JP2002291228A - 電源システム - Google Patents
電源システムInfo
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- JP2002291228A JP2002291228A JP2001089859A JP2001089859A JP2002291228A JP 2002291228 A JP2002291228 A JP 2002291228A JP 2001089859 A JP2001089859 A JP 2001089859A JP 2001089859 A JP2001089859 A JP 2001089859A JP 2002291228 A JP2002291228 A JP 2002291228A
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- power supply
- rotor
- supply system
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Abstract
(57)【要約】
【目的】自己発電により長時間電力を安定して供給する
ことができる電源システムを提供することを目的とす
る。 【構成】高BHMAXの永久磁石6を内設する回転子2
と、エアギャップを介してこれに同心的に配備される界
磁鉄心8と発電用の誘導コイル10が併設された界磁巻
線9からなる電機子7によって構成されたSGM(自己
発電型電動機)1と、そのSGM1の電力出力端に整流
器1aを介して電気二重層コンデンサ13を並列に接続
して電源システムを構成し、また、SGM1の誘導コイ
ル10に、回転子2が3000rpmで回転した時の電
流周波数に同調するコンデンサ10aを並列に接続し、
且つ界磁巻線9との位相を90度ずらすようにする。
ことができる電源システムを提供することを目的とす
る。 【構成】高BHMAXの永久磁石6を内設する回転子2
と、エアギャップを介してこれに同心的に配備される界
磁鉄心8と発電用の誘導コイル10が併設された界磁巻
線9からなる電機子7によって構成されたSGM(自己
発電型電動機)1と、そのSGM1の電力出力端に整流
器1aを介して電気二重層コンデンサ13を並列に接続
して電源システムを構成し、また、SGM1の誘導コイ
ル10に、回転子2が3000rpmで回転した時の電
流周波数に同調するコンデンサ10aを並列に接続し、
且つ界磁巻線9との位相を90度ずらすようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発電により電力を供給
する電源システムに関し、特に自己発電型電動機を用い
た電源システムに関するものである。
する電源システムに関し、特に自己発電型電動機を用い
た電源システムに関するものである。
【0002】
【従来技術と問題点】従来、家庭用電気機器の多くは、
家庭内に引き込まれているAC100Vの電源によって
動作しているが、今日において、その電機機器の一部の
ものは屋外を含めて何処でも使用できるようにと、機器
に所定の電源が内臓されて携帯できるようになっている
ものもある。その機器の一例としては、ノートパソコン
や携帯電話機等があり、これらの機器は動作用の電源と
して充電可能なバッテリーが内蔵され、そのバッテリー
から電力の供給を受けて動作できるようになっている。
家庭内に引き込まれているAC100Vの電源によって
動作しているが、今日において、その電機機器の一部の
ものは屋外を含めて何処でも使用できるようにと、機器
に所定の電源が内臓されて携帯できるようになっている
ものもある。その機器の一例としては、ノートパソコン
や携帯電話機等があり、これらの機器は動作用の電源と
して充電可能なバッテリーが内蔵され、そのバッテリー
から電力の供給を受けて動作できるようになっている。
【0003】しかし、このバッテリーは充電によって電
力を蓄えるものであり、また、瞬時に蓄えられるもので
はないため、ノートパソコンや携帯電話機等を携帯先で
使用する時には、常にバッテリーの蓄電残量を気にしな
ければならないのである。従って、ノートパソコンや携
帯電話機等の機器を使用した後は、内蔵するバッテリー
を充電して次の使用に備えておくのであるが、常に携帯
して使用する者にとっては非常に面倒である。
力を蓄えるものであり、また、瞬時に蓄えられるもので
はないため、ノートパソコンや携帯電話機等を携帯先で
使用する時には、常にバッテリーの蓄電残量を気にしな
ければならないのである。従って、ノートパソコンや携
帯電話機等の機器を使用した後は、内蔵するバッテリー
を充電して次の使用に備えておくのであるが、常に携帯
して使用する者にとっては非常に面倒である。
【0004】そして、家庭のAC100Vが停電してい
る場合にはそのバッテリーも充電できず、また、AC1
00Vでの機器の使用もできず、結果的にその機器は使
用することができなくなるのである。また、特にノート
パソコンの使用中にバッテリーの残量が少ないことを示
す警告が表示されたときなど、データ処理の中断を余儀
なくされるのである。このように、バッテリーによる電
源供給には幾つかの問題があるのである。
る場合にはそのバッテリーも充電できず、また、AC1
00Vでの機器の使用もできず、結果的にその機器は使
用することができなくなるのである。また、特にノート
パソコンの使用中にバッテリーの残量が少ないことを示
す警告が表示されたときなど、データ処理の中断を余儀
なくされるのである。このように、バッテリーによる電
源供給には幾つかの問題があるのである。
【0005】
【目的】本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもの
で、自己発電により長時間電力を安定して供給すること
ができる電源システムを提供することを目的とするもの
である。
で、自己発電により長時間電力を安定して供給すること
ができる電源システムを提供することを目的とするもの
である。
【0006】
【問題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、高BHMAXの永久磁石を内設する回転子に、エ
アギャップを介してこれに同心的に配備される界磁鉄心
と発電用の誘導コイルが併設された界磁巻線からなる電
機子により構成された自己発電型電動機と、その電動機
の電力出力端に整流手段を介して大容量コンデンサが並
列に接続されてなる電源システムであって、前記電動機
の誘導コイルには、回転子が所定の回転数で回転した時
の電流周波数に同調するコンデンサが並列に接続され、
且つ界磁巻線との位相が45度または90度ずれている
ことを特徴とする電源システムである。
ろは、高BHMAXの永久磁石を内設する回転子に、エ
アギャップを介してこれに同心的に配備される界磁鉄心
と発電用の誘導コイルが併設された界磁巻線からなる電
機子により構成された自己発電型電動機と、その電動機
の電力出力端に整流手段を介して大容量コンデンサが並
列に接続されてなる電源システムであって、前記電動機
の誘導コイルには、回転子が所定の回転数で回転した時
の電流周波数に同調するコンデンサが並列に接続され、
且つ界磁巻線との位相が45度または90度ずれている
ことを特徴とする電源システムである。
【0007】本発明を更に詳しく説明すると、自己発電
型電動機とは発電機能を有した直流電動機であり、その
発電は電機子の界磁巻線に併設された誘導コイルによっ
て行われる。そして、電動機の入力側には制御用のコン
トローラ、また、発電の出力側には発電された交流を直
流に変換するためのダイオード等からなる整流手段が設
けられている。回転子は、回転軸と永久磁石の回転子鉄
心とさらにこれに高BHMAXの磁性材料が内設されて
なり、磁極は、2極・4極・6極など特に限定されるも
のではない。また、回転子は円筒状に構成され、磁極の
周面は一様な円弧面または突極状になっている。そし
て、この回転子に高BHMAXの永久磁石が内設されて
おり、その永久磁石は、偏平にすると共にその厚さを2
mmから4mm程度にするのがよい。また、永久磁石の
極性は磁極の極性に一致させる。
型電動機とは発電機能を有した直流電動機であり、その
発電は電機子の界磁巻線に併設された誘導コイルによっ
て行われる。そして、電動機の入力側には制御用のコン
トローラ、また、発電の出力側には発電された交流を直
流に変換するためのダイオード等からなる整流手段が設
けられている。回転子は、回転軸と永久磁石の回転子鉄
心とさらにこれに高BHMAXの磁性材料が内設されて
なり、磁極は、2極・4極・6極など特に限定されるも
のではない。また、回転子は円筒状に構成され、磁極の
周面は一様な円弧面または突極状になっている。そし
て、この回転子に高BHMAXの永久磁石が内設されて
おり、その永久磁石は、偏平にすると共にその厚さを2
mmから4mm程度にするのがよい。また、永久磁石の
極性は磁極の極性に一致させる。
【0008】回転子の高BHMAXの永久磁石とは、B
HMAX値が少なくとも40MGOe以上のものであ
る。この永久磁石に用いる磁性材料としては、本出願人
が開発したCo−Fe−Yを内層とし、Fe−Nd−B
を外層にした2重構造の磁石が望ましい。しかし、上述
の条件を満たす限り如何なる磁石でもよい。その回転子
に用いる永久磁石は、回転子に鉄芯を入れている場合は
永久磁石のBHMAX値が少なくとも40MGOeから
60MGOeのものが望ましい。また、回転子に鉄芯を
入れていない空芯の場合は永久磁石のBHMAX値が少
なくとも60MGOeから100MGOeのものが望ま
しい。
HMAX値が少なくとも40MGOe以上のものであ
る。この永久磁石に用いる磁性材料としては、本出願人
が開発したCo−Fe−Yを内層とし、Fe−Nd−B
を外層にした2重構造の磁石が望ましい。しかし、上述
の条件を満たす限り如何なる磁石でもよい。その回転子
に用いる永久磁石は、回転子に鉄芯を入れている場合は
永久磁石のBHMAX値が少なくとも40MGOeから
60MGOeのものが望ましい。また、回転子に鉄芯を
入れていない空芯の場合は永久磁石のBHMAX値が少
なくとも60MGOeから100MGOeのものが望ま
しい。
【0009】また、回転子は好適な電子部品から構成さ
れたブラシレス制御機構のブラシレス制御回路の制御に
よって回転する。そのブラシレス制御回路を構成する電
子部品としては、磁気センサーとしてMR素子・ホール
素子・リードスイッチ・磁気ダイオード・磁気トランジ
スタ等であり、その出力信号で界磁巻線が適宜励磁され
て回転子が回転する。その回転子の周囲には、エアギャ
ップを介してこれに同心的に配備される界磁鉄心と発電
用の誘導コイルが併設された界磁巻線からなる電機子が
設けられる。そして、この電機子の界磁鉄心には、回転
子の軸と平行に高BHMAXの永久磁石を内設するのが
望ましい。
れたブラシレス制御機構のブラシレス制御回路の制御に
よって回転する。そのブラシレス制御回路を構成する電
子部品としては、磁気センサーとしてMR素子・ホール
素子・リードスイッチ・磁気ダイオード・磁気トランジ
スタ等であり、その出力信号で界磁巻線が適宜励磁され
て回転子が回転する。その回転子の周囲には、エアギャ
ップを介してこれに同心的に配備される界磁鉄心と発電
用の誘導コイルが併設された界磁巻線からなる電機子が
設けられる。そして、この電機子の界磁鉄心には、回転
子の軸と平行に高BHMAXの永久磁石を内設するのが
望ましい。
【0010】その発電用の誘導コイルは、界磁巻線にで
きるだけ近い位置で併設するのが望ましく、また、この
誘導コイルに、回転子が所定の回転数で回転した時の電
流周波数に同調するコンデンサを並列に接続するのが望
ましい。そして、同調させる回転子の回転数は2000
rpmから4000rpm程度の間にするのがよいが、
望ましくは3000rpmとするのがよい。また、誘導
コイルは界磁巻線との位相を45度または90度ずらす
のがよく、望ましくは90度ずらすのがよい。
きるだけ近い位置で併設するのが望ましく、また、この
誘導コイルに、回転子が所定の回転数で回転した時の電
流周波数に同調するコンデンサを並列に接続するのが望
ましい。そして、同調させる回転子の回転数は2000
rpmから4000rpm程度の間にするのがよいが、
望ましくは3000rpmとするのがよい。また、誘導
コイルは界磁巻線との位相を45度または90度ずらす
のがよく、望ましくは90度ずらすのがよい。
【0011】そして、この自己発電型電動機の電力出力
端には、整流手段を介して大容量コンデンサが並列に接
続される。整流手段も特に限定しない。この大容量コン
デンサは、使用環境に適合する仕様のものであれば何で
もよいが、電気二重層コンデンサを用いるのがよい。特
に本出願人が開発した電気二重層コンデンサが適してお
り、適宜好適な容量のものを用いればよい。一般的に電
気二重層コンデンサとは、分極性電極と集電極とからな
る正負の電極と、それらの電極の間に電解液とセパレー
タまたは電解液を含浸するセパレータが介在されている
コンデンサである。
端には、整流手段を介して大容量コンデンサが並列に接
続される。整流手段も特に限定しない。この大容量コン
デンサは、使用環境に適合する仕様のものであれば何で
もよいが、電気二重層コンデンサを用いるのがよい。特
に本出願人が開発した電気二重層コンデンサが適してお
り、適宜好適な容量のものを用いればよい。一般的に電
気二重層コンデンサとは、分極性電極と集電極とからな
る正負の電極と、それらの電極の間に電解液とセパレー
タまたは電解液を含浸するセパレータが介在されている
コンデンサである。
【0012】詳しくは、分極性電極はヤシガラ等の活性
炭を混練することにより作られ、普通それはシート状に
形成されている。その分極性電極は外部引き出しのリー
ド線が接続されており、白金の薄板・アルミ・ステンレ
ス等の金属からなる集電極に貼り付けられている。ま
た、集電極は、一方が正電極に他方が負電極になり、そ
の間に電解液とセパレータまたは電解液を含浸するセパ
レータが介在され、電気二重層コンデンサが構成され
る。
炭を混練することにより作られ、普通それはシート状に
形成されている。その分極性電極は外部引き出しのリー
ド線が接続されており、白金の薄板・アルミ・ステンレ
ス等の金属からなる集電極に貼り付けられている。ま
た、集電極は、一方が正電極に他方が負電極になり、そ
の間に電解液とセパレータまたは電解液を含浸するセパ
レータが介在され、電気二重層コンデンサが構成され
る。
【0013】本出願人が開発した電気二重層コンデンサ
とは、前記分極性電極が、1000m2/gから300
0m2/gの比表面積を有するコーヒー豆の活性炭から
形成されており、また、負電極側となる集電極に高BH
MAX値のCo−Fe−Yを内層とし、Fe−Nd−B
を外層にした2重構造の永久磁石が埋設されたものであ
る。その活性炭は、基本的には粒状にして使用される
が、これをポリテトラ・フルオロエチレン等のバインダ
ーを用いて混練してシート状にし、それをアルミニウム
等の集電極に重ねて巻き上げて製造される。また、フェ
ノール樹脂を混入してプレス加工し、加熱炭化させて焼
結して電極に形成してもよい。そして、2重構造の永久
磁石は、1mm程度の厚みに形成されて集電極に埋設さ
れる。
とは、前記分極性電極が、1000m2/gから300
0m2/gの比表面積を有するコーヒー豆の活性炭から
形成されており、また、負電極側となる集電極に高BH
MAX値のCo−Fe−Yを内層とし、Fe−Nd−B
を外層にした2重構造の永久磁石が埋設されたものであ
る。その活性炭は、基本的には粒状にして使用される
が、これをポリテトラ・フルオロエチレン等のバインダ
ーを用いて混練してシート状にし、それをアルミニウム
等の集電極に重ねて巻き上げて製造される。また、フェ
ノール樹脂を混入してプレス加工し、加熱炭化させて焼
結して電極に形成してもよい。そして、2重構造の永久
磁石は、1mm程度の厚みに形成されて集電極に埋設さ
れる。
【0014】そして、本電源システムの自己発電型電動
機は、その初期始動においては適宜好適手段により始動
すればよいが、その始動を大容量コンデンサの電力によ
り行うようにしてもよい。その場合、大容量コンデンサ
を充電するための充電手段を、適宜システム回路内に設
けてもよい。また、充電器は好適なものを用いればよ
い。
機は、その初期始動においては適宜好適手段により始動
すればよいが、その始動を大容量コンデンサの電力によ
り行うようにしてもよい。その場合、大容量コンデンサ
を充電するための充電手段を、適宜システム回路内に設
けてもよい。また、充電器は好適なものを用いればよ
い。
【0015】また、大容量コンデンサの後段に充電可能
なバッテリーを並列に接続し、そのバッテリーにDC−
ACコンバータを並列に接続してもよい。これにより、
DC−ACコンバータによってDCがACに変換されて
AC100Vの出力が得られる。バッテリーまたDC−
ACコンバータは好適なものを用いればよい。また、自
己発電型電動機は、その初期始動においては適宜好適手
段により始動すればよいが、その始動を充電可能なバッ
テリーにより行うようにしてもよい。その場合、充電可
能なバッテリーを充電するための好適な充電手段を、適
宜システム回路内に設けてもよい。
なバッテリーを並列に接続し、そのバッテリーにDC−
ACコンバータを並列に接続してもよい。これにより、
DC−ACコンバータによってDCがACに変換されて
AC100Vの出力が得られる。バッテリーまたDC−
ACコンバータは好適なものを用いればよい。また、自
己発電型電動機は、その初期始動においては適宜好適手
段により始動すればよいが、その始動を充電可能なバッ
テリーにより行うようにしてもよい。その場合、充電可
能なバッテリーを充電するための好適な充電手段を、適
宜システム回路内に設けてもよい。
【0016】
【作用】本発明の電源システムは以上のように構成され
ているので、先ず充電手段により大容量コンデンサを充
電して、この充電された電力で自己発電型電動機を起動
する。その電動機の回転すなわち回転子がブラシレス制
御回路による界磁巻線の励磁制御により回転する。そし
て、電機子の界磁巻線に併設されている誘導コイルを、
その回転子が横切ることにより誘導コイルが励磁されて
誘導電流が流れる。すなわち、交流電力が発電され、こ
の交流電力は整流手段により直流電力に変換されて出力
される。
ているので、先ず充電手段により大容量コンデンサを充
電して、この充電された電力で自己発電型電動機を起動
する。その電動機の回転すなわち回転子がブラシレス制
御回路による界磁巻線の励磁制御により回転する。そし
て、電機子の界磁巻線に併設されている誘導コイルを、
その回転子が横切ることにより誘導コイルが励磁されて
誘導電流が流れる。すなわち、交流電力が発電され、こ
の交流電力は整流手段により直流電力に変換されて出力
される。
【0017】出力された直流電力は、一部が自己発電型
電動機の駆動用電力として供給される。また、この電力
は電動機の入力に際して減衰が補われて入力されるた
め、その電動機は一定の回転速度を保つことができる。
その他の電力は、ノートパソコンや携帯電話機等の駆動
電力として大容量コンデンサに電力が蓄えられつつそれ
らの機器に供給される。
電動機の駆動用電力として供給される。また、この電力
は電動機の入力に際して減衰が補われて入力されるた
め、その電動機は一定の回転速度を保つことができる。
その他の電力は、ノートパソコンや携帯電話機等の駆動
電力として大容量コンデンサに電力が蓄えられつつそれ
らの機器に供給される。
【0018】また、大容量コンデンサの後段に充電可能
なバッテリーを並列に接続し、さらにそのバッテリーに
DC−ACコンバータを並列に接続した電源供給システ
ムでは、先ず充電手段によりバッテリーを充電して、こ
の充電された電力で自己発電型電動機を起動する。その
電動機の回転すなわち回転子がブラシレス制御回路によ
る界磁巻線の励磁制御により回転する。そして、電機子
の界磁巻線に併設されている誘導コイルを、その回転子
が横切ることにより誘導コイルが励磁されて誘導電流が
流れる。すなわち、交流電力が発電され、この交流電力
は整流手段により直流電力に変換されて出力される。
なバッテリーを並列に接続し、さらにそのバッテリーに
DC−ACコンバータを並列に接続した電源供給システ
ムでは、先ず充電手段によりバッテリーを充電して、こ
の充電された電力で自己発電型電動機を起動する。その
電動機の回転すなわち回転子がブラシレス制御回路によ
る界磁巻線の励磁制御により回転する。そして、電機子
の界磁巻線に併設されている誘導コイルを、その回転子
が横切ることにより誘導コイルが励磁されて誘導電流が
流れる。すなわち、交流電力が発電され、この交流電力
は整流手段により直流電力に変換されて出力される。
【0019】出力された直流電力は、一部が自己発電型
電動機の駆動用電力として供給される。また、この電力
は電動機の入力に際して減衰が補われて入力されるた
め、その電動機は一定の回転速度を保つことができる。
その他の電力は、大容量コンデンサに蓄えられる。そし
て、その大容量コンデンサに蓄えられた電力は、バッテ
リーにDC−ACコンバータを介して接続された機器の
使用によりバッテリーの電圧が低下したとき、そのバッ
テリーを充電するために使用される。また、これにより
大容量コンデンサの電力が低下すると、その低下した分
が自己発電型電動機の発電により補われる。
電動機の駆動用電力として供給される。また、この電力
は電動機の入力に際して減衰が補われて入力されるた
め、その電動機は一定の回転速度を保つことができる。
その他の電力は、大容量コンデンサに蓄えられる。そし
て、その大容量コンデンサに蓄えられた電力は、バッテ
リーにDC−ACコンバータを介して接続された機器の
使用によりバッテリーの電圧が低下したとき、そのバッ
テリーを充電するために使用される。また、これにより
大容量コンデンサの電力が低下すると、その低下した分
が自己発電型電動機の発電により補われる。
【0020】
【実施例】本発明の電源システムを以下図面に従って説
明すると、図1は、本発明に係わる電源システムの回路
図であり、1は自己発電型電動機すなわちSGMで、電
動機の入力側には制御用のコントローラ1a、また、発
電の出力側には発電された交流を直流に変換するための
整流器1bが設けられる。SGM1で発電された電力
は、整流器1bにより直流電力に変換されて出力され、
その一部がコントローラ1aを介してSGM1に入力さ
れる。また、その他の電力は、電気二重層コンデンサ1
3にその電力が蓄えられつつ出力される。22は電気二
重層コンデンサ13の充電器である。
明すると、図1は、本発明に係わる電源システムの回路
図であり、1は自己発電型電動機すなわちSGMで、電
動機の入力側には制御用のコントローラ1a、また、発
電の出力側には発電された交流を直流に変換するための
整流器1bが設けられる。SGM1で発電された電力
は、整流器1bにより直流電力に変換されて出力され、
その一部がコントローラ1aを介してSGM1に入力さ
れる。また、その他の電力は、電気二重層コンデンサ1
3にその電力が蓄えられつつ出力される。22は電気二
重層コンデンサ13の充電器である。
【0021】図2は、同調回路を示す図であり、SGM
1の誘導コイル10には、回転子2が3000rpmで
回転した時の電流周波数に同調するコンデンサ10aが
並列に接続されている。図3は、発電電圧と回転率との
関係を示す図である。
1の誘導コイル10には、回転子2が3000rpmで
回転した時の電流周波数に同調するコンデンサ10aが
並列に接続されている。図3は、発電電圧と回転率との
関係を示す図である。
【0022】図4は、位相の関係を示す図であり、同調
用のコンデンサ10aが並列に接続されている誘導コイ
ル10は、界磁巻線9との位相が90度ずらされてい
る。図5は、ドライブ波形との関係を示す図である。
用のコンデンサ10aが並列に接続されている誘導コイ
ル10は、界磁巻線9との位相が90度ずらされてい
る。図5は、ドライブ波形との関係を示す図である。
【0023】図6は、永久磁石の厚さと磁束率との関係
を示す図であり、永久磁石は回転子2に内設される高B
HMAXの磁石であり、図の磁束率との関係から2.0
mmから4.0mmまでの厚さが好適であることが分か
る。
を示す図であり、永久磁石は回転子2に内設される高B
HMAXの磁石であり、図の磁束率との関係から2.0
mmから4.0mmまでの厚さが好適であることが分か
る。
【0024】図7は、AC100Vを得るときの電源シ
ステムの回路図であり、電気二重層コンデンサ13に充
電可能なバッテリー24が並列に接続され、さらにその
バッテリー24にDC−ACコンバータ25が並列に接
続される。SGM1で発電された電力は、整流器1bに
より直流電力に変換されて出力され、その一部がコント
ローラ1aを介してSGM1に入力される。また、その
他の電力は、電気二重層コンデンサ13に蓄えられる。
ステムの回路図であり、電気二重層コンデンサ13に充
電可能なバッテリー24が並列に接続され、さらにその
バッテリー24にDC−ACコンバータ25が並列に接
続される。SGM1で発電された電力は、整流器1bに
より直流電力に変換されて出力され、その一部がコント
ローラ1aを介してSGM1に入力される。また、その
他の電力は、電気二重層コンデンサ13に蓄えられる。
【0025】その電気二重層コンデンサ13に蓄えられ
た電力は、バッテリー24にDC−ACコンバータ25
を介して接続されている機器の使用によりバッテリー2
4の電圧が低下したとき、そのバッテリー24を充電す
るために使用される。また、これにより電気二重層コン
デンサ13の電力が低下すると、その低下した分がSG
M1の発電により補われる。制御はコントローラ1aに
よって行われる。23はバッテリー24の充電器であ
る。
た電力は、バッテリー24にDC−ACコンバータ25
を介して接続されている機器の使用によりバッテリー2
4の電圧が低下したとき、そのバッテリー24を充電す
るために使用される。また、これにより電気二重層コン
デンサ13の電力が低下すると、その低下した分がSG
M1の発電により補われる。制御はコントローラ1aに
よって行われる。23はバッテリー24の充電器であ
る。
【0026】図8は、自己発電型電動機の断面図であ
り、1はSGM(自己発電型電動機)、2は回転子、3
は回転子2の回転軸、4は回転子2の永久磁石からなる
回転子鉄心、6は内設される偏平の高BHMAXの永久
磁石である。この永久磁石6は、Co−Fe−Yを内層
とし、Fe−Nd−Bを外層にした2重構造の磁石であ
って、BHMAX値が40MGOe以上のものであると
共に、2mmから4mmの厚さのものである。
り、1はSGM(自己発電型電動機)、2は回転子、3
は回転子2の回転軸、4は回転子2の永久磁石からなる
回転子鉄心、6は内設される偏平の高BHMAXの永久
磁石である。この永久磁石6は、Co−Fe−Yを内層
とし、Fe−Nd−Bを外層にした2重構造の磁石であ
って、BHMAX値が40MGOe以上のものであると
共に、2mmから4mmの厚さのものである。
【0027】そして、回転子2に鉄芯が入れられている
場合は、永久磁石6のBHMAX値を40MGOeから
60MGOeとする。また、回転子2に鉄芯を入れない
空芯の場合は、永久磁石6のBHMAX値を60MGO
eから100MGOeとする。7は電機子で、界磁鉄心
8と発電用の誘導コイル10が併設された界磁巻線9か
らなり、界磁鉄心8には、偏平の高BHMAXの永久磁
石11が内設される。
場合は、永久磁石6のBHMAX値を40MGOeから
60MGOeとする。また、回転子2に鉄芯を入れない
空芯の場合は、永久磁石6のBHMAX値を60MGO
eから100MGOeとする。7は電機子で、界磁鉄心
8と発電用の誘導コイル10が併設された界磁巻線9か
らなり、界磁鉄心8には、偏平の高BHMAXの永久磁
石11が内設される。
【0028】図9は、回転子の正面図であり、2は回転
子、3は回転子2の回転軸、4は回転子2の永久磁石か
らなる回転子鉄心、5は回転子2の磁極、6は内設され
る偏平の高BHMAXの永久磁石である。図10は、高
BHMAXの永久磁石の斜視図である。
子、3は回転子2の回転軸、4は回転子2の永久磁石か
らなる回転子鉄心、5は回転子2の磁極、6は内設され
る偏平の高BHMAXの永久磁石である。図10は、高
BHMAXの永久磁石の斜視図である。
【0029】図11は、電機子の正面図であり、7は電
機子、8は界磁鉄心、9は界磁巻線、10は誘導コイル
である。12はブラシレス制御回路の機構部品であるホ
ール素子である。ブラシレス制御とは、ある位置の電機
子7の界磁巻線9を励磁させ、これにより、回転子2の
任意の磁極5を吸引する一方、回転子2の磁極5の通過
を磁気センサーで検知し、その出力で次の界磁巻線9を
消磁させる。この動作を繰り返すことによって回転子2
を回転させるものである。
機子、8は界磁鉄心、9は界磁巻線、10は誘導コイル
である。12はブラシレス制御回路の機構部品であるホ
ール素子である。ブラシレス制御とは、ある位置の電機
子7の界磁巻線9を励磁させ、これにより、回転子2の
任意の磁極5を吸引する一方、回転子2の磁極5の通過
を磁気センサーで検知し、その出力で次の界磁巻線9を
消磁させる。この動作を繰り返すことによって回転子2
を回転させるものである。
【0030】図12は、電気二重層コンデンサの構造図
であり、13は電気二重層コンデンサ、14は集極性電
極、15は分極性電極である。16は正極、17は負極
であり、その負極17にはCo−Fe−Yを内層とし、
Fe−Nd−Bを外層にした2重構造の高BHMAXの
永久磁石18が埋設されている。19は電解液、20は
セパレータ、21は集極性電極14に接続されているリ
ード線である。そして、正極16と負極17に電圧が印
加されて充電電流が流れると、電解液19中の正イオン
が負極17の表面に引き付けられ、また、負イオンが正
極16の表面に引き付けられて充電が進行する。
であり、13は電気二重層コンデンサ、14は集極性電
極、15は分極性電極である。16は正極、17は負極
であり、その負極17にはCo−Fe−Yを内層とし、
Fe−Nd−Bを外層にした2重構造の高BHMAXの
永久磁石18が埋設されている。19は電解液、20は
セパレータ、21は集極性電極14に接続されているリ
ード線である。そして、正極16と負極17に電圧が印
加されて充電電流が流れると、電解液19中の正イオン
が負極17の表面に引き付けられ、また、負イオンが正
極16の表面に引き付けられて充電が進行する。
【0031】
【効果】本発明の電源システム以上のように、自己発電
型電動機の回転子にBHMAX値が少なくとも40MG
Oe以上の永久磁石を用いると共に、電機子の界磁巻線
に併設した誘導コイルに回転子が3000rpmで回転
した時の電流周波数に同調するコンデンサを並列に接続
し、且つ誘導コイルの界磁巻線との位相を90度ずらし
ているので、同調により出力インピーダンスは低下し、
且つ位相をずらしたことで回転子の回転が減速すること
もなく、高効率の発電をすることができる。
型電動機の回転子にBHMAX値が少なくとも40MG
Oe以上の永久磁石を用いると共に、電機子の界磁巻線
に併設した誘導コイルに回転子が3000rpmで回転
した時の電流周波数に同調するコンデンサを並列に接続
し、且つ誘導コイルの界磁巻線との位相を90度ずらし
ているので、同調により出力インピーダンスは低下し、
且つ位相をずらしたことで回転子の回転が減速すること
もなく、高効率の発電をすることができる。
【0032】また、初期始動後は自己が発電した電力を
使用して長時間の運転が可能であるため、電力を長時間
安定して供給することができる。そして、その発電され
た電力は電気二重層コンデンサによって余すことなく蓄
えておくことができる。さらに、大容量コンデンサの後
段に充電可能なバッテリーを並列に接続し、そのバッテ
リーにDC−ACコンバータを並列に接続した電源シス
テムでは、DC−ACコンバータによってDCがACに
変換されてAC100Vの出力を得ることができる。
使用して長時間の運転が可能であるため、電力を長時間
安定して供給することができる。そして、その発電され
た電力は電気二重層コンデンサによって余すことなく蓄
えておくことができる。さらに、大容量コンデンサの後
段に充電可能なバッテリーを並列に接続し、そのバッテ
リーにDC−ACコンバータを並列に接続した電源シス
テムでは、DC−ACコンバータによってDCがACに
変換されてAC100Vの出力を得ることができる。
【図1】 本発明に係わる電源システムの回路図
【図2】 同調回路を示す図
【図3】 発電電圧と回転率との関係を示す図
【図4】 位相の関係を示す図
【図5】 ドライブ波形との関係を示す図
【図6】 永久磁石の厚さと磁束率との関係を示す図
【図7】 AC100Vを得るときの電源システムの回
路図
路図
【図8】 自己発電型電動機の断面図
【図9】 回転子の正面図
【図10】 高BHMAXの永久磁石の斜視図
【図11】 電機子の正面図
【図12】 電気二重層コンデンサの構造図
1−SGM,1a−コントローラ,1b−整流器,2−
回転子,3−回転軸,4−回転子鉄心,5−磁極,6−
永久磁石,7−電機子,8−界磁鉄心,9−界磁巻線,
10−誘導コイル,10a−コンデンサ,11−永久磁
石,12−ホール素子,13−電気二重層コンデンサ,
14−分極性電極,15−集極性電極,16−正極,1
7−負極,18−永久磁石,19−電解液,20−セパ
レータ,21−リード線,22−充電器,23−充電
器,24−バッテリー,25−DC−ACコンバータ
回転子,3−回転軸,4−回転子鉄心,5−磁極,6−
永久磁石,7−電機子,8−界磁鉄心,9−界磁巻線,
10−誘導コイル,10a−コンデンサ,11−永久磁
石,12−ホール素子,13−電気二重層コンデンサ,
14−分極性電極,15−集極性電極,16−正極,1
7−負極,18−永久磁石,19−電解液,20−セパ
レータ,21−リード線,22−充電器,23−充電
器,24−バッテリー,25−DC−ACコンバータ
Claims (9)
- 【請求項1】高BHMAXの永久磁石を内設する回転子
に、エアギャップを介してこれに同心的に配備される界
磁鉄心と発電用の誘導コイルが併設された界磁巻線から
なる電機子により構成された自己発電型電動機と、その
電動機の電力出力端に整流手段を介して大容量コンデン
サが並列に接続されてなる電源システムであって、前記
電動機の誘導コイルには、回転子が所定の回転数で回転
した時の電流周波数に同調するコンデンサが並列に接続
され、且つ界磁巻線との位相が45度または90度ずれ
ていることを特徴とする電源システム - 【請求項2】前記高BHMAXの永久磁石が偏平であ
り、且つその厚さが2mmから4mmであることを特徴
とする請求項1の電源システム - 【請求項3】前記高BHMAXの永久磁石のBHMAX
値が40MGOeから60MGOeであることを特徴と
する請求項1の電源システム - 【請求項4】前記高BHMAXの永久磁石のBHMAX
値が60MGOeから100MGOeであることを特徴
とする請求項1の電源システム - 【請求項5】前記電機子の界磁鉄心に高BHMAXの永
久磁石を内設していることを特徴とする請求項1の電源
システム - 【請求項6】前記大容量コンデンサが電気二重層コンデ
ンサであることを特徴とする請求項1の電源システム - 【請求項7】前記大容量コンデンサの充電手段がシステ
ム回路内に設けられていることを特徴とする請求項1の
電源システム - 【請求項8】前記大容量コンデンサの後段に充電可能な
バッテリーが並列に接続され、さらにそのバッテリーに
DC−ACコンバータが並列に接続されていることを特
徴とする請求項1の電源システム - 【請求項9】前記バッテリーの充電手段がシステム回路
内に設けられていることを特徴とする請求項8の電源シ
ステム
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001089859A JP2002291228A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001089859A JP2002291228A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 電源システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002291228A true JP2002291228A (ja) | 2002-10-04 |
Family
ID=18944724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001089859A Pending JP2002291228A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 電源システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002291228A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005245079A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Kohei Minato | 磁力回転式モータ発電機 |
JP2009296869A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-12-17 | Isamu Takehara | 発電電動機 |
WO2015142084A1 (ko) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 구제현 | 직류 전동기 및 발전기 |
TWI636642B (zh) * | 2017-11-24 | 2018-09-21 | 具齊鉉 | 電磁鐵用於軸旋轉的裝置 |
CN109889020A (zh) * | 2017-11-27 | 2019-06-14 | 具齐铉 | 电磁铁用于轴旋转的装置 |
JP2021027598A (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 上田 ゆり香 | モータ及びこれを用いた発電システム |
-
2001
- 2001-03-27 JP JP2001089859A patent/JP2002291228A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005245079A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Kohei Minato | 磁力回転式モータ発電機 |
KR101140833B1 (ko) * | 2004-02-25 | 2012-05-03 | 노부에 미나또 | 자력 회전식 모터 |
JP2009296869A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-12-17 | Isamu Takehara | 発電電動機 |
WO2015142084A1 (ko) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 구제현 | 직류 전동기 및 발전기 |
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JP2021027598A (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 上田 ゆり香 | モータ及びこれを用いた発電システム |
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