JP2000512840A - ブラシレス多相電気機器、特に自動車用オルタネータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 磁束整流電気機器は、ステータ（２００）とロータ（１００）とを含み、ステータは一連のステータコイル（２１３）を収容する一連のノッチをその内側面に含み、更に励磁手段のための一連のハウジングを含み、ロータがステータコイルを通過する閉磁気回路の対を選択的に構成するための複数の磁束整流歯（１０１）を含む。本発明によれば、前記ステータは、その円周まわりに回転角方向に分散された一連の個々のセル（２１０）内に位置し、同じ数の位相を構成する複数の独立したステータコイル（２１３）を含み、歯の種々の対の回転角方向の位置が、種々の個々のセルに対し所定の位相となるように、ロータの歯（１０１）は回転角方向に等しく離間されている。本発明は、特に自動車用ブラシレスオルタネータに適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 ブラシレス多相電気機器、特に自動車用オルタネータ 本発明は、一般的には回転電気機器、例えば自動車用オルタネータに関する。 従来の自動車用オルタネータは、一般にステータと、このステータ内部で回転 するようになっており、励磁コイルが設けられたロータとを備える多相発電機と なっている。コイルは、ロータシャフトの突出した部分に設けた２つの集電リン グに接触するブラシを介して付勢される。 ブラシを使用するために、オルタネータの軸方向の長さを比較的長くしなけれ ばならず、ブラシと集電リングの組により、ユニットのコストが高くなり、また 、摩耗の結果生じるブラシと集電リングとの間の接触不良により、故障が生じる という欠点がある。 従来、ブラシレス自動車用オルタネータとして使用できる回転電気機器を提供 しようとする試みがある。 従来のあるオルタネータでは、直角に内部に進入するロータの２つの磁極ホイ ールの爪が切頭され、磁極ホイール内に配置して固定された励磁コイル用の支持 体のための空間を、横方向平面に設けている。しかし、空隙の領域が大幅に小さ くなるので、この方法は、電気機器の効率にとって好ましくない。 また所定の出力／速度曲線に対し、上記タイプの電気機器は、従来の電気機器 よりも大幅に重くなり、そのため、特に自動車用オルタネータの場合不利である 。 従来の別のオルタネータでは、内部固定励磁コイルと外部ステータコイルとの 間で、電気機器の一方の軸方向端部に交互に配置された爪を備える２つの磁極ホ イールが、片持ち式に取り付けられている。 この従来の解決案も、特に電気機器の軸方向の寸法および重量が必ず大きくな るという欠点がある。また、ロータ内の空隙が大きくなることにより、電気機器 の効率が低下する。 更に上記いずれのケースにおいても、電気機器の構造によって、回転軸線に対 して垂直な平面、すなわち２つの次元だけでなく、軸方向、すなわち空間的第３ の次元の電磁的現象を考慮することが重要となる。 このように、電気機器の三次元の構造を考えなければならないことにより、種 々のパラメータをモデル化し、最適化することが極端に困難となり、かつ時間が かかる。 欧州特許第0707374号から知られているブラシレス磁束整流機器は、２つの次 元だけで容易にモデル化し、最適化できる利点を有している。 それにも拘わらず、この従来の電気機器は、単相稼働に限定されているという 欠点があるものの、特に電磁的な効率の点、および関連する整流器および平滑化 手段が簡単であり、かつ経済的であるという点で、多数の用途に対して、三相電 気機器が望ましい。 本願出願人は、二次元の構造および二次元の最適化を維持しながら、フレキシ ビリティの大きい、種々の多相電気機器を製造するのに、この磁束整流技術を使 用できることを見いだした。 本発明は、ステータとロータを含み、ステータがその内側面に一連のステータ コイルを収容する一連のノッチを有し、更に励磁手段のための一連のハウジング を含み、ロータがステータコイルを通過する閉磁気回路の対を選択的に構成する ようになっている複数の磁束整流歯を含む磁束整流電気機器において、前記ステ ータが、円周まわりに回転角方向に分散された一連の個々のセル内に位置し、同 じ数の位相を構成する複数の独立したステータコイルを含み、歯の種々の対の回 転角方向の位置が、種々の個々のセルに対して所定の位相となるように、ロータ の歯が、回転角方向に等しく離間されていることを特徴とする、磁束整流電気機 器を提案するものである。 本発明の好ましく、しかし限定的ではない特徴は、次のとおりである。 ・各セルが、ステータコイルの２つの延長部に対する１対の離間したノッチを 構成するステータ構造と、ロータの歯、およびステータの歯の相互の回転角方向 の位置に従って変化する磁界を、前記ステータコイル内のステータの歯の一方ま たは他方内に設定するようになっている励磁手段とを有する。 ・個々のセルは、空隙によって互いに分離されている。 ・磁気配向が励磁手段の配向と反対になっている反結合用永久磁石により、個 々のセルが互いに分離されている。 ・各セルの励磁要素は、前記ノッチおよび前記ステータの歯を構成するほぼＵ 字形をした形状を有する２つのステータ要素との間に配置された永久磁石を含む 。 ・各セルの励磁手段は、単一ステータ要素の２つのノッチに配置された励磁コ イルを含み、ノッチの一方は、前記ステータ要素に形成された、２つのステータ コイルのノッチの間のほぼ中間にある。 ・励磁コイルは、このコイルにおいて、ほぼ接線方向の磁界を発生するよう、 ステータ要素の内側表面および外側表面に設けられた２つのノッチ内に配置され ている。 ・励磁コイルは、このコイルにおいて、ほぼ放射状の磁界を発生するよう、ス テータ要素の内側表面に双方が設けられた２つのノッチ内に配置されている。 ・種々の励磁コイルは、同一の電流源に並列に接続されている。 ・２つの異なる位相に対応する２つのステータコイルを収容する共通する構造 要素内に形成されたセルの対と、ステータコイルのうちの１つを励磁するための 磁石と、他方のステータコイルを励磁するための励磁コイルとを備えている。 ・ステータコイルの延長部は、ステータの内周部のすべてにわたって、回転角 方向に同じ距離となっており、種々のセルの間の回転角方向の空隙は、ステータ コイルの延長部が嵌合されるノッチの回転角方向の寸法とほぼ等しくなっている 。 ・同一セル、またはセルの同一グループ内のステータコイルの延長部は、一定 の回転角方向の空隙だけ分離しており、２つの別個のセルまたはセルのグループ 内の連続するステータコイルの延長部の間の回転角方向の空隙は、前記一定の回 転角方向の空隙と異なっている。 ・前記一定の回転角方向の空隙は、２つの隣接するロータの歯の間の回転角方 向の空隙に同じである。 ・電気機器のロータおよびステータ構造の幾何学的形状は、次の条件を満たし ている。 Ｎ_M.ｑ.[(Ｎ_C＋１).Δθ_R＋(ｍ/ｑ).Δθ_R]＝ｋ.Δθ_R＝２π ここで Ｎ_Mは、ステータの周辺部の個々の電気機器の数であり、 ｑは、個々の各々の電気機器の位相数であり、 Ｎ_Cは、個々の各電気機器の一位相当たりの励磁磁石の数であり、 ｍは、２つの個々の電気機器の間の位相差の値を示す正または負の整数であっ て、−（ｑ−１）〜＋（ｑ−１）の範囲内にあり、 Δθ_Rは、２つの隣接するロータの歯の間の一定の回転角方向の空隙、すなわ ちロータのピッチであり、 Δθ_Sは、ステータコイルの２つの隣接する延長部の間の一定の回転角方向の 空隙、すなわちステータのピッチであり、 ｋは、整数である。 ・ロータのピッチおよびステータのピッチは、次の条件を満たしている。 （７／８）・Δθ_S≦Δθ_R≦（５／４）・Δθ_S ・ステータのピッチは、ロータのピッチと等しく、電気機器のロータおよびス テータの構造の幾何学的形状は、次の条件を満たしている。 Ｎ_M・ｑ・（Ｎ_C＋１）＋Ｎ_M・ｍ＝ｋ ・三相のステータコイルをそれぞれ収容する３つの一定に分散されたセルを備 えＲＵ単一の個々の電気機器を含み、ロータは，４、５、７または８、好ましく は５に等しい数のロータ歯を有している。 ・三相のステータコイルをそれぞれ収容する３つの一定に分散された個々のセ ルを備える２つの電気機器を含み、ロータは８、１０、１４または１６、好まし くは１０に等しい数のロータ歯を有している。 ・ステータコイルおよび励磁磁石または励磁コイルをそれぞれ収容するよう になっている、少なくとも２連の内部ノッチを含む単一ステータフレームを備え ている。 ・自動車用多相オルタネータを構成している。 上記のように、本発明の回転電気機器は、自動車用プラシレスオルタネータと して有利に使用できる。 添付図面を参照し、例示された本発明の好ましい実施例の次の詳細な説明を読 めば、本発明の上記以外の特徴、目的および利点がより明らかとなろう。 図１は、本発明の回転電気機器のロータおよびステータ構造の線図である。 図２〜図９は、本発明の回転電気機器のロータおよびステータ構造の８つの実 施例の断面図である。 図１０は、本発明の電気機器のロータおよびステータ構造の１つの例を示す断 面図である。 図１１は、連動するコイルおよび磁石を省略した、本発明に係わるロータおよ びステータ構造の詳細な実施例の断面図である。 次に、発電作動モードを参照して説明する。当業者は、次の説明を読めば、こ の電気機器が、どのようにモータとして作動できるかは、明らかに理解できると 思う。 異なる図面において同一または類似の部品については、可能な限り、同じ符号 を付してある。 図１では、説明上、本発明の磁束整流電気機器のステータ部分およびロータ部 分は、線で表示されている。 ロータ１００は、エッジに沿って複数のロータの歯１０１を有し、これらの歯 は、ピッチΔθ_Rで一定間隔に配置されていることが好ましい。 ステータ２００は、複数のセル２１０を含む。各セルは、２つの、好ましくは 同一のステータ要素２１１を含み、これらの要素は、ロータに向く面に、ステー タコイル２１３が嵌合されるノッチを構成するＵ字形の形状となっている。従っ て、各要素２１１は、ノッチのそれぞれの対向する側に２つの歯２１２を構成し ている。 これら２つの要素２１１の間には、励磁永久磁石２１４が設けられている。 この磁石のＮ／Ｓ配向は、ここに図示するように、一方のステータ要素２１１か ら、その隣接する要素に向くようになっている。 特に欧州特許公開第0707374号公報に記載されているように、上記のようなロ ータおよびステータを備える電気機器に必要な条件は、ピッチΔθ_RがΔθ_Sに近 いことである。 この場合、ロータの歯１０１が、励磁磁石２１４およびステータコイル延長部 ２１３の双方の境界を定めている２つのステータの歯２１２と一列になると、ロ ータの歯１０１の対がステータコイルに最大の励磁磁束を加える。従って、ロー タの回転により、コイル内に交流電流が発生される。 本発明の基礎をなす原理は、ステータ要素に対するロータの歯の対の位置がセ ル毎に異なるように、ロータおよびステータの幾何学的形状を設計することであ り、このような設計は、所定の値Δθ_Sに対し、Δθ_Rの値を適当に選択すること により達成される。 特に、三相電気機器が必要な場合、例えば、３つのステータセル２１０内に３ つの独立したステータコイルを有する機器が必要な場合、次の式を満たさなけれ ばならないことを証明できる。 ２．Δθ_S＝２.Δθ_R＋(ｍ/３).Δθ_R （１） ここでｍ∈｛−２,−１,１,２｝.である。 他の説明では、ｍ＝−１である。 上記のように仮定すると、例えば、各々が２つの要素２１１を有する３つのセ ル２１０を使用すると仮定すると、換言すれば、円形ステータの円周まわりに一 定に６つの要素２１１が分散されていると仮定すると、次のようになる。 Δθ_S＝２π/６＝π/３ 従って、上記式（１）から次の式が得られる。 Δθ_R＝２π/５ 従って、周辺に回転角方向に等しい角度離間した５つの歯１０１を有するロー タを選択することにより、三相の磁束整流回転電気機器が得られる。 ｍの値が、−２、１および２の場合、それぞれ、４個、７個および８個の歯１ ０１を有するロータが得られる。 明らかに上記証明は、任意の数の位相にも容易に適用できる。 図２は、上記のように得られた電気機器の略図である。 この図は、Δθ_Rの値とΔθ_Sの値の必要な差により、ノッチに隣接するロータ の歯１０１と、ステータの歯２１２との間の整合は、決して最適にならないこと を意味している。しかし、この結果生じる磁束損失は、大きく認めることができ るものである。 上記方法は、位相の数の整数倍に等しい数のセル２１０を含むステータにも当 然実施できる。 例えば、ステータ２００が６個のセル２１０を有する場合、上記計算により回 転角方向に等しく分散した１０個のロータの歯１０１を有するロータが得られる 。 図３は、この実施例を示す。この場合、三相のステータコイルは、順に位相１ 、位相２、位相３、位相１、位相２、位相３に配置されている。従って、この特 定の例では、同じ位相の２つのコイルは、径方向に対向する２つのセル２１０内 にある。 出力電圧を大きくするべきか、または出力電流を大きくするべきかに応じて、 同じ位相の２つのステータコイル２１３は、直列または並列のいずれかに接続さ れる。 図４は、ステータセル２１０の対の間のギャップ３００に、別の永久磁石２１ ５を挿入した、図２のロータおよびステータ構造の変形例を示す。 磁石２１５のＮ／Ｓ極の配向は、図示されるように、励磁磁石２１４の配向と 逆になっている。 この磁石２１５は、励磁磁束を強め、各セルの回転角方向の限界における磁 束線の出口に対する障害となるという点で、種々の位相の反結合特性を改善して いる。 図５は、図３に示したロータおよびステータ構造に適用される同じ変形例を示 す。 図２〜図５に示すような永久磁石を使った励磁を、コイルを使った励磁に置換 できる。 従って、図６は、ステータコイルとインターリーブされたコイルによって励磁 を行う、図２と類似する３つのステータセル２１０、および５個のロータの歯を 備えた三相構造を示す。 三相に対応する３つのステータコイル２１３、２１３’および２１３”が示さ れており、３つの励磁コイル２１６、２１６’および２１６”は図示の方向に巻 かれている。 これら３つのステータコイルおよび３つの励磁コイルは、単一ステータフレー ム２１１’の内側面に設けられた一定角度に離間した１２個のノッチ内に形成す ることが好ましい。 各セルまたは位相２１０は、鎖線で示すように境界が定められている。 上記タイプの実施例では、各励磁コイル２１６は、２つのステータの歯２１２ の１つがロータの歯１０１の１つに磁気的に接触するとすぐに、磁束が囲む２つ のステータの歯２１２の１つの内部を通過する、ほぼ放射状の磁束を発生し、観 察される現象が永久磁石による励磁によって得られる現象に類似したものとなる 。 この電気機器を、自動車のボード上ネットワークに接続する際に、励磁電圧を できるだけ大きくするには、３つの励磁コイル２１６、２１６’および２１６” を図示のように、励磁入力ＥＸＣのターミナルに並列接続することが好ましい。 図７は、図３に類似するように空隙３００によって分離された６つのセル２１ ０を有するロータおよびステータ構造を示す。しかし、この場合、電気機器は、 組み合わせ励磁タイプのものである。従って、３つのセル２１０は、２つの隣接 するＵ字形のロータ要素２１１の間に励磁マグネット２１４を有し、 他方の３個のセル各２１０’は、ステータコイル２１３に対する２つの内側ノッ チを構成する単一ロータフレーム要素２１１’と、円周方向のノッチの間の中間 において、フレーム部分２１１’の内側面および外側面にそれぞれ形成された２ つの他方のノッチに嵌合された軸方向−径方向平面内の励磁コイル２１７とを有 する。 ロータが回転する際の電気的な挙動をバランスさせるために、セル２１０と２ １０’とを交互に配置することが好ましい。従って各位相は、磁石によって励磁 されるセル２１０およびコイルによって励磁されるセル２１０’を有する。 図８は、次の３つの点で図７の実施例と異なる実施例を示す。 ・まず第１に、同じフレーム要素２１１’上で、２つの隣接するセル２１０、 ２１０’がグループ分けされている。 ・第２に、コイルによって励磁されるセル２１０’は、軸方向−径方向平面に 設けられたコイルを有しないが、図６のコイルに類似した、すなわち接線方向の 平面にあるコイル２１６を有する。この点に関し、各コイルは、当該位相巻線２ １３の内部に延びる延長部および２つのセルの同じグループの２つの位相巻線の 間に延びる延長部を有することに留意されたい。 ・第３に、図４および図５に示されているものと同じように、逆の反結合およ び磁束補強磁石２１５によって、フレーム部材２１１”が分離されている。 これまでの実施例のいずれにおいても、ロータのピッチΔθ_R、すなわち２つ のロータ歯１０１の間の回転角方向の距離は、ステータのピッチΔθ_S、すなわ ち２つの一致するステータの歯２１２または２つの隣接するステータ部材２１０ の間の回転角の差には等しくない。 次に図９を参照して、一実施例について説明する。この実施例は、電気機器の 多相の性質、特に三相の性質を維持しながら、等しいロータのピッチΔθ_Rおよ び等しいステータピッチΔθ_Sを満たしている。 この特定の例では、ロータ１００は２π／７に等しいロータピッチΔθ_Rだけ 離間した７つの歯を有する。 ステータセル２１０は、３つ設けられており、各セルは、２つの歯２１２の間 にステータ巻線２１３を受け、励磁永久磁石２１４によって分離された２つ のステータ要素２１１を含んでいる。各セルにおけるステータピッチΔθ_Sも、 上に示したように２π／７に等しい。 従って、第１セルと第２セル２１０の間の２π／３の電気的な位相差を保証す るには、２つのセルの間の回転角のオフセットΔθ_Cを次の式に等しくすること が必要であり、そのようにすれば十分である。 ２π/７＋２π/７＋(１/３).２π/７＝２π/３ 上記式により、２π／３の等しい角度に離間した３つのセル２１０が得られる 。 更に歯２１２は、ステータ巻線２１３および励磁磁石２１４のためのノッチと 同じ回転角の大きさΔθ_Dを有することが好ましい。このような特定のケースで は、この回転角の大きさは、（２π／７）／４、すなわち、 Δθ_D＝π/１４. である。 上記ケースでは、ロータの歯１０１とステータの歯２１２との間の結合を最適 にするために、前記ロータの歯１０１も、π／１４の回転角の大きさを有する。 隣接するセル２１０の間のギャップ３００の回転角の大きさは、このケースで は次の値に等しい。 ２π/３−(７.π/１４)＝π/６ 次に、図１０を参照し、一位相当たり任意の数のセルを有する多相電気機器に 対し、どのように本発明を一般化するかについて説明する。 次の記号を使用する。 Ｎ_M：ステータの円周上に設けられた個々の電気機器の数 ｑ：個々の各々の電気機器の位相数 Ｎ_C：個々の各電気機器の一位相当たりの励磁磁石の数 ｍ：２つの個々の電気機器の間の位相シフトの値を示す整数 この例では、この位相は、ＮＣ個の磁石により互いに分離された１組のＮ_C＋ １個のＵ字形をしたステータ要素２１１を含んでいる。 連続する位相の回転角のオフセット量を決定するために、図面で１点鎖線で示 し仮想の（Ｎ_C＋１）番目の磁石２１４’を含む、（Ｎ_C＋１）・Δθ_Sに等しい 回転角のレンジを占めている。 従って、定義、すなわちｑ個の位相を有する電気機器により、 （ｍ／ｑ）・Δθ_Rだけ離間させなければならない連続する位相は、次の値に等 しい回転角のレンジを占める。 ｑ.[(Ｎ_C＋１).Δθ_R＋（(ｍ/ｑ).Δθ_R] 従って、Ｎ_M個の個々の電気機器を備える１つの電気機器は、ステータの円周 上に次の式に等しいレンジを占める。 Ｎ_M.ｑ.[(Ｎ_C＋１).Δθ_R＋(ｍ/ｑ).Δθ_R]＝２π （２） 一定間隔に分布されたステータ要素２１１を備えるステータを仮定すると、次 の式が得られる。 ｋ.Δθ_S＝２π （３） ここで、ｋは整数である。 数字ｋは、必ず６よりも大であり、複数の個々の電気機器を備える多相電気機 器を仮定する。 ロータの歯１０１による磁束の正しい整流を保証するために、Δθ_RおよびΔ θ_Sをできるだけ一致させるよう選択することが好ましく、次のタイプの条件 を選択することが好ましい。 最後に、ｍの値が負となると、２つの連続する位相が、タイミング悪く重なっ たり、または位相の間が過度に接近するために、反結合が不十分になったりする ことが判っているので、ｍの値に正の符号を用いることが好ましい。 次に、Δθ_S＝Δθ_Rを仮定し、二相電気機器と三相電気機器の場合のそれぞれ において、上記発展例から得られる最適な電気機器について簡単に説明する。こ の場合、得られる数ｋは、ロータ上の歯１０１の数である。 二相電気機器（ｑ＝２およびｍ＝±１）の場合、式（２）および（３）から次 の式が得られる。 ｋ＝２Ｎ_M.[(Ｎ_C＋１)±１/２] 例えば ｍ＝＋１に対しては、Ｎ_M＝２およびＮ_C＝１ ｋ＝４.[(１＋１)＋１/２]＝１０ ｍ＝＋１に対しては、Ｎ_M＝２およびＮ_C＝２ ｋ＝４.[(２＋１)＋１/２]＝１４ ｍ＝−１に対しては、Ｎ_M＝２およびＮ_C＝１ ｋ＝４.[(１＋１)−１/２]＝６ ｍ＝−１に対しては、Ｎ_M＝２およびＮ_C＝２ ｋ＝４.[(２＋１)−１/２]＝１０ 三相のモータに対しては、ｑ＝３であり、ｍ∈{−２;−１,１,２}.である。 上記と同じような単純化の仮定を採用すると、すなわちΔθ_S=Δθ_Rとすると、 次のようになる。 ｋ＝３Ｎ_M.[(Ｎ_C＋１)＋ｍ/３] 例えば ｍ＝＋１に対しては、Ｎ_M＝１およびＮ_C＝１ ｋ＝３.[(１＋１)＋１/３]＝７ ｍ＝＋１に対しては、Ｎ_M＝１およびＮ_C＝２ ｋ＝３.[(２＋１)＋１/３]＝１０ ｍ＝−１に対しては、Ｎ_M＝２およびＮ_C＝３ ｋ＝３．[(３＋１)＋１/３]＝１３ 電気機器の次のパラメータを使用する際に、ロータの歯の最適数を決定するこ とを試みた。 ロータの歯の外側の半径Ｒ_ext ロータの空隙の半径Ｒ_ent 空隙の大きさＥ． 次の式から、歯の最適数ｋ_optが得られることを証明できる。 最後に、特に図８に示された解決案を具現化した本発明に係わる回転電気機器 （コイルおよび磁石による励磁を行い、反結合用磁石も設けられた電気機器）の ステータ構造およびロータ構造の詳細な実施例を示す。 各ロータの歯１０１および各ステータの歯２１２は、それそれの若干拡大さ れた根元部分１０１ａおよび２１２ａを有することに留意されたい。 ステータは１５度だけ離間した２４個のノッチが形成された強磁性フレーム要 素を含むことにも留意されたい。この場合、ステータのピッチΔθ_Sは３０度で ある。 これらのノッチは、ノッチに位相コイル、励磁コイルまたは磁石が嵌合されて いるかどうかに応じて、異なった深さの３つのグループに分割されている。 より詳細に説明すれば、最も深いノッチ２２０には、励磁磁石２１４および反 結合磁石２１５（図示されず）が嵌合され、中間的な深さのノッチには、励磁コ イル２１６（図示されず）が嵌合され、最も浅いノッチ２２２には、位相コイル ２１３（図示されず）が嵌合されている。 最後に、それ自体従来どおりのステータのフレームを構成するスタックされた 積層部のタグを溶接するために、ステータ２１１’の外周部に３つのリセス２２ ３が設けられている。 ロータ１００は、２π／１３に等しい角度Δθ_Rだけ、対をなして一定に離間 された１３個の歯１０３を有する。 当然ながら本発明は、上に説明し、図示した実施例のみに限定されるものでな い。当業者であれば、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施例をどのように変 形または変更できるかについては理解しうると思う。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ステータ（２００）とロータ（１００）を含み、ステータがその内側面に 一連のステータコイル（２１３）を収容する一連のノッチを有し、かつ励磁手段 のための一連のハウジングを含み、ロータがステータコイルを通過する閉磁気回 路の対を選択的に構成するようになっている複数の磁束整流歯（１０１）を含む 磁束整流電気機器において、 前記ステータが、円周まわりに回転角方向に分散された一連の個々のセル（２ １０）内に位置し、同じ数の位相を構成する複数の独立したステータコイル（２ １３）を含み、歯の種々の対の回転角方向の位置が種々の個々のセルに対し所定 の位相となるように、ロータの歯（１０１）が、回転角方向に等しく離間されて いることを特徴とする、磁束整流電気機器。 ２．個々のセル（２１０）が、ステータコイル（２１３）の２つの延長部に対 する１対の離間したノッチを構成するステータ構造（２１１）と、ロータの歯 （１０１）およびステータの歯（２１２）の相互の回転角方向の位置に従って変 化する磁界を、前記ステータコイル内のステータの歯の一方または他方内に設定 するようになっている励磁手段（２１４；２１６；２１７）とを有することを特 徴とする、請求項１記載の電気機器。 ３．個々のセル（２１０）が、空隙（３００）によって互いに分離されている ことを特徴とする、請求項２記載の電気機器。 ４．磁気配向が、励磁手段（２１４；２１６；２１７）の配向と反対になって いる反結合用永久磁石（２１５）により、個々のセル（２１０）が互いに分離さ れていることを特徴とする、請求項２記載の電気機器。 ５．各セル（２１０）の励磁要素が、前記ノッチおよび前記ステータの歯（２ １２）を構成するほぼＵ字形となっている２つのステータ要素（２１１）との間 に配置された永久磁石（２１４）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいず れかに記載の電気機器。 ６．各セル（２１０）の励磁手段が、単一ステータ要素の（２１１’；２１1 ”）の２つのノッチに配置された励磁コイル（２１６；２１７）を含み、ノ ッチの一方が、前記ステータ要素に形成された、２つのステータコイル（２１３ ）のノッチの間のほぼ中間にあることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに 記載の電気機器。 ７．励磁コイル（２１７）が、このコイルにおいて、ほぼ接線方向の磁界を発 生するよう、ステータ要素の内側表面および外側表面に設けられた２つのノッチ 内に配置されていることを特徴とする、請求項６記載の電気機器。 ８．励磁コイル（２１６）が、このコイルにおいて、ほぼ放射状の磁界を発生 するよう、ステータ要素の内側表面に双方が設けられた２つのノッチ内に配置さ れていることを特徴とする、請求項６記載の電気機器。 ９．種々の励磁コイル（２１６；２１７）が、同一の電流源（ＥＸＣ）に並列 に接続されていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の電気機器 。 １０．２つの異なる位相に対応する２つのステータコイル（２１３）を収容す る共通する構造要素（２１1”）内に形成されたセルの対と、ステータコイルの うちの１つを励磁するための磁石（２１４）と、他方のステータコイルを励磁す るための励磁コイル（２１６）とを備えることを特徴とする、請求項６と組み合 わせた請求項５記載の電気機器。 １１．ステータコイル（２１３）の延長部が、ステータ（２００）の内周部の すべてにわたって、回転角方向に同じ距離となっており、種々のセルの間の回転 角方向の空隙（３００）が、ステータコイル（２１３）の延長部が嵌合されるノ ッチの回転角方向の寸法とほぼ等しいことを特徴とする、請求項１〜１０のいず れかに記載の電気機器。 １２．同一セル（２１０）またはセルの同一グループ内のステータコイル（２ １３）の延長部が、一定の回転角方向の空隙（Δθ_S）だけ分離しており、２つ の別個のセル（２１０）またはセルのグループ内の連続するステータコイルの延 長部の間の回転角方向の空隙が、前記一定の回転角方向の空隙と異なっているこ とを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の電気機器。 １３．前記一定の回転角方向の空隙（Δθ_S）が、２つの隣接するロータの歯 （１０１）の間の回転角方向の空隙（Δθ_R）に同じであることを特徴とする、 請求項１２記載の電気機器。 １４．電気機器のロータおよびステータ構造の幾何学的形状が、次の条件 Ｎ_M.ｑ.[(Ｎ_C＋１).Δθ_R＋(ｍ/ｑ).Δθ_R]＝ｋ.Δθ_R＝２π （ここで、 Ｎ_Mは、ステータの周辺部の個々の電気機器の数であり、 ｑは、個々の各々の電気機器の位相数であり、 Ｎ_Cは個々の各電気機器の一位相当たりの励磁磁石の数であり、 ｍは、２つの個々の電気機器の間の位相差の値を示す正または負の整数であり 、−（ｑ−１）〜＋（ｑ−１）の範囲内にあり、 Δθ_Rは、２つの隣接するロータの歯の間の一定の回転角方向の空隙、すなわ ちロータのピッチであり、 Δθ_Sは、ステータコイルの２つの隣接する延長部の間の一定の回転角方向の 空隙、すなわちステータのピッチであり、 ｋは、整数である。） を満たしていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の電気機器 。 １５．ロータのピッチおよびステータのピッチが、次の条件 （７／８）・Δθ_S≦Δθ_R≦（５／４）・Δθ_S を満たしていることを特徴とする、請求項１４記載の電気機器。 １６．ステータのピッチが、ロータのピッチと等しく、電気機器のロータおよ びステータの構造の幾何学的形状が、次の条件 Ｎ_M・ｑ・（Ｎ_C＋１）＋Ｎ_M・ｍ＝ｋ を満たしていることを特徴とする、請求項１５記載の電気機器。 １７．五相のステータコイル（２１３）をそれぞれ収容する３つの一定に分散 されたセル（２１０）を備える単一の個々の電気機器を含み、かつロータが４、 ５、７または８、好ましくは５に等しい数のロータ歯（１０１）を含むことを特 徴とする、請求項１４記載の電気機器。 １８．三相のステータコイルをそれぞれ収容する３つの一定に分散された個々 のセル（２１０）を各々が備える２つの個々の電気機器を含み、ロータが、８、 １０、１４または１６、好ましくは１０に等しい数のロータ歯（１０１）を含む ことを特徴とする、請求項１４記載の電気機器。 １９．ステータコイル（２１３）および励磁磁石（２１４）または励磁コイル （２１６）をそれぞれ収容するようになっている、少なくとも２連の内部ノッチ （２２０、２２１、２２２）を含む単一ステータフレーム（２１１’）を備える ことを特徴とする、請求項１〜１８のいずれかに記載の電気機器。 ２０．自動車用多相オルタネータを構成していることを特徴とする、請求項１ 〜１９のいずれかに記載の電気機器。