CN108134494A - 旋转电机 - Google Patents

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CN108134494A CN201711062525.8A CN201711062525A CN108134494A CN 108134494 A CN108134494 A CN 108134494A CN 201711062525 A CN201711062525 A CN 201711062525A CN 108134494 A CN108134494 A CN 108134494A
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Abstract

旋转电机具备：定子，其包括定子芯和卷绕于所述定子芯的定子线圈；和环状的外转子，其包括配置于所述定子的外周围的外芯、和在周向上隔有间隔地排列的多个外磁体，所述定子芯具有环状的磁轭、和从所述磁轭的外周向径向外侧突出的多个外齿，所述多个外磁体在周向上被磁化，且与在周向上相邻的其他外磁体在周向上反向地被磁化，互相相邻的外磁体的间隙的周向距离为所述外齿的周向的配置间距的1.5倍以上。

Description

旋转电机
技术领域
本发明涉及具备配置于定子的外周围的外转子的旋转电机。
背景技术
众所周知，旋转电机具有定子和相对于该定子旋转的转子。在旋转电机中，也有时具有配置于定子的外周围的转子。作为这样的旋转电机，除了在一个定子的外周围具有一个转子的外转子型旋转电机(例如日本特开2012-147601等)以外，还有在一个定子的径向两侧具有两个转子的双转子型旋转电机、在一个转子的径向两侧设置有两个定子的双定子型旋转电机(例如日本特开2016-5412等)等。
在此，以往的旋转电机的转子大多数具有转子芯和多个磁体，各磁体在径向上被磁化。例如，在日本特开2012-147601中，公开了一种具有一个定子和配置于该定子的外周围的转子的外转子型旋转电机，该日本特开2012-147601中的转子的磁体在径向上被磁化。
发明内容
在为像这样在径向上被磁化了的磁体的情况下，伴随着向定子线圈施加电流，对磁体施加有与该磁化的方向反向的磁场，有时会导致该磁体的退磁。具体而言，伴随着向定子线圈施加电流而产生的磁通的一部分从齿向转子芯流动、或者从转子芯向齿流动，但在该转子与齿之间，磁通容易在径向上流动。在该径向上流动的磁通的一部分在磁体内通过，但在该磁体内通过的磁通的方向与该磁体的磁化的方向相反时，会发生磁体的磁力下降的退磁。当发生退磁时，当然磁转矩(英文：magnet torque)会下降，进而，旋转电机的输出转矩会下降。
在日本特开2016-5412中，公开了一种具有一个转子和配置于该转子的外周围及内周围的两个定子的双定子型旋转电机。该日本特开2016-5412中的转子的磁体在周向上被磁化。因此，根据该结构，能够减少上述的、磁体的退磁。但是，在日本特开2016-5412中，磁体的周向间隔与齿的周向间隔大致相同。因此，在转子芯中，无法充分确保磁阻转矩用的磁通所流动的磁路，无法充分确保磁阻转矩。
本发明提供一种具有配置于定子的外周围的转子的旋转电机，该旋转电机能够更有效地抑制该转子的磁体的退磁，同时能够充分确保磁阻转矩。
本发明的旋转电机的特征在于，具备：定子，其包括定子芯和卷绕于所述定子芯的定子线圈；和环状的外转子，其包括配置于所述定子的外周围的外芯、和在周向上隔有间隔地排列的多个外磁体，所述定子芯具有环状的磁轭、和从所述磁轭的外周向径向外侧突出的多个外齿，所述多个外磁体在周向上被磁化，且与在周向上相邻的其他外磁体在周向上反向地被磁化，互相相邻的外磁体的间隙的周向距离为所述外齿的周向的配置间距的1.5倍以上。
若为这样的结构，则由于能够减少在与磁化的方向相反的方向上通过外磁体的磁通，所以能够有效地抑制外磁体的退磁。另外，由于外磁体的间隙的周向距离为外齿的周向的配置间距的1.5倍以上，所以能够充分确保磁阻转矩用的磁通的磁路，能够充分确保磁阻转矩。
在其他的技术方案中，所述外芯由互相分割开的多个芯子片构成，所述转子通过所述芯子片和所述外磁体在周向上交替地排列而构成。
若为这样的结构，则由于在外磁体的径向两侧不存在芯，所以能够减少漏磁，能够提高旋转电机的效率。
在其他的技术方案中，所述外磁体配置成其径向厚度的中心比所述外芯的径向厚度的中心靠径向外侧。
若为这样的结构，则能够增大外磁体与外齿的间隙,能够进一步减少外磁体的退磁。
在其他的技术方案中，所述旋转电机还具备环状的内转子，该环状的内转子包括配置于所述定子的内周围的内芯、和在周向上配置的多个内磁体，所述定子芯还具有从所述磁轭的内周向径向内侧突出的多个内齿，所述旋转电机为双转子型。
若为这样的结构，则由于具有两个转子，所以能够进一步提高旋转电机的输出转矩。
在其他的技术方案中，所述定子线圈卷绕成在施加了电流时形成于所述外齿侧的磁场的极性与形成于所述内齿侧的磁场的极性相同。
若为这样的结构，则由于流经外芯、内齿以及外齿的磁通增加，所以能够进一步提高旋转电机的输出。
根据本发明，由于能够减少在与磁化的方向相反的方向上通过外磁体的磁通，所以能够有效地抑制外磁体的退磁。另外，由于外磁体的间隙的周向距离为外齿的周向的配置间距的1.5倍以上，所以能够充分确保磁阻转矩用的磁通的磁路，能够充分确保磁阻转矩。
附图说明
以下将参照附图来说明本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术和工业重要性，其中同样的附图标记表示同样的部件，并且附图中：
图1是作为实施方式的旋转电机的概略性的纵剖面图。
图2是旋转电机的横截面图。
图3是示出在周向上使外磁体磁化了的情况下的磁通的流动的示意图。
图4是示出在径向上使外磁体磁化了的情况下的磁通的流动的示意图。
图5是说明外磁体的位置以及尺寸的图。
图6是示出定子线圈的其他卷绕方式和磁通密度的图。
图7是示出定子线圈的其他卷绕方式和磁通密度的图。
图8是示出外转子的另一例的图。
图9是示出旋转电机的另一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是作为基本的实施方式的旋转电机10的概略性的纵剖面图。另外，图2是旋转电机10的横截面图。该旋转电机10是具有一个定子14和两个转子16、18的双转子型的旋转电机。更具体而言，如图1、图2所示，在旋转轴20的外周面固定有内转子16，在该内转子16的外周围配置有定子14，而且，在定子14的外周围配置有外转子18。
外转子18经由连结部件22固定于旋转轴20。连结部件22是插通并固定于旋转轴20的大致平板状部件。从连结部件22中的与外转子18相对的面设置有朝向该外转子18延伸的环状肋22a。该环状肋22a的顶端面固定于外转子18的轴向端面。并且，外转子18旋转的力经由该连结部件22向旋转轴20传递。此外，此处所示的连结部件22的结构为一例，只要外转子18以及内转子16的旋转力被向旋转轴20传递，则也可以是其他结构。例如，连结部件22也可以是不固定于旋转轴20而固定于内转子16的结构，在该情况下，外转子18的旋转力经由连结部件22以及内转子16向旋转轴20传递。另外，作为另外的形态，也可以设为如下结构：不将内转子16固定于旋转轴20，将内转子16以及外转子18固定于连结部件22，并将该连结部件22固定于旋转轴20。总之，在双转子型的旋转电机10中，内转子16以及外转子18的旋转力被向一个旋转轴20传递。
定子14具有定子芯26和卷绕于该定子芯26的定子线圈28。如图2所示，定子芯26大致划分为圆环状的磁轭29、从该磁轭29的内周向径向内侧突出的多个内齿30、以及从该磁轭的外周向径向外侧突出的多个外齿32。相邻的两个内齿30之间的空间成为内槽31，相邻的两个外齿32之间的空间成为外槽33。
内齿30的配置间距角度以及相位与外齿32的配置间距角度以及相位相同。在图示例中，内齿30以及外齿32均以15度间隔在周向上排列，作为整体，内齿30以及外齿32分别设置有各24个。即，内侧以及外侧均槽数为24。这样的定子芯26由多个电磁钢板(例如硅钢板)构成。将多个电磁钢板互相定位并接合而构成定子芯26。
定子线圈28由三相的线圈、即U相线圈、V相线圈以及W相线圈构成。三相的线圈各自的一端与输入输出端子(未图示)连接，三相线圈各自的另一端互相结合而构成中性点。即，该定子线圈28被星形接线。此外，当然也可以采用其他接线形态例如三角形接线等来代替星形接线。
构成各相的线圈的绕组线(日文：巻線)卷绕于定子芯26。作为绕组线的卷绕方式，已知有：绕组线以跨越多个槽的方式进行卷绕的分布绕组、将绕组线卷绕于一个齿的集中绕组、以及将绕组线卷绕于磁轭29的环形绕组等。在本实施方式中，以环形绕组对绕组线进行卷绕，即将绕组线卷绕于磁轭29。此外，在该情况下，在向定子线圈28施加了电流时，形成于外齿32侧的磁场的极性与形成于内齿30侧的磁场的极性相反。
内转子16是配置于定子14的内侧的转子，并具有圆环状的内芯34和埋入于该内芯34的内磁体36。内芯34通过将多个电磁钢板(例如硅钢板)层叠而构成。内磁体36是构成内转子16的磁极的永磁体。该内磁体36在轴向上观察时呈扁平的大致长方形，在其短边方向上被磁化。内磁体36的形状、个数、配置位置等没有特别限定，但如后所述那样内转子16的磁极的个数优选与外转子18的磁极的个数相同。在本实施方式中，在内转子16设置有8个极的磁极，一个磁极由配置成朝向径向外侧打开的大致V字状的两个内磁体36构成。因此，作为内转子16整体，设置有磁极的数量的2倍、即16个内磁体36。另外，内转子16的d轴Ldi与外转子18的d轴Ldo优选一致。在此，内转子16的d轴Ldi是指将构成一个磁极的两个内磁体36之间的间隙的周向中心、与旋转电机10的中心点连结的直线。
外转子18是配置于定子14的外周围的转子，并具备外芯38和多个外磁体40。外芯38为大致圆环状，从内周侧切出缺口呈大致矩形状而成的磁体收纳部39在周向上隔有间隔地形成。这样的外芯38通过将多个电磁钢板(例如硅钢板)层叠而构成。
外磁体40是构成外转子18的磁极的永磁体。外磁体40在轴向上观察时为大致长方形，其一边以与周向大致平行那样的姿势进行配置。并且，在本实施方式中，使该外磁体40在大致周向上磁化。即，关于外磁体40，其周向上的一端为N极，其周向上的另一端为S极。另外，使在周向上相邻的两个外磁体40的磁化的方向互相在周向上反向。即，在周向上相邻的两个外磁体40的相对面在互相成为相同极那样的方向上磁化。在该情况下，由在周向上相邻的两个外磁体40各自的周向上的单侧部分构成一个磁极。换言之，一个外磁体40构成一个N磁极的一部分，并且构成一个S磁极的一部分。并且，将相邻的两个外磁体40之间的间隙的周向中心、与旋转电机10的中心点连结的直线成为外转子18的d轴Ldo。
在本实施方式中，使该外转子18的磁极数为与内转子16的磁极数相同的8个极。因此，外转子18整体设置有8个外磁体40。另外，在本实施方式中，使外转子18的磁极的d轴Ldo与内转子16的磁极的d轴Ldi一致。这样，只要使两个d轴Ldo、Ldi一致，就能够使转子16、18的磁极相对于定子14的旋转磁场的角度关系在外侧以及内侧为相同。结果，在外侧以及转子侧，不需要电流·电压的控制的切换。此外，在本实施方式中，在使定子线圈28为环形绕组的关系上，形成于定子14的旋转磁场的极性在内侧以及外侧相反。在该情况下，关于隔着定子14而在径向上相对的内转子16的磁极以及外转子18的磁极，使其极性互相相同。即，在隔着定子14与外转子18的N磁极相反的一侧配置内转子16的N磁极，在隔着定子14与外转子18的S磁极相反的一侧配置内转子16的S磁极。
在此，参照图3、图4对如本实施方式那样使外磁体40在周向上磁化的原因进行说明。图3是示出使外磁体40在周向上磁化了的情况下的磁通的流动的示意图，图4是示出使外磁体40在径向上磁化了的情况下的磁通的流动的示意图。
伴随着向定子线圈28施加三相交流电流而产生磁通，但该磁通的一部分从外齿32向外转子18流动，或者从外转子18向外齿32流动。也就是说，在外转子18产生在径向上流动的磁通。如图4所示，在使外磁体40在径向上磁化了的情况下，产生磁通在与该外磁体40的磁化的方向相反的方向上流动的、所谓的“反磁场”。在图4的例子中，在区域E1中产生了反磁场。当产生这样的反磁场时，产生外磁体40的磁力减小的退磁。并且，由于外磁体40退磁，从而导致磁转矩的下降，进而导致旋转电机10的输出转矩的下降。
另一方面，在本实施方式中，如前所叙那样，另外，如图3所示，使外磁体40在周向上磁化，在磁极的中央部分不配置外磁体40，而是配置了外芯38。在该情况下，流经外转子18的磁通的大部分流经外芯38。具体而言，作为流经外转子18的磁通，存在以将外磁体40的周向端部与特定的外齿32连结的方式流动的磁通、和/或在从一个外齿32流入后，在外芯38中沿周向前进，之后向其他外齿32流出的磁通等。这样，磁通的大部分流经外芯38，流经外磁体40的磁通少。换言之，在图3的形态中，能够大幅度地减少与外磁体40的磁化方向交叉地流动的磁通。因此，根据图3的结构，与图4的情况相比，能够大幅度地减小反磁场。结果，能够防止外磁体40的退磁，进而同时有效地防止磁转矩的下降。另外，越成为高温，则退磁越容易发生，但在本实施方式中，能够与抑制反磁场相应地，提高能够防止退磁的外磁体40的耐热温度。结果，能够增加施加于定子线圈28的三相交流电流的电流值和/或频率，能够增加旋转电机10的输出转矩。
接着，参照图5说明外磁体40的优选的尺寸以及配置。为了提高旋转电机10的效率，优选的是，不仅利用由永磁体产生的磁转矩，也利用由凸极与旋转磁场的极的吸引力产生的磁阻转矩。在本实施方式中，为了充分确保该磁阻转矩，将在周向上相邻的外磁体40之间的间隙的周向距离Da设为外齿32的周向配置间隔Db的1.5倍以上、即Da≥1.5×Db。这样，在设为了Da≥1.5×Db的情况下，至少两个外齿32与磁体间的间隙部分相面对，能够确保磁阻转矩用的磁通的磁路宽。并且，由此，能够充分确保磁阻转矩。此外，磁阻转矩用的磁通是指不经由外磁体40而是从一个外齿32经由外芯38向其他外齿32流动的磁通。
不过，在增大磁体间的间隙部分的周向距离Da时，外磁体40的磁力变小，另外，反磁场增加。即，若外转子18的磁极数相同，则周向距离Da越大，外磁体40的周向长度Dm(参照图2)越小，进而，外磁体40的尺寸越小。若外磁体40的尺寸变小，则与此相应地，导致磁力的下降，导致磁转矩的下降。另外，当改变外磁体40的周向长度Dm而进行了模拟时，周向长度Dm越长，则反磁场越减小。因此，若考虑确保充分的磁转矩和/或防止反磁场的减少，则优选不使磁体间的间隙部分的周向距离Da过度增大。因此，例如，优选使磁体间的间隙部分的周向距离Da为外齿32的周向配置间隔Db的3倍左右(Da≈3×Db)。
另外，当改变外磁体40与定子芯26(外齿32)的间隙G而进行了模拟时，间隙G越大，则反磁场越倾向于减小。因此，为了进一步减小反磁场，如图5所示，外磁体40优选配置成其径向厚度的中心Cm比外芯38的径向厚度的中心Cc靠径向外侧。通过这样的配置，能够进一步增大间隙G，进而，能够进一步减少退磁。
以上，如说明了的那样，根据本实施方式，外磁体40在周向上被磁化，且与在周向上相邻的其他外磁体40反向地被磁化，所以能够有效地防止该外磁体40的退磁，另外，能够提高外磁体40的耐热温度。并且，作为结果，能够进一步提高旋转电机10的输出转矩。另外，在本实施方式中，将在周向上相邻的两个外磁体40之间的间隙的周向距离Da设为外齿32的周向配置间隔Db的1.5倍以上。因此，能够充分确保磁阻转矩用的磁通的磁路，能够充分确保磁阻转矩。而且，将外磁体40配置成其径向厚度的中心Cm比外芯38的径向厚度的中心Cc靠径向外侧。结果，能够增大外磁体40与外齿32的间隙G，能够进一步减小反磁场。
接着，说明本实施方式的变形例。在此前的说明中，使定子线圈28为环形绕组，但定子线圈28也可以以其他卷绕方式构成。例如，定子线圈28也可以以通过跨越多个槽的方式卷绕绕组线的分布绕组构成。另外，作为另外的形态，如图6、图7所示，定子线圈28也可以以由搭接线将绕组线卷绕于一个齿30、32而成的单线圈连接的集中绕组构成。而且，作为集中绕组，存在绕组线的卷绕的方向如图6所示那样在外侧与内侧成为相同方向的方式、和如图7所示那样在外侧与内侧成为相反方向的方式。
在图6的情况下，在向定子线圈28施加了三相交流电流时，形成于内侧的旋转磁场以及形成于外侧的旋转磁场的极性成为互相相同。以下，将旋转磁场的极性在外侧以及内侧成为互相相同的形态称为“极性相同方式”。在该极性相同方式的情况下，隔着定子14而在径向上相对的内转子16的磁极以及外转子18的磁极优选其极性互相相反。即，如图6所示，在隔着定子14与外转子18的N磁极相反的一侧配置内转子16的S磁极。
另外，在图7的情况下，在向定子线圈28施加了三相交流电流时，形成于内侧的磁场以及形成于外侧的磁场的极性互相相反。以下，将旋转磁场的极性在外侧以及内侧成为互相相反的形态称为“极性相反方式”。该极性相反方式不仅在将定子线圈28如图7那样卷绕了的情况下成立，也在如图2那样将定子线圈28以环形绕组进行卷绕了的情况下成立。在该极性相反方式的情况下，隔着定子14而在径向上相对的内转子16的磁极以及外转子18的磁极优选其极性互相相同。即，如图2、图7所示，在隔着定子14与外转子18的N磁极相反的一侧配置内转子16的N磁极。
在此，在图6、图7中，黑剖面线部位表示在向定子线圈28施加了电流时磁通密度高的部位，黑色越浓，则表示磁通密度越高。通过比较该图6、图7可明确得知：图6所示的极性相同方式与图7所示的极性相反方式相比，流经外芯38以及齿30、32的磁通增加。这样，若流经外芯38以及齿30、32的磁通增加，则与此相应地输出转矩增加。因此，在欲增加旋转电机10的输出转矩的情况下，如图6所示，优选采用在外侧以及内侧使形成的旋转磁场的极性为相反的极性相反方式。不过，当然也可以根据需要采用极性相同方式。
另外，此前，使外芯38为大致圆环状的单一部件，但外芯38也可以由互相分割开的多个芯子片38a构成。即，如图8所示，也可以使芯子片38a和外磁体40在周向上交替配置而构成外转子18。在该情况下，由于在外磁体40的径向外侧不存在芯，所以与图2所示的在径向外侧存在芯的情况相比，漏磁下降。结果，能够更有效地利用磁通，能够提高旋转电机10的效率。
另外，在此前的说明中，使内齿30和外齿32为互相相同的个数，但也可以使其为互相不同的个数。例如，如图9所示，也可以使外齿32的个数(外侧的槽数)为内齿30的个数(内侧的槽数)的2倍。另外，此前说明了的磁极数、槽数均为一例，也可以适当变更。另外，外齿32和内齿30的相位优选为相同，但也可以存在相位差。在该情况下，优选的是，根据内齿30与外齿32的相位差，也设置内转子16的磁极与外转子18的磁极的相位差。
另外，此前，说明了在一个定子14的径向两侧具有两个转子16、18的双转子型的旋转电机10，但本实施方式的技术只要具有配置于比定子靠径向外侧的位置的转子，则也可以应用于其他形态的旋转电机。例如，本实施方式的技术也可以应用于在一个定子的外侧具有一个转子的外转子型的旋转电机、在一个转子的径向两侧具有两个定子的双定子型的旋转电机等。另外，在此前的说明中，仅使外磁体40在周向上磁化，但也可以使内磁体36在周向上磁化。另外，此前说明了的实施方式以及变形例只要在互相不产生矛盾的范围内，则也可以适当组合。因此，例如，也可以是，在图2所示的结构中，将定子线圈28的卷绕方式变更为图6所示的方式，并且使外芯38如图8所示那样由多个芯子片38a构成。

Claims (5)

1.一种旋转电机，其特征在于，具备：
定子，其包括定子芯和卷绕于所述定子芯的定子线圈；和
环状的外转子，其包括配置于所述定子的外周围的外芯、和在周向上隔有间隔地排列的多个外磁体，
所述定子芯具有环状的磁轭、和从所述磁轭的外周向径向外侧突出的多个外齿，所述多个外磁体在周向上被磁化，且与在周向上相邻的其他外磁体在周向上反向地被磁化，互相相邻的外磁体的间隙的周向距离为所述外齿的周向的配置间距的1.5倍以上。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述外芯由多个芯子片构成，
所述外转子通过所述芯子片和所述外磁体在周向上交替地排列而构成。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
所述外磁体配置成其径向厚度的中心比所述外芯的径向厚度的中心靠径向外侧。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述旋转电机还具备环状的内转子，该环状的内转子包括配置于所述定子的内周围的内芯、和在周向上配置的多个内磁体，所述定子芯还具有从所述磁轭的内周向径向内侧突出的多个内齿，所述旋转电机为双转子型。
5.根据权利要求4所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子线圈卷绕成在施加了电流时形成于所述外齿侧的磁场的极性与形成于所述内齿侧的磁场的极性相同。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110676998A (zh) * 2019-08-30 2020-01-10 北斗航天汽车（北京）有限公司 一种双转子电机结构
CN113169647A (zh) * 2019-02-26 2021-07-23 松下知识产权经营株式会社 磁齿轮电机

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI699074B (zh) * 2017-09-29 2020-07-11 日商日立金屬股份有限公司 徑向間隙式旋轉電機及其製造方法、旋轉電機用齒片的製造裝置、旋轉電機用齒構件的製造方法
KR102016250B1 (ko) * 2018-02-08 2019-08-29 엘지전자 주식회사 스테이터 구조를 개선한 듀얼 로터 타입 모터
JP7103122B2 (ja) * 2018-09-27 2022-07-20 株式会社デンソー 回転電機
RU2718603C1 (ru) * 2018-12-29 2020-04-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" Устройство генерирования электроэнергии
RU2711238C1 (ru) * 2019-03-21 2020-01-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Синхронный генератор с трехконтурной магнитной системой
RU2723297C1 (ru) * 2020-02-07 2020-06-09 Олег Михайлович Тришин Статор электродвигателя
US11923733B2 (en) * 2020-08-28 2024-03-05 Quantentech Limited High efficiency high density motor and generator with multiple airgaps
CN112234785B (zh) * 2020-10-20 2022-05-10 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 双转子电机及空调机组

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2392315A (en) * 2002-05-10 2004-02-25 Delta Invest Ltd Rotor and stator for a permanent magnet motor
JP2005333727A (ja) * 2004-05-20 2005-12-02 Mitsubishi Electric Corp エレベータ駆動装置
CN202856573U (zh) * 2012-08-03 2013-04-03 东南大学 一种多自由度的开关磁阻电机
JP2016093052A (ja) * 2014-11-10 2016-05-23 株式会社デンソー 回転電機

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1102385B1 (en) 1999-11-18 2006-05-10 Denso Corporation Rotary electric machine for vehicle
JP4019595B2 (ja) * 2000-03-15 2007-12-12 株式会社デンソー 車両用回転電機
ATE348439T1 (de) 2001-03-28 2007-01-15 Mitsuba Corp Dynamoelektrische maschine mit einer feldsteuerspule
US6924574B2 (en) * 2003-05-30 2005-08-02 Wisconsin Alumni Research Foundation Dual-rotor, radial-flux, toroidally-wound, permanent-magnet machine
JP2009148109A (ja) * 2007-12-17 2009-07-02 Mitsubishi Electric Corp ３相磁石発電機
US8847464B2 (en) * 2008-06-12 2014-09-30 General Electric Company Electrical machine with improved stator flux pattern across a rotor that permits higher torque density
JP2012147601A (ja) 2011-01-13 2012-08-02 Honda Motor Co Ltd アウターロータ型回転電機
RU112536U1 (ru) * 2011-05-20 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Магнитоэлектрический электромеханический преобразователь с кольцевой обмоткой
JP5723987B2 (ja) * 2011-06-27 2015-05-27 株式会社日立製作所 磁気歯車型回転電機
US9502931B2 (en) 2012-03-23 2016-11-22 Asmo Co., Ltd. Brushless motor
JP5865174B2 (ja) * 2012-05-11 2016-02-17 アスモ株式会社 ブラシレスモータ
US10326322B2 (en) * 2012-08-20 2019-06-18 Rensselaer Polytechnic Institute Double-rotor flux-switching machine
KR101497502B1 (ko) * 2013-02-19 2015-03-03 (주) 코모텍 전동기 및 전동기 제조방법
JP6501507B2 (ja) * 2014-06-02 2019-04-17 株式会社小松製作所 回転電機及び回転電機の制御装置
JP2016005412A (ja) 2014-06-19 2016-01-12 株式会社明電舎 バーニアモータ
US9621014B2 (en) * 2014-07-31 2017-04-11 Mcmaster University Torque ripple and radial force reduction in double-rotor switched reluctance machines
JP6446932B2 (ja) * 2014-09-16 2019-01-09 スズキ株式会社 回転電機
JP2016063572A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 スズキ株式会社 回転電機
JP6540038B2 (ja) * 2015-01-22 2019-07-10 株式会社デンソー アウターロータ型回転電機
US10312780B2 (en) * 2015-10-21 2019-06-04 Mcmaster University Double-rotor switched reluctance machine with segmented rotors
US10566876B2 (en) * 2016-02-25 2020-02-18 Hitachi, Ltd. Axial gap rotary electric machine
RU166023U1 (ru) * 2016-03-28 2016-11-10 Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" Бесконтактный биротативный электромеханический преобразователь

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2392315A (en) * 2002-05-10 2004-02-25 Delta Invest Ltd Rotor and stator for a permanent magnet motor
JP2005333727A (ja) * 2004-05-20 2005-12-02 Mitsubishi Electric Corp エレベータ駆動装置
CN202856573U (zh) * 2012-08-03 2013-04-03 东南大学 一种多自由度的开关磁阻电机
JP2016093052A (ja) * 2014-11-10 2016-05-23 株式会社デンソー 回転電機

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113169647A (zh) * 2019-02-26 2021-07-23 松下知识产权经营株式会社 磁齿轮电机
CN113169647B (zh) * 2019-02-26 2024-05-31 松下知识产权经营株式会社 磁齿轮电机
CN110676998A (zh) * 2019-08-30 2020-01-10 北斗航天汽车（北京）有限公司 一种双转子电机结构

Also Published As

Publication number Publication date
RU2664505C1 (ru) 2018-08-20
KR20180062939A (ko) 2018-06-11
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KR101952040B1 (ko) 2019-02-25
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