic flux to generate torque. This torque is called reluctance torque. Thus, a rotating electrical machine having saliency can use reluctance torque in addition to magnet torque generated by attractive repulsion between a field magnetic flux formed by a magnetic field of a permanent magnet and a rotating magnetic field based on a current flowing through a stator coil. However, in order to change the magnetic flux reaching the stator from the permanent magnet as described above, if the magnetic flux path is simply changed using a magnetic flux path changing member or the like, the magnetic flux path for obtaining the reluctance torque is also affected. There is a case. As a result, the reluctance torque cannot be fully utilized, and the efficiency of the rotating electrical machine may be reduced.
上述した背景に鑑みて、リラクタンストルクを充分に活用することができる構造で、ステータコイルと鎖交するロータの永久磁石の磁束を変更可能な技術の提供が望まれる。 In view of the above-described background, it is desired to provide a technology that can change the magnetic flux of the permanent magnet of the rotor that is linked to the stator coil with a structure that can sufficiently utilize the reluctance torque.
上記課題に鑑みた本発明に係る回転電機の特徴構成は、
ステータコイルを有するステータと、周方向の相対位置を調整可能な第1ロータ及び第2ロータとを備えた回転電機であって、
前記第1ロータは、ロータコアと、当該ロータコアの内部に埋め込まれて前記ステータコイルと鎖交する界磁束を提供する永久磁石とを備え、
前記第2ロータは、ロータコアを備えると共に、前記ステータと前記第1ロータとの間に配置され、
前記第2ロータのロータコアは、前記界磁束に対して磁気抵抗となる磁極間空隙を備え、
前記磁極間空隙は、両ロータの前記相対位置が基準位置にある状態で、周方向に隣接すると共に異なる磁極方向の前記永久磁石の磁極間の中央部に対向する位置に配置されたブリッジ磁路によって少なくとも2つに分割形成されている
点にある。
In view of the above problems, the characteristic configuration of the rotating electrical machine according to the present invention is as follows:
A rotating electrical machine comprising a stator having a stator coil, and a first rotor and a second rotor capable of adjusting a relative position in the circumferential direction,
The first rotor includes a rotor core and a permanent magnet that is embedded in the rotor core and provides a magnetic field flux interlinked with the stator coil.
The second rotor includes a rotor core and is disposed between the stator and the first rotor,
The rotor core of the second rotor includes a gap between magnetic poles that becomes a magnetic resistance with respect to the field magnetic flux,
The gap between the magnetic poles is a bridge magnetic path disposed at a position adjacent to the central portion between the magnetic poles of the permanent magnets adjacent in the circumferential direction and having different magnetic pole directions in a state where the relative positions of the two rotors are at the reference position. Is divided into at least two parts.
両ロータの相対位置が基準位置にある状態では、界磁束に対して磁気抵抗となる磁極間空隙により、隣接する永久磁石の磁極間での磁束の漏れを抑制し、ステータコイルへの鎖交磁束を確保することができる。つまり、基準位置においては、永久磁石の磁束を最大限に用いてマグネットトルクを発生させることができる。ここで、リラクタンストルクを発生させる回転磁界の磁束は、永久磁石による界磁束に対して電気角で90度異なる位相を有しており、磁極間空隙が設けられた場所が磁路となる。つまり、磁極間空隙により、リラクタンストルクを発生させる回転磁界の磁束が妨げられることになる。しかし、本特徴構成によれば、磁極間空隙はブリッジ磁路によって分割形成されているので、このリラクタンストルクを発生させる磁束は、このブリッジ磁路を通って第1ロータのロータコアへと良好に導かれる。このように、相対位置が基準位置にある状態では、マグネットトルク及びリラクタンストルクの双方を良好に活用できる。そして、第1ロータと第2ロータとは、周方向の相対位置を調整可能であり、相対位置に応じて磁極間空隙のロータ側における位置が変わるので、ステータコイルと鎖交する永久磁石の界磁束は変化する。また、基準位置ではブリッジ磁路が磁束の通り道となり、基準位置からずれた位置ではリラクタンストルクを発生させる回転磁界の磁束は磁極間空隙によってはほとんど妨げられることはない。従って、本特徴構成によれば、第1ロータと第2ロータとの相対位置に関わらず、リラクタンストルクを充分に活用することができる構造で、ステータコイルと鎖交するロータの永久磁石の磁束を変更可能な回転電機を得ることができる。 In the state where the relative position of both rotors is at the reference position, the magnetic flux leakage between the magnetic poles of adjacent permanent magnets is suppressed by the gap between the magnetic poles which becomes a magnetic resistance to the field magnetic flux, and the interlinkage magnetic flux to the stator coil Can be secured. That is, at the reference position, the magnet torque can be generated using the magnetic flux of the permanent magnet to the maximum. Here, the magnetic flux of the rotating magnetic field that generates the reluctance torque has a phase that differs by 90 degrees in electrical angle with respect to the field magnetic flux generated by the permanent magnet, and the magnetic path is the place where the gap between the magnetic poles is provided. That is, the magnetic flux of the rotating magnetic field that generates reluctance torque is hindered by the gap between the magnetic poles. However, according to this characteristic configuration, since the gap between the magnetic poles is divided by the bridge magnetic path, the magnetic flux that generates the reluctance torque is well guided to the rotor core of the first rotor through the bridge magnetic path. It is burned. Thus, in a state where the relative position is at the reference position, both the magnet torque and the reluctance torque can be used well. The relative position in the circumferential direction of the first rotor and the second rotor can be adjusted, and the position of the gap between the magnetic poles on the rotor side changes according to the relative position. The magnetic flux changes. Further, the bridge magnetic path becomes a path for the magnetic flux at the reference position, and the magnetic flux of the rotating magnetic field that generates the reluctance torque at the position deviated from the reference position is hardly disturbed by the gap between the magnetic poles. Therefore, according to this characteristic configuration, the reluctance torque can be fully utilized regardless of the relative position between the first rotor and the second rotor, and the magnetic flux of the permanent magnet of the rotor interlinked with the stator coil can be obtained. A changeable rotating electrical machine can be obtained.
また、好適には、本発明に係る回転電機の前記第1ロータのロータコアは、両ロータの前記相対位置が前記基準位置から電気角で90度ずれた位相にある状態で、前記第2ロータの前記ブリッジ磁路に対向する位置に配置され、前記界磁束に対して磁気抵抗となる磁極空隙を備えている。両ロータの相対位置が基準位置から電気角で90度ずれた位相では、第2ロータ内を通ってバイパスされる永久磁石の界磁束の量が最大となるため、ステータコイルと鎖交する永久磁石の界磁束を最も減らすことができる。しかし、上記のようにブリッジ磁路を設けたことにより、両ロータの相対位置が電気角で90度ずれた位相では、ブリッジ磁路が永久磁石による界磁束の磁路に対応することになる。このため、ブリッジ磁路を通る永久磁石の磁束がステータコイルに鎖交することになる。そこで、好適には第1ロータには、この状態においてブリッジ磁路に対向する位置に磁極空隙が備えられる。この磁極空隙は、ブリッジ磁路を通る界磁束に対して磁気抵抗となるので、ブリッジ磁路を通る漏れ磁束が低減される。その結果、基準位置でリラクタンストルクを得るためにブリッジ磁路を設けたことに起因して、電気角で90度ずれた位相において界磁束の低減効果が損なわれることを抑制し、当該位相における界磁束の低減効果を高めることができる。 Preferably, the rotor core of the first rotor of the rotating electrical machine according to the present invention is such that the relative position of both rotors is in a phase shifted by 90 degrees in electrical angle from the reference position. A magnetic pole gap is provided at a position facing the bridge magnetic path and serves as a magnetic resistance with respect to the field magnetic flux. In the phase where the relative position of both rotors is shifted by 90 degrees from the reference position in electrical angle, the amount of field flux of the permanent magnet that is bypassed through the second rotor is maximized. The field flux can be reduced most. However, by providing the bridge magnetic path as described above, the bridge magnetic path corresponds to the magnetic path of the field magnetic flux by the permanent magnet in the phase where the relative positions of the two rotors are shifted by 90 degrees in electrical angle. For this reason, the magnetic flux of the permanent magnet passing through the bridge magnetic path is linked to the stator coil. Therefore, the first rotor is preferably provided with a magnetic pole gap at a position facing the bridge magnetic path in this state. Since this magnetic pole gap becomes a magnetic resistance to the field magnetic flux passing through the bridge magnetic path, the leakage magnetic flux passing through the bridge magnetic path is reduced. As a result, since the bridge magnetic path is provided to obtain the reluctance torque at the reference position, the effect of reducing the field magnetic flux at the phase shifted by 90 degrees in electrical angle is suppressed, and the field at the phase is suppressed. The effect of reducing magnetic flux can be enhanced.
第1ロータのロータコアは、永久磁石の磁束やステータコイルが発生する磁束が良好に通る構造であると共に、両ロータの相対位置が基準位置から電気角で90度ずれた位相にある状態では、ブリッジ磁路を通る永久磁石の磁束を妨げる構造であることが望まれる。従って、前記磁極空隙は、第1ロータのロータコアがこのような構造を満足できるような形状で形成されることが好ましい。例えば、前記磁極空隙が、軸直交断面において周方向に隣接する同じ磁極方向の前記永久磁石に挟まれた領域の形状に相似する形状で形成されていると、ロータコアの内、磁路となる部分と、磁束バリアとなる部分とがバランス良く形成される。 The rotor core of the first rotor has a structure in which the magnetic flux of the permanent magnet and the magnetic flux generated by the stator coil pass well, and in the state where the relative position of both rotors is in a phase shifted by 90 degrees in electrical angle from the reference position. It is desirable that the structure prevent the magnetic flux of the permanent magnet that passes through the magnetic path. Therefore, it is preferable that the magnetic pole gap is formed in such a shape that the rotor core of the first rotor can satisfy such a structure. For example, if the magnetic pole gap is formed in a shape similar to the shape of the region sandwiched between the permanent magnets in the same magnetic pole direction adjacent in the circumferential direction in the cross section perpendicular to the axis, a portion that becomes a magnetic path in the rotor core And a portion to be a magnetic flux barrier are formed with a good balance.
また、好適には、本発明に係る回転電機の前記ブリッジ磁路と一対の前記磁極間空隙とを含む磁束変更領域及び当該ブリッジ磁路は、前記第2ロータと前記ステータとが対向する側における弧の円周に対する比率が、前記第1ロータと前記第2ロータとが対向する側における弧の円周に対する比率よりも大きくなるように形成されている。このようにすれば、ステータ側のティースに対向する円周面の方を広くすることができるから、ステータコイルから第1ロータ及び第2ロータのロータコアへの磁束を良好に導くことができる。 Preferably, the magnetic flux changing region including the bridge magnetic path and the pair of gaps between the magnetic poles of the rotating electrical machine according to the present invention and the bridge magnetic path are on the side where the second rotor and the stator face each other. The ratio of the arc to the circumference is larger than the ratio of the arc to the circumference on the side where the first rotor and the second rotor face each other. In this way, the circumferential surface facing the teeth on the stator side can be made wider, so that the magnetic flux from the stator coil to the rotor cores of the first rotor and the second rotor can be favorably guided.
磁極空隙と同様に、磁束変更領域において磁路となる部分と、磁束バリアとなる部分とがバランス良く形成されることが好ましい。例えば、磁束変更領域とブリッジ磁路とが相似形であるとバランスのよい形状となる。但し、上述したように、ステータ側のティースに対向する円周面の方を広くする場合には、当然ながら完全な相似形ではなく、ほぼ相似形となる。この際、例えば、磁束変更領域において前記ブリッジ磁路によって磁極間空隙が2つに分割形成される場合、磁束変更領域の周方向の両端部に形成される各磁極間空隙は、軸直交断面において平行四辺形状に形成されると好適である。このようにすれば、特に第2ロータを周方向に通ろうとする漏れ磁束に対して均等な磁気抵抗となる。また、磁束変更領域において磁路となる部分と、磁束バリアとなる部分とがバランス良く形成される。 Similar to the magnetic pole gap, it is preferable that the portion serving as the magnetic path and the portion serving as the magnetic flux barrier are formed in a well-balanced manner in the magnetic flux change region. For example, when the magnetic flux change region and the bridge magnetic path are similar, a well-balanced shape is obtained. However, as described above, when the circumferential surface facing the teeth on the stator side is widened, it is naturally not a completely similar shape but a substantially similar shape. At this time, for example, when the gap between the magnetic poles is divided into two by the bridge magnetic path in the magnetic flux change region, each magnetic pole gap formed at both ends in the circumferential direction of the magnetic flux change region It is preferable to form in a parallelogram shape. In this way, in particular, the magnetic resistance becomes equal to the leakage magnetic flux that tries to pass through the second rotor in the circumferential direction. In addition, a portion that becomes a magnetic path in the magnetic flux change region and a portion that becomes a magnetic flux barrier are formed in a well-balanced manner.
以下、本発明に係る回転電機の実施形態を図面を利用して説明する。本実施形態では、第1ロータと第2ロータとの周方向の相対位置に応じてステータコイルに鎖交する界磁束が変化する可変磁束型の回転電機を例として説明する。図1に示すように、回転電機2は、相対位置が可変する2つのロータを有するインナロータ型の回転電機である。ロータ4は、ステータ3と対向して本実施形態では相対的に外側に配置される外ロータである第2ロータ10と、相対的に内側に配置される内ロータである第1ロータ20とから構成される。また、詳細は後述するが、第1ロータ20は、第1ロータコア21と第1ロータコア21の内部に埋め込まれた永久磁石(図2等を用いて後述する符号24)とを備えて構成される。第2ロータ10は、第2ロータコア11を備えて構成される。
Hereinafter, embodiments of a rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a variable magnetic flux type rotating electrical machine in which the field magnetic flux linked to the stator coil changes according to the circumferential relative positions of the first rotor and the second rotor will be described as an example. As shown in FIG. 1, the rotating
以下の説明では、特に断らない限り、「軸方向L」、「径方向R」、「周方向」は、同軸配置された第1ロータコア21及び第2ロータコア11の軸心(すなわち回転軸)を基準として定義している。また、以下の説明では、「軸第1方向L1」は図1における軸方向Lに沿った左方を表し、「軸第2方向L2」は図1における軸方向Lに沿った右方を表すものとする。また、「径内方向R1」は、径方向Rの内側(軸心側)へ向かう方向を表し、「径外方向R2」は、径方向Rの外側(ステータ側)へ向かう方向を表す。
In the following description, unless otherwise specified, the “axial direction L”, “radial direction R”, and “circumferential direction” are the axes of the first rotor core 21 and the
〔回転電機及び駆動装置の構造〕
図1に示すように、ステータ3及びロータ4を備えた回転電機2は、ケース80の内部に収容されている。そして、回転電機2は、第1ロータ20と第2ロータ10の周方向の相対位置を調整する相対位置調整機構50と共に駆動装置1を構成し、回転電機2の駆動力(トルクと同義)を出力軸6に伝達可能に構成されている。
[Structure of rotating electrical machine and drive unit]
As shown in FIG. 1, the rotating
ステータ3は、ケース80の周壁部の内面に固定されている。ステータ3は、ステータコア3aとステータコア3aに巻装されたコイル(ステータコイル)3bとを備え、回転電機2の電機子を構成する。ステータコア3aは、本例では、複数枚の電磁鋼板を積層して構成されており、円筒状に形成されている。ステータ3の径内方向R1側には、永久磁石を備えた界磁としてのロータ4が配置されている。ロータ4は、回転軸周りに回転可能にケース80に支持され、ステータ3に対して相対回転する。ロータ4は、周方向の相対位置を調整可能な第1ロータ20及び第2ロータ10を備えて構成される。
The
第1ロータ20は、第2ロータ10に対してステータ3とは反対側である径内方向R1側にあって、第2ロータコア11と同軸配置された第1ロータコア21を備えている。第1ロータコア21は、径方向R視において第2ロータコア11と重複するように配置されている。本例では、第1ロータコア21は、第2ロータコア11と同じ軸方向L長さを有し、径方向R視において第2ロータコア11と完全に重複するように配置されている。また、本例では、第1ロータコア21は、複数枚の電磁鋼板を積層して構成されている。第1ロータ20は、第1ロータコア21を支持すると共に第1ロータコア21と一体回転する第1ロータコア支持部材22を備えている。また、第1ロータ20は、第1ロータコア21の内部に埋め込まれてコイル3bと鎖交する界磁束を提供する永久磁石24を備えて構成されている。
The
第2ロータ10は、第2ロータコア11とを備えると共に、ステータ3と第1ロータ20との間に配置される。外ロータである第2ロータ10は、ステータ3に対して径内方向R1側において、ステータ3に対して径方向Rに対向するように配置され、第1ロータコア21と同軸に配置される円筒状の第2ロータコア11を備えている。第2ロータコア11も、複数枚の電磁鋼板を積層して構成されている。また、第2ロータ10は、第2ロータコア11と一体回転する第2ロータコア支持部材12により、第2ロータコア11が軸方向L両側から挟まれて支持される。第2ロータコア支持部材12の第2ロータコア11に対して軸第2方向L2側の部分には、不図示の回転センサ(例えばレゾルバ)のセンサロータが一体回転するように取り付けられている。回転センサは、ステータ3に対するロータ4の回転位置(電気角)や回転速度を検出する。
The
回転電機2は可変磁束型であり、第1ロータコア21及び第2ロータコア11の少なくとも一方には永久磁石が備えられる。本実施形態では、第1ロータコア21のみに永久磁石が備えられ、第1ロータコア21の軸方向Lの両側には、第1ロータコア21の内部に備えられた永久磁石の抜け止めのためのエンドプレートが備えられている。なお、軸第2方向L2側のエンドプレートは、第1ロータコア支持部材22に形成されたフランジ部により、第1ロータコア支持部材22に対して軸方向Lに位置決め保持されている。また、軸第1方向L1側のエンドプレートは、カシメ構造、溶接、或いは別部材による抜け止め等により、第1ロータコア支持部材22に対して軸方向Lに位置決め保持されている。
The rotating
第2ロータコア11には、磁束に対して磁気抵抗となるフラックスバリアとしての空隙が形成されている。本実施形態では、第2ロータコア11は、両ロータ11,21の相対位置が所定の基準位置にある状態で、周方向に隣接する永久磁石24の磁極間に配置され、界磁束に対して磁気抵抗となる磁極間空隙(図2等を用いて後述する符号7)を備えている。この磁極間空隙7により、第1ロータ20と第2ロータ10との間の周方向の相対位置に応じてステータ3のコイル3bに到達する鎖交磁束が変化する。詳細は後述するが、永久磁石24及び磁極間空隙7は、第1ロータ20と第2ロータ10との間の周方向の相対位置に応じて、永久磁石24から第2ロータコア11内を通る漏れ磁束が抑制されてステータ3に到達する磁束(界磁束)が多くなる状態と、第2ロータコア11内を通る漏れ磁束が多くなってステータ3に到達する磁束が少なくなる状態との間で遷移可能に配置されている。つまり、第1ロータ20と第2ロータ10との間の周方向の相対位置を調整して、ステータ3のコイル3bに到達する鎖交磁束を調整可能である。
The
相対位置調整機構50は、第1ロータコア支持部材22と第2ロータコア支持部材12との間の周方向の相対位置を調整する機構である。上述したように、第1ロータコア支持部材22は第1ロータコア21と一体回転し、第2ロータコア支持部材12は第2ロータコア11と一体回転する。従って、相対位置調整機構50により、第1ロータコア21と第2ロータコア11との間の周方向の相対位置が調整される。
The relative
本実施形態では、図1に示すように、相対位置調整機構50は、2つの差動歯車装置(第1差動歯車装置51及び第2差動歯車装置52)を備えて構成されている。相対位置調整機構50は、回転電機2に対して軸第1方向L1側に配置されている。すなわち、相対位置調整機構50は、第2ロータコア21及び第2ロータコア11の双方に対して軸第1方向L1側に配置されている。そして、第1差動歯車装置51と第2差動歯車装置52とは、第1差動歯車装置51が第2差動歯車装置52に対して軸第1方向L1側に位置するように、軸方向Lに並べて配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the relative
第1差動歯車装置51は、本実施形態では、3つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第1差動歯車装置51は、複数のピニオンギヤを支持する第1キャリヤ51bと、これらピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第1サンギヤ51a及び第1リングギヤ51cとを回転要素として有している。第1サンギヤ51aは、第1ロータコア支持部材22と一体回転するように駆動連結されている。第1キャリヤ51bは、出力軸6と一体回転するように駆動連結されている。これにより、第1ロータコア支持部材22は、相対位置調整機構50を介して出力軸6に駆動連結される。
In the present embodiment, the first
第1リングギヤ51cは、その外周面(径外方向R2を向く面、以下同様)において、第1リングギヤ51cの回転位置(周方向位置)を調整するためのウォームギヤ54と噛み合っている。不図示のモータなどの駆動力源と接続された、このウォームギヤ54を回転させることで、第1リングギヤ51cの回転位置(周方向位置)を変えることができる。第1リングギヤ51cの回転位置の調整時にはモータなどの駆動力源により、ウォームギヤ54が回転駆動され、調整時以外ではウォームギヤ54が固定される。つまり、第1リングギヤ51cは、回転位置の調整時を除いて固定された状態となる。
The
第2差動歯車装置52は、本実施形態では、3つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、第2差動歯車装置52は、複数のピニオンギヤを支持する第2キャリヤ52bと、これらピニオンギヤにそれぞれ噛み合う第2サンギヤ52a及び第2リングギヤ52cとを回転要素として有している。第2サンギヤ52aは、第2ロータコア支持部材12と一体回転するように駆動連結されている。第2キャリヤ52bは、出力軸6と一体回転するように駆動連結されている。これにより、第2ロータコア支持部材12は、相対位置調整機構50を介して出力軸6に駆動連結される。すなわち、本例では、第1ロータコア支持部材22と第2ロータコア支持部材12との双方が、相対位置調整機構50を介して共通の出力軸6に駆動連結されている。また、第2リングギヤ52cは、リング状部材55を介してケース80に固定されている。
In the present embodiment, the second
本実施形態では、第1キャリヤ51bと第2キャリヤ52bとは一体的に一体キャリヤ53を構成しており、一体キャリヤ53が出力軸6と一体回転するように駆動連結されている。また、本実施形態では、第1差動歯車装置51と第2差動歯車装置52とは互いに同径に構成され、第1差動歯車装置51の歯数比(=第1サンギヤ51aの歯数/第1リングギヤ51cの歯数)と第2差動歯車装置52の歯数比(=第2サンギヤ52aの歯数/第2リングギヤ52cの歯数)とは互いに等しく設定されている。そして、第1リングギヤ51cの回転位置の調整時を除いて、第1リングギヤ51c及び第2リングギヤ52cの双方は固定された状態となる。よって、第1サンギヤ51aに駆動連結された第1ロータコア支持部材22と、第2サンギヤ52aに駆動連結された第2ロータコア支持部材12とは、互いに同じ回転速度(ロータ回転速度)で回転する。そして、出力軸6の回転速度は、ロータ回転速度に対して減速されたものとなる。すなわち、本例では、出力軸6には、回転電機2のトルクが増幅されて伝達される。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、第2リングギヤ52cがケース80に固定されているのに対し、第1リングギヤ51cは回転位置が調整可能となっている。すなわち、キャリヤが一体的に形成された2つの遊星歯車機構において、一方のリングギヤを他方のリングギヤに対して周方向に相対移動(すなわち相対回転)させることが可能となっている。この相対回転に伴い、一方のサンギヤが他方のサンギヤに対して相対回転する。よって、第1リングリヤ51cの回転位置を調整することで、第1サンギヤ51aと第2サンギヤ52aとの間の周方向の相対位置を調整することができる。その結果、第1ロータコア支持部材22と第2ロータコア支持部材12との間の周方向の相対位置を調整することができる。
In the present embodiment, the
〔磁気抵抗となる空隙の配置構造〕
上述したように、本実施形態の回転電機2は、第1ロータ20と第2ロータ10との間の周方向の相対位置を調整して、ステータ3のコイル3bに到達する鎖交磁束を調整することが可能である。以下、永久磁石の磁束(界磁束)の方向をd軸、このd軸に対して電気角で直交する方向をq軸として、永久磁石の磁束をd軸磁束、コイル3bに流れる電流により生じてリラクタンストルクを生じさせる磁束をq軸磁束と称する。以下、第1ロータ20と第2ロータ10の相対位置に応じたd軸磁束及びq軸磁束について図2〜図7を利用して説明する。図2〜図7は、ロータ4の軸直交断面を示し、おおよそ電気角の1周期に相当する部分断面図である。図2及び図3は、相対位置が基準位置である状態を示しており、図4及び図5は、相対位置が基準位置に対して電気角で90度ずれた状態を示しており、図6及び図7は、相対位置が基準位置に対して電気角で45度ずれた状態を示している。また、それぞれ図2、図4、図6は、d軸磁束を示しており、図3、図5、図7はq軸磁束を示している。q軸磁束の場合、透磁率が真空中の透磁率とほぼ等しい永久磁石はエアギャップ(空隙)と等価となるので、エアギャップの形態で図示している。
[Arrangement structure of air gaps for magnetic resistance]
As described above, the rotating
〔磁極間空隙とブリッジ磁路の配置構造〕
図2に示すように、第1ロータ20は、第1ロータコア21と、この第1ロータコア21の内部に埋め込まれてコイル3bと鎖交する界磁束を提供する永久磁石24とを備えている。第2ロータコア11を備える第2ロータ10は、ステータ3と第1ロータ20との間に配置されている。第2ロータコア11は、両ロータ10,20の相対位置が所定の基準位置である0度の状態で、周方向に隣接する永久磁石24の磁極間に配置され、界磁束に対して磁気抵抗となる磁極間空隙7を備えている。この磁極間空隙7は、相対位置が基準位置である0度の状態で、周方向に隣接すると共に異なる磁極方向の永久磁石24の磁極間の中央部に対向する位置に配置されたブリッジ磁路8によって少なくとも2つに分割形成されている。ここで、異なる磁極方向の磁極間とは、第1ロータ20のN極を構成する永久磁石24NのN極面NPと、S極を構成する永久磁石24SのS極面SPとの周方向における間の領域である。より詳しくは、磁極間とは、N極面NPの径外側方向R2の端部(径方向外端)と、S極面SPの径方向外端との間の領域である。尚、N極面NP及びS極面SPは、磁石24の径外側方向R2を向く面である。
[Arrangement structure of gap between magnetic poles and bridge magnetic path]
As shown in FIG. 2, the
磁極間空隙7は、第2ロータコア11を周方向に通る漏れ磁束に対して大きな磁気抵抗となるフラックスバリアとして機能する。その結果、図2の一点鎖線部Aに示すように、この漏れ磁束を大幅に抑制し、コイル3bの鎖交磁束を確保することができる。図2に示すように、永久磁石24が発生する界磁束(d軸磁束)は良好にコイル3bの鎖交磁束となる。ここで比較のために図4を参照すると、図2とは異なり、周方向に隣接する永久磁石24の磁極間には磁極間空隙7が位置しない。このため、図4の一点鎖線部Aに示すように、永久磁石24の界磁束は、ステータ3の方向に比べて磁気抵抗の低い第2ロータコア11の周方向に導かれる。つまり、界磁束の多くが漏れ磁束となり、ステータ3のコイル3bの鎖交磁束が減ってしまう。両ロータ10,20の相対位置が所定の基準位置である0度の状態で、上述したように第2ロータ10に磁極間空隙7が形成されていることで、漏れ磁束を大幅に抑制し、コイル3bの鎖交磁束を確保できることが容易に理解できる。
The
また、リラクタンストルクを生じさせるq軸磁束は、図3に示すようにステータ3からブリッジ磁路8を通って第1ロータ20へと導かれる。例えば、図3の一点鎖線部Aにおいて、ブリッジ磁路8が形成されることなく磁極間空隙7が連続して形成されていると、この磁極間空隙7がロータ4の径方向を通る磁束に対する磁気抵抗となって、q軸磁束を減衰させてしまうことになる。その結果、リラクタンストルクが減少するので、回転電機2の効率が低下してしまう。しかし、図3に示すように、本実施形態においては、磁極間空隙7はブリッジ磁路8によって分割形成されているので、リラクタンストルクを発生させるq軸磁束は、ブリッジ磁路8を通って第1ロータ20へと良好に導かれる。即ち、ブリッジ磁路8は、磁極間空隙7内を径方向に橋渡しするように形成されてq軸磁束を径方向に通すq軸ブリッジとして機能する。以上説明したように、図2及び図3に示された相対位置、即ち基準位置は、マグネットトルク及びリラクタンストルクを良好に活用できて最大トルクを出力することができる相対位置である。
Further, the q-axis magnetic flux that generates the reluctance torque is guided from the
図4は、両ロータ10,20の相対位置が基準位置に対して90度ずれた状態での界磁束(d軸磁束)を示している。上述したように、図2に対して相対位置が90度ずれたこの状態では、磁極間空隙7は、周方向に隣接する永久磁石24の磁極間には位置していない。このため、図4の一点鎖線部Aに示すように、永久磁石24の界磁束は、ステータ3の方向に比べて磁気抵抗の低い第2ロータコア11の周方向に導かれて漏れ磁束が増加する。その結果、ステータ3のコイル3bの鎖交磁束が減少し、弱め界磁状態となる。つまり、コイル3bに流す電流の内のいわゆるd軸電流を増加させることなく、回転電機2の弱め界磁制御が可能となる。
FIG. 4 shows the field magnetic flux (d-axis magnetic flux) in a state where the relative positions of the
図5は、両ロータ10,20の相対位置が図4と同様に基準位置に対して90度ずれた状態でのq軸磁束を示している。相対位置がこの状態の時には、磁極間に磁極間空隙7が存在していないので、一点鎖線部Aにおいて径方向の磁束は妨げられず、q軸磁束は問題なく第2ロータ10を通って第1ロータ20へと導かれる。ここで比較のために図3を参照すると、両ロータ10,20の相対位置にはほとんど影響されることなく、何れの相対位置においてもq軸磁束がステータ3から第1ロータ20へと導かれていることが判る。
FIG. 5 shows the q-axis magnetic flux in a state where the relative positions of the
図2〜図5を利用して上述したように、第1ロータ20と第2ロータ10とは、周方向の相対位置を調整可能であり、その相対位置に応じてコイル3bと鎖交する永久磁石の磁束(d軸磁束)は変化する。しかし、相対位置に拘わらず、q軸磁束はほとんど変化していない。従って、リラクタンストルクを充分に活用することができる構造で、コイル3bと鎖交するロータ4の永久磁石24の磁束を変更可能な回転電機2が実現されている。
As described above with reference to FIGS. 2 to 5, the relative position in the circumferential direction of the
両ロータ10,20の相対位置に応じてd軸磁束が変化し、q軸磁束がほとんど変化しないことについて、相対位置が基準位置に対して45度ずれた状態での両磁束を示す図6及び図7を利用して補足する。図6は、図2及び図4と同様に永久磁石24による磁束であるd軸磁束を示している。基準位置(図2)においては、分割された磁極間空隙7により第2ロータ10の周方向の2ケ所で周方向への漏れ磁束がブロックされる形となる。従って、磁極間をバイパスする漏れ磁束は大幅に抑制されている。これに対して、基準位置から45度ずれた状態(図6)においては、分割された磁極間空隙7により第2ロータ10の周方向の1ケ所だけでブロックされる形となる。このため、基準位置に比べると第2ロータ10の周方向を通って磁極間をバイパスするd軸磁束が多くなる。その結果、コイル3bの鎖交磁束は基準位置と比べて減少し、弱め界磁が達成される。一方、基準位置から90度ずれた状態(図4)と比べると、第2ロータ10の周方向を通って磁極間をバイパスするd軸磁束は少ない。従って、基準位置から90度ずれた状態よりも界磁を弱める度合いは少ない。
FIG. 6 shows both magnetic fluxes in a state where the relative position is deviated by 45 degrees with respect to the reference position with respect to the fact that the d-axis magnetic flux changes according to the relative positions of the
図7は、両ロータ10,20の相対位置が図6と同様に基準位置に対して45度ずれた状態でのq軸磁束を示している。この状態の時も、基準位置に対して90度ずれた状態(図5)と同様に、第2ロータ10から第1ロータ20への径方向を通磁束は、磁極間空隙7によってほとんど妨げられていない。従って、q軸磁束は、ほぼ問題なく第2ロータ10を通って第1ロータ20へと導かれる。図3及び図5と比較すると、両ロータ10,20の相対位置にはほとんど影響されることなく、q軸磁束がステータ3から第1ロータ20へと導かれていることが判る。
FIG. 7 shows the q-axis magnetic flux when the relative positions of the
以上、図2〜図7を利用して説明したように、リラクタンストルクを充分に活用することができる構造で、コイル3bと鎖交するロータ4の永久磁石24の磁束を変更可能な回転電機2が実現される。
As described above with reference to FIGS. 2 to 7, the rotating
〔磁極空隙の配置構造〕
上述したように、両ロータの相対位置が基準位置から電気角で90度ずれた位相(図4及び図5)は、コイル3bと鎖交する永久磁石24の界磁束を最も減らすことのできる位相である。しかし、図2及び図4との比較から明らかなように、両ロータ10,20の相対位置が電気角で90度ずれた位相では、一点鎖線部Bにおいてブリッジ磁路8が磁極の径方向の磁路となる。このため、この位相ではブリッジ磁路8を通る永久磁石24の磁束が鎖交磁束となってステータ3に到達する。そこで、図4に示すように、第1ロータ20のロータコア21は、両ロータ10,20の相対位置が基準位置から電気角で90度ずれた位相にある状態で、第2ロータ10のブリッジ磁路8に対向する位置に配置され、界磁束(d軸磁束)に対して磁気抵抗となる磁極空隙9を備えている。この磁極空隙9は、図4に示すようにd軸磁束に対するフラックスバリアとなり、ブリッジ磁路8を通る界磁束が低減される。その結果、コイル3bに鎖交する界磁束を低減することができる。発明者らによる磁場解析シミュレーション結果によれば、両ロータの相対位置が基準位置から電気角で90度ずれた状態において、ティース34の中央付近におけるd軸磁束の磁束密度は、約36%低減された。
[Arrangement structure of magnetic pole gap]
As described above, the phase (FIGS. 4 and 5) in which the relative positions of the two rotors deviate from the reference position by 90 degrees in electrical angle is the phase that can most reduce the field flux of the
両ロータ10,20の相対位置が基準位置から90度ずれた状態の場合には、最も界磁束(d軸磁束)が弱められた弱め界磁状態であるから、この状態でコイル3bに鎖交する界磁束をできるだけ少なくしたい。本実施形態では、この際、径方向へのd軸磁束を抑制することもできる磁極間空隙7において、ブリッジ磁路8があたかもロータ4側とステータ3側との間でd軸磁束を径方向Rに通過させる橋のように設けられていることから、d軸磁束の抑制効果が低下している。しかし、d軸磁束を抑制できる磁極空隙9が形成されることによって、ブリッジ磁路8を設けたことによる影響を良好に排除することができる。
When the relative positions of the
〔磁極間空隙、ブリッジ磁路、磁極空隙の軸直交断面形状〕
第1ロータ20の第1ロータコア21は、永久磁石24の磁束やコイル3bが発生する磁束が良好に通る構造であると共に、両ロータ10,20の相対位置が基準位置から電気角で90度ずれた位相にある状態では、ブリッジ磁路8を通る永久磁石24の磁束を妨げる構造であることが望まれる。従って、磁極空隙9は、第1ロータコア21がこのような構造を満足できるような形状で形成されることが好ましい。例えば、磁極空隙9が、軸直交断面において周方向に隣接する永久磁石24に挟まれた領域の形状に相似する形状で形成されていると、第1ロータコア21の内、磁路となる部分と、フラックスバリアとなる部分とがバランス良く形成される。図2〜図7に示したように、本実施形態では軸直交断面において周方向に隣接する同じ極を構成する2つの永久磁石24(同じ磁極方向の永久磁石24)に挟まれた領域の形状は、扇形である。そして、磁極空隙9は、この扇形の円周方向の中央部に、この扇形の中心角とほぼ同じ中心角を有し、半径が短い扇形で、互いの弧が重なるようにバランスよく配置される。
[Cross-axis cross section of gap between magnetic poles, bridge magnetic path, magnetic pole gap]
The first rotor core 21 of the
本実施形態においては、図8の拡大図に示すように、ブリッジ磁路8と一対の磁極間空隙7(7a,7b)とを含む磁束変更領域70及びブリッジ磁路8は、第2ロータ10とステータ3とが対向する側における弧の円周に対する比率が、第1ロータ20と第2ロータ10とが対向する側における弧の円周に対する比率よりも大きくなるように形成されている。ステータ3側のティース34に対向する円周面の方を広くすることができるので、相対位置が基準位置にある状態でコイル3bを流れる電流により発生し、第1ロータ20及び第2ロータ10のロータコア21,11を巡回する磁束を良好に導くことができる。
In the present embodiment, as shown in the enlarged view of FIG. 8, the magnetic
また、磁極空隙9と同様に、磁束変更領域70において磁路(ブリッジ磁路8)となる部分と、磁束バリア(磁極間空隙7a,7b)となる部分とがバランス良く形成されることが好ましい。例えば、磁束変更領域70とブリッジ磁路8とが相似形であるとバランスのよい形状となる。ここで、上述したように、ステータ3側のティース34に対向する円周面の方を広くする場合には、当然ながら完全な相似形ではなく、ほぼ相似形となる。例えば、磁束変更領域70においてブリッジ磁路8によって磁極間空隙7が2つに分割形成される場合、磁束変更領域70の周方向の両端部に形成される各磁極間空隙7a,7bは、軸直交断面において平行四辺形状に形成される。このようにすれば、特に第2ロータ10の周方向を通ろうとする漏れ磁束に対して径方向のどの位置においても均等な磁気抵抗となる。また、磁束変更領域70において磁路となる部分と、磁束バリアとなる部分とがバランス良く形成される。
Further, similarly to the
以上、図2〜図8を利用して説明したように、リラクタンストルクを充分に活用することができる配置並びに形状構造を有する磁極間空隙7、ブリッジ磁路8、磁極空隙9を備えて、コイル3bと鎖交するロータ4の永久磁石24の磁束を変更可能な回転電機2が実現される。図9は、ブリッジ磁路8を備えることなく、磁束変更領域70の全域に磁極間空隙7が形成され、当然ながら磁極空隙9も備えられない場合と、本実施形態のように磁極間空隙7、ブリッジ磁路8、磁極空隙9を備えた場合とにおいて、リラクタンストルクの大きさを磁場解析によってシミュレーションして、比較したグラフである。図9から明らかなように、リラクタンストルクが約2倍にまで向上している。これにより、同じトルクを出力する場合の回転電機2の効率も向上する。図10は、銅損について比較したグラフであるが、このグラフから明らかなように、銅損は4%低減される。
As described above with reference to FIGS. 2 to 8, the coil includes the inter-magnetic-
〔他の実施形態〕
(1)上記実施形態においては、第1ロータ20に磁極空隙9を設ける構成を例示したが、磁極空隙9を設けず、第2ロータ10にのみ磁極間空隙7とブリッジ磁路8とが設けられる構成としてもよい。上述したように、第2ロータ10に磁極間空隙7とブリッジ磁路8とが設けられることにより、両ロータ10,20の相対位置が何れの位相においてもリラクタンストルクを充分に活用することができる構造で、コイル3bと鎖交する永久磁石24の界磁束を変更可能な回転電機が実現できる。より好ましくは、第1ロータ20に磁極空隙9を設けることで、最も界磁束を低減できる位相においてブリッジ磁路8を経由する界磁束を抑制して界磁束の低減効果を高めることが可能である。しかし、そのようなさらなる低減効果を必要としない場合には、第1ロータ20に磁極空隙9を設けず、第2ロータ10にのみ磁極間空隙7とブリッジ磁路8とが設けられる構成としてもよい。
[Other Embodiments]
(1) In the above embodiment, the configuration in which the
(2)上記実施形態においては、軸直交断面における磁極空隙9の形状が、周方向に隣接する永久磁石24に挟まれた領域の形状に相似する形状である場合を例示した。しかし、そのような相似形状に限定されることはない。即ち、基準位置から電気角で90度ずれた位相において、径方向R視で、磁極間空隙7と共に周方向の一定の領域をフラックスバリアとして連続して構成可能な形状であれば他の形状であってもよい。具体的には、矩形や、上底及び下底が第1ロータ20の曲率と同程度に湾曲した台形、第1ロータ20の外周に沿った帯状(円弧帯状)の形状などであってもよい。
(2) In the said embodiment, the case where the shape of the magnetic pole space |
(3)上記実施形態においては、図8に示したように、磁束変更領域70及びブリッジ磁路8は、第2ロータ10とステータ3とが対向する側における弧の円周に対する比率が、第1ロータ20と第2ロータ10とが対向する側における弧の円周に対する比率よりも大きくなるように形成されている場合を例示した。しかし、このような構成に限定されることなく、磁束変更領域70及びブリッジ磁路8は、周方向の端部が、軸心から延びる放射線に沿うように形成されていてもよい。この場合には、弧と円周との比率が上記実施形態と異なりほぼ同一となる。さらに、上記実施形態とは逆に、磁束変更領域70及びブリッジ磁路8は、第1ロータ20と第2ロータ10とが対向する側における弧の円周に対する比率が、第2ロータ10とステータ3とが対向する側における弧の円周に対する比率よりも大きくなるように形成されていてもよい。磁束変更領域70及びブリッジ磁路8の周方向の端部が、ロータ4の径方向に沿って磁束変更領域70の中央部を通る線に対して平行な線に沿うようにして、磁束変更領域70及びブリッジ磁路8が形成される場合には、弧と円周との比率が上記実施形態とは逆になる。製造の容易性や低コスト性などにより、このような形状を採用する場合もあるが、当然ながらこのような形状も本発明の技術的範囲に属する。
(3) In the above embodiment, as shown in FIG. 8, the magnetic
(4)上記実施形態では、第1ロータコア21のみに永久磁石24が備えられている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第1ロータコア21及び第2ロータコア11の双方に永久磁石が備えられてもよい。また、第2ロータコア11のみに永久磁石が備えられ、第1ロータコア21に空隙が形成された構成とすることもできる。
(4) In the said embodiment, the structure by which the
(5)また、上記実施形態では、インナロータ型の回転電機を例として説明したが、当然ながらアウタロータ型の回転電機に適用することもできる。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、本発明及び本発明と均等な構成を備え、発明の要旨を逸脱しなければ、上記実施形態の一部を適宜改変した構成も、当然に本発明の技術的範囲に属する。 (5) In the above embodiment, the inner rotor type rotating electrical machine has been described as an example. However, the present invention can naturally be applied to an outer rotor type rotating electrical machine. Regarding other configurations as well, the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects, and the embodiments of the present invention are not limited thereto. That is, the present invention and a configuration equivalent to the present invention are provided, and a configuration in which a part of the above embodiment is appropriately modified belongs to the technical scope of the present invention without departing from the gist of the invention.
本発明は、永久磁石による界磁束を調整可能な可変磁束型の回転電機に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a variable magnetic flux type rotating electrical machine that can adjust a field flux by a permanent magnet.
2:回転電機
3:ステータ
3a:コイル(ステータコイル)
7,7a,7b:磁極間空隙
8:ブリッジ磁路
9:磁極空隙
10:第2ロータ
11:第2ロータコア(第2ロータのロータコア)
20:第1ロータ
21:第1ロータコア(第1ロータのロータコア)
24,24N,24S:永久磁石
2: rotating electrical machine 3:
7, 7a, 7b: Gap between magnetic poles 8: Bridge magnetic path 9: Magnetic pole gap 10: Second rotor 11: Second rotor core (rotor core of the second rotor)
20: First rotor 21: First rotor core (rotor core of the first rotor)
24, 24N, 24S: Permanent magnet
Claims (5)
前記第1ロータは、ロータコアと、当該ロータコアの内部に埋め込まれて前記ステータコイルと鎖交する界磁束を提供する永久磁石とを備え、
前記第2ロータは、ロータコアを備えると共に、前記ステータと前記第1ロータとの間に配置され、
前記第2ロータのロータコアは、前記界磁束に対して磁気抵抗となる磁極間空隙を備え、
前記磁極間空隙は、両ロータの前記相対位置が基準位置にある状態で、周方向に隣接すると共に異なる磁極方向の前記永久磁石の磁極間の中央部に対向する位置に配置されたブリッジ磁路によって少なくとも2つに分割形成されている回転電機。 A rotating electrical machine comprising a stator having a stator coil, and a first rotor and a second rotor capable of adjusting a relative position in the circumferential direction,
The first rotor includes a rotor core and a permanent magnet that is embedded in the rotor core and provides a magnetic field flux interlinked with the stator coil.
The second rotor includes a rotor core and is disposed between the stator and the first rotor,
The rotor core of the second rotor includes a gap between magnetic poles that becomes a magnetic resistance with respect to the field magnetic flux,
The gap between the magnetic poles is a bridge magnetic path disposed at a position adjacent to the central portion between the magnetic poles of the permanent magnets adjacent in the circumferential direction and having different magnetic pole directions in a state where the relative positions of the two rotors are at the reference position. The rotating electric machine is divided into at least two parts.
5. The rotating electrical machine according to claim 4, wherein the gaps between the magnetic poles divided by the bridge magnetic path are formed in a parallelogram shape in an axial orthogonal cross section.
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