以下、本発明の好適な実施形態を図面に� ��って説明する。

 図1~3は、本発明の実施形態に係る回転電� ��10の概略構成を示す図である。図1はロータ� ��転軸22と平行方向から見たステータ12及びロ ータ14の構成の概略を示し、図2はステータ12� ��構成の概略を示し、図3はロータ14の構成の� ��略を示す。本実施形態に係る回転電機10は� �図示しないケーシングに固定されたステー� �12と、ステータ12と所定の空隙を空けて対向� ��置されステータ12に対し回転可能なロータ14 と、を備える。図1~3は、ステータ12とロータ1 4とが回転軸22と直交する径方向(以下単に径� �向とする)において対向配置されたラジアル� ��の回転電機の例を示しており、ロータ14が� �テータ12の径方向内側に配置されている。

 ステータ12は、ステータコア26と、ステー タコア26に配設された複数相(より具体的には 奇数相で例えば3相)のステータ巻線28u,28v,28w� �、を含む。ステータコア26には、径方向内側 へ(ロータ14へ向けて)突出した複数のティー� �30が回転軸22まわりの周方向(以下単に周方向 とする)に沿って互いに間隔をおいて配列さ� �ており、各ティース30間にスロット31が形成� ��れている。つまり、ステータコア26には、� �数のスロット31が周方向に互いに間隔をおい て形成されている。各相のステータ巻線28u,28 v,28wは、スロット31を通ってティース30に短節 集中巻で巻装されている。このように、ティ ース30にステータ巻線28u,28v,28wが巻装される� �とで磁極が構成される。そして、複数相(3相 もしくは奇数相)のステータ巻線28u,28v,28wに複 数相(3相もしくは奇数相)の交流電流を流すこ とで、周方向に並べられたティース30が順次� ��化し、周方向に回転する回転磁界をティー� ��30に形成することができる。ティース30に形 成された回転磁界は、その先端面からロータ 14に作用する。図2に示す例では、3相(u相、v� �、w相)のステータ巻線28u,28v,28wがそれぞれ巻� ��された3つのティース30により1つの極対が構 成され、4極3相のステータ巻線28u,28v,28wが各� �ィース30に巻装され、ステータ12の極対数が4 極対である。

 ロータ14は、ロータコア16と、ロータコア 16に配設された複数のロータ巻線18n,18sと、を 含む。ロータコア16には、径方向外側へ(ステ ータ12へ向けて)突出した複数の突極19が周方� ��に沿って互いに間隔をおいて配列されてお� ��、各突極19がステータ12(ティース30)と対向� �ている。ロータ14においては、この突極19に� ��り、ステータ12(ティース30)からの磁束が通� ��場合の磁気抵抗が回転方向に応じて変化し� ��突極19の位置で磁気抵抗が低くなり、突極19 間の位置で磁気抵抗が高くなる。そして、周 方向においてロータ巻線18nとロータ巻線18sが 交互に並ぶように、ロータ巻線18n,18sがこれ� �の突極19に巻装されている。ここでは、各ロ ータ巻線18n,18sの巻回中心軸が径方向と一致� �ている。図3に示すように、磁気抵抗の高い� ��極19間の磁路をd軸磁路とし、磁気抵抗の低� ��突極19の部分の磁路をq軸磁路とすると、各� ��ータ巻線18n,18sは、磁気抵抗の低いq軸磁路� �配置されている。図3に示す例では、各突極1 9に巻装されたロータ巻線18n,18sが、互いに電� ��的に接続されておらず分断(絶縁)されてい� �。そして、電気的に分断された各ロータ巻� �18n,18s毎にダイオード21n,21s(整流素子)が接続� ��れている。各ロータ巻線18nがダイオード21n� ��介して短絡されていることで、各ロータ巻� ��18nに流れる電流の方向がダイオード21nによ� ��一方向に整流される。同様に、各ロータ巻� ��18sがダイオード21sを介して短絡されている� ��とで、各ロータ巻線18sに流れる電流の方向� ��ダイオード21sにより一方向に整流される。� ��こでは、周方向において交互に配置された� ��ータ巻線18nとロータ巻線18sとで流れる電流� ��向き(ダイオード21n,21sによる整流方向)が互� ��に逆になるように、ダイオード21n,21sが互い に逆向きでロータ巻線18n,18sにそれぞれ接続� �れる。

 ロータ巻線18nにダイオード21nの整流方向� ��応じた直流電流が流れると、ロータ巻線18n� ��巻装された突極19が磁化することで、この� �極19が磁極の固定された磁石(磁極部)として� ��能する。同様に、ロータ巻線18sにダイオー� ��21sの整流方向に応じた直流電流が流れると� ��ロータ巻線18sが巻装された突極19が磁化す� �ことで、この突極19が磁極の固定された磁石 (磁極部)として機能する。周方向に隣接する� ��ータ巻線18nとロータ巻線18sとで直流電流の� ��向が互いに逆方向であるため、周方向に隣� ��する突極19同士で磁化方向が互いに逆方向� �なって異なる磁極の磁石が形成され、周方� �において突極19の磁極が交互する。ここでは 、ロータ巻線18nが巻装された突極19にN極が形 成され、ロータ巻線18sが巻装された突極19にS 極が形成されるように、ダイオード21n,21sに� �るロータ巻線18n,18sの電流の整流方向をそれ� ��れ設定する。これによって、周方向におい� ��N極とS極が交互に並ぶように、各突極19に磁 石が形成される。そして、周方向に隣接する 2つの突極19(N極及びS極)により、1つの極対が� ��成される。図3に示す例では、8極の突極19が 形成されており、ロータ14の極対数が4極対で ある。したがって、図1~3に示す例では、ステ ータ12の極対数とロータ14の極対数がいずれ� �4極対で、ステータ12の極対数とロータ14の極 対数が等しい。ただし、ステータ12の極対数� ��びロータ14の極対数は、いずれも4極対以外� ��あってもよい。

 本実施形態では、周方向に関する各突極1 9の幅がロータ14の電気角で180°に相当する幅� ��りも短く設定されている。そして、周方向� ��関する各ロータ巻線18n,18sの幅θはロータ14� �電気角で180°に相当する幅よりも短く設定さ れており、ロータ巻線18n,18sは各突極19に短節 巻で巻装されている。ここでのロータ巻線18n ,18sの幅θについては、ロータ巻線18n,18sの断� �積を考慮して、ロータ巻線18n,18sの断面の中� ��幅で表すことができる。つまり、ロータ巻� ��18n,18sの内周面の幅と外周面の幅との平均値 でロータ巻線18n,18sの幅θを表すことができる 。なお、ロータ14の電気角は、ロータ14の機� �角にロータ14の極対数p(図3に示す例ではp=4)� �乗じた値で表される(電気角=機械角×p)。そ� �ため、周方向に関する各ロータ巻線18n,18sの� ��θは、回転軸22の中心からロータ巻線18n,18s� �での距離をrとすると、以下の(1)式を満たす� ��

 θ<π×r/p   (1)

 本実施形態において、ステータ12に回転� �界を発生させる起磁力の分布は、各相のス� �ータ巻線28u,28v,28wの配置や、ティース30及び� ��ロット31によるステータコア26の形状に起因 して、(基本波のみの)正弦波分布にはならず� ��高調波成分を含むものとなる。特に、集中� ��においては、各相のステータ巻線28u,28v,28w� �互いに重なり合わないため、ステータ12の起 磁力分布に生じる高調波成分の振幅レベルが 増大する。そして、例えばステータ巻線28u,28 v,28wが3相集中巻の場合は、高調波成分として 、入力電気周波数3次成分の振幅レベルが増� �する。以下の説明では、ステータ巻線28u,28v, 28wの配置やステータコア26の形状に起因して� ��磁力に生じる高調波成分を空間高調波とす� ��。

 3相のステータ巻線28u,28v,28wに3相の交流電 流を流すことでティース30に形成された回転� ��界(基本波成分)がロータ14に作用するのに応 じて、ロータ14の磁気抵抗が小さくなるよう� ��、突極19がティース30の回転磁界に吸引され る。これによって、ロータ14にトルク(リラク タンストルク)が作用して、ロータ14がステー タ12で形成される回転磁界(基本波成分)に同� �して回転駆動する。

 さらに、ティース30に形成された空間高� �波成分を含む回転磁界がロータ14の各ロータ 巻線18n,18sに鎖交すると、各ロータ巻線18n,18s� ��は、空間高調波成分によりロータ14の回転� �波数(回転磁界の基本波成分)と異なる周波数 の磁束変動が生じる。この磁束変動によって 、各ロータ巻線18n,18sに誘導起電力が発生す� �。この誘導起電力の発生に伴って各ロータ� �線18n,18sに流れる電流は、各ダイオード21n,21s により整流されることで一方向(直流)となる� ��そして、各ダイオード21n,21sで整流された直 流電流が各ロータ巻線18n,18sに流れるのに応� �て各突極19が磁化することで、磁極が(N極かS 極のいずれか一方に)固定された磁石が各突� �19に生じる。前述のように、ダイオード21n,21 sによるロータ巻線18n,18sの電流の整流方向が� ��いに逆方向であるため、各突極19に生じる� �石は、周方向においてN極とS極が交互に配置 されたものとなる。そして、各突極19(磁極が 固定された磁石)の磁界がティース30の回転磁 界(基本波成分)と相互作用して、吸引及び反� ��作用が生じる。このティース30の回転磁界(� ��本波成分)と突極19(磁石)の磁界との電磁気� �互作用(吸引及び反発作用)によっても、ロー タ14にトルク(磁石トルクに相当するトルク)� �作用させることができ、ロータ14がステータ 12で形成される回転磁界(基本波成分)に同期� �て回転駆動する。このように、本実施形態� �係る回転電機10を、ステータ巻線28u,28v,28wへ� ��供給電力を利用してロータ14に動力(機械的� ��力)を発生させる電動機として機能させるこ とができる。一方、本実施形態に係る回転電 機10を、ロータ14の動力を利用してステータ� �線28u,28v,28wに電力を発生させる発電機として 機能させることもできる。

 ここで、空間高調波によるロータ巻線18n, 18sへの鎖交磁束を計算した結果を図4A,4Bに示� ��。図4Aにおける各波形は、ステータ巻線28u,2 8v,28wに流す交流電流の位相(ロータ位置に対� �る電流進角)を変化させた場合におけるロー� ��巻線18n,18sへの鎖交磁束の波形を示す。そし て、図4Bは、ロータ巻線18n,18sへの鎖交磁束波 形の周波数分析結果を示す。図4Bに示す周波� ��分析結果から、入力電気周波数3次成分が主 に発生する。図4Aに示すように、電流進角を� ��化させると、鎖交磁束のバイアスは変わる� ��、鎖交磁束波形はあまり変化していないこ� ��がわかる。

 ロータ巻線18n,18sへの鎖交磁束の振幅(変� �幅)は、周方向に関するロータ巻線18n,18sの幅 θにより影響を受ける。ここで、周方向に関� ��るロータ巻線18n,18sの幅θを変化させながら� ��ロータ巻線18n,18sへの鎖交磁束の振幅(変動� �)を計算した結果を図5に示す。図5では、コ� �ル幅θを電気角に換算して示している。図5� �示すように、コイル幅θが180°から減少する� ��つれてロータ巻線18n,18sへの鎖交磁束の変動 幅が増大しているため、コイル幅θを180°よ� �も小さくする、つまりロータ巻線18n,18sを短� ��巻とすることで、全節巻と比較して、空間� ��調波による鎖交磁束の振幅を増大させるこ� ��ができる。

 したがって、本実施形態では、周方向に� ��する各突極19の幅を電気角で180°に相当する 幅よりも小さくし、ロータ巻線18n,18sを各突� �19に短節巻で巻装することで、ロータ巻線18n ,18sに発生する空間高調波による誘導起電力� �効率よく増大させることができる。そのた� �、トルク発生に寄与しにくい空間高調波を� �用してロータ巻線18n,18sに誘導電流を効率よ� ��発生することができ、誘導電流により各突� ��19に発生する磁石の磁束を効率よく増大さ� �ることができる。その結果、ロータ14に作用 するトルクを効率よく増大させることができ る。さらに、ステータ巻線28u,28v,28w以外の種� ��の巻線(例えば特許文献1~4における励磁巻線 やリアクトル)をステータ12に設けることなく 、ロータ巻線18n,18sに空間高調波による誘導� �電力を効率よく発生させることができるの� �、ステータ12に設ける巻線を1種類(ステータ� ��線28u,28v,28wのみ)に簡略化することができ、� ��テータ12の巻線構造を簡略化することがで� �る。そして、誘導起電力に伴って生じる誘� �電流をダイオード21n,21sで整流することで、� ��ータ巻線18n,18s以外の種類の巻線(例えば特� �文献1,2における界磁補助巻線)をロータ14に� �けることなく、ロータ14(各突極19)に磁極が� �定された磁石を発生させることができるの� �、ロータ14に設ける巻線を1種類(ロータ巻線1 8n,18sのみ)に簡略化することができ、ロータ14 の巻線構造を簡略化することができる。その 結果、回転電機10の巻線構造を簡略化するこ� ��ができ、回転電機10の小型化が可能となる� �

 さらに、図5に示すように、コイル幅θが9 0°の場合に、空間高調波による鎖交磁束の振 幅が最大となる。したがって、本実施形態に おいて、空間高調波によるロータ巻線18n,18s� �の鎖交磁束の振幅をより増大させるために� �、周方向に関する各ロータ巻線18n,18sの幅θ� �ロータ14の電気角で90°に相当する幅に等し� �(あるいはほぼ等しい)ことが好ましい。その ため、周方向に関する各ロータ巻線18n,18sの� �θは、以下の(2)式を満たす(あるいはほぼ満� �す)ことが好ましい。

 θ=π×r/(2×p)   (2)

 このように、周方向に関する各ロータ巻� ��18n,18sの幅θを電気角で90°に相当する幅に等 しく(あるいはほぼ等しく)することで、ロー� ��巻線18n,18sに発生する空間高調波による誘導 起電力を最大にすることができ、誘導電流に より各突極19に発生する磁石の磁束を最も効� ��よく増大させることができる。その結果、� ��ータ14に作用するトルクをさらに効率よく� �大させることができる。

 また、ステータ巻線28u,28v,28wに流す交流� �流の位相(ロータ位置に対する電流進角)を変 化させながらロータ14のトルクを計算した結� ��を図6,7に示す。図6は、ロータ14の回転数を� ��定に保ちながらステータ巻線28u,28v,28wに流� �交流電流の振幅(電流振幅)及び位相(電流進� �)を変化させた場合の計算結果を示し、図7は 、電流振幅を一定に保ちながら電流進角及び ロータ14の回転数を変化させた場合の計算結� ��を示す。図6,7に示すように、電流進角を変� ��させるとロータ14のトルクが変化するため� �電流進角(ステータ巻線28u,28v,28wに流す交流� �流の位相)を制御することで、ロータ14のト� �クを制御することができる。さらに、図6に� ��すように、電流振幅を変化させてもロータ1 4のトルクが変化するため、電流振幅(ステー� ��巻線28u,28v,28wに流す交流電流の振幅)を制御� ��ることによっても、ロータ14のトルクを制� �することができる。さらに、図7に示すよう� ��、ロータ14の回転数を変化させてもロータ14 のトルクが変化するため、ロータ14の回転数� ��制御することによっても、ロータ14のトル� �を制御することができる。

 図8は、本実施形態に係る回転電機10の駆� ��制御装置の概略構成を示す図である。直流� ��源として設けられた充放電可能な蓄電装置4 2は、例えば二次電池により構成することが� �き、電気エネルギーを蓄える。インバータ40 は、スイッチング素子(図示せず)を備えてお� ��、スイッチング素子のスイッチング動作に� ��り蓄電装置42からの直流電力を複数相の交� �(例えば3相交流)に変換して、ステータ巻線28 u,28v,28wの各相に供給することが可能である。 制御装置41は、インバータ40のスイッチング� �子のスイッチング動作を制御してステータ� �線28u,28v,28wに流す交流電流の位相(電流進角)� ��制御することで、ロータ14のトルクを制御� �る。ただし、制御装置41は、ロータ14のトル� ��を制御するために、ステータ巻線28u,28v,28w� �流す交流電流の振幅を制御してもよいし、� �ータ14の回転数を制御してもよい。

 次に、本実施形態に係る回転電機10の他� �構成例について説明する。

 本実施形態では、例えば図9に示すように 、ロータコア16にスリット(空隙)44を形成する ことによっても、ロータ14の磁気抵抗を回転� ��向に応じて変化させることができる。図9に 示すように、ロータコア16において、磁気抵� ��の高い磁路をd軸磁路部分39とし、d軸磁路部 分39よりも磁気抵抗の低い磁路をq軸磁路部分 29とすると、ステータ12(ティース30)と対向す� ��d軸磁路部分39及びq軸磁路部分29が周方向に� ��いて交互に配置されるようにスリット44が� �成されており、周方向においてd軸磁路部分3 9がq軸磁路部分29間に位置する。各ロータ巻� �18n,18sは、スリット44を通って磁気抵抗の低� �q軸磁路部分29に巻装されている。図9に示す� ��成例では、ステータ12で形成された空間高� �波成分を含む回転磁界が各ロータ巻線18n,18s� ��鎖交することで、各ロータ巻線18n,18sに各ダ イオード21n,21sで整流された直流電流が流れ� �各q軸磁路部分29が磁化する結果、各q軸磁路� ��分29が磁極の固定された磁石(磁極部)として 機能する。その際には、周方向に関する各q� �磁路部分29の幅(各ロータ巻線18n,18sの幅θ)を� ��ータ14の電気角で180°に相当する幅よりも短 く設定し、ロータ巻線18n,18sを各q軸磁路部分2 9に短節巻で巻装することで、ロータ巻線18n,1 8sに発生する空間高調波による誘導起電力を� ��率よく増大させることができる。さらに、� ��ータ巻線18n,18sに発生する空間高調波による 誘導起電力を最大にするためには、周方向に 関する各ロータ巻線18n,18sの幅θを、ロータ14� ��電気角で90°に相当する幅に等しく(あるい� �ほぼ等しく)することが好ましい。

 また、本実施形態では、例えば図10に示� �ように、ロータコア16に永久磁石48を配設す� ��こともできる。図10に示す構成例では、磁� �の固定された磁石として機能する複数の磁� �部49が周方向に互いに間隔をおいた状態でス テータ12(ティース30)と対向配置されており、 各磁極部49にロータ巻線18n,18sが巻装されてい る。各永久磁石48は、周方向において磁極部4 9間に位置する部分に、ステータ12(ティース30 )と対向配置されている。ここでの永久磁石48 については、ロータコア16の内部に埋設され� ��いてもよいし、ロータコア16の表面(外周面) に露出していてもよい。また、ロータコア16� ��内部に永久磁石48をV字状に配置することも� ��きる。図10に示す構成例では、ステータ12で 形成された空間高調波成分を含む回転磁界が 各ロータ巻線18n,18sに鎖交することで、各ロ� �タ巻線18n,18sに各ダイオード21n,21sで整流され た直流電流が流れて各磁極部49が磁化する結� ��、各磁極部49が磁極の固定された磁石とし� �機能する。その際には、周方向に関する各� �極部49の幅(各ロータ巻線18n,18sの幅θ)をロー� ��14の電気角で180°に相当する幅よりも短く設 定し、ロータ巻線18n,18sを各磁極部49に短節巻 で巻装することで、ロータ巻線18n,18sに発生� �る空間高調波による誘導起電力を効率よく� �大させることができる。さらに、ロータ巻� �18n,18sに発生する空間高調波による誘導起電� ��を最大にするためには、周方向に関する各� ��ータ巻線18n,18sの幅θを、ロータ14の電気角� �90°に相当する幅に等しく(あるいはほぼ等し く)することが好ましい。

 また、本実施形態では、例えば図11に示� �ように、周方向において1つおきに配置され� ��ロータ巻線18n同士を電気的に直列接続し、� ��方向において1つおきに配置されたロータ巻 線18s同士を電気的に直列接続することもでき る。つまり、同じ磁極(N極)の磁石として機能 する突極19に巻装されたロータ巻線18n同士を� ��気的に直列接続し、同じ磁極(S極)の磁石と� ��て機能する突極19に巻装されたロータ巻線18 s同士を電気的に直列接続することもできる� �ただし、周方向に隣接する(異なる磁極の磁� ��が形成される)突極19に巻装されたロータ巻� ��18n,18sは、互いに電気的に分断されている。 ダイオード21n,21sは、電気的に分断されたロ� �タ巻線18n,18s毎に(2つ)設けられており、ダイ� ��ード21nは、電気的に直列接続されたロータ� ��線18nに流れる電流を整流し、ダイオード21s� ��、電気的に直列接続されたロータ巻線18sに� ��れる電流を整流する。ここでも、ロータ巻� ��18nが巻装された突極19とロータ巻線18sが巻� �された突極19とで(周方向に隣接する突極19同 士で)異なる磁極の磁石が形成されるように� �ダイオード21n,21sによるロータ巻線18n,18sの電 流の整流方向を互いに逆方向にする。図11に� ��す構成例によれば、ダイオード21n,21sの数を 2つに減らすことができる。

 また、本実施形態では、例えば図12に示� �ように、ロータ巻線18n,18sをトロイダル巻に� ��ることもできる。図12に示す構成例では、� �ータコア16は環状コア部17を含み、各突極19� �、環状コア部17から径方向外側へ(ステータ12 へ向けて)突出している。ロータ巻線18n,18sは� ��環状コア部17における各突極19付近の位置に トロイダル巻で巻装されている。図12に示す� ��成例でも、ステータ12で形成された空間高� �波成分を含む回転磁界が各ロータ巻線18n,18s� ��鎖交することで、各ロータ巻線18n,18sに各ダ イオード21n,21sで整流された直流電流が流れ� �各突極19が磁化する。その結果、ロータ巻線 18n付近に位置する突極19がN極として機能し、 ロータ巻線18s付近に位置する突極19がS極とし て機能する。その際には、周方向に関する各 突極19の幅θをロータ14の電気角で180°に相当� ��る幅よりも短く設定することで、ロータ巻� ��18n,18sに発生する空間高調波による誘導起電 力を効率よく増大させることができる。さら に、ロータ巻線18n,18sに発生する空間高調波� �よる誘導起電力を最大にするためには、周� �向に関する各突極19の幅θを、ロータ14の電� �角で90°に相当する幅に等しく(あるいはほぼ 等しく)することが好ましい。なお、図12では 、図11に示す構成例と同様に、周方向に隣接� ��るロータ巻線18n,18sを互いに電気的に分断し 、周方向において1つおきに配置されたロー� �巻線18n同士を電気的に直列接続し、周方向� �おいて1つおきに配置されたロータ巻線18s同� ��を電気的に直列接続した例を示している。� ��だし、ロータ巻線18n,18sをトロイダル巻にし た例においても、図3に示す構成例と同様に� �各突極19に巻装されたロータ巻線18n,18sを互� �に電気的に分断することもできる。

 また、本実施形態では、例えば図13に示� �ように、各突極19に共通のロータ巻線18を巻� ��することもできる。図13に示す構成例では� �ロータ巻線18がダイオード21を介して短絡さ� ��ていることで、ロータ巻線18に流れる電流� �方向がダイオード21により一方向(直流)に整� ��される。各突極19に巻装されたロータ巻線18 は、周方向に隣接する突極19同士で磁化方向� ��互いに逆方向となるように、周方向に隣接� ��る突極19に巻装された部分の巻き方向が互� �に逆方向である。図13に示す構成例でも、ス テータ12で形成された空間高調波成分を含む� ��転磁界がロータ巻線18に鎖交することで、� �ータ巻線18にダイオード21で整流された直流� ��流が流れて各突極19が磁化する結果、各突� �19が磁極の固定された磁石として機能する。 その際には、周方向に隣接する突極19同士で� ��なる磁極の磁石が形成される。図13に示す� �成例によれば、ダイオード21の数を1つに減� �すことができる。

 ただし、図13に示す構成例では、N極を形� ��する突極19とS極を形成する突極19とで共通� �ロータ巻線18を用いているため、各突極19で� ��空間高調波成分による磁束変動(3次)が相殺� ��れる場合があり、他の構成例ほど効果的に� ��ータ14のトルクが増加しない場合がある。� �こで、図13に示す構成例において、各突極19� ��巻装されたロータ巻線18の周方向に関する� �θを変化させながら、ロータ巻線18への鎖交� ��束の振幅(変動幅)を計算した結果を図14に示 す。図14では、コイル幅θを電気角に換算し� �示している。図14に示すように、コイル幅θ� ��90°から減少するとロータ巻線18への鎖交磁� ��の変動幅が大きく減少し、コイル幅θが120° から増大するとロータ巻線18への鎖交磁束の� ��動幅が大きく減少する。さらに、ロータ巻� ��18の断面積を十分に確保するためのコイル� �θが必要となる点を考慮すると、図13に示す� ��成例においてロータ巻線18に発生する空間� �調波による誘導電流を増大させるためには� �周方向に関するロータ巻線18の幅θを、ロー� ��14の電気角で90°に相当する幅よりも大きく� ��つロータ14の電気角で120°に相当する幅より も小さくする(90°<θ<120°を満たす)ことが 好ましい。さらに、図14に示すように、コイ� ��幅θが105°の場合に空間高調波による鎖交磁 束の振幅がピークとなる。したがって、図13� ��示す構成例においてロータ巻線18に発生す� �空間高調波による誘導電流をさらに増大さ� �るためには、周方向に関するロータ巻線18の 幅θを、ロータ14の電気角で105°に相当する幅 に等しく(あるいはほぼ等しく)することが好� ��しい。

 また、図15に示す構成例では、ロータ巻� �18は、各突極19に波巻(直列巻)で巻装されて� �り、周方向に隣接する突極19同士で磁化方向 が互いに逆方向となるように、周方向に隣接 する突極19に巻装された部分の巻き方向が互� ��に逆方向である。図15のロータ巻線18におい て、実線部分は突極19の回転軸方向端面の一� ��側(図の手前側)を通り、破線部分は突極19の 回転軸方向端面の他方側(図の奥側)を通る。� ��して、○(白丸印)内に●(黒丸印)の部分18aに は図面の手前方向の電流が流れ、○(白丸印)� ��に×(バツ印)の部分18bには図面の奥方向の電 流が流れる。図15に示す構成例でも、ステー� ��12で形成された空間高調波成分を含む回転� �界がロータ巻線18に鎖交することで、ロータ 巻線18にダイオード21で整流された直流電流� �流れて各突極19が磁化する結果、各突極19が� ��極の固定された磁石として機能する。その� ��には、周方向に隣接する突極19同士で異な� �磁極の磁石が形成される。図15に示す構成例 によれば、ダイオード21の数を1つに減らすこ とができ、ロータ14の巻線構造をさらに簡略� ��することができる。

 以上の実施形態の説明では、ステータ12� �ロータ14とが回転軸22と直交する径方向にお� ��て対向配置されているものとした。ただし� ��本実施形態に係る転電機10は、ステータ12と ロータ14とが回転軸22と平行方向(回転軸方向) において対向配置されたアキシャル型の回転 電機であってもよい。

 以上、本発明を実施するための形態につ� ��て説明したが、本発明はこうした実施形態� ��何等限定されるものではなく、本発明の要� ��を逸脱しない範囲内において、種々なる形� ��で実施し得ることは勿論である。