[发明专利]旋转电机和用于该电机的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种转子和定子被布置成彼此面对的旋转电机，和一种旋转电机驱动系统。

背景技术

如在日本专利申请公报No.2009-112091（JP2009-112091A）中描述地，已经能够利用一种旋转电机，在该旋转电机中转子设有转子绕组，并且利用由定子产生并且包括空间谐波的旋转磁性通过转子绕组感应出电流，从而在转子中产生扭矩。在JP2009-112091A中描述的旋转电机配备有定子和沿着径向布置在定子内侧的转子。定子具有设置在定子芯上的、在转子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处的齿。围绕定子的齿，通过集中绕组方法缠绕多个相位的定子绕组。通过使得多个相位的交流电流通过该多个相位的定子绕组，能够产生在周向方向上旋转的旋转磁场。

此外，转子具有设置于在转子芯上的、在转子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处的凸极。转子绕组缠绕在每个凸极上。转子绕组彼此电分离。二极管被连接到分离的转子绕组中的每个转子绕组。连接到在转子的周向方向上彼此相邻的两个转子绕组的二极管在彼此相反的方向上被连接到它们的相应的转子绕组，使得流过两个相邻转子绕组的电流的方向是彼此相反的。由此，当直流电流在二极管的整流方向上流过每个转子绕组时，在周向方向上彼此相邻的两个凸极的磁性方向是彼此相反的，并且因此磁体形成在每个凸极中使得N和S极在转子的周向方向上彼此交替。

在这种旋转电机中，凸极被吸引到定子的旋转磁场使得磁阻转矩作用于转子上。此外，由于定子的旋转磁场的空间谐波成分，具有不同于旋转磁场的基本成分的频率的磁通变化出现。由于这个磁通变化，感应电动势在转子绕组中产生，并且由感应电动势在凸极处形成的磁场与定子的旋转磁场互相作用，从而能够使得与磁体扭矩相对应的扭矩作用于转子上。因此，转子被驱动以与旋转磁场同步地旋转。附带说一句，除了日本专利申请公报No.2009-112091（JP2009-112091A），本发明的相关技术文献有关还包括日本专利申请公报No.2007-185082（JP2007-185082A）、日本专利申请公报No.2010-98908（JP2010-98908A）、日本专利申请公报No.2010-110079（JP2010-110079A）、日本专利申请公报No.2004-187488（JP2004-187488A）和日本专利申请公报No.2009-183060（JP2009-183060A）。

发明内容

本发明提供一种能够有效地增加扭矩的旋转电机，和一种配备有该旋转电机的旋转电机驱动系统。

根据本发明的第一方面的旋转电机是这样一种旋转电机，在该旋转电机中，定子和转子被布置成彼此面对，并且旋转电机的特征在于定子包括：定子芯；定子齿，该定子齿布置在定子芯上的、在定子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处；和多个定子绕组，该定子绕组缠绕在定子芯和定子齿中的至少一个上，并且转子包括：转子芯；转子齿，该转子齿布置在转子芯上的、在转子的周向方向上彼此间隔开的多个位置处；多个转子绕组，该转子绕组缠绕在转子芯和转子齿中的至少一个上；磁性辅极，该磁性辅极布置在转子齿中的、在转子的周向方向上彼此相邻的相邻两个转子齿之间；和磁特性调整部，该磁特性调整部使得由于转子绕组中产生的感应电动势而出现在转子绕组或者该多个转子齿内侧的磁特性在转子芯的周向方向上改变。

根据上述根据本发明的第一方面的旋转电机，因为磁性辅极被布置于在周向方向上彼此相邻的转子齿之间，所以磁场的由定子产生并且与转子绕组关联的空间谐波并且具体地空间二阶谐波能够被辅极增加，并且磁通的改变能够增加，并且通过转子绕组感应出的电流能够增加。这导致转子磁性力增加，从而能够有效地在大部分的操作区域中增加扭矩。

在根据本发明的第一方面的、前面的旋转电机中，辅极可以从转子芯朝向定子突出，并且辅极可以包括磁性的远端部分和非磁性的基础部分。

根据该构造，能够防止从转子的变成S极的转子齿到变成N极的转子齿地穿过转子芯的内部的磁通被任何辅极的基础部分短路，并且能够有效地防止应该穿过齿从而在转子和定子之间产生磁性吸引力的磁通减小。因此，转子绕组的自感应的增加能够受到抑制，从而通过转子绕组形成的感应电流能够进一步增加，并且旋转电机的扭矩能够进一步增加。