JP2012130206A - 多重回転子形電動機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定子回転磁界を形成する固定子巻線31を有してケース2に固定された固定子3と、固定子回転磁界との電磁相互作用によりトルクを生起する回転界磁部41および固定子回転磁界との電磁誘導作用により誘導起電力を生起する誘導巻線44および誘導巻線44に電気接続されて固定子回転磁界と同じ回転方向の回転子回転磁界を形成する回転子巻線47を有し回転自在に軸承された複合回転子4と、回転子回転磁界との電磁相互作用によりトルクを生起する出力界磁部51を有し複合回転子4よりも高速で回転可能な回転子5と、回転子5に結合され回転自在に軸承された出力軸6と、固定子巻線に周波数の異なる二つの交流電流を重累して通電する電源部7と、を備える。
【選択図】図1
Description
11:同軸内外配置例 12:タンデム配置例
2:ケース 21〜28:軸受け部
3、30:固定子
31:固定子巻線 31U1、31U2:U相コイル
31V1、31V2:V相コイル 31W1:W相コイル
32:コア
4、40、400:複合回転子
41:回転界磁部 42:外側コア
44:誘導巻線 44U1、44U2:U相コイル
44V1、44V2:V相コイル 44W1:W相コイル
45:磁気分離部
47:回転子巻線 47U1、47U2:U相コイル
47V1、47V2:V相コイル 47W1:W相コイル
48:内側コア
49:接続リード
4M:中間軸 4N:中間軸
5、50:回転子 51:出力界磁部 52:コア
6、60:出力軸
7:電源部
71:直流電源装置 72:インバータ装置 73:インバータ制御部
8:トロイダルコイル群
81〜84:U−V相トロイダルコイル
85〜87:V−U相トロイダルコイル
88、89:W−W相トロイダルコイル
Claims (11)
- 固定子回転磁界を形成する固定子巻線を有してケースに固定された固定子と、
前記固定子回転磁界との電磁相互作用によりトルクを生起する回転界磁部および、前記固定子回転磁界との電磁誘導作用により誘導起電力を生起する誘導巻線および、前記誘導巻線に電気接続されて前記固定子回転磁界と同じ回転方向の回転子回転磁界を形成する回転子巻線を有し、前記ケースに回転自在に軸承された複合回転子と、
前記回転子回転磁界との電磁相互作用によりトルクを生起する出力界磁部を有し、前記複合回転子と同じ方向にかつ前記複合回転子よりも高速で回転可能な回転子と、
前記回転子に結合され、前記ケースまたは前記複合回転子に回転自在に軸承された出力軸と、
前記固定子巻線に周波数の異なる二つの交流電流を重累して通電する電源部と、
を備えることを特徴とする多重回転子形電動機。 - 請求項1において、前記電源部が前記固定子巻線に通電する周波数f1の第1交流電流により形成される第1固定子回転磁界の磁束Φ1、回転数n1、および前記固定子巻線と前記回転界磁部との間のトルクT1とし、周波数f2の第2交流電流により形成される第2固定子回転磁界の磁束Φ2、回転数n2、および前記固定子巻線と前記回転界磁部との間のトルクT2とし、前記回転子巻線と前記出力界磁部との間のトルクToutとしたとき、
前記磁束Φ1<前記磁束Φ2、かつ前記トルクT1<前記トルクT2、かつ(前記トルクT2−前記トルクT1)>前記トルクToutであり、
さらに、前記回転数n1<前記回転数n2であることを特徴とする多重回転子形電動機。 - 請求項2において、前記第1固定子回転磁界と前記第2固定子回転磁界の回転方向が同じ場合は、前記回転数n1<前記回転数n2であり、
前記第1固定子回転磁界と前記第2固定子回転磁界の回転方向が異なる場合は前記回転数n1を負値で表し、0<(前記回転数n1の絶対値)<(2×前記回転数n2)であることを特徴とする多重回転子形電動機。 - 請求項1〜3のいずれか一項において、前記複合回転子の前記回転界磁部および前記誘導巻線が有するコアと、前記回転子巻線が有するコアとの間を磁気的に分離する磁気分離部を有することを特徴とする多重回転子形電動機。
- 請求項1〜4のいずれか一項において、前記固定子の前記固定子巻線および前記複合回転子の前記回転界磁部で構成される第1モータユニットと、前記複合回転子の前記回転子巻線および前記回転子の前記出力界磁部で構成される第2モータユニットとは、回転数とトルクとの関係を示す出力特性が互いにほぼ同一であることを特徴とする多重回転子形電動機。
- 請求項5において、前記第2モータユニットは、前記第1モータユニットの回転数の2倍まで出力可能であることを特徴とする多重回転子形電動機。
- 請求項1〜6のいずれか一項において、前記固定子の前記固定子巻線、前記複合回転子の前記誘導巻線および前記回転子巻線は全て三相結線されており、かつ、前記誘導巻線と前記回転子巻線とは二相が入れ替えられて電気接続されていることを特徴とする多重回転子形電動機。
- 請求項1〜7のいずれか一項において、前記固定子の前記固定子巻線、前記複合回転子の前記誘導巻線および前記回転子巻線は、すべて同じコイル構成とされかつ周方向の相の配列順も一致していることを特徴とする多重回転子形電動機。
- 請求項8において、前記複合回転子の前記誘導巻線および前記回転子巻線は三相結線されており、周方向に関する前記複合回転子の前記誘導巻線の三相の位置と前記回転子巻線の三相の位置とは一致することを特徴とする多重回転子形電動機。
- 請求項6〜9のいずれか一項において、前記複合回転子の前記誘導巻線および前記回転子巻線の中でそれぞれY結線またはΔ結線を行って各相端子を構成し、前記誘導巻線および前記回転子巻線の対応する各相端子のいずれか二相を入れ替えて電気接続することを特徴とする多重回転子形電動機。
- 請求項1〜6のいずれか一項において、前記複合回転子の前記誘導巻線および前記回転子巻線に代えてトロイダルコイル群を用いることを特徴とする多重回転子形電動機。
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