JP7063013B2

JP7063013B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP7063013B2
Application number: JP2018037385A
Authority: JP
Inventors: 健一高橋; 博光鈴木; 宏介相木; 英雄中井
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2022-05-09
Anticipated expiration: 2038-03-02
Also published as: JP2019154140A

Description

本発明は、複数の回転子を備える回転電機に関する。

従来、固定子コアに巻線を巻回して構成された固定子と、固定子の内周側に回転可能に保持された内周側回転子と、固定子の外周側に回転可能に保持された外周側回転子と、を備える回転電機が知られている。

特許文献１には、固定子コアにトロイダル巻線形式で巻線が巻回された固定子と、複数の永久磁石が配置されて固定子の内周側に回転可能に保持された内周側回転子と、内周側回転子に配置された永久磁石の数と同数の永久磁石が配置されて固定子の外周側に回転可能に保持された外周側回転子と、を備えるデュアルロータモータが開示されている。このモータは、内周側回転子と外周側回転子とが同一の回転軸に連結されている。

特開２０１０－９８８０２号公報

特許文献１のようなモータでは、内周側回転子と外周側回転子とは同じ速度で回転し、１つのトルク出力のみが得られる。内周側回転子と外周側回転子とを別々の回転軸に連結して別々に回転させたとしても、それらは同じ速度で回転する。回転速度の異なる２つの回転出力（トルク出力）を得るためには、回転子を１つのみ有するモータ又は回転電機を２台用意し、それらの各々の巻線へ流す電流を別々のインバータによって供給することが必要である。

本発明の目的は、２つの回転子を備える回転電機において、１つのインバータにより、巻線へ電流を供給することにより、２つの回転子を異なる速度で回転させて２つの出力（トルク出力）を得られるようにすることにある。

本発明に係る回転電機は、上記の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係る回転電機は、円環状に配置された複数の固定子鉄芯からなる鉄芯群と、前記各固定子鉄芯の間のスロットに挿通されて前記固定子鉄芯に巻回された巻線と、を有する固定子と、前記固定子の内周側に回転可能に保持され、周方向に沿って複数の永久磁石が配置された内周側回転子と、前記固定子の外周側に回転可能に保持され、周方向に沿って複数の永久磁石が配置された外周側回転子と、を備え、前記内周側回転子と前記外周側回転子とは異なる回転軸に連結された回転電機であって、前記鉄芯群の内周側および外周側には、周方向に沿って複数の永久磁石が配置されており、前記鉄芯群の内周側の永久磁石により形成される極対数である固定子内側極対数と、前記鉄芯群の外周側の永久磁石により形成される極対数である固定子外側極対数とが異なり、前記内周側回転子の永久磁石により形成される極対数である内回転子極対数と、前記外周側回転子の永久磁石により形成される極対数である外回転子極対数とが異なり、前記内周側回転子は、前記外周側回転子の回転速度に対して（前記外回転子極対数／前記内回転子極対数）倍の速度で回転する、ことを要旨とする。

本発明の一態様では、前記固定子鉄芯に巻回する前記巻線は三相巻線であり、前記固定子鉄芯の数は３の倍数である、ことが好適である。

本発明の一態様では、前記内周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数と、前記鉄芯群の内周側の永久磁石により形成される極対数とは、バーニアモータの磁極関係を有し、前記外周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数と、前記鉄芯群の外周側の永久磁石により形成される極対数とは、バーニアモータの磁極関係を有する、ことが好適である。

本発明の一態様では、前記鉄芯群の内周側の永久磁石により形成される極対数は、前記内周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数とを加算した数であり、前記鉄芯群の外周側の永久磁石により形成される極対数は、前記外周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数とを加算した数である、ことが好適である。

本発明の一態様では、前記鉄芯群の内周側の永久磁石により形成される極対数は、前記内周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数とを加算した数であり、前記鉄芯群の外周側の永久磁石により形成される極対数は、前記外周側回転子の永久磁石により形成される極対数から、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数を減算した数である、ことが好適である。

本発明によれば、１つのインバータにより巻線へ電流を供給した際には、内周側回転子と外周側回転子とが異なる速度で回転して２つのトルク出力を得ることができる。

回転電機の径方向断面図である。回転電機の軸方向断面図である。三相巻線の結線の一例であるスター結線を示す図である。回転電機の三相巻線に通電した時の磁束線（ＦＥＭ解析結果）を示す図である。回転電機の内周側回転子と外周側回転子とのトルクの一例を示す図である。実施形態２における回転電機の径方向断面図である。実施形態２における回転電機の三相巻線に通電した時の磁束線（ＦＥＭ解析結果）を示す図である。実施形態２における回転電機の内周側回転子と外周側回転子とのトルクの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態における回転電機１０ａの径方向断面図であり、９０度分の断面を示している。図２は、本発明の実施形態における回転電機１０ａの軸方向断面図である。図１に示すように、回転電機１０ａは、円環状に配置された複数の固定子鉄芯１８からなる鉄芯群２０と、鉄芯群２０に巻回された巻線２４とを有する固定子１２と、固定子１２の内周側に回転可能に保持された内周側回転子１４と、固定子１２の外周側に回転可能に保持された外周側回転子１６と、を備える。以下説明するように、本実施形態の回転電機１０ａは、固定子１２の巻線２４に三相電流を流すことにより、内周側回転子１４と外周側回転子１６とが異なる速度で回転して２つの出力（トルク出力）を得ることができる。

まず、固定子１２について説明する。固定子１２は、合計１２個の固定子鉄芯１８を有し、図１にはその内の３個が示されている。各固定子鉄芯１８は、径方向内方側（内周側）および径方向外方側（外周側）が周方向両側に拡大した形状を有し、径方向中央付近に、以下説明する巻線２４が巻回される領域を有する。図２に示すように、各固定子鉄芯１８は、回転電機１０ａのケース８０に固着されている。

図１に示すように、各固定子鉄芯１８の内周側端部には、周方向に間隔をあけて２つの凹み部２６があり、各凹み部２６は、軸方向に延びて凹んでいる。各固定子鉄芯１８の各凹み部２６には、軸方向に延びた永久磁石２８が配置されている。また、各固定子鉄芯１８の間の内周側の開口３０にも、軸方向に延びた永久磁石２８が配置されている。これにより、鉄芯群２０（複数の固定子鉄芯１８）の内周側には、周方向に沿って複数の永久磁石２８が配置されている。以降、これらの永久磁石２８を、適宜、固定子内側磁石２８と言う。各固定子内側磁石２８は、径方向に着磁されており、本実施形態では径方向内方側（内周側回転子１４と対面する側）がＮ極、径方向外方側がＳ極となるように着磁されている。固定子内側磁石２８は合計３６個あり、固定子内側磁石２８の周方向に隣接する固定子鉄芯１８の部分（隣接部３２）も磁極を構成する（固定子内側磁石２８の磁束の戻り路となる）ので、固定子内側磁石２８により形成される磁極数は７２（極対数は３６）となっている。

また、各固定子鉄芯１８の外周側端部には、１つの凹み部３４があり、凹み部３４は、軸方向に延びて凹んでいる。各固定子鉄芯１８の凹み部３４には、軸方向に延びた永久磁石３６が配置されている。また、各固定子鉄芯１８の間の外周側の開口３８にも、軸方向に延びた永久磁石３６が配置されている。これにより、鉄芯群２０（複数の固定子鉄芯１８）の外周側には、周方向に沿って複数の永久磁石３６が配置されている。以降、これらの永久磁石３６を、適宜、固定子外側磁石３６と言う。各固定子外側磁石３６は、径方向に着磁されており、本実施形態では径方向内方側がＳ極、径方向外方側（外周側回転子１６と対面する側）がＮ極となるように着磁されている。固定子外側磁石３６は合計２４個あり、固定子外側磁石３６の周方向に隣接する固定子鉄芯１８の部分（隣接部４０）も磁極を構成する（固定子外側磁石３６の磁束の戻り路となる）ので、固定子外側磁石３６により形成される磁極数は４８（極対数は２４）となる。

図１に示すように、固定子１２は、各固定子鉄芯１８の間のスロット２２に挿通されて固定子鉄芯１８に巻回された巻線（コイル）２４を有する。巻線２４は、三相巻線であり、例えば、図３に示すスター結線されたものである。なお、巻線２４の結線方法は、デルタ結線等でもよく、限定されない。また、巻線２４の接続方法は、図３のような直列接続ではなく、並列接続であってもよい。本実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の巻線２４は、各固定子鉄芯１８に集中巻にされている。具体的には、図３のＵ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２，Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３，Ｕ４，Ｖ４，Ｗ４の各々が、それらの順番で反時計回りに各固定子鉄芯１８に配置（巻回）されている。このように、三相巻線が固定子鉄芯１８に巻回されるため、固定子鉄芯１８の数は３の倍数（本実施形態では１２個）となっている。なお、固定子鉄芯１８への巻線２４の巻き方は、分布巻であってもよく、その場合にも固定子鉄芯１８の数は３の倍数となる。

本実施形態では、巻線２４に三相電流を流すことにより極対数＝４の回転磁界が、鉄芯群２０に形成される。なお、この巻線２４が形成する極対数は、一般的な三相同期型回転電機と同様に、巻線２４の固定子鉄芯１８への巻き方や、巻線２４（三相巻線）への三相電流の流し方等により決まるものである。

次に、内周側回転子１４について説明する。図１に示すように、内周側回転子１４は、環状のヨーク５０と、周方向に沿って配置された複数の永久磁石５４とを備えている。ヨーク５０の外周側端部には、周方向に間隔をあけて複数の凹み部５２があり、各凹み部５２は、軸方向に延びて凹んでいる。各凹み部５２に、軸方向に延びた永久磁石５４が配置されている。以降、永久磁石５４を、適宜、内回転子磁石５４と言う。

各内回転子磁石５４は、径方向に着磁されており、本実施形態では径方向内方側がＮ極、径方向外方側（固定子１２と対面する側）がＳ極となるように着磁されている。前述したように、固定子１２に配置された固定子内側磁石２８は径方向内方側（内周側回転子１４と対面する側）がＮ極となるように着磁されている。よって、固定子内側磁石２８（Ｎ極）と内回転子磁石５４（Ｓ極）とは互いに引きつくように着磁されている。なお、このように互いに引きつくように着磁されていればよいため、固定子内側磁石２８の径方向内方側がＳ極となるように着磁され、内回転子磁石５４の径方向外方側がＮ極となるように着磁されていてもよい。内回転子磁石５４は合計３２個あり、各内回転子磁石５４の周方向に隣接するヨーク５０の部分（隣接部５６）も磁極を構成する（内回転子磁石５４の磁束の戻り路となる）ので、内回転子磁石５４により形成される磁極数は６４（極対数は３２）となる。

図２に示すように、内周側回転子１４は、ヨーク５０に固定された接続部９０を介して回転軸（第１回転軸）８２に連結されている。回転軸８２は、軸受け８４を介してケース８０に回転可能に保持されて、ケース８０の外側に突出し、内周側回転子１４の回転力をケース８０外部に出力している。このようにして、内周側回転子１４は、回転軸８２を介してケース８０に回転可能に保持されて、回転軸８２の中心Ｃを回転中心として回転する。

次に、外周側回転子１６について説明する。図１に示すように、外周側回転子１６は、環状のヨーク６０と、周方向に沿って配置された複数の永久磁石６４とを備えている。ヨーク６０の内周側端部には、周方向に間隔をあけて複数の凹み部６２があり、各凹み部６２は、軸方向に延びて凹んでいる。各凹み部６２に、軸方向に延びた永久磁石６４が配置されている。以降、永久磁石６４を、適宜、外回転子磁石６４と言う。

各外回転子磁石６４は、径方向に着磁されており、本実施形態では径方向内方側（固定子１２と対面する側）がＳ極、径方向外方側がＮ極となるように着磁されている。前述したように、固定子１２に配置された固定子外側磁石３６は径方向外方側（外周側回転子１６と対面する側）がＮ極となるように着磁されている。よって、固定子外側磁石３６（Ｎ極）と外回転子磁石６４（Ｓ極）とは互いに引きつくように着磁されている。なお、このように互いに引きつくように着磁されていればよいため、固定子外側磁石３６の径方向外方側がＳ極となるように着磁され、外回転子磁石６４の径方向内方側がＮ極となるように着磁されていてもよい。外回転子磁石６４は合計２０個あり、外回転子磁石６４の周方向に隣接するヨーク６０の部分（隣接部６６）も磁極を構成する（外回転子磁石６４の磁束の戻り路となる）ので、外回転子磁石６４により形成される磁極数は４０（極対数は２０）となる。

図２に示すように、外周側回転子１６は、ヨーク６０に固定された接続部９２を介して回転軸（第２回転軸）８６に連結されている。回転軸８６は、軸受け８８を介してケース８０に回転可能に保持されて、ケース８０の外側に突出し、外周側回転子１６の回転力をケース８０外部に出力している。このようにして、外周側回転子１６は、回転軸８６を介してケース８０に回転可能に保持されて、回転軸８６の中心Ｃを回転中心として回転する。なお、図２に示すように、内周側回転子１４の回転軸８２の中心と、外周側回転子１６の回転軸８６の中心とは同じ位置（Ｃ）となっている。

内周側回転子１４は、固定子１２の内周側に間隙７０をあけて配置され、外周側回転子１６は、固定子１２の外周側に間隙７２をあけて配置されている。なお、図１，２では、間隙７０，７２を若干広めに描いてある。

ここで、内周側回転子１４の永久磁石５４により形成される極対数（以下「内回転子極対数ＰＩＲ」とも言う）と、固定子１２の巻線２４に電流を流すことにより形成される極対数（以下「固定子巻線磁対数ＰＳＣ」とも言う）と、固定子１２の鉄心群２０の内周側の永久磁石２８により形成される極対数（以下「固定子内側極対数ＰＳＩ」とも言う）との関係について説明する。これらは、バーニアモータの磁極関係を満たしており、具体的には、以下の（数１）式の関係を有している。

｜ＰＩＲ±ＰＳＣ｜＝ＰＳＩ（数１）

本実施形態では、ＰＩＲ（＝３２）とＰＳＣ（＝４）とを加算した数が、ＰＳＩ（＝３６）となっている。

同様に、外周側回転子１６の永久磁石６４により形成される極対数（以下「外回転子極対数ＰＯＲ」とも言う）と、固定子１２の巻線２４に電流を流すことにより形成される極対数（固定子巻線磁対数ＰＳＣ）と、固定子１２の鉄芯群２０の外周側の永久磁石３６により形成される極対数（以下「固定子外側極対数ＰＳＯ」とも言う）とは、バーニアモータの磁極関係を満たしている。具体的には、以下の（数２）式の関係を有している。

｜ＰＯＲ±ＰＳＣ｜＝ＰＳＯ（数２）

本実施形態では、ＰＯＲ（＝２０）とＰＳＣ（＝４）とを加算した数が、ＰＳＯ（＝２４）となっている。

このように、内周側の極対数の関係（ＰＩＲ，ＰＳＣ，ＰＳＩの関係）と、外周側の極対数の関係（ＰＯＲ，ＰＳＣ，ＰＳＯの関係）とは、両方ともにバーニアモータの磁極関係を満たしている。しかし、それらの磁極関係は同一ではない。すなわち、内回転子極対数ＰＩＲは３２（固定子内側極対数ＰＳＩは３６）であるのに対し、外回転子極対数ＰＯＲは２０（固定子外側極対数ＰＳＯは２４）であり、数（極対数）が異なっている。これにより、以降説明するように、固定子１２の巻線２４に三相電流を流した際に、内周側回転子１４と外周側回転子１６とは異なる速度で回転することになる。

次に、本実施形態における回転電機１０ａの動作について説明する。固定子１２の巻線２４に三相電流を流すことにより鉄芯群２０に４極対（極対数＝４）の回転磁界が形成され（発生し）、この回転磁界は、内周側回転子１４と外周側回転子１６とに共通して使用される。巻線２４の三相電流により、内周側回転子１４と外周側回転子１６とに駆動力が発生し、それらの各々が回転する。それらの各々の回転力は、第１回転軸８２と第２回転軸８６とから出力される。

内周側回転子１４は、外周側回転子１６の回転速度に対して（外回転子極対数ＰＯＲ／内回転子極対数ＰＩＲ）の速度で回転し、本実施形態では、内周側回転子１４は、外周側回転子１６の回転速度に対して５／８（＝２０／３２）の速度で回転する。

ここで、一例として、外周側回転子１６を４８０ｒｐｍ（８ｒｐｓ）の速度で回転させて、内周側回転子１４を３００ｒｐｍ（５ｒｐｓ）の速度で回転させる場合における、巻線２４へ流す三相電流の駆動周波数について説明する。まず、外周側回転子１６を４８０ｒｐｍ（８ｒｐｓ）の速度で回転させることに着目した場合、以下（数３）式より、三相電流の駆動周波数は１６０Ｈｚとなることがわかる。

ＰＯＲ×外回転子の回転速度＝２０×８（ｒｐｓ）＝１６０（Ｈｚ）（数３）

また、内周側回転子１４を３００ｒｐｍ（５ｒｐｓ）の速度で回転させることに着目した場合、以下（数４）式より、三相電流の駆動周波数は１６０Ｈｚとなる、ことがわかる。

ＰＩＲ×内回転子の回転速度＝３２×５（ｒｐｓ）＝１６０（Ｈｚ）（数４）

このように、共通した駆動周波数（＝１６０Ｈｚ）の三相電流によって、外周側回転子１６と内周側回転子１４とを別々の速度で回転させることができる。すなわち、１台のインバータにより、固定子１２の巻線２４へ三相電流を供給することにより、内周側回転子１４と外周側回転子１６とを互いに異なる回転速度（回転数）で回転させることができる。

図４は、固定子１２の巻線２４（三相巻線）に通電した時の磁束線（ＦＥＭ解析結果）を示す図である。図５は、内周側回転子１４のトルクＩＴと，外周側回転子１６のトルクＯＴとの一例を示す図である。図５に示すように、固定子１２の巻線２４へ三相電流を供給することで、内周側回転子１４と外周側回転子１６とが異なる速度で回転し、それらが異なるトルク出力となる。なお、インバータにより、三相巻線の各相のそれぞれに流す交流電流の位相である電流進角を制御することで、内周側回転子１４のトルクＩＴと、外周側回転子１６のトルクＯＴとを変化させることが可能である。それにより、例えば、内周側回転子１４のトルクＩＴと、外周側回転子１６のトルクＯＴとを同じにすることも可能である。

以上説明した本実施形態の回転電機１０ａによれば、１台のインバータにより、固定子１２の巻線２４へ電流を供給することで、２つの回転子（内周側回転子１４および外周側回転子１６）を異なる速度で回転させることができ、２つの出力（トルク出力）を得ることができる。内周側回転子１４および外周側回転子１６とが固定子１２の磁気回路を共有する簡便な構成でありながら、それを実現できる。このように、インバータが１台でよく、回転電機の構成も簡便であるため、従来の２つのトルク出力を得るために必要であったモータシステムに比べて、より小型化、軽量化したモータシステム（回転電機システム）とすることが可能である。

なお、本実施形態の回転電機１０ａは、外周側回転子１６を停止させて内周側回転子１４を外部の動力によって回転させる（第１回転軸８２を回転させる）こと、或いは、内周側回転子１４を停止させて外周側回転子１６を外部の動力によって回転させる（第２回転軸８６を回転させる）ことで、固定子１２の巻線２４に誘起電流を発生させ、発電機として機能させることが可能である。

＜実施形態２＞
次に、別の実施形態における回転電機１０ｂについて説明する。なお、以降、上記した実施形態を「実施形態１」と言い、この別の実施形態を「実施形態２」と言う。図６は、実施形態２における回転電機１０ｂの径方向断面図であり、９０度分の断面を示している。図６では、実施形態１の回転電機１０ａと同一の部材には同一の符号を付してある。なお、実施形態２における回転電機１０ｂの軸方向断面図は、実施形態１の回転電機１０ａの軸方向断面図（図２）と同じである。実施形態２の回転電機１０ｂと実施形態１の回転電機１０ａとの違いは、外周側回転子１６に配置された永久磁石（外回転子磁石）６４の数であり、実施形態２では、それが２８個である。その他は、実施形態１の回転電機１０ａと同様である。

ここで、実施形態２における、外周側回転子１６の永久磁石６４により形成される極対数（外回転子極対数ＰＯＲ）と、固定子１２の巻線２４に電流を流すことにより形成される極対数（固定子巻線磁対数ＰＳＣ）と、固定子１２の鉄芯群２０の外周側の永久磁石３６により形成される極対数（固定子外側極対数ＰＳＯ）との関係について説明する。これらは、実施形態１と同様にバーニアモータの磁極関係を満たしており、上記した（数２）式の関係を有している。具体的には、実施形態２では、ＰＯＲ（＝２８）からＰＳＣ（＝４）を減算した数が、ＰＳＯ（＝２４）となっている。なお、内周側の極対数の関係（内回転子極対数ＰＩＲ，固定子巻線磁対数ＰＳＣ，固定子内側極対数ＰＳＩの関係）は、実施形態１と同じであり、ＰＩＲ（＝３２）とＰＳＣ（＝４）とを加算した数が、ＰＳＩ（＝３６）となっている。

実施形態２においても、内周側の極対数の関係（ＰＩＲ，ＰＳＣ，ＰＳＩの関係）と、外周側の極対数の関係（ＰＯＲ，ＰＳＣ，ＰＳＯの関係）とは、両方ともにバーニアモータの磁極関係を満たしているが、それらの磁極関係は同一ではない。すなわち、内回転子極対数ＰＩＲは３２（固定子内側極対数ＰＳＩは３６）であるのに対し、外回転子極対数ＰＯＲは２８（固定子外側極対数ＰＳＯは２４）であり、数（極対数）が異なっている。これにより、実施形態２においても、固定子１２の巻線２４に三相電流を流した際に、内周側回転子１４と外周側回転子１６とは異なる速度で回転する。

実施形態２では、内周側回転子１４は、外周側回転子１６の回転速度に対して７／８（＝ＰＯＲ／ＰＩＲ＝２８／３２）の速度で回転する。ここで、一例として、外周側回転子１６を３４２．８６ｒｐｍ（５．７１ｒｐｓ）の速度で回転させて、内周側回転子１４を３００ｒｐｍ（５ｒｐｓ）の速度で回転させる場合における、固定子１２の巻線２４へ流す三相電流の駆動周波数は、１６０Ｈｚとなる（上記した実施形態１の（数３）式および（数４）式にならって計算すると１６０Ｈｚとなる）。

図７は、実施形態２における回転電機１０ｂの固定子１２の巻線２４（三相巻線）に通電した時の磁束線（ＦＥＭ解析結果）を示す図である。図８は、実施形態２における回転電機１０ｂの内周側回転子１４のトルクＩＴと，外周側回転子１６のトルクＯＴとの一例を示す図である。図８に示すように、実施形態２においても、内周側回転子１４と外周側回転子１６とで異なるトルク出力を得ることができる。

以上説明した実施形態２の回転電機１０ｂにおいても、実施形態１の回転電機１０ａと同様の作用効果を得ることができる。すなわち、１台のインバータにより、固定子１２の巻線２４へ電流を供給することで、２つの回転子（内周側回転子１４および外周側回転子１６）を異なる速度で回転させることができ、２つのトルク出力を得ることができる。

＜付記＞
なお、以上説明した実施形態１，２における内回転子極対数ＰＩＲ、固定子巻線磁対数ＰＳＣ、固定子内側極対数ＰＳＩ、外回転子極対数ＰＯＲおよび固定子外側極対数ＰＳＯは、あくまで一例であり、上記した（数１）式および（数２）式のバーニアモータの磁極関係を満たす限り、それらの数は限定されるものではない。また、例えば、以上において説明しなかった、内回転子極対数ＰＩＲから固定子巻線磁対数ＰＳＣを減算した数が固定子内側極対数ＰＳＩとなっており、かつ、外回転子極対数ＰＯＲと固定子巻線磁対数ＰＳＣとを加算した数が固定子外側極対数ＰＳＯとなっている回転電機であってもよい。或いは、内回転子極対数ＰＩＲから固定子巻線磁対数ＰＳＣを減算した数が固定子内側極対数ＰＳＩとなっており、かつ、外回転子極対数ＰＯＲから固定子巻線磁対数ＰＳＣを減算した数が固定子外側極対数ＰＳＯとなっている回転電機であってもよい。

以上、本発明の実施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。

１０ａ，１０ｂ回転電機、１２固定子、１４内周側回転子、１６外周側回転子、１８固定子鉄芯、２０鉄芯群、２２スロット、２４巻線（コイル）、２６凹み部、２８永久磁石（固定子内側磁石）、３０開口、３２隣接部、３４凹み部、３６永久磁石（固定子外側磁石）、３８開口、４０隣接部、５０ヨーク、５２凹み部、５４永久磁石（内回転子磁石）、５６隣接部、６０ヨーク、６２凹み部、６４永久磁石（外回転子磁石）、６６隣接部、７０，７２空隙部、８０ケース、８２回転軸（第１回転軸）、８４軸受け、８６回転軸（第２回転軸）、８８軸受け、９０，９２接続部。

Claims

円環状に配置された複数の固定子鉄芯からなる鉄芯群と、前記各固定子鉄芯の間のスロットに挿通されて前記固定子鉄芯に巻回された巻線と、を有する固定子と、
前記固定子の内周側に回転可能に保持され、周方向に沿って複数の永久磁石が配置された内周側回転子と、
前記固定子の外周側に回転可能に保持され、周方向に沿って複数の永久磁石が配置された外周側回転子と、を備え、
前記内周側回転子と前記外周側回転子とは異なる回転軸に連結された回転電機であって、
前記鉄芯群の内周側および外周側には、周方向に沿って複数の永久磁石が配置されており、
前記鉄芯群の内周側の永久磁石により形成される極対数である固定子内側極対数と、前記鉄芯群の外周側の永久磁石により形成される極対数である固定子外側極対数とが異なり、
前記内周側回転子の永久磁石により形成される極対数である内回転子極対数と、前記外周側回転子の永久磁石により形成される極対数である外回転子極対数とが異なり、
前記内周側回転子は、前記外周側回転子の回転速度に対して（前記外回転子極対数／前記内回転子極対数）倍の速度で回転する、
ことを特徴とする回転電機。
請求項１に記載の回転電機であって、
前記固定子鉄芯に巻回する前記巻線は三相巻線であり、
前記固定子鉄芯の数は３の倍数である、
ことを特徴とする回転電機。
請求項１または２に記載の回転電機であって、
前記内周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数と、前記鉄芯群の内周側の永久磁石により形成される極対数とは、バーニアモータの磁極関係を有し、
前記外周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数と、前記鉄芯群の外周側の永久磁石により形成される極対数とは、バーニアモータの磁極関係を有する、
ことを特徴とする回転電機。
請求項３に記載の回転電機であって、
前記鉄芯群の内周側の永久磁石により形成される極対数は、前記内周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数とを加算した数であり、
前記鉄芯群の外周側の永久磁石により形成される極対数は、前記外周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数とを加算した数である、
ことを特徴とする回転電機。
請求項３に記載の回転電機であって、
前記鉄芯群の内周側の永久磁石により形成される極対数は、前記内周側回転子の永久磁石により形成される極対数と、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数とを加算した数であり、
前記鉄芯群の外周側の永久磁石により形成される極対数は、前記外周側回転子の永久磁石により形成される極対数から、前記巻線に電流を流すことにより形成される極対数を減算した数である、
ことを特徴とする回転電機。