JP2003516708A - ハイブリッド式ブラシレス電気機械 - Google Patents

ハイブリッド式ブラシレス電気機械

Info

Publication number
JP2003516708A
JP2003516708A JP2001543908A JP2001543908A JP2003516708A JP 2003516708 A JP2003516708 A JP 2003516708A JP 2001543908 A JP2001543908 A JP 2001543908A JP 2001543908 A JP2001543908 A JP 2001543908A JP 2003516708 A JP2003516708 A JP 2003516708A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
end cap
stator
electric machine
brushless electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2001543908A
Other languages
English (en)
Inventor
イフリム、コスティン
Original Assignee
エコエアー コーポレーション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エコエアー コーポレーション filed Critical エコエアー コーポレーション
Publication of JP2003516708A publication Critical patent/JP2003516708A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/04—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
    • H02K21/046—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with rotating permanent magnets and stationary field winding
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P9/302—Brushless excitation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/02—Casings or enclosures characterised by the material thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本ブラシレス電気機械は、透磁性材料から作成され、内部領域を有するハンジングと、内部領域内に装着されてハウジングに取り付けられ、ステータ巻線を有するステータと、ステータ内の回転軸の回りを回転するように装着されたロータとから構成される。ロータは、各永久磁石が一対の連続した磁極片間に配置されそして磁化の軸がロータの回転面に位置するように、円周方向へ交互に配列された複数の磁極片および永久磁石により構成される。ロータは、第１の磁気回路を形成するように、第１のエアギャップによりステータ巻線から分離される。ロータは更に、第１の側部と、第１の側部に取り付けられた第１のロータ端部キャップと、第２の側部と、第２の側部に取り付けられた第２のロータ端部キャップとから構成される。各ロータ端部キャップは少なくとも幾つかの磁極片と接触する。各ロータ端部キャップは透磁性材料から作成される。本ブラシレス電気装置は更に一対の励磁巻線により構成される。各励磁巻線は、励磁巻線がロータの回転面に円周方向へそして対応するロータ端部キャップの回りに延びるように、ロータのいずれかの側でハウジングに固着される。励磁巻線は第２のエアギャップによりロータ端部キャップから分離される。第１および第２のエアギャップは第２の磁気回路を形成するように共作動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、総体的に、電力を供給するように用いられる電気機械に関する。特
に、本発明は、アクセサリを動かしたりバッテリに充電したりするための電力を
供給するように自動車に用いられるタイプの交流発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くの従来技術の交流発電機は、交流発電機のロータに配置された励磁巻線を
利用している。このような構造は、永久磁石をロータに配置することができる多
くの可能な手段を制限している。更に、このような構造は、典型的に、製造コス
トを増大し、摩耗や交換に関係した問題を発生するブラシを用いている。その他
の従来技術の交流発電機は、ロータの外側で閉鎖された磁気回路と共にステータ
に取り付けられた励磁巻線を使用している。このような従来技術の構造はランデ
ル（Lundell）ブラシレス磁気回路として知られている。
【０００３】
【発明の開示】
本発明は、永久磁石がロータに配置されているだけの新規な交流発電機を意図
するものである。励磁巻線は、ロータに配置されるのではなくて、交流発電機ハ
ウジングの内部に取着される。このような構造はブラシレス交流発電機に帰着す
る。本発明の交流発電機の幾つかの重要な特色は以下の通りである。 1) ステータ巻線（誘導ステータ）に永久磁石と励磁巻線の両者が組み合わされ
た制御可能な可変磁束を発生するように利用される。 2) ブラシは必要ではなく、それにより前述したブラシに付随する問題を解決す
る。 3) 永久磁石により発生される誘導磁界および励磁巻線により発生される誘導磁
界は共通の磁気通路をステータの内部にだけ有する、すなわち、励磁巻線により
発生される磁束は永久磁石を通らず、永久磁石により発生される磁束は励磁巻線
を取り巻くループを形成しない。 4) 励磁巻線磁気回路の磁束通路は誘導ステータ内を除いてどこでも永久磁石回
路の磁束通路に垂直である。 5) 励磁巻線により発生される磁束は、ランデル型ブラシレス交流発電機におい
て４つであるのに対して２つのエアギッャプだけを通過する。
【０００４】 一観点において、本発明は、透磁性（magnetically permeable）材料から作成
されかつ内部領域を有するハウジングと、ステータ巻線を有し、ハウジングに取
り付けられて内部領域内に装着されたステータと、各磁極片が一対の連続した磁
極片の間に配置されそして磁化の軸がロータの回転面に位置するように円周方向
に交互に配列された複数の磁極片および永久磁石から構成される、ステータ内の
回転軸の回りで回転するように装着されたロータとから構成されるブラシレス電
気機械を意図している。ロータは第１の磁気回路を形成するように第１のエアギ
ャップによりステータ巻線から分離される。ロータは更に、第１の側部と、第１
の側部に取り付けられた第１のロータ端部キャップと、第２の側部と、第２の側
部に取り付けられた第２のロータ端部キャップとから構成される。各ロータ端部
キャップは少なくとも幾つかの磁極片に接触する。各ロータ端部キャップは透磁
性材料から作成される。本ブラシレス電気機械は更に一対の励磁巻線から構成さ
れる。各励磁巻線は、励磁巻線がロータの回転面で円周方向へかつ対応するロー
タ端部キャップの回りに延びるように、ロータのいずれかの側でハウジングに固
定される。励磁巻線は第２のエアギッャプによりロータ端部キャップから分離さ
れる。第１および第２のエアギャップは第２の磁気回路を形成するように共作動
する。
【０００５】 別の観点において、本発明は、内部領域を有しかつ透磁性材料から作成された
ハウジングと、ステータ巻線を有しかつハウジングに取り付けられて内部領域内
に装着されたステータと、回転軸の回りを回転するように装着されかつエアギャ
ップによりステータ巻線から離間されたロータとから構成されるブラシレス電気
機械を意図している。ロータは一対の透磁性のクロー極（claw poles）により構
成される。各クロー極は、周縁部を有する本体部分と、本体部分の周縁部から軸
方向に延びて他方のクロー極の指状部に噛み合う（intermesh）指状部とから構
成される。ロータは更に、複数の永久磁石と、クロー極を仲介しかつ各永久磁石
が一対の連続的な内方磁極片の間に配置されるように円周方向に交互に配列され
る複数の内方磁極片とから構成される。この永久磁石と内方磁極片の配列はロー
タ外周縁とその回りでロータが回転するシャフトを受容するための中央開口とを
画定する。複数の内方磁極片は、クロー極の一方に取着された第１の内方磁極片
のグループと、他方のクロー極に取着された第２の内方磁極片のグループとから
構成される。クロー極は永久磁石から磁気的に絶縁される。各クロー極の指状部
はステータとロータ外周縁の間に介在する。本ブラシレス電気機械は更に一対の
励磁巻線により構成される。各励磁巻線は、励磁巻線がロータの回転面に円周方
向へ延びるように、ロータのいずれかの側でハウジングに固着される。励磁巻線
はエアギャップによりクロー極から分離される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１および２を参照すると、本発明のハイブリッド式ブラシレス交流発電機１
０が示されている。交流発電機１０は、総体的に、ハウジング１２と、ステータ
部分１３と、参照符号１４で総体的に示されるロータ部分とから構成される。エ
アギャップ１５がステータ部分１３とロータ部分１４とを分離している。一実施
形態において、ハウジング１２は透磁性材料から作成される。ステータ部分１３
はハウジング１２の内部壁に取り付けられそしてステータ巻線１３ａを有する。
交流発電機１０は、軸１８の回りで回るシャフト１６を備えている。ロータ部分
１４はシャフト１６に装着される。かくして、ロータ部分１４はステータ部分１
３に関して回転する。ロータ部分１４は実質的に円筒状の中央部分２０と、ロー
タ端部キャップ２２と、ロータ端部キャップ２４とから構成される。６極構造の
例において、中央部分２０は、総体的に、図２に示される交互の位置関係で配列
される６つの磁極片２６ａ−２６ｆ（図２参照）と６つの永久磁石２８ａ−２８
ｆとから構成される。磁極片２６ａ−２６ｆは透磁性材料から作成される。一実
施形態において、永久磁石２８ａ−２８ｆはフェライト磁石として形成される。
別の実施形態において、永久磁石２８ａ−２８ｆは希土類磁石として形成される
。前述の説明は６極の場合のものであるが、６極よりも少なくしたり多くしたり
することができることは理解されるべきである。
【０００７】 相対的に高出力の交流発電機がエアギャップ１５を横断する磁束を最大にする
ことにより実現できることは技術的に証明されている。この概念は、以下の説明
から明らかとなる本発明の交流発電機の設計内で実施される。
【０００８】 図１を参照すると、ロータ端部キャップ２２および２４は同様に構成されそし
て透磁性材料から作成される。ロータ端部キャップ２２および２４は中央部分２
０の対向する側部に配置されそして相互に関して１極ピッチ（one pole pitch）
で円周方向へ変位される。端部キャップ２２は部分２２ａおよび２２ｂを含む。
部分２２ａはロータの中央部分２０に取り付けられそして所定数の磁極片２６ａ
−２６ｆおよび永久磁石２８ａ−２８ｆに接触する。部分２２ｂはロータ部分１
４から離間されそしてシャフト１６の回りに円周方向へ延びる。同様に、キャッ
プ２４は部分２４ａおよび２４ｂを含む。部分２４ａはロータの中央部分２０に
取り付けられそして所定数の磁極片２６ａ−２６ｆおよび永久磁石２８ａ−２８
ｆに接触する。部分２４ｂはロータ部分１４から離間されそしてシャフト１６の
回りに円周方向へ延びる。ロータ部分１４全体（すなわち、中央部分２０および
端部キャップ２２、２４）はハウジング１２内で枢動する。
【０００９】 図１を参照すると、交流発電機１０は励磁巻線３０、３２を更に備えている。
励磁巻線３０、３２は、ハウジング１２の内部壁のリップ部分１２ａ、１２ｂに
それぞれ巻きつけられた円形コイルにより構成され、それにより回転しない。励
磁巻線３０および３２はそれぞれロータ端部キャップ２４ｂおよび２２ｂの回り
に円周方向へ延びる。巻線３０および３２はロータ１４のための第２の磁気回路
を生じる（巻線３０、３２は図２の面に位置するが、図１にのみ示されている。
）。巻線３０は軸方向のエアギャップ３３ａによって端部キャップ部分２４ａか
ら分離される。同様に、巻線３２は軸方向のエアギャップ３３ｂによって端部キ
ャップ部分２２ａから分離される。エアギャップ３３ａおよび３３ｂは総体的に
回転軸１８と平行な方向へ延びる。
【００１０】 図１を参照すると、磁極片２６ａ−２６ｆは永久磁石２８ａ−２８ｆからと励
磁巻線３０および３２からの磁束を導く。励磁巻線３０および３２からの磁束は
端部キャップ２２および２４によりエアギャップ３４を通って磁極片２６ａ−２
６ｆに導かれる。エアギャップ３４は総体的に回転軸１８に垂直な方向へ延びる
。これらの特徴については以下に詳述する。
【００１１】 図２を参照すると、永久磁石２８ａ−２８ｆは、磁化の軸が図２の面（すなわ
ち、ロータ部分１４の回転面）に位置するように配列される。永久磁石２８ａ−
２８ｆは、磁束が以下のように流れるように交互に向きを変えて組み込まれる。
(i) 第１の永久磁石から、(ii) 隣接する磁極片（例えば、磁極片２６ａ−２６
ｆ）に、(iii) エアギャップ１５を横断し、(iv) ステータ部分１３の後背鉄部
分（back iron portion）を通り、(v) エアギャップ１５を横切って戻り、(vi)
第１の永久磁石の他方側にある磁極片へ流れ、そこにおいて、前述の第１の永久
磁石に戻る。このことは図２に示されており、磁束は矢印４０によって表されて
いる。明確に言えば、磁束は永久磁石２８ｂから磁極片２６ｃに流れ、エアギッ
ャプ１５を横切って上方へ流れる。次いで、磁束はステータ部分１３の後背鉄部
分を通り、エアギッャプ１５を横切って隣接する磁極片２６ｂへ流れ、永久磁石
２８ｂへと戻る。隣接する永久磁石２８ｃもまた磁束を発生する。この磁束は矢
印５０で示されており、磁束４０と同じ面で流れるが反対方向へ循環する。この
ことは図２に示されている。磁束は磁石２８ｃから磁極片２６ｃに流れ、次いで
、エアギャップ１５を横切って上方へ流れる。次いで、磁束はステータ部分１３
の後背鉄部分を通り、エアギャップ１５を横切って戻り、隣接する磁極片２６ｄ
へ流れて永久磁石２８ｃに戻る。このような構成により、磁束通路（例えば、磁
束通路４０および５０）の向きまたは方向はロータ部分１４の周縁に沿って交互
に向きを変える。
【００１２】 図１を参照すると、励磁巻線３０、３２はロータ部分１４のための第２の磁気
回路を生じている。巻線３０および３２は、図１の面に流れる、矢印６０および
７０でそれぞれ表される磁束を発生する。換言すると、矢印６０および７０によ
り表される磁束は、図２の面に垂直な面に流れる（例えば、矢印６０および７０
で示される磁束はロータ部分１４の回転面に垂直な面に流れる。）。磁束の向き
は、巻線３０および３２に流れる電流の向きによって制御される。しかし、矢印
６０および７０で表される磁束は、依然としてエアギャップ１５を横切り、交流
発電機の速度および要求出力電圧いかんで決まる磁束の補足または減少の要求に
応じて、それぞれ、永久磁石により発生される磁束を加えるかまたは減衰させる
。
【００１３】 この永久磁石２８ａ−２８ｆの特徴により、励磁巻線３０および３２からの磁
束は永久磁石２８ａ−２８ｆを通過するわずかな成分を有する。更に、磁極片２
６ａ−２６ｆは永久磁石２８ａ−２８ｆからの磁束と周囲の励磁巻線３０および
３２からの磁束を共に受容する。
【００１４】 図４を参照すると、本発明の互換性のあるブラシレス交流発電機の四分円部分
が示されている。互換性のある交流発電機１００は、総体的に、ハウジング１０
２とステータ部分１０３とロータ部分１０４とから構成され、これらは前述の説
明で述べたハウジング１２、ステータ部分１３およびロータ部分１４と同様な手
段でそれぞれ機能する。ハウジング１０２は、その回りをロータ部分１０４が回
転するシャフト（図示なし）の回りに円周方向へ延びるリップ部分１０５を備え
る。交流発電機１００は、前述の説明で述べた励磁巻線３０および３２と同様な
手段で機能する励磁巻線１０６を更に備える。ロータ部分１０４は、前述の説明
で述べた磁石２８ａ−２８ｆおよび磁極片２６ａ−２６ｆと同様な手段で交互に
配向して配列された永久磁石１０８および磁極片１１０から構成される中央部分
１０７を有する。磁石１０８ａは仮想線で示されている。磁石１０８および磁極
片１１０は、総体的に、前述の説明で述べた磁石２８ａ−２８ｆおよび磁極片２
６ａ−２６ｆとそれぞれ同様な構成である。エアギャップ１５（図１参照）と同
様なエアギャップ（図示なし）がステータ部分１０３とロータ部分１０４との間
に存在する。ロータ部分１０４は更に一対の同様に構成された伸延部分を備え、
その一方は参照符号１１２で示され、他方の伸延部分は図示されていない。磁石
１０８および磁極片１１０は伸延部分１１２と図示されていない他方の伸延部分
との間に配置される。後続する説明は伸延部分１１２に関係するものであるが、
その説明は図示されていない伸延部分にも適用されるものであることを理解され
たい。一実施形態において、伸延部分１１２はロータ部分１０４の周縁の回りに
円周方向へ延びる。一実施形態において、伸延部分１１２は、リップ部１０５の
回りに円周方向へ延びる本体部分から構成される環状またはディスク状の部材と
して形成される。伸延部分１１２は透磁性材料から作成される。伸延部分１１２
、図示されていない伸延部分も同様に、磁極片１１０に取り付けられる。互換性
のある実施形態において、磁極片１１０および伸延部分１１２（図示されていな
い伸延部分も同様である）は一つの部品として一体化されて形成される。巻線１
０６から発生される磁束は矢印１２０で示されており、ロータ部分１０４の回転
面に垂直な面に位置する。永久磁石１０８ａからの磁束は矢印１３０で示されて
おり、ロータ部分１０４の回転面と同じ面に位置する。かくして、磁気回路は相
互に対して垂直でありそして磁極片を共有するが、永久磁石からの磁束は巻線を
通過しないかまたはその逆である。
【００１５】 図５を参照すると、クロー極を使用する、本発明の別のブラシレス交流発電機
の四分円部分の斜視図が示されている。典型的なクロー極の構造は米国特許第５
，８９２，３１３号に述べられており、その開示内容は本説明において参照事項
として組み込まれる。交流発電機２００は、総体的に、前述の説明で述べられた
ハウジング１２、ステータ部分１３およびロータ部分１４と同様な手段でそれぞ
れ機能するハウジング２０２、ステータ部分２０３およびロータ部分２０４によ
り構成される。ハウジング２０２はロータ部分２０４の回転軸の回りに円周方向
へ延びるリップ部２０５を備える。リップ部２０５はロータ部分２０４へと延び
る。交流発電機２００は更に、前述の説明で述べられた励磁巻線３０および３２
と同様な手段で機能する励磁巻線２０６を備える。巻線２０６は総体的にリップ
部２０５の回りに巻かれたコイルにより構成される。ロータ部分２０４は、前述
の説明で述べられた磁石２８ａ−２８ｆおよび磁極片２６ａ−２６ｆと同様な手
段で交互に配向して配列された永久磁石２０８と内方磁極片２０９および２１０
とから構成される中央部分２０７を有する。磁石２０８ａは仮想線で示されてい
る。磁石２０８と磁極片２０９および２１０は、総体的に、前述の説明で述べら
れた磁石２８ａ−２８ｆおよび磁極片２６ａ−２６ｆと同様にそれぞれ構成され
る。磁石２０８と磁極片２０９および２１０の数は同じであるが、機械の電磁極
の数と異なることができる。エアギッャプ１５（図１参照）と同様なエアギッャ
プ（図示なし）がステータ部分２０３とロータ部分２０４の間に存在する。
【００１６】 図５を参照すると、ロータ部分２０４は更に、一対の放射方向へ延びるクロー
極を備え、その一方は参照符号２１２で示され、他方のクロー極は図示されてい
ない。磁極片２１０はクロー極２１２に結合され、磁極片２０９は図示されてい
ないクロー極に結合される。図５は交流発電機２００の部分図（例えば、四分部
分）でしかなく、総体的に前述した米国特許第５，８９２，３１３号に示される
ように形成された２つのクロー極部分があることを理解すべきである。軸方向の
エアギャップ２１１がクロー極２１２から磁石２０８を磁気的に絶縁する。部分
２１２は透磁性材料から作成される。巻線２０６から発生される磁束は矢印２２
０で示されており、ロータ部分２０４の回転面に垂直な面に位置する。永久磁石
２０８ａからの磁束は矢印２３０で示されており、クロー極２１２を通り、ステ
ータ２０３とロータ部分２０４を分離するエアギャップを通って流れる。かくし
て、磁気回路は相互に対して垂直でありそして磁極片を共有するが、永久磁石か
らの磁束は巻線を通過しないかまたはその逆である。
【００１７】 かくして、本発明の以下のような特色が相対的に改良された性能および能力を
有する交流発電機を提供する。 a) 永久磁石２８ａ−２８ｆにより発生される誘導磁界および励磁巻線３０、３ ２により発生される誘導磁界はステータ部分１３の内側にだけ共通の磁気通 路を有する、すなわち、励磁巻線３０、３２により発生される磁束は永久磁 石２８ａ−２８ｆを通過せず、永久磁石２８ａ−２８ｆにより発生される磁 束は励磁巻線３０、３２を取り巻くループを形成しない。 b) 励磁巻線磁気回路の磁束通路はステータ部分１３の外側で永久磁石回路の磁 束通路に垂直である。 c) 励磁巻線により発生される磁束は、ランデル型のブラシレス交流発電機の設 計では４つであるのに対して２つのエアギャップを通過するだけである。 d) 励磁巻線３０、３２がロータ部分に置かれるのでなくて、どちらかと言えば ハウジング１２のリップ部１２ａおよび１２ｂに取り付けられるので、相対 的により多くの永久磁石をロータ部分１４に設置し得る。 e) 励磁巻線３０、３２とロータ部分１２の間の関係が必要ないので、交流発電 機１０はブラシレスであり、それによりブラシの性能、摩耗および交換に関 する問題が解消される。 f) 磁石２０８の数が交流発電機２００の電磁極の数と異なることができるので 、より大きな数の磁石がより大きな磁束密度をクロー極に提供し得る。
【００１８】 本発明の要部、好適な実施形態および作動方法は上述の説明において述べられ
ている。しかしながら、ここにおいて保護されるよう意図される本発明は、前述
した特定な形態に制限されるように解釈されるべきでなく、限定というよりも例
示として理解されるべきである。当業者にとって本発明の主旨から逸脱すること
なしに種々の変更が行われ得る。従って、上述した説明は本質的に典型的なもの
であり、請求の範囲に述べる本発明の範囲および主旨を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の交流発電機の部分断面正面図である。
【図２】 図１の線２−２に沿った図である。
【図３】 図１に示されたロータの側面図である。
【図４】 本発明の交流発電機の互換例の四分円部分の斜視図である。
【図５】 本発明の交流発電機の別の実施例の四分円部分の斜視図である。
【符号の説明】
１０、１００、２００ 交流発電機 １２、１０２、２０２ ハウジング １２ａ、１２ｂ、１０５、２０５ リップ部分 １３、１０３、２０３ ステータ部分 １３ａ ステータ巻線 １４、１０４、２０４ ロータ部分 １５、３３ａ、３３ｂ、３４、２１１ エアギャップ １６ シャフト １８ 軸 ２０、１０７、２０７ 中央部分 ２２、２２ａ、２２ｂ、２４、２４ａ、２４ｂ、 ロータ端部キャップ ２６ａ−２６ｆ、１１０、２０９、２１０ 磁極片 ２８ａ−２８ｆ、１０８、１０８ａ、２０８、２０８ａ 永久磁石 ３０、３２、１０６、２０６ 励磁巻線 ４０、５０、６０、７０、１２０、１３０、２２０、２３０ 磁束通路 １１２ 伸延部分 ２１２ クロー極
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 でハウジングに固着される。励磁巻線は第２のエアギャ ップによりロータ端部キャップから分離される。第１お よび第２のエアギャップは第２の磁気回路を形成するよ うに共作動する。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透磁性（magnetically permeable）材料から作成され、内部
    領域を有するハンジングと、 前記内部領域内に装着されてハウジングに取り付けられ、ステータ巻線を有す
    るステータと、 各永久磁石が一対の磁極片の中間に位置されかつ磁化の軸がロータの回転面に
    位置するように円周方向に交互に配列された複数の磁極片および永久磁石から構
    成され、第１の磁気回路を形成するように第１のエアギャップによりステータ巻
    線から分離され、更に第１の側部と、第１の側部に取着された第１のロータ端部
    キャップと、第２の側部と、第２の側部に取着された第１のロータ端部キャップ
    とから構成され、各ロータ端部キャップが少なくとも幾つかの磁極片に接触し、
    各ロータ端部キャップが透磁性材料から作成される、ステータ内で回転軸の回り
    を回転するように装着されたロータと、 ロータの回転面に円周方向へかつ対応するロータ端部キャップの回りに延びる
    ように各々がロータのいずれかの側でハウジングに固着され、第２のエアギャッ
    プによりロータの端部キャップから分離され、第１および第２のエアギャップが
    第２の磁気回路を形成するように共作動する、一対の励磁巻線と から構成される、ブラシレス電気機械。
  2. 【請求項２】 各ロータ端部キャップはロータの対応する側部に取着された
    第１の端部キャップ部分とロータの対応する側部から離間されて回転軸の回りに
    延びる第２の端部キャップ部分とを有し、各励磁巻線は対応する第２の端部キャ
    ップ部分の回りに円周方向へ延び、各励磁巻線は円周方向へ延びるエアギャップ
    により第２の端部キャップ部分から離間される、請求項１に記載のブラシレス電
    気機械。
  3. 【請求項３】 各ロータ端部キャップはロータの対応する側部に取着された
    第１の端部キャップ部分とロータの対応する側部から離間されて回転軸の回りに
    延びる第２の端部キャップ部分とを有し、各励磁巻線は軸方向に延びるエアギャ
    ップにより第１の端部キャップ部分から離間される、請求項１に記載のブラシレ
    ス電気機械。
  4. 【請求項４】 ハウジングはその内部領域内に内部壁をそして該内部壁に取
    着されたリップ部を備え、各励磁巻線は対応するリップ部の回りに巻かれた円形
    コイルにより構成され、各リップ部はロータの対応する側部に配置されて対応す
    る第２の端部キャップの回りに円周方向へ延びる、請求項２に記載のブラシレス
    電気機械。
  5. 【請求項５】 各ロータ端部キャップは実質的に環状の部材から構成され、
    ハウジングは更に内部領域内の内部壁と該内部壁に取着された一対のリップ部と
    から構成され、各リップ部はロータ端部キャップが第２のリップ部分の回りに円
    周方向へ延びるように対応するロータ端部キャップに隣接してロータのそれぞれ
    の側部に配置される、請求項１に記載のブラシレス電気機械。
  6. 【請求項６】 ロータ端部キャップは相互に関して１極ピッチ（one pole p
    itch）ずつ円周方向へ変位される、請求項１に記載のブラシレス電気機械。
  7. 【請求項７】 各永久磁石はフェライト永久磁石である、請求項１に記載の
    ブラシレス電気機械。
  8. 【請求項８】 各永久磁石は希土類磁石である、請求項１に記載のブラシレ
    ス電気機械。
  9. 【請求項９】 各磁極片は透磁性材料から作成される、請求項１に記載のブ
    ラシレス電気機械。
  10. 【請求項１０】 透磁性材料から作成され、内部領域を有するハンジングと
    、 前期内部領域内に装着されてハウジングに取り付けられ、ステータ巻線を有す
    るステータと、 一対の透磁性のクロー極（claw poles）から構成され、各クロー極が周縁部と
    該周縁部から軸方向に延びて他方のクロー極の指状部と噛み合う（intermesh）
    指状部とを有する本体部分から構成され、更に複数の永久磁石とクロー極を仲介
    しかつ各永久磁石が一対の連続的な内方磁極片の間に配置されるように円周方向
    に交互に配列される複数の内方磁極片とから構成され、永久磁石と内方磁極片の
    配列がロータ外周縁とその回りでロータが回転するシャフトを受容するための中
    央開口とを画定し、複数の内方磁極片がクロー極の一方に取着された第１の内方
    磁極片のグループと他方のクロー極に取着された第２の内方磁極片のグループと
    から構成され、クロー極が永久磁石から磁気的に絶縁され、各クロー極の指状部
    がステータとロータ外周縁の間に介在する、回転軸の回りで回転するように装着
    されかつエアギャップによってステータ巻線から離間されたロータと、 ロータの回転面に円周方向へ延びるように各々がロータのいずれかの側でハウ
    ジングに固着され、エアギャップによりクロー極から分離される一対の励磁巻線
    と から構成される、ブラシレス電気機械。
  11. 【請求項１１】 ハウジングは内部領域内の内部壁と該内部壁に取着された
    一対のリップ部とを備え、各リップ部はロータのそれぞれの側に配置されて対応
    するクロー極に向かい合い、各クリップ部は対応する励磁巻線を受容する第１の
    リップ部分と第１のリップ部分から対応するクロー極部分（claw pole section
    ）の方向に延びる第２のリップ部分とを有する、請求項１０に記載のブラシレス
    電気機械。
JP2001543908A 1999-12-03 2000-12-01 ハイブリッド式ブラシレス電気機械 Abandoned JP2003516708A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16899599P 1999-12-03 1999-12-03
US60/168,995 1999-12-03
US20297300P 2000-05-09 2000-05-09
US60/202,973 2000-05-09
PCT/US2000/042481 WO2001042649A2 (en) 1999-12-03 2000-12-01 Hybrid brushless electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003516708A true JP2003516708A (ja) 2003-05-13

Family

ID=26864661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001543908A Abandoned JP2003516708A (ja) 1999-12-03 2000-12-01 ハイブリッド式ブラシレス電気機械

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6900570B2 (ja)
JP (1) JP2003516708A (ja)
CN (1) CN1286251C (ja)
DE (1) DE10085251T1 (ja)
WO (1) WO2001042649A2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017028972A (ja) * 2015-07-17 2017-02-02 株式会社デンソー 交流励磁同期回転電機
JP2020088889A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 株式会社豊田中央研究所 回転電機

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2846483B1 (fr) * 2002-10-29 2006-07-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Rotor pour machine electrique tournante a double excitation equipe de dents radiales, et machine electrique tournante a double excitation equipee de ce rotor
FR2846482B1 (fr) * 2002-10-29 2006-11-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Rotor pour machine electrique tournante a double excitation equipe de plots magnetiques formes chacun d'un element independant et machine electrique tournante a double excitation equipee de ce rotor
US7129611B2 (en) * 2003-05-22 2006-10-31 Ut-Battelle Llc Method and radial gap machine for high strength undiffused brushless operation
US6989619B2 (en) * 2003-05-22 2006-01-24 Ut-Battelle Llc Rotor apparatus for high strength undiffused brushless electric machine
US7518278B2 (en) * 2004-05-18 2009-04-14 Ut-Battelle, Llc High strength undiffused brushless machine and method
US6972504B1 (en) * 2004-05-18 2005-12-06 Ut-Battelle Llc Permanent magnet machine and method with reluctance poles for high strength undiffused brushless operation
CN100395948C (zh) * 2005-06-07 2008-06-18 南京航空航天大学 切向磁钢混合励磁同步电机
CN100369357C (zh) * 2005-12-27 2008-02-13 上海大学 旁路式混合励磁电机
US7999432B2 (en) * 2007-08-17 2011-08-16 Kura Laboratory Corporation Field controllable rotating electric machine system with magnetic excitation part
JP4519928B2 (ja) * 2008-06-02 2010-08-04 株式会社日本自動車部品総合研究所 ハイブリッド励磁型同期機
FR2938385B1 (fr) * 2008-11-10 2013-02-15 Peugeot Citroen Automobiles Sa Machine electrique tournante a double excitation de type homopolaire
DE102008044276A1 (de) * 2008-12-02 2010-06-10 Robert Bosch Gmbh Hybriderregte elektrische Maschine mit polumschaltbarem Rotor
CN101478217B (zh) * 2009-02-10 2010-08-25 铁岭宝众新能源汽车有限公司 励磁直流无刷电动机
CN102405583B (zh) * 2009-02-24 2014-05-14 有限公司日库技术研究所 磁通量可变旋转电机系统
DE102009045101A1 (de) * 2009-09-29 2011-04-14 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine mit minimiertem Rastmoment
JP6019875B2 (ja) * 2012-07-23 2016-11-02 株式会社ジェイテクト 回転電機
JP6019876B2 (ja) * 2012-07-23 2016-11-02 株式会社ジェイテクト 回転電機
DE102013219309A1 (de) * 2013-09-25 2015-03-26 Robert Bosch Gmbh Baukastensystem und Verfahren zur Herstellung einer Elektromaschine
CN104158372B (zh) * 2014-07-14 2016-09-07 南京航空航天大学 磁分路式混合磁极型同步电机
US11081947B2 (en) * 2017-08-10 2021-08-03 Hamilton Sundstrand Corporation Claw pole brushless synchronous machine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1488353A1 (de) * 1965-07-15 1969-06-26 Siemens Ag Permanentmagneterregte elektrische Maschine
US3484635A (en) 1968-01-16 1969-12-16 Us Navy Brushless motor/alternator
US3555327A (en) * 1969-03-25 1971-01-12 Ambac Ind Permanent magnet alternator with regulating means
US3858071A (en) 1970-05-28 1974-12-31 Ibm High frequency, low inductance generator
US4307309A (en) 1980-01-29 1981-12-22 Barrett Edward L Brushless dynamoelectric machine
US4709179A (en) * 1984-01-17 1987-11-24 Regie Nationale Des Usines Renault Permanent-magnet six-pole synchronous electrodynamic machine
US4714854A (en) 1986-06-30 1987-12-22 Portescap Electric motor with a multipolar permanent magnet rotor
US4831300A (en) 1987-12-04 1989-05-16 Lindgren Theodore D Brushless alternator and synchronous motor with optional stationary field winding
US4835431A (en) 1987-12-04 1989-05-30 Lindgren Theodore D Transformer and synchronous machine with stationary field winding
US4829205A (en) 1987-12-04 1989-05-09 Lindgren Theodore D Dual-rotary induction motor with stationary field winding
US5693995A (en) * 1993-06-14 1997-12-02 Ecoair Corp. Hybrid alternator
JPH09163700A (ja) * 1995-12-08 1997-06-20 Mitsubishi Electric Corp 交流発電機
US6066908A (en) 1998-09-14 2000-05-23 Woodward, Jr.; Richard C. Disc-type brushless alternator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017028972A (ja) * 2015-07-17 2017-02-02 株式会社デンソー 交流励磁同期回転電機
JP2020088889A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 株式会社豊田中央研究所 回転電機
JP7116667B2 (ja) 2018-11-15 2022-08-10 株式会社豊田中央研究所 回転電機

Also Published As

Publication number Publication date
US20020180297A1 (en) 2002-12-05
US6900570B2 (en) 2005-05-31
WO2001042649A2 (en) 2001-06-14
DE10085251T1 (de) 2003-04-30
CN1286251C (zh) 2006-11-22
CN1408139A (zh) 2003-04-02
WO2001042649A3 (en) 2002-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003516708A (ja) ハイブリッド式ブラシレス電気機械
US7057323B2 (en) Modular flux controllable permanent magnet dynamoelectric machine
US6472789B1 (en) Electric rotary machine with novel rotor excitation arrangement by permanent magnets
US7973444B2 (en) Electric machine and rotor for the same
US6359366B1 (en) Hybrid permanent magnet/synchronous machines
JP4675019B2 (ja) 環状巻線を備えたハイブリッド同期モータ
JP3785982B2 (ja) 回転電機
US11799337B2 (en) Rotating electric machine
MXPA05001704A (es) Maquina electrica giratoria de doble excitacion que permite una disminucion de flujo modulable.
US20060022553A1 (en) Rotating electric machine
US20060290221A1 (en) Improvements for High Strength Undiffused Brushless Machine and Method
JP2000512840A (ja) ブラシレス多相電気機器、特に自動車用オルタネータ
JP4291517B2 (ja) 改善された永久磁石／リラクタンス可変回転電気機器
CN110268610B (zh) 具有磁旋转场降低和通量集中的同步电机
JP2009136046A (ja) トロイダル巻式回転電機
US6437477B1 (en) Hybrid electrical machine with axial flux magnet
US6538358B1 (en) Hybrid electrical machine with axially extending magnets
JP2012501159A (ja) 電気機械
US6989622B1 (en) Alternator having claw-pole rotor
US6455978B1 (en) Hybrid twin coil electrical machine
CN107078617A (zh) 双定子型旋转器
CN113544942B (zh) 旋转电机
US20060250042A1 (en) Dynamoelectric machine with ring type rotor and stator windings
US20150364961A1 (en) Brushless motor
WO2003003546A1 (en) A permanent magnet electrical machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071023

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20080319