特開2016-201874IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

フラックススイッチングモータ構造の回転電機

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】複雑な制御や装置を必要とすることなく、発電機として機能させることのできる安価で小型の回転電機を提供すること。
【解決手段】複数のステータティースを有するステータと、複数のロータティースを有するロータと、ステータティースに複数相の電機子巻線125および界磁巻線の双方を設けた回転電機であって、複数相の電機子巻線により誘起された誘起電圧を整流して出力するダイオードブリッジ310と、複数相の電機子巻線のそれぞれに直列に接続されているコンデンサ321と、を有する。
【選択図】図3

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、この特許文献1に記載のような発電機にあっては、界磁極を電磁石として機能させるために設置しているスリップリングが磨耗するので、そのスリップリングなどのメンテナンスが必要である。また、スリップリングは、ブラシとの接触状態によって異常電圧、所謂、サージ電圧が電極間に発生することにより、損傷してしまう可能性がある。また、サージ電圧は、制御信号などに対するノイズとなってしまう場合がある。 また、回転電機を車載の発電機として利用する場合では、マイナストルクを発生させて回生動作できるように構成されているのが好ましい。回生動作を行うにあたっては、マイナストルクとなる位相角で通電する必要があるため、回転磁界を発生させるためのインバータ(電力変換装置)が必要となり、ベクトル制御などの複雑な電流制御を行わなければならない。それに伴い、システム全体のコストが高くなり、サイズが大型化してしまう。 そこで、本発明は、複雑な制御や装置を必要とすることなく、発電機として機能させることのできる安価で小型の回転電機を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決する回転電機の発明の一態様は、複数のステータティースを有するステータと、複数のロータティースを有するロータと、前記ステータティースに複数相の電機子巻線および界磁巻線を設けた回転電機であって、前記複数相の電機子巻線により誘起された誘起電圧を整流して出力する整流器と、前記複数相の電機子巻線のそれぞれに直列に接続されているコンデンサと、を有するものである。
【発明の効果】
このように本発明の一態様によれば、複雑な制御や装置を必要とすることなく、発電機として機能させることのできる安価で小型の回転電機を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】図1は、本発明の第1回転電機を説明する図であり、その概略全体構成を示す断面構成図である。

【図2】図2は、回転電機が備える直流電源回路を示す回路図である。

【図3】図3は、回転電機が備える交流電源回路を示す回路図である。

【図4】図4は、界磁巻線に通電して励起させたときの磁束密度分布を表す磁束線図である。

【図5】図5は、界磁巻線に通電して励起させたときに電機子巻線に発生する誘起電圧波形を示すグラフである。

【図6】図6は、モータに入力する電流位相に応じたトルク特性をFSM、SPMSM、IPMSMと比較するグラフである。

【図7】図7は、交流電源回路における電機子巻線とコンデンサとを、電源Vf、コイル成分L、内部抵抗成分R、静電容量Cでモデル化した概念回路図である。

【図8】図8は、電機子巻線のインダクタLを固定して、コンデンサの静電容量Cを切り替えたときのマイナスのトルク波形図である。

【図9】図9は、回転電機を力行モードで稼動させる際の電源回路を示す回路図である。

【図10】図10は、本発明の第2回転電機を説明する図であり、回転電機が備える交流電源回路を示す回路図である。

【図11】図11は、図10に示す交流電源回路においてコンデンサの並列数を切り替えるスイッチを示す回路図である。

【図12】図12は、電機子巻線のインダクタLを固定して、コンデンサの静電容量Cを切り替えたときにロータの回転速度に応じて電機子巻線に発生する誘起電流を示すグラフである。

【図13】図13は、電機子巻線のインダクタLを固定して、コンデンサの静電容量Cを切り替えたときにロータの回転速度に応じて発生するマイナスのトルク波形図である。

【図14】図14は、電機子巻線のインダクタLを固定して、ロータの回転速度に応じて発生するマイナストルクを最大にするコンデンサの静電容量Cを示すグラフである。

【図15】図15は、本発明の第3回転電機を説明する図であり、回転電機を組み込む車両の構造を示す概念構造図である。

【図16】図16は、回転電機の概略全体構成を示す断面構成図である。

選択図 図3出願人が指定した本件の代表的な図

100 回転電機   110、610 ロータ   111、611 ロータティース   117、617 ロータスロット   120 ステータ   121 ステータティース   125 電機子巻線   125u U相用電機子巻線   125v V相用電機子巻線   125w W相用電機子巻線   126 界磁巻線   127 ステータスロット   200 直流電源回路   210 車載バッテリ   220 DC/DCコンバータ   221 チョッパ回路   300 交流電源回路   310 ダイオードブリッジ   311u、311v、311w、312u、312v、312w 整流ダイオード   321、321u、321v、321w、521 コンデンサ   520、520u、520v、520w コンデンサ列   531 スイッチ   EL 電気負荷   FL 磁束線   G ギャップ    

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