專利名稱：多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機、其齒槽轉(zhuǎn)距調(diào)整系統(tǒng)、發(fā)電機系統(tǒng)以及電動機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)、家電、汽車領(lǐng)域中使用的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電動機作為將工業(yè)、家電、汽車領(lǐng)域的電能變換為機械輸出的驅(qū)動設(shè) 備所使用。爪極型電動機，由于其廉價的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動電路簡單性等，被用
于OA設(shè)備、汽車設(shè)備等中，通常如特開平7—227075號公報記載的那樣， 構(gòu)成為兩相步進電動機。根據(jù)用途，電動機的形式分為單相，兩相，三相 使用。其中三相電動機的控制性良好，具有可以通過少量的晶體管驅(qū)動的 優(yōu)點。
通常，如特開平7—227075號公報中示出的那樣，這種爪極型電動機 構(gòu)成為，定子芯的材料是SPCC等軋制鋼板，通過彎折構(gòu)成爪磁極部分， 利用該芯夾住纏繞成圓筒狀的線圈。
但是，該結(jié)構(gòu)由于使用磁特性不佳的SPCC，所以具有在芯中產(chǎn)生的 鐵損大的問題。此外，由于彎折SPCC，在芯彎折的部分產(chǎn)生殘留應(yīng)力， 并且由于偏斜將會引起磁特性的進一步劣化。特別是由于該彎曲部是磁通 集中的部分，所以成為鐵損產(chǎn)生量大，效率較差的電動機。此外，通過彎 曲而塑性加工的內(nèi)徑側(cè)的磁極芯是懸臂結(jié)構(gòu)，所以圓度非常差。為此，由 于圓度的影響，具有齒槽轉(zhuǎn)距(coggingtorque)大的問題，所以現(xiàn)實中被 用于不太要求效率、轉(zhuǎn)距脈動、振動、噪音等的用途。專利文獻1特開平7—227075號公報

發(fā)明內(nèi)容
要解決的課題是，在使用壓粉磁心構(gòu)成磁極爪的多相爪極型電動機 中，實現(xiàn)降低齒槽轉(zhuǎn)距的電動機結(jié)構(gòu)及其降低方法。由于爪極型電動機是 每相定子獨立的結(jié)構(gòu)，所以由于電動機的組裝誤差等，其獨立的相的位置 關(guān)系會變化。如果是三相電動機，必須是逐一錯開120。電角的結(jié)構(gòu)，但是 由于上述的組裝時的誤差，該位置關(guān)系產(chǎn)生微小地變化，并產(chǎn)生由該誤差 導(dǎo)致的齒槽轉(zhuǎn)距。由該誤差導(dǎo)致的齒槽轉(zhuǎn)距與原來設(shè)計決定的齒槽轉(zhuǎn)距相 比，特征是周期大，絕對值大到幾倍至幾十倍。齒槽轉(zhuǎn)距產(chǎn)生電動機旋轉(zhuǎn) 時的轉(zhuǎn)距波動和旋轉(zhuǎn)的滑動，是振動、噪音的原因。因此，由于在精密機 器、家電、汽車等電動機適用的全部領(lǐng)域，齒槽轉(zhuǎn)距是重要的特性，因此 期望其降低。
本發(fā)明為了降低多相爪極型電動機等的由于旋轉(zhuǎn)電機組裝誤差導(dǎo)致 的齒槽轉(zhuǎn)距，通過在組裝后一邊測量由該誤差導(dǎo)致的齒槽轉(zhuǎn)距， 一邊變化 并調(diào)整組裝狀態(tài)，使由誤差導(dǎo)致的齒槽轉(zhuǎn)距最小。特別是，形成可以調(diào)整 最為誤差原因的相間的位置關(guān)系的旋轉(zhuǎn)電機結(jié)構(gòu)，成為可以在組裝后調(diào)整 多個相的定子單元的相的位置關(guān)系的電動機結(jié)構(gòu)。具體來說，在多個相的 定子單元的芯組塊彼此的相鄰面，設(shè)置可以將定子單元(定子芯組塊)彼 此同軸保持并且同時相對獨立旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)電機組裝后，可以調(diào)整 定子單元的相的位置關(guān)系。此外，作為與上述相關(guān)的發(fā)明，提出了多相爪 極型旋轉(zhuǎn)電機的齒槽轉(zhuǎn)距的調(diào)整系統(tǒng)。該調(diào)整系統(tǒng)通過一邊測量多相旋轉(zhuǎn) 電機的齒槽轉(zhuǎn)距， 一邊以一相的位置作為基準(zhǔn)使其它一相或多相旋轉(zhuǎn)，來 探測齒槽轉(zhuǎn)距達到最小的定子單元的相的位置關(guān)系，并在達到最小的位置 關(guān)系之處的位置固定多相定子單元。
本發(fā)明的多相爪極型電動機的轉(zhuǎn)距脈動小，可以平滑地旋轉(zhuǎn)。


圖1是表示本發(fā)明的多相爪極型電動機的結(jié)構(gòu)的剖面圖和芯側(cè)視圖以 及各相剖面圖的一個例子。
圖2表示本發(fā)明的爪極型電動機FEM解析用網(wǎng)孔模型以及使用該模 型進行齒槽轉(zhuǎn)距解析的結(jié)果的圖的一個例子。
圖3是表示本發(fā)明的爪極型電動機的B相和C相之間的位置關(guān)系存在
誤差的情況下的電動機芯位置關(guān)系的側(cè)視圖以及該情況下的FEM解析的
齒槽轉(zhuǎn)距計算結(jié)果的圖的一個例子。
圖4是說明本發(fā)明的多相爪極型電動機的齒槽轉(zhuǎn)距調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 的一個例子。
圖5是說明本發(fā)明的多相爪極型電動機的齒槽轉(zhuǎn)距調(diào)整系統(tǒng)中探索最 佳點的方法的圖的一個例子。
圖6是說明為了調(diào)整本發(fā)明的多相爪極型電動機的齒槽轉(zhuǎn)距所必需的 電動機結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)的圖的一個例子。
圖7是表示將本發(fā)明的多相爪極型結(jié)構(gòu)用作電動機和發(fā)電機情況下的 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
圖8是說明將本發(fā)明的多相爪極型結(jié)構(gòu)用作電動機和發(fā)電機情況下在 限制電壓以內(nèi)調(diào)整電壓的方法的圖的一個例子。
圖中l(wèi)一軸、2 —轉(zhuǎn)子、3 —轉(zhuǎn)子芯、4 —轉(zhuǎn)子磁體、5 —定子、6 —定 子芯、8 —軸承、13_線圈、14一耦合器、15—轉(zhuǎn)距測量器、16—DC無芯 齒輪電動機、17 —系統(tǒng)控制裝置、18—電動機控制裝置、19一齒輪驅(qū)動用 電動機、20 —齒輪、21 —同步皮帶、24—凹窩部、25 —滑動材料膜、26— 旋轉(zhuǎn)力傳送用D切部、27 —固定用(粘接、焊接用)溝槽、28 —發(fā)動機等 驅(qū)動裝置、29 —發(fā)電控制裝置。
具體實施例方式
本發(fā)明的主要要點是在組裝多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機后，設(shè)置在圓周方 向調(diào)整多相定子單元位置的機構(gòu)，以及該位置調(diào)整可以邊測量齒槽轉(zhuǎn)距邊 進行改變。此外具有如下特征的結(jié)構(gòu)該旋轉(zhuǎn)電機在調(diào)整定子芯的相位位 置關(guān)系后，該位置關(guān)系可以由固定裝置固定。實施例1
在圖1中通過側(cè)視圖和剖面圖示出了極數(shù)為16極的3相爪極型電動
機的結(jié)構(gòu)。在(a)圖中示出了電動機的剖面結(jié)構(gòu)。該實施例的轉(zhuǎn)子2的 結(jié)構(gòu)是環(huán)形磁體結(jié)構(gòu)，通過粘接等方法將在圓筒狀轉(zhuǎn)子芯3施加了 16極 的磁化得到的環(huán)狀磁體4固定在軸1上。該轉(zhuǎn)子2，是保持為可通過軸向 兩端保持在殼體7的軸承8A， 8B旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。定子5保持在殼體7上，
其內(nèi)徑側(cè)的表面與轉(zhuǎn)子2的外徑側(cè)的表面隔著間隙地相對。該電動機的定 子5，是各相定子單元(定子芯)6U， 6V， 6W對每一相獨立的結(jié)構(gòu)，在 軸向配置A相定子單元6U， B相定子單元6V， C相定子單元6W從而構(gòu) 成3相電動機。
在圖l (b)中通過側(cè)視圖示出了定子5側(cè)的結(jié)構(gòu)。按照A相、B相、 C相的順序配置在軸向的定子單元(定子芯)6U， 6V， 6W，配置為其旋 轉(zhuǎn)方向位置彼此各相差電角120。。在本實施例的16極電動機中，電角120 。為機械角度15°,成為A相，B相，C相彼此相差15。的形式。圖1 (c) (e)表示圖1 (a)的A—A線、B—B線、C一C線的剖面。當(dāng)使轉(zhuǎn)子2 的磁體4的極的圓周方向位置定位在如圖所示的位置時，從A—A線到C 一C線的各個剖面中的轉(zhuǎn)子磁體的極的位置相同。在A—A線剖面，A相 的定子單元(定子芯)6U的爪磁極中心與轉(zhuǎn)子磁體4的極中心一致。在B 一B線剖面，B相定子單元(定子芯)6V的爪磁極的位置位于從A相錯 開15°的位置。在C一C線剖面，構(gòu)成C相定子單元(定子芯)6W的爪 磁極的位置位于從A相錯開30°的位置，形成如上位置關(guān)系。
該爪極型電動機的一相份的齒槽轉(zhuǎn)距，由轉(zhuǎn)子2的磁通勢的大小、定 子5 (定子單元6)的爪磁極的形狀決定，在設(shè)計時在某種程度上可以掌 握。
從圖2 (a)到(d)，示出了使用FEM (電磁場解析)計算爪極型電 動機的齒槽轉(zhuǎn)距的例子。圖2 (a)表示定子單元6的一相份的爪磁極的形 狀、 一相份的其芯形狀、以及與此相對置的轉(zhuǎn)子磁體4的一部分，且表示 24極爪極型電動機電角一周期份(機械角度30。)的FEM網(wǎng)孔模型。在 圖2 (b)中示出了使用該網(wǎng)孔模型，以磁體、爪磁極的磁特性為輸入條件 計算電動機的齒槽轉(zhuǎn)距的結(jié)果。如該圖所示，可知當(dāng)使轉(zhuǎn)子磁體從0°起旋 轉(zhuǎn)到30°時，因轉(zhuǎn)子2的磁體極和定子5的爪磁極的關(guān)系空隙磁通密度發(fā) 生變化，從而產(chǎn)生兩個周期正弦波形狀的轉(zhuǎn)距。在該一相中產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn) 距，在哪一相中都產(chǎn)生同樣的齒槽轉(zhuǎn)距。如圖1所示的，轉(zhuǎn)子2的磁體極 4的位置，雖然在A相定子單元6U、 B相定子單元6V、 C相定子單元6W 的任何一個的軸向位置都相同，但是由于各相的定子單元6U， 6V， 6W的 爪磁極位置，彼此相差120°電角，所以在B相、C相中產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)距中，
圖2 (b)的齒槽轉(zhuǎn)距的周期，會產(chǎn)生彼此相差120°電角的相位差的齒槽 轉(zhuǎn)距。表示各相齒槽轉(zhuǎn)距的圖在圖2 (c)中示出。是齒槽轉(zhuǎn)距的波形(振 幅，周期)相同，僅相位具有120°相位差的波形。作為3相電動機來看時 的齒槽轉(zhuǎn)距，是3相份合成的結(jié)果。在圖2 (d)中示出了該合成轉(zhuǎn)距波形。 從這些圖可知，通過合成3相份，作為電動機的齒槽轉(zhuǎn)距可以減小到非常 小，達到一相份齒槽轉(zhuǎn)距的振幅的1/30。
在制造該電動機時，在定子單元6U， 6V， 6W之間會產(chǎn)生電動機組 裝時的誤差。即，在允許尺寸公差內(nèi)，在定子單元的相位差中產(chǎn)生位置關(guān) 系的錯位。在如圖2所示的24極電動機的情況下，電角一周期份為機械 角度30°，若設(shè)電動機組裝的允許公差大約為±0.5°左右，則電角上的錯 位量為±6° 。圖3表示由于組裝誤差一相錯開機械角度0.5°的情況的例子。 如圖3 (a)所示，設(shè)A， B相以錯開機械角度10。的狀態(tài)組裝，C相本來 相對B相應(yīng)錯開10°時以9.5°組裝。此時，如圖3 (b)所示，各相的齒槽 轉(zhuǎn)距中，A相與B相的轉(zhuǎn)距是錯開電角120°的關(guān)系，B相和C相是錯開 114°的關(guān)系。在圖3 (c)中示出了將這3相份齒槽轉(zhuǎn)距合成后的結(jié)果。結(jié) 果，齒槽轉(zhuǎn)距的振幅相對于設(shè)計值，增大到10倍以上。周期也相對于電 角一周期變?yōu)?次，比原來的3相電動機的齒槽轉(zhuǎn)距即6次更大，成為旋 轉(zhuǎn)時低頻振動、噪音的原因。
為了降低由于該組裝誤差導(dǎo)致的齒槽轉(zhuǎn)距，必須提高組裝精度，但是 可以容易想到，考慮各個部件的精度、材料特性的偏差、組裝誤差的累計 等，使該誤差每次都為零是非常困難的。
因此，作為降低由該誤差引起的齒槽轉(zhuǎn)距的方法，本發(fā)明中提出了可 以在電動機組裝后，將齒槽轉(zhuǎn)距調(diào)整為最小的電動機結(jié)構(gòu)。如前所述，該 多相爪極型電動機由于相旋轉(zhuǎn)方向(圓周方向)的位置錯位，齒槽轉(zhuǎn)距變 化很大。因此，通過在組裝后調(diào)整該旋轉(zhuǎn)方向的位置可以降低齒槽轉(zhuǎn)距。
圖4中示出了齒槽轉(zhuǎn)距調(diào)整系統(tǒng)的概要。示出了可以調(diào)整組裝的爪極 型電動機的齒槽轉(zhuǎn)距的系統(tǒng)的一個例子。首先，爪極型電動機，是在定子 5 (定子單元6)的外圓周部不設(shè)置殼體(housing)等的蓋(cover)的結(jié) 構(gòu)，使得可以從外部旋轉(zhuǎn)調(diào)整定子單元6U， 6V, 6W。每相定子單元的三 相芯組塊(core block)的組裝，具有可以通過凹窩(O口一)部24等組
裝的結(jié)構(gòu)，從而確保同心度。再有，定子單元的相的鄰接表面，具有通過 容易滑動的材料電鍍、或通過有機材料進行的模型化的結(jié)構(gòu)，可以利用來 自外部的力旋轉(zhuǎn)。將這種結(jié)構(gòu)的電動機安裝在測量、調(diào)整裝置的安裝盤31
上，通過耦合器14將電動機的軸1與轉(zhuǎn)距測量器15的軸40連接。在轉(zhuǎn) 距測量器的軸40的相反側(cè)，通過耦合器14連接到完全不產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)距的 結(jié)構(gòu)的電動機16 (例如DC無芯齒輪電動機等)。在本實施例中，為了實 現(xiàn)以非常低的速度(大約幾rpm)測量齒槽轉(zhuǎn)距的目的，作為該電動機選 定了 DC無芯電動機16的帶減速機的電動機。為了測量齒槽轉(zhuǎn)距，通過 DC無芯電動機16使被測試爪極型電動機低速旋轉(zhuǎn)。由于在DC無芯電動 機16和轉(zhuǎn)距測量器15中沒有轉(zhuǎn)距變動，所以可以測量爪極型電動機的轉(zhuǎn) 距變動、即齒槽轉(zhuǎn)距。測量的齒槽轉(zhuǎn)距被輸入到系統(tǒng)控制裝置17進行評 價。系統(tǒng)控制裝置17，在將A相定子單元6U固定的狀態(tài)下，對使B相 定子單元6V旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)(18—21)進行控制，使B相定子6V的旋 轉(zhuǎn)位置變化，搜索使齒槽轉(zhuǎn)距的振幅減小的點。接下來，在確定了B相位 置的狀態(tài)下，控制C相旋轉(zhuǎn)位置驅(qū)動機構(gòu)(18—21)，進一步搜索齒槽轉(zhuǎn) 距減小的點。為了在齒槽轉(zhuǎn)距最小的點完全固定定子單元(定子芯)的位 置關(guān)系，使用粘接或焊接等固定手段進行芯旋轉(zhuǎn)方向的固定。
另外，上述驅(qū)動機構(gòu)(18—21)，由從系統(tǒng)控制器17接受指令的電 動機控制器18、齒槽調(diào)整用電動機19、安裝在該電動機19上的齒輪20、 以及連接齒輪20和被調(diào)整用的定子芯單元6V (6U)的同步皮帶(timing belt) 21構(gòu)成。
利用該電動機的結(jié)構(gòu)以及調(diào)整系統(tǒng)，可以制造齒槽轉(zhuǎn)距絕對值小，且 其個體間差異小的爪極型電動機。
在圖5中示出了最佳解(齒槽轉(zhuǎn)距最小點)的搜索方法的一個例子。 前面所述的方法是(a)中示出的方法。該方法中，從初始值1的地點起 開始搜索，然后A相固定，首先到達通過B相變化得到的最佳點2。此后， 通過C相的調(diào)整到達齒槽轉(zhuǎn)距最小點3的方法，而如圖所示，在真正的最 佳點從等高線的中心偏離的情況下，發(fā)生不會到達最佳點的情況。因此，
作為搜索的方法，如(b)圖所示，也考慮了測量某種程度的矩陣的點從 而搜索最佳點附近的點的方法。將矩陣的網(wǎng)眼定得越細(xì)微，發(fā)現(xiàn)的最佳點
精度越好?？紤]到若增加測量點調(diào)整中會花費的時間，通過(b)的方法 接近至某種程度上接近的點、通過(a)的方法到達最佳點等的組合方法 也很有效。
實施例2
接下來，針對前述的可以調(diào)整的爪極型電動機的結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)地說 明。在圖6中分別示出了用來使其可以調(diào)整的電動機結(jié)構(gòu)。在圖6(a)中示 出了3相爪極型電動機的剖面圖。雖然是與圖1中示出的爪極型電動機相 同的結(jié)構(gòu)，但具有可以從外部調(diào)整的功能。為了可以在電動機組裝后旋轉(zhuǎn) 調(diào)整，且為了實現(xiàn)可不錯離軸中心旋轉(zhuǎn)的功能，爪極型電動機的各相定子 芯組塊6的軸向兩個端面，具有凹凸等凹窩部(凹窩嚙合結(jié)構(gòu))。在圖6 (b)中示出了其具體的結(jié)構(gòu)例子。在呈圓筒狀的一相份定子芯塊組6的 軸向的一側(cè)端面，設(shè)置呈環(huán)狀的突出的突起24a，在相反面設(shè)置環(huán)狀凹部 24b。在使該凹凸組合時游隙(空隙)最小的同時，設(shè)定可旋轉(zhuǎn)的尺寸公 差。例如，通過將凸部的外徑設(shè)定得比凹部的內(nèi)徑(根據(jù)直徑的絕對值不 同，值也有所不同)大等方法來進行設(shè)定，使得其內(nèi)徑具有配合公差的 H7—g6等的公差。由此，構(gòu)成為在保持同心度的前提下，相鄰的定子芯 組塊的各個相能夠旋轉(zhuǎn)。另外，凹窩部24的形狀并非僅是凹凸，只要是 可以保持同心度的形狀都可以。
再有，為了使得可以進行該旋轉(zhuǎn)，芯彼此的旋轉(zhuǎn)需要為低摩擦。但是， 考慮了下述的情況如圖6 (a)所示，通過在其兩個端面由支架30A、 30B 夾住定子單元6 (6U, 6V， 6W)的組合體，使用貫穿螺栓22等的方法在 軸向強力固定該支架30A、 30B和定子芯6 (6U， 6V， 6W)的情況下， 由于定子芯之間的壓粉磁心表面彼此的接觸，摩擦阻力變大不能旋轉(zhuǎn)。作 為這種情況下的解決方法，在各相定子芯組塊的軸向的兩端面上，薄薄地 涂覆、電鍍、或者蒸鍍聚四氟乙烯等滑動性好的材料等的方法是有效的。 滑動性好的材料也可以是銅與鎳等不同種類的組合，也可以設(shè)定為在兩個 端面的其材料不同。還有，由于定子芯組合體的兩個端部的芯組塊，還相 對端部支架滑動，所以在端部支架的芯側(cè)的表面也需要同樣的處理。由此， 通過貫穿螺栓等在軸向牢固地固定之后，也可以通過從外部施加旋轉(zhuǎn)力來 調(diào)整其位置關(guān)系。此外，該滑動面也可以由其它的材料構(gòu)成，通過在芯組
塊之間或端部支架與芯組塊之間構(gòu)成由滑動性好的材料構(gòu)成的相間板，也 可以實現(xiàn)同樣的功能。再有，該材料也可以作為有機材料與芯組塊一體構(gòu) 成。
接下來，示出對定子芯組塊從外部施加旋轉(zhuǎn)力的情況下的定子芯組塊
的構(gòu)造。在圖6 (c)中，示出了定子芯組塊6的一相份的側(cè)視圖。由于在 保持圓筒形狀的情況下，不易從外部握持并施加旋轉(zhuǎn)力，所以如圖所示， 設(shè)置一部分的缺口 26。由此，可以容易地通過如圖6 (d)所示的扳手形 狀的工具23、或旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(未圖示)的前端部保持器，握持定子組塊6 來并傳遞旋轉(zhuǎn)力。該一相份芯組塊的外圓周部形狀的特征在于，是可以傳 遞來自外部的旋轉(zhuǎn)力的形狀。圖4中示出的調(diào)整機構(gòu)中，是通過齒輪機構(gòu) 傳遞旋轉(zhuǎn)力的機構(gòu)，在此種情況下，在各個定子芯組塊6U， 6V， 6W的 外周部，優(yōu)選形成與齒輪完好配合的凹凸的齒輪部。當(dāng)然，在保持圓筒狀 的情況下，通過利用摩擦的滑輪機構(gòu)，可以通過該摩擦力施加旋轉(zhuǎn)力的情 況下，即使保持圓筒狀也可以實現(xiàn)本目的。
最后，針對施加旋轉(zhuǎn)力，并將齒槽轉(zhuǎn)距設(shè)定為最小后的處理進行說明。 在施加旋轉(zhuǎn)力并使電動機的齒槽轉(zhuǎn)距變得最小之后，作為電動機完成的情 況下，需要將其位置關(guān)系固定。為了實現(xiàn)這一目的，在定子芯組塊的至少 一個以上的一部分(芯組塊鄰接的界面周圍)，設(shè)置固定用切口槽27，在 調(diào)整該部分后通過焊接、粘接等手段設(shè)置進行固定的結(jié)構(gòu)。由此，在作為 電動機組裝好之后，可以防止由于來自外部的干擾(旋轉(zhuǎn)力，振動等)該 芯彼此的位置關(guān)系錯位。實施例3
接下來，示出關(guān)于利用定子芯組塊可以旋轉(zhuǎn)的功能的電動機、以及發(fā) 電機的實施例。如在先說明的那樣，各相定子單元6通過改變旋轉(zhuǎn)位置， 使其電氣特性變化，能夠控制旋轉(zhuǎn)數(shù)增加所導(dǎo)致的電壓上升的限制。例如， 以如圖7所示的發(fā)電機為例進行說明。該發(fā)電機系統(tǒng)，通過內(nèi)燃機發(fā)動機 28驅(qū)動并發(fā)電，并且通過發(fā)電控制裝置29，將該電力提供給電池或系統(tǒng)。 在從發(fā)電機往發(fā)電控制裝置29的輸入電壓有上限值的情況下，當(dāng)達到設(shè) 定之外的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)數(shù)時，發(fā)生來自發(fā)電機的發(fā)生電壓超出該上限值的情 況。此時，在檢測旋轉(zhuǎn)數(shù)并超出該旋轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，由于通過調(diào)整爪極型
電動機一相份或兩相份的芯位置關(guān)系，如圖8所示，可以減小來自發(fā)電機 的發(fā)生電壓，所以可以防止控制裝置的損壞。此外，該調(diào)整方法由于是齒 槽轉(zhuǎn)距增加的方向，所以還導(dǎo)致制動力的增加，在防止系統(tǒng)損傷上也十分 有效。該方法可以用于汽車、緊急時使用的發(fā)動機發(fā)電機等的發(fā)電機、或 風(fēng)力發(fā)電機等的系統(tǒng)。
此外，由于可以通過使定子芯組塊旋轉(zhuǎn)來改變電特性，所以可以使發(fā) 電機或電動機的輸出變化。由此，通過使芯組塊旋轉(zhuǎn)，可以控制發(fā)電機或 電動機的輸出。
如上所述，本發(fā)明的多相爪極型電動機，由于可以使齒槽轉(zhuǎn)距最小， 并且減小偏差，所以可以得到轉(zhuǎn)距脈動小且平滑旋轉(zhuǎn)的電動機。此外，由 于可以減小齒槽轉(zhuǎn)距、轉(zhuǎn)距脈動，所以可以降低電動機的振動、噪音，可 以期望使用本電動機的系統(tǒng)的靜音性提高等效果。再有，還可以控制發(fā)電 機或電動機的輸出。
權(quán)利要求
1.一種多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其包括在旋轉(zhuǎn)電機的軸向上對每相配置的兩相以上的定子單元，各定子單元由一對互補型的爪極芯組塊、和嵌入該芯組塊的環(huán)形定子線圈構(gòu)成，其特征在于上述多個定子單元，具有在旋轉(zhuǎn)電機組裝后、固定前彼此獨立，且可以一邊保持定子單元的同心度一邊旋轉(zhuǎn)地調(diào)整這些定子單元的相位關(guān)系的結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于 上述定子單元為了保持同心度，通過各個凹窩耦合彼此配合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于 上述定子單元的組合體，在該組合體的兩端位置通過端部支架并借助于凹部耦合而被保持，使得定子單元的位置可在組裝后從外部對每一相旋 轉(zhuǎn)調(diào)整。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于 包括用于使上述定子單元的各個芯組塊的軸向鄰接面的一方或雙方更好地滑動的物質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于 上述物質(zhì)，是聚四氟乙烯，鎳，銅。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于 將上述物質(zhì)通過涂覆、涂飾、蒸鍍來形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于 在上述定子單元的芯組塊間具有相間板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于 上述相間板，由滑動性好的有機材料或金屬材料構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于 在上述定子的鄰接的芯組塊間的接縫附近的外周，包括用于固定定子單元的切口槽。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于 上述芯組塊，具有通過從外部對上述芯組塊施加用于使其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn) 力的工具，可容易地保持芯組塊的形狀。
11. 一種多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機的齒槽轉(zhuǎn)距調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，具有多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其包括在旋轉(zhuǎn)電機的軸向上對每一相配置的兩 相以上的定子單元，各定子單元由一對互補型的爪極芯組塊、以及嵌入該 芯組塊的環(huán)形定子線圈構(gòu)成，上述多個定子單元，具有在旋轉(zhuǎn)電機組裝后 彼此獨立且可以一邊保持定子單元的同心度一邊旋轉(zhuǎn)地調(diào)整這些定子單 元的相位的位置關(guān)系的結(jié)構(gòu)；以及，齒輪機構(gòu)，其從外部使上述芯組塊旋轉(zhuǎn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機的齒槽轉(zhuǎn)距調(diào)整系 統(tǒng)，其特征在于-具有對上述多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機的齒槽轉(zhuǎn)距進行測量的裝置；以及， 對上述齒輪機構(gòu)下達指令，使得齒槽轉(zhuǎn)距比上述齒槽轉(zhuǎn)距的測量結(jié)果 小的控制裝置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機的齒槽轉(zhuǎn)距調(diào)整系 統(tǒng)，其特征在于上述控制裝置中，作為搜索最佳條件的方法，將矩陣狀測量多個軸的 點的方法、和分別獨立地進行搜索的方法的兩種以上的方法組合來搜索最 佳值。
14. 一種發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于，具有多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其包括在旋轉(zhuǎn)電機的軸向上對每一相配置的兩 相以上的定子單元，各定子單元由一對互補型的爪極芯組塊、以及嵌入該 芯組塊的環(huán)形定子線圈構(gòu)成，上述多個定子單元，具有在旋轉(zhuǎn)電機組裝后 彼此獨立且可以一邊保持定子單元的同心度一邊旋轉(zhuǎn)地調(diào)整這些定子單 元的相位的位置關(guān)系的結(jié)構(gòu)；以及，旋轉(zhuǎn)力提供裝置，通過使上述定子的芯組塊的至少一個旋轉(zhuǎn)，來控制 上述發(fā)電機的輸出。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于 使上述芯組塊旋轉(zhuǎn)，以使得上述發(fā)電機的輸出電壓不為規(guī)定值以上。
16. —種電動機系統(tǒng)，其特征在于，具有多相爪極型旋轉(zhuǎn)電機，其包括在旋轉(zhuǎn)電機的軸向上對每一相配置的兩 相以上的定子單元，各定子單元由一對互補型的爪極芯組塊、以及嵌入該 芯組塊的環(huán)形定子線圈構(gòu)成，上述多個定子單元，具有在旋轉(zhuǎn)電機組裝后 彼此獨立且可以一邊保持定子單元的同心度一邊旋轉(zhuǎn)地調(diào)整這些定子單 元的相位的位置關(guān)系的結(jié)構(gòu)；以及，旋轉(zhuǎn)力提供裝置，通過使上述定子的芯組塊的至少一個旋轉(zhuǎn)，來控制 上述電動機的輸出。
全文摘要
本發(fā)明，在使用壓粉磁心構(gòu)成磁極爪的多相爪極型電動機中，建立一種減小齒槽轉(zhuǎn)距的電動機結(jié)構(gòu)及其減小方法。本發(fā)明為了減小由于組裝誤差產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)距，通過在組裝后，一邊測量由于該誤差導(dǎo)致的齒槽轉(zhuǎn)距一邊變化并調(diào)整組裝狀態(tài)，使得由誤差導(dǎo)致的齒槽轉(zhuǎn)距最小。特別是，形成可以調(diào)整最構(gòu)成誤差原因的相間的位置關(guān)系的電動機構(gòu)造，形成可在組裝后改變其位置關(guān)系的電動機構(gòu)造。具體地說，在相的鄰接面上，設(shè)置可保持同軸且繞軸滑動的表面。作為多相電動機，可以在組裝后將其相獨立地繞軸旋轉(zhuǎn)。一邊測量多相電動機的齒槽轉(zhuǎn)距，以一相的位置為基準(zhǔn)使一相或多相旋轉(zhuǎn)，搜索齒槽轉(zhuǎn)距達到最小的位置關(guān)系，在達到最小的位置關(guān)系固定其位置。
文檔編號H02K37/14GK101102069SQ20071014219
公開日2008年1月9日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者伊藤元哉, 大巖昭二, 榎本裕治, 正木良三, 石原千生 申請人:株式會社日立產(chǎn)機系統(tǒng);日立粉末冶金株式會社;日本伺服株式會社