[发明专利]旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转电机，所述旋转电机优选被用作作为例如包括电动摩托车的各种电动车辆以及各种电气机械的驱动力的电动机。

背景技术

通常，作为被用作例如包括电动摩托车的各种电动车辆和各种电气制品的驱动力的电动机，径向间隙型旋转电机和轴向间隙型旋转电机是众所周知的。径向间隙型旋转电机包括转子和圆筒形定子，所述转子具有永磁体并且构造成绕旋转轴线旋转，所述圆筒形定子具有定子绕组并且经由间隙布置在所述转子的径向上。另一方面，轴向间隙型旋转电机包括定子和圆盘形转子，所述定子具有定子绕组，所述转子具有永磁体并且经由间隙布置在所述定子在所述定子的轴向上的一个端侧。

近年来，希望有作为用于包括电动摩托车的各种电动车辆的驱动力的小型和高性能电动机。在这种电动机中，如果从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围宽，则能在不使用对于带有内燃发动机的车辆而言通常需要的变速器的情况下获得车辆行驶所需的驱动力。当考虑将这种电机安装在车辆上时，优选电动机的大小尽可能小。因此，为了获得小型和高性能的电动机，优选在定子的有限的可布置绕组的区域内布置尽可能多的绕组，并且已形成各种提案。根据一些提案，可以说绕组的空间系数已得到提高且因此能提供能够产生高转矩的紧凑式电动机。

但是，由于电动机的特点，电动机具有这样一个问题：尽管能在低转速范围内产生高转矩，但转速的上限将被限制在高转速范围内。也就是说，在电动机中，尽管能在低转速范围内产生高转矩，但随着转数增加，通过设置于转子的永磁体的磁通，在布置在定子上的定子绕组处产生的感应电压（即逆电动势）增加。当转速升高并达到一定速度时，在定子绕组处感生的感应电压变成等于电动机的被施加电压，从而妨碍定子绕组中的电流流动。这进而妨碍转速的进一步升高。为了解决此问题，例如通过进行弱磁控制来降低感应电压（即，逆电动势）。

但是，弱磁控制需要另外的电力来取消感应电压。因此，在使电动机在从外部供给电力的状态下使用的产品的情况下，增加的电力消耗并未引起缩短的可驱动时间。但是，在诸如通过安装在其上的电池驱动的电动摩托车的产品的情况下，由于电池容量有限，因此为了取消在定子绕组中感生的感应电压而供给的电流导致增加的电力消耗，从而引起缩短的可驱动时间。由此，要求尽可能多地减少电力消耗。

本发明人提出了一种能够避免需要引起另外的电力消耗的弱磁控制的新型定子结构。在此提案中，绕组布置在其上的定子的齿部以可相对移动的方式被分割成至少两个分割齿部以致其相对移动改变磁通流以减少定子绕组在高转速时的磁通匝连数。根据此提案，由于能通过物理的手段来调节定子绕组在高转速时的磁通匝连数，因此能降低或避免弱磁控制通常所需的电力，这使得能够提供能够降低电力消耗的旋转电机。

在这种具有上述结构的旋转电机中，希望进一步扩大从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围。

现有技术专利文献

专利文献1：日本特开专利申请公报No.2006-191782

发明内容

本发明要解决的课题

本发明鉴于上述传统问题而作出，且旨在提供一种能够进一步扩大从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围。

本发明的另一个方面是提供一种径向间隙型旋转电机，所述旋转电机能够扩大从高转矩低转速范围到低转矩高转速范围的运转范围，即使使用强永磁体作为用于转子的永磁体，也能有效地将其控制。

本发明的其他目的和优点将从以下优选实施例显而易见。

解决问题的手段

以下将描述根据本发明的旋转电机的结构。根据本发明的旋转电机包括转子和定子，所述转子具有永磁体并且构造成绕旋转轴线旋转，所述定子布置成经由间隙面向所述转子。

所述定子包括布置成经由所述间隙面向所述转子的齿部、与所述齿部共同形成定子磁路的定子轭部和布置成占据由所述定子轭部和所述齿部包围的可布置绕组的区域的至少一部分的一个或多个绕组，以及磁阻改变机构，所述磁阻改变机构构造成通过机械地改变由所述定子轭部和所述齿部形成的定子磁路来改变所述定子磁路的磁阻。

上述磁阻改变机构构造成在第一状态和第二状态之间机械地改变所述定子磁路，在所述第一状态下，所述定子磁路的磁阻小，在所述第二状态下，所述定子磁路的磁阻相对大于所述定子磁路在所述第一状态下的磁阻。

所述一个或多个绕组包括通电绕组，所述通电绕组在所述定子磁路由所述磁阻改变机构改变到所述第二状态的状态下通电。