JP2001515340A - 電気的な機械、特に三相交流発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、電気的な機械、特に三相交流発電機であって、回転する磁界によって貫通可能なコイルパッケージが設けられており、該コイルパッケージの複数のコイルがそれぞれ少なくとも１つの相に結線されており、該相で発電機電圧が取り出し可能であり、コイルが並列に巻かれた少なくとも３つのコイル線材から形成されている形式のものに関する。１つの相（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′）の、並列に接続されたコイル線材（３３，４２）が分割されており、少なくとも２つの別個の相接続端子（３４，３６，３８，３４′，３６′，３８′）に結合されており、該相接続端子で、それぞれ１つの部分発電機電圧（ｕ，ｖ，ｗ，ｕ′，ｖ′，ｗ′）が取り出し可能であるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念に記載の電気的な機械、特に三相交流発電機に
関する。

【０００２】 背景技術 三相交流発電機として形成された電気的な機械は公知である。このような三相
交流発電機は例えば自動車の搭載電源供給部において使用される。この場合、ロ
ータに配置された励磁コイルは直流電流で励磁される。これにより磁界が形成さ
れる。この磁界は、交互に配置された、クローポールロータのクローポールに誘
導される。クローポールが交互に配置されていることにより、磁界のＮ極とＳ極
とが交替する。クローポールロータはステータによって取り囲まれる。このステ
ータは、コイルパッケージ(Wicklungspaket)を有している。このようなコイルパ
ッケージは三相交流発電機の場合、３相に結線されたコイルから成っている。こ
れらのコイルは、磁界によって、クローポールロータの回転に応じて貫通される
。これにより、コイルパッケージには電圧が誘導される。この電圧は、それぞれ
１つの相に結線されたコイルで、発電機電圧として取り出される。このような構
造を有する三相交流発電機は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３４０８３
９４号明細書に記載されている。

【０００３】 ドイツ連邦共和国特許第２２４６８０号明細書から、例えば、ワイヤパッケー
ジのワイヤを互いに並列に接続されたコイル線材から形成することが公知である
。

【０００４】 発明の利点 請求項１に記載した特徴を有する、本発明による電気的な機械の利点は、ワイ
ヤパッケージの接続構成に応じて、異なる高さの発電機電圧を取り出すことがで
きることである。１つの相の、並列に巻かれた少なくとも３つのワイヤ線材のう
ち、少なくとも２つが別個の相接続端子に結合されており、これらの相接続端子
でそれぞれ１つの部分発電機電圧を取り出し可能であることによって、必要に応
じて、それぞれ１つの相に対応配置された相接続端子で部分発電機電圧を提供す
ることができる。本発明の有利な構成においては、部分発電機電圧から生ぜしめ
られた全発電機電圧を取り出すための、１つの相の相接続端子が直列に接続可能
である。これにより、切換手段によって、それ自体は並列に巻かれたコイルを直
列に簡単に接続することができる。これにより、必要時により高い発電機電圧を
提供することができる。

【０００５】 全体的に見て、電気的な機械の構造的な形状に介入することなしに実現可能な
簡単な手段によって、異なる高さの発電機電圧を自由に提供するための電気的な
機械を使用することができる。

【０００６】 本発明の別の有利な構成は請求項２以下に記載されている。

【０００７】 ［発明の詳細な説明］ 実施例の説明 以下に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【０００８】 図１には、三相交流発電機１０が部分的に断面図で概略的に示されている。三
相交流発電機１０は、駆動軸１２に回動不能に配置されたクローポールロータ１
４を有している。このクローポールロータ１４は、交互にポールディスク１６；
１８から駆動軸１２に対して同軸的に延びるクローポール２０：２２を有してい
る。図１には示されていない、駆動軸１２に配置されて直流電流を供給された励
磁コイルによってクローポールは磁化されるので、クローポールロータ１４の全
周にわたって交互に磁気的なＮ極と磁気的なＳ極とが配置されている。

【０００９】 クローポールロータ１４は、ステータ２４によって取り囲まれる。このステー
タ２４は、コイルパッケージ２６を支持している。コイルパッケージ２６は、複
数のコイル２８によって形成される。これらのコイルはステータ薄板コア３２の
溝３０に配置されている。

【００１０】 図示されていない別の実施例によれば、コイルパッケージ２６の配置が、図示
のものとは異なっていてよい。重要なのは、コイル２８がクローポールロータ１
４から発生する磁界によって貫通されることである。

【００１１】 コイル２８は、コイル線材３３，４２によって形成される。これらのコイル線
材は次に説明するように接続される。

【００１２】 クローポール２０；２２の数に応じて、相応の数のコイル２８が設けられてい
る。これらのコイルは三相交流発電機の場合、３つの相Ｕ，Ｖ，Ｗに結線されて
いる。図２には、原理的な回路図が示されている。この図によれば、コイル２８
は、３つのコイルストランド２８′，２８″、２８′″で星形に結線されている
ので、相接続端子３４；３６；３８で、相電圧ｕ；ｖ；ｗを取り出すことができ
る。図２に示したコイルストランド２８′；２８″；２８′″が、コイルパッケ
ージ２６の直列接続された相応の数のコイル２８によって形成されていることは
明らかである。この場合、直列接続されたコイルの間で部分発電機電圧ｕ′，ｖ
′，ｗ′を取り出すことができる。さらに、別の結線、例えばデルタ結線も可能
である。

【００１３】 図３には、コイル２８がコイル線材３３によって形成される様子が概略的に拡
大して明示されている。複数のコイル線材３３が纏められてそれぞれ１つの束導
体（複導体）４０が形成されている。この束導体４０は、複数のコイルの状態で
、溝３０内に巻き込まれている。すなわち、個々の相Ｕ；Ｖ；Ｗの束導体のコイ
ル線材３３がそれぞれ並列に配置されており、しかも相接続端子３４；３６；３
８で結線されている。しかしながらこの場合、全てのコイル線材３３が相接続端
子３４；３６；３８に接続されているのではなく、各相Ｕ，Ｖ，Ｗの少なくとも
１つのコイル線材４２′；４２″；４２′″が、固有の相接続端子３４′；３６
′；３８′に接続されている。これにより、相接続端子３４′；３６′；３８′
で、負荷とは無関係な相電圧ｕ′；ｖ′；ｗ′を取り出すことができる。

【００１４】 異なる実施例によれば、相Ｕ；Ｖ；Ｗに結線されているコイル線材３３の数、
もしくは相Ｕ′；Ｖ′；Ｗ′に結線されているコイル線材４２の数に変更を加え
ることができる。束導体４０の全コイル線材（コイル線材４２）の少なくとも１
つが、相Ｕ′；Ｖ′；Ｗ′に接続されている。これにより、コイル線材３３は主
コイル２８を生ぜしめる一方、コイル線材４２は補助コイル４４を生ぜしめる。

【００１５】 図４によれば、主コイルと補助コイルとに分けることにより生ぜしめられた回
路配置が明らかである。コイル線材４２は纏められてコイル４４が形成されてい
る。これらのコイルは補助コイルを生ぜしめる。

【００１６】 図４に示された回路配置に相応して、今や必要に応じて、外部の切換手段（図
示せず）によって、相Ｕ，Ｖ，Ｗに印加された発電機（相）電圧ｕ，ｖ，ｗまた
は相Ｕ′；Ｖ′；Ｗ′に印加された発電機（相）電圧ｕ′；ｖ′；ｗ′を取り出
すことができる。

【００１７】 図５に示された回路配置に応じて、図示していない切換手段によって、コイル
２８；４４を直列に接続することができるので、相接続端子３４′で相Ｕ″が、
相接続端子３６′で相Ｖ″が、相接続端子３８′で相Ｗ″が印加される。これに
より発電機電圧ｕ″，ｖ″，ｗ″を取り出すことができる。電圧ｕ″は電圧ｕ，
ｕ′の和から、電圧ｖ″は電圧ｖ，ｖ′の和から、ならびに電圧ｗ″は電圧ｗ，
ｗ′の和から生ぜしめられる。

【００１８】 全体的に見て、簡単な手段によって、三相交流発電機１０から合計で３つの異
なる発電機電圧を取り出すことが可能である。コイル２８；４４が個々の、つま
り少なくとも１つの並列接続されたコイル線材３３；４２によって形成されるこ
とにより、コイルパッケージ２６の製造のために、大量生産に適したコイル巻き
技術をさらに活用することができ、しかもこの場合、コイル巻き技術の変化また
は三相交流発電機の構造的な変化は必要とされない。付加的に引き出された相接
続端子３４′，３６′，３８′、ならびに、相接続端子３４，３６，３８もしく
は３４′，３６′，３８′の間の切換に必要な切換手段が付加的に設けられれば
よいだけである。所望の発電機電圧に応じて、このようにより低い電圧、より高
い電圧、もしくは、両電圧の和から生ぜしめられる電圧の間の簡単な切換によっ
て変化させることができる。全てのコイル線材３３，４２はより良好な処理のた
めに、特に同じ大きさの横断面積を有している。

【００１９】 さらに、多数の比較的細いコイル線材３３；４２から束導体４０を形成するこ
とにより、溝３６の高い充填度が可能であるので、全体的に見て、三相交流発電
機１０の効率をより改善することができる。

【００２０】 図６に示した実施例においては、１つの三相交流発電機の、それぞれ１つの束
導体４０から成る、相Ｒ，Ｓ，Ｔのコイルが、そのステータコイルパッケージの
溝内に巻き込まれている。各束導体は、互いに並列接続された３つのコイル線材
３３と、これらに対して直列接続された１つのコイル線材４２とから成っている
。このような構成の場合、接続端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を備えた主コイルには、発電
機の消費装置、特に、車両内の直流アキュムレータに給電するための整流器回路
が接続されており、補助コイルの接続端子（Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′）には、制御を目
的として、また、発電機の励磁コイルに給電するために、２倍の高さの相電圧が
提供される。コイル始端部とコイル終端部とがステータコイルパッケージの同一
端面に位置しているので、図６に示した接続構成はその場所に、もしくは、その
場所に位置する接続部に問題なく可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 三相交流発電機の部分的な概略図である。

【図２】 三相交流発電機の回路を示す実施例である。

【図３】 三相交流発電機の一部を拡大して示す部分図である。

【図４】 三相交流発電機の回路を示す別の実施例である。

【図５】 三相交流発電機の回路を示すさらに別の実施例である。

【図６】 三相交流発電機の回路を示すさらに別の実施例である。

【符号の説明】

１０ 三相交流発電機、 １２ 駆動軸、 １４ クローポールロータ、 １
６，１８ ポールディスク、 ２０，２２ クローポール、 ２４ ステータ、
２６ コイルパッケージ、 ２８，４４ コイル、 ２８′，２８″，２８′
″，４４′，４４″，４４′″ コイルストランド、 ３０ 溝、 ３２ ステ
ータ薄板コア、 ３３，４２，４２′，４２″，４２′″ コイル線材、 ３４
，３４′，３６，３６′，３８，３８′ 相接続端子、 ４０ 束導体、 Ｕ，
Ｕ′Ｕ″，Ｖ，Ｖ′，Ｖ″，Ｗ，Ｗ′，Ｗ″，Ｒ，Ｓ，Ｔ 相、 ｕ，ｕ′ｕ″
，ｖ，ｖ′，ｖ″，ｗ，ｗ′，ｗ″ 部分発電機電圧（相電圧）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H603 BB02 BB05 BB07 BB09 BB12 CA01 CA05 CB12 CC04 CD21 CE01 5H619 BB02 BB06 BB17 PP01 PP04 PP14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的な機械、特に三相交流発電機であって、回転する磁界
   によって貫通可能なコイルパッケージが設けられており、該コイルパッケージの
   複数のコイルがそれぞれ少なくとも１つの相に結線されており、該相で発電機電
   圧が取り出し可能であり、コイルが並列に巻かれた複数のコイル線材から形成さ
   れている形式のものにおいて、 １つの相（Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｕ′，Ｖ′，Ｗ′）の、並列に巻かれた少なくとも３
   つのコイル線材（３３，４２）のうちのそれぞれ少なくとも２つが、別個の相接
   続端子（３４，３６，３８，３４′，３６′，３８′）に結合されており、該相
   接続端子で、それぞれ１つの部分発電機電圧（ｕ，ｖ，ｗ，ｕ′，ｖ′，ｗ′）
   が取り出し可能であることを特徴とする、電気的な機械、特に三相交流発電機。
2. 【請求項２】 １つの相（Ｕ，Ｕ′；Ｖ，Ｖ′；Ｗ，Ｗ′）のコイル（２８
   ′，２８″，２８″′；４４′，４４″，４４′″）が、部分発電機電圧（ｕ，
   ｕ′；ｖ，ｖ′；ｗ，ｗ′）から生ぜしめられる全発電機電圧（ｕ″，ｖ″，ｗ
   ″）を取り出すために、直列接続可能である、請求項１記載の電気的な機械。
3. 【請求項３】 コイル（２８，４４）が共通の束導体（４０）によって形成
   されている、請求項１または２記載の電気的な機械。
4. 【請求項４】 コイル（２８）が主コイルを形成しており、コイル（４４）
   が補助コイルを形成している、請求項１から３までのいずれか１項記載の電気的
   な機械。
5. 【請求項５】 主コイル（２８）が並列接続された少なくとも２つのコイル
   線材（３３）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の電気的な
   機械。
6. 【請求項６】 補助コイル（４４）が少なくとも１つのコイル線材（４２）
   を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の電気的な機械。