回转电机、电动机、机械装置、发电机和发电装置的制造方法
【专利说明】回转电机、电动机、机械装置、发电机和发电装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于2013年9月20日提交的日本专利申请N0.2013-195931并要求其优先权；本申请的全部内容被并入本文作为参考。
技术领域
[0003]本文描述的实施方式总的来说涉及回转电机、电动机、机械装置、发电机和发电装置。
【背景技术】
[0004]为了节约能源、减少二氧化碳(CO2)等，电磁电动机需要具有进一步提高的性能，并且表现为减小的尺寸和重量、更高效率、更高转矩以及更高功率的这些性能已在日常极大地提高了。电磁电动机基于磁通方向可以广义地分为(I)径向磁通电动机，(2)轴向磁通电动机，和⑶横向磁通电动机。
[0005]在这些类型中，径向磁通电动机在成本性能上特别优良，并且作为通用致动器的代表机械元件已被广泛地用于工业界中的各种产品。另外，轴向磁通电动机在结构上的特征在于，它们可以适应复杂的三维磁路构造，但是难以使用在这些应用中普遍使用的层压钢板。轴向磁通电动机尤其应用于中/大尺寸的大直径的薄电动机领域。
[0006]此外，每个横向磁通电动机包括:电枢(构成分开的环形芯)，作为基本单元，由包括永久磁铁的转子构成；圆形线圈，其绕转子的旋转轴线形成；以及每个具有大致U形(以下称为U形定子芯)的多个定子芯，所述多个定子芯绕旋转轴线设置在圆周上，以围绕圆形线圈。横向磁通电动机的特征在于其构造，在这种构造中两个或更多个基本单元沿旋转轴线以关于旋转轴线的预定的相对相位角分成多级，由于多极化和分开的环形芯结构导致的高效率的磁场产生，这种构造可以相对简单地实现更高的转矩。
[0007]径向磁通电动机和轴向磁通电动机均需要在绕旋转轴线的圆周上包括多个槽的定子芯、缠绕在这些槽部上的线圈以及用于组装和插入线圈等的死空间。相比之下，横向磁通电动机通常容易多极化，因为可以仅仅通过在绕旋转轴线的圆周上提供多个U形定子芯就可以形成多极化。
[0008]此外，由于由圆形线圈和U形定子芯(分开的环形芯)构成的电枢具有由线圈产生的磁通难以泄漏到外部的结构，所以与包括线圈端部的径向磁通电动机和轴向磁通电动机相比较，利用线圈的磁场产生效率较高，且其小型化可以被预期。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的技术方案是一种回转电机，包括:转子，其能够在预定位置旋转，并且包括沿外周布置的多个第一磁性件，所述第一磁性件在外周面上包括第一磁极以及与所述第一磁极不同并且在纵向上与所述第一磁极分离的位置上的第二磁极；第一支撑件，其围绕所述转子的外周；多个第二支撑件，其固定到所述第一支撑件的内周面；以及多个第二磁性件，其固定到所述第二支撑件的侧面。
[0010]也可以是，在多个由彼此面对的第一磁性件和第二磁性件构成的对中的至少一对中，所述第二磁性件相对于所述第一磁性件在所述转子的圆周方向上移位。
[0011]也可以是，在所述多个由彼此面对的第一磁性件和第二磁性件构成的对中的偶数个对中，所述第二磁性件相对于所述第一磁性件在所述转子的圆周方向上移位，并且相对于所述第一磁性件在所述转子的第一圆周方向上移位的所述第二磁性件的数目等于相对于所述第一磁性件在所述转子的与第一圆周方向相反的第二圆周方向上移位的第二磁性件的数目。
[0012]也可以是，所述第二磁性件在第一圆周方向相对于所述第一磁性件移位的调整角度基本上等于所述第二磁性件在第二圆周方向上移位的调整角度。
[0013]也可以是，所述第二磁性件的数目是四的倍数，所述第二磁性件逐个被固定到所述第二支撑件的两个侧面，并且当均匀分布的基准角度被定义为通过360度除以所述第二磁性件的数目而获得的角度时，所述第二支撑件布置成使得，沿所述转子的圆周方向彼此相邻的第二支撑件间的、以所述转子的中心为中心的旋转角度之差沿所述转子的圆周方向在下述两个角度之间交替地重复:通过所述调整角度加上两倍的所述均匀分布的基准角度而获得的角度，和通过从两倍的所述均匀分布的基准角度减去所述调整角度而获得的角度。
[0014]也可以是，所述第二磁性件的数目是二的倍数，所述第二磁性件逐个被固定到所述第二支撑件的两个侧面，并且当均匀分布的基准角度被定义为通过360度除以所述第二磁性件的数目而获得的角度时，所述第二支撑件布置成使得，沿所述转子的圆周方向彼此相邻的所述第二支撑件间的、以所述转子的中心为中心的旋转角度之差沿所述转子的圆周方向均等地成为所述均匀分布的基准角度的两倍的角度。
[0015]也可以是，还包括在圆周方向上围绕所述转子的线圈，其中，流过所述线圈的电流在内部产生磁路，从而所述第二磁性件具有第三磁极和第四磁极。
[0016]也可以是，所述调整角度大于O度且小于均匀分布的基准角度的四分之一。
[0017]另一技术方案是一种电动机，其包括回转电机，该回转电机包括:转子，其能够在预定位置旋转，并且包括沿外周布置的多个第一磁性件，所述第一磁性件在外周面上包括第一磁极以及与所述第一磁极不同并且在纵向上与所述第一磁极分离的位置上的第二磁极；第一支撑件，其围绕所述转子的外周；多个第二支撑件，其固定到所述第一支撑件的内周面；以及多个第二磁性件，其固定到所述第二支撑件的侧面，其中，所述回转电机将电能转换为机械能。
[0018]另一技术方案是一种机械装置，其包括回转电机，该回转电机包括:转子，其能够在预定位置旋转，并且包括沿外周布置的多个第一磁性件，所述第一磁性件在外周面上包括第一磁极以及与所述第一磁极不同并且在纵向上与所述第一磁极分离的位置上的第二磁极；第一支撑件，其围绕所述转子的外周；多个第二支撑件，其固定到所述第一支撑件的内周面；以及多个第二磁性件，其固定到所述第二支撑件的侧面，其中，所述回转电机将电能转换为机械能。
[0019]另一技术方案是一种发电机，其包括回转电机，该回转电机包括:转子，其能够在预定位置旋转，并且包括沿外周布置的多个第一磁性件，所述第一磁性件在外周面上包括第一磁极以及与所述第一磁极不同并且在纵向上与所述第一磁极分离的位置上的第二磁极；第一支撑件，其围绕所述转子的外周；多个第二支撑件，其固定到所述第一支撑件的内周面；以及多个第二磁性件，其固定到所述第二支撑件的侧面，其中，所述回转电机将机械能转换为电能。
[0020]另一技术方案是一种发电装置，包括:流体机械装置，其将流体能转换为机械能；和回转电机，该回转电机包括:转子，其能够在预定位置旋转，并且包括沿外周布置的多个第一磁性件，所述第一磁性件在外周面上包括第一磁极以及与所述第一磁极不同并且在纵向上与所述第一磁极分离的位置上的第二磁极；第一支撑件，其围绕所述转子的外周；多个第二支撑件，其固定到所述第一支撑件的内周面；以及多个第二磁性件，其固定到所述第二支撑件的侧面，其中，所述回转电机将通过所述流体机械执行转换而获得的机械能转换为电能。
【附图说明】
[0021]图1A是示出第一实施方式中的回转电机I的构造的透视图。
[0022]图1B是从回转电机I拆开并沿回转电机I的旋转轴线的z方向布置的转子2和定子3的分解透视图。
[0023]图2A是在回转电机I中的基本单元4的透视图。
[0024]图2B是基本单元4在旋转轴线的z方向的俯视图。
[0025]图2C是示出沿图2B的俯视图中的线A-A’截取的横截面的一部分的局部剖视图。
[0026]图3A是沿旋转轴线的z方向观看的永久磁铁8a的剖视图。
[0027]图3B是沿旋转轴线的z方向观看的永久磁铁8b的剖视图。
[0028]图4A是在旋转轴线的z方向观看的电枢14的俯视图。
[0029]图4B是定子芯单元13的透视图。
[0030]图4C是在旋转轴线的z方向观看的定子芯单元13的俯视图。
[0031]图5A是示出第二实施方式中的回转电机100的构造的透视图。
[0032]图5B是从第二实施方式的回转电机100拆开并在回转电机100的z方向上沿旋转轴线布置的转子2和定子103的分解透视图。
[0033]图6A是在旋转轴线的z方向观看的电枢114的俯视图。
[0034]图6B是定子芯单元113的透视图。
[0035]图6C是在旋转轴线的z方向观看的定子芯单元113的俯视图。
[0036]图7A是示出回转电机200的构造的透视图。
[0037]图7B是从回转电机200拆开并沿回转电机200的旋转轴线的z方向布置的转子2和定子203的分解透视图。
[0038]图8A是在旋转轴线的z方向观看的电枢214的俯视图。
[0039]图8B是定子芯单元213的透视图。
[0040]图8C是在旋转轴线的z方向观看的定子芯单元213的俯视图。
[0041]图9A是示出回转电机300的构造的透视图。
[0042]图9B是从回转电机300拆开并在回转电机300的z方向上沿旋转轴线布置的转子2和定子303的分解透视图。
[0043]图1OA是在旋转轴线的z方向观看的电枢314的俯视图。
[0044]图1OB是定子芯单元313的透视图。
[0045]图1OC是在旋转轴线的z方向观看的定子芯单元313的俯视图。
[0046]图11是示出调整角度“ΛΘ ”与产生的转矩和齿槽转矩之间的关系的图表的实例。
[0047]图12A是示出使用第三实施方式中的回转电机200的电动车辆600的传动系元件的构造图。
[0048]图12B是以回转电机200为中心的局部放大图。
[0049]图13是示出利用第三实施方式的回转电机200的风力发电机700的示意图。
【具体实施方式】
[0050]根据一个实施方式，回转电机包括转子，其能够在预定位置旋转，并且包括沿外周面布置的多个第一磁性件，所述第一磁性件在所述外周面上均包括第一磁极以及与所述第一磁极不同并且在纵向上背离所述第一磁极定位的第二磁极。该回转电机包括围绕转子的外周的第一支撑件