[发明专利]电动旋转机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种用在例如机动车中作为电动马达和发电机的电动旋转机械。另外，本发明还能够应用于工业机械和家用电器。

背景技术

图20示出了常规的电动旋转机械100(例如见日本专利申请公开号No.2001-268868)。电动旋转机械100包括定子104和转子105。定子104包括定子芯102和缠绕在定子芯102上的定子线圈103。定子芯102具有沿定子芯102的周向方向以预定间隔布置的多个定子齿101。此外，每个定子齿101具有形成于其远端处的多个(例如，在图20中为4个)定子小齿108。转子105以可旋转的方式布置在定子104的径向内侧。转子105具有多个转子小齿110，所述转子小齿110形成在转子105的径向外周上以面对定子小齿108，并且在转子小齿110与定子小齿108之间形成有气隙109。转子105通过定子小齿108与转子小齿110之间产生的正电磁力而旋转。以下，正电磁力指代对电动旋转机械100的转矩作出贡献的电磁力。

此外，就增大电动旋转机械100的转矩而言，优选地将定子小齿108和转子小齿110的周向节距设定得较小，换言之，将定子小齿108和转子小齿110的数目设定得较大。

然而，如果定子小齿108和转子小齿110的周向节矩设定得过小，也有可能在定子小齿108与转子小齿110之间产生负电磁力。负电磁力阻碍转子105的旋转，从而减小了电动旋转机械100的转矩。

因此，期望抑制在定子小齿108与转子小齿110之间产生负电磁力，从而增大电动旋转机械100的转矩。

另外，产生磁阻转矩的电动旋转机械——如磁阻同步马达——通常涉及因其定子与转子之间产生的负电磁力而导致转矩减小的问题。

发明内容

根据一个实施方式，提供了第一电动旋转机械，其包括定子、转子和多个磁屏蔽。定子包括定子芯和缠绕在定子芯上的定子线圈。定子芯具有沿定子芯的周向方向布置的多个定子齿。转子包括转子芯，转子芯中形成有多个磁性凸极。磁性凸极面对定子齿并且在磁性凸极与定子齿之间形成有气隙。每个磁屏蔽或者设置在对应的其中一个定子齿的相对于转子的旋转方向而言的前侧、或者设置在对应的其中一个磁性凸极的相对于转子的旋转方向而言的后侧以引起磁通量，该磁通量抑制阻碍转子旋转的电磁力的产生。

因此，采用磁屏蔽，能够抑制在定子齿与磁性凸极之间产生负电磁力，从而增大第一电动旋转机械的转矩。

根据另一实施方式，提供了第二电动旋转机械，其包括定子和转子。定子包括定子芯和缠绕在定子芯上的定子线圈。定子芯具有沿定子芯的周向方向布置的多个定子齿。每个定子齿具有形成于其远端处的多个定子小齿。转子包括转子芯，转子芯中形成有多个转子小齿。转子小齿面对定子小齿并且在转子小齿与定子小齿之间形成有气隙。此外，对于每个定子齿，在该定子齿的定子小齿处设置有多个磁屏蔽以引起磁通量，该磁通量抑制阻碍转子旋转的电磁力的产生。

因此，通过磁屏蔽，能够抑制在定子小齿与转子小齿之间产生负电磁力。其结果是，能够增大第二电动旋转机械的转矩。另外，还使得能够通过增大定子小齿和转子小齿的数目来进一步增大第二电动旋转机械的转矩。

根据进一步的实施方式，在第一和第二电动旋转机械中，每个磁屏蔽由导电体制成。因此，能够在每个磁屏蔽中感应出涡电流或短路电流，从而引起抑制负电磁力产生的磁通量。

此外，在第一电动旋转机械中，磁屏蔽与定子芯和转子芯电绝缘。因此，防止了在磁屏蔽中感应出的涡电流或短路电流流入定子芯和转子芯。其结果是，能够可靠地抑制负电磁力的产生而不影响正电磁力的产生。

类似地，在第二电动旋转机械中，磁屏蔽与定子小齿电绝缘。因此，防止了在磁屏蔽中感应出的涡电流或短路电流流入定子小齿。其结果是，能够可靠地抑制负电磁力的产生而不影响正电磁力的产生。

此外，在第一和第二电动旋转机械中，每个磁屏蔽由铜或铝制成，二者都具有低电阻率。因此，能够容易地在磁屏蔽中感应出涡电流或短路电流，从而更加有效地抑制负电磁力的产生。

在第一和第二电动旋转机械中，每个磁屏蔽可由导电板构成。在这种情况下，能够在每个磁屏蔽的表面处感应出涡电流，从而引起抑制负电磁力产生的磁通量。

可替代地，每个磁屏蔽可由短路线圈构成。在这种情况下，能够在每个磁屏蔽中感应出短路电流，从而引起抑制负电磁力产生的磁通量。

在第一电动旋转机械中，转子芯的每个磁性凸极可由朝向定子突出的凸起构成。