專利名稱：：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
：通常，具有布置在轉(zhuǎn)子處的永磁體的永磁體式電機(jī)被用于各種領(lǐng)域中，并被用作電動(dòng)車輛以及混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)源。就上述電動(dòng)車輛以及混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)源而言，需要低轉(zhuǎn)速高功率以及高轉(zhuǎn)速低功率的車輛行駛性能。由電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通常取決于從轉(zhuǎn)子流向定子的磁通量以及流向定子繞組的電樞電流。所采用的磁體等決定了流過定子和轉(zhuǎn)子的磁通量。磁通量獨(dú)立于轉(zhuǎn)速而保持恒定。電樞電流決定了轉(zhuǎn)速。但是，因?yàn)殡姌须娏魅Q于來自諸如換流器之類的電源的電壓，故當(dāng)電樞繞組的電壓與電源電壓的最大電壓值匹配時(shí)轉(zhuǎn)速變?yōu)樽罡?。如日本專利早期公開號(hào)6-351206，2002-78306，2005-65385以及7-288960;YoshiakiKano、TakashiKosaka禾口NobuyukiMatsui在IEEJTrans.IA，Vol.123，No.3,pp.196-203(2003)中發(fā)表的"SomeConsiderationsonSimpleNon-LinearMagneticAnalysis-BasedOptimumDesignofMulti-polePermanentMagnetMachines";以及JinZheguo、TakashiKosaka禾flNobuyukiMatsui在2005年日本IEE國(guó)家會(huì)議過程中發(fā)表的"SomeInvestigationsintoPerformanceofHybridMotorwithNovelConstruction"所揭示的，當(dāng)在這種永磁體式電機(jī)中基于恒定電源電壓要進(jìn)行恒定功率驅(qū)動(dòng)時(shí)，存在所謂"磁場(chǎng)減弱"以及"磁場(chǎng)增強(qiáng)"，以進(jìn)一步提高最高速度來提高運(yùn)行性能，并增大低轉(zhuǎn)速下的功率。例如，在YoshiakiKano、TakashiKosaka禾口NobuyukiMatsui在IEEJTrans.IA，Vol.123,No.3,pp.196-203(2003)中發(fā)表的"SomeConsiderationsonSimpleNon-LinearMagneticAnalysis-BasedOptimumDesignofMulti-polePermanentMagnetMachines"中所揭示的電機(jī)包括在軸向上劃分為兩部分的轉(zhuǎn)子、布置在劃分轉(zhuǎn)子之間的環(huán)狀磁體、布置在定子芯外周側(cè)處的由粉料模制的磁性合成物形成的磁場(chǎng)極、以及環(huán)形磁場(chǎng)線圈。劃分轉(zhuǎn)子包括多個(gè)沿周向面彼此間隔開的凸極。凸極被布置成使得一個(gè)轉(zhuǎn)子的凸極在周向方向上與另一轉(zhuǎn)子的凸極錯(cuò)位。環(huán)狀磁體的N磁極朝向一個(gè)劃分轉(zhuǎn)子的端面布置，而S磁極則朝向另一個(gè)劃分轉(zhuǎn)子的端面布置。來自環(huán)狀磁體的磁力線首先從其端面進(jìn)入轉(zhuǎn)子，并通過空隙從一個(gè)轉(zhuǎn)子的凸極朝向定子行進(jìn)。然后，來自定子的磁力線通過磁場(chǎng)極以從定子齒行經(jīng)由空隙進(jìn)至另一個(gè)劃分轉(zhuǎn)子的凸極以返回至環(huán)狀磁體的S磁極。然后，利用環(huán)形磁場(chǎng)線圈，將永磁體的磁通量引向磁場(chǎng)極，由此減小通過電樞繞組的磁通量。由此實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)減弱。此外，永磁體的磁通量被局限在主電機(jī)中，由此由環(huán)形磁場(chǎng)線圈產(chǎn)生的磁通量使得通過電樞繞組的磁通量增大，以實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)增強(qiáng)。在如上所述設(shè)置的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，磁力線離開一個(gè)劃分轉(zhuǎn)子的凸極，且磁力線進(jìn)入另一個(gè)劃分轉(zhuǎn)子的凸極。因此，轉(zhuǎn)子的位于凸極之間的各個(gè)區(qū)域不會(huì)有助于轉(zhuǎn)矩生成。因此存在需要增加轉(zhuǎn)子以獲得需求轉(zhuǎn)矩的缺陷。還存在以下缺陷，即當(dāng)進(jìn)入轉(zhuǎn)子的凸極時(shí)，磁力線會(huì)受到電樞繞組的磁通量的影響。因此，來自定子的磁力線將不能進(jìn)入所期望的凸極。存在取決于磁力線的方向產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩的問題。
發(fā)明內(nèi)容著眼于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其可對(duì)電樞繞組的磁鏈量(fluxlinkagequantum)進(jìn)行調(diào)整，以允許形成緊湊的轉(zhuǎn)子，還涉及減小電樞繞組的磁通量對(duì)從定子進(jìn)入轉(zhuǎn)子的磁力線的影響。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸；形成為管狀的定子芯；固定至所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子芯；磁體，所述磁體設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子芯處使得磁性相異的一對(duì)磁極排列在所述轉(zhuǎn)子芯的徑向上；設(shè)置在所述定子芯的外周處的磁軛；以及繞組，通過形成經(jīng)過所述磁軛和所述轉(zhuǎn)子芯的磁路，所述繞組可以控制經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子芯和所述定子芯的磁通密度。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子芯包括管狀的第一轉(zhuǎn)子芯和設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)子芯的內(nèi)周中的第二轉(zhuǎn)子芯，所述第二轉(zhuǎn)子芯在軸向上的磁阻小于所述第一轉(zhuǎn)子芯在所述軸向上的磁阻。優(yōu)選地，所述第一轉(zhuǎn)子芯在周向和徑向上的磁阻小于在軸向上的磁阻。所述定子芯在周向和徑向上的磁阻小于在軸向上的磁阻。優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)還包括形成在所述轉(zhuǎn)子芯的外表面處的凸極，其在所述徑向卜.向外突起。所述磁體被設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子芯的與所述凸極相鄰的外表面處。優(yōu)選地，所述磁體包括第一磁體和與所述第一磁體相鄰的第二磁休。所述第一磁體的位于所述轉(zhuǎn)子芯的外表面?zhèn)鹊膮^(qū)域處的磁極被設(shè)定為與所述第二磁體的位于所述轉(zhuǎn)子芯的外表面?zhèn)鹊膮^(qū)域處的磁極相異。優(yōu)選地，所述磁體從所述轉(zhuǎn)子芯的一端延伸至另一端。優(yōu)選地，所述第一磁體在所述轉(zhuǎn)子芯的軸向上形成得比所述第二磁體長(zhǎng)。所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)還包括形成在所述第一磁體之間并位于與所述轉(zhuǎn)子芯的在所述轉(zhuǎn)子芯的軸向上與所述第二磁體相鄰的表面處的凸極，其在所述轉(zhuǎn)子芯的徑向上向外突出。優(yōu)選地，所述磁體嵌入在所述轉(zhuǎn)子芯中。優(yōu)選地，所述磁軛由一體成型的磁性材料形成。所述第一轉(zhuǎn)子芯由多個(gè)鋼板層疊而構(gòu)成。所述第二轉(zhuǎn)子芯由一體成型的磁性材料形成。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸；形成為管狀的定子芯；固定至所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子芯；形成在所述轉(zhuǎn)子芯的外表面處的凸極，其在徑向上向外突起，從所述轉(zhuǎn)子芯的一端延伸至另一端；設(shè)置在所述定子芯的外周處的磁軛；以及繞組，通過形成經(jīng)過所述磁軛和所述轉(zhuǎn)子芯的磁路，所述繞組可以控制經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子芯和所述定子芯的磁通密度。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子芯包括管狀的第一轉(zhuǎn)子芯和設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)子芯的內(nèi)周中的第二轉(zhuǎn)子芯，所述第二轉(zhuǎn)子芯在軸向上的磁阻小于所述第一轉(zhuǎn)子芯在所述軸向上的磁阻。優(yōu)選地，所述磁軛由一體成型的磁性材料形成。優(yōu)選地，所述第一轉(zhuǎn)子芯由多個(gè)鋼板層疊而構(gòu)成。所述第二轉(zhuǎn)子芯由一體成型的磁性材料形成。根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，可以形成緊湊的轉(zhuǎn)子，且在可對(duì)電樞繞組的磁鏈量進(jìn)行調(diào)整的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，可以減小由電樞繞組的磁通量對(duì)從定子進(jìn)入轉(zhuǎn)子的磁力線的影響。結(jié)合附圖，通過以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述及其他口的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的側(cè)剖視圖。圖2是沿圖i的線n-n所取的剖視圖。圖3是表示在未向磁場(chǎng)線圈供應(yīng)電流的狀態(tài)下來自磁體的磁力線的流動(dòng)的剖視圖。圖4是表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩(T)與回轉(zhuǎn)速度(N)之間關(guān)系的圖。圖5是當(dāng)進(jìn)行"磁場(chǎng)增強(qiáng)控制"時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的側(cè)剖視圖。圖6是沿圖5的線IV-IV所取的剖視圖。圖7是當(dāng)進(jìn)行磁場(chǎng)減弱控制時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的側(cè)剖視圖。圖8是沿圖7的線vni-vni所取的剖視圖。圖9是根據(jù)第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的側(cè)視圖。圖10是沿圖9的線X-X所取的剖視圖。圖11是表示在未向磁場(chǎng)線圈供應(yīng)電流的狀態(tài)下磁力線的流動(dòng)的剖視圖。圖12是當(dāng)進(jìn)行磁場(chǎng)增強(qiáng)控制時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的側(cè)剖視圖。圖13是沿圖12的線xin-xin所取的剖視圖。所說棱柱防護(hù)罩的每一個(gè)平面的內(nèi)表面上，設(shè)置有菲涅爾透鏡，所說菲涅爾透鏡的外表面應(yīng)該與棱柱防護(hù)罩相吻合，平面的內(nèi)表面完全吻合。在兩個(gè)菲涅爾透鏡相連接的位置，也就是棱柱的內(nèi)折角位置，設(shè)置有凹面鏡。所以也可以說，棱柱形式的太陽能電池板居中設(shè)置，在棱柱形太陽能電池板的外面，設(shè)置有棱柱數(shù)與太陽能電池板相同的棱柱防護(hù)罩。為了確保設(shè)置在中心的太陽能電池板不會(huì)被灰塵污染，在棱柱防護(hù)罩的兩端，應(yīng)設(shè)置封口蓋進(jìn)行封閉保護(hù)。本發(fā)明所述的棱柱式太陽能電池，是在電池棱柱的周圍設(shè)置有與其中的電池棱柱相同棱柱數(shù)的菲涅爾透鏡，作為反射鏡面，菲涅爾透鏡將一部分太陽光直接照射在太陽能電池板的前面，另一部份則從棱柱的兩M過，照在后面凹面鏡上，反射到后面的太陽能電池板上。設(shè)置在棱柱防護(hù)罩內(nèi)面的菲涅爾透鏡在結(jié)構(gòu)上與凹面鏡做相間排列。本發(fā)明所述的棱柱式太陽能電池板，一般以設(shè)置成五棱的形式為宜，但如果直徑加大，設(shè)置成更多的邊也是可行的。關(guān)鍵在于，本發(fā)明采用菲涅爾透鏡，將太陽行會(huì)聚，同時(shí)釆用與菲涅爾透鏡相間設(shè)置的凹面鏡進(jìn)行反射，將光線照射到太陽能電池板上，提高了太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率。一般說來，太陽能電池高于攝氏80度，其光電轉(zhuǎn)換效率就會(huì)明顯地下降。為了解決這個(gè)矛盾，可以將太陽能電池板中間的棱柱體設(shè)置成中空的結(jié)構(gòu)，中間用風(fēng)冷形式或者水冷形式進(jìn)行降溫。如果這里采用水冷的結(jié)構(gòu)，也就是形成了外面設(shè)置有玻璃罩達(dá)到了隔熱的效果，中空的棱柱體內(nèi)是流動(dòng)的降溫水，以水實(shí)現(xiàn)主動(dòng)散熱，使得本發(fā)明所述太陽能電池在光熱和光電兩個(gè)方面育,實(shí)現(xiàn)有效地結(jié)合。本發(fā)明所述的棱柱式太陽能電池，采用菲涅爾作為會(huì)皿置，不需要l鄉(xiāng)艮蹤設(shè)置，即可達(dá)到較好的光電轉(zhuǎn)換效果。經(jīng)實(shí)驗(yàn)可知，棱柱的邊數(shù)越多，光電轉(zhuǎn)換的效果會(huì)越好。附圖是本發(fā)明所述棱柱式太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。l一棱柱體2—太陽能電池板3""棱柱式防護(hù)罩4""菲涅爾透鏡"凹面鏡具體實(shí)施例方式現(xiàn)參照附圖，結(jié)合實(shí)施例說明如下本發(fā)明所述的棱柱式太陽能電池，涉及有棱柱體l、太陽能電池板2、棱柱式防護(hù)罩3、菲涅爾透鏡4和凹面鏡5組成，形成本發(fā)明的兩個(gè)相互獨(dú)立又相互配合的組合件，一個(gè)是以菲涅爾透鏡4為主件的透鏡轉(zhuǎn)子40包括固定至轉(zhuǎn)軸41的轉(zhuǎn)子芯43以及設(shè)置于轉(zhuǎn)子芯43的外表面處的磁體44。轉(zhuǎn)子芯43包括形成管狀的層疊轉(zhuǎn)子芯43a以及設(shè)置在層疊轉(zhuǎn)子芯43a的內(nèi)周內(nèi)的壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b。壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b由磁性材料(具體而言，粉料模制的磁性合成物(SMC:軟磁合成物))一體形成。層疊轉(zhuǎn)子芯43a形成為具有多個(gè)堆疊的電磁鋼板。因?yàn)樵趧偘逯g存在間隙，故在軸向上的磁阻大于在徑向和周向上的磁阻。因此，來自磁體的磁力線會(huì)難以在軸向上流動(dòng)但易于在層疊轉(zhuǎn)子芯43a的徑向和周向上流動(dòng)。因?yàn)閴褐瞥尚娃D(zhuǎn)子芯43b由粉料模制的磁性材料制成，故壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b在軸向上的磁阻被設(shè)定的小于層疊轉(zhuǎn)子芯43a在軸向上的磁阻。因此，在壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b中，相較于在層疊轉(zhuǎn)子芯43a中的情況，磁力線更容易在軸向方向上流動(dòng)。如圖2所示，多個(gè)轉(zhuǎn)子齒(第一凸極)45彼此等間隔地設(shè)置在層疊轉(zhuǎn)子芯43a的外表面處，并在徑向上向外突出。磁體44設(shè)置在轉(zhuǎn)子齒45之間。轉(zhuǎn)子齒45的外表面與磁體44的外表面兩者均位于以轉(zhuǎn)軸41的中心軸線為中心的相同虛擬圓周上。換言之，磁體44在轉(zhuǎn)子40的周向上與轉(zhuǎn)子齒45相鄰地布置，且每個(gè)均具有共面的圓周面。磁體44的N極(第一磁極)與S極(第二磁極)被布置成排列在轉(zhuǎn)子40的徑向上。在第一實(shí)施例中，磁體44的N極被布置成在轉(zhuǎn)子芯43的徑向上面對(duì)外側(cè)，并而S極被布置成在轉(zhuǎn)子芯43的徑向上面對(duì)內(nèi)側(cè)。但是，也可以用相反方式對(duì)它們進(jìn)行布置。定子30包括形成為中空管狀的定子芯22、形成于定子芯22的內(nèi)表面處并在定子芯22的徑向上向內(nèi)突出的定子齒(第二凸極)23以及纏繞定子齒23的線圈24。定子齒23在周向上等間隔地形成。線圈24的一部分構(gòu)成U相線圈，而線圈24的其余一部分構(gòu)成V相線圈。線圈24的剩余部分構(gòu)成W相線圈。線圈24的一端被設(shè)為端子，而另一端被設(shè)為中性點(diǎn)。未示出的換流器的三相線纜的U相線纜、V相線纜以及W相線纜中的任一個(gè)連接至端子。中性點(diǎn)共同地連接至一點(diǎn)。如圖1所示的控制裝置IOO從設(shè)置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)IO外部的ECU(電子控制單元)接收待由旋轉(zhuǎn)電機(jī)IO輸出的轉(zhuǎn)矩指令值，以產(chǎn)生電機(jī)控制電流來輸出由所接收的轉(zhuǎn)矩指令值規(guī)定的轉(zhuǎn)矩。所產(chǎn)生的電機(jī)控制電流經(jīng)由三相線纜被供應(yīng)至線圈24。定子芯22形成為具有以其間存在空隙堆疊的多個(gè)磁性剛板。由此，定子芯22在徑向和周向上的磁阻小于在軸向上的磁阻。因此，進(jìn)入定子芯22的磁力線易于在定子芯22的周向和徑向上流動(dòng)，而在軸向上的流動(dòng)受到限制。如圖1所示，磁軛21包括在軸向上布置在與定子30的端部和轉(zhuǎn)子40的端部?jī)烧叨奸g隔開的位置處的頂部21a、形成于頂部21a的外周處呈管狀的側(cè)壁21b、以及形成于頂部21a處的筒狀突起21c。通孔21d形成于頂部21a的中央?yún)^(qū)域。轉(zhuǎn)軸41經(jīng)由軸承46被插入通孔21d。側(cè)壁41b被固定至定子芯22的外表面。磁軛21由磁性材料(具體而言，粉料模制的磁性合成物(SMC)，其是三維完全各向同性的材料)一體地形成。因此，磁軛21在軸向卜.的磁阻小于定子芯22在軸向上的磁阻。突起21c形成于頂部21a的內(nèi)表面，并在軸向上向壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b的端部突出。突起21c的端部位于壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b的端部附近，使得磁力線在突起21c的端部與壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b之間不會(huì)被斷開。由此形成磁路(第一磁路)，其對(duì)應(yīng)于如下路徑從磁體44的表面經(jīng)由空隙GP和定子芯22到達(dá)轉(zhuǎn)軸41，其在軸向方向上流動(dòng)通過磁軛21以從突起21c進(jìn)入壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b以返回至磁體44的S極。在該磁路中，定子芯22在徑向上的磁阻被抑制在較低的水平，磁軛21中的磁阻以及壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b中的磁阻也存在類似情況。因此，可以將磁能損耗抑制在較低的水平。盡管在圖1所示的實(shí)施例中突起21c形成于磁軛21處，但可將突起21C設(shè)置于壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b的端部處。磁場(chǎng)線圈(繞組)50纏繞突起21c的外周。通過將電流傳導(dǎo)通過磁場(chǎng)線圈50，可以在突起21c的端側(cè)和側(cè)壁21b處分別建立N極和S極的磁性，或者可以在突起21c的端側(cè)和側(cè)壁21b處分別建立S極和N極的磁性。盡管第一實(shí)施例中在磁軛21的突起21c處設(shè)置磁場(chǎng)線圈50，但并不限于上述位置，還可將磁場(chǎng)線圈50設(shè)置于磁軛21處。將磁場(chǎng)線圈50設(shè)界在磁軛21處并不限于磁場(chǎng)線圈50抵靠磁軛21的表面的情況，而是包括在可以控制磁軛21內(nèi)磁力線流動(dòng)的前提下將磁場(chǎng)線圈50布置遠(yuǎn)離磁軛21的表面的情況。以下將參考圖3-圖8描述如上構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的工作情況。圖3是表示在未向圖1的磁場(chǎng)線圈50供應(yīng)電流的狀態(tài)下來自磁體44的磁力線的流動(dòng)的剖視圖。在圖3的示例中，定子齒23a被布置于磁體44a的端側(cè)，其對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子40在旋轉(zhuǎn)方向P上的前方側(cè)處的端側(cè)。相較于定子齒23a在端面處沿周向的中央部分，磁體44a在外周側(cè)處沿周向上的中央部分被布置在旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)。定子齒23a在內(nèi)徑側(cè)處的端面被設(shè)置為S極。因此，來自磁體44a的外表面的磁力線mtl-mt3隨著在徑向上向外行進(jìn)以到達(dá)定子齒23a的端面，而以朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的前方側(cè)傾斜的方式行進(jìn)。因?yàn)樵搩A斜使得跨越磁體44a和定子齒23a的磁力線mtl-mt3的磁路變長(zhǎng)，所以使得磁路最小化的壓力施加至轉(zhuǎn)子40。換言之，磁體44a被拉向定子齒23a。相對(duì)于定子齒23a，定子齒23b設(shè)置在轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)。定子齒23b大致位于面對(duì)磁體44a的中央?yún)^(qū)域。定子齒23b的在內(nèi)徑側(cè)處的端面對(duì)應(yīng)于N極，其排斥磁體44a。因此，作為磁力線mtl-mt3中的進(jìn)入定子芯22的--部分的磁力線mtl和mt2從定子齒23a沿周向流經(jīng)定子芯22。在該階段，因?yàn)槎ㄗ有?2內(nèi)的磁阻較小，故減小了磁力線的能量損耗。除了定子齒23b之外，定子齒23c也設(shè)置在轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)。定子齒23c在凼徑側(cè)處的端面對(duì)應(yīng)于N極，并面對(duì)轉(zhuǎn)子齒45a。因?yàn)榕c轉(zhuǎn)子齒45a相鄰的磁體44a的外表面對(duì)應(yīng)于N極，故從定子齒23c的端面向轉(zhuǎn)子齒45a取向的磁力線mtl和mt2受到磁體44a的N極影響以朝向轉(zhuǎn)子齒45a的旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)傾斜的方式行進(jìn)。盡管在跨越定子齒23c和轉(zhuǎn)子齒45a處，磁力線mtl和mt2會(huì)受到圖1所示線圈24處產(chǎn)生的磁通量的影響，但因?yàn)榇朋w44a的調(diào)節(jié)作用，磁力線mtl和mt2的路徑將不會(huì)受到干擾。因此，從定子齒23c到轉(zhuǎn)子齒45a的磁力線mtl和mt2隨著在徑向上向內(nèi)行進(jìn)，而以朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)傾斜的方式行進(jìn)。因?yàn)橛纱帕€mtl和mt2的傾斜使得磁力線mtl和mt2從定子齒23c到轉(zhuǎn)子齒45a的路徑變長(zhǎng)，故轉(zhuǎn)子齒45a被有利地向定子齒23c吸引。因此，磁力線mtl和mt2形成磁路Kl，其對(duì)應(yīng)于從磁體44a經(jīng)由空隙GP到達(dá)定子齒23a，并在周向方向上流過定子芯22，然后從定子齒23c經(jīng)由空隙GP到達(dá)層疊轉(zhuǎn)子芯43a以返回至磁體44a的路徑。來自磁體44a的磁力線mtl-mt3中的剩余磁力線mt3到達(dá)定f齒23a，然后在徑向方向上流過定子芯22以到達(dá)磁軛21。在圖2中，磁力線mt3形成磁路K2，其對(duì)應(yīng)于在軸向方向上行進(jìn)通過磁軛21，以從突起21c進(jìn)入壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b而返回至磁體44的路徑。因?yàn)榇怕稫2穿過轉(zhuǎn)子40和定子30的次數(shù)少于磁路Kl穿過轉(zhuǎn)子40和定子30的次數(shù)，故由磁力線mt3產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩小于由磁力線mtl和mt2產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。換言之，對(duì)應(yīng)于磁路Kl的磁力線產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大于由對(duì)應(yīng)于磁路K2的磁力線產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。通過調(diào)整通過磁路Kl的磁通量以及通過磁路K2的磁通量，可以調(diào)整電樞繞組的磁鏈量以控制轉(zhuǎn)矩。磁體44的沿轉(zhuǎn)子40外周面的表面起用于產(chǎn)生磁力線的區(qū)域的作用，而轉(zhuǎn)子齒45起所產(chǎn)生的磁力線進(jìn)入的區(qū)域的作用。磁體44以及轉(zhuǎn)子齒45從轉(zhuǎn)子40的一端延伸至另一端。磁體44的表面以及轉(zhuǎn)子齒45的表面構(gòu)成轉(zhuǎn)子40的外周面。因此，轉(zhuǎn)子齒45的外周面的基本整個(gè)區(qū)域都可起磁力線輸出或磁力線輸入的區(qū)域的作用，由此允許提高轉(zhuǎn)子40的外周面的使用效率。通過提高轉(zhuǎn)子40的外周面的使用效率，即使采用較小的轉(zhuǎn)子40也可輸入/輸出需要的磁通量。因此，可以將轉(zhuǎn)子40本身形成得較為緊湊。根據(jù)上述轉(zhuǎn)子40，可以在軸向方向上穿過轉(zhuǎn)子40兩端形成具有較高轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生效率的磁路K2。因此，可以獲得較大的轉(zhuǎn)矩。因?yàn)閺拇朋w44發(fā)出的磁力線進(jìn)入形成于轉(zhuǎn)子40的與磁體44相鄰的外周面處的轉(zhuǎn)子齒45a，使得非常有利于轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的磁路K1的路徑長(zhǎng)度被設(shè)定為較短，故可以將磁能損耗減小至較低的水平。因?yàn)榇怕稫l穿過定子芯22以及層疊轉(zhuǎn)子芯43a由此抑制了磁力線在軸向方向上的擴(kuò)散，故可進(jìn)一步減小磁能損耗。圖4是表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的轉(zhuǎn)矩(T)與轉(zhuǎn)速(N)之間關(guān)系的圖。在圖4中，Tl表示在停止對(duì)如圖1所示的磁場(chǎng)線圈50的驅(qū)動(dòng)的情況下旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的特性。T2表示相對(duì)于T1的低轉(zhuǎn)速高功率特性，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)IO在受到"磁場(chǎng)增強(qiáng)控制"時(shí)的特性。圖5是旋轉(zhuǎn)電機(jī)IO在進(jìn)行磁場(chǎng)增強(qiáng)控制時(shí)的側(cè)剖視圖。圖6是沿閣5的線IV-IV所取的剖視圖。參考圖5，由磁場(chǎng)線圈50產(chǎn)生的磁力線mt4穿過磁軛21的頂部21a從側(cè)壁21b進(jìn)入定子芯22。磁力線mt4然后經(jīng)由空隙GP進(jìn)入轉(zhuǎn)子芯43以在轉(zhuǎn)子芯43內(nèi)沿軸向行進(jìn)。然后，磁力線mt4在軸向上經(jīng)由突起21c的端面從轉(zhuǎn)子芯43的端面進(jìn)入磁軛21。通過產(chǎn)生這種磁路，磁軛21的突起21c采取S極磁性而磁軛21的側(cè)壁21b采取N極磁性。參考圖6，由于側(cè)壁21b的內(nèi)壁對(duì)應(yīng)于N極，故來自磁體44的磁力線mtl-mt3從定子齒23a的端面進(jìn)入定子芯22以沿定子芯22的周向行進(jìn)。磁力線mt-mt3從定子齒23c的端面經(jīng)由轉(zhuǎn)子齒45a進(jìn)入層疊轉(zhuǎn)子芯43a。因此，進(jìn)行控制使得從磁體44發(fā)出的磁力線mtl-mt3被抑制行進(jìn)經(jīng)過磁路K2，而行進(jìn)經(jīng)過磁路Kl。因此，可以產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩。換言之，l大l為磁體44產(chǎn)生的磁通量恒定，所以增大經(jīng)過磁路K1的磁通量(其極有利于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩)的比率可允許獲得更大的轉(zhuǎn)矩。如圖6所示，由圖5的磁場(chǎng)線圈50產(chǎn)生的磁力線mt4是磁路Kl的--部分。磁力線mt4行進(jìn)經(jīng)過從定子齒23c到轉(zhuǎn)子齒45a，然后到達(dá)壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b的路徑。因此，磁力線mt4也有利于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。如圖4中的T2所示，通過進(jìn)行上述"磁場(chǎng)增強(qiáng)控制"，旋轉(zhuǎn)電機(jī)10允許在低轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩。圖7是旋轉(zhuǎn)電機(jī)IO在進(jìn)行磁場(chǎng)減弱控制時(shí)的側(cè)剖視圖。圖8是沿圖7的線vni-vin所取的剖視圖。如圖7所示，電流被傳導(dǎo)至磁場(chǎng)線圈50以產(chǎn)生穿過磁軛21的突起21c到達(dá)壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b以在軸向上行進(jìn)通過壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b，在徑向方向上跨過層疊轉(zhuǎn)子芯43a以經(jīng)由空隙GP從層疊轉(zhuǎn)子芯43a進(jìn)入定子芯22，然后進(jìn)入磁軛21的側(cè)壁21b以返回至突起21c的磁力線mt5。因此，磁軛21的突起21c采取N極磁性而磁軛21的側(cè)壁21b釆取S極磁性。從磁體44發(fā)出的磁力線mtl-mt3中的磁力線mt2和mt3被拉向磁軛21的側(cè)壁21b。具體而言，磁力線mt2和mt3進(jìn)入定子齒23a以在定子芯22的徑向上行進(jìn)并到達(dá)磁軛21的側(cè)壁21b。然后，磁力線mt2和mt3通過磁路K2行進(jìn)以返回至磁體44。從磁體44發(fā)出的磁力線mtl-mt3中的剩余磁力線mtl進(jìn)入定子芯22，然后通過磁路K1行進(jìn)以返回至磁體44。通過上述磁場(chǎng)減弱控制，增大了在從磁體44發(fā)出的磁力線mtl-mt3中行進(jìn)通過磁路K2的磁通量的比率，以減小穿過定子30和轉(zhuǎn)子40的磁通通過減小穿過定子30和轉(zhuǎn)子40產(chǎn)生的磁通量，即使在較高轉(zhuǎn)速區(qū)域也可減弱在圖1的線圈24處產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)力。通過這樣減小感應(yīng)電動(dòng)力，可以提高與諸如換流器之類的電源的最大電壓相匹配的轉(zhuǎn)速。因此，即使在較高轉(zhuǎn)速區(qū)域也可如圖4中的T3所示來驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10。(第二實(shí)施例)以下將參考圖9-圖15描述根據(jù)第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)11。對(duì)應(yīng)于圖1-圖8中的元件被賦予相同的標(biāo)記，將不再重復(fù)對(duì)其的描述。圖9是根據(jù)第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的側(cè)視圖。圖10是沿圖9的線X-X所取的剖視圖。參考圖10，磁體44包括磁體(第一磁體)44a以及與磁體44a相鄰設(shè)置的磁體44b和44c(第二磁體)。磁體44b和44c位于磁體44a在周向上的兩端處。位于轉(zhuǎn)子芯43的外表面?zhèn)忍幍拇朋w44a被布置成使得其磁極不同于位于轉(zhuǎn)子芯43的外表面?zhèn)忍幍拇朋w44b和44c的磁極。在第二實(shí)施例中，磁體44a在轉(zhuǎn)子芯43的外表面?zhèn)忍幍拇艠O采取N極。磁體44b和44c的磁極采取S極。通過設(shè)置磁體44b和44c，磁體44b和44c的磁通量被增加至磁體44a的磁通量。因此，磁體44的總磁通量大于磁體44a單獨(dú)的磁通量。磁體44a、44b和44c延伸跨越轉(zhuǎn)子40的兩端。因此，可以獲得與第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)IO相似的功能和優(yōu)點(diǎn)。圖11是表示當(dāng)未向圖9所示的磁場(chǎng)線圈50供應(yīng)電流時(shí)磁力線的流動(dòng)的剖視圖。在圖ll的示例中，磁體44c被布置在磁體44a的位于旋轉(zhuǎn)方向P的前方側(cè)處的端部。磁體44b被布置在磁體44a的位于旋轉(zhuǎn)方向P的后方側(cè)處的端部。定子齒23a被布置磁體44c的在旋轉(zhuǎn)方向P上的前方側(cè)。定子齒23a的端面采取N極磁性。磁體44a面對(duì)定子齒23b。定子齒23b的端面采取S極磁性。相對(duì)于定子齒23b的在周向上的中部，磁體44a在外表面處沿周向的中部在旋轉(zhuǎn)方向P上被布置在后方側(cè)。磁體44b面對(duì)定子齒23c。定子齒23c的端面采取N極磁性。磁體44b在外表面處沿周向的中部被設(shè)置在定子齒23c在外表面處沿周向的中部的在旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)。因?yàn)榇朋w44a被布置成相對(duì)于定子齒23b向旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)偏移，故從磁體44a的表面發(fā)出的磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23隨著在從磁體44a的表面在徑向上向外行進(jìn)，而以朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的前方側(cè)傾斜的方式行進(jìn)。因?yàn)槁窂介L(zhǎng)度因磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23的傾斜而增大，故磁體44a被拉向旋轉(zhuǎn)方向P上的前方側(cè)，使得磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23的路徑長(zhǎng)度減小。磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23中到達(dá)定子齒23b的磁力線mt21和mt22朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)流過定子芯22，以從定子齒23c進(jìn)入磁體44b。具體而言，磁力線mt21和mt22形成磁路K4，其對(duì)應(yīng)于從磁體44a的表面到定子齒23b，朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)行進(jìn)通過定子芯22，從定子齒23c到達(dá)轉(zhuǎn)子芯43以返回至磁體44a的路徑。因?yàn)榇朋w44b的中部相對(duì)于定子齒23c的中部位于旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)，故磁力線mt21和mt22隨著在徑向上向內(nèi)行進(jìn)，而以朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)傾斜的方式行進(jìn)。因此，磁體44c被拉動(dòng)使得定子齒23c的中部與磁體44c的中部在徑向方向上重合。磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23中的一些磁力線(即，磁力線mtll和mtl2)朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的前方側(cè)流過定子芯22，以從定子齒23a進(jìn)入轉(zhuǎn)子芯43。具體而言，磁力線mtll和mtl2行進(jìn)經(jīng)過磁路K3，其從磁體44a的表面到定子齒23b，朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的前方側(cè)行進(jìn)通過定子芯22，并從定子齒23a的端面進(jìn)入轉(zhuǎn)子芯43以返回至磁體44a。因?yàn)榇朋w44c相對(duì)于定子齒23a位于旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)，故磁力線mtll和mtl2隨著在徑向上向內(nèi)行進(jìn)，而以朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的后方側(cè)傾斜的方式行進(jìn)。因此，磁體44c被拉向旋轉(zhuǎn)方向P上的前方側(cè)。因此，轉(zhuǎn)子40朝向旋轉(zhuǎn)方向P上的前方側(cè)旋轉(zhuǎn)。磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23中的磁力線mtl3和mt23沿定子芯22的徑向行進(jìn)。磁力線mtl3和mt23進(jìn)入磁軛21并行進(jìn)通過磁軛21進(jìn)入轉(zhuǎn)子芯43。具體而言，磁力線mtl3和mt23行進(jìn)通過磁路K5，其從磁體44a的表面到達(dá)定子齒23b的端面，在徑向上穿過定子芯22，到達(dá)磁軛21的側(cè)壁21b以在軸向方向上行進(jìn)，從突起21c進(jìn)入壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b以返回至磁體44a。磁路K3和K4穿過轉(zhuǎn)子40和定子30的次數(shù)多于磁路K5穿過轉(zhuǎn)子40和定子30的次數(shù)。因此，由行進(jìn)經(jīng)過磁路K3和K4的磁力線所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩高于由行進(jìn)經(jīng)過磁路K5的磁力線mtl3和mt23所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。因?yàn)榛趤碜源朋w44a的磁通量、來自磁體44b的磁通量以及來自磁體44c的磁通量的組合得到的磁通量從磁體44a的外表面流出，所以相比僅由磁體44a形成磁體44的情況，可以增大所獲得的轉(zhuǎn)矩。因?yàn)榇朋w44b和44c強(qiáng)烈地吸引從定子30朝向轉(zhuǎn)子40行進(jìn)的磁力線，所以可以抑制由圖10所示的線圈24的磁通量所導(dǎo)致的從定子30到轉(zhuǎn)子40的磁力線的路徑的改變。圖12是當(dāng)進(jìn)行磁場(chǎng)增強(qiáng)控制時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的側(cè)剖視圖。圖13是沿圖12的線Xm-Xm所取的剖視圖。如圖12和圖13所示，類似第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10，根據(jù)第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)11將電流傳導(dǎo)至磁場(chǎng)線圈50以實(shí)現(xiàn)磁力線mt4的流動(dòng)。因此，磁軛21的側(cè)壁21b起N極的作用。參考圖13，可以防止從定子齒23b的端面進(jìn)入定子芯22的磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23到達(dá)磁軛21。換言之，通過減小來自磁體44a的磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23行進(jìn)經(jīng)過磁路K5的比率并增大行進(jìn)經(jīng)過磁路K3或磁路K4的磁力線的比率，可以提高所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。圖14是當(dāng)進(jìn)行磁場(chǎng)減弱控制時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的側(cè)剖視圖。圖15是沿圖14的線XV-XV所取的剖視圖。如圖14所示，類似于第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)IO的磁場(chǎng)減弱控制，第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的磁場(chǎng)減弱控制對(duì)應(yīng)于將電流傳導(dǎo)至磁場(chǎng)線圈50以產(chǎn)生磁力線mt5。因此，磁軛21的側(cè)壁21b起S極的作用。因此，從定子齒23b進(jìn)入定子芯22的磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23被拉至磁軛21的側(cè)壁21b。在磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23中，磁力線mtl2、mtl3、mt22和mt23進(jìn)入側(cè)壁21b以行進(jìn)經(jīng)過磁路K5，而剩余的磁力線mtll和mt21行進(jìn)經(jīng)過磁路K3或K4。因此，減小從磁體44a發(fā)出的磁力線mtll-mt13以及mt21-mt23行進(jìn)經(jīng)過磁路K3或K4的比率但增大行進(jìn)經(jīng)過磁路K5的磁力線的比率。因此，可以減小流過轉(zhuǎn)子40和定子30的磁通量。因此，可以獲得類似于第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的功能和優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)樗a(chǎn)生的磁通量大于第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的磁體44所產(chǎn)生的磁通量，所以第二實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的磁體44可提供更高的轉(zhuǎn)矩。(第三實(shí)施例)以下將參考圖16描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。圖16是根據(jù)第三實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子40的立體圖。如圖16所示，磁體44d和磁體44e被設(shè)置在轉(zhuǎn)子40的外表面。磁體44d的外側(cè)表面對(duì)應(yīng)于N極。與此表面相對(duì)的表面被取為S極。換言之，磁體44d的N極和S極排列在徑向上。磁體44d從轉(zhuǎn)子40的--端延伸至另一端。磁體44e在軸向上的長(zhǎng)度短于磁體44d的長(zhǎng)度。磁體44e在軸向上從轉(zhuǎn)子40的一端延伸至轉(zhuǎn)子40的中部。磁體44e被設(shè)置為覆蓋轉(zhuǎn)子40的位于磁體44d之間區(qū)域處的外表面。磁體44e的外側(cè)面對(duì)應(yīng)于S極。與磁體44d不同磁性的磁極被布置在因此，磁路被形成為行進(jìn)通過磁體44e、與磁體44e形成的磁體44d、以及定子。進(jìn)行經(jīng)過該磁路的磁通量包括來自磁體44e和來自磁體44d的磁通量，由此引起較大的磁通量的流動(dòng)。因此，可以獲得更大的轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子齒45設(shè)置在轉(zhuǎn)子40的位于磁體44d之間的外表面，在軸向上與磁體44e相鄰。圖17是沿圖16的線XVII-XVII所取的剖視圖。如圖17所示，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子齒45的部分取與第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)IO類似的結(jié)構(gòu)。因此，在形成轉(zhuǎn)子齒45的區(qū)域處，可以實(shí)現(xiàn)與第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10類似的功能和優(yōu)點(diǎn)。盡管在第一至第三實(shí)施例中將磁體44形成于轉(zhuǎn)子40的外表面，但本發(fā)明并不限于此。如圖18所示，可以將磁體44嵌入轉(zhuǎn)子40。換言之，本發(fā)明不僅可應(yīng)用于SPM(表面永磁體)，還可應(yīng)用于IPM(內(nèi)部永磁體)。在圖18所示的轉(zhuǎn)子40中，設(shè)置有由兩個(gè)磁體44A和44A形成的磁體對(duì)49A，以及在周向方向上與磁體對(duì)49A間隔開的、由兩個(gè)磁體44B和44B形成的磁體對(duì)49B。磁體44A和44B被插入形成在轉(zhuǎn)子40內(nèi)的孔中。圖18的轉(zhuǎn)子40將磁體44A和44B排列，使得磁體44A和44B的磁極排列在轉(zhuǎn)子40的徑向上。因此，可以獲得類似于第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的功能和優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)如上構(gòu)造的轉(zhuǎn)子40，可以實(shí)現(xiàn)磁體轉(zhuǎn)矩(永磁體與線圈的吸引/排斥)和磁阻轉(zhuǎn)矩(使得磁力線的彎曲變直的力=線圈吸引鐵的力)兩者。(第四實(shí)施例)以下將參考圖19和圖20描述根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)14。與圖l-18中已經(jīng)示出的元件類似的元件被賦予相同的標(biāo)記，且將不重復(fù)對(duì)其的描述。圖19是根據(jù)第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)14的側(cè)剖視圖。圖20是沿圖19的線XX-XX所取的剖視圖。參考圖19，根據(jù)第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)14包括轉(zhuǎn)軸41、固定至轉(zhuǎn)軸41的轉(zhuǎn)子40、設(shè)置于定子30外周的磁軛21、以及磁場(chǎng)線圈50。如圖20所示，轉(zhuǎn)子40包括兩個(gè)彼此面對(duì)布置的轉(zhuǎn)子齒45。在布置轉(zhuǎn)子齒45的部分處沿緊湊轉(zhuǎn)子芯43b徑向的厚度tl被設(shè)置為在轉(zhuǎn)子齒45之間的部分沿緊湊轉(zhuǎn)子芯43b徑向的厚度t2的至少兩倍。通過轉(zhuǎn)子齒45在徑向上的凸起，可以抑制位于從定子芯22到轉(zhuǎn)子齒45的部分的轉(zhuǎn)子芯43的表面處的磁通量的泄漏。因此，增大了電樞繞組的磁鏈量。由此增大了轉(zhuǎn)矩。圖21是表示轉(zhuǎn)子齒長(zhǎng)度t(—l一t2)與轉(zhuǎn)矩T之間關(guān)系的視圖。具體而言，圖21的視圖表示出t-T的關(guān)系，其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)14具有下述表1中所列的尺寸，并將勵(lì)磁電流設(shè)定為2000AT而將電樞電流設(shè)定為168Arms。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>由圖21可知通過增加轉(zhuǎn)子齒長(zhǎng)度t可增大轉(zhuǎn)矩T。因此，可以將轉(zhuǎn)子齒長(zhǎng)度t設(shè)定在就機(jī)械強(qiáng)度而言可接受的范圍內(nèi)。例如，在tl—5mm的情況下，將轉(zhuǎn)子齒長(zhǎng)度設(shè)定在至少5mm且不大于10mm的范圍。如圖20所示，轉(zhuǎn)子齒角度01被設(shè)定為使得當(dāng)轉(zhuǎn)子齒45在周向上的中心與一個(gè)定子齒23在周向上的中心在徑向上對(duì)準(zhǔn)時(shí)，轉(zhuǎn)子齒45的端部與另一個(gè)定子齒23的端部在徑向上一致。例如，當(dāng)定子齒角度02為15°時(shí)，轉(zhuǎn)子齒角度W被設(shè)定為大約75。。換言之，轉(zhuǎn)子齒角度6I1的總和(^x(轉(zhuǎn)子齒數(shù)量))小于轉(zhuǎn)子齒45之間的角度03的總和(03x(轉(zhuǎn)子齒數(shù)量))。因?yàn)殡S著轉(zhuǎn)子齒角度01增大，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生面積將增大，故轉(zhuǎn)矩將增大。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)子齒角度01變的大于75°時(shí)，非面對(duì)的定子齒23將位于在轉(zhuǎn)子齒45在周向上的端部附近。磁通量將泄露到該定子齒23，由此引起轉(zhuǎn)矩減小。圖22是表示轉(zhuǎn)子齒角度W與轉(zhuǎn)矩T關(guān)系的圖。具體而言，圖22的視圖表示01-Tt-T的關(guān)系，其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)14具有表1中列出的尺寸等，且勵(lì)磁電流被設(shè)定為2000AT且電樞電流被設(shè)定為168Arms。從圖22可知將轉(zhuǎn)子齒角度01至少為75。時(shí)轉(zhuǎn)矩減小。根據(jù)定子齒23中的磁飽和水平及轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生面積來設(shè)定轉(zhuǎn)子40的外徑。圖23是表示轉(zhuǎn)子40的外徑與轉(zhuǎn)矩N之間關(guān)系的圖。從圖23可知，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子40的外徑的逐漸增大成正比地增大。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)子40的外徑超過預(yù)定值時(shí)轉(zhuǎn)矩減小。這是因?yàn)椋?dāng)轉(zhuǎn)子40的外徑至少為預(yù)定值時(shí)，在定子芯22中產(chǎn)生的磁飽和將引起電樞繞組的磁鏈的減少。當(dāng)轉(zhuǎn)子40的外徑小于預(yù)定值時(shí)，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生面積變大以增大轉(zhuǎn)矩。在圖23所示的示例中，可知轉(zhuǎn)子40的外徑優(yōu)選地為123mm。在圖20中，基于轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生面積與定子芯22和磁軛21中的磁飽和之間的關(guān)系來設(shè)定定子齒23的定子齒角度02。圖24是表示定子齒角度02與轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系的視圖。勵(lì)磁電流被設(shè)定為2000AT，電樞電流被設(shè)定為168Arms，且轉(zhuǎn)子40的外徑被設(shè)定為123mm。維持定子齒23的截面面積使得定子齒23的電流密度不會(huì)超過9.0Arms/mm2的最大電流密度。從圖24可知當(dāng)定子齒角度02至少為16.5°時(shí)轉(zhuǎn)矩減小。這是因?yàn)?，?dāng)定子齒角度W不大于16.5°時(shí)，隨著定子齒角度"的增大轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生面積也將增大，由此產(chǎn)生電樞繞組的更大的磁鏈。此外，當(dāng)定子齒角度02至少為16.5°時(shí)，由于轉(zhuǎn)軸41中磁飽和的原因而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩減小。盡管因磁軛21中的磁飽和導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩減小程度小于由定子芯22中的磁飽和導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩減小程度，但是如果定子齒角度02進(jìn)一歩增大則即使在定子芯22中也會(huì)產(chǎn)生磁飽和，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩的明顯減小。在圖24所示的示例中，將定子齒角度^優(yōu)選地設(shè)定為16.5°。以下將描述如上設(shè)置的旋轉(zhuǎn)電機(jī)14的工作情況。參考圖19，電流被傳導(dǎo)至磁場(chǎng)線圈，由此產(chǎn)生磁力線mt6，其從磁軛21的突起21c進(jìn)入壓制成型轉(zhuǎn)子芯43b，由此從層疊轉(zhuǎn)子芯43a的轉(zhuǎn)子齒45進(jìn)入定子芯，然后到達(dá)磁軛21以返回至突起21c。在圖20中，因?yàn)榇帕€mt6從轉(zhuǎn)子齒45到達(dá)定子芯22，故轉(zhuǎn)子齒45的表面保持N極。因此，第四實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)14以與通用永磁體同步電機(jī)類似的方式工作。通過調(diào)整供應(yīng)至磁場(chǎng)線圈50的電流量，可以調(diào)整產(chǎn)生的磁通量。因此，可以進(jìn)行所謂的"磁場(chǎng)減弱控制"以及"磁場(chǎng)增強(qiáng)控制"。例如，通過增大供應(yīng)至磁場(chǎng)線圈50的電流量，可以增大磁力線mt6的磁通量，由此允許獲得更大的轉(zhuǎn)矩。此外，通過減小供應(yīng)至磁場(chǎng)線圈50的電流量，可以減小所產(chǎn)生的跨過定子30和轉(zhuǎn)子40的磁通量，由此可在高轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)減小于線圈24處產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)力。上述對(duì)感應(yīng)電動(dòng)力的減小允許與諸如換流器之類的電源的最大電壓相一致的、轉(zhuǎn)速的增大。因此即使在高轉(zhuǎn)速區(qū)域也可驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)10。上述數(shù)字僅為示例，且不應(yīng)限于上述具體數(shù)字及范圍。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述并示出了本發(fā)明，但可清楚理解的是，上述僅為說明和示例，而不應(yīng)被視為限制，本發(fā)明的精神及范圍僅由所附權(quán)利要求的條款限定。權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，包括能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，形成為管狀的定子芯，固定至所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子芯，磁體，所述磁體設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子芯處使得磁性相異的一對(duì)磁極排列在所述轉(zhuǎn)子芯的徑向上，設(shè)置在所述定子芯的外周處的磁軛，以及繞組，所述繞組可以通過形成經(jīng)過所述磁軛和所述轉(zhuǎn)子芯的磁路，來控制經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子芯和所述定子芯的磁通密度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子芯包括管狀的第一轉(zhuǎn)子芯和設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)子芯的內(nèi)周中的第二轉(zhuǎn)子芯，所述第二轉(zhuǎn)子芯在軸向上的磁阻小于所述第一轉(zhuǎn)子芯在軸向上的磁阻。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述第一轉(zhuǎn)子芯在周向和徑向上的磁阻小于在軸向上的磁阻，所述定子芯在周向和徑向上的磁阻小于在軸向上的磁阻。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，還包括，形成在所述轉(zhuǎn)子芯的外表面處的凸極，其在徑向上向外突起，其中所述磁體被設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子芯的與所述凸極相鄰的外表面處。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述磁體包括第一磁體和設(shè)置在與所述第一磁體相鄰的位置處的第二磁體，所述第一磁體在位于所述轉(zhuǎn)子芯的外表面?zhèn)鹊牟糠痔幍拇艠O與所述第二磁體在位于所述轉(zhuǎn)子芯的外表面?zhèn)鹊牟糠痔幍拇艠O相異。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述磁體從所述轉(zhuǎn)子芯的一端延伸至另一端。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述第一磁體在所述轉(zhuǎn)子芯的軸向上形成得比所述第二磁體長(zhǎng)，還包括形成在所述第一磁體之間并在所述轉(zhuǎn)子芯的軸向上在與所述第二磁體相鄰的位置的所述轉(zhuǎn)子芯的表面處的凸極，其在所述轉(zhuǎn)子芯的所述徑向上向外突出。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述磁體嵌入在所述轉(zhuǎn)子芯中。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述磁軛由一體成型的磁性材料形成。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述第一轉(zhuǎn)子芯由多個(gè)鋼板層疊而構(gòu)成，且所述第二轉(zhuǎn)子芯由一體成型的磁性材料形成。11.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，包括能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，形成為管狀的定子芯，固定至所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子芯，形成在所述轉(zhuǎn)子芯的外表面處的凸極，其在徑向上向外突起，并從所述轉(zhuǎn)子芯的一端延伸至另一端，設(shè)置在所述定子芯的外周處的磁軛，以及繞組，通過形成經(jīng)過所述磁軛和所述轉(zhuǎn)子芯的磁路，所述繞組nf以擰制經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子芯和所述定子芯的磁通密度。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子芯包括管狀的第一轉(zhuǎn)子芯和設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)子芯的內(nèi)周中的第二轉(zhuǎn)子芯，所述第二轉(zhuǎn)子芯在軸向上的磁阻小于所述第一轉(zhuǎn)子芯在所述軸向上的磁阻。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述磁軛由一體成型的磁性材料形成。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述第一轉(zhuǎn)子芯由多個(gè)鋼板層疊而構(gòu)成，且所述第二轉(zhuǎn)子芯由一體成型的磁性材料形成。全文摘要本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其包括能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸；形成為管狀的定子芯；固定至所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子芯；磁體，所述磁體設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子芯處使得磁性相異的一對(duì)磁極排列在所述轉(zhuǎn)子芯的徑向上；設(shè)置在所述定子芯的外周處的磁軛；以及繞組，通過形成經(jīng)過所述磁軛和所述轉(zhuǎn)子芯的磁路，所述繞組可以控制經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子芯和所述定子芯的磁通密度。文檔編號(hào)H02K1/27GK101123370SQ20071012946公開日2008年2月13日申請(qǐng)日期2007年7月17日優(yōu)先權(quán)日2006年8月8日發(fā)明者小坂卓,山田英治,松井信行,水谷良治,立松和高申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社;國(guó)立大學(xué)法人名古屋工業(yè)大學(xué)