JP6830073B2 - Rotating machine - Google Patents

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Description

本発明は、トロイダル巻きのコイルを有する回転電機における界磁磁束の形成に関する。 The present invention relates to the formation of field magnetic flux in a rotating electric machine having a toroidal wound coil.

コアの環状部に巻き付けられたコイル、いわゆるトロイダルコイルを有する回転電機が知られている。 A rotary electric machine having a coil wound around an annular portion of a core, a so-called toroidal coil, is known.

下記特許文献1には、トロイダルコイルを有する回転電機(10)が示されている。ステータ(12)は、電機子巻線(28)が巻回された環状コア部(26)と、環状コア部(26)から半径方向内側に突出し、周方向に配列されたラジアルティース(30)と、環状コア部(28)から軸線方向の両側に突出し、周方向に配列されたアキシャルティース(80)を有する。さらに、ステータ(12)には、界磁磁束を制御するための界磁巻線(70,90)が設けられている。ロータは、ラジアルロータ(14)とアキシャルロータ(84)を有する。ラジアルロータ(14)は、ラジアルコア(16)と、ラジアルコア(16)のステータ(12)に対向する面に周方向に交互に配列されるラジアル永久磁石(18)とラジアル突極部(19)を有する。アキシャルロータ(64,84)は、アキシャルコア(66,86)と、アキシャルコア(66,86)のステータ(12)に対向する面に周方向に交互に配列されるアキシャル永久磁石(68,88)とアキシャル突極部(69,89)を有する。 The following Patent Document 1 discloses a rotary electric machine (10) having a toroidal coil. The stator (12) has an annular core portion (26) around which the armature winding (28) is wound, and a radial teeth (30) that protrudes inward in the radial direction from the annular core portion (26) and is arranged in the circumferential direction. And has axial teeth (80) protruding from the annular core portion (28) on both sides in the axial direction and arranged in the circumferential direction. Further, the stator (12) is provided with field windings (70, 90) for controlling the field magnetic flux. The rotor includes a radial rotor (14) and an axial rotor (84). The radial rotor (14) includes a radial core (16), radial permanent magnets (18) and radial salient poles (19) alternately arranged in the circumferential direction on a surface of the radial core (16) facing the stator (12). ). The axial rotor (64,84) is an axial permanent magnet (68,88) arranged alternately in the circumferential direction on the surface of the axial core (66,86) facing the stator (12) of the axial core (66,86). ) And axial salient poles (69,89).

界磁巻線(70,90)により形成される界磁磁束(72,92)は、ラジアルティース(30)から、ラジアル突極部(19)、ラジアルコア(16)、アキシャルコア(66,86)、アキシャル突極部(69,89)、アキシャルティース(80)、環状コア部(26)を通ってラジアルティース(30)に戻る(図8,9等参照)。 The field magnetic flux (72, 92) formed by the field windings (70, 90) is from the radial tire (30) to the radial salient pole (19), the radial core (16), and the axial core (66,86). ), Axial salient poles (69, 89), axial teeth (80), and annular core (26) to return to radial tires (30) (see FIGS. 8 and 9).

また、下記特許文献2には、第2実施形態として、トロイダルコイルを有するステータ(300B)と、ロータ(200B)と、励磁コイル(430)を有する直流励磁界磁型同期電動機(100B)が示されている。励磁コイル(430)により形成された磁束は、フラックスゲート(261)と励磁鉄心(410,420)の間のエアギャップ(2箇所)と、界磁磁極(250)と環状鉄心(330)の間のエアギャップ(2箇所)との計4箇所のエアギャップを通過する。 Further, Patent Document 2 below shows, as a second embodiment, a DC exciting magnetic field type synchronous motor (100B) having a stator (300B) having a toroidal coil, a rotor (200B), and an exciting coil (430). Has been done. The magnetic flux formed by the exciting coil (430) is between the air gaps (2 locations) between the flux gate (261) and the exciting iron cores (410, 420) and between the field magnetic poles (250) and the annular core (330). It passes through a total of 4 air gaps with the air gaps (2 places).

なお、上記の( )内の符号は、下記特許文献1,2においてそれぞれ使用された符号であり、本願の実施形態の説明で用いる符号とは関連しない。 The reference numerals in parentheses above are the reference numerals used in Patent Documents 1 and 2 below, and are not related to the reference numerals used in the description of the embodiments of the present application.

特開2010−226808号公報JP-A-2010-226808 特開2015−15874号公報JP-A-2015-15874

上記特許文献1に記載された回転電機においては、界磁磁束がラジアルティースを通過する。このため、ラジアルティースが磁気飽和すると、それ以上界磁磁束を増加させることができず、界磁磁束が制限される。また、上記特許文献2に記載された電動機においては、励磁コイルにより形成された磁束は、4箇所のエアギャップを通過するため、磁束を形成する効率が悪い。 In the rotary electric machine described in Patent Document 1, the field magnetic flux passes through the radial tire. Therefore, when the radial tires are magnetically saturated, the field magnetic flux cannot be increased any more, and the field magnetic flux is limited. Further, in the electric motor described in Patent Document 2, the magnetic flux formed by the exciting coil passes through four air gaps, so that the efficiency of forming the magnetic flux is poor.

本発明は、トロイダルコイル型の回転電機において、大きな界磁磁束を効率良く形成することを目的とする。 An object of the present invention is to efficiently form a large field magnetic flux in a toroidal coil type rotary electric machine.

本発明に係る回転電機は、回転軸線に関して同軸配置された第1要素と第2要素が回転軸線周りに相対回転し、例えば、第1要素をステータ、第2要素をロータとすることができる。第1要素は、環状の第1要素ヨーク部と、第1要素ヨーク部から回転軸線に直交する方向(半径方向)に突出し、回転軸線周りの方向(周方向)に配列されたラジアルティースと、第1要素ヨーク部から回転軸線に沿う方向(軸線方向)の両側に突出し、周方向に配列されたアキシャルティースと、を有する第1要素コアと、第1要素ヨーク部にトロイダル巻きされ、交流電流が流れることでラジアルティースおよびアキシャルティースを励磁し、第1要素に回転磁界を発生させる電機子コイルと、を有する。また、第2要素(ロータ)は、半径方向において第1要素のラジアルティースと対向し、第1要素に発生した回転磁界と相互作用する第2要素ラジアル部と、第2要素ラジアル部と一体であり軸線方向の両側においてそれぞれ第1要素のアキシャルティースと対向する2個の第2要素アキシャル部であって、環状の第2要素アキシャルコア部と、第2要素アキシャルコア部から第1要素に向けて突出するアキシャル突極とを有し、第1要素に発生した回転磁界と相互作用する第2要素アキシャル部と、を有する。一方の第2要素アキシャル部のアキシャル突極と、他方の第2要素アキシャル部のアキシャル突極は、周方向においてずれて配置されている。さらに、この回転電機は、直流電流が流れることにより、第2要素ラジアル部、一方の第2要素アキシャル部の第2要素アキシャルコア部およびアキシャル突極、第1要素コア、他方の第2要素アキシャル部のアキシャル突極および第2要素アキシャルコア部、第2要素ラジアル部の順に通る界磁磁束を発生させる界磁コイルを有する。 In the rotary electric machine according to the present invention, the first element and the second element coaxially arranged with respect to the rotation axis rotate relative to each other around the rotation axis, and for example, the first element can be a stator and the second element can be a rotor. The first element includes an annular first element yoke portion, radial teeth protruding from the first element yoke portion in a direction orthogonal to the rotation axis (radial direction), and arranged in a direction around the rotation axis (circumferential direction). The AC current is toroidally wound around the first element core and the first element yoke, which have axial teeth that protrude from the first element yoke on both sides in the direction along the rotation axis (axis direction) and are arranged in the circumferential direction. It has an armature coil that excites the radial teeth and the axial teeth by flowing the current and generates a rotating magnetic field in the first element. Further, the second element (rotor) is integrally with the second element radial portion and the second element radial portion, which face the radial teeth of the first element in the radial direction and interact with the rotating magnetic field generated in the first element. There are two second element axial portions facing the first element axial teeth on both sides in the axial direction, respectively, from the annular second element axial core portion and the second element axial core portion to the first element. It has an axial salient pole that protrudes from the ground, and has a second element axial portion that interacts with a rotating magnetic field generated in the first element. The axial salient pole of one second element axial portion and the axial salient pole of the other second element axial portion are arranged so as to be offset in the circumferential direction. Further, in this rotary electric machine, a direct current flows through the second element radial portion, the second element axial core portion of one second element axial portion, and the axial salient pole, the first element core, and the other second element axial portion. It has a field coil that generates a field magnetic flux that passes through the axial salient pole of the part, the second element axial core part, and the second element radial part in this order.

界磁コイルにより形成された界磁磁束が、第1要素のラジアルティースを通らないので、界磁磁束の量がラジアルティースの断面積によって制限されない。また、界磁磁束が通過するエアギャップが、一方の第2要素アキシャル部と第1要素の間、他方の第2要素アキシャル部と第1要素の間の2箇所であり、エアギャップによる界磁磁束の減少が抑えられる。 Since the field magnetic flux formed by the field coil does not pass through the radial tire of the first element, the amount of the field magnetic flux is not limited by the cross-sectional area of the radial tire. Further, there are two air gaps through which the field magnetic flux passes, one between the second element axial portion and the first element, and the other between the second element axial portion and the first element, and the field due to the air gap. The decrease in magnetic flux is suppressed.

界磁コイルは、周方向に沿って環状に巻回されるものとすることができる。 The field coil may be wound in an annular shape along the circumferential direction.

界磁コイルは2個設けることができる。2個の界磁コイルは、一方が第2要素アキシャル部の一方に、他方が第2要素アキシャル部の他方に近接して配置することができる。また、半径方向に関して第1要素ヨーク部よりも第2要素ラジアル部寄りに位置し、軸線方向に関して第1ヨーク部よりも対応する第2要素アキシャル部寄りに位置するようにできる。さらに、2個の界磁コイルには同じ向きに電流が流されるようにできる。 Two field coils can be provided. The two field coils can be arranged so that one is close to one of the second element axial portions and the other is close to the other of the second element axial portions. Further, it can be located closer to the second element radial portion than the first element yoke portion in the radial direction and closer to the corresponding second element axial portion than the first yoke portion in the axial direction. Further, the two field coils can be made to flow current in the same direction.

界磁コイルは、第1要素と第2要素のいずれ一方と一体に設けることができる。例えば、固定される側と一体に設けることができる。 The field coil can be provided integrally with either the first element or the second element. For example, it can be provided integrally with the fixed side.

第2要素アキシャル部は、周方向においてアキシャル突極と交互に配列される永久磁石を有するものとすることができる。 The second element axial portion may have permanent magnets that are alternately arranged with the axial salient poles in the circumferential direction.

第2要素ラジアル部は、磁気抵抗の大きい部分と小さい部分が周方向に交互に配列されているものとすることができる。 In the radial portion of the second element, a portion having a large magnetic resistance and a portion having a small magnetic resistance can be arranged alternately in the circumferential direction.

第2要素ラジアル部は、第1要素に向く面の極性が交互になるように周方向に配列された永久磁石を有するものとすることができる。 The second element radial portion may have permanent magnets arranged in the circumferential direction so that the polarities of the surfaces facing the first element alternate.

電機子コイルに流れる交流電流の位相に対して、第1要素に発生した回転磁界と第2要素アキシャル部の相互作用により生じるトルクが最大となるようにアキシャル突極の周方向の位置が定められ、かつ第1要素に発生した回転磁界と第2要素ラジアル部の相互作用により生じるトルクが最大となるよう磁気抵抗の大きい部分と小さい部分の周方向の位置が定められることができる。 The position of the axial salient pole in the circumferential direction is determined so that the torque generated by the interaction between the rotating magnetic field generated in the first element and the axial portion of the second element is maximized with respect to the phase of the alternating current flowing through the armature coil. Moreover, the positions of the portion having a large magnetic resistance and the portion having a small magnetic resistance in the circumferential direction can be determined so that the torque generated by the interaction between the rotating magnetic field generated in the first element and the radial portion of the second element is maximized.

電機子コイルに流れる交流電力の位相に対して、第1要素に発生した回転磁界と第2要素アキシャル部の相互作用により生じるトルクが最大となるようにアキシャル突極の周方向の位置が定められ、かつ第1要素に発生した回転磁界と第2要素ラジアル部の相互作用により生じるトルクが最大となるよう永久磁石の周方向の位置が定められることができる。 The position of the axial salient pole in the circumferential direction is determined so that the torque generated by the interaction between the rotating magnetic field generated in the first element and the axial portion of the second element is maximized with respect to the phase of the AC power flowing through the armature coil. In addition, the position of the permanent magnet in the circumferential direction can be determined so that the torque generated by the interaction between the rotating magnetic field generated in the first element and the radial portion of the second element is maximized.

第2要素ラジアル部は、回転軸線を中心とし、軸線方向に離れて配置された対をなす短絡環と、それぞれが対をなす短絡環をつなぎ、周方向に配列された導体棒と、を有するものとすることができる。 The second element radial portion has a pair of short-circuit rings arranged around the rotation axis and separated from each other in the axial direction, and a conductor rod arranged in the circumferential direction by connecting the pair of short-circuit rings. Can be.

本発明によれば、大きな界磁磁束を効率良く形成することができる。 According to the present invention, a large field magnetic flux can be efficiently formed.

本実施形態の回転電機の外観を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic appearance of the rotary electric machine of this embodiment. 図1に示す回転電機のステータの外観を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic appearance of the stator of the rotary electric machine shown in FIG. 図1に示す回転電機のロータの外観を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic appearance of the rotor of the rotary electric machine shown in FIG. ステータの一部の構成を分解して示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a part of a stator by disassembly. ロータの一部を示す拡大斜視図である。It is an enlarged perspective view which shows a part of a rotor. ロータの一部を示す拡大斜視図である。It is an enlarged perspective view which shows a part of a rotor. 図1に示す回転電機の周方向に直交する断面図であり、界磁磁束を示す図である。It is sectional drawing which is orthogonal to the circumferential direction of the rotary electric machine shown in FIG. 1, and is the figure which shows the field magnetic flux. 図1に示す回転電機のトルク特性を示す図である。It is a figure which shows the torque characteristic of the rotary electric machine shown in FIG. 他の実施形態の回転電機の周方向に直交する断面図である。It is sectional drawing which is orthogonal to the circumferential direction of the rotary electric machine of another embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図1〜3は、トロイダルコイル型の回転電機10および相対回転する第1要素12、第2要素14の外観を模式的に示す斜視図である。なお、「回転電機」は、電動機、発電機および電動機と発電機の両方で動作可能な電気機器の総称として用いる。第1要素12と第2要素14は、回転電機10の回転軸線16に関して同軸配置され、この回転軸線16の周りに相対的に回転可能である。この回転電機10においては、第1要素12が固定され、第2要素14が回転する。以下、第1要素12をステータ12、第2要素14をロータ14と記す。また、以下において、回転軸線16に沿う方向を軸線方向、回転軸線16に直交する方向を半径方向、回転軸線16を周回する方向を周方向と記して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 are perspective views schematically showing the appearance of the toroidal coil type rotary electric machine 10 and the relative rotating first element 12 and second element 14. The term "rotary electric machine" is used as a general term for electric motors, generators, and electric devices that can operate with both electric motors and generators. The first element 12 and the second element 14 are coaxially arranged with respect to the rotation axis 16 of the rotary electric machine 10, and are relatively rotatable around the rotation axis 16. In the rotary electric machine 10, the first element 12 is fixed and the second element 14 rotates. Hereinafter, the first element 12 will be referred to as a stator 12, and the second element 14 will be referred to as a rotor 14. Further, in the following, the direction along the rotation axis 16 will be referred to as an axial direction, the direction orthogonal to the rotation axis 16 will be referred to as a radial direction, and the direction around the rotation axis 16 will be referred to as a circumferential direction.

ステータ12は、回転軸線16を中心軸線とした環形状を有し、周方向に直交する断面の形状は、概略四角形である。ロータ14は、ステータ12の半径方向内側に位置する概略円柱形状のロータラジアル部18と、軸線方向において、ステータ12の両側に位置する2個のロータアキシャル部20を有する。2個のロータアキシャル部20を区別する必要があるときには、符号20にA,Bを付して区別する。図1,3では奥側のロータアキシャル部に符号20Aが、手前側のロータアキシャル部に符号20Bを付している。ロータアキシャル部20に属する構成要素についても、これにならって数字による符号にA,Bを付して区別し、区別が不要であればA,Bは省略する。2個のロータアキシャル部20は、ロータラジアル部18の両端にそれぞれ配置され、ロータラジアル部18と一体となっている。ロータ14には、この回転電機10の出力軸となるロータ軸22が回転軸線16と同心配置され、ロータラジアル部18およびロータアキシャル部20と一体となっている。 The stator 12 has a ring shape with the rotation axis 16 as the central axis, and the shape of the cross section orthogonal to the circumferential direction is approximately a quadrangle. The rotor 14 has a substantially cylindrical rotor radial portion 18 located inside the stator 12 in the radial direction, and two rotor axial portions 20 located on both sides of the stator 12 in the axial direction. When it is necessary to distinguish between the two rotor axial portions 20, reference numerals 20 are added with A and B to distinguish them. In FIGS. 1 and 3, reference numeral 20A is attached to the rotor axial portion on the back side, and reference numeral 20B is attached to the rotor axial portion on the front side. The components belonging to the rotor axial section 20 are also distinguished by adding A and B to the numerical symbols according to this, and A and B are omitted if the distinction is unnecessary. The two rotor axial portions 20 are arranged at both ends of the rotary portion 18 and are integrated with the rotary portion 18. In the rotor 14, the rotor shaft 22 which is the output shaft of the rotary electric machine 10 is arranged concentrically with the rotary axis 16, and is integrated with the rotor radial portion 18 and the rotor axial portion 20.

ステータ12は、軟磁性材料で形成された概略環形状のステータコア24と、ステータコア24に巻回された電機子コイル26を含む。ステータコア24は、環状のステータヨーク部28と、ステータヨーク部28から半径方向内側に突出するラジアルティース30と、軸線方向において両側に突出するアキシャルティース32を有する。ラジアルティース30は、ロータラジアル部18に向けて突出し、周方向に間隔をあけて配列されている。アキシャルティース32は、ロータアキシャル部20Aに向けて突出するアキシャルティース32Aと、ロータアキシャル部20Bに向けて突出するアキシャルティース32Bを含み、それぞれ周方向に間隔をあけて配置されている。ラジアルティース30とアキシャルティース32は、周方向において同じ位置に、つまり位相をそろえて配列されている。電機子コイル26は、周方向に配列されたティース30,32の間のステータヨーク部28に巻回されている。電機子コイル26に電流を流すと、ラジアルティース30およびアキシャルティース32が励磁され、磁束は、半径方向内側および軸線方向において両側に向かう。各電機子コイル26に所定の位相で交流電力を流すことにより、回転磁界を形成することができる。 The stator 12 includes a substantially ring-shaped stator core 24 made of a soft magnetic material and an armature coil 26 wound around the stator core 24. The stator core 24 has an annular stator yoke portion 28, a radial tooth 30 projecting inward in the radial direction from the stator yoke portion 28, and an axial tooth 32 projecting on both sides in the axial direction. The radial tires 30 project toward the rotary portion 18 and are arranged at intervals in the circumferential direction. The axial teeth 32 include an axial teeth 32A projecting toward the rotor axial portion 20A and an axial teeth 32B projecting toward the rotor axial portion 20B, and are arranged at intervals in the circumferential direction. The radial teeth 30 and the axial teeth 32 are arranged at the same position in the circumferential direction, that is, in phase. The armature coil 26 is wound around a stator yoke portion 28 between the teeth 30 and 32 arranged in the circumferential direction. When an electric current is passed through the armature coil 26, the radial teeth 30 and the axial teeth 32 are excited, and the magnetic flux is directed inward in the radial direction and on both sides in the axial direction. A rotating magnetic field can be formed by passing AC power through each armature coil 26 in a predetermined phase.

ステータ12は、回転軸線16の周りを周回するように巻回された界磁コイル34を有する。この回転電機10では、界磁コイル34は、ステータ12の内周の軸線方向において両側端にそれぞれ1個、合計2個が配置されている。2個の界磁コイル34を区別する必要があるときは、ロータアキシャル部20A側に配置されている界磁コイル34に符号34Aを、ロータアキシャル部20B側に配置されている界磁コイル34に符号34Bを用いる。界磁コイル34により発生する磁束の作用については後述する。 The stator 12 has a field coil 34 wound so as to orbit around the rotation axis 16. In the rotary electric machine 10, one field coil 34 is arranged at each end of the inner circumference of the stator 12 in the axial direction, for a total of two. When it is necessary to distinguish between the two field coils 34, the reference numeral 34A is attached to the field coil 34 arranged on the rotor axial portion 20A side, and the field coil 34 arranged on the rotor axial portion 20B side is assigned a reference numeral 34A. Reference numeral 34B is used. The action of the magnetic flux generated by the field coil 34 will be described later.

図4は、電機子コイル26が巻回されたステータコア24と界磁コイル34を分解して示した図である。界磁コイル34は、ラジアルティース30の軸線方向における側面と、アキシャルティース32の半径方向内側の側面とにより形成される肩部36に収まり、ステータ12の周方向に直交する断面が前述のように略四角形となっている。また、界磁コイル34の外周面には、ステータコア24に向けて外径が小さくなるテーパ面38が設けられている。テーパ面38を設けることによって、電機子コイル26の内側角部40との干渉が抑えられている。 FIG. 4 is an exploded view of the stator core 24 around which the armature coil 26 is wound and the field coil 34. The field coil 34 fits in the shoulder portion 36 formed by the side surface of the radial tooth 30 in the axial direction and the inner side surface of the axial tooth 32 in the radial direction, and the cross section orthogonal to the circumferential direction of the stator 12 is as described above. It is almost a quadrangle. Further, on the outer peripheral surface of the field coil 34, a tapered surface 38 whose outer diameter becomes smaller toward the stator core 24 is provided. By providing the tapered surface 38, interference with the inner corner portion 40 of the armature coil 26 is suppressed.

図5,6は、ロータ14のより詳細な形状を示す図である。図6は、ロータラジアル部18の内部構造を示すために、手前側のロータアキシャル部20Bを除いた状態で示す図である。ロータラジアル部18は、概略円柱形状または円柱形状のロータラジアルコア42と、ロータラジアルコア42の外周面近くに埋め込まれた永久磁石44を含む。この永久磁石44を、ラジアル永久磁石44と記す。ロータラジアルコア42は軟磁性材料で構成され、ラジアル永久磁石44を収容するための磁石孔が外周面近くを軸線方向に延びている。ラジアル永久磁石44は、周方向に配列されて、それぞれが磁極を形成する。ラジアル永久磁石44は、ロータラジアル部18の外周面側の極性が交互になるように配列され、図5,6においては、外側に向く極が、ラジアル永久磁石44-1ではN極、隣接するラジアル永久磁石44-2ではS極となるように配置されている。永久磁石の透磁率は空気の透磁率とほぼ等しいので、永久磁石44が配置された位置の磁気抵抗は大きく、一方で周方向に隣接する永久磁石44の間の位置では、ロータラジアルコア42の軟磁性体が存在するため磁気抵抗は小さくなる。したがって、ロータラジアル部18は、周方向に磁気抵抗の大きい部分と小さい部分が交互に配列されている。ロータラジアル部18の外周面は、ステータ12のラジアルティース30に対向し、ステータ12、特にラジアルティース30により形成される回転磁界との相互作用により、ロータ14が回転する。 5 and 6 are views showing a more detailed shape of the rotor 14. FIG. 6 is a diagram showing a state in which the rotor axial portion 20B on the front side is removed in order to show the internal structure of the rotary portion 18. The rotary portion 18 includes a substantially cylindrical or cylindrical rotary core 42 and a permanent magnet 44 embedded near the outer peripheral surface of the rotary core 42. This permanent magnet 44 is referred to as a radial permanent magnet 44. The rotary core 42 is made of a soft magnetic material, and a magnet hole for accommodating the radial permanent magnet 44 extends in the axial direction near the outer peripheral surface. The radial permanent magnets 44 are arranged in the circumferential direction, and each of them forms a magnetic pole. The radial permanent magnets 44 are arranged so that the polarities on the outer peripheral surface side of the rotary permanent magnet 18 are alternated. In FIGS. 5 and 6, the outward facing poles are adjacent to each other, and the radial permanent magnets 44-1 have N poles adjacent to each other. The radial permanent magnets 44-2 are arranged so as to have an S pole. Since the magnetic permeability of the permanent magnet is almost equal to the magnetic permeability of air, the magnetic resistance at the position where the permanent magnet 44 is arranged is large, while at the position between the permanent magnets 44 adjacent in the circumferential direction, the rotary core 42 Since the soft magnetic material is present, the magnetic resistance becomes small. Therefore, in the rotary portion 18, portions having a large magnetic resistance and portions having a small magnetic resistance are alternately arranged in the circumferential direction. The outer peripheral surface of the rotary portion 18 faces the radial teeth 30 of the stator 12, and the rotor 14 rotates due to the interaction with the stator 12, particularly the rotating magnetic field formed by the radial teeth 30.

ロータアキシャル部20は、概略円板形状または円環板形状のロータアキシャルコア46(46A,46B)と、ロータアキシャルコア46のステータ12に対向する面に設けられ、周方向に配列されたアキシャル突極48(48A,48B)および永久磁石50(50A,50B)を含む。この永久磁石50をアキシャル永久磁石50と記す。アキシャル突極48は、ロータアキシャルコア46と別に形成した後ロータアキシャルコア46に接着等の手法により取り付けてもよく、またロータアキシャルコア46と一体に形成してもよい。アキシャル永久磁石50は、周方向においてアキシャル突極48と交互に配置されるように配列されている。図5,6において奥側のロータアキシャル部20Aに属するアキシャル永久磁石50Aは、ステータ12のアキシャルティース32Aに対向する側がS極となるように配置され、手前側のロータアキシャル部20Bに属するアキシャル永久磁石50Bは、ステータ12のアキシャルティース32Bに対向する側がN極となるように配置される。 The rotor axial portion 20 is provided on a surface facing the rotor axial cores 46 (46A, 46B) having a substantially disk shape or an annular plate shape and the stator 12 of the rotor axial core 46, and the axial protrusions arranged in the circumferential direction. Includes pole 48 (48A, 48B) and permanent magnet 50 (50A, 50B). This permanent magnet 50 is referred to as an axial permanent magnet 50. The axial salient pole 48 may be formed separately from the rotor axial core 46 and then attached to the rotor axial core 46 by a method such as adhesion, or may be formed integrally with the rotor axial core 46. The axial permanent magnets 50 are arranged so as to be arranged alternately with the axial salient poles 48 in the circumferential direction. In FIGS. 5 and 6, the axial permanent magnets 50A belonging to the rotor axial portion 20A on the back side are arranged so that the side of the stator 12 facing the axial teeth 32A is the S pole, and the axial permanent magnets belonging to the rotor axial portion 20B on the front side are arranged. The magnet 50B is arranged so that the side of the stator 12 facing the axial teeth 32B has an north pole.

このロータ14においては、ロータラジアル部18の極とロータアキシャル部の極の周方向における位置(位相)がそろえられている。つまり、図5、6で示すようにラジアル永久磁石44-1の位置にそろえてアキシャル突極48Aおよびアキシャル永久磁石50Bが配置され、また、永久磁石44-2の位置にそろえてアキシャル永久磁石50Aおよびアキシャル突極48Bが配置されている。位置がそろえられたラジアル永久磁石44とアキシャル永久磁石50のステータ側に向く面の極性は同じである。 In the rotor 14, the positions (phases) of the poles of the rotor radial portion 18 and the poles of the rotor axial portion in the circumferential direction are aligned. That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the axial salient pole 48A and the axial permanent magnet 50B are arranged at the positions of the radial permanent magnets 44-1, and the axial permanent magnets 50A are aligned at the positions of the permanent magnets 44-2. And the axial salient pole 48B is arranged. The polarities of the surfaces of the aligned radial permanent magnets 44 and the axial permanent magnets 50 facing the stator are the same.

図7は、回転電機10の周方向に直交する断面を、図5中の矢印Yの方向に見た図である。図7に示すロータ14の断面は、右半分と左半分で互いに異なる位置の断面を示し、右半分はアキシャル突極48Bを通る断面、左半分はアキシャル突極48Aを通る断面を示している。界磁コイル34A,34Bに電流IA,IBを流すと界磁磁束ΦFが発生する。電流IA,IBは、いずれも図7において、紙面を表から裏に貫く向きに流れ、この電流IA,IBによって形成される界磁磁束ΦFは、2個の界磁コイル34A,34Bを一緒に取り巻くように形成される。界磁磁束ΦFは、ロータラジアル部18から、一方のロータアキシャル部20Aのロータアキシャルコア46Aおよびアキシャル突極48Aを通って、ステータコア24に向かう。ステータコア24内では、周方向に流れて、アキシャル突極48Aとは異なる位置で、他方のロータアキシャル部20Bに向かう。他方のロータアキシャル部20Bでは、アキシャル突極48Bおよびロータアキシャルコア46Bを通って、ロータラジアル部18に戻る。界磁磁束ΦFはラジアルティース30を通らないので、回転電機の軸線方向の寸法が小さい場合など、ラジアルティース30の断面が小さくても、この部分での磁気飽和の影響を受けず、界磁磁束ΦFを大きくすることができる。また、界磁磁束ΦFが通過するエアギャップは、アキシャル突極48Aとステータコア24の間、ステータコア24とアキシャル突極48Bの間の2箇所であり、エアギャップの数が少なく、界磁磁束ΦFを効率良く形成することができる。 FIG. 7 is a view of a cross section orthogonal to the circumferential direction of the rotary electric machine 10 as viewed in the direction of arrow Y in FIG. The cross section of the rotor 14 shown in FIG. 7 shows a cross section at different positions on the right half and the left half, the right half shows a cross section passing through the axial salient pole 48B, and the left half shows a cross section passing through the axial salient pole 48A. When currents I A and I B are passed through the field coils 34 A and 34 B , a field magnetic flux Φ F is generated. In FIG. 7, the currents I A and I B both flow in the direction of penetrating the paper surface from the front to the back, and the field magnetic flux Φ F formed by the currents I A and I B is the two field coils 34A. , 34B are formed so as to surround them together. The field magnetic flux Φ F travels from the rotor radial portion 18 to the stator core 24 through the rotor axial core 46A and the axial salient pole 48A of one rotor axial portion 20A. In the stator core 24, it flows in the circumferential direction and faces the other rotor axial portion 20B at a position different from the axial salient pole 48A. The other rotor axial portion 20B returns to the rotary portion 18 through the axial salient pole 48B and the rotor axial core 46B. Since the field magnetic flux Φ F does not pass through the radial teeth 30, even if the cross section of the radial teeth 30 is small, such as when the axial dimension of the rotating electric machine is small, it is not affected by magnetic saturation in this part and the field is magnetic. The magnetic flux Φ F can be increased. Further, there are two air gaps through which the field magnetic flux Φ F passes, between the axial salient pole 48A and the stator core 24, and between the stator core 24 and the axial salient pole 48B. The number of air gaps is small, and the field magnetic flux Φ F can be formed efficiently.

ステータ12内を通る界磁磁束ΦFおよび磁石磁束ΦMが図5に示されている。磁石磁束ΦMは、アキシャル永久磁石50により形成される磁束である。界磁コイル34に図5および図7に示す向きの電流IA,IBを流す場合、界磁磁束ΦFはステータヨーク部28内で磁石磁束ΦMと同じ向きに流れ、合計の磁束が大きくなる。したがって、ロータアキシャル部20とステータ12の相互作用により生じるトルクを増加させることができ、回転電機10の最大トルクを増加させることができる。電流IA,IBを逆向きに流す場合、界磁磁束ΦFは磁石磁束ΦMと逆向きに流れ、合計の磁束が小さくなり、弱め界磁制御を行うことができる。 The field magnetic flux Φ F and the magnetic flux Φ M passing through the stator 12 are shown in FIG. The magnet magnetic flux Φ M is a magnetic flux formed by the axial permanent magnet 50. When the currents I A and I B in the directions shown in FIGS. 5 and 7 are passed through the field coil 34, the field magnetic flux Φ F flows in the stator yoke portion 28 in the same direction as the magnet magnetic flux Φ M, and the total magnetic flux is generated. growing. Therefore, the torque generated by the interaction between the rotor axial portion 20 and the stator 12 can be increased, and the maximum torque of the rotary electric machine 10 can be increased. When the currents I A and I B flow in the opposite directions, the field magnetic flux Φ F flows in the opposite direction to the magnet magnetic flux Φ M , the total magnetic flux becomes smaller, and the field weakening control can be performed.

図8は、回転電機10の電機子コイル26に通電する電流の位相θと、出力トルクTの関係を示す図である。ステータ12とロータラジアル部18の相互関係によって生じるトルクであるラジアル部トルクがTrで示され、ステータ12とロータアキシャル部20の相互関係によって生じるトルクであるアキシャル部トルクがTaで示されている。電流位相θが0°のときのアキシャル部トルクTaを1として正規化されている。アキシャル部トルクTaは、電流位相θが0°のとき最大となり、電流位相θが増加すると低下する。一方、ラジアル部トルクTrは、電流位相θが0°からずれた位置で最大となる。位相のずれ量が図中Δθで示されている。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the phase θ of the current energizing the armature coil 26 of the rotary electric machine 10 and the output torque T. The radial portion torque, which is the torque generated by the interrelationship between the stator 12 and the rotor radial portion 18, is indicated by Tr, and the axial portion torque, which is the torque generated by the interrelationship between the stator 12 and the rotor axial portion 20, is indicated by Ta. The axial torque Ta when the current phase θ is 0 ° is normalized as 1. The axial torque Ta becomes maximum when the current phase θ is 0 °, and decreases as the current phase θ increases. On the other hand, the radial torque Tr becomes maximum at a position where the current phase θ deviates from 0 °. The amount of phase shift is indicated by Δθ in the figure.

回転電機10のロータラジアル部18は、埋込磁石型のロータであり、このようなリラクタンストルクを利用するロータ構造の場合、トルクが最大となる電流位相θが0°からずれる。ロータラジアル部18の極の位置を位相ずれΔθの分だけずらして配置しておけば、ラジアル部トルクTrが最大となる電流位相θとアキシャル部トルクTaが最大となる電流位相θが一致し、ラジアル部トルクTrとアキシャル部トルクTaの和である総トルクを増加することができる。 The rotor radial portion 18 of the rotary electric machine 10 is an embedded magnet type rotor, and in the case of a rotor structure utilizing such reluctance torque, the current phase θ at which the torque is maximized deviates from 0 °. If the positions of the poles of the rotary portion 18 are shifted by the phase shift Δθ, the current phase θ that maximizes the radial portion torque Tr and the current phase θ that maximizes the axial portion torque Ta match. The total torque, which is the sum of the radial torque Tr and the axial torque Ta, can be increased.

回転電機10においては、図8に示すように電流位相θが約30°のときラジアル部トルクTrが最大となる。ロータの回転方向を図6に示す矢印Rの向きとしたとき、ロータアキシャル部20に対してロータラジアル部18を回転方向Rと逆向き(図に示す矢印Zの向き)に30°ずらした配置とする。つまり、ロータラジアル部18の、ラジアル永久磁石44等など各構成要素を矢印Zの向きにずらした構成とする。具体的には、ラジアル永久磁石44-1は、周方向においてアキシャル突極48Aとアキシャル永久磁石50Bにそろった位置から回転方向Rと逆方向に30°ずらして配置する、同様にラジアル永久磁石44-2は、アキシャル永久磁石50Aとアキシャル突極48Bの位置から回転方向Rと逆方向に30°ずらして配置する。これにより、ラジアル永久磁石により形成される磁極の配列の位相およびロータラジアル部のコアの形状により形成される磁気抵抗(リラクタンス)の大小の位置の配列の位相がロータラジアル部のアキシャル突極48とアキシャル永久磁石50により形成される極の配列の位相がずれる。 In the rotary electric machine 10, as shown in FIG. 8, when the current phase θ is about 30 °, the radial portion torque Tr becomes maximum. When the rotation direction of the rotor is the direction of the arrow R shown in FIG. 6, the rotor radial portion 18 is displaced by 30 ° in the direction opposite to the rotation direction R (the direction of the arrow Z shown in the figure) with respect to the rotor axial portion 20. And. That is, each component of the rotary portion 18, such as the radial permanent magnet 44 and the like, is displaced in the direction of the arrow Z. Specifically, the radial permanent magnet 44-1 is arranged so as to be offset by 30 ° in the direction opposite to the rotation direction R from the position aligned with the axial salient pole 48A and the axial permanent magnet 50B in the circumferential direction. Similarly, the radial permanent magnet 44 -2 is arranged so as to be offset by 30 ° in the direction opposite to the rotation direction R from the positions of the axial permanent magnet 50A and the axial salient pole 48B. As a result, the phase of the arrangement of the magnetic poles formed by the radial permanent magnet and the phase of the arrangement of the arrangement of the large and small positions of the magnetoresistance (relactance) formed by the shape of the core of the rotary part become the axial salient pole 48 of the rotary part. The arrangement of the poles formed by the axial permanent magnet 50 is out of phase.

また、ロータアキシャル部が、リラクタンストルクを利用するロータ構造を採用する場合においても、ラジアル部トルクTrが最大となる電流位相θとアキシャル部トルクTaの最大となる電流位相θが一致するようにロータラジアル部とロータアキシャル部の各極を配列することができる。 Further, even when the rotor axial portion adopts a rotor structure utilizing the reluctance torque, the rotor so that the current phase θ that maximizes the radial portion torque Tr and the current phase θ that maximizes the axial portion torque Ta match. Each pole of the radial part and the rotor axial part can be arranged.

回転電機10は、ロータラジアル部18とロータアキシャル部20のいずれも永久磁石を備えるロータとしたが、いずれか一方、または双方を永久磁石を備えないロータとすることができる。永久磁石を備えないロータラジアル部の構造は、上述のロータラジアル部18からラジアル永久磁石44を取り除いた構造とすることができる。また永久磁石を備えないロータアキシャル部の構造は、上述のロータアキシャル部20からアキシャル永久磁石50を取り除いた構造とすることができる。 In the rotary electric machine 10, both the rotary portion 18 and the rotor axial portion 20 are rotors provided with permanent magnets, but one or both of them may be rotors not provided with permanent magnets. The structure of the rotary portion without the permanent magnet can be a structure in which the radial permanent magnet 44 is removed from the above-mentioned rotary portion 18. Further, the structure of the rotor axial portion not provided with the permanent magnet can be a structure in which the axial permanent magnet 50 is removed from the rotor axial portion 20 described above.

回転電機10では、ステータ12が固定されロータ14が回転する構成としたが、これに限らず、ロータ14が固定され、ステータ12が回転するように、また両方が回転するようにすることもできる。 In the rotary electric machine 10, the stator 12 is fixed and the rotor 14 is rotated. However, the present invention is not limited to this, and the rotor 14 can be fixed and the stator 12 can be rotated, or both can be rotated. ..

図9は、他の実施形態である回転電機60の構成を示す周方向に直交する断面を示す模式図である。回転電機60のステータは、前述の回転電機10のステータ12と同様の構成であり、その説明を省略する。回転電機60のロータ62のロータアキシャル部は、前述の回転電機10のロータアキシャル部20(20A,20B)と同様の構成であり、その説明を省略する。 FIG. 9 is a schematic view showing a cross section orthogonal to the circumferential direction showing the configuration of the rotary electric machine 60 according to another embodiment. The stator of the rotary electric machine 60 has the same configuration as the stator 12 of the rotary electric machine 10 described above, and the description thereof will be omitted. The rotor axial portion of the rotor 62 of the rotary electric machine 60 has the same configuration as the rotor axial portion 20 (20A, 20B) of the rotary electric machine 10 described above, and the description thereof will be omitted.

回転電機60において、回転電機10と相違するのはロータラジアル部64の構成である。ロータラジアル部64は、かご形誘導機のかご形ロータの構成を有する。すなわち、ロータラジアル部64は、回転軸線16を中心軸線として配置された円環状の2個の短絡環66と、それぞれが軸線方向に延びて2個の短絡環66をつなぎ、周方向に複数本配置された導体棒68を含む。回転電機60においては、ロータラジアル部64を利用して始動し、同期速度に達した後は、ロータアキシャル部20によるトルクで運転することができる。ロータ14が回転していない状態でステータに回転磁界を発生させると、導体棒68に誘導電流が流れ、この誘導電流と回転磁界の相互作用によりロータ14が回転を始める。同期速度近くまで回転速度が上昇すると、回転磁界とロータアキシャル部20の相互作用によりロータ14が回転し、またトルクが発生する。回転電機10の場合と同様に、界磁コイル34,(34A,34B)に電流を流すことにより、界磁磁束ΦFが発生し、トルクを大きくすることができる。 The rotary electric machine 60 differs from the rotary electric machine 10 in the configuration of the rotary portion 64. The rotor radial portion 64 has a squirrel-cage rotor configuration of a squirrel-cage induction machine. That is, the rotary portion 64 connects two annular short-circuit rings 66 arranged with the rotation axis 16 as the central axis and two short-circuit rings 66 each extending in the axial direction, and a plurality of the rotary portions 64 are connected in the circumferential direction. Includes the arranged conductor rod 68. The rotary electric machine 60 can be started by using the rotary unit 64, and after reaching the synchronous speed, can be operated by the torque of the rotor axial unit 20. When a rotating magnetic field is generated in the stator while the rotor 14 is not rotating, an induced current flows through the conductor rod 68, and the rotor 14 starts rotating due to the interaction between the induced current and the rotating magnetic field. When the rotational speed increases to near the synchronous speed, the rotor 14 rotates due to the interaction between the rotating magnetic field and the rotor axial portion 20, and torque is generated. As in the case of the rotary electric machine 10, by passing a current through the field coils 34, (34A, 34B), a field magnetic flux Φ F is generated, and the torque can be increased.

10 回転電機、12 ステータ(第1要素)、14 ロータ(第2要素)、16 回転軸線、18 ロータラジアル部(第2要素ラジアル部)、20 ロータアキシャル部(第2要素アキシャル部)、22 ロータ軸、24 ステータコア(第1要素コア)、26 電機子コイル、28 ステータヨーク部(第1要素ヨーク部)、30 ラジアルティース、32 アキシャルティース、34 界磁コイル、36 肩部、38 テーパ面、40 内側角部、42 ロータラジアルコア、44 ラジアル永久磁石、46 ロータアキシャルコア、48 アキシャル突極、50 アキシャル永久磁石、60 回転電機、62 ロータ(第2要素)、64 ロータラジアル部、66 短絡環、68 導体棒。
10 Rotating machine, 12 stator (1st element), 14 rotor (2nd element), 16 rotating axis, 18 rotary part (2nd element radial part), 20 rotor axial part (2nd element axial part), 22 rotor Shaft, 24 stator core (first element core), 26 armature coil, 28 stator yoke part (first element yoke part), 30 radial teeth, 32 axial teeth, 34 field coil, 36 shoulders, 38 tapered surfaces, 40 Inner corner, 42 rotary core, 44 radial permanent magnet, 46 rotor axial core, 48 axial salient pole, 50 axial permanent magnet, 60 rotary electric machine, 62 rotor (second element), 64 rotor radial part, 66 short circuit ring, 68 Conductor rod.

Claims (10)

回転軸線に関して同軸配置された第1要素と第2要素が回転軸線周りに相対回転する回転電機であって、
第1要素は、
環状の第1要素ヨーク部と、第1要素ヨーク部から回転軸線に直交する半径方向に突出し、回転軸線周りの周方向に配列されたラジアルティースと、第1要素ヨーク部から回転軸線に沿う軸線方向の両側に突出し、周方向に配列されたアキシャルティースと、を有する第1要素コアと、
第1要素ヨーク部にトロイダル巻きされ、交流電流が流れることでラジアルティースおよびアキシャルティースを励磁し、第1要素に回転磁界を発生させる電機子コイルと、
を有し、
第2要素は、
半径方向において第1要素のラジアルティースと対向し、第1要素に発生した回転磁界と相互作用する第2要素ラジアル部と、
第2要素ラジアル部と一体であり軸線方向の両側においてそれぞれ第1要素のアキシャルティースと対向する2個の第2要素アキシャル部であって、環状の第2要素アキシャルコア部と、第2要素アキシャルコア部から第1要素に向けて突出するアキシャル突極とを有し、第1要素に発生した回転磁界と相互作用する第2要素アキシャル部と、
を有し、
一方の第2要素アキシャル部のアキシャル突極と、他方の第2要素アキシャル部のアキシャル突極は、周方向においてずれて配置され、
さらに、第2要素ラジアル部、一方の第2要素アキシャル部の第2要素アキシャルコア部およびアキシャル突極、第1要素コア、他方の第2要素アキシャル部のアキシャル突極および第2要素アキシャルコア部、第2要素ラジアル部の順に巡るループの内側に、周方向に沿って環状に巻回された界磁コイルであって、直流電流が流れることにより前記ループに界磁磁束を発生させる界磁コイル、
を有する回転電機。
A rotary electric machine in which the first element and the second element coaxially arranged with respect to the rotation axis rotate relative to each other around the rotation axis.
The first element is
An annular first element yoke portion, radial teeth projecting from the first element yoke portion in the radial direction orthogonal to the rotation axis and arranged in the circumferential direction around the rotation axis, and an axis line along the rotation axis from the first element yoke portion. A first element core having axial teeth projecting on both sides of the direction and arranged in the circumferential direction.
An armature coil that is toroidally wound around the yoke of the first element and excites radial and axial teeth by flowing an alternating current to generate a rotating magnetic field in the first element.
Have,
The second element is
A second element radial part that faces the radial teeth of the first element in the radial direction and interacts with the rotating magnetic field generated in the first element.
Two second element axial parts that are integrated with the second element radial part and face the axial teeth of the first element on both sides in the axial direction, and are an annular second element axial core part and a second element axial part. A second element axial portion having an axial salient pole protruding from the core portion toward the first element and interacting with a rotating magnetic field generated in the first element.
Have,
The axial salient pole of one second element axial portion and the axial salient pole of the other second element axial portion are arranged so as to be offset in the circumferential direction.
Further , the second element radial part, the second element axial core part and the axial salient pole of one second element axial part, the first element core, and the axial salient pole and the second element axial core part of the other second element axial part. , A field coil that is wound in an annular shape along the circumferential direction inside a loop that circulates in the order of the second element radial portion, and generates a field magnetic flux in the loop when a direct current flows. ,
Rotating electric machine with.
請求項1に記載の回転電機であって、界磁コイルは、2個の第2要素アキシャル部のいずれか一方に近接して配置され、半径方向に関して、第1要素ヨーク部よりも第2要素ラジアル部寄りに位置し、軸線方向に関して第1要素ヨーク部よりも対応する第2要素アキシャル部寄りに位置する、回転電機。 The rotary electric machine according to claim 1, wherein the field coil is arranged close to one of the two second element axial portions, and has a second element rather than the first element yoke portion in the radial direction. A rotary electric machine located closer to the radial part and closer to the second element axial part corresponding to the first element yoke part in the axial direction . 請求項に記載の回転電機であって、界磁コイルは2個設けられ、一方が第2要素アキシャル部の一方に、他方が第2要素アキシャル部の他方に近接して配置され、半径方向に関して第1要素ヨーク部よりも第2要素ラジアル部寄りに位置し、軸線方向に関して第1要素ヨーク部よりも対応する第2要素アキシャル部寄りに位置し、2個の界磁コイルには同方向に電流が流される、回転電機。 The rotary electric machine according to claim 1 , wherein two field coils are provided, one of which is arranged close to one of the second element axial portions and the other of which is arranged close to the other of the second element axial portions in the radial direction. It is located closer to the second element radial part than the first element yoke part, and is located closer to the second element axial part corresponding to the first element yoke part in the axial direction, and is in the same direction for the two field coils. A rotating electric machine in which an electric current is passed through. 請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機であって、界磁コイルは、第1要素と第2要素のいずれか一方と一体に設けられている、回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the field coil is integrally provided with either one of the first element and the second element. 請求項1から4のいずれか1項に記載の回転電機であって、第2要素アキシャル部は、周方向においてアキシャル突極と交互に配列される永久磁石を有する、回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the second element axial portion has permanent magnets arranged alternately with axial salient poles in the circumferential direction. 請求項1から5のいずれか1項に記載の回転電機であって、第2要素ラジアル部は、磁気抵抗の大きい部分と小さい部分が周方向に交互に配列されている、回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the second element radial portion is a rotary electric machine in which a portion having a large magnetic resistance and a portion having a small magnetic resistance are alternately arranged in the circumferential direction. 請求項1から6のいずれか1項に記載の回転電機であって、第2要素ラジアル部は、第1要素に向く面の極性が交互になるように周方向に配列された永久磁石を有する、回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the second element radial portion has permanent magnets arranged in the circumferential direction so that the polarities of the surfaces facing the first element alternate. , Rotating electric machine. 請求項6に記載の回転電機であって、電機子コイルに流れる交流電流の位相に対して、第1要素に発生した回転磁界と第2要素アキシャル部の相互作用により生じるトルクが最大となるようにアキシャル突極の周方向の位置が定められ、かつ第1要素に発生した回転磁界と第2要素ラジアル部の相互作用により生じるトルクが最大となるよう磁気抵抗の大きい部分と小さい部分の周方向の位置が定められている、回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 6, the torque generated by the interaction between the rotating magnetic field generated in the first element and the axial portion of the second element is maximized with respect to the phase of the AC current flowing through the armature coil. The position of the axial salient pole in the circumferential direction is determined, and the circumferential direction of the part with large magnetic resistance and the part with low magnetic resistance so that the torque generated by the interaction between the rotating magnetic field generated in the first element and the radial part of the second element is maximized. Rotating electric machine whose position is fixed. 請求項6に記載の回転電機であって、電機子コイルに流れる交流電力の位相に対して、第1要素に発生した回転磁界と第2要素アキシャル部の相互作用により生じるトルクが最大となるようにアキシャル突極の周方向の位置が定められ、かつ第1要素に発生した回転磁界と第2要素ラジアル部の相互作用により生じるトルクが最大となるよう永久磁石の周方向の位置が定められている、回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 6, the torque generated by the interaction between the rotating magnetic field generated in the first element and the axial portion of the second element is maximized with respect to the phase of the AC power flowing through the armature coil. The circumferential position of the axial salient pole is determined, and the circumferential position of the permanent magnet is determined so that the torque generated by the interaction between the rotating magnetic field generated in the first element and the radial portion of the second element is maximized. There is a rotating electric machine. 請求項1から5のいずれか1項に記載の回転電機であって、第2要素ラジアル部は、回転軸線を中心とし、軸線方向に離れて配置された対をなす短絡環と、それぞれが対をなす短絡環をつなぎ、周方向に配列された導体棒と、を有する、回転電機。
The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the second element radial portion is paired with a pair of short-circuit rings arranged apart from each other in the axial direction with the rotation axis as the center. A rotary electric machine having conductor rods arranged in the circumferential direction by connecting short-circuit rings forming the above.
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