"回転子200、210と、2組の端子を有する多極多スロット集中巻線102を備える固定子100であって、第1の組の端子306、308、310が、第1の極数P1を有するように前記多極多スロット集中巻線102を構成し、第2の組の端子316、318が、前記第1の極数P1と異なる第2の極数P2を有するように前記多極多スロット集中巻線102を構成する、固定子とを備える電気機械。前記第1の組の端子306、308、310に電圧を供給するように構成された第1のエネルギー源312と、前記第2の組の端子316、318に電圧を供給するように構成された第2のエネルギー源322とをさらに備える請求項1記載の電気機械。前記第1の組の端子306、308、310が、AC電圧を受けるように構成され、前記第2の組の端子が、DC電圧316、318を受けるように構成されている請求項2記載の電気機械。前記第1の組の端子306、308、310に供給される電圧と、前記第2の組の端子316、318に供給される電圧とを制御するように構成されたコントローラ324をさらに備える請求項2記載の電気機械。前記回転子200、210が、積層同期リラクタンス回転子である請求項1記載の電気機械。前記回転子200、210が、巻線、磁石、ブラシ、またはスリップリングなしで構築される請求項5記載の電気機械。回転子の極数P3が、式P3=P1P2/2によって決定される請求項5記載の電気機械。回転子の極数P3は、式P3=P1-P2/2によって決定される請求項5記載の電気機械。前記固定子100が12個のスロットを備える請求項1記載の電気機械。前記第1の極数P1が12であり、前記第2の極数P2が10である請求項1記載の電気機械。したがって、高い出力密度、高い効率、および比較的低いコストを特徴とする非永久磁石電気機械を実現することが望ましい。本発明は、回転子および固定子を備える電気機械を対象とし、固定子は2組の端子を有する多極多スロット集中巻線fractional-slotconcentratedwindingを備え、第1の組の端子は、第1の極数P1を有するように多極多スロット集中巻線を構成し、第2の組の端子は、第1の極数P1と異なる第2の極数P2を有するように多極多スロット集中巻線を構成する。本発明の他の態様によれば、多極多スロット集中巻線を有する固定子と、多極多スロット集中巻線が第1の極数P1を有するように多極多スロット集中巻線に結合されている第1の組の端子と、多極多スロット集中巻線が第2の極数P2を有するように多極多スロット集中巻線に結合されている第2の組の端子とを備える、第2の極数P2が第1の極数P1より少ない、同期リラクタンス電気機械が示されている。同期リラクタンス電気機械は、第1の組の端子に結合されている交流AC電源、第2の組の端子に結合されている直流DC電源、および同期リラクタンス積層回転子も備える。本発明の他の態様によれば、電気機械を製造する方法が示され、この方法は多極多スロット集中巻線を有する固定子を形成する工程と、多極多スロット集中巻線に結合された第1の極数P1を有する第1の組の端子を形成する工程と、多極多スロット集中巻線に結合された第2の極数P2を有する第2の組の端子を形成する工程とを含む。この方法は、第1の組の端子を第1のエネルギー源に結合すること、第2の組の端子を第2のエネルギー源に結合すること、同期リラクタンス積層回転子を形成すること、および同期リラクタンス積層回転子を固定子内に配設することも含む。さまざまな他の特徴および利点が、以下の詳細な説明および図面から明らかにされる。図面は、本発明を実施するために現時点において考えられる実施形態を例示している。図面の説明を以下に示す。電気自動車およびハイブリッド車の牽引用途を含む、さまざまな用途で使用するための高い出力密度、高い効率、および比較的低いコストの電気機械を実現するシステムを示す。多くの種類の電気機械が駆動モータおよび発電用に使用されているが、高速および高出力密度用電気自動車およびハイブリッド車の牽引用途などという選択肢は、一般に、コストおよび/または性能に関する制約条件により制限されている。すでに述べたように、多くの電気自動車およびハイブリッド車では埋込永久磁石IPM電気機械を利用しているが、これらは生産コストが高く、また高速下では機械が故障する危険性もある。しかし、本の発明の実施形態は、この業界において以前から見られるコストまたは性能に関する制約を受けることなく高出力密度運転を行うために多極多スロット集中巻線を備える同期リラクタンス電気機械を組み込んでいる。図1は、本発明の一実施形態による同期リラクタンス電気機械の固定子100の断面図を示しており、固定子100は、単一の多極多スロット集中巻線102を備える。固定子100は、複数の歯104、複数のスロット106、および支持鉄領域backironregion108を備える。図1は、12個の歯104と12個のスロット106を有する固定子100を示している。固定子100を製作する際に使用する歯104およびスロット106の数を増減することが可能であることは理解されるであろうが、広い速度範囲にわたる最適な性能と製造のしやすさは両方とも、歯104およびスロット106の個数を選択する際に考慮されなければならない。歯104およびスロット106の個数を減らして固定子100の製作を簡素化することができるが、その結果、高速下での同期リラクタンス電気機械の性能が低下する可能性がある。図1に示されているように、多極多スロット集中巻線102は、歯104毎に3つのコイルがあるようにそれぞれの歯104の周りに配設されている。したがって、合計36個のコイル三相を表すが固定子100内に存在する。以下でさらに詳しく述べるが、多極多スロット集中巻線102は、多極多スロット集中巻線102に結合されている別々の2組の端子によって2つの別々の極数P1およびP2が可能になるように構成される。このようにして、単一の独自の多極多スロット集中巻線102を有する同期リラクタンス電気機械では、一方の極数すなわち、P1に対してはAC励起を、他方の極数すなわち、P2に対してはDC励起を使用できる。次に、図2Aおよび2Bを参照すると、そこには、本発明の実施形態による2つの別々の同期リラクタンス回転子構成が示されている。同期リラクタンス回転子は、鋼鉄積層板より高い出力密度用または軟磁性材料中程度の出力密度用で製作することができる。最初に、図2Aを参照すると、本発明の一実施形態による軸方向積層同期リラクタンス回転子200が示されている。すべての同期リラクタンス電気機械と同様に、回転子200は、図1に示されている固定子100の軸方向開口部内に配設されるサイズおよび構成をとる。回転子200は、複数の回転子極202を有する同期リラクタンス積層回転子である。回転子200は、複数の空隙206によって隔てられている複数の軸方向積層板204を備える。同期リラクタンス電気機械では典型的なことであるが、トルクリップルが最小になるように、また回転子極と固定子極の同時アライメントが行われないように、回転子極202の数は固定子極の数より少ない。本発明の一実施形態では、回転子の極数P3は、式P3=P1P2/2式1によって決定することができる。そこで、固定子の第1の極数P1が12であり、固定子の第2の極数P2が10である場合、回転子200の突出極の数P3は11に等しくなる。図2Aは、本発明の一実施形態による、回転子極202の数が11である回転子200を例示している。式1に基づく回転子極202の数の決定は、同期リラクタンス電気機械の低速用途例えば、5000rpm以下には理想的なものである。他方、高速用途例えば、5000から15,000rpmについては、回転子の理想的な極数P3は、式P3=P1-P2/2式2によって決定することができることがわかっている。このような高速用途では、固定子の極数P1およびP2は、一般的に、それぞれ、12および10より大きく、そのため、固定子の極数は多いが、回転子の極数は比較的少ない。固定子と回転子との間の極数にこのような違いがあるので、固定子の支持鉄をかなり減らすことができ、延いては、電気機械全体の体積および重量を低減することができる。図2Bでは、図2Aに示されている軸方向積層回転子200の代わりに、本発明の他の実施形態による同期リラクタンス回転子210を示している。同期リラクタンス回転子210は、複数の回転子積層板212を回転子210の長さにそって軸方向に配設し、回転子の極数が画定されるようにそれぞれの回転子積層板212内に間欠的な空隙214を設けた、従来の同期リラクタンス回転子として構成される。図2Aに示されている回転子200と同様に、図2Bは、本発明の一実施形態による、回転子極の数が11である回転子210を例示している。回転子の極数の決定は、ここでもまた、上で述べた式1または式2のいずれかに基づいて行うことができ、回転子極の数を増減することが可能であることも理解されるであろう。回転子200と回転子210は両方とも、巻線、磁石、ブラシ、またはスリップリングなしで構築されるので、このような回転子を製造する際のコストと複雑度は、特に他の種類の電気機械例えば、IPM電気機械で使用される回転子と比べたときに、大幅に低減される。さらに、回転子200および210は、好ましくは積層回転子であるため、比較的大口径のものを、高速用途で運転可能なように設計することができる。このような構造にすることで、同期リラクタンス電気機械の効率を高めるとともに、IPM電気機械で使用される回転子に内在する構造的制限を回避できる。図3を参照すると、略図300には、本発明の一実施形態による固定子集中巻線構成が示されている。略図300は、単一の集中巻線すなわち、図1にされている集中巻線102に対する2つの平衡Y接続302、304を示しており、それぞれのY接続302、304は異なる極数を表している。集中巻線は、端子306、308、310に関して第1の極数P1を形成するように巻かれる。図3の第1の極数P1は、12極であると示されているが、第1の極数P1は、大きくも小さくもできることは理解されるであろう。交流AC電源312が端子306、308、310に結合されており、集中巻線の12個の極に対し三相AC励起を発生する。同じ集中巻線は、Y接続304に関して第2の組の端子に含まれる3つの追加端子314、316、318も有する。この第2の組の端子は、固定子の多極多スロット集中巻線に対する第2の極数P2を形成する。第2の極数P2は、図3では10個の極であるものとして示されているが、第2の極数P2は、第1の極数P1のように、本発明の実施形態により大きくも小さくもできる。3つの端子314、316、318が示されているが、端子316および318は、点320のところに一緒に接続されている。このような接続では、直流DC電源322が端子314および点320に結合されており、集中巻線の10個の極に対しDC励起を発生する。AC電源312およびDC電源322は、コントローラ324にさらに結合することができ、コントローラ324は、AC電源312とDC電源322の両方のタイミングおよび動作を制御するように構成されている。例えば、電気機械の初期加速時にはAC電源312のみを使用し、電気機械が同期速度に近づいたらDC電源322を使用することができる。所定の時点において必要なトルクに応じて、同期動作のため、または2つの異なる周波数により、これら2組の端子に可変ACおよびDC電圧を供給するかどうかを決定するようにコントローラ324を構成する。図3に示されている構成を利用することによって、12個の極に対するAC励起および同じ多極多スロット集中巻線の10個の極に対するDC励起を同時に行うことが可能である。したがって、それぞれの相例えば、相A、B、およびCに対して、固定子の10個の極は、AC成分とDC成分の両方を有するが、2つの極はAC励起のみを受ける。このようにして、高い出力密度、高い効率、および簡素化された構造を有する同期リラクタンス電気機械を実現することが可能である。図4は、図1と図3の両方に関して上で説明されているような固定子および多極多スロット集中巻線の平面レイアウト400を示している。ここでもう一度、図示されているような固定子は、12個の歯402と12個のスロット404を有する。単一集中巻線406も図示されており、集中巻線406は、それぞれの歯402の周りに巻かれている。説明を簡単にするため、相Aの巻線のみが図4に示されているが、相Bも相Cも巻線は適切な位相シフトでまったく同じように構成されることは理解されるであろう。別々の2組の端子が集中巻線406に結合されている。相Aの巻線の端子408および端子410それぞれ、SA10およびSA12とも表されるは、集中巻線406上の同じ始点を共有する。しかし、他の2つの端子412、414は、別々の終点それぞれ、FA10およびFA12とも表されるを持つ。図4を見ると容易にわかるように、端子412では、集中巻線406は10極巻線とすることができるが、端子414では、同じ集中巻線406を12極巻線とすることもできる。図3に関して上で説明されているように、1組の端子すなわち、端子410、414がAC励起を受けることができるが、第2の組の端子すなわち、端子408、412はDC励起を受けることができる。このようにして、集中巻線406の10個の極は、DC成分の上にAC成分を有することができ、残り2つの極は、AC成分のみを有することになる。このような構成をとることで、同期リラクタンス電気機械に伴う構造が大幅に簡素化され、コストが低減される。本発明の上述の実施形態を利用することによって、固定子および/または回転子に永久磁石を使うことなく高出力密度、高効率、低コストの電気機械を実現することができる。すでに述べているように、IPM機械は、最適な出力密度を得るために高速例えば、14,000rpm運転し、この高速運転の結果として、高い逆電磁場EMFが生じる。このような高い逆EMFがあると、高電圧インバータデバイスを使用する必要があり、その結果、システム全体のコストがさらに増大する。本発明の実施形態では、IPM機械に比べて逆EMFが制御しやすいので、このように高電圧インバータデバイスが不要になるのである。したがって、本発明の実施形態を使用することで固定子および回転子の製造コストを低減できるだけでなく、高価な高電圧インバータデバイスの使用も避けることができる。それに加えて、システムの受動的な回転子回転子巻線、磁石、またはブラシがないは、簡単に製作することができ、電気自動車およびハイブリッド車の用途において特に重視される高速環境による影響も受けにくい。さらに、電気機械の同期リラクタンス動作のおかげで、多くの電気機械に信頼性問題を引き起こすことが多い、ブラシおよび/またはスリップリングが不要になる。また、すでに述べたように、多極多スロット集中巻構成は、電気機械の構造を簡素化するだけでなく、電気機械の全体の体積を縮小することもでき、このため、電気機械は厳しいパッケージング状況を要求する用途例えば、電気自動車およびハイブリッド車の牽引用途により適したものとなる。したがって、本発明の一実施形態によれば、電気機械は、回転子および固定子を備え、固定子は2組の端子を有する多極多スロット集中巻線を備え、第1の組の端子は、第1の極数P1を有するように多極多スロット集中巻線を構成し、第2の組の端子は、第1の極数P1と異なる第2の極数P2を有するように多極多スロット集中巻線を構成する。本発明の他の実施形態によれば、多極多スロット集中巻線を有する固定子と、多極多スロット集中巻線が第1の極数P1を有するように多極多スロット集中巻線に結合されている第1の組の端子と、多極多スロット集中巻線が第2の極数P2を有するように多極多スロット集中巻線に結合されている第2の組の端子とを備える、第2の極数P2が第1の極数P1より少ない、同期リラクタンス電気機械が示されている。同期リラクタンス電気機械は、第1の組の端子に結合されている交流AC電源、第2の組の端子に結合されている直流DC電源、および同期リラクタンス積層回転子も備える。本発明のさらに他の実施形態によれば、電気機械を製造する方法が示され、この方法は多極多スロット集中巻線を有する固定子を形成する工程と、多極多スロット集中巻線に結合された第1の極数P1を有する第1の組の端子を形成する工程と、多極多スロット集中巻線に結合された第2の極数P2を有する第2の組の端子を形成する工程とを含む。この方法は、第1の組の端子を第1のエネルギー源に結合すること、第2の組の端子を第2のエネルギー源に結合すること、同期リラクタンス積層回転子を形成すること、および同期リラクタンス積層回転子を固定子内に配設することも含む。本書では、いくつかの例を使用して、最良の態様を含む発明を開示し、またデバイスまたはシステムを製作し、使用すること、および組み込まれている方法を実行することを含めて、当業者が本発明を実施することができるようにしている。本発明の特許性のある範囲は、請求項によって定められ、当業者であれば思い付く他の実施例を含むものとしてよい。このような他の例は、これらの例が請求項の文言と異ならない構造要素を有している場合、またはこれらの例が請求項の文言との違いがわずかしかない同等の構造要素を含む場合に、請求項の範囲内にあることが意図される。"