JP4682729B2

JP4682729B2 - Switched reluctance motor

Info

Publication number: JP4682729B2
Application number: JP2005212433A
Authority: JP
Inventors: 敬米盛; 宣英瀬尾
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2025-07-22
Also published as: JP2007037213A

Description

本発明は、スイッチドリラクタンスモータに関する。 The present invention relates to a switched reluctance motor.

例えば特許文献１に開示されているように、ロータに永久磁石を有しないスイッチドリラクタンスモータを発電機として動作させることが知られている。具体的にスイッチドリラクタンスモータを発電機として動作させる際には、各ステータ突極のコイルに対する電流の供給を所定のタイミングで停止させるようにする。つまり、ステータが有するコイル内、一部のコイルを界磁コイルとして界磁場を形成し、他のコイルを発電コイルとして発電を行う。こうした発電方法では、特許文献１に開示されているように、界磁コイルとするコイルをロータの回転に同期して周方向に変更させる形態と、ロータの回転に同期しないで常に同じコイルを界磁コイルとする形態とが考えられる。
特開２００１−２５２８６号公報 For example, as disclosed in Patent Document 1, it is known to operate a switched reluctance motor having no permanent magnet in a rotor as a generator. Specifically, when the switched reluctance motor is operated as a generator, the supply of current to the coils of the stator salient poles is stopped at a predetermined timing. That is, in the coils of the stator, a field magnetic field is formed using some coils as field coils, and power is generated using other coils as power generation coils. In such a power generation method, as disclosed in Patent Document 1, the field coil is changed in the circumferential direction in synchronism with the rotation of the rotor, and the same coil is always arranged in the field without synchronizing with the rotation of the rotor. It is conceivable to use a magnetic coil.
JP 2001-25286 A

しかしながら、上述した２つの形態のスイッチドリラクタンスモータの発電方法はいずれも、回転軸に直交する同一平面上に界磁コイルと発電コイルとを配置する形態となるため、当該平面内で閉ループとなる界磁場が形成される。この場合、界磁コイルと各発電コイルとの距離が一定にはならないため、各発電コイルに対する界磁場の強度は均一にならない。その結果、各発電コイルによって得られる発電電流にノイズが多く含まれ、発電効率は低下する。 However, since the power generation methods of the above-described two forms of switched reluctance motor are both configured such that the field coil and the power generation coil are arranged on the same plane orthogonal to the rotation axis, a closed loop is formed in the plane. A field magnetic field is formed. In this case, since the distance between the field coil and each power generating coil is not constant, the strength of the field magnetic field for each power generating coil is not uniform. As a result, a large amount of noise is included in the generated current obtained by each power generation coil, and the power generation efficiency decreases.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発電効率の高いスイッチドリラクタンスモータを提供することにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a switched reluctance motor having high power generation efficiency.

本発明は、それぞれコイルが設けられかつ、周方向に等間隔に配置された複数個のステータ突極を有するステータと、周方向に等間隔に配置された、上記ステータ突極とは異なる数の複数個のロータ突極を有すると共に、回転軸回りに回転可能なロータと、からなるモータ本体を備えたスイッチドリラクタンスモータを対象とする。 The present invention provides a stator having a plurality of stator salient poles each provided with a coil and equally spaced in the circumferential direction, and a different number of the stator salient poles equally spaced in the circumferential direction. The present invention is directed to a switched reluctance motor including a motor body having a plurality of rotor salient poles and a rotor rotatable around a rotation axis.

上記スイッチドリラクタンスモータは、少なくとも発電時に、上記モータ本体に対して上記回転軸方向に近接して配置されて、当該モータ本体と共に発電用の界磁場を形成する界磁場形成部材をさらに備え、上記界磁場形成部材は、磁力発生部と、ヨーク部と、を有しており、上記ヨーク部は、上記回転軸上に配置される中央部と、少なくとも上記各ステータ突極に対応する位置に配置されることによって、上記中央部に対して軸対称に配置される周縁部と、を有し、駆動時には、上記各ステータ突極のコイルに通電してロータ駆動用の界磁場を形成する一方、発電時には、上記界磁場形成部材及び上記モータ本体によって発電用の界磁場を形成し、上記各ステータ突極のコイルにより発電する。 The switched reluctance motor further includes a field magnetic field forming member that is disposed close to the motor main body in the direction of the rotation axis and generates a field magnetic field for power generation with the motor main body at least during power generation, The field magnetic field forming member has a magnetic force generating part and a yoke part, and the yoke part is arranged at a position corresponding to each stator salient pole and a central part arranged on the rotating shaft. And a peripheral portion disposed axially symmetrically with respect to the central portion, and during driving, energizing the coils of the stator salient poles to form a field magnetic field for driving the rotor, During power generation, a field magnetic field for power generation is formed by the field magnetic field forming member and the motor body, and power is generated by the coils of the stator salient poles.

この構成によると、駆動時は、従来のスイッチドリラクタンスモータと同様に、各ステータ突極のコイルを界磁コイルとして、その複数の界磁コイルに対して周方向に順次通電する。このことにより、ロータを回転させる（トルクを発生させる）。 According to this configuration, at the time of driving, similarly to the conventional switched reluctance motor, the coils of the stator salient poles are used as field coils, and the plurality of field coils are sequentially energized in the circumferential direction. As a result, the rotor is rotated (torque is generated).

一方、発電時には、モータ本体及び該モータ本体に対して回転軸方向に近接する界磁場形成部材によって界磁場を形成するが、界磁場形成部材は、中央部と周縁部とを備えたヨーク部を備えているため、回転軸を中心として放射状（軸対称）でかつ、回転軸方向に閉ループ状の、安定した界磁場が形成される。それによって、周方向に等間隔に配置された各ステータ突極のコイル（発電コイル）における界磁場強度が均一になり、発電電流のノイズが少なくなって、発電効率が向上する。 On the other hand, during power generation, a field magnetic field is formed by a motor main body and a field magnetic field forming member that is close to the motor main body in the direction of the rotation axis. The field magnetic field forming member includes a yoke portion having a central portion and a peripheral portion. Therefore, a stable field magnetic field that is radial (axisymmetric) about the rotation axis and closed loop in the direction of the rotation axis is formed. Thereby, the field magnetic field strength in the coils (power generation coils) of the stator salient poles arranged at equal intervals in the circumferential direction becomes uniform, the noise of the generated current is reduced, and the power generation efficiency is improved.

また、上記磁力発生部は、上記中央部に配置された永久磁石からなり、上記界磁場形成部材は、上記回転軸上において上記モータ本体に対する相対位置を変更可能に構成されており、上記スイッチドリラクタンスモータは、駆動時には、上記界磁場形成部材を上記モータ本体に対し所定距離以上離間して配置する一方、発電時には、上記界磁場形成部材を上記モータ本体に対し近接して配置することによって上記界磁場形成部材を及び上記モータ本体により発電用の界磁場を形成している。 The upper Symbol magnetic force generating unit is made of permanent magnets arranged in the central portion, the boundary magnetic field forming member is capable of changing the relative position with respect to the motor body on the rotatable shaft, the switch In the reluctance motor, the field magnetic field forming member is disposed at a predetermined distance or more away from the motor main body during driving, while the field magnetic field forming member is disposed close to the motor main body during power generation. A field magnetic field for power generation is formed by the field magnetic field forming member and the motor body.

すなわち、駆動時には、界磁場形成部材をモータ本体に対して所定距離以上離間させることによって、上記永久磁石による界磁場を形成しない。つまり、従来のスイッチドリラクタンスモータと同様の構成になる。一方、発電時には、界磁場形成部材をモータ本体に近接して配置することによって、永久磁石によって、回転軸を中心として放射状でかつ、回転軸方向に閉ループ状の界磁場が形成される。この構成では、発電用の界磁場を形成するにあたり電流を供給する必要がないため、発電効率の更なる向上が図られる。 That is, at the time of driving, the field magnetic field forming member is not formed by the permanent magnet by separating the field magnetic field forming member from the motor body by a predetermined distance or more. That is, it becomes the structure similar to the conventional switched reluctance motor. On the other hand, at the time of power generation, the field magnetic field forming member is arranged close to the motor body, so that a permanent magnet forms a field magnetic field radially around the rotation axis and in the direction of the rotation axis. In this configuration, since it is not necessary to supply a current when forming a field magnetic field for power generation, the power generation efficiency can be further improved.

以上説明したように、本発明のスイッチドリラクタンスモータによると、発電時の界磁場として、回転軸を中心として放射状（軸対称）でかつ、回転軸方向に閉ループ状の、安定かつ周方向に強度が均一化した界磁場が形成されるため、発電電流のノイズを低減して発電効率を向上させることができる。 As described above, according to the switched reluctance motor of the present invention, the field magnetic field at the time of power generation is radial (axisymmetric) around the rotation axis, closed loop in the rotation axis direction, and stable and circumferential strength. Since a uniform field field is formed, it is possible to reduce power generation current noise and improve power generation efficiency.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るスイッチドリラクタンスモータ３が搭載された自動車の駆動系の構成を示している。この自動車は、駆動源としてエンジン１及びモータ３ａを備え、これらエンジン１及びモータ３ａを組み合わせて走行を行うハイブリッド自動車（以下、ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicleとも言う）である。このハイブリッド自動車は、いわゆるシリーズ・パラレル方式のハイブリッド自動車であり、エンジン１の出力軸であるクランクシャフトは、動力分割機構４を通じてモータ３ａ及びジェネレータ３ｂに連結され、さらにモータ３ａは差動機構（デファレンシャルギヤ）６１を介して駆動輪６に連結される。そうして、このＨＥＶでは、上記エンジン１の発生する動力を、動力分割機構４によってジェネレータ３ｂと駆動輪６（モータ３ａ）とに適宜分割して伝達する。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of a drive system of an automobile equipped with a switched reluctance motor 3 according to Embodiment 1 of the present invention. This vehicle is a hybrid vehicle (hereinafter also referred to as HEV: Hybrid Electric Vehicle) that includes the engine 1 and the motor 3a as drive sources and travels by combining the engine 1 and the motor 3a. This hybrid vehicle is a so-called series-parallel hybrid vehicle, and a crankshaft that is an output shaft of the engine 1 is connected to a motor 3a and a generator 3b through a power split mechanism 4, and the motor 3a further includes a differential mechanism (differential). Gear) 61 is connected to drive wheel 6. Thus, in this HEV, the power generated by the engine 1 is appropriately divided and transmitted to the generator 3b and the drive wheels 6 (motor 3a) by the power split mechanism 4.

このＨＥＶには、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ）５が搭載されており、このＥＣＵ５によって、上記エンジン１、モータ３ａ及びジェネレータ３ｂは制御される。 An engine control computer (ECU) 5 is mounted on the HEV, and the engine 1, the motor 3a, and the generator 3b are controlled by the ECU 5.

上記エンジン１は、水素を燃料として車両の駆動力を発生する水素エンジン１であり、本実施形態では特に、図示は省略するが、トロコイド内周面を有する繭状のロータハウジングとサイドハウジングとに囲まれたロータ収容室（気筒）に収容されかつ、クランクシャフトに対して、遊星回転運動をするように支持された概略三角形状のロータを備えた水素ロータリーエンジン１とされている。つまり、ロータは、その外周の３つの頂部にそれぞれ配設されたシール部がロータハウジングのトロコイド内周面に当接した状態で上記クランクシャフトの偏心輪の周りを自転しながら、該クランクシャフトの軸心の周りに公転するようになっており、ロータが１回転する間に、該ロータの各頂部間にそれぞれ形成された作動室が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータを介してクランクシャフトから出力される。 The engine 1 is a hydrogen engine 1 that generates driving force of a vehicle using hydrogen as a fuel. In the present embodiment, although not shown in the drawings, a saddle-shaped rotor housing having a trochoid inner peripheral surface and a side housing are provided. The hydrogen rotary engine 1 includes a substantially triangular rotor that is housed in an enclosed rotor housing chamber (cylinder) and supported so as to perform planetary rotational movement with respect to the crankshaft. In other words, the rotor rotates around the eccentric wheel of the crankshaft while the seal portions respectively disposed on the three tops of the outer periphery thereof are in contact with the trochoid inner peripheral surface of the rotor housing. It revolves around the shaft center, and while the rotor makes one rotation, the working chamber formed between the tops of the rotor moves in the circumferential direction, and intake, compression, expansion (combustion) And each process of exhaust is performed, and the rotational force generated by this is output from the crankshaft via the rotor.

また、上記水素ロータリーエンジン１は、２つのロータハウジングを３つのサイドハウジングの間に挟み込むようにして一体化し、その間に形成される２つの気筒にそれぞれロータを収容した２ロータタイプのものとされており、１気筒につき、筒内に燃料を直接噴射する、電子制御式の燃料噴射弁１９，１９（インジェクタ）が２つ設けられている。尚、上記水素エンジン１はロータリーエンジンに限らず、レシプロエンジンであってもよい。 The hydrogen rotary engine 1 is of a two-rotor type in which two rotor housings are integrated so as to be sandwiched between three side housings, and the rotors are housed in two cylinders formed therebetween. In addition, two electronically controlled fuel injection valves 19 and 19 (injectors) for directly injecting fuel into the cylinder are provided for each cylinder. The hydrogen engine 1 is not limited to a rotary engine but may be a reciprocating engine.

上記各インジェクタ１９は、水素燃料タンク４０に接続されていて、各インジェクタ１９には、この水素燃料タンク４０から燃料としての水素が供給される。ここで、本実施形態における水素燃料タンク４０は、気体状態の水素を貯蔵する高圧容器であり、水素燃料タンク４０と各インジェクタ１９との間の水素燃料供給系には高圧水素ガスを所定圧力に減圧するレギュレータ４１が介設されている。 Each injector 19 is connected to a hydrogen fuel tank 40, and hydrogen as a fuel is supplied to each injector 19 from the hydrogen fuel tank 40. Here, the hydrogen fuel tank 40 in the present embodiment is a high-pressure container that stores gaseous hydrogen, and the high-pressure hydrogen gas is supplied to a predetermined pressure in the hydrogen fuel supply system between the hydrogen fuel tank 40 and each injector 19. A regulator 41 for reducing the pressure is interposed.

尚、上記エンジン１は水素エンジンに限るものではない。 The engine 1 is not limited to a hydrogen engine.

上記ロータリーエンジン１のクランクシャフトは、動力分割機構４を介して２つのモータ・ジェネレータ３ａ，３ｂに連結されている。これらのモータ・ジェネレータ３ａ，３ｂは共に、状況に応じて電動機と発電機との間で機能が切り替わるようになっているが、通常の走行状況では、符号３ａのモータ・ジェネレータは、エンジンの補助動力を発生する電動機としての機能を主に担い、符号３ｂのモータ・ジェネレータは、エンジン１の動力によって発電を行う発電機としての役割を主に担っている。そこで、以下の説明では、モータ・ジェネレータ３ａをモータ（走行用モータ）と呼び、モータ・ジェネレータ３ｂをジェネレータと呼ぶ。これらモータ３ａ及びジェネレータ３ｂはそれぞれ、本実施形態ではスイッチドリラクタンスモータ３とされており、その構成についての詳細は後述する。 The crankshaft of the rotary engine 1 is connected to two motor / generators 3 a and 3 b via a power split mechanism 4. Both of these motor generators 3a and 3b are adapted to switch functions between the electric motor and the generator depending on the situation. In a normal driving situation, the motor generator 3a is an auxiliary engine. The motor / generator 3b mainly plays a role as a generator that generates electric power using the power of the engine 1. Therefore, in the following description, the motor / generator 3a is called a motor (traveling motor), and the motor / generator 3b is called a generator. Each of the motor 3a and the generator 3b is a switched reluctance motor 3 in the present embodiment, and details of the configuration will be described later.

上記動力分割機構４は、サンギヤ、リングギヤ、及びプラネタリキャリアを有する遊星歯車であり、上記サンギヤはジェネレータ３ｂに、リングギヤはモータ３ａに、プラネタリキャリアはロータリーエンジン１に、それぞれ接続されている。 The power split mechanism 4 is a planetary gear having a sun gear, a ring gear, and a planetary carrier. The sun gear is connected to the generator 3b, the ring gear is connected to the motor 3a, and the planetary carrier is connected to the rotary engine 1.

また、上記モータ３ａ及びジェネレータ３ｂは、インバータ２５を介してバッテリ４２に接続されている。 The motor 3a and the generator 3b are connected to the battery 42 via the inverter 25.

上記ＥＣＵ５には、各種センサ２４の出力信号が入力されると共に、バッテリ４２の蓄電量の情報が入力されるようになっており、ＥＣＵ５は、それらの出力信号に基づいて車両の走行状態を判定すると共に、その走行状態に応じてロータリーエンジン１、モータ３ａ及びジェネレータ３ｂの制御を行う。すなわち、走行状態に応じて各気筒の燃料噴射量や点火時期の制御を行うことによってロータリーエンジン１の制御を行うと共に、インバータ２５の制御によってモータ３ａとバッテリ４２との間に流れる電流、及びジェネレータ３ｂとバッテリ４２との間に流れる電流を調整して、モータ３ａの出力や回転速度、及びジェネレータ３ｂの発電量や回転速度を制御する。 The ECU 5 is supplied with output signals of various sensors 24 and information on the amount of electricity stored in the battery 42. The ECU 5 determines the running state of the vehicle based on these output signals. In addition, the rotary engine 1, the motor 3a, and the generator 3b are controlled according to the traveling state. That is, the rotary engine 1 is controlled by controlling the fuel injection amount and ignition timing of each cylinder according to the running state, and the current flowing between the motor 3a and the battery 42 by the control of the inverter 25 and the generator The current flowing between 3b and the battery 42 is adjusted to control the output and rotation speed of the motor 3a, and the power generation amount and rotation speed of the generator 3b.

具体的に、発進時や低速走行時のように駆動輪６の回転が低速かつ高負荷となってロータリーエンジン１の作動効率が低下する領域では、ロータリーエンジン１の作動を停止させて、モータ３ａの動力のみによって駆動輪６を駆動する。一方、通常走行時には、ロータリーエンジン１が作動されてその動力が動力分割機構４を介して駆動輪６に伝達されると共に、その動力は動力分割機構４を介してジェネレータ３ｂにも伝達され発電が行われる。そして、ジェネレータ３ｂが発電した電力をモータ３ａに給電して、そのモータ３ａをロータリーエンジン１の補助動力として使用する。この通常走行時における走行状態に応じて、ジェネレータ３ｂの発電量を減少させてモータ３ａによる動力補助を低下又は中止させたり、ジェネレータ３ｂの発電量を増大させてモータ３ａによる動力補助を向上させたりする。 Specifically, in a region where the rotation of the drive wheel 6 is low speed and high load and the operation efficiency of the rotary engine 1 is reduced, such as when starting or running at a low speed, the operation of the rotary engine 1 is stopped and the motor 3a is stopped. The drive wheel 6 is driven only by the power of On the other hand, during normal travel, the rotary engine 1 is operated and its power is transmitted to the drive wheels 6 via the power split mechanism 4, and the power is also transmitted to the generator 3 b via the power split mechanism 4. Done. The electric power generated by the generator 3b is supplied to the motor 3a, and the motor 3a is used as auxiliary power for the rotary engine 1. Depending on the running state during the normal running, the power generation amount of the generator 3b is decreased to reduce or stop the power assistance by the motor 3a, or the power generation amount of the generator 3b is increased to improve the power assistance by the motor 3a. To do.

このように、本ＨＥＶでは、ロータリーエンジン１とモータ３ａとの２つの動力源の分担を状況に応じて適宜制御することによって、ロータリーエンジン１を常に効率のよい運転領域で運転するようにしている。尚、上記ＥＣＵ５は、バッテリ４２の蓄電量が十分でない場合、エアコンのコンプレッサを駆動させる場合等には、ロータリーエンジン１の作動を停止させる領域であっても、ロータリーエンジン１を作動させるようにしている。 Thus, in this HEV, the rotary engine 1 is always operated in an efficient operation region by appropriately controlling the sharing of the two power sources of the rotary engine 1 and the motor 3a according to the situation. . The ECU 5 operates the rotary engine 1 even in a region where the operation of the rotary engine 1 is stopped, for example, when the charged amount of the battery 42 is insufficient or when the compressor of the air conditioner is driven. Yes.

上記ＥＣＵ５はまた、入力される各種信号値に応じてジェネレータ３ｂに対する要求発電量を設定し、その要求発電量に応じて上記ジェネレータ３ｂに発電を実行させる。 The ECU 5 also sets a required power generation amount for the generator 3b according to various input signal values, and causes the generator 3b to generate power according to the required power generation amount.

次に、上記モータ３ａ及びジェネレータ３ｂの構成について、図２〜４を参照しながら説明する。上記モータ３ａ及びジェネレータ３ｂはそれぞれ、上述したように、スイッチドリラクタンスモータ３とされている。 Next, the configuration of the motor 3a and the generator 3b will be described with reference to FIGS. Each of the motor 3a and the generator 3b is a switched reluctance motor 3 as described above.

このスイッチドリラクタンスモータ３は、互いに同軸に配置されたステータ７１及びロータ７５からなるモータ本体７と、発電時において上記モータ本体７と共に発電用の界磁場を形成する界磁場形成部材８と、を備えている。 The switched reluctance motor 3 includes a motor body 7 composed of a stator 71 and a rotor 75 arranged coaxially with each other, and a field magnetic field forming member 8 that forms a field magnetic field for power generation together with the motor body 7 during power generation. I have.

上記ステータ７１は、円筒状のヨーク７２の内側に径方向の内方に突出する複数（図例では８個）のステータ突極７３を備えている。複数のステータ突極７３は、等角度間隔に配置されていると共に、各ステータ突極７３には、コイル７４が設けられている。尚、このコイル７４は、回転軸Ｘを挟んで径方向に相対するコイル７４同士が直列に接続されて組（同じ相）とされている。 The stator 71 includes a plurality of (eight in the illustrated example) stator salient poles 73 projecting inward in the radial direction inside a cylindrical yoke 72. The plurality of stator salient poles 73 are arranged at equal angular intervals, and each stator salient pole 73 is provided with a coil 74. The coil 74 is a set (same phase) in which coils 74 opposed in the radial direction across the rotation axis X are connected in series.

上記ロータ７５は、円板状のコア７８の外側に径方向の外方に突出する複数（図例では６個）のロータ突極７６を備えている。複数のロータ突極７６は、等角度間隔に配置されている。このロータ７５は、出力軸であるシャフト７７に外嵌されていて、このシャフト７７と一体的に回転軸Ｘ回りに回転する。 The rotor 75 includes a plurality of (six in the illustrated example) rotor salient poles 76 that project outward in the radial direction on the outside of the disk-shaped core 78. The plurality of rotor salient poles 76 are arranged at equiangular intervals. The rotor 75 is externally fitted to a shaft 77 that is an output shaft, and rotates about the rotation axis X integrally with the shaft 77.

上記ステータ７１及びロータ７５は、モータハウジング７９に収容されており、ステータ７１はモータハウジング７９内で固定されている一方、ロータ７５は、上記シャフト７７がベアリング７７ａを介してモータハウジング７９に支持されることによって、上記ステータ７１の中心軸と同軸である回転軸Ｘ回りに回転可能にされている。尚、ステータ７１及びロータ７５は共に、磁性材料によって形成される。 The stator 71 and the rotor 75 are accommodated in a motor housing 79. The stator 71 is fixed in the motor housing 79, while the rotor 75 is supported by the motor housing 79 via the shaft 77 through a bearing 77a. As a result, it can be rotated around a rotation axis X that is coaxial with the central axis of the stator 71. The stator 71 and the rotor 75 are both made of a magnetic material.

ここで、符号６１は、上記ステータ突極７３の各コイル７４の端部をモータハウジング７９の外部に引き出すための端子板であり、符号６２は、シャフト７７の回転角を検出するための回転角センサである。 Here, reference numeral 61 is a terminal plate for pulling out the end of each coil 74 of the stator salient pole 73 to the outside of the motor housing 79, and reference numeral 62 is a rotation angle for detecting the rotation angle of the shaft 77. It is a sensor.

上記界磁場形成部材８は、シャフト７７が貫通した状態で、ステータ７１及びロータ７５からなるモータ本体７に対し回転軸Ｘ方向の一側に配置されており、この界磁場形成部材８は回転軸Ｘ方向に往復移動可能に、このシャフト７７に対し支持されている。 The field magnetic field forming member 8 is disposed on one side of the rotation axis X direction with respect to the motor body 7 including the stator 71 and the rotor 75 with the shaft 77 penetrating. The shaft 77 is supported so as to reciprocate in the X direction.

この界磁場形成部材８は、磁力発生部である永久磁石８１と、磁性材料によって形成されるヨーク部８２と、有しており、ヨーク部８２は、円板状の本体部８３と、この本体部８３の中心位置からロータ７５側に突出して設けられかつ、その中心に上記シャフト７７が貫通する貫通孔が形成された円筒状の中央部８４と、上記本体部８３の周縁からステータ７１側に突出して設けられる環状の周縁部８５と、を有している。つまり、環状の周縁部８５は、上記回転軸Ｘ上に配置される中央部８４に対して軸対称に配置されることになる。 This field magnetic field forming member 8 has a permanent magnet 81 which is a magnetic force generating portion, and a yoke portion 82 formed of a magnetic material. The yoke portion 82 includes a disc-shaped main body portion 83 and the main body. A cylindrical central portion 84 that protrudes from the center position of the portion 83 toward the rotor 75 and has a through-hole through which the shaft 77 passes in the center, and from the periphery of the main body portion 83 toward the stator 71 side. And an annular peripheral edge 85 provided so as to protrude. That is, the annular peripheral edge portion 85 is disposed symmetrically with respect to the central portion 84 disposed on the rotation axis X.

上記永久磁石８１は、上記中央部８４の先端（ロータ７５側の端部）に取り付けられている。 The permanent magnet 81 is attached to the tip of the central portion 84 (the end on the rotor 75 side).

また、上記界磁場形成部材８の外周面には、複数の係合凹部８０が形成されており、この係合凹部８０には、モータハウジング７９に取り付けられたカム８６がそれぞれ係合するようになっている。 A plurality of engaging recesses 80 are formed on the outer peripheral surface of the field magnetic field forming member 8, and cams 86 attached to the motor housing 79 are engaged with the engaging recesses 80, respectively. It has become.

各カム８６は、モータハウジング７９に対して揺動可能に取り付けられており、各カム８６が揺動することによって、界磁場形成部材８は、モータ本体７に最も近接する位置と、モータ本体７から最も離間する位置との間で、上記回転軸Ｘ上におけるモータ本体７に対する相対位置をリニアに変更することが可能になっている。尚、各カム８６の揺動は、図示省略のアクチュエータによって行われ、アクチュエータは、上記ＥＣＵ５によって駆動が制御される。 Each cam 86 is swingably attached to the motor housing 79, and by swinging each cam 86, the field magnetic field forming member 8 is positioned closest to the motor body 7 and the motor body 7. The relative position with respect to the motor main body 7 on the rotation axis X can be linearly changed between the position and the most distant position. Each cam 86 is swung by an actuator (not shown), and the drive of the actuator is controlled by the ECU 5.

次に、モータ３ａ及びジェネレータ３ｂであるスイッチドリラクタンスモータ３の制御について説明する。 Next, control of the switched reluctance motor 3 that is the motor 3a and the generator 3b will be described.

上記スイッチドリラクタンスモータ３の駆動時（電動機としての使用時）には、上記ＥＣＵ５によって、上記界磁場形成部材８は、モータ本体７に対して最も離間する位置に位置づけられる（図５の（ａ）参照）。これによって、モータ本体７には、界磁場形成部材８の永久磁石８１による界磁場が形成されない。尚、この時の界磁場形成部材８とモータ本体７との間隔は、永久磁石８１による界磁場が形成されない程度で適宜設定すればよい。 When the switched reluctance motor 3 is driven (when used as an electric motor), the ECU 5 positions the field magnetic field forming member 8 at a position farthest from the motor body 7 ((a in FIG. 5). )reference). As a result, a field magnetic field is not formed in the motor body 7 by the permanent magnet 81 of the field magnetic field forming member 8. Note that the distance between the field magnetic field forming member 8 and the motor body 7 at this time may be set as appropriate as long as the field magnetic field is not formed by the permanent magnet 81.

そうして、従来のスイッチドリラクタンスモータ３と同様に、上記回転角センサ６２が検出した回転角に基づいて各ステータ突極７３のコイル７４の通電が制御される。つまり、径方向に相対する一対のステータ突極７３のコイル７４に通電して、ステータ突極７３からロータ突極７６に向かう磁束を発生させ（界磁場を形成し）、ロータ突極７６をステータ突極７３に引きつけることによってトルクを発生させる。ステータ突極７３とロータ突極７６とが対向した状態になれば、他の突極７３，７６同士がずれた状態になる。このため、順次ずれた状態となるステータ突極７３のコイル７４に通電を行うことによって、ロータ突極７６がステータ突極７３に連続的に引きつけられるようになり、それによってロータ７５を回転軸Ｘ回りに回転させることができる。つまり、スイッチドリラクタンスモータ３の駆動時には、ステータ突極７３のコイル７４を界磁コイルとして機能させる。 Then, similarly to the conventional switched reluctance motor 3, the energization of the coils 74 of the stator salient poles 73 is controlled based on the rotation angle detected by the rotation angle sensor 62. That is, by energizing the coils 74 of the pair of stator salient poles 73 that are opposed to each other in the radial direction, a magnetic flux is generated from the stator salient poles 73 toward the rotor salient poles 76 (a field magnetic field is formed). Torque is generated by attracting to the salient pole 73. When the stator salient poles 73 and the rotor salient poles 76 face each other, the other salient poles 73 and 76 are shifted from each other. For this reason, by energizing the coils 74 of the stator salient poles 73 that are sequentially shifted, the rotor salient poles 76 are continuously attracted to the stator salient poles 73, thereby causing the rotor 75 to rotate about the rotation axis X. Can be rotated around. That is, when the switched reluctance motor 3 is driven, the coil 74 of the stator salient pole 73 is caused to function as a field coil.

上記スイッチドリラクタンスモータ３の発電時（発電機としての使用時）には、上記ＥＣＵ５によって、上記界磁場形成部材８は、モータ本体７に対して近接した位置に位置づけられる（図５の（ｂ）又は（ｃ）参照）。 When the switched reluctance motor 3 generates electric power (when used as a generator), the ECU 5 positions the field magnetic field forming member 8 at a position close to the motor body 7 ((b of FIG. 5). ) Or (c)).

これによって、モータ本体７と界磁場形成部材８とによって、図３に示すように回転軸Ｘを中心として放射状（実線又は一点鎖線の矢印参照）でかつ、図５の（ｂ）又は（ｃ）に示すように回転軸Ｘ方向に閉ループ（実線参照）となった界磁場が形成される。そして、各ステータ突極７３においては、図６に示すように、ロータ７５の回転に伴い磁束が正弦波状に変化し、それによって、各ステータ突極７３のコイル７４には起電力が発生する。つまり、スイッチドリラクタンスモータ３の発電時には、ステータ突極７３のコイル７４を発電コイルとして機能させる。 Thus, the motor main body 7 and the field magnetic field forming member 8 are radial (see the solid line or one-dot chain arrow) as shown in FIG. As shown, a field magnetic field that forms a closed loop (see solid line) in the direction of the rotation axis X is formed. In each stator salient pole 73, as shown in FIG. 6, the magnetic flux changes in a sine wave shape with the rotation of the rotor 75, whereby an electromotive force is generated in the coil 74 of each stator salient pole 73. That is, at the time of power generation by the switched reluctance motor 3, the coil 74 of the stator salient pole 73 is caused to function as a power generation coil.

また、スイッチドリラクタンスモータ３の発電時においては、ＥＣＵ５は、設定した要求発電量に応じて、モータ本体７に対する界磁場形成部材８の相対位置を変化させる。これは例えば、図７に示すようなマップに基づいて行われ、要求発電量が大きいほどモータ本体７と界磁場形成部材８との距離を近くし、要求発電量が所定以上のときは、界磁場形成部材８をモータ本体７に対して最も近接した位置にする。こうすることで、要求発電量が大きいほど、発電用の界磁場強度が高くなり（図５（ｃ））、逆に要求発電量が小さいほど、発電用の界磁場強度が低くなる（図５（ｂ））。このように、要求発電量に応じて界磁場の強度を変更させることによって、発電要求量に応じた発電を効率的に行うことができ、バッテリ４２の過充電等が防止される。 Further, at the time of power generation of the switched reluctance motor 3, the ECU 5 changes the relative position of the field magnetic field forming member 8 with respect to the motor body 7 in accordance with the set required power generation amount. This is performed based on, for example, a map as shown in FIG. 7. The larger the required power generation amount, the closer the distance between the motor body 7 and the field magnetic field forming member 8 is. The magnetic field forming member 8 is positioned closest to the motor body 7. By doing so, the larger the required power generation amount, the higher the field magnetic field strength for power generation (FIG. 5C). Conversely, the smaller the required power generation amount, the lower the power generation field magnetic field strength (FIG. 5). (B)). Thus, by changing the intensity of the field magnetic field according to the required power generation amount, power generation according to the required power generation amount can be efficiently performed, and overcharging of the battery 42 and the like are prevented.

尚、各ステータ突極７３における磁束変化は、互いに位相が異なるため、各コイル７４によって回収される電流は互いに位相が異なるが、モータ本体７と界磁場形成部材８とによって形成される界磁場の強度は、複数のステータ突極７３間で均一であるため、各コイル７４によって回収される電流の位相を合わせて合成することによって、ノイズの少ない発電電流が得られる。 The magnetic flux changes in the stator salient poles 73 have different phases, so that the currents collected by the coils 74 have different phases, but the field magnetic field formed by the motor body 7 and the field magnetic field forming member 8 is different. Since the strength is uniform among the plurality of stator salient poles 73, a generated current with less noise can be obtained by combining the phases of the currents collected by the coils 74 together.

このように、本実施形態のスイッチドリラクタンスモータ３は、発電用の界磁場を形成するための界磁場形成部材８を備えていて、その界磁場形成部材８によって回転軸Ｘに対して軸対称でかつ、回転軸Ｘ方向に閉ループ状の界磁場を安定して形成することができる。そうして、各ステータ突極７３のコイル７４（つまり、発電コイル）に対する界磁場強度が均一化するため、ノイズの少ない発電電流を得ることができ、発電効率を向上させることができる。 As described above, the switched reluctance motor 3 of the present embodiment includes the field magnetic field forming member 8 for forming a field magnetic field for power generation, and is axially symmetric with respect to the rotation axis X by the field magnetic field forming member 8. In addition, a closed loop field magnetic field can be stably formed in the direction of the rotation axis X. Thus, since the field magnetic field strength of each stator salient pole 73 with respect to the coil 74 (that is, the power generation coil) is made uniform, a power generation current with less noise can be obtained, and power generation efficiency can be improved.

また、上記スイッチドリラクタンスモータ３は、発電用の界磁場を永久磁石８１によって形成するため、界磁場の形成のための電力が不要であり、発電時の電力回収率を向上させることができる。 Moreover, since the switched reluctance motor 3 forms a field magnetic field for power generation by the permanent magnet 81, no electric power is required for forming the field magnetic field, and the power recovery rate during power generation can be improved.

また、発電が要求されていないときには、界磁場形成部材８をモータ本体７から最も離間した位置に位置づける（図５の（ａ）参照）ことによって、永久磁石８１による界磁場が形成されない。そのため、ロータ７５に永久磁石を有しないことと相俟って、本スイッチドリラクタンスモータ３は、発電が要求されていないときに発電してしまうことはない。従って、駆動輪６に接続される走行用モータ３ａとその出力軸との間に、動力遮断のためのクラッチを設ける必要がなくなる。 Further, when the power generation is not required, the field magnetic field forming member 8 is positioned at the position farthest from the motor body 7 (see FIG. 5A), so that the field magnetic field by the permanent magnet 81 is not formed. Therefore, coupled with the fact that the rotor 75 does not have a permanent magnet, the switched reluctance motor 3 does not generate power when power generation is not required. Therefore, it is not necessary to provide a clutch for cutting off the power between the traveling motor 3a connected to the drive wheel 6 and its output shaft.

また、ロータに永久磁石を有しているモータでは、高回転時に逆起電力が大きくなり、コイルが破損する虞があると共に、高回転時にモータを駆動しようとしても、逆起電力による磁場とコイルの通電による磁場とによって磁気飽和が起こることから、高回転時には駆動力を出力することができない。しかしながら、上記スイッチドリラクタンスモータ３は、ロータに永久磁石を有しておらず逆起電力が大きくなることがないため、高回転時においてもモータ３を駆動させることが可能であり、車速とモータ回転数とが比例する走行用モータとして適している。 In addition, in a motor having a permanent magnet in the rotor, the counter electromotive force becomes large at high rotation, and the coil may be damaged. Since magnetic saturation occurs due to the magnetic field generated by the energization, the driving force cannot be output during high rotation. However, since the reluctance motor 3 does not have a permanent magnet in the rotor and the back electromotive force does not increase, it is possible to drive the motor 3 even at high speeds. It is suitable as a traveling motor whose rotation speed is proportional.

尚、上記実施形態では、磁力発生部としての永久磁石８１を環状に形成していたが、これとは異なり、例えば図８に示すように、ステータ突極７３に対応して複数個の永久磁石８７を、中央部８４の先端に配置してもよい。また、図９に示すように、円板状の永久磁石８８を中央部８４の先端に配置してもよい。ただしこの場合、界磁場形成部材８に対しシャフト７７を貫通して配置させることはできない。 In the above embodiment, the permanent magnet 81 as the magnetic force generating portion is formed in an annular shape, but unlike this, for example, a plurality of permanent magnets corresponding to the stator salient poles 73 as shown in FIG. 87 may be disposed at the tip of the central portion 84. Further, as shown in FIG. 9, a disk-shaped permanent magnet 88 may be disposed at the tip of the central portion 84. However, in this case, the shaft 77 cannot be disposed through the field magnetic field forming member 8.

（参考形態１）
参考形態１は、界磁場形成部材８が磁力発生部としての永久磁石８１を備えておらず、それの代わりに界磁コイル８９を備えている点が、実施形態１とは異なる。 ( Reference form 1 )
The reference form 1 is different from the embodiment 1 in that the field magnetic field forming member 8 does not include the permanent magnet 81 as the magnetic force generation unit, but includes the field coil 89 instead.

図１０，１１は、参考形態１に係るスイッチドリラクタンスモータ３の主要部を示しており、このスイッチドリラクタンスモータ３は、その界磁場形成部材８の中央部８４に界磁コイル８９が設けられている。尚、参考形態１に係る界磁場形成部材８は、実施形態１の界磁場形成部材８とは異なり、回転軸方向に往復移動しないようになっていて、モータ本体７に対して近接した位置に配置されている。参考形態１のスイッチドリラクタンスモータ３のその他の構成は、実施形態１のスイッチドリラクタンスモータ３と同じであるため、同一の部材については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。 10 and 11 show the main part of the switched reluctance motor 3 according to the first embodiment . The switched reluctance motor 3 is provided with a field coil 89 at the central portion 84 of the field magnetic field forming member 8. ing. Unlike the field magnetic field forming member 8 of the first embodiment, the field magnetic field forming member 8 according to the reference form 1 does not reciprocate in the rotation axis direction, and is positioned close to the motor body 7. Has been placed. Since other configurations of the switched reluctance motor 3 of the reference form 1 are the same as those of the switched reluctance motor 3 of the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. .

次に、参考形態１に係るスイッチドリラクタンスモータ３の制御について説明する。ここで、上記界磁場形成部材８の界磁コイル８９への通電制御は、上記ＥＣＵ５により上記インバータ２５を介して行われる。 Next, control of the switched reluctance motor 3 according to Reference Embodiment 1 will be described. Here, energization control to the field coil 89 of the field magnetic field forming member 8 is performed by the ECU 5 via the inverter 25.

上記スイッチドリラクタンスモータ３の駆動時（電動機としての使用時）には、上記界磁コイル８９には通電されず、それによって、モータ本体７には、界磁場形成部材８の界磁コイル８９による界磁場が形成されない。 When the switched reluctance motor 3 is driven (when used as an electric motor), the field coil 89 is not energized, so that the motor body 7 is powered by the field coil 89 of the field magnetic field forming member 8. Field magnetic field is not formed.

そうして、従来のスイッチドリラクタンスモータ３と同様に、上記回転角センサ６２が検出した回転角に基づいて各ステータ突極７３のコイル７４の通電が制御され、それによって、ロータ７５を回転軸Ｘ回りに回転させる。つまり、参考形態１のスイッチドリラクタンスモータ３においても、その駆動時には、ステータ突極７３のコイル７４を界磁コイルとして機能させる。 As in the conventional switched reluctance motor 3, the energization of the coils 74 of the stator salient poles 73 is controlled based on the rotation angle detected by the rotation angle sensor 62. Rotate around X. That is, also in the switched reluctance motor 3 of the reference form 1 , the coil 74 of the stator salient pole 73 is caused to function as a field coil when driven.

上記スイッチドリラクタンスモータ３の発電時（発電機としての使用時）には、上記界磁場形成部材８の界磁コイル８９に通電され、それによって、モータ本体７と界磁場形成部材８とによって、回転軸Ｘを中心として放射状でかつ、回転軸Ｘ方向に閉ループとなった界磁場が形成される。そうして、上述したように、各ステータ突極７３のコイル７４を発電コイルとして機能させる（図１０，１１の実線及び一点鎖線参照）。 During power generation of the switched reluctance motor 3 (when used as a generator), the field coil 89 of the field magnetic field forming member 8 is energized, whereby the motor body 7 and the field magnetic field forming member 8 A field magnetic field that is radial about the rotation axis X and that forms a closed loop in the direction of the rotation axis X is formed. Then, as described above, the coil 74 of each stator salient pole 73 is caused to function as a power generation coil (see the solid line and the alternate long and short dash line in FIGS. 10 and 11).

また、スイッチドリラクタンスモータ３の発電時においては、設定された要求発電量に基づいて、上記界磁コイル８９への通電量を変化させる。これは例えば、図１２に示すようなマップに基づいて行われ、要求発電量が大きいほど通電量を大きくする。こうすることで、要求発電量が大きいほど、発電用の界磁場の強度が高くなり、逆に要求発電量が小さいほど、発電用の界磁場の強度が低くなるため、発電要求量に応じた発電を効率的に行うことができる。 Further, when the switched reluctance motor 3 generates power, the energization amount to the field coil 89 is changed based on the set required power generation amount. This is performed based on a map as shown in FIG. 12, for example, and the energization amount is increased as the required power generation amount is increased. By doing this, the strength of the field magnetic field for power generation increases as the required power generation amount increases, and conversely, the strength of the field magnetic field for power generation decreases as the required power generation amount decreases. Power generation can be performed efficiently.

このように、本参考形態のスイッチドリラクタンスモータ３も、界磁場形成部材８によって回転軸Ｘに対して軸対称な界磁場を安定して形成すると共に、各ステータ突極７３コイル７４に対する界磁場強度を均一化することができ、発電効率を向上させることができる。 As described above, the switched reluctance motor 3 of the present embodiment also stably forms a field magnetic field that is axially symmetric with respect to the rotation axis X by the field magnetic field forming member 8, and the field magnetic field for each stator salient pole 73 coil 74. The strength can be made uniform and the power generation efficiency can be improved.

また、発電が要求されていないときには、界磁場形成部材８の界磁コイル８９に通電しないことで界磁場が形成されないため、発電が要求されていないときに発電することはない。 Further, when power generation is not required, a field magnetic field is not formed by not energizing the field coil 89 of the field magnetic field forming member 8, so that power generation is not performed when power generation is not required.

（参考形態２）
参考形態２は、参考形態１と同様の構成であるが、参考形態１における界磁場形成部材８の界磁コイル８９が、発電コイル９０である点が参考形態１とは異なる。 ( Reference form 2 )
Reference Embodiment 2 has a similar configuration as in Reference Embodiment 1, the field coil 89 of the field magnetic field forming member 8 in Reference Embodiment 1, points a generator coil 90 is different from Reference Embodiment 1.

つまり、図１３，１４に示すように、参考形態１のスイッチドリラクタンスモータ３は、その界磁場形成部材８（本参考形態では発電コイル保持部材８と呼ぶが、その構成は上記界磁場形成部材８と同じである）の中央部８４に発電コイル９０が設けられている。尚、参考形態２に係る発電コイル保持部材８は、参考形態１の界磁場形成部材８と同様に回転軸Ｘ方向に往復移動しないようになっていて、モータ本体７に対して近接した位置に配置されている。参考形態２のスイッチドリラクタンスモータ３のその他の構成は、実施形態１や参考形態１のスイッチドリラクタンスモータ３と同じであるため、同一の部材については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。 That is, as shown in FIGS. 13 and 14, the switched reluctance motor 3 of the reference form 1 has its field magnetic field forming member 8 (in this reference form , called a power generation coil holding member 8, but its configuration is the above-described field magnetic field forming member. The power generation coil 90 is provided in the central portion 84 of the same as in FIG. The power generation coil holding member 8 according to the reference form 2 does not reciprocate in the direction of the rotation axis X in the same manner as the field magnetic field forming member 8 of the reference form 1 , and is located close to the motor body 7. Has been placed. Since the other structure of the switched reluctance motor 3 of the reference form 2 is the same as that of the switched reluctance motor 3 of the first embodiment and the reference form 1 , the same members are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are made. Description is omitted.

次に、参考形態２に係るスイッチドリラクタンスモータ３の制御について説明する。 Next, control of the switched reluctance motor 3 according to Reference Embodiment 2 will be described.

上記スイッチドリラクタンスモータ３の駆動時（電動機としての使用時）には、上記回転角センサ６２が検出した回転角に基づいて各ステータ突極７３のコイル７４の通電が制御され、それによって、ロータ７５を回転軸Ｘ回りに回転させる。つまり、参考形態２のスイッチドリラクタンスモータ３においても、その駆動時には、ステータ突極７３のコイル７４を界磁コイルとして機能させる。 When the switched reluctance motor 3 is driven (when used as an electric motor), the energization of the coils 74 of the stator salient poles 73 is controlled based on the rotation angle detected by the rotation angle sensor 62, whereby the rotor 75 is rotated around the rotation axis X. That is, also in the switched reluctance motor 3 of the reference form 2 , the coil 74 of the stator salient pole 73 is caused to function as a field coil when driven.

そして、参考形態２のスイッチドリラクタンスモータ３では、その発電時（発電機としての使用時）にも、上記各ステータ突極７３のコイル７４に通電され、それによってモータ本体７及び発電コイル保持部材８によって発電用の界磁場が形成される。このとき上記ステータ突極７３のコイル７４の通電は、全てのコイル７４に対して通電したままにされる。 In the switched reluctance motor 3 according to the second embodiment , the coils 74 of the stator salient poles 73 are energized during power generation (when used as a power generator), thereby the motor body 7 and the power generation coil holding member. 8 generates a field magnetic field for power generation. At this time, the energization of the coils 74 of the stator salient poles 73 is kept energized for all the coils 74.

これによって、図１３に示すように回転軸Ｘを中心として放射状でかつ、図１４に示すように回転軸Ｘ方向に閉ループとなった界磁場が形成され、各ステータ突極７３に対応する界磁場は、ロータ７５の回転角に対して正弦状に変化する。これによって、発電コイル保持部材８の中央部８４に配置した発電コイル９０に起電力が発生する。 As a result, a field magnetic field is formed radially around the rotation axis X as shown in FIG. 13 and closed in the direction of the rotation axis X as shown in FIG. 14, and the field magnetic field corresponding to each stator salient pole 73 is formed. Changes sinusoidally with respect to the rotation angle of the rotor 75. As a result, an electromotive force is generated in the power generation coil 90 disposed in the central portion 84 of the power generation coil holding member 8.

また、スイッチドリラクタンスモータ３の発電時においては、設定された要求発電量に基づいて、上記各ステータ突極７３のコイル７４への通電量を変化させる。これも、参考形態１と同様に、図１２に示すようなマップに基づいて行われ、要求発電量が大きいほど通電量を大きくし、それによって、要求発電量が大きいほど、発電用の界磁場の強度が高くなり、逆に要求発電量が小さいほど、発電用の界磁場の強度が低くなる。その結果、発電要求量に応じた発電を効率的に行うことができる。 Further, when the switched reluctance motor 3 generates power, the energization amount to the coil 74 of each stator salient pole 73 is changed based on the set required power generation amount. This is also performed on the basis of a map as shown in FIG. 12 as in the first embodiment, and the energization amount is increased as the required power generation amount is increased. As a result, the field magnetic field for power generation is increased as the required power generation amount is increased. On the contrary, the smaller the required power generation amount, the lower the strength of the field magnetic field for power generation. As a result, it is possible to efficiently generate power according to the required power generation amount.

このように、本参考形態のスイッチドリラクタンスモータ３は、発電コイル保持部材８によって回転軸Ｘに対して軸対称な界磁場を安定かつ周方向に強度を均一化して形成することができ、発電コイル９０による発電効率を向上させることができる。 As described above, the switched reluctance motor 3 of the present embodiment can form a field magnetic field that is axisymmetric with respect to the rotation axis X with the power generation coil holding member 8 stably and with uniform intensity in the circumferential direction. The power generation efficiency by the coil 90 can be improved.

また、発電コイル９０が一つであるため、実施形態１や参考形態１のように各コイル７４において発生した起電力を合成する手間を省くことができる。 Further, since there is one power generation coil 90, it is possible to save time and effort for synthesizing the electromotive force generated in each coil 74 as in the first embodiment and the reference embodiment 1 .

さらに、発電が要求されていないときには、各ステータ突極７３のコイル７４に通電しないことで界磁場が形成されないため、発電が要求されていないときに発電することはない。 Further, when power generation is not required, a field magnetic field is not formed by not energizing the coils 74 of the stator salient poles 73. Therefore, power generation is not performed when power generation is not required.

尚、上記実施形態及び参考形態では、界磁場形成部材８及び発電コイル保持部材８のヨーク部８２として、円板状の本体部８３と環状の周縁部８５と、を備えているものとしているが、これに変えて、例えば図１５に示すように、上記円板状の本体部や円筒状の周縁部において、各ステータ突極７３に対応する位置の部分８５のみ残し、その他の部分を肉抜きした、いわゆるかご状に形成してもよい。このことによって、スイッチドリラクタンスモータ３の軽量化が図られる。また、円板状の本体部をそのままにして、円筒状の周縁部においてのみ、各ステータ突極７３に対応する位置の部分のみ残し、その他の部分を肉抜きしてもよい。 In the above embodiment and the reference embodiment , the field magnetic field forming member 8 and the yoke portion 82 of the power generation coil holding member 8 are provided with a disk-shaped main body 83 and an annular peripheral edge 85. In place of this, for example, as shown in FIG. 15, in the disk-shaped main body and the cylindrical peripheral portion, only the portion 85 corresponding to each stator salient pole 73 is left, and the other portions are thinned. It may be formed in a so-called cage shape. As a result, the weight of the switched reluctance motor 3 can be reduced. Alternatively, the disk-shaped main body may be left as it is, and only the portion corresponding to each stator salient pole 73 may be left in the cylindrical peripheral portion, and the other portions may be thinned.

また、本発明に係るスイッチドリラクタンスモータ３が搭載される自動車はハイブリッド自動車に限らず、電気自動車や燃料電池車等の走行用モータとしても適用可能である。 Further, the vehicle on which the switched reluctance motor 3 according to the present invention is mounted is not limited to a hybrid vehicle, and can be applied as a traveling motor for an electric vehicle, a fuel cell vehicle, and the like.

さらに、本発明に係るスイッチドリラクタンスモータ３は、走行用モータに適用することに限らず、例えばスタータ・ジェネレータ等の、車両に搭載されるモータ・ジェネレータとしても利用可能である。さらには、本発明のスイッチドリラクタンスモータ３は、自動車に搭載されるモータに限らず、その他、モータ・ジェネレータとして使用されるモータとして広く適用することが可能である。 Furthermore, the switched reluctance motor 3 according to the present invention is not limited to being applied to a traveling motor, but can also be used as a motor / generator mounted on a vehicle such as a starter / generator. Furthermore, the switched reluctance motor 3 of the present invention is not limited to a motor mounted on an automobile, but can be widely applied as a motor used as a motor generator.

以上説明したように、本発明は、発電時に、回転軸を中心として放射状（軸対称）でかつ、回転軸方向に閉ループ状の、安定かつ周方向に強度が均一化した界磁場を形成することで、発電効率を向上させることができるため、モータ・ジェネレータとして使用されるスイッチドリラクタンスモータとして広く利用することができる。 As described above, the present invention forms a field magnetic field that is radial (axisymmetric) around the rotation axis, closed loop in the rotation axis direction, and stable and uniform in strength in the circumferential direction during power generation. Since power generation efficiency can be improved, it can be widely used as a switched reluctance motor used as a motor / generator.

本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車の駆動系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive system of the hybrid vehicle which concerns on embodiment of this invention. 実施形態１に係るスイッチドリラクタンスモータの縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a switched reluctance motor according to Embodiment 1. FIG. 同スイッチドリラクタンスモータの主要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the same switched reluctance motor. 同スイッチドリラクタンスモータの界磁場形成部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the field magnetic field formation member of the switched reluctance motor. 同スイッチドリラクタンスモータにおいて、界磁場形成部材とモータ本体との相対位置の変化を示す説明図である。In the same switched reluctance motor, it is explanatory drawing which shows the change of the relative position of a field magnetic field formation member and a motor main body. 同スイッチドリラクタンスモータの各ステータ突極における磁束変化を説明する図である。It is a figure explaining the magnetic flux change in each stator salient pole of the switch reluctance motor. 要求発電量に対するモータ本体と界磁場形成部材との距離の関係を示す制御マップの一例である。It is an example of the control map which shows the relationship of the distance of a motor main body and a field magnetic field formation member with respect to required electric power generation amount. 実施形態１の変形例に係る界磁場形成部材を示す平面図である。6 is a plan view showing a field magnetic field forming member according to a modification of the first embodiment. FIG. 別の変形例に係る界磁場形成部材を示す平面図である。It is a top view which shows the field magnetic field formation member which concerns on another modification. 参考形態１に係るスイッチドリラクタンスモータの主要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the switched reluctance motor which concerns on the reference form 1 . 図１０のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 要求発電量に対する界磁コイルへの通電量の関係を示す制御マップの一例である。It is an example of the control map which shows the relationship of the energization amount to the field coil with respect to required electric power generation amount. 参考形態２に係るスイッチドリラクタンスモータの主要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the switched reluctance motor which concerns on the reference form 2 . 図１３のＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 他の実施形態に係る界磁場形成部材のヨーク部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the yoke part of the field magnetic field formation member which concerns on other embodiment.

３スイッチドリラクタンスモータ
７モータ本体
７１ステータ
７３ステータ突極
７４コイル
７５ロータ
７６ロータ突極
８界磁場形成部材、発電コイル保持部材
８１，８７，８８永久磁石（磁力発生部）
８９界磁コイル（磁力発生部）
８２ヨーク部
８４中央部
８５周縁部
９０発電コイル
Ｘ回転軸 3 switched reluctance motor 7 motor body 71 stator 73 stator salient pole 74 coil 75 rotor 76 rotor salient pole 8 field magnetic field forming member, power generation coil holding members 81, 87, 88 permanent magnet (magnetic force generating part)
89 Field coil (Magnetic force generator)
82 Yoke part 84 Center part 85 Peripheral part 90 Power generation coil X Rotating shaft

Claims

それぞれコイルが設けられかつ、周方向に等間隔に配置された複数個のステータ突極を有するステータと、周方向に等間隔に配置された、上記ステータ突極とは異なる数の複数個のロータ突極を有すると共に、回転軸回りに回転可能なロータと、からなるモータ本体を備えたスイッチドリラクタンスモータであって、
少なくとも発電時に、上記モータ本体に対して上記回転軸方向に近接して配置されて、当該モータ本体と共に発電用の界磁場を形成する界磁場形成部材をさらに備え、
上記界磁場形成部材は、磁力発生部と、ヨーク部と、を有しており、
上記ヨーク部は、上記回転軸上に配置される中央部と、少なくとも上記各ステータ突極に対応する位置に配置されることによって、上記中央部に対して軸対称に配置される周縁部と、を有し、
上記磁力発生部は、上記中央部に配置された永久磁石からなり、
上記界磁場形成部材は、上記回転軸上において上記モータ本体に対する相対位置を変更可能に構成されており、
駆動時には、上記界磁場形成部材を上記モータ本体に対し所定距離以上離間して配置すると共に、上記各ステータ突極のコイルに通電してロータ駆動用の界磁場を形成する一方、発電時には、上記界磁場形成部材を上記モータ本体に対し近接して配置することによって上記界磁場形成部材及び上記モータ本体により発電用の界磁場を形成し、上記各ステータ突極のコイルにより発電するスイッチドリラクタンスモータ。 A stator having a plurality of stator salient poles each provided with a coil and arranged at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of rotors different in number from the stator salient poles arranged at equal intervals in the circumferential direction A switched reluctance motor having a motor body including a salient pole and a rotor rotatable around a rotation axis,
At least at the time of power generation, further comprising a field magnetic field forming member that is disposed close to the motor main body in the direction of the rotation axis and forms a field magnetic field for power generation together with the motor main body,
The field magnetic field forming member has a magnetic force generation part and a yoke part,
The yoke portion is disposed at a central portion disposed on the rotation shaft, and at least a peripheral portion disposed axially symmetrically with respect to the central portion by being disposed at a position corresponding to each stator salient pole. Have
The magnetic force generation part is composed of a permanent magnet disposed in the central part,
The field magnetic field forming member is configured to be able to change a relative position with respect to the motor body on the rotating shaft,
During driving, the field magnetic field forming member while spaced a predetermined distance or more relative to the motor body, while forming a field magnetic field for the rotor drive by energizing the coils of the respective stator salient poles, the time of power generation, said a field magnetic field forming member forming a field magnetic field for power generation Ri by the above field magnetic field forming member and the motor body by placing close to the motor body, switched to power generation by the coil of each stator salient poles Reluctance motor.