CN101022226A

CN101022226A - 旋转电机

Info

Publication number: CN101022226A
Application number: CN200710005370.4A
Authority: CN
Inventors: 涩川佑一
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2027-02-14
Also published as: EP1819030A1; EP1819030B1; JP2007252184A; US20070188036A1; CN101022226B; US7671494B2; JP5141030B2

Abstract

本发明涉及一种旋转电机，不需要另外设置促动器等动作机构就能够使永久磁体的磁通短路。该旋转电机具有：驱动转子(A)，其具有多个永久磁体；短路转子(B)，其能够在使永久磁体的磁通短路的短路状态和使永久磁体的磁通不短路的通常状态之间进行切换；定子，其隔着径向的空隙与驱动转子(A)和短路转子(B)面对。定子通过供给的复合电流来对驱动转子(A)进行驱动，同时也驱动短路转子(B)，进行短路状态和通常状态两者间的切换。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及降低旋转电机的感应电压的技术，特别是通过使永久磁体的磁通短路来降低在旋转电机的转子和旋转电机的定子之间形成的磁路中流动的磁通的技术。

技术背景

在具有永久磁体的旋转电机中，例如对比文件1记载有如下的技术，由于在转子高速旋转时感应电压变高，所以在转子高速旋转时使永久磁体的磁通短路来抑制感应电压。

专利文献1中记载的永久磁体式旋转电机具备：具有多个永久磁体的转子；具有接通电流的多个线圈，并且在所述线圈和所述永久磁体之间形成磁路而驱动转子的定子；可在所述永久磁体的磁通短路的短路状态和不短路的通常状态进行切换的短路部件；驱动所述短路部件而在所述短路状态和所述通常状态间切换的促动器。

专利文献1：特开2001-314053号公报

但是，在上述的现有技术中，为了在所述短路状态和所述通常状态之间切换而需要另外设置促动器，这会导致旋转电机大型化的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种不需要另外设置促动器就能够使永久磁体的磁通短路的旋转电机。

为实现上述目的，本发明的旋转电机在定子的线圈中被供以复合电流(composite electrical current)，通过复合电流中的第一电流分量来驱动转子，并且通过复合电流中的第二电流分量在短路状态和通常状态之间进行切换。

根据本发明的结构，由于在旋转电机的定子的线圈中供以复合电流，所以通过以往的定子就能够使永久磁体短路，不必另外设置促动器，能够防止旋转电机的大型化。

附图说明

图1A是模式地表示本发明一实施例的旋转电机的结构的立体图，图1B是图1A的I-I剖面在周向上展开后的模式图，图1C是图1A的II-II剖面在周向上展开后的模式图。

图2是模式地表示该实施例的短路转子B的立体图。

图3是以含有转子旋转轴的面剖开该实施例的转子而表示的纵剖面图。

图4是以含有转子旋转轴的面剖开其他实施例的转子而表示的纵剖面图。

图5A是以含有转子旋转轴的面剖开其他实施例的转子而表示的纵剖面图，图5B是图5A的III-III剖面图。

图6是将转子和定子的相对位置关系在周向上展开表示的说明图，其表示永久磁体的磁通未短路的状态。

图7是将转子和定子的相对位置关系在周向上展开表示的说明图，其表示永久磁体的磁通短路的状态。

图8是将本发明的另一实施例的旋转电机的结构局部剖断表示的立体图。

图9是将该实施例的短路转子B的一部分剖断表示的立体图。

图10是对比短路转子B的多个实施例而表示的周向展开图。(a)是图2和图9的实施例，(b)是实施例(a)表示的凸极内部埋设永久磁体的实施例，(c)是实施例(a)表示的空隙由非磁性体填充的实施例，(d)是短路转子B置换永久磁体型转子的实施例。

图11是该实施例的运转区域与一般现有例比较表示的特性图。

附图标记说明：1转子；A驱动转子；B短路转子；2转子旋转轴；3定子；4空隙(轴向空隙)；5齿；6线圈；7转子侧的空隙面；8永久磁体；9凸极；10空隙；12凹部；50限制器。

具体实施方式

以下，根据附图所示的实施例来详细说明本发明的实施方式。

该实施例中的旋转电机是在径向上配置定子3和转子1，在定子3和转子1之间设置径向的空隙(径向空隙)4的径向空隙结构。

旋转电机的转子1由具有多个永久磁体8、8...的驱动转子A和用于使永久磁体8、8...短路的短路转子B构成。在此，驱动转子A由第一驱动转子A1和第二驱动转子A2构成。

并且，驱动转子A和短路转子B通常以相同速度旋转(一体旋转)，以相互保持相同的相位。若规定的条件成立，则为了使驱动转子A和短路转子B的相位错开规定量而在驱动转子A和短路转子B之间瞬间产生旋转速度差，短路转子B相对驱动转子A以规定量旋转(相对旋转)。相对旋转后，驱动转子A和短路转子B以相位错开的状态一体旋转。对此，将在后文中详细叙述。

在具有厚度的圆盘形状的转子1的两面中央部设置转子旋转轴2。并且，转子旋转轴2的两端由未图示的轴承可旋转地支承。

在转子1的外径方向上配置旋转电机的定子3，在位于外径侧的定子3和位于内径侧的转子1之间设置空隙4，构成径向空隙结构的旋转电机。在定子3上周向等间隔地配置多个齿5。图1中剖面表示其中的一个齿5。在中空圆筒形状的定子芯16内周面上沿内径方向立设齿5、5...，使齿5的前端形成加宽的形状而指向转子1。在径向上延伸设置的齿5的周围卷绕线圈6。

在隔着空隙4而面对定子3(的齿5)的驱动转子A1的空隙面7a上沿周向排列多个永久磁体8、8、8...。

如图1所示，转子1在其中央具有环状体的短路转子B。在短路转子B的轴向两侧具有圆盘形状的第一驱动转子A1和第二驱动转子B2。

换言之，驱动转子A面对与所述定子3之间的径向的空隙4，在短路转子B的两侧相邻地设有第一驱动转子A1和第二驱动转子A2。

在驱动转子A的空隙面7a上设置上述的永久磁体8、8、8...。在此，永久磁体8的N极朝向外径方向、与其邻接的永久磁体8的S极朝向外径方向这样地在周向上顺次磁极相异排列。另外，在轴向看，两侧的第一驱动转子A1、第二驱动转子A2上以相同磁极配置永久磁体8。

在短路转子B的空隙面7b上还设置有突起的多个凸极(磁极)9、9...。凸极9在短路转子B的空隙面7b上沿周向排列多个。由于以磁性体形成短路转子B，所以凸极9也由磁性体形成。相邻的凸极9彼此间设置空隙10。

换言之，短路转子B通过形成齿轮形状而在周向上设有多个凸极9和空隙10。

图2是模式地表示短路转子B的立体图。如图2所示，在短路转子B上沿周向交替排列凸极9和空隙10。凸极9在一周上设有八个。另外，空隙10也在一周上设有八个。并且，这些凸极9的周向长度与空隙10的周向长度是相同的。

对此，永久磁体8在整个一周上设有2倍即十六个。如图1所示，这些永久磁体8的周向长度与凸极9(空隙10)的周向长度相同。

图3是以含有旋转轴的面剖断转子1而表示的纵剖面图。在转子输出轴2上结合驱动转子A。在驱动转子A的径向空隙面7上朝向内径方向形成凹部12。在驱动转子A的整个一周上，凹部12收纳环状体的短路转子B(图2)。

在此，转子1从外径侧俯瞰，如图1所示，看似是在轴向两侧配置两片驱动转子A1、A2，但该驱动转子A1、A2如图3所示在中央部结合，一体形成。短路转子B经由轴承13可相对驱动转子A转动地安装。

如图3的下半部分所示，永久磁体8的径向厚度比空隙10的径向尺寸小。通过这样使空隙10大于永久磁体8的径向厚度，从而在非短路时避免永久磁体8、8的磁通漏到短路转子B。

另外，除图3所示的实施例外，如图4的纵剖面图所示，分别预先分体形成第一驱动转子A1和第二驱动转子A2，使驱动转子A1和A2与转子旋转轴2一体结合，也能够起到与如上述图3所示的实施例同等的作用。这种情况下，只要在转子旋转轴2上首先安装轴承13以及短路转子B，接着从两侧固定设置第一驱动转子A1、第二驱动转子A2即可，能够提高组装性能。

接着，说明该实施例的旋转电机的驱动。

本实施例中，使用复合电流能够分别对驱动转子A和短路转子B进行驱动。即，可驱动驱动转子A和短路转子B一体旋转，并且可驱动驱动转子A和短路转子B相对旋转驱动。

说明驱动转子A的驱动。

电磁体线圈6与具有未图示的变换器和电池的电路连接。该电路对图1A～图1C所示的线圈6供以复合电流。这样，在电磁体的齿5前端与永久磁体8之间作用磁力。即，复合电流中所含有的第一电流分量产生通过齿5的径向的磁通。然后，通过某一齿5的磁通在该齿5的内径侧通过空隙4、一个永久磁体8和驱动转子A内部，通过其他永久磁体8和空隙4，到另一个齿5。进而，通过另一个齿5的磁通在该齿5的外径侧通过定子芯16，回到原来的齿5，从而形成一周的第一磁路Φ1(参照图1B)。

结果，驱动转子A被给以转矩而被驱动。另外，具有驱动转子A的转子1也被驱动，与转子1结合的旋转轴2根据该转矩以及来自外部的负荷而旋转。

说明短路转子B的驱动。

对线圈6供以复合电流，则在电磁体的齿5前端与凸极9之间产生磁力。即，复合电流中所含有的第二电流分量产生通过某一齿5的径向的磁通。并且，通过某一齿5的磁通在齿5的内径侧通过空隙4和一个凸极9和短路转子B内部，通过另一个凸极9和空隙4，到达另一个齿5。另外，通过另一个齿5的磁通在该齿5的外周侧通过定子芯16，回到原来的齿，形成一周的第二磁路Φ2(参照图1C)。

结果，短路转子B被给以转矩而被驱动。

另外，关于复合电流，采用本申请人提出的美国专利第6049152号记载的技术。

通过如上所述使用复合电流，能够分别控制驱动转子A的转矩和短路转子B的转矩，通过对两个转矩给以差值，或使其中一个转矩为零，从而能使短路转子B相对于驱动转子A相对旋转。例如，若驱动转子A和短路转子B以相同转矩驱动，则驱动转子A和短路转子B两者一体旋转，没有短路转子B的相对旋转。另一方面，若使驱动转子A和短路转子B以不同的转矩驱动，则驱动转子A和短路转子B相对旋转。

转子1的转速为不到规定转速的低速旋转时，驱动转子A和短路转子B的相对位置关系与图6所示的一致。图6是将在周向排列的永久磁体8、凸极9以及空隙10展开而表示的说明图。

在转子1低速旋转时，事先使凸极9不用跨越相邻的两个永久磁体8、8，即，凸极9的周向位置与永久磁体8的周向位置对齐。

在图6所示的状态下，凸极9不跨越以不同极性相邻的两个永久磁体8、8，因此，凸极9不使该永久磁体彼此间的磁通短路。

因此，上述的第一磁路Φ1的磁通成为大磁通量，能够提高电机效率。

若规定转速以上等的规定条件成立，则驱动短路转子B，使其相对驱动转子A相对旋转。

即，转子1的转速为规定转速以上的高速旋转时，驱动短路转子B，驱动转子A和短路转子B的相对位置关系如图7中纸面上朝下的箭头所示地错开。图7也是将周向排列的永久磁体8、凸极9及空隙10展开而表示的说明图。

在转子1高速旋转时，以使凸极9跨越相邻的两个永久磁体8、8的方式使短路转子B相对驱动转子A旋转。

在图7所示的状态下，凸极9跨越以不同极性相邻的两个永久磁体8、8，因此如图7中双点划线所示，凸极9使该永久磁体8彼此间的磁通短路。

因此，通过上述的驱动转子A的第一磁路Φ1的磁通是小磁通量，能够降低线圈6的感应电压。

另外，上述旋转之外，也可以是没有图示的那样，使凸极9向转子轴向移动，使该永久磁体8彼此间的磁通短路。

在此，显然，在凸极9大面积地跨越两个永久磁体8而配置的情况和和小面积地跨越(几乎对齐)而配置的情况下，使两个永久磁体彼此间短路的磁通量是不同的。

因此，虽未图示，但是从图6所示使凸极9和永久磁体8对齐的状态开始，使凸极9稍稍错开，则以小面积跨越相邻的两个永久磁体8、8，短路的磁通量少。

对此，虽未作图示，从图7所示使凸极9和永久磁体8错开的状态开始，使凸极9进一步错开，凸极9的一半与其中一个永久磁体8重合，凸极9剩余一半与另一个永久磁体8重合，则以最大限的大面积跨越相邻的两个永久磁体8、8，短路的磁通量最大。

通过这样调节短路转子B的错开程度，从而能够改变凸极9跨越两个永久磁体8、8的量，能使短路的磁通量变化。

除上述之外，本实施例中，在检测对旋转电机供电的电池的异常时、或检测连接旋转电机和电池间的电路的异常时，控制复合电流，使永久磁体的磁通短路。

结果，本实施例中，电池异常时或电路异常时，不论转子1的转速如何，都能够降低旋转电机的感应电压，保护电池和电路。

另外，本实施例中，不论转子1的转速如何、有无电路的异常，都能够改变短路的磁通量，所以与以往的旋转电机相比，能够扩大运转区域。

图11是比较两种一般的现有例和本实施例的运转区域(转矩区域和旋转区域)表示的特性图。

图11中，横轴表示转子转速，纵轴表示转子转矩。在图11中长的虚线表示的重视转矩的现有例中，为不使感应电压变高而缩窄转速区域，加宽转矩区域。对此，图11中短的虚线所示的重视功率的现有例中，允许高的感应电压，加宽转速区域，与使设定输出曲线比所述重视转矩的设计得大的情况相反，缩窄转矩区域。

因此，这两种一般的现有例中，采用转速区域和转矩区域中的一个被加宽，则另一个被缩窄这样的交替换位关系。

但是，在本实施例中，不论转子转速如何，都能够改变短路的磁通量，所以，如图11中实线所示，转速区域和转矩区域两者都能加宽。结果，本实施例中，能够加宽图11所示的横轴、纵轴及和设定输出曲线包围的运转区域，能够格外提高运转性能。

另外，上述的感应电压的降低中，若回复到转子1转速返回到不到规定转速等的通常状态，则再次驱动短路转子B，使其相对驱动转子A相对旋转。并且，如图6所示，事先将凸极9的周向位置与永久磁体8的周向位置对齐。

由此，第一磁路Φ1的磁通是大磁通量，能在通常的状态下运转旋转电机。

另外，除图3和图4所示的转子1的实施例外，旋转电机的转子也可以是图5所示的那样。

图5A是由轴直角平面将转子11剖断表示的横剖面图。图5B是图5A的III-III剖面图。

在图5A、图5B所示的其他实施例中，附加限制器，当驱动转子A和短路转子B由于相对旋转而产生相位差时，将相位差限制在规定量以内，防止相位差超过规定量而相对旋转。另外，经由弹性体15将短路转子B可相对旋转地安装到驱动转子A上。

在此，与上述图3和图4所示的转子1等同的要素采用相同的附图标记，不再赘述，对不同的要素采用新的附图标记。

图5A所示的转子11也由驱动转子A和短路转子B构成。

在整个驱动转子A的空隙面形成的凹部12中收纳短路转子B。

其中，如图5A所示，凹部12的外周整个一周形成星型多角形，成为驱动转子A侧限制器50A。另一方面，短路转子B的内周也以相似形状而形成星型多角形，成为短路转子B侧限制器50B。在凹部12整周的外径侧同轴配置短路转子B，在凹部12的星型多角形和短路转子B的星型多角形之间设置空隙14。短路转子B相对驱动转子A以规定量相对旋转，则短路转子B的内周与凹部12抵接，将短路转子B的旋转量限制在规定量以内。即，由驱动转子A侧限制器50A和短路转子B侧限制器50B形成限制器50。

因此，通过设置上述抵接位置，如图6所示，容易实现凸极9的周向位置与永久磁体8对齐的状态、和如图7所示凸极9的周向位置跨越不同极性配置的永久磁体8、8的状态。

在此，规定量是当从通常状态相对旋转到短路状态时，凸极9以最大限地大面积跨越相邻的两个永久磁体的相对旋转量、即、短路的磁通量为最大的相对旋转量以下的值。

另外，如图5A、5B所示，在短路转子B内周和驱动转子A的凹部12外周之间，在周向上以等间隔配置多个弹性体15。在此，理想的是，各弹性体15的伸缩方向大致为周向，弹性体15将短路转子B向周向靠压。

另外，弹性体15的靠压方向如图6所示事先设定为使凸极9的周向位置与永久磁体8对齐的状态，当转子1高速旋转时，驱动短路转子B，若如图7所示事先错开凸极9，回复到转子1转速返回低转速等的通常状态，则仅通过中止短路转子B的驱动，就能使弹性体15将短路转子B向周向靠压直到短路转子B的内周与多角形的凹部12抵接，使凸极9的周向位置自动与永久磁体8对齐。

因此，回复到通常的状态时，不必驱动短路转子B，能使回复次序容易。

或者，也可以使弹性体15的靠压方向预先设定为如图7所示凸极9的周向位置跨越不同极性配置的永久磁体8、8的状态，在与上述相反的旋转方向上驱动短路转子B。

即，弹性体15的靠压方向事先设定为如图7所示凸极9的周向位置相对永久磁体8错开的状态，从而转子1转速低速旋转时，驱动短路转子B，如图6所示事先使凸极9的周向位置与永久磁体8对齐，转子1的转速为高速旋转时，仅通过中止短路转子B的驱动，就能使弹性体15将短路转子B向周向付势直到短路转子B内周抵接多角形的凹部12，使凸极9的周向位置自动相对永久磁体8错开。

接着，说明本发明的其他实施例。

图8是局部剖开本发明另一实施例的旋转电机的结构而表示的立体图。在此，与上述的转子1以及定子3大致等同的要素使用统一的附图标记。

该实施例中的旋转电机，是在轴向上配置定子103和转子101、121，在该定子103和转子101、121之间设有轴向的空隙104、104的轴向空隙结构。

在未图示的旋转电机壳体上安装定子103。定子103具有多个齿105。多个齿105排列在图8中单点划线所示的转子旋转轴O的周向上，但在该图中，仅剖面地表示一个齿105，其他省略。齿105的两端分别与转子101和转子121相对。在沿转子旋转轴O方向延伸的齿105的中央部卷绕线圈106，该齿105和线圈106构成电磁体。

齿103的转子旋转轴O方向的一侧上配置转子101。同样，在齿103的转子旋转轴O方向的另一例配置转子121。并且，转子101和转子121由共用的转子旋转轴一体结合。该转子101和转子121在图8的纸面上是上下对称的结构，所以以一侧的转子101为代表进行说明。

转子101由具有多个永久磁体8、8...的驱动转子A和用于使永久磁体8、8...短路的短路转子B构成。在此，驱动转子A由第一驱动转子A1和第二驱动转子A2构成。并且，该驱动转子A和短路转子B通常成一体旋转，当规定的条件成立时则短路转子B相对驱动转子A相对旋转。转子101是以转子旋转轴O为中心的环状体，不过图8中剖开其一部分即大致1/4表示。

驱动转子A和短路转子B都是以转子旋转轴O为中心的环状体。如图8所示，在驱动转子A上同轴地形成环状的槽122，该环状槽122上可相对旋转地安装环状的短路转子B。换言之，面对上述定子3之间的轴向空隙104，在短路转子B的两侧相邻地设有第一驱动转子A和第二驱动转子A2。

图9剖断表示该短路转子B的一部分(大致1/3)。

在与空隙104相对的驱动转子A的空隙面上沿周向排列多个永久磁体108。在此，永久磁体中，一个永久磁体的N极朝向空隙104，在周向上相邻的另一个永久磁体108的S极朝向空隙104，依次排列成在周向上磁极不同，周向长度相等。

从短路转子B看，内径侧的永久磁体108和外径侧的永久磁体108以N极彼此同轴或S极彼此同轴地排列，以转子旋转轴O为中心占据的角度相等。因此，外径侧的永久磁体108的周向端和内径侧的永久磁体108的周向端以直线连结，该直线在内径方向上延长则与转子旋转轴O相交。

在S极朝向空隙面的内径侧的永久磁体108和S极同样朝向空隙面的外径侧的永久磁体108之间设置凸极109。如图8所述，通常凸极109的周向位置与两侧的永久磁体108的周向位置对齐。在周向上相邻的凸极109彼此间设置空隙110。如图8所示，通常空隙110的周向位置与N极朝向空隙面的两侧的永久磁体108的周向位置对齐。

即，如图8和图9所示，在短路转子B上沿周向依次交替排列周向长度相等的凸极109和空隙110。

另外，虽未图示，显然可以在N极朝向空隙面的径向两侧的永久磁体108、108间设置凸极109而形成与图8相反的配置。

这样，依次交替排列凸极109和空隙110，则永久磁体108的周向数量是凸极109的周向数量的2倍。这样，通过使永久磁体8的数量为凸极9数量的2倍，在本实施例中也可以使用复合电流分别对驱动转子A和短路转子B进行驱动。

即，对于转子101的驱动，能够仅对驱动转子A进行驱动、也能够同时对驱动转子A和短路转子B进行驱动，也能够仅对短路转子B进行驱动。

通常如图6和前面所述，凸极109的周向位置与永久磁体108对齐，对驱动转子A进行驱动。对此，若规定转速以上等规定条件成立，则如前所述，驱动短路转子B。并且，短路转子B向图7中的箭头方向错开，凸极109事先跨越不同极性邻接配置的两个永久磁体108、108。

在图6所示的状态下，由于凸极109不跨越极性不同邻接的两个永久磁体108、108，所以凸极109不将该永久磁体彼此间的磁通短路。因此，转子101、102以及定子103间形成的第一电路Φ1的磁通较大，能够提高电机效率。

在图7所示的状态下，凸极109跨越极性不同邻接的两个永久磁体108、108，所以凸极109如双点划线所示将该永久磁体间的磁通短路。

因此，转子101、102以及定子103间形成的第一磁路Φ1的磁通较小，能够降低线圈106的感应电压。

如至此所说明的那样，无论是轴向空隙型旋转电机(图1)中，还是径向空隙型旋转电机(图8)中，特点是短路转子B上都设置凸极9、109。并且，当规定的条件成立时则用复合电流驱动短路转子B，将设于驱动转子A上的永久磁体8、108的磁通短路。

短路转子B除了上述凸极9、109和空隙10、11的组合之外，还可以是以下说明的结构。

图10是对比短路转子B的多个实施例而表示的周向展开图。

在此，(a)表示上述图1或图8的实施例的短路转子B。

另外，(b)表示在凸极9(109)的内部设置永久磁体16的短路转子B。

在(b)所表示的实施例中，永久磁体16的附磁方向与凸极9的突出方向相同，即与径向空隙面或轴向空隙面垂直。这样，即使设置永久磁体16，也能够使用复合电流分别驱动短路转子B。

另外，(c)表示空隙10(110)由非磁性体填充的短路转子B。

在(c)所表示的实施例中，由磁阻大的树脂17等非磁性体填充相邻的凸极9、9间，从而能够与上述(a)所表示的实施例相同地将永久磁体8、108的磁通短路。

另外，(d)表示将凸极9(109)和空隙10(110)置换成多个永久磁体的短路转子B。

在(d)所表示的实施例中，代替交替排列凸极9和空隙10，而将永久磁体18埋入短路转子B内部设置。图10(d)中，在相当于凸极9的周向位置上设置由磁性体形成的前轭部19。并且，在周向上配置多对隔着前轭部而左右成对的永久磁体18a和18b。由永久磁体18a和永久磁体18b和径向空隙面(或轴向空隙面)包围的前轭部19由磁性体形成。如朝向该前轭部19的箭头所示，永久磁体18a、18b一对同极地附磁。

通常，如图6所示，事先将前轭部19的周向位置与永久磁体8(108)的周向位置对齐，前轭部19不将以极性不同邻接的两个永久磁体8、8(108、108)彼此间的磁通短路。

对此，当转子1、101高速旋转时等规定的条件成立时，由复合电流驱动图10(d)所示的短路转子B。并且，通过使前轭部19跨越以不同极性邻接的两个永久磁体8、8(108、108)，从而能与上述图7所示的实施例相同地使永久磁体8、108的磁通短路。

在上述实施例中，定子3的线圈6上供以复合电流，由复合电流中含有的第一电流分量形成第一磁路Φ1，对驱动转子A进行驱动，并且由含于复合电流中的第二电流分量来形成第二磁路Φ2，对短路转子B进行驱动，在短路状态和通常状态之间进行切换。

由此，无需另外设置促动器等动作机构，能用已有的电磁体6(定子3)使永久磁体8短路，防止旋转电机大型化。另外，根据上述实施例，通过控制复合电流中含有的其他电流分量来使短路转子B与转子1的转速无关地动作。因此，不论转子1的转速如何，都能以任意的运转状态使永久磁体8的磁通短路，当电池异常时、或设于电路上的设备的温度上升等必要的情况下能够任意地控制感应电压。

另外，根据上述实施例，能使短路转子B与转子1的转速无关地动作，使短路的磁通量改变，所以如图11所示与现有的旋转电机相比，能够扩大运转区域。

另外，驱动转子A具有第一驱动转子A1和第二驱动转子A2，该第一驱动转子A1和第二驱动转子A2面向与动作3之间的径向空隙4或轴向空隙104而在短路转子B的两侧相邻地设置，由此能够通过从定子3向驱动转子A作用的吸引反弹力，防止不必要的力作用给转子旋转轴。

即，在径向空隙结构的旋转电机中，驱动转子A是一个的情况下，驱动转子A的径向中心相对定子3(齿5)的径向中心偏置，所以由从定子3作用于驱动转子A的吸引反弹力，对驱动转子A作用轴向的力，对转子旋转轴作用不必要的力。但是，通过在短路转子B的两侧相邻地设置第一驱动转子A1和第二驱动转子A2，使轴向的力抵消，就不会对转子旋转轴作用不必要的力。

同样，在轴向空隙结构的旋转电机中，驱动转子A是一个的情况下，驱动转子A的轴向中心相对定子3(齿105)的轴向中心偏置，所以由定子3作用于驱动转子A的吸引反弹力，对驱动转子A作用径向的力，对转子旋转轴作用不必要的力。但是，通过在短路转子B的两侧相邻地设置第一驱动转子A1和第二驱动转子A2，使径向的力抵消，就不会对转子旋转轴作用不必要的力。

另外，作为永久磁体短路结构，短路转子B也可以是图10(a)～(d)举例的任一个。

具体地，转子1高速旋转时使永久磁体8的磁通短路，但不限定于此。即，当对电磁体的线圈6供电的电池(未图示)的异常检测时、或连接电磁体的线圈6和电池的电路的异常检测时的至少一个时期，将永久磁体8的磁通短路。

由此，在转子1低速旋转时，也能够保护电池，并且能够保护作为电路的构成部件的变换器、变换器内的半导体元件。

另外，上述实施例中，在转子1上以转子旋转轴为中心沿周向设置多个永久磁体8，作为具有多个由磁性体构成的凸极9的环状体的短路转子B安装在转子1上，使短路转子B旋转，凸极9将永久磁体8、8彼此间短路，所以能够使用旋转电机的转矩使短路转子B动作，用与已有的旋转电机大致相同大小的旋转电机就能抑制感应电压。

另外，在上述实施例中，如图1所示，沿径向配置动作3和转子1，在该定子3和转子1之间设置空隙4，形成径向空隙结构，在隔着空隙4面对定子3的转子1的径向空隙面7a上沿周向依次以不同极性排列多个永久磁体8、8...，在转子1的该径向空隙面7b上沿周向排列多个凸极9、9...，而安装短路转子B，所以在径向空隙型的旋转电机中能够在必要的情况下实行本发明意在实现的感应电压的抑制。

另外，在上述实施例中，如图8所示，在轴O方向配置定子103和转子101、121，在该定子103和转子101、121之间设置空隙104，形成轴向空隙结构，在隔着空隙104与定子103相对的转子101(102)的轴向空隙面上，沿周向依次以不同极性排列多个永久磁体108，在转子101的该轴向空隙面上进一步沿周向排列多个凸极109，而在转子101上安装短路转子B，所以在周向空隙型的旋转电机中，也能够在必要的情况下实行本发明意在实现的感应电压的抑制。

另外，在上述实施例中，如图10(b)和(d)所示，可以在凸极9的内部设置永久磁体16和/或18a以及18b。短路转子B形成图10(b)和(d)的结构，也能够实现本发明意在实现的永久磁体8、8彼此间的磁通的短路。

另外，在上述实施例中，如图5所示，短路转子B的内周和驱动转子A的凹部12形成多角形并设置间隙14，由此能够将短路转子B和驱动转子A的相对旋转限制在规定量以内。因此，能够容易实现如图6所示凸极9的周向位置与永久磁体8对齐的状态和如图7所示凸极9的周向位置跨越以不同极性配置的永久磁体8、8的状态。

另外，在上述实施例中，如图5所示，经由弹性体15将短路转子B以可相对旋转的方式安装在驱动转子A上。

短路转子B不会相对驱动转子A无限地相对旋转，在短路转子B的驱动中，能使短路转子B错开并使给以短路转子B的驱动力经由弹性体15从转子旋转轴2输出，不浪费地利用驱动力。

另外，通过弹性体15的靠压，事先使短路转子B的相对位置在常态下如图6所示地与永久磁体8对齐，在转子1转速高的高速旋转时，能抵抗弹性体15的靠压力来驱动短路转子B，如图7所示错开设置。因此，在这样的设定下，若回复到转子1转速返回低转速等的通常状态，则仅通过中止短路转子B的驱动，就能够将短路转子B如图6所示靠压到常态位置，使凸极9的周向位置自动与永久磁体8对齐。

因此，回到通常的状态时，不驱动短路转子B就能容易地进行回复步骤。

另外，上述的内容不过是本发明的一个实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行种种变更。

例如，图1和8中在短路转子B的两侧配置驱动转子A，但也可以分别在单侧配置短路转子B和驱动转子A。

另外，驱动转子A、短路转子B之间的相对旋转量限制在规定值以内的限制器，除了如图5所示将凹部整周和短路转子B内周形成多角形之外，还可以是将旋转运动限制在规定范围内的结构。

Claims

1.一种旋转电机，其特征在于，所述旋转电机具有：

转子，该转子具有多个永久磁体；

短路部件，该短路部件能够在使所述永久磁体的磁通短路的短路状态和不使所述永久磁体的磁通短路的通常状态之间进行切换；

定子，该定子具有被供以复合电流的多个线圈，

通过所述复合电流中的第一电流分量，在所述线圈和所述永久磁体之间形成第一磁路以驱动所述转子，并且通过所述复合电流中的第二电流分量在所述线圈和所述短路部件之间形成第二磁路，以在所述短路状态和所述通常状态之间进行切换。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述短路部件是环状体，该环状体具有多个磁极、并以相对所述转子可旋转的方式与该转子邻接配置，通过相对旋转，当所述磁极在周向上跨过所述永久磁体彼此间时成为所述短路状态，当所述磁极在周向上不跨过所述永久磁体彼此间时成为所述通常状态，

所述定子通过所述第二电流分量在所述线圈和所述磁极之间形成所述第二磁路，在所述短路状态和所述通常状态之间切换。

3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，所述磁极的数量是所述永久磁体数量的1/2倍。

4.如权利要求2或3所述的旋转电机，其特征在于，设有限制器，该限制器将所述环状体和所述转子的相位差限制在规定量值内。

5.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，所述环状体和所述转子之间设有弹性体。

6.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子隔着径向空隙在径向上面对所述转子和所述短路部件，

所述转子面对所述径向空隙并在所述短路部件的两侧与该短路部件相邻地设有第一转子和第二转子，

所述第一转子和所述第二转子机械结合并一体旋转。

7.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子隔着轴向空隙在轴向上面对所述转子和所述短路部件，

所述转子面对所述轴向空隙并在所述短路部件的两侧与该短路部件相邻地设有第一转子和第二转子，

所述第一转子和所述第二转子机械结合并一体旋转。