CN103748772A - 旋转电机 - Google Patents

旋转电机 Download PDF

Info

Publication number
CN103748772A
CN103748772A CN201180072798.5A CN201180072798A CN103748772A CN 103748772 A CN103748772 A CN 103748772A CN 201180072798 A CN201180072798 A CN 201180072798A CN 103748772 A CN103748772 A CN 103748772A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
utmost point
equivalent
axial groove
point tooth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201180072798.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103748772B (zh
Inventor
津田敏宏
川村光弘
深见正
岛和男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp, Kanazawa Institute of Technology (KIT) filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Publication of CN103748772A publication Critical patent/CN103748772A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103748772B publication Critical patent/CN103748772B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H02K3/16Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots for auxiliary purposes, e.g. damping or commutating
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/18Synchronous generators having windings each turn of which co-operates only with poles of one polarity, e.g. homopolar generators
    • H02K19/20Synchronous generators having windings each turn of which co-operates only with poles of one polarity, e.g. homopolar generators with variable-reluctance soft-iron rotors without winding
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/02Synchronous motors
    • H02K19/04Synchronous motors for single-phase current
    • H02K19/06Motors having windings on the stator and a variable-reluctance soft-iron rotor without windings, e.g. inductor motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/02Synchronous motors
    • H02K19/10Synchronous motors for multi-phase current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/18Windings for salient poles
    • H02K3/20Windings for salient poles for auxiliary purposes, e.g. damping or commutating
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H02K7/1838Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

一种旋转电机,具有转子(10)、定子铁心(50)、多个极的励磁绕组(60)及多个极的电枢绕组(70)。转子(10)被轴支承成能旋转,在转子(10)的外周上形成有彼此在周向上排列的、呈凸状的多个突极部(32)。定子铁心(50)与转子(10)隔着间隔地配置在转子(10)的外周,在定子铁心(50)的内周形成有彼此在周向上排列的、呈凸状的多个极齿(52)。多个极的励磁绕组(60)卷绕在多个极齿(52)的每个极齿上,多个极的电枢绕组(70)与励磁绕组(60)绝缘,并卷绕在多个极齿(52)的每个极齿上。

Description

旋转电机
技术领域
本发明涉及一种在定子上具有励磁绕组的旋转电机。 
背景技术
发电机通常在转子的转数(旋转速度)上升时,输出变大。例如,在大容量的风力发电中,输入有螺旋桨的旋转能。螺旋桨的旋转速度在很多情况下明显较低。在将这种螺旋桨与发电机直接连接来进行发电的情况下,需要巨大的发电机。为了使发电机小型化,有时利用具有齿轮的机械式的增速装置来增加螺旋桨的旋转速度。 
近年来,风力发电的大容量化不断推进,在上述机械式的增速装置中,存在无法应对所要求的发电容量这样的可能性。 
作为解决上述问题的方法,已知有例如专利文献1所公开这样的利用磁齿轮获得增速效果的方法。这种磁齿轮是与发电机比较类似的技术,并能够将磁齿轮与发电机一体化。在具有磁齿轮的旋转电机中,利用磁齿轮使旋转磁场增速,并通过上述旋转磁场在三相电枢绕组中发电。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1:日本专利特表2009-535012号公报 
发明内容
发明所要解决的技术问题 
但是,在使用专利文献1所公开的这种磁齿轮的发电机中,转子的结构复杂。一旦转子的结构复杂,则制造成本等就会增大。此外,当在转子旋转时突然产生载荷力矩的情况下,有时伴随着上述载荷力矩而使旋转速 度发生变动。 
本发明基于上述情况而作,其目的在于,利用结构更简单的旋转电机来稳定地获得由磁齿轮带来的增速效果。 
解决技术问题所采用的技术方案 
为了实现上述目的,本发明的旋转电机具有:转子,该转子被轴支承成能旋转,并在外周上形成有彼此在周向上排列的、呈凸状的多个突极部;定子铁心,该定子铁心与所述转子隔着间隔地配置在所述转子的外周,并在内周上形成有彼此在周向上排列的、呈凸状的多个极齿,在所述极齿的半径方向内侧形成有朝轴向两侧及半径方向外侧开口、并沿着轴向延伸的轴向槽;多个极的励磁绕组,该励磁绕组卷绕在多个所述极齿的每个极齿上;多个极的电枢绕组,该电枢绕组与所述励磁绕组绝缘,并卷绕在多个所述极齿的每个极齿上;多个导体棒,这些导体棒配置在各所述轴向槽内;以及多个导体连接构件,这些导体连接构件在所述转子的轴向外侧的两侧分别配置多个,并且各自与规定数量的所述导体棒的轴向端部连接,从而与多个所述导体棒一起形成一个封闭的电路,所述极齿的个数与所述励磁绕组的极数相同,所述旋转电机构成为所述励磁绕组的极数与所述电枢绕组的极数呈规定的比率,并且设于所述转子的突极部的数量满足(pf+pa)/2,其中,pf:所述励磁绕组的极数,pa:所述电枢绕组的极数。 
发明效果 
根据本发明,能利用结构更简单的旋转电机,来稳定地获得由磁齿轮带来的增速效果。 
附图说明
图1是示意表示本发明第一实施方式的旋转电机的四分之一的局部横剖面的局部横剖视图。 
图2是从轴向对图1的II部的周向范围的定子及转子的一部分进行观察,并将周向以直线的方式展开表示的示意横剖面。 
图3是表示图1的实施方式的定子铁心及阻尼绕组的结构的示意立体 图。 
图4是图3的俯视图。 
图5(a)是表示没有图3的阻尼绕组时的时间与载荷力矩间的关系的图表,图5(b)是表示时间与转子的旋转速度间的关系的图表,其示出因图5(a)的载荷力矩而使旋转速度发生变动的状态。 
图6(a)是表示具有图3的阻尼绕组时的时间与载荷力矩间的关系的图表,图6(b)是表示时间与转子的旋转速度间的关系的图表,其示出因图6(a)的载荷力矩而使旋转速度发生变动的状态。 
图7是从轴向对本发明第二实施方式的旋转电机的定子及转子的一部分进行观察,并将周向以直线的方式展开表示的示意横剖面。 
图8是从轴向对本发明第三实施方式的旋转电机的定子及转子的一部分进行观察,并将周向以直线的方式展开表示的示意横剖面。 
图9是表示图1、图7及图8各自的实施方式中的pf、pa、pr的组合例的表。 
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的旋转电机的实施方式进行说明。 
(第一实施方式) 
使用图1及图2对第一实施方式进行说明。图1是示意表示本实施方式的旋转电机的四分之一的局部横剖面的局部横剖视图。图2是从轴向对图1的II部的范围的定子40及转子10的一部分进行观察,并将周向以直线的方式展开表示的示意横剖面。另外,在图1及图2中,省略了阻尼绕组75等的图示。 
图3是表示图1的定子铁心50及阻尼绕组75的结构的示意立体图。图4是图3的俯视图。另外,图3及图4是示意图,其将定子铁心50等的周向以直线的方式表示,并省略励磁绕组60及电枢绕组70的图示。 
图5(a)是表示没有图3的阻尼绕组75时的时间与载荷力矩间的关系的图表。图5(b)是表示时间与转子10的旋转速度间的关系的图表,其 示出因图5(a)的载荷力矩而使旋转速度发生变动的状态。图6(a)是表示具有图3的阻尼绕组75时的时间与载荷力矩间的关系的图表。图6(b)是表示时间与转子10的旋转速度间的关系的图表,其示出因图5(a)的载荷力矩而使旋转速度发生变动的状态。 
首先,对本实施方式的旋转电机的结构进行说明。上述旋转电机是三相同步的发电机,其具有转子10及定子40。上述转子10及定子40配置在外壳(未图示)的内部。 
转子10是没有设置绕组的突极型的转子,其具有主轴20及转子铁心30。主轴20与转轴同轴延伸,并被设于外壳的轴承(未图示)轴支承成能旋转。 
转子铁心30是将多块硅钢板沿转轴方向层叠而成的,该转子铁心30固定于主轴20的外周,并与转轴同轴延伸。在转子铁心30的外周上形成有彼此在周向上等间隔排列的、呈凸状(例如,横截面为大致长方形)的四十个突极部32。即,在相邻的突极部32之间形成有凹槽34。 
在本例中,转子铁心30形成为转轴方向的长度为50mm、外侧半径(从转轴中心到突极部32的前端面的距离)为255mm。 
定子40具有定子铁心50、多个极的励磁绕组60、多个极的三相电枢绕组70以及阻尼绕组75(图3、图4)。 
定子铁心50是将多块硅钢板沿转轴方向层叠而成的,其与转子10隔着空隙(气隙)地配置在转子10的外周。在定子铁心50的内周上形成有彼此在周向上等间隔排列的、呈凸状(例如,横截面为大致长方形)的四十八个极齿52。即,在相邻的极齿52之间形成有切槽54。 
在本例中,定子铁心50形成为转轴方向的长度为50mm、外径为315mm、径向的厚度(从极齿52的前端面到定子铁心50的外周面的距离)为59.5mm。此外,定子铁心50配置成气隙的距离(从突极部32的前端面到极齿52的前端面的距离)为0.5mm。 
在上述极齿52的半径方向内侧,形成有朝轴向两侧及半径方向外侧开口并沿轴向延伸的轴向槽52a(图3、图4)。 
励磁绕组60是将铜线等导线隔着绝缘物针对四十八个极齿52中的每一个沿径向垂直卷绕(所谓的“集中卷绕”)而成的。卷绕在相邻的极齿52上的励磁绕组60以彼此反向的方式卷绕,并相互串联连接。在励磁绕组60中,利用直流电源(未图示)供给励磁电流。因此,在本实施方式中,励磁绕组60的极数pf为与极齿52的数量相同的四十八极。另外,励磁绕组60的匝数为9216匝。 
三相的电枢绕组70是将铜线等导线隔着绝缘物针对四十八个极齿52中的每一个沿径向垂直卷绕(所谓的“集中卷绕”)而成的。三相的电枢绕组70以在比励磁绕组60更靠径向内侧的位置处与励磁绕组60绝缘的方式卷绕,卷绕在相邻的极齿52上的三相的电枢绕组70以彼此相同的方向卷绕。 
三相的电枢绕组70由彼此Y形连接的三相(U相、V相、W相)的绕组构成,从而在沿周向形成的四十八个极齿52上,沿周向依次卷绕有U相的绕组、V相的绕组及W相的绕组。因此,三相电枢绕组70的极数pa为“48÷3×2”极、即三十二极。另外,电枢绕组70的匝数为各相各528匝。 
在电枢绕组70的U相中,包括第一U相(图3及图4中的U1)和与第一U相不同极的第二U相(图3及图4中的U2)。上述第一U相及第二U相卷绕在不同的极齿52上。 
在V相中,包括第一V相(图3及图4中的V1)和与第一V相不同极的第二V相(图3及图4中的V2)。上述第一V相及第二V相卷绕在不同的极齿52上。 
在W相中,包括第一W相(图3及图4中的W1)和与第一W相不同极的第二W相(图3及图4中的W2)。上述第一W相及第二W相卷绕在不同的极齿52上。 
阻尼绕组75具有三个导体构件即第一导体构件85、第二导体构件86及第三导体构件87和三个端环(日文:端絡環)即第一端环81、第二端环82及第三端环83。 
首先,对第一导体构件85的结构进行说明。 
第一导体构件85由两个长部(第一U相部91、第一V相部92)和将两个长部连接的一个短部(UV连接部93)构成。第一U相部91、第一V相部92及UV连接部93一体形成。 
第一U相部91配置在相当于电枢绕组的第一U相的极齿52的轴向槽52a内。第一V相部92配置在相当于第一V相的极齿52的轴向槽52a内。UV连接部93将第一U相部91及第一V相部92各自的一方的端部连接。 
第一U相部91的与UV连接部93相反一侧的端部与第一端环81连接。第一V相部92的与UV连接部93相反一侧的端部与第二端环82连接。对于上述连接,将在后文中进行说明。 
接着,对第二导体构件86的结构进行说明。 
第二导体构件86与第一导体构件85同样地,由两个长部(第一W相部94、第二U相部95)和将两个长部连接的一个短部(WU连接部96)构成。第一W相部94、第二U相部95及WU连接部96一体形成。 
第一W相部94配置在相当于第一W相的极齿52的轴向槽52a内。第二U相部95配置在相当于第二U相的极齿52的轴向槽52a内。WU连接部96将第一W相部94及第二U相部95各自的一方的端部连接。 
第一W相部94的与WU连接部96相反一侧的端部与第二端环82连接。第二U相部95的与WU连接部96相反一侧的端部与第三端环83连接。对于上述连接,将在后文中进行说明。 
接着,对第三导体构件87的结构进行说明。 
第三导体构件87与第一导体构件85同样地,由两个长部(第二V相部97、第二W相部98)和将两个长部连接的一个短部(VW连接部99)构成。第二V相部97、第二W相部98及VW连接部99一体形成。 
第二V相部97配置在相当于第二V相的极齿52的轴向槽52a内。第二W相部98配置在相当于第二W相的极齿52的轴向槽52a内。VW连接部99将第二V相部97及第二W相部98各自的一方的端部连接。 
第二V相部97的与VW连接部99相反一侧的端部与第三端环83连接。第二W相部98的与VW连接部99相反一侧的端部与第一端环81连接。对 于上述连接,将在后文中进行说明。 
接着,对第一端环81进行说明。 
第一端环81配置在定子铁心50的轴向外侧的一方(图5中的上方)的轴向外侧。上述第一端环81是以转轴为中心的局部环状,其由导体构成。如上所述,在第一端环81的轴向面(与定子铁心50相对的面)上连接有第一U相部91及第二W相部98,而处于能导通的状态。 
接着,对第二端环82进行说明。 
第二端环82与第一端环81同样地,配置在定子铁心50的轴向外侧的一方(图5中的上方)的轴向外侧。上述第二端环82是以转轴为中心的局部环状的导体,其周向长度比第一端环81的周向长度短。如上所述,在第二端环82的轴向面(与定子铁心50相对的面)上连接有第一W相部94及第二U相部95,而处于能导通的状态。 
接着,对第三端环83进行说明。 
第三端环83与第一端环81同样地,配置在定子铁心50的轴向外侧的一方(图5中的上方)的轴向外侧。上述第三端环83是以转轴为中心的局部环状的导体,其周向长度比第一端环81的周向长度短。如上所述,在第一端环83的轴向面(与定子铁心50相对的面)上连接有第二V相部97及第二W相部98,而处于能导通的状态。 
第一导体构件85、第二导体构件86、第三导体构件87、第一端环81、第二端环82及第三端环83构成一个封闭的电路。如上所述,使用分别相当于第一U相、第二U相、第一V相、第二V相、第一W相、第二W相的极齿、即六个极齿52,来配置一个封闭的电路。因而,在本实施方式中,由于具有四十八个极齿52,因此,存在八个封闭的电路。 
接着,对本实施方式的作用、即发电机的动作进行说明。首先,对上述发电机的动作原理进行说明。 
在利用励磁电路If对励磁绕组60进行直流激励时,在定子40上形成pf极(四十八极)的静止磁场。上述静止磁场通过图2的虚线L1示出。在此,利用设于发电机外部的原动机(未图示),以旋转速度N(min-1)(图 2的箭头X1)对转子10进行驱动。 
此时,在静止磁场中,利用由突极部32及凹部34的和(可以认为突极部相当于N极、凹部相当于S极)所示的2×pr极(八十极)的转子10进行磁通调制,来产生式(1)所示的pa极的旋转磁场。上述旋转磁场通过图2的实线L2示出。 
pa=(2×pr)-pf…式(1) 
在本例中,由于pr=40、pf=48,因此,产生pa极为“2×40-48”、即三十二极的旋转磁场。 
通常,在没有使用使旋转速度机械地增速的增速机的情况下,旋转磁场相对于规定的旋转速度由励磁电流If等唯一地确定。与此相对的是,在本实施方式中,比由励磁电流If确定的旋转磁场的大小更大。 
在本例中,通过磁齿轮效应,三十二极的旋转磁场与以速度为转子10的旋转速度N(min-1)的2.5倍进行旋转的情况相同。 
在将实际输入发电机的旋转速度设定为N时,形成旋转磁场的旋转速度由(2×pr/pf)×N表示。接着,在使用式(1)等进行变形后,就变为(1+Pf/Pa)×N(图2的箭头X2)。 
即,能够获得与相对于输入发电机的旋转速度,输入(1+Pf/Pa)倍的旋转速度的情况相同的效果。在本例中,由于设定为pa=32及pf=48,以使pa与pf的比满足pf/pa=1.5的关系,因此,上述旋转速度能够获得与“1+48/32”倍、即2.5倍的旋转速度相同的效果。 
其结果是,在电枢绕组70上感应有式(2)所示的发电频率f(Hz)的三相交流电压。 
f=(pa/120)×((2×pr)/pa)×N…式(2) 
另外,通过对供给到励磁绕组60的励磁电流If进行调节,就能容易地对在三相的电枢绕组70中感应到的感应电压V进行控制。 
接着,对本实施方式的旋转电机的效果进行说明。 
本实施方式的转子10为八十极。通过上述磁齿轮效应,旋转磁场能够增速到2.5倍的速度。发电机的输出一般与旋转速度成比例。与此相对的 是,利用上述效应,比起八十极的电动机,能够将单位体积的输出设计得很大。 
此外,本实施方式的发电机具有八十极的突极转子,但不需要在转子10上设置励磁绕组,并且不需要对转子10供电。另外,由于该发电机是转子10的结构更简单的突极转子,因此,能够在发电机的制造中使用现有的制造技术。因此,本实施方式不仅能够抑制该发电机的制造成本及组装工时数的增加,而且能够获得磁齿轮效应。 
接着,对于阻尼绕组75的作用,通过将具有阻尼绕组75的情况与没有阻尼绕组75的情况比较来进行说明。 
只要输入到旋转电机的载荷力矩是恒定的,则机械的旋转速度也是恒定的。即,转子10在没有发生变动的状态下以基本恒定的旋转速度进行旋转。 
但是,在短时间内输入有规定大小的载荷力矩的情况下,没有阻尼绕组75时,旋转速度会发生变动。图5及图6的例子是在规定的时间T1作用有规定的载荷力矩的状态。 
因上述载荷力矩,转子10的旋转速度如图5(b)所示发生变动。这是由于伴随着载荷力矩的产生,也产生了使转子10的旋转变动的力矩(变动力矩)。此时转子10的旋转状态保持着变动后的状态。这种旋转速度的变动也作用在旋转磁场上。由此,旋转磁场也与旋转速度同样地发生变动。 
与此相对的是,以下对具有阻尼绕组75的情况进行说明。 
在产生有使旋转速度变动的变动力矩时,在上述八个封闭的电路中分别流过电流。由于在上述各电路中流过电流,因此,产生了抵消变动力矩这样的力矩(制动力矩)。利用这种制动力矩,就能使转子10的旋转速度的变动慢慢变小。在经过规定的时间后,旋转速度的变动基本变为零。 
通过如上所述设置阻尼绕组75,即便在突然产生载荷力矩的情况下,也能维持稳定的旋转速度。其结果是,能够获得稳定的旋转磁场。 
如以上说明可知,根据本实施方式,能够利用结构更简单的旋转电机,来稳定地获得磁齿轮效应。 
(第二实施方式) 
使用图7,对第二实施方式进行说明。图7是从轴向对本实施方式的旋转电机的定子及转子10的一部分进行观察,并将周向以直线的方式展开进行表示的示意横剖视图。另外,在图7中,省略了阻尼绕组75等的图示。 
本实施方式是第一实施方式(图1~图6)的变形例,对于与第一实施方式相同的部分或相似的部分,标注相同的符号,而省略重复说明。 
在本实施方式中,pa与pf的比满足pf/pa=1.2的关系。在本例中,由于设定为pa=20及pf=24,因此,该旋转速度能够获得与“1+24/20”倍、即2.2倍的旋转速度相同的效果。 
藉此,与第一实施方式同样地,能够利用结构更简单的旋转电机,来稳定地获得磁齿轮效应。 
(第三实施方式) 
使用图8,对第三实施方式进行说明。图8是从轴向对本实施方式的旋转电机的定子及转子10的一部分进行观察,并将周向以直线的方式展开进行表示的示意横剖视图。另外,在图8中,省略了阻尼绕组75等的图示。 
本实施方式是第一实施方式(图1~图6)的变形例,对于与第一实施方式相同的部分或相似的部分,标注相同的符号,而省略重复说明。 
在本实施方式中,pa与pf的比满足pf/pa=1.125的关系。在本例中,由于设定为pa=32及pf=36,因此,该旋转速度能够获得与“1+36/32”倍、即2.125倍的旋转速度相同的效果。 
藉此,与第一实施方式同样地,能够利用结构更简单的旋转电机,来稳定地获得磁齿轮效应。 
(其它实施方式) 
本实施方式的说明是用于对本发明进行说明的例示,并不限定权利要求书记载的发明。此外,本发明的各部分结构不局限于上述实施方式,其能在权利要求书记载的技术范围内进行各种变形。 
在第一实施方式~第三实施方式中,逐一示出了pf/pa分别为1.5、1.2、1.125这样的例子,但不局限于此。 
图9是表示第一实施方式~第三实施方式各自的pf、pa、pr的组合例的表。如图9所示,存在很多像pf/pa满足1.5、1.2、1.125这样的、满足pf+pa=(2×pr)的组合,也可以采用上述中的任意组合。这样的话,由于能从缓慢旋转的转子10的突极产生高速旋转的旋转磁场,因此,能够使用体型比较小的旋转机获得很大的输出。 
此外,在第一实施方式至第三实施方式中,在电枢绕组70的连接中采用了Y形连接,但也可以采用三角形连接。 
此外,在第一实施方式至第三实施方式中,电枢绕组70在比励磁绕组60更靠径向内侧的位置处卷绕,但电枢绕组70也可以在比励磁绕组60更靠径向外侧的位置处卷绕。 
此外,本发明还可以适用于调相机等。 
此外,在第一实施方式中,构成阻尼绕组75的第一导体构件85的第一U相部91、第一V相部92及UV连接部93是一体形成的,但不局限于此。也可以由不同的构件构成第一U相部91、第一V相部92及UV连接部93并进行组装。对于第二导体构件86及第三导体构件87亦是如此。 
(符号说明) 
10 转子 
20 主轴 
30 转子铁心 
32 突极部 
34 凹槽 
40 定子 
50 定子铁心 
52 极齿 
52a 轴向槽52a 
54 切槽 
60 励磁绕组 
70 电枢绕组 
75 阻尼绕组 
81 第一端环 
82 第二端环 
83 第三端环 
85 第一导体构件 
86 第二导体构件 
87 第三导体构件 
91 第一U相部 
92 第一V相部 
93 UV连接部 
94 第一W相部 
95 第二U相部 
96 WU连接部 
97 第二V相部 
98 第二W相部 
99 VW连接部 。

Claims (7)

1.一种旋转电机,其特征在于,具有:
转子,该转子被轴支承成能旋转,并在外周上形成有彼此在周向上排列的、呈凸状的多个突极部;
定子铁心,该定子铁心与所述转子隔着间隔地配置在所述转子的外周,并在内周上形成有彼此在周向上排列的、呈凸状的多个极齿,在所述极齿的半径方向内侧形成有朝轴向两侧及半径方向外侧开口、并沿着轴向延伸的轴向槽;
多个极的励磁绕组,该励磁绕组卷绕在多个所述极齿的每个极齿上;
多个极的电枢绕组,该电枢绕组与所述励磁绕组绝缘,并卷绕在多个所述极齿的每个极齿上;
多个导体棒,这些导体棒配置在各所述轴向槽内;以及
多个导体连接构件,这些导体连接构件在所述转子的轴向外侧的两侧分别配置多个,并且各自与规定数量的所述导体棒的轴向端部连接,从而与多个所述导体棒一起形成一个封闭的电路,
所述极齿的个数与所述励磁绕组的极数相同,
所述旋转电机构成为:所述励磁绕组的极数与所述电枢绕组的极数呈规定的比率,并且设于所述转子的突极部的数量满足(pf+pa)/2,其中,pf是所述励磁绕组的极数,pa是所述电枢绕组的极数。
2.如权利要求1所述的旋转电机,其特征在于,
所述电枢绕组在各所述极齿上构成U相、V相及W相的三相绕组,
所述U相包括第一U相和与第一U相不同极的第二U相,
所述V相包括第一V相和与第一V相不同极的第二V相,
所述W相包括第一W相和与第一W相不同极的第二W相,
多个所述导体连接构件包括:
第一连接构件,该第一连接构件将下述两者连接:配置在相当于所述第一U相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的一方的第一端部和位于其相反侧的第二端部中的所述第一端部,以及配置在相当于所述第一V相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第一端部;
第二连接构件,该第二连接构件将下述两者连接:配置在相当于所述第一V相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第二端部,以及配置在相当于所述第一W相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第二端部;
第三连接构件,该第三连接构件将下述两者连接:配置在相当于所述第一W相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第一端部,以及配置在相当于所述第二U相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第一端部;
第四连接构件,该第四连接构件将下述两者连接:配置在相当于所述第二U相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第二端部,以及配置在相当于所述第二V相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第二端部;
第五连接构件,该第五连接构件将下述两者连接:配置在相当于所述第二V相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第一端部,以及配置在相当于所述第二W相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第一端部;以及
第六连接构件,该第六连接构件将下述两者连接:配置在相当于所述第二W相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的第二端部,以及配置在相当于所述第一U相的所述极齿的所述轴向槽内的、所述导体棒的所述第二端部。
3.如权利要求2所述的旋转电机,其特征在于,
所述第一连接构件、配置在相当于所述第一W相的所述极齿的所述轴向槽内的所述导体棒以及配置在相当于所述第二U相的所述极齿的所述轴向槽内的所述导体棒一体地形成,
所述第三连接构件、配置在相当于所述第一W相的所述极齿的所述轴向槽内的所述导体棒以及配置在相当于所述第二U相的所述极齿的所述轴向槽内的所述导体棒一体地形成,
所述第五连接构件、配置在相当于所述第二V相的所述极齿的所述轴向槽内的所述导体棒以及配置在相当于所述第二W相的所述极齿的所述轴向槽内的所述导体棒一体地形成。
4.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述旋转电机构成为:产生相当于所述转子以速度为所述转子的转速的(1+pf/pa)倍的速度旋转时的旋转磁场。
5.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述励磁绕组的极数与所述电枢绕组的极数满足:
pf/pa=1.5。
6.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述励磁绕组的极数与所述电枢绕组的极数满足:
pf/pa=1.2。
7.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述励磁绕组的极数与所述电枢绕组的极数满足:
pf/pa=1.125。
CN201180072798.5A 2011-08-11 2011-08-11 旋转电机 Active CN103748772B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/004557 WO2013021428A1 (ja) 2011-08-11 2011-08-11 回転電機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103748772A true CN103748772A (zh) 2014-04-23
CN103748772B CN103748772B (zh) 2016-06-08

Family

ID=47667982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180072798.5A Active CN103748772B (zh) 2011-08-11 2011-08-11 旋转电机

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9559557B2 (zh)
JP (1) JP5695748B2 (zh)
CN (1) CN103748772B (zh)
WO (1) WO2013021428A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105990929A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 铃木株式会社 旋转电机
CN113330664A (zh) * 2019-09-13 2021-08-31 株式会社电装 无刷电动机

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5918760B2 (ja) * 2011-06-09 2016-05-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 回転電機
EP3086445B1 (en) * 2015-04-22 2022-09-21 Goodrich Actuation Systems Limited Electromechanical actuator damping
US10581310B2 (en) * 2016-09-04 2020-03-03 Meghdad Rezaee Electromechanical converter for automatically changing and adjusting driving torque in a vehicle
EP3490113B1 (en) * 2017-11-24 2021-04-21 Goodrich Actuation Systems Limited Damped electric motor
CN108512333A (zh) * 2018-04-24 2018-09-07 新疆金风科技股份有限公司 模块化定子及风力发电机组
JP7095532B2 (ja) * 2018-09-27 2022-07-05 株式会社デンソー 界磁巻線型回転電機
RU192774U1 (ru) * 2019-03-20 2019-10-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Одноимённо-полюсная индукторная машина

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49113112A (zh) * 1973-03-03 1974-10-29
JP2003180059A (ja) * 2001-12-10 2003-06-27 Denso Corp 車両用交流回転電機
WO2011036723A1 (ja) * 2009-09-25 2011-03-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 同期発電機

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2300520A (en) * 1941-04-11 1942-11-03 Westinghouse Electric & Mfg Co Damper winding
US2411002A (en) * 1942-12-31 1946-11-12 Rudenberg Reinhold Damper system for synchronous generators
JPS5645164B2 (zh) 1973-11-17 1981-10-24
JPS5078924U (zh) * 1973-11-21 1975-07-08
JP2002252948A (ja) 2001-02-26 2002-09-06 Hitachi Ltd 回転電機の突極形回転子
GB2437568B (en) 2006-04-24 2009-02-11 Univ Sheffield Electrical machines
US9479019B2 (en) * 2012-01-16 2016-10-25 Hamilton Sundstrand Corporation Brushless starter generator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49113112A (zh) * 1973-03-03 1974-10-29
JP2003180059A (ja) * 2001-12-10 2003-06-27 Denso Corp 車両用交流回転電機
WO2011036723A1 (ja) * 2009-09-25 2011-03-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 同期発電機

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105990929A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 铃木株式会社 旋转电机
CN113330664A (zh) * 2019-09-13 2021-08-31 株式会社电装 无刷电动机
CN113330664B (zh) * 2019-09-13 2023-12-12 株式会社电装 无刷电动机

Also Published As

Publication number Publication date
US20140292134A1 (en) 2014-10-02
JP5695748B2 (ja) 2015-04-08
CN103748772B (zh) 2016-06-08
WO2013021428A1 (ja) 2013-02-14
US9559557B2 (en) 2017-01-31
JPWO2013021428A1 (ja) 2015-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103748772B (zh) 旋转电机
US9537362B2 (en) Electrical machine with improved stator flux pattern across a rotor for providing high torque density
CN102738938B (zh) 旋转电机
US20130181562A1 (en) Dual-rotor machine
CN105900315A (zh) 轴向间隙型马达
CN103633751A (zh) 具有由多个可分离段形成的定子和转子圆盘的轴向空气间隙机
JP2012533278A (ja) 発電機および発電機の製造方法
KR20030085502A (ko) 유도전동기
JP5877968B2 (ja) 高出力密度、高効率、非永久磁石の電気機械
US20130257188A1 (en) Flux-switching electric machine
CN104763592A (zh) 多发电机轴向设置电能量并联输出垂直轴风力发电***
CN201156695Y (zh) 单相、三相、以及大功率多相的盘式永磁电机
CN103609008B (zh) 旋转电机
RU2302692C9 (ru) Электромеханический преобразователь
KR20150032790A (ko) 영구자석 회전 전기 기기 및 풍력 발전 시스템
EP2894772A1 (en) Electromechanical converter
JP2014053979A (ja) 回転電機及び風力発電システム
WO2009051514A1 (fr) Convertisseur électromécanique
CN201409065Y (zh) 无刷励磁电机
RU2688204C2 (ru) Электрическая машина
CN204258578U (zh) 两用电动机
JP2016146722A (ja) 回転機
JP2017163796A (ja) 回転電機
CN108028568A (zh) 定子以及旋转电机
CN104410238A (zh) 两用电动机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant