旋轉(zhuǎn)電機(jī)及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]作為車輛驅(qū)動使用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，與通常的旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，要求高速度旋轉(zhuǎn)化。高速旋轉(zhuǎn)化時，有必要提高轉(zhuǎn)子應(yīng)對離心力的機(jī)械強(qiáng)度，在例如專利文獻(xiàn)1，記載著能夠同時兼顧高輸出化和機(jī)械上的高速旋轉(zhuǎn)化的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011 - 101504號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的課題
[0006]專利文獻(xiàn)1記載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)雖然能夠兼顧高輸出化和機(jī)械上的高速旋轉(zhuǎn)化，但是為了實(shí)現(xiàn)更高速的旋轉(zhuǎn)，有必要提高轉(zhuǎn)子應(yīng)對離心力的機(jī)械強(qiáng)度。
[0007]解決課題用的手段
[0008]關(guān)于本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備定子以及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子隔著空隙地配置于所述定子，并具有形成于轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔以及被插入該磁體插入孔的永磁體，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的特征在于，在位于所述永磁體的角部的磁體插入孔的部位，設(shè)置具有對置面及拐折部的退避部，與該拐折部相連的2個對置面所夾的角度形成為鈍角。發(fā)明效果
[0009]如果采用本發(fā)明，則能夠緩和轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔的退避部發(fā)生的應(yīng)力集中，這樣能夠提供轉(zhuǎn)子對于離心力的機(jī)械強(qiáng)度得到提高了的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
[0010]下述實(shí)施形態(tài)的說明能夠使上面所述以外的課題、構(gòu)成以及效果更加清楚。
【附圖說明】
[0011]圖1是搭載本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的混合(混合)型電動汽車的大概結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的電力變換裝置600的電路圖。
[0013]圖3是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的剖面圖。
[0014]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的定子230及轉(zhuǎn)子250的剖面的，圖3的A — A剖面向視圖。
[0015]圖5是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子中的磁阻轉(zhuǎn)矩(reluctance torque)的說明圖。
[0016]圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的定子230及轉(zhuǎn)子250的1個磁極的放大剖面圖。
[0017]圖7表示本發(fā)明實(shí)施例1的退避部263的構(gòu)成，是圖6的B部分的放大圖。
[0018]圖8是本發(fā)明實(shí)施例2的定子230及轉(zhuǎn)子250的1個磁極的放大剖面圖。
[0019]圖9是本發(fā)明實(shí)施例3的定子230及轉(zhuǎn)子250的1個磁極的放大剖面圖。
[0020]圖10是本發(fā)明實(shí)施例4的定子230及轉(zhuǎn)子250的1個磁極的放大剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面參照附圖對實(shí)施本發(fā)明的形態(tài)進(jìn)行說明。
[0022]本實(shí)施例中，如以下說明所述，能夠減小轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體插入孔的退避部發(fā)生的應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)。因此，作為例如電動汽車行駛用的馬達(dá)是合適的。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)也可使用于只利用旋轉(zhuǎn)電機(jī)行駛的單純的電動汽車、以及利用引擎與旋轉(zhuǎn)電機(jī)兩者驅(qū)動的混合型電動汽車，下面以混合型電動汽車為例進(jìn)行說明。
[0023]圖1是示出搭載了本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的混合型電動汽車的大概結(jié)構(gòu)的圖。車輛100上搭載引擎120、第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)202、以及電池180。電池180對旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202提供直流電力，再生行駛時從旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202接受直流電力。電池180與旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202之間的直流電力的授受通過電力變換裝置600進(jìn)行。又，在車輛上搭載提供低壓電力(例如14V的電力)的電池(未圖示)，對以下說明的控制電路提供直流電力。
[0024]引擎120以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過變速機(jī)130及差動齒輪(Differential gear) 160傳遞給前輪110。變速機(jī)130由變速機(jī)控制裝置134控制，引擎120由引擎控制裝置124控制。電池180由電池控制裝置184控制。變速機(jī)控制裝置134、引擎控制裝置124、電力變換裝置600、電池控制裝置184以及綜合控制裝置170由通信線路174連接。
[0025]綜合控制裝置170是變速機(jī)控制裝置134、引擎控制裝置124、電力變換裝置600以及電池控制裝置184的上位控制裝置，通過通信線路174從變速機(jī)控制裝置134、引擎控制裝置124、電力變換裝置600以及電池控制裝置184分別接受表示上述裝置的各狀態(tài)的信息。綜合控制裝置170基于這些獲取的信息對各控制裝置的控制指令進(jìn)行運(yùn)算。將運(yùn)算得到的控制指令通過通信線路174發(fā)送到各控制裝置。
[0026]高壓電池180由鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池構(gòu)成，輸出250V?600V，或其以上的高壓直流電。電池控制裝置184將電池180的充放電狀況、構(gòu)成電池180的各單元電池的狀態(tài)，通過通信線路174輸出到綜合控制裝置170。
[0027]綜合控制裝置170基于從電池控制裝置184來的信息判定電池180需要充電時，就向電力變換裝置600發(fā)出發(fā)電運(yùn)行指示。又，綜合控制裝置170主要是進(jìn)行引擎120及旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的輸出轉(zhuǎn)矩的管理、引擎120的輸出轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的輸出轉(zhuǎn)矩的綜合轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩分配比的運(yùn)算處理，將基于該運(yùn)算處理結(jié)果的控制指令發(fā)送到變速機(jī)控制裝置134、引擎控制裝置124以及電力變換裝置600。電力變換裝置600基于來自綜合控制裝置170的轉(zhuǎn)矩指令，對旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202進(jìn)行控制，以產(chǎn)生指令所要求的轉(zhuǎn)矩輸出或發(fā)電電力。
[0028]在電力變換裝置600設(shè)置有構(gòu)成使旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202運(yùn)行用的逆變器的功率半導(dǎo)體。電力變換裝置600基于來自綜合控制裝置170的指令對功率半導(dǎo)體的開關(guān)動作進(jìn)行控制。利用該功率半導(dǎo)體的開關(guān)動作，旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202作為電動機(jī)或作為發(fā)電機(jī)而被運(yùn)行。
[0029]將旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202作為電動機(jī)運(yùn)行的情況下，來自高壓電池180的直流電被提供給電力變換裝置600的逆變器的直流端子。電力變換裝置600對功率半導(dǎo)體的開關(guān)動作進(jìn)行控制，將被提供的直流電力變換為3相交流電力，提供給旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202。另一方面，將旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行的情況下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的轉(zhuǎn)子由從外部施加的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的定子繞組發(fā)生3相交流電力。發(fā)生的3相交流電力由電力變換裝置600變換為直流電力，該直流電力被提供給高壓電池180，對電池180進(jìn)行充電。
[0030]圖2是圖1的電力變換裝置600的電路圖。電力變換裝置600中設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)200用的第1逆變器裝置和旋轉(zhuǎn)電機(jī)202用的第2逆變器裝置。第1逆變器裝置具備功率模塊610、對功率模塊610的各功率半導(dǎo)體21的開關(guān)動作進(jìn)行控制的第1驅(qū)動電路652、以及檢測旋轉(zhuǎn)電機(jī)200的電流的電流傳感器660。驅(qū)動電路652設(shè)置于驅(qū)動電路基板650。
[0031]另一方面，第2逆變器裝置具備功率模塊620、對功率模塊620的各功率半導(dǎo)體21的開關(guān)動作進(jìn)行控制的第2驅(qū)動電路656、以及檢測旋轉(zhuǎn)電機(jī)202的電流的電流傳感器662。驅(qū)動電路656設(shè)置于驅(qū)動電路基板654。設(shè)置于控制電路基板646的控制電路648、安裝在電容模塊630以及連接器基板642上的收發(fā)電路644被第1逆變器裝置和第2逆變器裝置共用。
[0032]功率模塊610、620根據(jù)從各自對應(yīng)的驅(qū)動電路652、656輸出的驅(qū)動信號而工作。功率模塊610、620將分別由電池180提供的直流電力變換為三相交流電力，將該電力提供給對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的電樞繞組即定子繞組。又，功率模塊610、620將在旋轉(zhuǎn)電機(jī)200,202的定子繞組中感應(yīng)產(chǎn)生的交流電力變換為直流，提供給高壓電池180。
[0033]功率模塊610、620如圖2所示，具備3相橋式電路，與3相對應(yīng)的串聯(lián)電路分別以并聯(lián)方式電連接于電池180的正極側(cè)與負(fù)極側(cè)之間。各串聯(lián)電路具備構(gòu)成上臂的功率半導(dǎo)體21和構(gòu)成下臂的功率半導(dǎo)體21，這些功率半導(dǎo)體21串聯(lián)連接。功率模塊610與功率模塊620如圖2所示電路結(jié)構(gòu)大致相同，在這里以功率模塊610為代表進(jìn)行說明。
[0034]在本實(shí)施形態(tài)中，采用IGBT(絕緣柵型雙極晶體管)21作為開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件。IGBT 21具備集電極、發(fā)射極及柵極三個電極。IGBT 21的集電極與發(fā)射極之間電氣連接二極管38。二極管38具備陰極和陽極兩個電極，以從IGBT 21的發(fā)射極向集電極的方向?yàn)轫樂较颍帢O連接于IGBT 21的集電極，陽極連接于IGBT 21的發(fā)射極。
[0035]還有，也可以采用M0SFET(金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)晶體管)作為開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件。M0SFET具備漏極、源極以及柵極三個電極。采用M0SFET的情況下，源極與漏極之間具備從漏極向源極的方向?yàn)轫樂较虻募纳O管，因此不必設(shè)置圖2的二極管38。
[0036]各相的臂是由IGBT 21的發(fā)射極與IGBT 21的集電極以串聯(lián)的方式電連接而構(gòu)成的。還有，本實(shí)施形態(tài)中，各相的各上下臂的IGBT只圖示1個，但是由于控制的電流容量大，實(shí)際上是多個IGBT以并聯(lián)方式電連接而構(gòu)成。