旋转机驱动系统及车辆的制作方法

1.本发明涉及对电动机等旋转机进行驱动控制的旋转机驱动系统的构成，特别涉及适用于具备绕组切换装置的旋转机驱动系统的有效技术。


背景技术：

2.由逆变器装置进行可变速运转的旋转机的效率一般由在一定负荷条件下使转速推移而得到的效率曲线表示，在所要求的旋转范围中的一部分旋转区域中效率成为峰值。为了实现设备的节能化，重要的是在较宽的旋转范围内提高效率曲线，降低旋转机的电力损失。
3.在旋转机中，在低速旋转区域中效率变低，但已知通过在设计阶段使旋转机高电感化，能够降低电流值本身，并且能够降低高次谐波成分。由此，能够实现低速旋转区域的效率提高，但另一方面存在高速旋转区域的效率降低等问题。
4.针对这样的问题，如专利文献1所示，有在低速旋转区域和高速旋转区域切换定子绕组的连接的技术。在旋转机的驱动中切换连接的情况下，在切换接点产生电弧，接点寿命降低。在专利文献1中，公开了以避免接点电弧为目的而用压缩线圈(弹簧)和电极构成绕组切换装置的技术。现有技术文献专利文献
5.专利文献1：日本专利特开2017-070112号公报专利文献2：日本专利特开昭61-43831号公报


技术实现要素：

发明要解决的问题
6.搭载在汽车或铁道车辆等上的旋转机为了轻量化而要求高输出密度，通过流过大电流而产生高转矩，从而满足该要求。在这样的用途中应用绕组切换的情况下，为了始终流过大电流，需要用弹簧机构等维持切换接点的按压力，在现有技术中存在切换装置大型化的问题。
7.与此相对，在专利文献1中，对于绕组端子的接点，准备多个短路布线图案不同的可动体，通过使该可动体动作来切换连接状态。然而，在公开的构成中，短路布线复杂地交叉，制作困难。另外，为了应对大电流，需要用导体面积大的母线等来构成短路布线，但由于母线的弯曲加工和组装复杂，所以存在导致大幅度的成本上升的问题。
8.作为其他方法，有使用继电器构成切换装置的方法，但电流越大，则继电器装置越大型化，且成本上升。另外，在使绕组端子的短路布线或短路板可动、滑动的方式中，存在因切换动作的反复而两者磨损，机械寿命变短的问题。另外，由于需要克服滑动摩擦，所以存在致动器的动力变大的问题。
9.作为解决对策，通过减弱接触部的按压力而能够降低磨损，也能够减小致动器动
力，但在该情况下，接触部的电阻变大，导致该部的发热增加和系统效率降低。因此，在以往的切换装置中，长寿命化也成为课题。
10.另外，在专利文献2的绕组切换装置中，通过使用连杆机构来实现切换接点的按压力的确保和无滑动化以及磨损的降低，但由于在切换动作时弹簧的反作用力作用于按压接点的方向，因此存在需要大的致动器动力的问题。另外，由于需要连杆机构，所以存在切换装置大型化的问题，难以实现小型化。
11.因此，本发明的目的在于提供一种在具备绕组切换装置的旋转机驱动系统中，能够以比较简单的构成抑制切换滑动时的电接点的磨损的可靠性高的旋转机驱动系统和使用该系统的车辆。解决问题的技术手段
12.为了解决上述问题，本发明的特征在于，具备：旋转机，其具有多个绕组；逆变器装置，其使所述旋转机可变速运转；以及绕组切换装置，其切换所述多个绕组的连接，所述绕组切换装置具有：绕组端子；半可动件，其具有与所述绕组端子相对的短路部，并且具有在具有所述短路部的面的相反侧的面上设有第一凸部的滑动部；可动件，其与所述半可动件的滑动部相对，并且具有在与所述半可动件的滑动部相对的面上设有第二凸部的滑动部，通过使所述可动件相对于所述半可动件滑动，来变更所述绕组端子与所述短路部的连接，切换所述多个绕组的连接。
13.另外，本发明是一种车辆，其具备：旋转电机；电池；以及电力转换装置，其将所述电池的直流电力转换为交流电力并供给到所述旋转电机，所述旋转电机的转矩经由变速器传递到车轮，所述车辆的特征在于，所述旋转电机搭载有具有上述特征的旋转机驱动系统。发明的效果
14.根据本发明，在具备绕组切换装置的旋转机驱动系统中，能够以比较简单的构成实现能够抑制切换滑动时的电接点的磨损的可靠性高的旋转机驱动系统和使用该系统的车辆。
15.由此，能够有助于旋转机驱动系统及车辆的小型化、低成本化、高可靠性(长寿命化)。
16.上述以外的课题、构成及效果通过以下的实施方式的说明而明确。
附图说明
17.图1是表示本发明的实施例1中的旋转机驱动系统的整体构成的框图。图2a是表示现有技术中的绕组切换装置的构成的图。图2b是表示现有技术中的基于绕组切换的旋转机特性的图。图3是表示本发明的实施例1中的1y/2y切换装置的一相的动作的图。图4是表示本发明和现有技术的得失比较的图。图5a是表示本发明的实施例2中的1y/2y切换装置的一相的动作的图。图5b是表示本发明的实施例2中的1y/2y切换装置的一相的动作的图。图6a是表示本发明的实施例3中的1y/2y切换装置的一相的动作的图。图6b是表示本发明的实施例3中的1y/2y切换装置的一相的动作的图。图6c是表示本发明的实施例3中的1y/2y切换装置的一相的动作的图。
图7是表示本发明的实施例3中的1y/2y切换装置的半可动件和可动件可动元件的图。图8是表示本发明的实施例3中的1y/2y切换装置的三相的构成的图。图9是表示本发明的实施例4的车辆的图。
具体实施方式
18.以下，使用附图说明本发明的实施例。另外，在各附图中，对于相同的构成赋予相同的符号，对于重复的部分省略其详细的说明。
19.另外，在以下的说明中，以数种并联连接数为对象，但本发明的效果不限于此，也可以应用于切换与上述不同的并联连接数的y接线的构成、切换δ接线的并联连接数的构成、切换y接线和δ接线的构成。
20.另外，绕组切换装置的构成以圆筒型为对象，但也可以适用于构成为平面状的结构或其他的构成。另外，旋转机可以是感应机，也可以是永磁铁同步机、绕组型同步机、同步磁阻旋转机等。另外，定子的绕组方式可以是集中绕组，也可以是分布绕组。另外，定子绕组的相数也不限于实施例的构成。
21.另外，逆变器装置的半导体开关元件以igbt(insulated gate bipolar transistor)为对象，但本发明的效果不限于此，也可以是mosfet(metal oxide semiconductor field-effect transistor)，还可以是其他的电力用半导体元件。
22.另外，作为旋转机的控制方式，以不使用速度检测器或电压检测器的矢量控制为对象，但也可以适用于使用了速度检测器或电压检测器的控制方式。实施例1
23.以下，使用图1至图4对本发明的第1实施例进行说明。图1是表示本实施例中的旋转机驱动系统的整体构成的框图。图2a和图2b分别是表示现有技术中的绕组切换装置的构成和旋转机特性的图。图3是表示本实施例的1y/2y切换装置的一相的动作的图。图4是表示本发明和现有技术的得失比较的图。
24.使用图1对本实施例的旋转机驱动系统的整体构成进行说明。在图1中，逆变器装置101由逆变器电路104、相电流检测电路106和控制装置105构成，其中，逆变器电路104将直流电源102的输出产生的直流电力转换为交流电力，并将交流电力输出到旋转机103，相电流检测电路106检测在与逆变器电路104连接的旋转机103中流动的电流，控制装置105根据由相电流检测电路106检测到的相电流信息106a，使用施加电压指令脉冲信号108a，进行对逆变器电路104的逆变控制(电力转换控制)，使旋转机103可变速运转。
25.相电流检测电路106由霍尔ct(current transformer)等构成，检测u相、v相、w相这3相的电流波形iu、iv、iw。但是，不一定需要由相电流检测电路106检测所有3相的电流，也可以是检测任意2相，假设3相电流为平衡状态，通过运算求出其他1相的构成。
26.逆变器电路104由从igbt和二极管(回流二极管)等多个半导体开关元件构成的逆变器主电路107、和根据来自逆变器控制部108的施加电压指令脉冲信号108a产生对逆变器主电路107的igbt的栅极信号的栅极驱动器109构成。
27.旋转机103例如由具有多个绕组的感应机或永磁铁同步机构成，以切换各绕组的接线的方式引出一部分绕组的始端和末端，并收纳在绕组切换装置120中。
28.绕组切换装置120具有能够切换旋转机103的绕组的接线的电路构成，在旋转机103的旋转在低速旋转区域和高速旋转区域之间转变时，基于从绕组切换指令部110输出的信号来切换绕组连接。
29.控制装置105由使用由相电流检测电路106检测出的相电流信息106a生成施加电压指令脉冲信号108a的逆变器控制部108、和向绕组切换装置120提供连接切换信号的绕组切换指令部110构成。
30.另外，在本实施例中，旋转机驱动系统是至少包含逆变器装置101、旋转机103、绕组切换装置120的构成。
31.接着，使用图2a至图4说明绕组切换装置的构成，并且说明现有技术的课题和解决手段、以及能够实现本发明的目的即绕组切换装置的小型化和长寿命化的原理。
32.图2a是关于旋转机103的定子的u相绕组150u，引出两个u相绕组150u1、150u2的始端(端子)u1、u2和末端(端子)u3、u4，并切换串联、并联的构成的示意图。对于v相、w相，由于相同，因此省略记载。如图2a的上图所示，u相绕组150u的始端u1和始端u2、末端u3和末端u4分别通过短路部141u1、141u2并联连接，v相、w相也同样并联连接，将3相的中性点151连接成y字状的构成称为2y接线。
33.另一方面，如图2a的下图所示，u相绕组150u1的末端u3和u相绕组150u2的始端u2通过短路部141u1串联连接，v相、w相也同样串联连接，将3相的中性点151连接成y字状的构成称为1y接线。
34.已知使用上述的绕组切换装置，如图2b所示，通过根据旋转机103的转速n切换1y接线和2y接线，能够提高系统效率。具体地说，在低转速下，以1y接线增加电压，电流降低到以往的1/2。由此，使构成逆变器电路104的半导体开关元件的导通损耗和开关损耗减半，所以逆变效率大幅改善，同时系统效率提高，所以实现节能化。
35.但是，在图2a的构成中，由于绕组端子u1～u4和短路部141滑动，所以存在因切换动作的反复而两者磨损，机械寿命变短的问题。另外，由于需要克服滑动摩擦，所以存在致动器的动力变大的问题。
36.作为解决对策，通过减弱接触部的按压力而能够降低磨损，也能够减小致动器动力，但在该情况下，接触部的电阻变大，导致该部的发热增加和系统效率降低。因此，在现有技术中，长寿命化成为课题。
37.作为其他方法，有使用继电器来构成切换装置的方法，但电流越大，则继电器装置越大型化，且成本上升。另外，如上述专利文献2所示，也有通过使用连杆机构来实现切换接点的按压力确保和无滑动化以及磨损降低的方法，但由于在切换动作时弹簧的反作用力向按压接点的方向作用，所以存在需要大的致动器动力的问题。另外，由于需要连杆机构，所以存在切换装置大型化的问题，难以实现小型化。
38.以上的课题可以通过采用图3所示的绕组切换装置的构成来解决。以下详细说明具体的解决方法和能够实现本发明的目的即绕组切换装置的小型化、长寿命化的原理。
39.图3是表示本发明的第1实施例的1y/2y切换装置的一相(u相)的动作的图。以下，如图3所示，使用将水平方向定义为x轴、将纸面进深方向定义为y轴、将铅垂方向定义为z轴的xyz坐标系，说明本实施例中的切换接点的构成。
40.图3所示的绕组切换装置的构成与以往构成(图2a)的不同点在于，在绕组端子u1
～u4和可动件140之间配置有半可动件130。半可动件130由短路部131(131u1、131u2)、绝缘部132、滑动部133构成，可动件140由具有滑动部143的杆144构成。
41.如图3的(a)所示，通过短路部131u1、131u2分别并联连接u相绕组150u的始端u1和始端u2、末端u3和末端u4，由此构成2y接线。此时，半可动件滑动部133的向z方向下侧凸出的部分和可动件滑动部143的向z方向上侧凸出的部分处于相对的状态。
42.如图3的(b)所示，在切换时，通过可动件140向x方向滑动，半可动件滑动部133的凸部分和可动件滑动部143的凸部分的相对状态脱离，半可动件130向z方向滑动。通过该动作，线圈端子u1～u4与短路部131(131u1、131u2)的机械接触被解除。
43.当可动件140进一步向x方向滑动时，如图3的(b)所示，半可动件滑动部133的凸部的侧面与可动件滑动部143的凸部的侧面接触，同时半可动件130与可动件140一起向x方向滑动。
44.然后，如图3的(c)所示，当半可动件130到达挡块135时，仅可动件140继续进行x方向的滑动，在半可动件滑动部133的凸部分与可动件滑动部143的凸部分相对的时刻，可动件140停止。
45.通过该动作，u相绕组150u1的末端u3和u相绕组150u2的始端u2通过短路部131u1串联连接，构成1y接线。
46.通过以上那样的构成，绕组端子u1～u4与短路部131之间的滑动消失，因此，不会因切换动作的反复而引起两者的磨损，能够使机械寿命长期化。另外，由于产生滑动摩擦的部分限定于半可动件滑动部133和可动件滑动部143的接触部，所以通过用摩擦系数小的材质构成该滑动部，即使是小的致动器动力，也能够实现可动件140的x方向的移动和半可动件的z方向的移动。因此，能够同时实现绕组切换装置的小型化和长寿命化。
47.另外，通过半可动件滑动部133的凸部分和可动件滑动部143的凸部分的相对，能够在绕组端子u1～u4和短路部131之间产生充分的按压力，因此，能够避免因滑动摩擦引起的寿命降低，并且能够将接触部的电阻抑制得较小。另外，半可动件130和可动件140都由圆筒状的简单的部件构成，所以不会如连杆机构那样导致部件数量的增加和尺寸的增加，在流过大电流的用途中也能够提供小型的绕组切换装置。
48.半可动件短路部131u1、131u2都由圆筒导体构成。由于两者起到切换端子u1～u4的连接图案的作用，所以需要相互电绝缘，在图3中，在短路部131u1和131u2的x方向之间设有规定的绝缘距离。
49.另外，半可动件短路部131u1、131u2的材料优选使用例如黄铜或电镀加工的金属材料等电阻低的材料。
50.半可动件滑动部133的材质可以是金属，也可以是树脂，但从确保长期耐久性的观点出发，优选金属。另外，优选使用低摩擦系数且高硬度的材料。但是，在用金属构成半可动件滑动部133的情况下，需要设置半可动件绝缘部132，以使半可动件短路部131u1和131u2不会经由半可动件滑动部133而电短路。
51.绝缘部132可以用圆筒状的套环构成，也可以通过将片状的绝缘体卷绕在滑动部133上来构成，还可以在短路部131的内周侧粘贴绝缘体后组装在滑动部133上。在用树脂等非导电材料构成滑动部133的情况下，也可以不设置绝缘部132。
52.为了降低滑动时的摩擦系数，可以在半可动件滑动部133与可动件滑动部143机械
接触的部分或两者之间的空隙中涂敷或填充润滑材料。由此，能够减小致动器动力，因此能够实现绕组切换装置的进一步小型化。
53.在使用润滑脂作为润滑剂的情况下，由于能够使在滑动部产生的磨损粉吸附在润滑脂上，因此能够避免滑动部的卡住或飞散到端子部而引起电短路等不良情况。
54.在利用半可动件滑动部133将内周侧密闭那样的构成的情况下，也能够填充润滑油，在这种情况下，由于能够将磨损粉封入密闭空间，所以能够消除电短路的不良情况。
55.这样，通过设置半可动件130，能够将电短路功能和机械滑动功能分离，所以还具有容易实施长寿命化的对策的优点。
56.可动杆140可以由直动式的线性致动器驱动，也可以是使用了滚珠丝杠的驱动机构。另外，也可以将可动件滑动部143设为绕x轴旋绕的螺旋结构，将半可动件滑动部133也同样设为绕x轴旋绕的螺旋结构，通过利用旋转致动器使可动杆140旋转，使两滑动部的相对状态如图3所示那样变化。
57.换言之，以上所说明的本实施例的旋转机驱动系统包括具有多个绕组的旋转机103、使旋转机103可变速运转的逆变器装置101、以及用于切换旋转机103的多个绕组的连接的绕组切换装置120，绕组切换装置120具有：绕组端子u1～u4；半可动件130，其具有与绕组端子u1～u4相对的半可动件短路部131，以及在具有半可动件短路部131的面的相反侧的面上设有第一凸部的半可动件滑动部133；以及可动件140，其与半可动件130的半可动件滑动部133相对，且具有在与半可动件130的半可动件滑动部133相对的面上设有第二凸部的可动件滑动部143，通过使可动件140相对于半可动件130滑动，来变更绕组端子u1～u4与半可动件短路部131的连接，切换旋转机103的多个绕组的连接。
58.而且，通过使第一凸部与第二凸部相对，使绕组端子u1～u4与半可动件短路部131机械接触。
59.另外，通过从第一凸部和第二凸部相对的状态转移到非相对状态，绕组端子u1～u4和半可动件短路部131从机械接触状态转移到非接触状态。
60.另外，第一凸部和第二凸部在非相对状态下相互接触，同时可动件140相对于半可动件130滑动。
61.以上，说明了现有技术的课题和解决手段、以及能够实现本发明的目的即绕组切换装置的小型化和长寿命化的原理。图4表示现有技术和本发明的得失比较。如图4所示，根据本发明(本实施例)，能够实现接触部按压力强、电阻低、机械寿命长、致动器动力小的绕组切换装置，能够有助于具备该绕组切换装置的旋转机驱动系统及车辆的小型化、低成本化、高可靠性(长寿命化)。
62.另外，通过将本实施例的旋转机驱动系统作为将旋转机103、逆变器装置101、绕组切换装置120一体化为一个单元的一体型牵引电动机系统来构成，能够不需要或缩短各装置间的布线，能够实现旋转机驱动系统的可靠性提高和小型化。实施例2
63.将使用图5a和图5b说明本发明的第2实施例。图5a和图5b是表示本实施例的1y/2y切换装置的一相的动作的图。
64.图5a和5b更详细地示出了图3中所示的构成。具体地说，半可动件130由短路部131(131u1、131u2)、绝缘部132、滑动部133、导向件134、螺旋弹簧136构成。螺旋弹簧136是沿周
向伸缩的弹簧，被收纳在设于短路部131的外周部的环状槽中。通过该构成，在短路部131上作用向内周方向收缩的力。
65.但是，如图5a的右图所示，短路部131在周向上被分割为3部分，与绝缘部132、滑动部133一体地支承在引导件134上。周向分割数不限于3分割，只要短路部131是能够在径向伸缩的构成，则可以是2分割，也可以是4分割以上。可动件140由具有滑动部143的杆144构成。
66.如图5a所示，通过短路部131u1、131u2分别并联连接u相绕组150u的始端u1和始端u2、末端u3和末端u4，由此构成2y接线。通过使半可动件滑动部133的凸部的斜面与可动件滑动部143的凸部的斜面相对，线圈端子u1～u4与短路部131(131u1、131u2)之间的按压力作为相对于短路部131从径向内侧向外侧扩展的力而产生。
67.而且，如图5b所示，在切换时，通过可动件140向x方向滑动，半可动件滑动部133的凸部分与可动件滑动部143的凸部分的相对状态脱离，半可动件130因螺旋弹簧136的收缩力而向内周方向收缩。
68.通过该动作，绕组端子u1～u4与短路部131的机械接触被解除。当可动件140进一步向x方向滑动时，如图5b所示，半可动件滑动部133的凸部的侧面与可动件滑动部143的凸部的侧面接触，同时半可动件130与可动件140一起向x方向滑动。之后的动作与图3相同。
69.如上所述，在本实施例的绕组切换装置120中，半可动件短路部131在周向上被分割，半可动件130被螺旋弹簧136向可动件140的径向施力。
70.通过以上那样的构成，绕组端子u1～u4与短路部131之间的滑动消失，因此，不会因切换动作的反复而引起两者的磨损，能够使机械寿命长期化。另外，由于产生滑动摩擦的部分限定于半可动件滑动部133和可动件滑动部143的接触部，所以通过用摩擦系数小的材质构成该滑动部，即使是小的致动器动力，也能够实现可动件140的x方向的移动和半可动件的z方向的移动这两者。因此，能够同时实现绕组切换装置的小型化和长寿命化。
71.另外，通过半可动件滑动部133的凸部分和可动件滑动部143的凸部分的相对，能够在绕组端子u1～u4和短路部131之间产生充分的按压力，因此，能够避免因滑动摩擦引起的寿命降低，并且能够将接触部的电阻抑制得较小。另外，半可动件130和可动件140都由圆筒状的简单的部件构成，所以不会如连杆机构那样导致部件数量的增加和尺寸的增加，在流过大电流的用途中也能够提供小型的绕组切换装置。实施例3
72.将使用图6a至图8说明本发明的第3实施例。图6a至图6c是表示本实施例的1y/2y切换装置的一相的动作的图。图7是表示本实施例的1y/2y切换装置的半可动件和可动件的图。图8是表示本实施例的1y/2y切换装置的三相的构成的图。
73.本实施例的绕组切换装置与实施例1(图3)的绕组切换装置的不同点在于，半可动件短路部131和半可动件滑动部133由一个金属部件一体地构成。
74.更具体地说，半可动件130由短路部131u1(兼作滑动部133u1)、短路部131u2(兼作滑动部133u2)、绝缘部132u1、绝缘部132u2构成，可动件140由滑动部143u1a、143u1b、滑动部143u2a、143u2b、绝缘部142u1、绝缘部142u2、可动杆144、杆绝缘部145构成。
75.如图7的(a)所示，半可动件短路部131具有圆筒形状，由板簧131a和狭缝131b、向内周侧凸出的滑动部133构成。通过在圆筒的周向上配置多个狭缝131b，同样在圆筒的周向
上配置的多个板簧131a能够沿径向移动。因此，通过对滑动部133施加从径向内侧向外侧扩展的力，板簧131a向径向外侧扩展。另一方面，当去除从滑动部133向径向外侧作用的力时，板簧131a因复原力而向径向内侧收缩。
76.如图7的(b)所示，可动件140由滑动部143、绝缘部142、可动杆144、杆绝缘部145构成。进一步地，可动件滑动部143具有圆筒形状，由向z方向凸出的143a、143b和向z方向凹陷的143c构成。
77.即，半可动件短路部131每一相由至少2个以上的圆筒导体构成，在相互相邻的圆筒导体彼此之间设置圆筒状的非导电性构件(绝缘部132)。
78.通过这样的构成，能够以简单的部件构成绕组切换装置，同时实现小型化和长寿命化。以下详细说明具体的动作原理。
79.如图6a所示，u相绕组150u的始端u1和始端u2、末端u3和末端u4分别通过半可动件短路部131u1、131u2并联连接，由此构成2y接线。此时，半可动件滑动部133u1、133u2和可动件滑动部143u1b、143u2b处于彼此相对的状态。
80.而且，如图6b所示，在切换时，通过可动件140向x方向滑动，半可动件滑动部133u1、133u2与可动件滑动部143u1b、143u2b的相对状态分别脱离，半可动件130向z方向滑动。
81.通过该动作，绕组端子u1～u4与短路部131的机械接触被解除。当可动件140进一步向x方向滑动时，如图6b所示，半可动件滑动部133u1、133u2与可动件滑动部143u1c、143u2c彼此接触，同时半可动件130与可动件140一起向x方向滑动。
82.如图6c所示，当半可动件130到达挡块135时，仅可动件140继续进行x方向的滑动，在半可动件滑动部133u1、133u2和可动件滑动部143u1a、143u2a彼此相对的时刻，可动件140停止。通过该动作，u相绕组150u1的末端u3和u相绕组150u2的始端u2通过短路部131u1串联连接，构成1y接线。
83.通过以上那样的构成，绕组端子u1～u4与短路部131之间的滑动消失，因此，不会因切换动作的反复而引起两者的磨损，能够使机械寿命长期化。另外，由于产生滑动摩擦的部分限定于半可动件滑动部133和可动件滑动部143的接触部，所以通过用摩擦系数小的材质构成该滑动部，即使是小的致动器动力，也能够实现可动件140的x方向的移动和半可动件的z方向的移动这两者。因此，能够同时实现绕组切换装置的小型化和长寿命化。
84.另外，通过半可动件滑动部133与可动件滑动部143的相对，能够在绕组端子u1～u4与短路部131之间产生充分的按压力，因此，能够避免因滑动摩擦而引起的寿命降低，并且能够将接触部的电阻抑制得较小。另外，半可动件130和可动件140都可以通过圆筒状的简单的部件的组合来构成，所以不会如连杆机构那样导致部件数量的增加和尺寸的增加，在流过大电流的用途中也能够提供小型的绕组切换装置。
85.半可动件短路部131u1、131u2需要相互电绝缘，在图6a至图6c中，在两者的x方向之间设有绝缘部132u1、132u2。可动件滑动部143的材质可以是金属，也可以是树脂，但从确保长期耐久性的观点出发，优选金属。但是，在用金属构成可动件滑动部143的情况下，需要设置可动件绝缘部142u1、142u2，以使半可动件短路部131u1和131u2不会经由可动件滑动部143而电短路。
86.可动件绝缘部142可以由圆筒状的套环构成，也可以将片状的绝缘体卷绕在可动
杆144上而构成。进一步地，在用金属构成可动杆144的情况下，需要设置可动杆绝缘部145，以使半可动件短路部131u1和131u2不会经由可动杆144而电短路。
87.在用树脂等非导电材料构成可动件滑动部143的情况下，也可以不必设置可动件绝缘部142或可动杆绝缘部145。
88.为了降低滑动时的摩擦系数，可以在半可动件滑动部133与可动件滑动部143机械接触的部分或两者之间的空隙中涂敷或填充润滑材料。由此，能够减小致动器动力，因此能够实现绕组切换装置的进一步小型化。
89.在使用润滑脂作为润滑剂的情况下，由于能够使在滑动部产生的磨损粉吸附在润滑脂上，因此能够避免滑动部的卡住或飞散到端子部而引起电短路等不良情况。
90.这样，在本发明中，由于在半可动件130的外周侧和内周侧能够分别分离电短路功能和机械滑动功能，所以还具有容易实施长寿命化的对策的优点。
91.可动杆144可以由直动式的线性致动器驱动，也可以是使用了滚珠丝杠的驱动机构。另外，也可以将可动件滑动部143设为绕x轴旋绕的螺旋结构，将半可动件滑动部133也同样设为绕x轴旋绕的螺旋结构，通过利用旋转致动器使可动杆144旋转，使两滑动部的相对状态如图6a至图6c所示那样变化。
92.图8表示用本实施例(图6c)的绕组切换装置构成三相的切换装置时的整体图。各相的构成与图6a至图6c相同，因此省略详细的说明，在图8中构成为1y接线。
93.如图8所示，为了在1y接线时v相的半可动件短路部131v1不与端子u4干涉，将半可动件绝缘部132u2的x方向长度设定得比绝缘部132u1的x方向长度大。以一根可动杆144构成三相，能够抑制部件数量。实施例4
94.使用图9对本发明的第4实施例进行说明。图9是表示搭载了具备上述实施例1至实施例3中的任一个绕组切换装置的旋转机驱动系统的车辆的图。
95.本发明适用于图9所示的旋转电机751、752。如图9所示，车辆700是指例如混合动力汽车、插电式混合动力汽车，搭载有发动机760、旋转电机751、752和电池780。
96.电池780在驱动旋转电机751、752时，向驱动用的电力转换装置770(逆变器装置)供给直流电力。电力转换装置770将来自电池780的直流电力转换为交流电力，并将该交流电力分别提供给旋转电机751、752。
97.另外，在再生行驶时，旋转电机751、752根据车辆700的动能产生交流电力并提供给电力转换装置770。电力转换装置770将来自旋转电机751、752的交流电转换为直流电，并将该直流电提供给电池780。
98.由发动机760和旋转电机751、752产生的旋转转矩经由变速器740、差速齿轮730和车轴720传递到车轮710。
99.通常，要求汽车在坡道起步时的低速大转矩、在高速公路上的高速低转矩、在街上的中速中转矩等宽泛的驾驶范围。在这样宽泛的运转范围内，搭载具有本发明的绕组切换装置的旋转机驱动系统的旋转电机751、752能够进行高效率的运转。
100.此外，由于减少了热损失，所以能够提高车辆700的安全性和长寿命化。另外，能够延长车辆700的续航距离。另外，即使在不具备发动机760而仅由旋转电机的动力驱动的电动汽车中，通过应用本发明的旋转电机也能够得到同样的效果。
101.另外，本发明不限于上述实施例，还包括各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的例子，并不一定限定于具备所说明的全部构成的例子。另外，可以将一个实施例的构成的一部分置换为另一个实施例的构成，另外，也可以在一个实施例的构成中添加另一个实施例的构成。另外，对于各实施例的构成的一部分，可以进行其他构成的追加、删除、置换。符号说明
102.101：逆变器装置，102：直流电源，103：旋转机，104：逆变器电路，105：控制装置，106：相电流检测电路，106a：相电流信息，107：逆变器主电路，108：逆变器控制部，108a：施加电压指令脉冲信号，109：栅极驱动器，110：绕组切换指令部，120：绕组切换装置，121：绕组切换装置框体，130：半可动件，131a：板簧，131b：狭缝，131：(半可动件)短路部，132：(半可动件)绝缘部，133：(半可动件)滑动部，134：(半可动件)导向件，135：(半可动件)挡块，136：螺旋弹簧，140：可动件，141：(可动件)短路部，142：(可动件)绝缘部，143：(可动件)滑动部，144：(可动件)杆，145：(可动件)杆绝缘部，150：绕组，151：中性点，700：车辆，710：车轮，720：车轴，730：差速齿轮，740：变速器，751、752：旋转电机，760：发动机，770：电力转换装置，780：电池。