旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及雙轉(zhuǎn)子類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為動(dòng)力源安裝于各種裝置，例如，在車輛的情況下單獨(dú)地安裝，作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源發(fā)揮作用，或者與內(nèi)燃機(jī)一起安裝，作為混合動(dòng)力車的動(dòng)力源發(fā)揮作用。特別是在混合動(dòng)力車的情況下，要求動(dòng)力傳遞效率高效，另外，為了確保加速性能、臺(tái)階跨越性能也需要實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩。
[0003]具體地，例如作為將內(nèi)燃機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)輪串聯(lián)(series式)連接的動(dòng)力傳遞路徑，有時(shí)采用如下所謂的增程方式:驅(qū)動(dòng)輪由旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，將內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換而對(duì)該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電源電池充電，由此延長(zhǎng)航程。
[0004]在這樣的驅(qū)動(dòng)力的傳遞路徑中，在中途需要轉(zhuǎn)換為機(jī)械能和電能的情況下產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換損失，另外，在該傳遞路徑長(zhǎng)度(能量路徑長(zhǎng)度)變長(zhǎng)的情況下能量傳遞效率下降。例如，增程方式是使旋轉(zhuǎn)電機(jī)介入驅(qū)動(dòng)輪和內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)中，所以該旋轉(zhuǎn)電機(jī)相對(duì)于電源電池輸入輸出電能地工作。因此，在增程方式的情況下，需要在機(jī)械能和電能之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換損失，并且能量路徑變長(zhǎng)，成為使能量傳遞效率下降的主要原因之
ο
[0005]對(duì)此，例如，如專利文獻(xiàn)1記載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)那樣，已知如下情況:在定子內(nèi)收納有雙轉(zhuǎn)子，將每個(gè)該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸分別連結(jié)到驅(qū)動(dòng)輪側(cè)和內(nèi)燃機(jī)側(cè)。
[0006]但是，在這樣的具有電樞線圈(電機(jī)子極3 4 ;1/ )的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，根據(jù)與電樞線圈的匝數(shù)相應(yīng)的感應(yīng)電壓決定轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的輸出特性，所以預(yù)先以能在效率良好的區(qū)域進(jìn)行工作的方式進(jìn)行設(shè)定，但是為了在脫離該區(qū)域的區(qū)域也得到驅(qū)動(dòng)力，需要使變速器介于其間。
_7] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利f獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2013 - 208015號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0011]因此，本發(fā)明的目的在于提供:能抑制能量傳遞效率的下降、能調(diào)整為期望的輸出特性的雙轉(zhuǎn)子類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
_2] 用于解決問(wèn)題的方案
[0013] 解決上述問(wèn)題的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的發(fā)明的一方式是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，具備:定子，其具有電樞線圈，該電樞線圈在通電時(shí)產(chǎn)生磁通；第1轉(zhuǎn)子，其在上述磁通通過(guò)時(shí)旋轉(zhuǎn)；以及第2轉(zhuǎn)子，其配置于通過(guò)上述第1轉(zhuǎn)子的上述磁通的磁路的中途并旋轉(zhuǎn)，其中，上述第2轉(zhuǎn)子由交替配置在圓周方向上的且導(dǎo)磁率不同的材料構(gòu)成，上述第1轉(zhuǎn)子具有排列在圓周方向上的多個(gè)凸極部，在上述凸極部纏繞有感應(yīng)線圈，上述感應(yīng)線圈通過(guò)上述電樞線圈產(chǎn)生的磁通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電流，在上述定子中形成有上述電樞線圈，上述電樞線圈是在每個(gè)磁極上卷繞多個(gè)繞組線圈構(gòu)成的，并且上述繞組線圈的通電是可變更的。
[0014]發(fā)明效果
[0015]這樣，根據(jù)本發(fā)明的一方式，在雙轉(zhuǎn)子類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，能產(chǎn)生與構(gòu)成電樞線圈的多個(gè)繞組線圈中通電的繞組線圈的匝數(shù)、纏繞方式相應(yīng)的感應(yīng)電壓，因此可提供能抑制能量傳遞效率的下降、能調(diào)整為期望的輸出特性的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圖，是表示其概略整體構(gòu)成的與旋轉(zhuǎn)軸正交的截面圖。
[0017]圖2是表示該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的概略整體構(gòu)成的與旋轉(zhuǎn)軸平行的截面圖。
[0018]圖3是表示設(shè)于該內(nèi)轉(zhuǎn)子中的二極管的連接方向的概念連接圖。
[0019]圖4是說(shuō)明在該定子、外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子之間交接的磁通的形成狀態(tài)的磁感應(yīng)線圖。
[0020]圖5是說(shuō)明利用在該定子、外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子之間交接的磁通在外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的坐標(biāo)圖。
[0021]圖6是說(shuō)明將構(gòu)成該電樞線圈的繞組線圈的連接變更的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0022]圖7是表示構(gòu)成該電樞線圈的繞組線圈的連接例的電路圖。
[0023]圖8是表示構(gòu)成該電樞線圈的繞組線圈的與圖8不同的連接例的電路圖。
[0024]圖9是表示構(gòu)成該電樞線圈的繞組線圈的與圖8、圖9不同的連接例的電路圖。
[0025]圖10是表示該圖9所示的電樞線圈在定子中的位置的概念圖。
[0026]圖11是表示將該旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝于車輛的實(shí)用例的連結(jié)圖。
[0027]圖12是表示利用該圖8到圖9所示的電樞線圈得到的變速特性的坐標(biāo)圖。
[0028]圖13是表示其第2其它方式的圖，是表示在與二極管一起設(shè)置于該內(nèi)轉(zhuǎn)子中的永久磁鐵的概念圖。
[0029]附圖標(biāo)iP,說(shuō)曰月
[0030]10 定子
[0031]12 定子齒
[0032]13、33 槽
[0033]14 電樞線圈
[0034]14bu、14bv、14bw 輸入端子
[0035]20 外轉(zhuǎn)子(第2轉(zhuǎn)子)
[0036]21 中繼構(gòu)件
[0037]22 限制構(gòu)件
[0038]30 內(nèi)轉(zhuǎn)子(第1轉(zhuǎn)子)
[0039]32 轉(zhuǎn)子齒(凸極部)
[0040]34 繞組線圈(感應(yīng)線圈)
[0041]35 二極管
[0042]40 永久磁鐵
[0043]51?53 繞組線圈
[0044]61、62 連接開(kāi)關(guān)
[0045]65?67 芳路開(kāi)關(guān)
[0046]70 連接環(huán)
[0047]100旋轉(zhuǎn)電機(jī)
[0048]101旋轉(zhuǎn)輸入軸
[0049]102旋轉(zhuǎn)輸出軸
[0050]200發(fā)動(dòng)機(jī)
[0051]210逆變器
[0052]220 電池
[0053]290驅(qū)動(dòng)輪
[0054]FL 磁感應(yīng)線
[0055]G1、G2 氣隙
【具體實(shí)施方式】
[0056]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地說(shuō)明。圖1?圖12是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圖。
[0057]在圖1和圖2中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(雙轉(zhuǎn)子型電機(jī))100具備:形成為大致圓筒形狀的定子10 ;外轉(zhuǎn)子(第2轉(zhuǎn)子)20，其旋轉(zhuǎn)自如地收納于該定子10內(nèi)，固定有與軸心一致的旋轉(zhuǎn)輸入軸(也僅稱為旋轉(zhuǎn)軸)101 ;以及內(nèi)轉(zhuǎn)子(第1轉(zhuǎn)子)30，其旋轉(zhuǎn)自如地收納于該外轉(zhuǎn)子20內(nèi)，固定有與軸心一致的旋轉(zhuǎn)輸出軸(也僅稱為旋轉(zhuǎn)軸)102。
[0058]在定子10中形成有多個(gè)定子齒12，多個(gè)定子齒12以隔著氣隙G1使內(nèi)周面12a側(cè)與外轉(zhuǎn)子20的外周面20a相對(duì)的方式從徑向外側(cè)朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸。該定子齒12以側(cè)面12b間為槽13設(shè)有將繞組線圈集中纏繞而成的電樞線圈14，對(duì)該電樞線圈14供電而產(chǎn)生磁通，使該磁通與外轉(zhuǎn)子20、內(nèi)轉(zhuǎn)子30交鏈，由此分別驅(qū)動(dòng)這些轉(zhuǎn)子20、30旋轉(zhuǎn)。
[0059]外轉(zhuǎn)子20在圓周方向交替地排列著中繼構(gòu)件21和限制構(gòu)件22，中繼構(gòu)件21包括導(dǎo)磁率高的鋼材等磁性體，限制構(gòu)件22包括導(dǎo)磁率低或者使磁通不通過(guò)的樹(shù)脂等非磁性體，外轉(zhuǎn)子20以該中繼構(gòu)件21和限制構(gòu)件22的兩端面21a、21b、22a、22b在外轉(zhuǎn)子20的外周面20a和內(nèi)周面20b交替地露出的方式形成。
[0060]由此，外轉(zhuǎn)子20利用中繼構(gòu)件21使由定子10的電樞線圈14產(chǎn)生并交鏈的磁通有效地在兩端面21a、21b間通過(guò)，另一方面，利用限制構(gòu)件22妨礙該磁通的通過(guò)。由該定子10的電樞線圈14產(chǎn)生的磁通在通過(guò)外轉(zhuǎn)子20的中繼構(gòu)件21后，如后所述，與內(nèi)轉(zhuǎn)子30的轉(zhuǎn)子齒32的外周面32a交鏈，再次通過(guò)外轉(zhuǎn)子20的中繼構(gòu)件21，由此形成返回定子10的磁路。
[0061]此時(shí)，外轉(zhuǎn)子20相對(duì)于定子10相對(duì)旋轉(zhuǎn)，所以使磁通通過(guò)的中繼構(gòu)件21和限制磁通通過(guò)的限制構(gòu)件22反復(fù)切換，形成磁路。由此，外轉(zhuǎn)子20能使由電樞線圈14產(chǎn)生并交鏈的磁通的磁通量變動(dòng)。因此，該外轉(zhuǎn)子20能與定子10之間產(chǎn)生使得經(jīng)由氣隙G1通過(guò)的磁通的磁路最短的磁阻轉(zhuǎn)矩(旋轉(zhuǎn)力)而相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
[0062]內(nèi)轉(zhuǎn)子30以在圓周方向上排列的方式形成有多個(gè)轉(zhuǎn)子齒(凸極部)32，多個(gè)轉(zhuǎn)子齒(凸極部)32以使外周面32a隔著氣隙G2與外轉(zhuǎn)子20的內(nèi)周面20b相對(duì)的方式從旋轉(zhuǎn)軸側(cè)朝向徑向外側(cè)延伸。轉(zhuǎn)子齒32以側(cè)面32b間為槽33卷繞有繞組線圈(感應(yīng)線圈)34。該繞組線圈34按相同方向卷繞于每個(gè)轉(zhuǎn)子齒32，通過(guò)磁通交鏈而產(chǎn)生(感應(yīng))感應(yīng)電流。
[0063]如圖3所示，該內(nèi)轉(zhuǎn)子30以各轉(zhuǎn)子齒32成為閉合回路的方式在繞組線圈34的導(dǎo)線端部連接有二極管35，二極管35允許電流向一個(gè)方向流動(dòng)地短路連接，并且切斷向相反方向流動(dòng)的電流，由此對(duì)在繞組線圈34中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流。在按相同方向卷繞的繞組線圈34上以整流方向按相鄰的每個(gè)定子齒12交替地成為反向的方式連接有該二極管35ο
[0064]由此，內(nèi)轉(zhuǎn)子30能利用二極管35對(duì)在繞組線圈34中流動(dòng)的感應(yīng)電流向一個(gè)方向整流而使其成為直流勵(lì)磁電流，能使該繞組線圈34進(jìn)行自勵(lì)磁而產(chǎn)生電磁力。
[0065]此時(shí)，構(gòu)成磁路的一部分的內(nèi)轉(zhuǎn)子30的一個(gè)轉(zhuǎn)子齒32作為如下電磁鐵發(fā)揮作用:在從外轉(zhuǎn)子20的中繼構(gòu)件21感應(yīng)交鏈的磁通的方向磁化了