(57)【要約】【課題】強め界磁制御による磁束が良好に鎖交でき、トルク増加の効果が得られる回転制御システムを提供する。【解決手段】回転制御システム５００は、ｎ個の軟磁性体１１ａを備える第一回転子１１と、ｋ個の軟磁性体１２ａを備える第二回転子１２と、極対数がｍとなる磁極を備える第三回転子１３と、極対数がｍとなる磁極を備える電機子である固定子１０１とを有する回転電機１００と、固定子１０１に備える固定子巻線１０１ｂと接続され電力を変換する電力変換装置５２０と、電力変換装置５２０の作動を制御する制御装置５２１とを有し、第一回転子１１，第二回転子１２，第三回転子１３が並べて配置され隣り合う回転子どうしを磁気結合させ、第三回転子１３および固定子１０１の磁極数と軟磁性体の数が２ｍ＝｜ｋ±ｎ｜の関係を満たし、制御装置５２１はトルクＴに応じて電力変換装置５２０の電流位相θを変化させる制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間して配置されたｎ個（ｎは１以上の整数）の軟磁性体（１１ａ，２１ａ）を備える第一回転子（１１，２１）と、離間して配置されたｋ個（ｋは１以上の整数）の軟磁性体（１２ａ，２２ａ）を備える第二回転子（１２，２２）と、極対数がｍ（ｍは１以上の整数）となる磁極（１３ｂ，２３ｂ）を備える第三回転子（１３，２３）と、極対数がｍとなる磁極を備える電機子である固定子（１０１，２０１，２０２）とを有する回転電機（１００，２００，３００）と、
前記固定子に備える固定子巻線（１０１ｂ）と接続され、電力を変換する電力変換装置（５２０）と、
前記電力変換装置の作動を制御する制御装置（５２１）とを有し、
前記回転電機は、前記第一回転子、前記第二回転子および前記第三回転子を並べて配置するとともに隣り合う回転子どうしで磁気結合させ、前記第三回転子および前記固定子の磁極数と前記軟磁性体の数が２ｍ＝｜ｋ±ｎ｜の関係を満たし、
前記制御装置は、要求されるトルク（Ｓｒ）に応じて、前記電力変換装置の電流位相（θ）を変化させる制御を行うことを特徴とする回転制御システム（５００）。
【請求項２】
前記第三回転子は、極対数ｍをなすように永久磁石（１３ｂ）および軟磁性体（１３ａ）が周方向に交互に配置され、かつ、前記永久磁石は同一極性に着磁されていることを特徴とする請求項１に記載の回転制御システム。
【請求項３】
前記第一回転子および前記第二回転子のうちで一方または双方に備える前記軟磁性体は、それぞれが離間配置されセグメント極をなすことを特徴とする請求項１または２に記載の回転制御システム。
【請求項４】
前記固定子と前記第三回転子は隣り合うように配置し、
前記制御装置は前記電流位相を遅らせることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転制御システム。
【請求項５】
前記固定子と前記第三回転子の間には前記第一回転子および前記第二回転子のうちで一方または双方を介在させる配置とし、
前記制御装置は前記電流位相を進めることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転制御システム。
【請求項６】
前記第一回転子または前記第二回転子のうち一方の回転子は、中央側に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転制御システム。
【請求項７】
前記第一回転子と前記第二回転子のうちで中央側に配置される回転子の極対数は、端側に配置される回転子の極対数よりも多くすることを特徴とする請求項６に記載の回転制御システム。
【請求項８】
前記第一回転子および前記第二回転子のうちで一方または双方の回転子は、前記軟磁性体がブリッジによって固定されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の回転制御システム。
【請求項９】
ラジアル方向に配置される場合は、前記第三回転子が外径側に配置されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の回転制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機、電力変換装置、制御装置を有する回転制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと車軸の間には、動力を伝達するための動力伝達装置が介在される。動力伝達装置は、エンジン軸に接続される回転体を備え、走行時に比べてエンジン始動時に最も大きなトルクを発揮する必要がある。その最大トルク要求を満たすように設計する場合、軸長を長くすると大型化してしまう。さらには、エンジン始動は頻度の低い動作状態であるため、構造的に最大トルクを満足する設計をすると走行時においては冗長な設計であると言え、一時的にトルクを増加できる方法が必要であると考えられる。
【０００３】
従来では、磁極列を有するロータが２つあり、その間に磁気変調作用を及ぼすようにポールピースを有するロータがあり、ギア比を可変できるようにそれらのどれか一つの回転を制御する手段をもつ可変磁気ギア（Variable magnetic gears）に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】英国特許出願公開第２４５７６８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記背景から、エンジン始動などのように一時的にトルクを増加させる方法として、電機子に通電する電流位相を制御して磁石磁束を増加させる強め界磁制御という方法が考えられる。特許文献１に示す技術を適用しても、磁石を有するロータが２つあるために磁気回路の磁気抵抗が大きくなる。したがって、強め界磁制御による磁束が良好に鎖交できず、トルク増加の効果が得られにくいという課題がある。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、強め界磁制御による磁束が良好に鎖交でき、トルク増加の効果が得られる回転制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、回転制御システム（５００）において、離間して配置されたｎ個（ｎは１以上の整数）の軟磁性体を備える第一回転子（１１，２１）と、離間して配置されたｋ個（ｋは１以上の整数）の軟磁性体を備える第二回転子（１２，２２）と、極対数がｍ（ｍは１以上の整数）となる磁極を備える第三回転子（１３，２３）と、極対数がｍとなる磁極を備える電機子である固定子（１０１，２０１，２０２）とを有する回転電機（１００，２００，３００）と、前記固定子に備える固定子巻線（１０１ｂ）と接続され、電力を変換する電力変換装置（５２０）と、前記電力変換装置の作動を制御する制御装置（５２１）とを有し、前記回転電機は、前記第一回転子、前記第二回転子および前記第三回転子を並べて配置するとともに隣り合う回転子どうしで磁気結合させ、前記第三回転子および前記固定子の磁極数と前記軟磁性体の数が２ｍ＝｜ｋ±ｎ｜の関係を満たし、前記制御装置は、要求されるトルク（Ｓｒ）に応じて、前記電力変換装置の電流位相を変化させる制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第三回転子に備える磁石を磁極列とみなせば、他の回転子（すなわち第一回転子や第二回転子）に備える軟磁性体を磁気誘導子列とみなすことができ、２ｍ＝｜ｋ±ｎ｜が成立する。第三回転子を界磁源とする磁気伝達トルクが発生し、強め界磁制御による磁束が良好に鎖交できる。よって、エンジン始動などの所定条件下で一時的にトルクを増加させることができる。「所定条件」は、一時的にトルクを変化（増加や減少）させる条件であれば任意に設定してよい。
【０００９】
第２の発明は、前記第三回転子は、極対数ｍをなすように永久磁石（１３ｂ）および軟磁性体（１３ａ）が周方向に交互に配置され、かつ、前記永久磁石は同一極性に着磁されていることを特徴とする。この構成によれば、永久磁石だけでなく軟磁性体を構成要素として含めることでより磁気抵抗を小さくすることができ、強め界磁磁束が鎖交しやすくなるためトルクを増加させやすくなる。
【００１０】
第３の発明は、前記第一回転子および前記第二回転子のうちで一方または双方に備える前記軟磁性体は、それぞれが離間配置されセグメント極をなすことを特徴とする。この構成によれば、磁気誘導子にあたる軟磁性体をセグメント極にすることで各軟磁性体間での磁束漏れを抑制できるため、強め界磁磁束が有効に磁気変調され、良好なトルク増加作用が得られる。
【００１１】
第４の発明は、前記固定子と前記第三回転子は隣り合うように配置し、前記制御装置は前記電流位相を遅らせることを特徴とする。この構成によれば、固定子と第三回転子が隣接することで両者間の磁気抵抗が小さくなり、電機子としての固定子により発生する磁束を有効に磁極列へ鎖交させやすくなるため、強め界磁制御によるトルク増加効果が得られやすくなる。
【００１２】
第５の発明は、前記固定子と前記第三回転子の間には前記第一回転子および前記第二回転子のうちで一方または双方を介在させる配置とし、前記制御装置は前記電流位相を進めることを特徴とする。この構成によれば、磁石より発生する磁束が固定子にも漏れて流れてしまうことでトルクが低下してしまうため、電流位相を進めて磁石の磁束を打ち消すように磁束を発生させる弱め界磁制御により、第三回転子による界磁磁束が前記固定子へ漏れるのを防ぐことができ、トルク増加効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】回転制御システムの第１構成例を示す模式図である。
【図２】回転電機の第１構成例を示す模式図である。
【図３】トルク制御処理の手続き例を示すフローチャート図である。
【図４】トルクと電流位相の第１関係例を示すグラフ図である。
【図５】固定子と第三回転子に形成される第１磁極例を示す模式図である。
【図６】電流位相の第１変化例を示すチャート図である。
【図７】回転電機の第２構成例を示す模式図である。
【図８】回転制御システムの第２構成例を示す模式図である。
【図９】回転電機の第３構成例を示す模式図である。
【図１０】回転制御システムの第３構成例を示す模式図である。
【図１１】回転電機の第４構成例を示す模式図である。
【図１２】トルクと電流位相の第２関係例を示すグラフ図である。
【図１３】電流位相の第２変化例を示すチャート図である。
【図１４】回転制御システムの第６構成例を示す模式図である。
【図１５】回転電機の第５構成例を示す模式図である。
【図１６】回転制御システムの第７構成例を示す模式図である。
【図１７】回転制御システムの第８構成例を示す模式図である。
【図１８】回転制御システムの第９構成例を示す模式図である。
【図１９】回転制御システムの第１０構成例を示す模式図である。
【図２０】固定子と第三回転子に形成される第２磁極例を示す模式図である。
【図２１】回転電機の第６構成例を示す模式図である。
【図２２】回転電機の第７構成例を示す模式図である。
【図２３】回転電機の第８構成例を示す模式図である。
【図２４】回転電機の第９構成例を示す模式図である。
【図２５】回転電機の第１０構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。また、特に明示しない限り、「トルク」とは「磁気ギアのトルク容量」のことを意味する。英数字の連続符号は記号「〜」を用いて略記する。一例として「動力伝達部材５０１〜５０４」は「動力伝達部材５０１，５０２，５０３，５０４」を意味する。
【００１５】
各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。回転電機の模式図では半円分を図示する。グラフ図やチャート図を除いて、見やすくするためにハッチ線の図示を省略する。ただし、軟磁性体と永久磁石を区別するために、永久磁石についてドット状の網掛け（ハッチ）を施す。回転子相互間は、各回転子が回転自在となるように、非接触状態を確保するためのギャップ（空隙）を設ける。
【００１６】
〔実施の形態１〕
実施の形態１は、第三回転子と固定子が隣接して配置される回転電機の制御を行う回転制御システムについて図１〜図９を参照しながら説明する。本形態の回転電機には、電動発電機を適用し、第三回転子が第一回転子や第二回転子よりも外径側に配置する。以下では、第三回転子の構成と、第一回転子，第二回転子，第三回転子の配置とに応じて、第１構成例から第３構成例までを説明する。
【００１７】
（第１構成例）
図１に示す回転制御システム５００Ａは、回転制御システム５００の一例である。この回転制御システム５００Ａは、回転電機１００Ａ，動力伝達部材５０１，動力伝達部材５０２，電力変換装置５２０，制御装置５２１などを有する。
【００１８】
ラジアル型の回転電機１００Ａは、図２に示すように、ラジアル方向に（内径側から外径側に向かって）、第一回転子１１Ａ，第二回転子１２Ａ，第三回転子１３Ａ，固定子１０１が配置される。第一回転子１１Ａ，第二回転子１２Ａ，第三回転子１３Ａは、それぞれ隣り合う回転子どうしで磁気結合される。第三回転子１３Ａと固定子１０１は隣り合うように対向して配置される。
【００１９】
第一回転子１１Ａは、第一回転子１１の一例である。当該第一回転子１１Ａは、周方向かつ離間して配置されるｎ個の軟磁性体１１ａなどを有する。一例として図２に示す軟磁性体１１ａは、長辺側を内径側に向けて配置した台形状に成形されている。なお軟磁性体１１ａは、台形状に限らず、任意の形状（例えば三角形状以上の多角形状，円形状，非平面状の周方向側面を有する形状等）で成形してもよい。
【００２０】
第二回転子１２Ａは、第二回転子１２の一例である。当該第二回転子１２Ａは、三つの回転子で中央側に配置され、周方向かつ離間して配置されるｋ個の軟磁性体１２ａなどを有する。極対数は軟磁性体の個数に対応し、ｋ＞ｎとするのが望ましい。一例として図２に示す軟磁性体１２ａは、四角形状（正方形状や長方形状等）に成形されている。なお軟磁性体１２ａは、四角形状に限らず、上記任意の形状で成形してもよい。軟磁性体１２ａは、軟磁性体１１ａと同じ形状でもよく、異なる形状でもよい。
【００２１】
第三回転子１３Ａは、断面がドーナツ状に成形される第三回転子１３の一例である。当該第三回転子１３Ａは、軟磁性体１３ａや、極対数がｍとなる永久磁石１３ｂなどを有する。軟磁性体１３ａと永久磁石１３ｂは周方向に交互に配置され、かつ、永久磁石１３ｂは同一極性（例えば図示する矢印方向）に着磁される。
【００２２】
端側の第一回転子１１Ａと中央側の第二回転子１２Ａとの間は、矢印Ｄ２１で示すように磁束がＵ字状に形成される。この磁束の形成によって、磁気変調が良好に働き、回転電機１００Ａのトルク性能を向上させることができる。
【００２３】
固定子１０１は、極対数がｍとなる磁極を備える電機子であって、固定子コア１０１ａや固定子巻線１０１ｂなどを有する（図５を参照）。すなわち、通電時に極対数がｍとなるように、固定子巻線１０１ｂを固定子コア１０１ａ（具体的にはスロット）に巻き付ける。固定子コア１０１ａは軟磁性体で成形される。
【００２４】
図１に戻り、動力伝達部材５０１は第一回転子１１Ａと連結され、動力伝達部材５０２は第二回転子１２Ａと連結される。連結は、固定に限らず、切り替えを含む。これらの動力伝達部材５０１，５０２は、いずれも動力を入力してもよく、動力を出力してもよく、入力と出力を切り替えてもよい。動力伝達部材５０１，５０２にそれぞれ連結する対象は負荷に相当する。本形態では、動力伝達部材５０１と直接的または間接的にエンジンＥｇ（内燃機関）を連結し、動力伝達部材５０２と直接的または間接的に車輪Ｗｈや回転電機３００（図１９を参照）などを連結する。動力伝達部材５０１，５０２は回転子と連結できれば任意の部材を用いてよい。例えば、シャフト（回転軸），カム，リンク，クランク，ベルト，歯車，ラック＆ピニオン，トルクコンバータなどのうちで一以上が該当する。
【００２５】
電力変換装置５２０は固定子１０１の固定子巻線１０１ｂ（図５を参照）と電力源Ｅｂの間に介在され、インバータを含む。インバータの他に、電圧の昇降圧を行うコンバータを含めてもよい。当該電力変換装置５２０は、制御装置５２１から伝達される制御信号Ｓｃに基づいて電力の変換を行う。具体的には、二点鎖線で示す電力源Ｅｂから供給される供給電力Ｐｓを変換して固定子巻線１０１ｂに出力したり、固定子１０１で発生する起電力を変換して電力源Ｅｂに出力（充電）したりする。
【００２６】
制御装置５２１は、二点鎖線で示す外部装置６００から伝達される要求信号Ｓｒに基づいて、上述した制御信号Ｓｃを電力変換装置５２０に出力する。要求信号Ｓｒには、回転電機１００Ａで必要とするトルクに関する情報を含む。要求信号Ｓｒに基づいて制御信号Ｓｃを出力できれば、制御装置５２１の構成を問わない。本形態の外部装置６００は、一例としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）を適用する。
【００２７】
制御装置５２１で行われる制御例について、図３〜図６を参照しながら説明する。図３に示すトルク制御処理は繰り返し実行される。まず、外部装置６００からトルクに関する要求信号Ｓｒを受けたか否かを判別する〔ステップＳ１０〕。
【００２８】
もし要求信号Ｓｒを受けた場合は（ＹＥＳ）、当該要求信号Ｓｒに含まれるトルクの大きさが位相制御を行う必要があるか否かを判別する〔ステップＳ１１〕。具体的には、電流制御（あるいは電圧制御）を行って得られるトルクＴthよりも大きなトルクＴreqが要求されたか否か、すなわちＴreq＞Ｔthか否かを判別する。
【００２９】
もし位相制御を行う必要がある場合は（ＹＥＳ）、電流位相θをずらした制御信号Ｓｃを電力変換装置５２０に出力（伝達）し〔ステップＳ１３〕、トルク制御処理を終了（リターン）する。制御装置５２１から制御信号Ｓｃを受けた電力変換装置５２０は、電流位相θをずらして電力を変換し、出力電力Ｐｃとして固定子巻線１０１ｂに出力する。
【００３０】
ここで、電流位相θを横軸とし、トルクＴを縦軸とする場合の関係例について、図４に特性線ＣＬ１を実線で示す。電流位相θを遅らせると（θ＜０）、トルクＴを高めることができる。例えば電流位相θｓだけ遅らせると、トルクＴｓだけ高められる。電流位相θｓは、−１８０度＜θｓ＜０度で任意に設定してよい。例えば、回転電機１００Ａを電動機として用いる場合には、−９０度≦θｓ＜０度（特に−６０度≦θｓ≦−４０度）の範囲内で設定するのが望ましい。これに対して電流位相θを進めると（θ＞０）、トルクＴを低めることができる。
【００３１】
電流位相θを遅らせて出力電力Ｐｃが固定子巻線１０１ｂに出力されると、図５に示すような磁極が形成される。図５には、固定子１０１と第三回転子１３Ａの一部分について、形成される磁極（Ｎ極やＳ極）を示す。電流位相θを遅らせると、固定子１０１（具体的には固定子コア１０１ａ）に形成される磁極（楕円形の破線で示すＮ極やＳ極）と、第三回転子１３Ａ（具体的には永久磁石１３ｂ）の磁極（Ｎ極やＳ極）が径方向に沿って同じになる。これは、固定子１０１と第三回転子１３Ａの極対数が同じ（すなわちｍ）であることに起因する。当然のことながら同じ磁極が接近していると反発力が生じるため、当該反発力が図４の縦軸に示すトルクＴとなって現れる。
【００３２】
図３に戻り、上述したステップＳ１３を行う前には、要求されたトルクＴreqに対応する電流位相θを求めてもよい〔ステップＳ１２〕。上述したように図４に示す電流位相θとトルクＴの関係を規定する特性線ＣＬ１に基づいて、容易に求められる。例えば、トルクＴｓが必要であれば、特性線ＣＬ１に基づいて電流位相θｓが求められる。ステップＳ１３では、ステップＳ１２で求めた電流位相θに基づいて、当該電流位相θをずらした制御信号Ｓｃを電力変換装置５２０に出力すればよい。
【００３３】
これに対して、ステップＳ１０で要求信号Ｓｒを受けていなければ（ＮＯ）、トルクに関する制御を行う必要が無いので、トルク制御処理を終了（リターン）する。ステップＳ１１で位相制御を行う必要がない場合は（ＮＯ）、位相制御を行わないトルク制御処理（すなわち電流や電圧によるトルク制御）を行い〔ステップＳ１４〕、トルク制御処理を終了（リターン）する。ステップＳ１４の実行によって制御されるトルクＴを「トルクＴｎ」とする（図４，図１２を参照）。
【００３４】
図３に示すトルク制御処理を実行することにより、要求信号Ｓｒに基づいて出力される制御信号Ｓｃ（電流位相θ）の変化例を図６に示す。なお、図６に示す制御信号Ｓｃ１は制御信号Ｓｃの一例である。トルクＴnorは、トルクＴth以下で要求されるトルクである（すなわちＴnor≦Ｔth）。
【００３５】
図６に実線で示す制御信号Ｓｃ１は、時刻ｔ１１までトルクＴnorが要求されているので（図３のステップＳ１１でＮＯ）、位相制御を行わないトルク制御処理が実行され（図３のステップＳ１４）、電流位相θは０度のままである。時刻ｔ１４より後も同様である。
【００３６】
時刻ｔ１１から時刻ｔ１４までの期間は、トルクＴreqが要求されているので（図３のステップＳ１１でＹＥＳ）、位相制御が行われた供給電力Ｐｓが出力され（図３のステップＳ１３）、電流位相θはθｓ度だけ遅れる。電流位相θｓが遅れると、トルクＴｓだけ増加するので（図４を参照）、磁石磁束を増加させる強め界磁制御が実現される。
【００３７】
上述した時刻ｔ１１から時刻ｔ１４までの期間は、エンジン始動などのように一時的にトルクＴを増加させる必要がある期間に相当する。
【００３８】
トルク変化を緩やかにするために、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２まで二点鎖線で示す制御信号Ｓｃａや、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４まで二点鎖線で示す制御信号Ｓｃｂのように制御してもよい。制御信号Ｓｃａは電流位相θを緩やかに減少させ、制御信号Ｓｃｂは電流位相θを緩やかに増加させる。制御信号Ｓｃａのように直線的に変化させてもよく、制御信号Ｓｃｂのように曲線的に変化させてもよい。
【００３９】
（第２構成例）
回転制御システム５００Ｂは、回転制御システム５００の一例である。この回転制御システム５００Ｂは、回転電機１００Ｂ，動力伝達部材５０１，動力伝達部材５０２，電力変換装置５２０，制御装置５２１などを有する（図１を参照）。
【００４０】
ラジアル型の回転電機１００Ｂは、図７に示すように、ラジアル方向に（内径側から外径側に向かって）、第一回転子１１Ａ，第二回転子１２Ａ，第三回転子１３Ｂ，固定子１０１が配置される。第一回転子１１Ａ，第二回転子１２Ａ，第三回転子１３Ｂは、それぞれ隣り合う回転子どうしで磁気結合される。第三回転子１３Ｂと固定子１０１は隣り合うように対向して配置される。すなわち回転電機１００Ｂは、図１において、第三回転子１３Ａの代わりに第三回転子１３Ｂを有する構成である。
【００４１】
第三回転子１３Ｂは、断面がドーナツ状に成形される第三回転子１３の一例である。当該第三回転子１３Ｂは、極対数がｍとなる永久磁石１３ｂなどを有する。永久磁石１３ｂは、周方向に極性（図示する矢印方向）が交互に変わるように着磁されて配置される。すなわち第三回転子１３Ｂは、図２に示す第三回転子１３Ａと比べて、軟磁性体１３ａを有しない点が相違する。
【００４２】
上述した回転電機１００Ｂでは、制御装置５２１が図３に示すトルク制御処理を実行することにより、図４に示すトルクＴと電流位相θの関係が成り立つ。したがって、電流位相θを遅らせて磁石磁束を増加させる強め界磁制御により、トルクＴを増加させることができる。
【００４３】
（第３構成例）
図８に示す回転制御システム５００Ｃは、回転制御システム５００の一例である。この回転制御システム５００Ｃは、回転電機１００Ｃ，動力伝達部材５０１，動力伝達部材５０２，電力変換装置５２０，制御装置５２１などを有する。
【００４４】
ラジアル型の回転電機１００Ｃは、図９に示すように、ラジアル方向に（外径側から内径側に向かって）、第一回転子１１Ａ，第二回転子１２Ａ，第三回転子１３Ａ，固定子１０１が配置される。第一回転子１１Ａ，第二回転子１２Ａ，第三回転子１３Ａは、それぞれ隣り合う回転子どうしで磁気結合される。第三回転子１３Ａと固定子１０１は隣り合うように対向して配置される。すなわち回転電機１００Ｃは、図１に示す回転電機１００Ａと比べて、配置方向が逆方向になる点で相違する。
【００４５】
上述した回転電機１００Ｃでは、制御装置５２１が図３に示すトルク制御処理を実行することにより、図４に示すトルクＴと電流位相θの関係が成り立つ。したがって、電流位相θを遅らせてトルクＴを増加させることができ、磁石磁束を増加させる強め界磁制御が実現される。
【００４６】
（他の構成例）
図示しないが、第１構成例に対する第２構成例のように、図８，図９に示す第三回転子１３Ａに代えて、図７に示す第三回転子１３Ｂを用いた回転電機１００を構成してもよい。この構成でも、第２構成例と同様に、電流位相θを遅らせて磁石磁束を増加させる強め界磁制御により、トルクＴを増加させることができる。
【００４７】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は、第三回転子と固定子が離間して配置される回転電機の制御を行う回転制御システムについて図１０〜図１５を参照しながら説明する。本形態の回転電機には、実施の形態１と同様に電動発電機を適用する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。以下では、主に実施の形態１と相違する点について、第三回転子の配置に応じて第４構成例と第５構成例を説明する。
【００４８】
（第４構成例）
図１０に示す回転制御システム５００Ｄは、回転制御システム５００の一例である。この回転制御システム５００Ｄは、回転電機１００Ｄ，動力伝達部材５０１，動力伝達部材５０２，電力変換装置５２０，制御装置５２１などを有する。
【００４９】
ラジアル型の回転電機１００Ｄは、図１１に示すように、ラジアル方向に（外径側から内径側に向かって）、固定子１０１，第一回転子１１Ａ，第二回転子１２Ａ，第三回転子１３Ｃが配置される。第一回転子１１Ａ，第二回転子１２Ａ，第三回転子１３Ａは、それぞれ隣り合う回転子どうしで磁気結合される。第三回転子１３Ａと固定子１０１の間には、第一回転子１１Ａと第二回転子１２Ａが介在される。
【００５０】
第三回転子１３Ｃは、円柱状に成形される第三回転子１３の一例である。当該第三回転子１３Ｃは、軟磁性体１３ａや、極対数がｍとなる永久磁石１３ｂなどを有する。軟磁性体１３ａと永久磁石１３ｂは周方向に交互に配置され、かつ、永久磁石１３ｂは周方向に極性が交互に変わる（例えば図示する矢印方向）ように着磁される。
【００５１】
上述した回転制御システム５００Ｄにおいて、制御装置５２１が行う制御は実施の形態１と同様である（図３を参照）。ただし、図３のステップＳ１３でずらす電流位相θは、トルクＴとの関係において図１２に実線で示す特性線ＣＬ２に従う。電流位相θを進めると（θ＞０）、トルクＴを高めることができる。例えば電流位相θｓだけ進めると、トルクＴｓだけ高められる。電流位相θｓは、０度＜θｓ＜１８０度で任意に設定してよい。０度＜θｓ≦９０度（特に４０度≦θｓ≦６０度）の範囲内で設定するのが望ましい。これに対して電流位相θを遅らせると（θ＜０）、トルクＴを低めることができる。
【００５２】
図３に示すトルク制御処理を実行することにより、要求信号Ｓｒに基づいて出力される制御信号Ｓｃ（電流位相θ）の変化例を図１３に示す。なお、図６に示す制御信号Ｓｃ２は制御信号Ｓｃの一例である。トルクＴnorとトルクＴreqは図６と同様である。
【００５３】
図１３に実線で示す制御信号Ｓｃ２は、時刻ｔ２１まではトルクＴnorが要求されているので（図３のステップＳ１１でＮＯ）、位相制御を行わないトルク制御処理が実行され（図３のステップＳ１４）、電流位相θは０度のままである。時刻ｔ２４より後も同様である。
【００５４】
時刻ｔ２１から時刻ｔ２４までの間は、トルクＴreqが要求されているので（図３のステップＳ１１でＹＥＳ）、位相制御が行われた供給電力Ｐｓが出力され（図３のステップＳ１３）、電流位相θはθｓ度だけ進む。電流位相θｓを進めて磁石磁束を打ち消す弱め界磁制御により、磁石磁束が固定子１０１に漏れて流れるのが妨げられ、トルクＴｎからトルクΔＴｓだけ増加してトルクＴｓになる（図１２を参照）。
【００５５】
トルク変化を緩やかにするために、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２まで二点鎖線で示す制御信号Ｓｃｃや、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４まで二点鎖線で示す制御信号Ｓｃｄのように制御してもよい。制御信号Ｓｃｃは電流位相θを緩やかに増加させ、制御信号Ｓｃｄは電流位相θを緩やかに減少させる。制御信号Ｓｃｃのように直線的に変化させてもよく、制御信号Ｓｃｄのように曲線的に変化させてもよい。
【００５６】
上述した回転電機１００Ｄでは、制御装置５２１が図３に示すトルク制御処理を実行することにより、図１２に示すトルクＴと電流位相θの関係が成り立つ。したがって、電流位相θを進めて磁石磁束を打ち消す弱め界磁制御により、磁石磁束が固定子１０１に漏れて流れるのが妨げられ、トルクＴを増加させることができる。
【００５７】
（第５構成例）
図１４に示す回転制御システム５００Ｅは、回転制御システム５００の一例である。この回転制御システム５００Ｅは、回転電機１００Ｅ，動力伝達部材５０１，動力伝達部材５０２，電力変換装置５２０，制御装置５２１などを有する。
【００５８】
ラジアル型の回転電機１００Ｅは、図１５に示すように、ラジアル方向に（外径側から内径側に向かって）、第三回転子１３Ｄ，第二回転子１２Ａ，第一回転子１１Ａ，固定子１０１が配置される。第一回転子１１Ａ，第二回転子１２Ａ，第三回転子１３Ｄは、それぞれ隣り合う回転子どうしで磁気結合される。第三回転子１３Ｄは、軟磁性体１３ａ，永久磁石１３ｂ，バックヨーク部１３ｃなどを有する。軟磁性体１３ａと永久磁石１３ｂは、図２に示す第三回転子１３Ａと同様に周方向に交互に配置される。バックヨーク部１３ｃは、軟磁性体１３ａと永久磁石１３ｂの外径側に配置される。第三回転子１３Ｄと固定子１０１の間には、第一回転子１１Ａと第二回転子１２Ａが介在される。すなわち回転電機１００Ｅは、図１０に示す回転電機１００Ｄと比べて、配置方向が逆方向になる点で相違する。
【００５９】
上述した回転電機１００Ｅでは、制御装置５２１が図３に示すトルク制御処理を実行することにより、図１２に示すトルクＴと電流位相θの関係が成り立つ。したがって、電流位相θを進めて磁石磁束を打ち消す弱め界磁制御により、磁石磁束が固定子１０１に漏れて流れるのが妨げられ、トルクＴを増加させることができる。
【００６０】
（他の構成例）
図示しないが、図１１に示す第三回転子１３Ｃに代えて、図７に示す第三回転子１３Ｂを用いた回転電機１００を構成してもよい。図１５に示す第三回転子１３Ｄに代えて、図２に示す第三回転子１３Ａを用いた回転電機１００を構成してもよい。これらの構成でも、電流位相θを進めて磁石磁束を打ち消す弱め界磁制御により、磁石磁束が固定子１０１に漏れて流れるのが妨げられ、トルクＴを増加させることができる。
【００６１】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は、アキシャル型の回転電機について制御を行う回転制御システムについて図１６〜図１８を参照しながら説明する。本形態の回転電機には、実施の形態１と同様に電動発電機を適用する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。以下では、主に実施の形態１と相違する点について、第三回転子の配置に応じて第６構成例から第８構成例を説明する。
【００６２】
（第６構成例）
図１６に示す回転制御システム５００Ｅ１は、回転制御システム５００の一例である。この回転制御システム５００Ｅ１は、回転電機２００Ａ，動力伝達部材５０１，動力伝達部材５０２，電力変換装置５２０，制御装置５２１などを有する。
【００６３】
アキシャル型の回転電機２００Ａは、アキシャル方向に（図面下側から上側に向かって）、第一回転子２１，第二回転子２２，第三回転子２３，固定子２０１が配置される。図１に示す回転制御システム５００Ａ（第１構成例）と比べて、第一回転子２１は第一回転子１１に対応し、周方向かつ離間して配置されるｎ個の軟磁性体２１ａなどを有する。第二回転子２２は第二回転子１２に対応し、周方向かつ離間して配置されるｋ個の軟磁性体２２ａなどを有する。第三回転子２３は第三回転子１３に対応し、軟磁性体２３ａや極対数がｍとなる永久磁石２３ｂなどを有する。軟磁性体２３ａと永久磁石２３ｂは周方向に交互に配置され、かつ、永久磁石２３ｂは同一極性（例えば図示する矢印方向）に着磁される。固定子２０１は、固定子１０１と同様に固定子コアや固定子巻線などを有する。第一回転子２１，第二回転子２２，第三回転子２３は、それぞれ隣り合う回転子どうしで磁気結合される。第三回転子２３と固定子２０１は隣り合うように対向して配置される。
【００６４】
上述した回転電機２００Ａは、制御装置５２１が図３に示すトルク制御処理を実行することができ、図４に示すトルクＴと電流位相θの関係が成り立つ。したがって、電流位相θを遅らせて磁石磁束を増加させる強め界磁制御により、磁石磁束が固定子１０１に漏れて流れるのが妨げられ、トルクＴを増加させることができる。
【００６５】
（第７構成例）
図１７に示す回転制御システム５００Ｅ２は、回転制御システム５００の一例である。この回転制御システム５００Ｅ２は、回転電機２００Ｂ，動力伝達部材５０１，動力伝達部材５０２，電力変換装置５２０，制御装置５２１などを有する。
【００６６】
アキシャル型の回転電機２００Ｂは、アキシャル方向に（図面上側から下側に向かって）、固定子２０１，第一回転子２１，第二回転子２２，第三回転子２３が配置される。第三回転子２３と固定子２０１の間には、第一回転子２１と第二回転子２２が介在される。そのために第三回転子２３は、永久磁石２３ｂのほかに、固定子１０１から離れる側（図面下側）にバックヨーク部２３ｃを有する。
【００６７】
上述した回転電機２００Ｂは、制御装置５２１が図３に示すトルク制御処理を実行することができ、図１２に示すトルクＴと電流位相θの関係が成り立つ。したがって、電流位相θを進めて磁石磁束を打ち消す弱め界磁制御により、磁石磁束が固定子１０１に漏れて流れるのが妨げられ、トルクＴを増加させることができる。
【００６８】
（第８構成例）
図１８に示す回転制御システム５００Ｆは、回転制御システム５００の一例である。この回転制御システム５００Ｆは、回転電機２００Ｃ，動力伝達部材５０１，動力伝達部材５０２，電力変換装置５２０，制御装置５２１などを有する。
【００６９】
アキシャル型の回転電機２００Ｃは、アキシャル方向に（図面上側から下側に向かって）、固定子２０１，第三回転子２３，第二回転子２２，第一回転子２１，第二回転子２２，第三回転子２３，固定子２０２が配置される。すなわち、アキシャル方向（図面上下方向）で対称的に回転子を配置する構成である。第三回転子２３と固定子２０１は隣り合うように対向して配置される。図１に示す回転制御システム５００Ａ（第１構成例）と比べて、固定子２０２は、固定子１０１と同様に、固定子コアや固定子巻線などを有する。第二回転子２２同士と第三回転子２３同士は、それぞれ動力伝達部材を介して連結してもよく、連結しなくてもよい。連結しない場合には、第二回転子２２同士や第三回転子２３同士で動力を伝達してもよい。
【００７０】
上述した回転電機２００Ｃは、制御装置５２１が図３に示すトルク制御処理を実行することができ、図４に示すトルクＴと電流位相θの関係が成り立つ。したがって、電流位相θを遅らせて磁石磁束を増加させる強め界磁制御により、磁石磁束が固定子１０１に漏れて流れるのが妨げられ、トルクＴを増加させることができる。
【００７１】
〔実施の形態４〕
実施の形態４は、ラジアル型の回転電機について制御を行う回転制御システムについて図１９を参照しながら説明する。本形態の回転電機には、実施の形態１と同様に電動発電機を適用する。なお図示および説明を簡単にするため、特に明示しない限り、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。以下では、主に実施の形態１と相違する点について、第９構成例を説明する。
【００７２】
（第９構成例）
図１９に示す回転制御システム５００Ｇは、回転制御システム５００の一例である。この回転制御システム５００Ｇは、回転電機１００Ａ，３００Ａ、動力伝達部材５０１〜５０４、電力変換装置５２０ａ，５２０ｂ、制御装置５２１ａ，５２１ｂなどを有する。
【００７３】
回転電機１００Ａと回転電機３００Ａは、任意に配置してよく、数も二以上で任意に設定してよい。図１９の配置例では、回転電機１００Ａと回転電機３００Ａをアキシャル方向（図面左右方向）に並べて配置している。
【００７４】
回転制御システム５００Ｇの特徴は、回転電機１００Ａと回転電機３００Ａが動力伝達部材５０２，５０４を介して動力を伝達可能に連結されている点である。回転電機３００Ａは回転電機３００の一例であり、固定子３０１や回転子３０２などを有する。固定子３０１は、固定子１０１と同様に、固定子コアや固定子巻線などを有する。回転子３０２は第三回転子１３Ａまたは第三回転子１３Ｂに相当するものの、軟磁性体１３ａと永久磁石１３ｂが径方向で逆の配置になる点が相違する。固定子３０１と回転子３０２は隣り合うように対向して配置される。
【００７５】
また、動力伝達部材５０２は上記動力伝達部材５０４に連結されるとともに、動力伝達部材５０３にも連結される。この動力伝達部材５０３は、ギア部５１０を介して車軸部５１１が連結され、当該車軸部５１１には車輪Ｗｈが設けられる。
【００７６】
制御装置５２１ａ，５２１ｂは、いずれも実施の形態１における制御装置５２１に相当する。制御装置５２１ａは、外部装置６００から伝達される要求信号Ｓｒａに基づいて、制御装置５２１と同様に処理して制御信号Ｓｃａを電力変換装置５２０ａに出力する。制御装置５２１ｂは、外部装置６００から伝達される要求信号Ｓｒｂに基づいて、制御装置５２１と同様に処理して制御信号Ｓｃｂを電力変換装置５２０ｂに出力する。
【００７７】
電力変換装置５２０ａ，５２０ｂは、いずれも実施の形態１における電力変換装置５２０に相当する。電力変換装置５２０ａは、制御装置５２１ａから伝達される制御信号Ｓｃａに基づいて電力の変換を行う。当該電力変換装置５２０ａは、二点鎖線で示す電力源Ｅｂから供給される供給電力Ｐｓを変換して固定子１０１（具体的には図５に示す固定子巻線１０１ｂ）に出力したり、固定子１０１で発生する起電力を変換して電力源Ｅｂに出力（充電）したりする。電力変換装置５２０ｂは、制御装置５２１ｂから伝達される制御信号Ｓｃｂに基づいて電力の変換を行う。当該電力変換装置５２０ｂは、電力源Ｅｂから供給される供給電力Ｐｓを変換して固定子３０１に出力したり、固定子３０１で発生する起電力を変換して電力源Ｅｂに出力（充電）したりする。
【００７８】
回転電機１００Ａ（具体的には固定子１０１）の駆動によって生じる動力は、第三回転子１３Ａを経て第二回転子１２Ａを回転させ、動力伝達部材５０１に伝達される。動力伝達部材５０１に伝達された動力によって、エンジンＥｇを始動させることができる。すなわちスタータの機能を担う。エンジンＥｇを始動する場合において、制御装置５２１が図３に示すトルク制御処理を実行することができ、図４に示すトルクＴと電流位相θの関係が成り立つ。したがって、電流位相θを遅らせて磁石磁束を増加させる強め界磁制御により、磁石磁束が固定子１０１に漏れて流れるのが妨げられ、トルクＴを増加させることができる。
【００７９】
上述した強め界磁制御は、回転電機３００Ａでも実現することができる。すなわち回転電機３００Ａ（具体的には固定子３０１）の駆動によって生じる動力は、矢印Ｄ１００で示すように、回転子３０２や動力伝達部材５０４，５０２を経て第一回転子１１Ａを回転させる。回転する第一回転子１１Ａが磁気誘導子として作用すると、第二回転子１２Ａ（さらには第三回転子１３Ａ）が回転する。第二回転子１２Ａが回転すれば動力伝達部材５０１も回転するので、エンジンＥｇを始動させることができる。
【００８０】
エンジンＥｇの駆動によって生じる動力は、動力伝達部材５０１を介して第二回転子１２Ａに伝達されて回転する。回転する第二回転子１２Ａが磁気誘導子として作用すると、第一回転子１１Ａや第三回転子１３Ａも回転する。回転する第一回転子１１Ａが磁気誘導子として作用すると、動力伝達部材５０２，５０３や車軸部５１１を経て車輪Ｗｈが回転する。固定子１０１（具体的には固定子巻線１０１ｂ）に出力電力Ｐｃａを出力していない場合には、第三回転子１３Ａの回転に伴って固定子１０１に起電力が生じる。当該起電力は、電力変換装置５２０ａを経て電力源Ｅｂに蓄電することができる。固定子１０１に出力電力Ｐｃａを出力している場合には、第三回転子１３Ａを経て第二回転子１２Ａの回転をアシストする。そのため、エンジンＥｇで発生する動力と、回転電機３００Ａで発生する動力が合わさって、矢印Ｄ１０１で示すように車軸部５１１に出力されて車輪Ｗｈを回転させることができる。
【００８１】
回転電機３００Ａ（具体的には固定子３０１）の駆動によって生じる動力は、回転子３０２を回転させる。回転電機３００の回転は、動力伝達部材５０４，５０３や車軸部５１１に伝達され、車輪Ｗｈが回転する。よって、回転電機３００Ａの駆動だけでも車輪Ｗｈを回転させることができる。固定子３０１に出力電力Ｐｃｂを出力していない場合には、回転子３０２の回転に伴って固定子３０１に起電力が生じる。当該起電力は、電力変換装置５２０ｂを経て電力源Ｅｂに蓄電することができる。
【００８２】
上述した回転制御システム５００Ｇによれば、エンジンＥｇや回転電機１００Ａ，３００Ａのうち一以上で動力を発生させることができる。また、動力伝達部材５０２〜５０４による動力の伝達方向に応じて、目的とする作動が行える。すなわち、エンジンＥｇを始動したり、固定子１０１，３０１で生じる起電力によって蓄電したり、車輪Ｗｈを回転させたりすることができる。
【００８３】
図１９では、固定子１０１に接続する電力変換装置５２０ａと、固定子３０１に接続する電力変換装置５２０ｂとで構成した。この構成に代えて、固定子１０１，３０１にそれぞれ接続し、制御装置５２１ａ，５２１ｂから個別に伝達される制御信号Ｓｃａ，Ｓｃｂに基づいて、個別に出力電力Ｐｃａ，Ｐｃｂを出力する電力変換装置５２０を用いてもよい（図１，図８等を参照）。また図１９では、電力変換装置５２０ａに制御信号Ｓｃａを伝達する制御装置５２１ａと、電力変換装置５２０ｂに制御信号Ｓｃｂを伝達する制御装置５２１ｂとで構成した。この構成に代えて、外部装置６００から伝達される要求信号Ｓｒに基づいて、制御装置５２１ａ，５２１ｂに個別に制御信号Ｓｃａ，Ｓｃｂを伝達する制御装置５２１を用いてもよい（図１，図８等を参照）。
【００８４】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜４に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００８５】
上述した実施の形態１〜４では、回転電機１００（１００Ａ〜１００Ｅ）、回転電機２００（２００Ａ〜２００Ｃ）、回転電機３００（３００Ａ，３００Ｂ）として、いずれも電動発電機を適用する構成とした（図１，図８，図１０，図１４，図１６，図１８，図１９を参照）。この形態に代えて、いずれの回転電機を電動機として適用してもよい。回転電機が電動発電機として機能するか、電動機として機能するかの相違に過ぎないので、実施の形態１〜４と同様の作用効果が得られる。
【００８６】
上述した実施の形態１では、第三回転子１３（２３）と固定子１０１（２０１）が隣り合うように配置されるため、電流位相θを−１８０度＜θ＜０度の範囲内で遅らせる構成とした（図４を参照）。実施の形態２では、第三回転子１３（２３）と固定子１０１（２０１）が離隔して配置されるため、電流位相θを０度＜θ＜１８０度の範囲内で進める構成とした（図１２を参照）。これらの形態に代えて、第三回転子１３と固定子１０１が隣り合うように配置される場合には、電流位相θを０度＜θ＜１８０度の範囲内で進める構成としてもよい。第三回転子１３と固定子１０１が離隔して配置される場合には、電流位相θを−１８０度＜θ＜０度の範囲内で遅らせる構成としてもよい。
【００８７】
上述した構成によって出力電力Ｐｃが固定子巻線１０１ｂ（図５を参照）が出力されると、図２０に示すような磁極が形成される。図２０には、図５と同様にして、固定子１０１と第三回転子１３Ａの一部分について、形成される磁極を示す。この場合には、固定子１０１に形成される磁極（楕円形の破線で示すＮ極やＳ極）と、第三回転子１３Ａ（具体的には永久磁石１３ｂ）の磁極（Ｎ極やＳ極）が径方向に逆となる。異なる磁極が径方向で同じ位置にあることにより、電機子（固定子１０１）から発生する磁束が永久磁石１３ｂの磁束を打ち消すことで、永久磁石１３ｂの起磁力が減少することと等価になり、図４や図１２の縦軸に示すトルクＴとなって現れる。具体的には、図４に示すように電流位相θ（例えば電流位相θｗ）だけ遅らせたり、図１２に示すように電流位相θ（例えば電流位相θｗ）だけ進めたりする。この制御により、トルクＴｎからトルクΔＴｗだけ減少してトルクＴｗになる（図４，図１２を参照）。例えば、車輪Ｗｈのグリップ力が弱い路面（例えば雪道，凍結した路面，砂利道など）では、トルクＴを弱めたほうがグリップ力を維持でき、車両をコントロールし易い。こうして車両の走行をコントロールし易くなる。
【００８８】
上述した実施の形態１〜４では、動力伝達部材５０１と直接的または間接的にエンジンＥｇを連結し、動力伝達部材５０２と直接的または間接的に車輪Ｗｈや回転電機３００（図１９を参照）などを連結する構成とした（図１，図８，図１０，図１４，図１６〜図１９を参照）。この形態に代えて、動力伝達部材５０１と直接的または間接的に車輪Ｗｈや回転電機３００Ａなどを連結し、動力伝達部材５０２と直接的または間接的にエンジンＥｇを連結する構成としてもよい。エンジンＥｇ，車輪Ｗｈ，回転電機３００に限らず、動力を伝達したり伝達されたりする他の機構や部品等を連結してもよい。連結する対象が異なるに過ぎないので、実施の形態１〜４と同様の作用効果を得ることができる。
【００８９】
上述した実施の形態１〜４では、三つの回転子（第一回転子１１，第二回転子１２，第三回転子１３）のうちで、第二回転子１２を中央側に配置する構成とした（図１，図８，図１０，図１４，図１６，図１８，図１９を参照）。この形態に代えて、第一回転子１１を中央側に配置する構成としてもよい。例えば第１構成例（図１）では、第一回転子１１Ａと第二回転子１２Ａを径方向に反対に配置する。すなわち、第二回転子１２Ａを最も内径側に配置し、第一回転子１１Ａを第二回転子１２Ａと第三回転子１３Ａの間に配置する。第２構成例〜第９構成例でも同様である。
【００９０】
上述した実施の形態１〜４で示したように、回転電機１００，２００，３００に備える第一回転子１１，２１、第二回転子１２，２２、第三回転子１３，２３の構成は一例に過ぎない。この形態に代えて、他の形態で各回転子を構成してもよい。他の形態の一例を図２１〜図２５に示す。固定子１０１は、第１構成例（図２）に準じて最も外径側に配置した構成を示すが、第３構成例（図９）に準じて最も内径側に配置した構成としてもよい（図示せず）。以下では説明を簡単にするために、特に明示しない限り、主に第１構成例の回転電機１００Ａ（図２）と比べて相違する点について説明する。
【００９１】
図２１に示す回転電機１００Ｆは、第一回転子１１を中央側に配置する構成である。すなわち、第一回転子１１と第二回転子１２の配置を入れ替える。この場合の極対数は、ｋ＜ｎとするのが望ましい。第二回転子１２Ａの軟磁性体１２ａもまた磁気誘導子であるので、磁気変調がより良好に働く。また、極対数が大きな回転子を中央側に配置することで磁気変調が良好に働く。したがって、動力を伝達する性能をさらに向上させることができる。このことはラジアル型の回転電機１００，３００に限らず、アキシャル型の回転電機２００についても同様に構成でき（図７，図９，図１１，図１５〜図１８を参照）、同様の作用効果が得られる。
【００９２】
図２２に示す回転電機１００Ｇは、第二回転子１２に含まれる軟磁性体１２ａをブリッジ１２ｈで固定する。ブリッジ１２ｈは複数の軟磁性体１２ａを固定できれば、材料，形状，数量等を問わない。図２２の例では、２本の円環状部材で固定している。図示しないが、第一回転子１１に含まれる軟磁性体１１ａについても同様に固定してよい。軟磁性体がブリッジで固定されるので、円環剛性を高め、機械強度を向上させることができる。
【００９３】
図２３に示す回転電機１００Ｈは、第２構成例（図７）と比べて相違する点について説明する。当該回転電機１００Ｈは、第一回転子１１Ａに代えて第一回転子１１Ｂを備える。第一回転子１１Ｂは、第一回転子１１に含まれる軟磁性体１１ａと、第二回転子１２に含まれる軟磁性体１２ａの形状を同等の形状とする。図２３では四角形状で成形する例を示すが、四角形状以外の形状（例えば台形状や円形状など）で成形してもよい。端側の第一回転子１１Ｂと中央側の第二回転子１２Ａとの間は、矢印Ｄ２２で示すように磁束がＵ字状に形成される。軟磁性体の形状が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜４と同様の作用効果が得られる。
【００９４】
図２４に示す回転電機１００Ｉは、第２構成例（図７）と比べて相違する点について説明する。当該回転電機１００Ｉは、第三回転子１３Ｂに代えて第三回転子１３Ｅを備える。第三回転子１３Ｅは第三回転子１３の一例であり、軟磁性体１３ａや、極対数がｍとなる永久磁石１３ｂなどを有する。永久磁石１３ｂは、２個を一対（一組）として軟磁性体１３ａに埋め込まれ、一対の永久磁石１３ｂは一極（磁極）をなす。一対の永久磁石１３ｂは、狭い空隙（間隔）を空けて（すなわち接近して）、長辺の線分と径方向線分と交差するように配置される。一対の永久磁石１３ｂどうしは、一対を構成する永久磁石１３ｂの間隔よりも広く（すなわち離間して）配置される。軟磁性体１３ａに永久磁石１３ｂが埋め込まれることで回転中にも遠心力で永久磁石１３ｂが飛び出すことがなく、機械的な安全性が高い。
【００９５】
図２５に示す回転電機１００Ｊは、第三回転子１３Ａに代えて第三回転子１３Ｇを備える。第三回転子１３Ｇは第三回転子１３の一例であり、軟磁性体１３ａや、極対数がｍとなる永久磁石１３ｂなどを有する。永久磁石１３ｂは、第１永久磁石１３ｂ１と第２永久磁石１３ｂ２とからなる。第１永久磁石１３ｂ１と第２永久磁石１３ｂ２とは周方向に交互に配置される。隣接する第１永久磁石１３ｂ１と第２永久磁石１３ｂ２との境界は、径方向と一致させるとよい。第１永久磁石１３ｂ１は周方向に着磁方向を交互に変えて着磁され、第２永久磁石１３ｂ２は径方向に着磁方向を交互に変えて着磁される。図２５に示すように配置される永久磁石１３ｂの配列を「ハルバッハ配列」と呼ぶ。永久磁石１３ｂの面積増大に伴う磁束が増えるので、動力を伝達する性能をさらに向上させることができる。
【００９６】
〔作用効果〕
上述した実施の形態によれば、以下に示す各作用効果を得ることができる。
【００９７】
（１）回転制御システム５００（５００Ａ〜５００Ｇ）は、離間して配置されたｎ個の軟磁性体を備える第一回転子１１，２１と、離間して配置されたｋ個の軟磁性体を備える第二回転子１２，２２と、極対数がｍとなる磁極を備える第三回転子１３，２３と、極対数がｍとなる磁極を備える電機子である固定子１０１，２０１，２０２，３０１とを有する回転電機１００（１００Ａ〜１００Ｅ），２００（２００Ａ〜２００Ｃ），３００（３００Ａ，３００Ｂ）と、固定子１０１，２０１，２０２，３０１に備える固定子巻線１０１ｂと接続され、電力を変換する電力変換装置５２０（５２０ａ，５２０ｂ）と、電力変換装置５２０の作動を制御する制御装置５２１とを有し、回転電機１００，２００，３００は、第一回転子１１，２１、第二回転子１２，２２および第三回転子１３，２３を並べて配置するとともに隣り合う回転子どうしで磁気結合させ（図１，図８，図１０，図１４，図１６，図１８，図１９を参照）、第三回転子１３，２３および固定子１０１，２０１，２０２，３０１の磁極数と軟磁性体の数が２ｍ＝｜ｋ±ｎ｜の関係を満たし、制御装置５２１は、要求されるトルクＴに応じて、電力変換装置５２０の電流位相θを変化させる制御を行う構成とした（図４，図１２を参照）。この構成によれば、第三回転子１３，２３に備える磁石を磁極列とみなせば、他の回転子（すなわち第一回転子１１，２１や第二回転子１２，２２）に備える軟磁性体を磁気誘導子列とみなすことができ、２ｍ＝｜ｋ±ｎ｜が成立する。第三回転子１３，２３を界磁源とする磁気伝達トルクが発生し、強め界磁制御による磁束が良好に鎖交できる。よって、エンジンＥｇの始動や車両の加速などのような所定条件下で一時的にトルクＴを増加させることができる。
【００９８】
（２）第三回転子１３，２３は、極対数ｍをなすように永久磁石１３ｂ，２３ｂおよび軟磁性体１３ａ，２３ａが周方向に交互に配置され、かつ、永久磁石１３ｂ，２３ｂは同一極性に着磁されている構成とした（図２，図９，図１１，図１５，図１６，図１８，図２１，図２２を参照）。この構成によれば、永久磁石１３ｂ，２３ｂだけでなく軟磁性体を構成要素として含めることでより磁気抵抗を小さくすることができ、強め界磁磁束が鎖交しやすくなるためトルクＴを増加させやすくなる。
【００９９】
（３）第一回転子１１，２１および第二回転子１２，２２のうちで一方または双方に備える軟磁性体１１ａ，２１ａ，１２ａ，２２ａは、それぞれが離間配置されセグメント極をなす構成とした（図２，図７，図９，図１１，図１５，図１６〜図１８，図２１〜図２５を参照）。この構成によれば、磁気誘導子にあたる軟磁性体をセグメント極にすることで各軟磁性体間での磁束漏れを抑制できるため、強め界磁磁束が有効に磁気変調され、良好なトルク増加作用が得られる。
【０１００】
（４）固定子１０１，２０１，２０２，３０１と第三回転子１３，２３は隣り合うように配置し、制御装置５２１は電流位相θを遅らせる構成とした（図２，図４，図７，図９，図１６〜図１９を参照）。この構成によれば、固定子１０１，２０１，２０２，３０１と第三回転子１３，２３が隣接することで両者間の磁気抵抗が小さくなり、電機子としての固定子１０１，２０１，２０２，３０１により発生する磁束を有効に磁極列へ鎖交させやすくなるため、強め界磁制御によるトルク増加効果が得られやすくなる（図４，図１２を参照）。
【０１０１】
（５）固定子１０１，２０１，２０２，３０１と第三回転子１３，２３の間には第一回転子１１，２１および第二回転子１２，２２のうちで一方または双方を介在させる配置とし、制御装置５２１は電流位相θを進める構成とした（図１１，図１５を参照）。この構成によれば、第一回転子１１，２１や第二回転子１２，２２が介在されるために電流位相θを進める。こうして磁束を有効に磁極列へ鎖交させやすくなるため、強め界磁制御によるトルク増加効果が得られやすくなる（図４，図１２を参照）。
【０１０２】
（６）第二回転子１２，２２は中央側に配置される構成とした（図１，図８，図１０，図１４，図１６，図１８，図１９を参照）。この構成によれば、軟磁性体１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａが磁気誘導子であるので、磁気変調がより良好に働く。したがって、動力を伝達する性能をさらに向上させることができる。第一回転子１１，２１を中央側に配置される構成としても同様の作用効果が得られる。
【０１０３】
（７）中央側に配置される第二回転子１２，２２の極対数（ｋ個の軟磁性体１２ａ，２２ａ）は、端側に配置される第一回転子１１，２１の極対数（ｎ個の軟磁性体１１ａ，２１ａ）よりも多くする（すなわちｋ＞ｎ）構成とした（図１，図８，図１０，図１４，図１６，図１８，図１９を参照）。この構成によれば、極対数が大きな回転子を中央側に配置することで磁気変調が良好に働くため、トルク性能を向上させることができる。
【０１０４】
（８）第一回転子１１および第二回転子１２のうちで一方または双方の回転子は、軟磁性体１１ａ，１２ａがブリッジ１２ｈによって固定される構成とした（図２２を参照）。図示しないが、図１６，図１７に示す第一回転子２１の軟磁性体２１ａや第二回転子２２の軟磁性体２２ａについてもブリッジ１２ｈで固定する構成としてもよい。これらの構成によれば、円環剛性を高め、機械強度を向上させることができる。
【０１０５】
（９）ラジアル方向に配置される場合は、第三回転子１３，２３が外径側に配置される構成とした（図１，図１０，図１４，図１５，図１９を参照）。この構成によれば、第三回転子１３，２３に含まれる永久磁石１３ｂ，２３ｂの面積を増やすことができる。よって、界磁力が向上し、動力を伝達する性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１１，２１  第一回転子
１２，２２  第二回転子
１３，２３  第三回転子
１００，２００，３００  回転電機
１０１，２０１，２０２，３０１，３０２  固定子（電機子）
１０１ｂ  固定子巻線
５００（５００Ａ〜５００Ｇ）  回転制御システム
５２０（５２０ａ，５２０ｂ）  電力変換装置
５２１（５２１ａ，５２１ｂ）  制御装置
θ  電流位相
Ｅｇ  エンジン（負荷）
Ｔ  トルク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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