JP2002300760A - 電動機・発電機、及び、その電力貯蔵・電圧制御方法 - Google Patents
電動機・発電機、及び、その電力貯蔵・電圧制御方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
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- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】誘起電圧を適正な範囲に制御して維持するこ
と。 【解決手段】ステータ１と、ステータ１から受ける磁気
的相互作用によりステータ１に対して相対的に回転力を
受けるロータ３と、ステータ１のアキシャル方向位置を
ロータ３に対して調整する位置調整器１６とから構成さ
れている。ロータ３とステータ１との間の磁気的相互作
用力を可変化することができる。このような可変化は、
ステータ１の誘起電圧のような電気的・磁気的な多様な
出力変数をロータの回転数、ステータ巻線の供給電流の
ような制御変数から独立させて制御することに対応し、
発電機、電動機・発電機の新しい技術的展開を可能に
し、特に、超電導軸受型フライホイール式電力貯蔵を最
適化する。ステータはコアレスであることが好ましい。
位置調整器１６がアキシャル方向位置を任意の位置で固
定するロック機能を有することは非常に重要である。超
電導軸受・フライホイール型電力貯蔵のために特に好適
に利用され得る。
と。 【解決手段】ステータ１と、ステータ１から受ける磁気
的相互作用によりステータ１に対して相対的に回転力を
受けるロータ３と、ステータ１のアキシャル方向位置を
ロータ３に対して調整する位置調整器１６とから構成さ
れている。ロータ３とステータ１との間の磁気的相互作
用力を可変化することができる。このような可変化は、
ステータ１の誘起電圧のような電気的・磁気的な多様な
出力変数をロータの回転数、ステータ巻線の供給電流の
ような制御変数から独立させて制御することに対応し、
発電機、電動機・発電機の新しい技術的展開を可能に
し、特に、超電導軸受型フライホイール式電力貯蔵を最
適化する。ステータはコアレスであることが好ましい。
位置調整器１６がアキシャル方向位置を任意の位置で固
定するロック機能を有することは非常に重要である。超
電導軸受・フライホイール型電力貯蔵のために特に好適
に利用され得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機・発電機、
及び、その電力貯蔵・電圧制御方法に関し、特に、超電
導軸受・フライホイール型電力貯蔵のための電動機・発
電機、及び、その電力貯蔵・電圧制御方法に関する。
及び、その電力貯蔵・電圧制御方法に関し、特に、超電
導軸受・フライホイール型電力貯蔵のための電動機・発
電機、及び、その電力貯蔵・電圧制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動機、発電機のような電磁誘導回転機
は、従来、磁束の通り道となる磁路をステータ中に形成
している。その磁気路は、鉄心磁性体によって形成され
る。鉄心は、鉄損が発生するが、磁束を生成するステー
タとステータに対して相対的に回転するロータ中の永久
磁石との磁気的相互作用力を最大化することが重要であ
って、従来、鉄心は必要不可欠であった。最近の永久磁
石の進歩は、そのような鉄心を不要化する。鉄心を用い
ないコアレス回転機は、特開平８−１２６２７５号で知
られている。
は、従来、磁束の通り道となる磁路をステータ中に形成
している。その磁気路は、鉄心磁性体によって形成され
る。鉄心は、鉄損が発生するが、磁束を生成するステー
タとステータに対して相対的に回転するロータ中の永久
磁石との磁気的相互作用力を最大化することが重要であ
って、従来、鉄心は必要不可欠であった。最近の永久磁
石の進歩は、そのような鉄心を不要化する。鉄心を用い
ないコアレス回転機は、特開平８−１２６２７５号で知
られている。
【０００３】鉄損がないこのようなコアレス回転機は、
電動機と発電機と単一化されエネルギーの入力機であり
且つエネルギーの出力機である電力貯蔵用の電動機・発
電機又は発電機・電動機として用いられる場合に特に有
効である。回転エネルギーである運動エネルギーを長時
間的に保存することが要求される電動機・発電機は、鉄
損に限られず、多様な損失原因が除かれることが望まし
い。損失原因としては、鉄損の他に、軸受抵抗摩擦、空
気抵抗摩擦がある。空気抵抗摩擦による損失は、回転機
械を真空化室に配置することにより有効に軽減され得
る。軸受抵抗摩擦による損失は、軸受を機械的軸受から
磁気軸受に代替することにより有効に軽減される。
電動機と発電機と単一化されエネルギーの入力機であり
且つエネルギーの出力機である電力貯蔵用の電動機・発
電機又は発電機・電動機として用いられる場合に特に有
効である。回転エネルギーである運動エネルギーを長時
間的に保存することが要求される電動機・発電機は、鉄
損に限られず、多様な損失原因が除かれることが望まし
い。損失原因としては、鉄損の他に、軸受抵抗摩擦、空
気抵抗摩擦がある。空気抵抗摩擦による損失は、回転機
械を真空化室に配置することにより有効に軽減され得
る。軸受抵抗摩擦による損失は、軸受を機械的軸受から
磁気軸受に代替することにより有効に軽減される。
【０００４】磁気軸受で支持されるロータ軸、特に、機
械的無接触ロータ軸受は、ラジアル方向に偏心し得る。
ロータ軸がラジアル方向に偏心すれば、ステータ側コイ
ルとロータ側磁石の間の回転的平衡が破れ、その磁気軸
受のラジアル方向の支持力が大幅に増大し、磁気吸引力
と磁気軸受支持力とに基づいて、機械的振動発振が誘起
される。このような発振は、好ましくない。コアレス回
転機は、このような発振の抑制にも有効である。
械的無接触ロータ軸受は、ラジアル方向に偏心し得る。
ロータ軸がラジアル方向に偏心すれば、ステータ側コイ
ルとロータ側磁石の間の回転的平衡が破れ、その磁気軸
受のラジアル方向の支持力が大幅に増大し、磁気吸引力
と磁気軸受支持力とに基づいて、機械的振動発振が誘起
される。このような発振は、好ましくない。コアレス回
転機は、このような発振の抑制にも有効である。
【０００５】コアレス回転機のロータ永久磁石の回転に
よる磁束の変化は、ステータ巻線に僅かに渦電流を生成
する。このような渦電流の生成は、ステータ巻線にリッ
ツ巻線（特開平８−１２６２７５号参照）を用いること
によって作成できるが厳密には回避され得ない。夜間に
電力を貯めて昼間にその電力を放出するような長時間保
存の用途で用いられる電動機・発電機では、僅かな電力
損失の発生は致命的によくない。誘起電圧が回転数に比
例して上昇する回転機は、その回転数が低い場合にその
誘起電圧が低くて入出力動作が有効化せず、逆に、その
回転数が高い場合にその誘起電圧が高くなり過ぎて、発
電機巻線だけでなく電力変換器のような電気的機器構成
要素の耐圧を越えて機器損傷を招く恐れがある。
よる磁束の変化は、ステータ巻線に僅かに渦電流を生成
する。このような渦電流の生成は、ステータ巻線にリッ
ツ巻線（特開平８−１２６２７５号参照）を用いること
によって作成できるが厳密には回避され得ない。夜間に
電力を貯めて昼間にその電力を放出するような長時間保
存の用途で用いられる電動機・発電機では、僅かな電力
損失の発生は致命的によくない。誘起電圧が回転数に比
例して上昇する回転機は、その回転数が低い場合にその
誘起電圧が低くて入出力動作が有効化せず、逆に、その
回転数が高い場合にその誘起電圧が高くなり過ぎて、発
電機巻線だけでなく電力変換器のような電気的機器構成
要素の耐圧を越えて機器損傷を招く恐れがある。
【０００６】誘起電圧を適正な範囲に制御して維持する
ことが求められる。特に、フライホイール型電動機・発
電機で誘起電圧の適正な制御が望まれる。
ことが求められる。特に、フライホイール型電動機・発
電機で誘起電圧の適正な制御が望まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、誘起
電圧を適正な範囲に制御して維持することができる電動
機・発電機、及び、その電力貯蔵・電圧制御方法を提供
することにある。本発明の他の課題は、特にフライホイ
ール型でその誘起電圧を適正な範囲に制御して維持する
ことができる電動機・発電機、及び、その電力貯蔵・電
圧制御方法を提供することにある。
電圧を適正な範囲に制御して維持することができる電動
機・発電機、及び、その電力貯蔵・電圧制御方法を提供
することにある。本発明の他の課題は、特にフライホイ
ール型でその誘起電圧を適正な範囲に制御して維持する
ことができる電動機・発電機、及び、その電力貯蔵・電
圧制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。
【０００９】本発明による電動機・発電機は、ステータ
（１）と、ステータ（１）から受ける磁気的相互作用に
よりステータ（１）に対して相対的に回転力を受けるロ
ータ（３）と、ステータ（１）のアキシャル方向位置を
ロータ（３）に対して調整する位置調整器（１６）とか
ら構成されている。ロータ（３）とステータ（１）との
間の磁気的相互作用力を可変化することができる。この
ような可変化は、ステータ（１）の誘起電圧のような電
気的・磁気的な多様な出力変数をロータの回転数、ステ
ータ巻線の供給電流のような制御変数から独立させて制
御することに対応し、発電機、電動機・発電機の新しい
技術的展開を可能にし、特に、超電導軸受型フライホイ
ール式電力貯蔵を最適化する。ステータはコアレスであ
ることが好ましい。
（１）と、ステータ（１）から受ける磁気的相互作用に
よりステータ（１）に対して相対的に回転力を受けるロ
ータ（３）と、ステータ（１）のアキシャル方向位置を
ロータ（３）に対して調整する位置調整器（１６）とか
ら構成されている。ロータ（３）とステータ（１）との
間の磁気的相互作用力を可変化することができる。この
ような可変化は、ステータ（１）の誘起電圧のような電
気的・磁気的な多様な出力変数をロータの回転数、ステ
ータ巻線の供給電流のような制御変数から独立させて制
御することに対応し、発電機、電動機・発電機の新しい
技術的展開を可能にし、特に、超電導軸受型フライホイ
ール式電力貯蔵を最適化する。ステータはコアレスであ
ることが好ましい。
【００１０】位置調整器（１６）がアキシャル方向位置
を任意の位置で固定するロック機能を有することは非常
に重要である。そのロック機能は、電気的入出力の制御
を高精度化することができる。そのロック機構のために
は、既に確立されている複数の技術が好適にそのままに
適用され得る。
を任意の位置で固定するロック機能を有することは非常
に重要である。そのロック機能は、電気的入出力の制御
を高精度化することができる。そのロック機構のために
は、既に確立されている複数の技術が好適にそのままに
適用され得る。
【００１１】ロータを支持する軸受は当然に与えられて
いる。軸受は、スラスト軸受と、ラジアル軸受とを備え
ている。スラスト軸受とラジアル軸受は、磁気的相互作
用により互いに支持しあうことが好ましい。この場合、
磁気的相互作用は超電導磁石により形成されていること
が特に好ましい。
いる。軸受は、スラスト軸受と、ラジアル軸受とを備え
ている。スラスト軸受とラジアル軸受は、磁気的相互作
用により互いに支持しあうことが好ましい。この場合、
磁気的相互作用は超電導磁石により形成されていること
が特に好ましい。
【００１２】位置調整器（１６）とステータ（１）と
は、同一面に対して鏡面対称に配置され、その同一面は
ラジアル軸受の軸心線（図４のＬ）に直交している。こ
の場合、軸心線（Ｌ）は、水平方向に向いていて、ラジ
アル軸受は玉軸受（２１）である。玉軸受は超電導軸受
であり得る。
は、同一面に対して鏡面対称に配置され、その同一面は
ラジアル軸受の軸心線（図４のＬ）に直交している。こ
の場合、軸心線（Ｌ）は、水平方向に向いていて、ラジ
アル軸受は玉軸受（２１）である。玉軸受は超電導軸受
であり得る。
【００１３】ロータは、風車用、電気自動車用、ガスタ
ービン用の集合から選択される１用途として用いられる
ロータであることが特に有効である。このような用途で
用いられる場合、風車、電気自動車のモータ、ガスター
ビンの出力軸は、電動機・発電機の単一入出力軸に結合
されることになる。
ービン用の集合から選択される１用途として用いられる
ロータであることが特に有効である。このような用途で
用いられる場合、風車、電気自動車のモータ、ガスター
ビンの出力軸は、電動機・発電機の単一入出力軸に結合
されることになる。
【００１４】本発明による電動機・発電機の電力貯蔵方
法は、同軸に配置されるロータとステータとからなる電
動機・発電機の電力貯蔵方法であり、ステータ（１）を
ロータ（３）に対して同軸の軸方向に移動させることか
ら構成されている。その移動させることは、電力貯蔵時
に、ステータ（１）とロータ（３）との間の距離を増加
させコイルに発生する渦電流損を小さくすることであ
る。その移動させることは、更に、ロータ（３）の回転
数が変化する際に、誘起電圧を一定に維持することを備
える。その移動させることは、ステータ（１）の移動位
置を固定することを更に備えることが特に重要である。
法は、同軸に配置されるロータとステータとからなる電
動機・発電機の電力貯蔵方法であり、ステータ（１）を
ロータ（３）に対して同軸の軸方向に移動させることか
ら構成されている。その移動させることは、電力貯蔵時
に、ステータ（１）とロータ（３）との間の距離を増加
させコイルに発生する渦電流損を小さくすることであ
る。その移動させることは、更に、ロータ（３）の回転
数が変化する際に、誘起電圧を一定に維持することを備
える。その移動させることは、ステータ（１）の移動位
置を固定することを更に備えることが特に重要である。
【００１５】
【発明の実施の形態】図に対応して、本発明による電動
機・発電機の実施の形態は、ロータがステータとともに
設けられている。ステータ１は、図１に示されるよう
に、全系内固定系に属するケーシング２に固着されて立
ち上がっている。ステータ１には、円筒状に形成される
巻線形成体が取り付けられていて、コアレスであること
が特に好ましく、そのステータコイルはリッツ線で形成
されていることが更に好ましい。
機・発電機の実施の形態は、ロータがステータとともに
設けられている。ステータ１は、図１に示されるよう
に、全系内固定系に属するケーシング２に固着されて立
ち上がっている。ステータ１には、円筒状に形成される
巻線形成体が取り付けられていて、コアレスであること
が特に好ましく、そのステータコイルはリッツ線で形成
されていることが更に好ましい。
【００１６】ロータ３は、ステータ１に同軸に配置され
ている。ロータ３は、ハブ軸である回転軸本体４と、ハ
ブを形成する鍔部５と、回転軸本体４にその下方で同軸
に一体に結合する下方軸７とから形成されている。鍔部
５は回転軸本体４より大径に形成され、下方軸７は回転
軸本体４より小径に形成されている。
ている。ロータ３は、ハブ軸である回転軸本体４と、ハ
ブを形成する鍔部５と、回転軸本体４にその下方で同軸
に一体に結合する下方軸７とから形成されている。鍔部
５は回転軸本体４より大径に形成され、下方軸７は回転
軸本体４より小径に形成されている。
【００１７】ロータ３は、永久磁石１２と永久磁石１３
とを介して、ケーシング２に対して軸受けされ支持され
ている。固定系側超電導磁石９は、ロータ３の鉛直方向
に向く回転軸心線Ｌに同軸線的に一円環領域に連続的に
又は部分的に配置される磁気相互作用物質体で形成され
ることが好ましい。回転系側軸受部の永久磁石は、円筒
部分１２と鍔部分１３とから形成されている。回転系側
軸受は、回転軸心線対称に形成されている。
とを介して、ケーシング２に対して軸受けされ支持され
ている。固定系側超電導磁石９は、ロータ３の鉛直方向
に向く回転軸心線Ｌに同軸線的に一円環領域に連続的に
又は部分的に配置される磁気相互作用物質体で形成され
ることが好ましい。回転系側軸受部の永久磁石は、円筒
部分１２と鍔部分１３とから形成されている。回転系側
軸受は、回転軸心線対称に形成されている。
【００１８】永久磁石１２の外周面は超電導磁石９の内
周面に適正隙間を介して対向し、永久磁石１３の下面は
超電導磁石９の上面に適正隙間を介して対向している。
超電導磁石９と回転系側軸受は、互いに機械的には無接
触に位置しあっている。超電導磁石９と永久磁石１３と
が、磁気相互作用により反発しあうマイスナー効果によ
り互いに支持しあうスラスト軸受を形成し、且つ、超電
導磁石９と永久磁石１２とが磁気相互作用により反発し
あうマイスナー効果により互いに支持しあうラジアル軸
受を形成している。実施の本形態では、軸受は超電導現
象による軸受効果を有しているが、軸受は常電導（伝
導）物質により形成され得るし、玉軸受で形成されるこ
とは可能である。
周面に適正隙間を介して対向し、永久磁石１３の下面は
超電導磁石９の上面に適正隙間を介して対向している。
超電導磁石９と回転系側軸受は、互いに機械的には無接
触に位置しあっている。超電導磁石９と永久磁石１３と
が、磁気相互作用により反発しあうマイスナー効果によ
り互いに支持しあうスラスト軸受を形成し、且つ、超電
導磁石９と永久磁石１２とが磁気相互作用により反発し
あうマイスナー効果により互いに支持しあうラジアル軸
受を形成している。実施の本形態では、軸受は超電導現
象による軸受効果を有しているが、軸受は常電導（伝
導）物質により形成され得るし、玉軸受で形成されるこ
とは可能である。
【００１９】ロータ３は、更に、多極に配置される磁石
１４を有している。複数の磁石１４は、ラジアル方向に
有効磁力線を形成する。磁石１４は、部分的に回転軸本
体の外周面と鍔部５の下面に強固に結合していて、ロー
タ３の一部としてステータ１に対して同軸に回転する。
ロータ３は、更に、運動エネルギー保存体として機能す
るフライホイール１５を有している。フライホイール１
５は、ＦＲＰで円環状又は円筒状に製作されている。
１４を有している。複数の磁石１４は、ラジアル方向に
有効磁力線を形成する。磁石１４は、部分的に回転軸本
体の外周面と鍔部５の下面に強固に結合していて、ロー
タ３の一部としてステータ１に対して同軸に回転する。
ロータ３は、更に、運動エネルギー保存体として機能す
るフライホイール１５を有している。フライホイール１
５は、ＦＲＰで円環状又は円筒状に製作されている。
【００２０】フライホイール１５は、鉄心１８に同体に
強固に結合され、磁石１４は部分的に鉄心１８の内周面
にに強固に接合している。フライホイール１５は、粘り
があって遠心力に対して強固であり、且つ、比較的に比
重が大きく、フライホイール形成材料として好適であ
る。ステータ１と磁石１４と鉄心１８は、同期電動機を
形成し、且つ、電動機・発電機（電気エネルギー入出力
機）を構成している。実施の本形態では、このような電
動機・発電機は、フライホイール型電力貯蔵器に一致し
ている（identical with、同定される）。
強固に結合され、磁石１４は部分的に鉄心１８の内周面
にに強固に接合している。フライホイール１５は、粘り
があって遠心力に対して強固であり、且つ、比較的に比
重が大きく、フライホイール形成材料として好適であ
る。ステータ１と磁石１４と鉄心１８は、同期電動機を
形成し、且つ、電動機・発電機（電気エネルギー入出力
機）を構成している。実施の本形態では、このような電
動機・発電機は、フライホイール型電力貯蔵器に一致し
ている（identical with、同定される）。
【００２１】位置調整器としての昇降用ジャッキ１６
は、ケーシング２に支持されている。昇降用ジャッキ１
６油圧的に、又は、電気的に駆動されて鉛直方向に昇降
する昇降体（図示されず）を内蔵し、その昇降（変位）
位置で強固に固定される機能を有していることが特に重
要である。昇降用ジャッキ１６は、これが油圧的である
場合は、シリンダとピストンから構成され、そのシリン
ダ室に供給される圧油をそのシリンダ室に閉じ込める開
閉弁を閉状態に維持して、ステータ１を任意の昇降位置
に固定することができる周知機構（例示：油圧ジャッ
キ）である。昇降用ジャッキ１６は、これが電気的であ
る場合は、電気モータとその出力回転軸であるボールス
クリューとそのボールスクリューに噛み合って昇降変位
する昇降体とから構成され、内外の複数の他極磁界によ
り任意の回転位置に電動機の回転体を固定して位置保持
を行う周知機構（例示：ＮＣ工作機械である旋盤の回転
ヘッド制御用モータ）である。昇降用ジャッキ１６の制
御駆動により、ステータ１と磁石１４との軸方向相対的
位置が自在に調整され得る。
は、ケーシング２に支持されている。昇降用ジャッキ１
６油圧的に、又は、電気的に駆動されて鉛直方向に昇降
する昇降体（図示されず）を内蔵し、その昇降（変位）
位置で強固に固定される機能を有していることが特に重
要である。昇降用ジャッキ１６は、これが油圧的である
場合は、シリンダとピストンから構成され、そのシリン
ダ室に供給される圧油をそのシリンダ室に閉じ込める開
閉弁を閉状態に維持して、ステータ１を任意の昇降位置
に固定することができる周知機構（例示：油圧ジャッ
キ）である。昇降用ジャッキ１６は、これが電気的であ
る場合は、電気モータとその出力回転軸であるボールス
クリューとそのボールスクリューに噛み合って昇降変位
する昇降体とから構成され、内外の複数の他極磁界によ
り任意の回転位置に電動機の回転体を固定して位置保持
を行う周知機構（例示：ＮＣ工作機械である旋盤の回転
ヘッド制御用モータ）である。昇降用ジャッキ１６の制
御駆動により、ステータ１と磁石１４との軸方向相対的
位置が自在に調整され得る。
【００２２】ステータ１とロータ３の軸方向移動と任意
の移動位置の固定は、回転機で基本的に重要であるが、
ロータが大質量物体である場合に特に重要である。大質
量物体の回転速度は、電気磁気的な物理事象に過激に影
響する。ステータ１とロータ３の軸方向移動は、その過
激性を効果的に緩和することができる。力学的エネルギ
ーと電気的エネルギーの間の変換を行う超電導軸受が用
いられるような電力貯蔵システムの電動機・発電機のス
テータ・ロータ軸移動は、貯蔵量が大きくなれば、その
変換を滑らかに行うことがより重要になる。本発明は、
モータにも有効に適用され得る。
の移動位置の固定は、回転機で基本的に重要であるが、
ロータが大質量物体である場合に特に重要である。大質
量物体の回転速度は、電気磁気的な物理事象に過激に影
響する。ステータ１とロータ３の軸方向移動は、その過
激性を効果的に緩和することができる。力学的エネルギ
ーと電気的エネルギーの間の変換を行う超電導軸受が用
いられるような電力貯蔵システムの電動機・発電機のス
テータ・ロータ軸移動は、貯蔵量が大きくなれば、その
変換を滑らかに行うことがより重要になる。本発明は、
モータにも有効に適用され得る。
【００２３】図２は、本発明による電動機・発電機の実
施の他の形態を示している。実施の本形態は、実施の既
述の形態と回転軸が水平に向いている点で基本的に異な
っている。軸受は、軸心線が水平方向に向く２つの玉軸
受２１により形成されている。
施の他の形態を示している。実施の本形態は、実施の既
述の形態と回転軸が水平に向いている点で基本的に異な
っている。軸受は、軸心線が水平方向に向く２つの玉軸
受２１により形成されている。
【００２４】図３は、本発明による電動機・発電機の実
施の更に他の形態を示している。実施の本形態は、実施
の図３の既述の形態と回転軸が水平に向いている点で同
じである。実施の本形態では、回転軸本体４と磁石１４
とフライホイール１５と位置調整器１６とが、回転軸心
線に直交する１鉛直面に対して鏡面対称に形成されてい
る。両側に一対として配置される位置調整器１６は、同
期的に制御されて駆動される。
施の更に他の形態を示している。実施の本形態は、実施
の図３の既述の形態と回転軸が水平に向いている点で同
じである。実施の本形態では、回転軸本体４と磁石１４
とフライホイール１５と位置調整器１６とが、回転軸心
線に直交する１鉛直面に対して鏡面対称に形成されてい
る。両側に一対として配置される位置調整器１６は、同
期的に制御されて駆動される。
【００２５】
【発明の効果】本発明による電動機・発電機、及び、そ
の電力貯蔵・電圧制御方法は、誘起電圧を適正な範囲に
制御して維持することができ、特にフライホイール型超
電導軸受式エネルギー貯蔵システムで、誘起電圧を適正
な範囲に制御することの技術的効果が大きい。
の電力貯蔵・電圧制御方法は、誘起電圧を適正な範囲に
制御して維持することができ、特にフライホイール型超
電導軸受式エネルギー貯蔵システムで、誘起電圧を適正
な範囲に制御することの技術的効果が大きい。
【図１】図１は、本発明による電動機・発電機の実施の
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による電動機・発電機の実施の
他の形態を示す断面図である。
他の形態を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明による電動機・発電機の実施の
更に他の形態を示す断面図である。
更に他の形態を示す断面図である。
【符号の説明】 １…ステータ ３…ロータ １１…軸受 １３…永久磁石 １６…位置調整器 ２１…玉軸受 Ｌ…軸心線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河島 裕 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA42 AA52 AA62 GA24 5H605 BB01 BB05 CC01 CC02 CC03 CC04 CC05 DD05 EA06 EB01 EB06 5H607 AA14 BB01 BB14 BB21 BB26 CC01 DD01 DD02 DD03 DD08 EE42 GG08 GG19 5H621 AA03 BB07 GA16 HH01 JK03 JK07 JK17 PP02
Claims (16)
- 【請求項１】ステータと、 前記ステータから受ける磁気的相互作用により前記ステ
ータに対して相対的に回転力を受けるロータと、 前記ステータのアキシャル方向位置を前記ロータに対し
て調整する位置調整器とを含む電動機・発電機。 - 【請求項２】前記位置調整器は、前記アキシャル方向位
置を任意の位置で固定するロック機能を有する請求項１
の電動機・発電機。 - 【請求項３】前記ステータはコアレスであり、 前記位置調整器は、前記アキシャル方向位置を任意の位
置で固定するロック機能を有する請求項１の電動機・発
電機。 - 【請求項４】前記ロータを支持する軸受を更に含み、 前記軸受は、 スラスト軸受と、 ラジアル軸受とを備え、 前記スラスト軸受と前記ラジアル軸受は磁気的相互作用
により互いに支持しあう請求項１〜３から選択される１
請求項の電動機・発電機。 - 【請求項５】前記磁気的相互作用は超電導による請求項
４の電動機・発電機。 - 【請求項６】前記位置調整器と前記ステータとは、同一
面に対して鏡面対称に配置され、前記同一面は前記ラジ
アル軸受の軸心線に直交している請求項４の電動機・発
電機。 - 【請求項７】前記軸心線は、水平方向に向いていて、前
記ラジアル軸受は玉軸受である請求項６の電動機・発電
機。 - 【請求項８】前記玉軸受は磁気軸受である請求項７の電
動機・発電機。 - 【請求項９】前記ロータは、風車用、電気自動車用、ガ
スタービン用の集合から選択される１用途として用いら
れるロータである請求項１〜８から選択される１請求項
の電動機・発電機。 - 【請求項１０】同軸に配置されるロータとステータとか
らなる電動機・発電機の電力貯蔵方法であり、 前記ステータを前記ロータに対して前記同軸の軸方向に
移動させることを含む電動機・発電機の電力貯蔵方法。 - 【請求項１１】前記移動させることは、 電力貯蔵時に、前記ステータと前記ロータとの間の距離
を増加させ、コイルに発生する渦電流損を小さくするこ
とである請求項１０の電動機・発電機の電力貯蔵方法。 - 【請求項１２】前記移動させることは、 前記ロータの回転数が変化する際に、前記誘起電圧を一
定に維持することを備える請求項１０の電動機・発電機
の電力貯蔵方法。 - 【請求項１３】前記移動させることは、前記ステータの
移動位置を固定することを更に備える請求項１０〜１２
から選択される１請求項の電動機・発電機の電力貯蔵方
法。 - 【請求項１４】前記電動機・発電機は、風力発電用、電
気自動車用、バッテリ駆動用、ガスタービン直結用を要
素とする集合から選択される１用途の電動機・発電機で
ある請求項１０〜１３から選択される１請求項の電動機
・発電機の電力貯蔵方法。 - 【請求項１５】ステータと、 ロータとを含み、 前記ステータは相対的に前記ロータに対して軸方向に変
位可能である発電機。 - 【請求項１６】同軸に配置されるロータとステータとか
らなる発電機の電圧制御方法であり、 前記ステータを前記ロータに対して前記同軸の軸方向に
移動させることを含む発電機の電圧制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100163A JP2002300760A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 電動機・発電機、及び、その電力貯蔵・電圧制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100163A JP2002300760A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 電動機・発電機、及び、その電力貯蔵・電圧制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002300760A true JP2002300760A (ja) | 2002-10-11 |
Family
ID=18953632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001100163A Withdrawn JP2002300760A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 電動機・発電機、及び、その電力貯蔵・電圧制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002300760A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7309941B2 (en) | 2003-03-31 | 2007-12-18 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Rotating electric machine and electric vehicle |
| JP2011510606A (ja) * | 2008-01-21 | 2011-03-31 | アヴィオ エッセ．ピー．アー． | 可逆式の発電機−電動機動作を用いる電磁装置 |
| JP2011517744A (ja) * | 2008-03-28 | 2011-06-16 | シンギャップ オートモーティブ エルエルシー | ターボ発電機 |
| FR2991832A1 (fr) * | 2012-06-06 | 2013-12-13 | Vieillevigne Isabelle De | Dispositif pour capter l'energie electrique, stocker en energie cinetique et redistribuer en energie electrique |
| KR20150106421A (ko) * | 2013-01-15 | 2015-09-21 | 레비시스 | 플라이휠에 의해 전기를 저장하기 위한 전기 장치 |
| WO2021085647A3 (ja) * | 2019-10-31 | 2021-06-24 | 株式会社アテック | デユアルハルバッハ配列磁石を備えた回転機、回転機の製造方法、ドローン用モーターのベアリング冷却システム |
| KR20220159812A (ko) * | 2021-05-26 | 2022-12-05 | 전만선 | 절개한 개방형 모터를 이용한 회생 제동 발전 장치 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001100163A patent/JP2002300760A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016507205A (ja) * | 2013-01-15 | 2016-03-07 | ルヴィシィ | フライホイールによって電気を貯蔵する電気装置 |
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