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公開番号2024110907
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-16
出願番号2023149432
出願日2023-09-14
発明の名称ハイブリッド励磁式回転電機
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 19/12 20060101AFI20240808BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】高トルク化が可能なハイブリッド励磁式回転電機を提供する。
【解決手段】ハイブリッド励磁式回転電機は、磁石が配置されたロータコアを有するロータと、磁石に対して周方向に磁力を発生させるステータコイルを有し、ロータの外周に配置されるステータと、周方向に巻回され、ロータコアを励磁する励磁コイルと、を備える。ロータコアは、磁石が配置された磁極部と、極中心部に励磁コイルの励磁磁束を通す突極状部とを周方向に交互に有する。磁極部は、マグネットトルクを生じさせる第1磁石と、突極状部との両側の境界にそれぞれ配置され、第1磁石または隣り合う突極状部に向けて磁化された複数の第2磁石とを含む。
【選択図】図6

特許請求の範囲【請求項１】
磁石が配置されたロータコアを有するロータと、
前記磁石に対して周方向に磁力を発生させるステータコイルを有し、前記ロータの外周に配置されるステータと、
前記周方向に巻回され、前記ロータコアを励磁する励磁コイルと、を備え、
前記ロータコアは、前記磁石が配置された磁極部と、極中心部に前記励磁コイルの励磁磁束を通す突極状部とを前記周方向に交互に有し、
前記磁極部は、マグネットトルクを生じさせる第１磁石と、前記突極状部との両側の境界にそれぞれ配置され、前記第１磁石または隣り合う前記突極状部に向けて磁化された複数の第２磁石とを含む
ハイブリッド励磁式回転電機。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記ロータコアは、前記励磁コイルの軸方向一方側に配置される第１ロータコアと前記励磁コイルの軸方向他方側に配置される第２ロータコアとを有し、
前記第１ロータコアは、一方の磁極に対応する前記磁極部と、前記突極状部とを周方向に交互に有し、
前記第２ロータコアは、他方の磁極に対応する前記磁極部と、前記突極状部とを周方向に交互に有し、
前記第１ロータコアの前記磁極部と前記第２ロータコアの前記突極状部が前記軸方向に対向して配置され、
前記第１ロータコアの前記突極状部と前記第２ロータコアの前記磁極部が前記軸方向に対向して配置される
請求項１に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項３】
前記磁極部は、複数の前記第１磁石を有し、
各々の前記第１磁石の磁石量と、各々の前記第２磁石の磁石量が等しい
請求項２に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項４】
前記突極状部は、前記磁石を有しない鉄心で構成されている
請求項２に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項５】
前記突極状部は、前記極中心部で径方向に延びる鉄心部と、前記鉄心部を隔てて周方向に対向して配置される２つの外径側空隙と、を有する
請求項２に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項６】
前記外径側空隙には、ロータコア内の磁束を整流する磁石が嵌入されている
請求項５に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項７】
前記突極状部は、前記外径側空隙よりも内径側に内径側空隙をさらに有する
請求項５または請求項６に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項８】
磁石が配置されたロータコアを有するロータと、
前記磁石に対して周方向に磁力を発生させるステータコイルを有し、前記ロータの外周に配置されるステータと、
前記周方向に巻回され、前記ロータコアを励磁する励磁コイルと、を備え、
前記ロータコアは、前記磁石が配置された磁極部と、前記励磁コイルの励磁磁束を通す突極状部とを前記周方向に交互に有し、
前記磁極部は、マグネットトルクを生じさせる第１磁石と、前記突極状部との両側の境界にそれぞれ配置され、前記第１磁石または隣り合う前記突極状部に向けて磁化された複数の第２磁石とを含み、
前記突極状部には、内周側に凸となる湾曲形状をなし、磁壁を構成する帯状の空隙部が極中心部を跨いで形成される
ハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項９】
前記突極状部の空隙部は、径方向に交わって延びる第１領域と、第１領域両端からそれぞれ外周側に延びる複数の第２領域とを有し、
前記極中心部の前記第１領域に空間を空けるとともに前記第２領域にそれぞれ磁石が配置される
請求項８に記載のハイブリッド励磁式回転電機。
【請求項１０】
前記突極状部の空隙部は、径方向に交わって延びる第１領域と、第１領域両端からそれぞれ外周側に延びる複数の第２領域とを有し、
前記第２領域に空間を空けるとともに前記極中心部の前記第１領域に磁石が配置される
請求項８に記載のハイブリッド励磁式回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド励磁式回転電機に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、界磁極に永久磁石及び電磁石を用いるハイブリッド励磁式回転電機が知られている。この種のハイブリッド励磁式回転電機は、励磁巻線を励磁することで機内磁束の調整が可能であり、回転電機の運転領域に応じて磁束を適切に調整することで効率を向上させることができる。
【０００３】
また、特許文献１では、ハイブリッド励磁式回転電機において、永久磁石による磁石極と鉄心のみで構成された鉄心極とを回転子の周方向に交互に配列した構造が提案されている。特許文献１の構造は、高負荷時においても励磁巻線の磁束が回転子の鉄心極を通過できるため、励磁磁束の可変特性を拡大することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平６－３５１２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のハイブリッド励磁式回転電機では、磁石のない鉄心極と磁石極が交互に形成されるため、回転子に配置される磁石の量が半減する。そのため、鉄心極のない同体格の回転電機に比べると出力できるトルクが減少する点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであって、高トルク化が可能なハイブリッド励磁式回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様のハイブリッド励磁式回転電機は、磁石が配置されたロータコアを有するロータと、磁石に対して周方向に磁力を発生させるステータコイルを有し、ロータの外周に配置されるステータと、周方向に巻回され、ロータコアを励磁する励磁コイルと、を備える。ロータコアは、磁石が配置された磁極部と、極中心部に励磁コイルの励磁磁束を通す突極状部とを周方向に交互に有する。磁極部は、マグネットトルクを生じさせる第１磁石と、突極状部との両側の境界にそれぞれ配置され、第１磁石または隣り合う突極状部に向けて磁化された複数の第２磁石とを含む。
【０００８】
上記の一態様のハイブリッド励磁式回転電機において、ロータコアは、励磁コイルの軸方向一方側に配置される第１ロータコアと励磁コイルの軸方向他方側に配置される第２ロータコアとを有していてもよい。第１ロータコアは、一方の磁極に対応する磁極部と、突極状部とを周方向に交互に有し、第２ロータコアは、他方の磁極に対応する磁極部と、突極状部とを周方向に交互に有していてもよい。第１ロータコアの磁極部と第２ロータコアの突極状部が軸方向に対向して配置され、第１ロータコアの突極状部と第２ロータコアの磁極部が軸方向に対向して配置されていてもよい。
【０００９】
上記の一態様のハイブリッド励磁式回転電機において、磁極部は、複数の第１磁石を有していてもよく、各々の第１磁石の磁石量と、各々の第２磁石の磁石量が等しくてもよい。
上記の一態様のハイブリッド励磁式回転電機において、突極状部は、磁石を有しない鉄心で構成されていてもよい。
【００１０】
また、上記の一態様のハイブリッド励磁式回転電機において、突極状部は、極中心部で径方向に延びる鉄心部と、鉄心部を隔てて周方向に対向して配置される２つの外径側空隙と、を有していてもよい。また、外径側空隙には、ロータコア内の磁束を整流する磁石が嵌入されていてもよい。また、突極状部は、外径側空隙よりも内径側に内径側空隙をさらに有していてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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