JP2005253299A - 電気装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交番磁界に加えて進行磁界を生じさせる一次巻線と、この一次巻線により生ずる交番磁界および進行磁界に鎖交するように配される二次巻線とを具えており、前記一次巻線が、間欠的な直流又は交流により前記磁界を生じさせ、二次巻線が、起電力を誘導するために、前記磁界に鎖交するように配されており、前記装置は、さらに第1の鉄心部及び互いに磁気的に結合される第2の鉄心部で構成された鉄心と、前記鉄心部間に形成された複数のスロット又は前記鉄心部間に形成された円環状溝とを備えており、一次及び二次巻線がスロット又は円環状溝に配設されている構成とする。
【選択図】図1
Description
a)高い所にある水の落下エネルギーを利用して電気エネルギーを生じさせる水力発電装置。
b)石炭、重油、可燃ガスのような燃料の熱エネルギーを利用して電気エネルギーを生じさせる火力発電装置。
c)核分裂の過程の反応のよる放出エネルギーを利用して電気エネルギーを生じさせる原子力発電装置。
d)太陽熱エネルギーまたは太陽光エネルギーの太陽エネルギーを利用して電気エネルギーを生じさせる太陽発電装置。
e)風力エネルギーを利用して電気エネルギーを生じさせる風力発電装置。
f)低エネルギー含量の生成物を与える化学反応が起こることにもとづく化学エネルギーを利用して電気エネルギーを生じさせる化学発電装置、いわゆる電池。
前記一次巻線が、間欠的な直流又は交流により交番磁界及び進行磁界を生じさせ、
前記二次巻線が、起電力を誘導するために、前記一次巻線により生ずる交番磁界および進行磁界に鎖交するように配されており、
前記装置は、制動巻線を有さず、さらに第1の鉄心部及び互いに磁気的に結合される第2の鉄心部で構成された鉄心と、前記第1及び第2の鉄心部間に形成された複数のスロット又は前記第1及び第2の鉄心部間に形成された円環状溝とを備えており、前記一次巻線及び二次巻線が相巻線で構成され、前記一次巻線と二次巻線とが前記スロット又は円環状溝に配設されている。前記一次巻線は二次巻線と対になってスロット又は円環状溝に配設されていてもよい。前記電気装置は、複数の一次巻線と、この一次巻線に隣接して配された複数の二次巻線とを備えており、各一次巻線が各二次巻線と対になって、スロット又は円環状溝に配設されていてもよい。
図1および図2において、鉄心10は、円柱状鉄心部10Aと、この円柱状鉄心部10Aがその中空部に嵌合されその円柱状鉄心部10Aと互いに磁気的に結合される円環筒状鉄心部10Bとより構成されている。この円柱状鉄心部10Aは、円形状薄鋼板を積層して造られているとともに、外周面側には周方向に等間隔にかつその軸線方向に沿う6個のスロット11が形成されている。また、円環筒状鉄心部10Bは、同様に円環状薄鋼板を積層して造られているとともに、内周面側には周方向に等間隔にかつその軸線方向に沿い円柱状鉄心部10Aのスロット11間における突出部12の先端側が嵌入される6個の切込溝13が形成されている。こうして、円柱状鉄心部10Aの突出部12を円環筒状鉄心10Bの切込溝13に沿って嵌入させながら円環筒状鉄心部10Bの中空部に円柱状鉄心部10Aを嵌合させることで鉄心10が組立られている。
図12(a),(b),(c)において、鉄心40は、第1実施例の場合と同様に円柱状鉄心部40Aと、この円柱状鉄心部40Aがその中空部に嵌合されその円柱状鉄心部40Aと互いに磁気的に結合される円環筒状鉄心部40Bとより構成されている。この円柱状鉄心部40Aの外周面側に周方向に等間隔にかつその軸線方向に沿って形成されている16個のスロット41内における奥側には、図13において示されているように単相交流電源42に接続されている一次巻線43である単相巻線の主巻線43Aとコンデンサ44を有する補助巻線43Bとが2相対称巻、重ね巻かつ全節巻でもって図示されているように両主巻線43Aおよび補助巻線43B間に電気的に90°の位相角があるようにして配され嵌入されている。また、スロット41内における手前側には、図13に示されている二次巻線45である単相巻線の主巻線45Aとコンデンサ46を有する補助巻線45Bとが同様に二相対称巻,重ね巻かつ全節巻でもって両主巻線45Aおよび補助巻線45Bに電気的に90°の位相角があるように配され嵌入されている。
図14において、鉄心50は、U字状鉄心部50Aと、このU字状鉄心部50Aの両端辺部間の中空部に嵌合されてそのU字状鉄心部50Aと互いに磁気的に結合されるX字状鉄心部50Bとより構成されている。これらU字状鉄心部50AおよびX字状鉄心部50Bは、U字状およびX字状の薄鋼板を積層して造られているとともに、U字状鉄心部50Aの両端辺部における各内側にはX字状鉄心部50Bの先端側が嵌入される各2個の切込溝51が形成されている。こうして、X字状鉄心部50Bの各先端側をU字状鉄心部50Aの各切込溝51に沿って嵌入させながらU字状鉄心部50Aの両端辺部間の中空部にX字状鉄心部50Bを嵌合させることで鉄心50が組立てられている。
次に、前述の変形U字状鉄心部50A'および円形(柱)状鉄心部50B'より構成される鉄心50'を有する電気装置(発電装置)を例にして、この発電装置を誘導電動機としても用いる場合について説明する。
図19において、鉄心70は、例えばフェライトを焼固して造られている2個の円盤状鉄心部70A,70Bより構成されている。これら円盤状鉄心部70A,70Bは、図20に示されているように一面側に同軸状に円環状溝71A,(71B)が形成されているとともに、軸芯部には貫通孔72A,(72B)が形成されている。ところで、一方の円盤状鉄心部70Aの円環状溝71A内には、図21に示されているように6個のSCR1〜SCR6から構成されるスィッチ回路73を介して直流電源74に接続されている一次巻線75である3個の巻線75A,75B,75Cが重ね巻でかつ全節巻で図22に示されているように配されて円環状溝71Aに対して樹脂などにより接着され固定されている。また、他方の円盤状鉄心部70Bの円環状溝71B内には、図21に示されている二次巻線76である3個の巻線76A,76B,76Cが同様に重ね巻でかつ全節巻で図22に示されているように配されて円環状溝71Bに対して樹脂などにより接着され固定されている。こうして、両巻線75,76をサンドイッチ状にかつ相対応する各巻線75A,75B,75C,76A,76B,76Cが合致して重なるように挟み込むようにして両円盤状鉄心部70A,70Bを互いに対向させ両貫通孔72A,72Bにボルト77を挿通し、ナット78で締着することにより鉄心70は組立てられている。
次に、前述の直流2極集中(全節)巻の電気装置(発電装置)を例にして、この発電装置を誘導電動機として用いる場合について説明する。
図25において、鉄心90は、下面側に左右方向に等間隔でかつ図面に対して垂直方向にスロット91が形成されている第1の鉄心部90Aと、上面側に左右方向に等間隔でかつ図面に対して垂直方向に第1の鉄心部90Aのスロット91間における突出部92の先端側が嵌入される切込溝93が形成されている第2の鉄心部90Bとが互いに磁気的に結合されることで構成されている。これら第1および第2の鉄心部90A,90Bは、例えば薄鋼板を積層することで、またはフェライトを焼固するなどして造られている。こうして、第1の鉄心部90Aの突出部92を第2の鉄心部90Bの切込溝93に嵌入させることで鉄心90が組立てられている。
次に、前述の三相交流単相(全節)巻の電気装置(発電装置)を例にして、この発電装置を誘導電動機として、いわゆるリニアモータとしても用いる場合について説明する。
11,11',11",22,22',41,91,101 スロット
12,92 突出部
13,51,93 切込溝
14 三相交流電源
15,15',15",23,43,53,53',63,75,81,94,102 一次巻線
16,16',16",24,45,54,64,76,82,95,103 二次巻線
17,17',96 交番磁界
18,18',97 回転磁界
20,20',80 固定子枠
25,26,84,85 孔
27,28,86,87 ベアリング
29,29',61,88 回転軸
30,62 円柱状導体
30' 円環筒状導体
42,52 単層交流電源
44,46 コンデンサ
55,56,58,59 くまどりコイル
57 空隙
73 スイッチ回路
74 直流電源
77 ボルト
78 ナット
83 円形柱状下壁部
89 円盤状導体
104 導体板
Claims (22)
- 交番磁界に加えて進行磁界を生じさせる一次巻線と、この一次巻線により生ずる交番磁界および進行磁界に鎖交するように配される二次巻線とを具える電気装置であって、
前記一次巻線が、間欠的な直流又は交流により交番磁界及び進行磁界を生じさせ、
前記二次巻線が、起電力を誘導するために、前記一次巻線により生ずる交番磁界および進行磁界に鎖交するように配されており、
前記装置は、制動巻線を有さず、さらに第1の鉄心部及び互いに磁気的に結合される第2の鉄心部で構成された鉄心と、前記第1及び第2の鉄心部間に形成された複数のスロット又は前記第1及び第2の鉄心部間に形成された円環状溝とを備えており、前記一次巻線及び二次巻線が相巻線で構成され、前記一次巻線と二次巻線とが前記スロット又は円環状溝に配設されている電気装置。 - 一次巻線が二次巻線と対になって、スロット又は円環状溝に配設されている請求項1記載の電気装置。
- 複数の一次巻線と、この一次巻線に隣接して配された複数の二次巻線とを備えており、各一次巻線が各二次巻線と対になって、スロット又は円環状溝に配設されている請求項1記載の電気装置。
- 鉄心が、円環筒状鉄心部と、この円環筒状鉄心部の中空部に配され、互いに磁気的に結合された円柱状鉄心部と、前記円環筒状鉄心部と円柱状鉄心部との間に形成され、かつ周方向に間隔をおいてそれぞれ形成された複数のスロットとで構成されており、一次巻線と二次巻線とが前記スロットに配設されている請求項1記載の電気装置。
- 複数のスロットのそれぞれが、円環筒状鉄心部と円柱状鉄心部との間に軸線方向に沿って形成され、かつ等間隔に周方向に形成されている請求項4記載の電気装置。
- 円環筒状鉄心部と円柱状鉄心部とが回転不能に嵌合されている請求項4記載の電気装置。
- 相巻線で構成された一次巻線と、相巻線で構成された二次巻線とを備えており、前記一次巻線及び二次巻線が、二相又は多相対称巻でスロットに配設されている請求項1記載の電気装置。
- 円環筒状鉄心部と、円柱状回転子の形態で配された円柱状鉄心部とを備えており、前記円環筒状鉄心部及び円柱状鉄心部の一方が、回転軸を中心にして他方に対して回転可能に配されている請求項4記載の電気装置。
- 円環筒状鉄心部及び円柱状鉄心部の少なくとも一方が、これらの鉄心部間において、少なくとも一方の面に等間隔に軸線方向に沿って形成された切込溝を有しており、一方の鉄心部に形成された切込溝には、スロット間に形成された他方の鉄心部の突出部が嵌入されている請求項4記載の電気装置。
- 一次巻線及び二次巻線がそれぞれ、Y結線又はΔ結線の形態で配された多相巻線で構成されている請求項1記載の電気装置。
- 円環筒状鉄心部及ぶ円柱状鉄心部が、円形状薄鋼板を積層して形成されており、一次巻線及び二次巻線が、それぞれ、三相巻線で構成されているとともに、Y結線又はΔ結線の三相対称巻で配されている請求項4記載の電気装置。
- 一次巻線に、間欠的な直流,単相交流,二相交流,または三相交流を含む多相交流が与えられる請求項1記載の電気装置。
- 前記一次巻線および二次巻線が、同一磁気回路に配設されている請求項1記載の電気装置。
- 前記進行磁界が、回転磁界である請求項1記載の電気装置。
- 一次巻線が所定の相数を有する多相対称巻である請求項1記載の電気装置。
- 一次巻線が、三相対称巻を含む多相の対称巻であり、かつ4極巻を含む多極巻である請求項1又は14に記載の電気装置。
- 二次巻線が、前記一次巻線と同じ相数の対称巻である請求項16に記載の電気装置。
- 多相交流の周期を短くして交番磁界の交番数および回転磁界の回転数を大とする請求項16記載の電気装置。
- 一次巻線および二次巻線の巻数比によって、この二次巻線に誘導される起電力の電圧・電流を調節する請求項1記載の電気装置。
- 二次巻線に誘導される起電力の少なくとも一部を一次巻線に供給する請求項1記載の電気装置。
- 二次巻線からの誘導効率を向上させるための請求項1記載の電気装置の使用。
- 二次巻線からの誘導効率を向上させるための方法であって、請求項1記載の電気装置の一次巻線に、間欠的な直流又は交流を供給する誘導効率の向上方法。
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2005
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