JP2007166876A - Meandering field coil type rotary electric machine - Google Patents

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草瀬  新
Kazunari Okumoto
和成 奥本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field coil type rotary electric machine that allows the reduction in size and weight. <P>SOLUTION: A rotor core 7 has a boss 71 and an even number of magnetic salient poles 72 protruding radially from outer peripheral surface of the boss 71, wherein all magnetic salient poles 72 are disposed at overlapping positions in axial direction. The field coil 9 is wound in meandering shape in such a manner that gaps between poles extending portions 92 that are provided to extend in gaps between poles that are present between the magnetic salient poles 72, 72 adjoining to each other in circumferential direction, and circumferential extending portions 91 provided to extend in circumferential direction along end surfaces of magnetic salient poles 72 are alternately strung. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、蛇行界磁コイル型回転電機の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a meandering field coil type rotating electrical machine.

界磁コイル型回転電機の一形式として従来よりランデル構造の車両用交流発電機が製造されていることは周知となっている。このランデル構造の車両用回転電機は、2つのハーフコアのボス部の平坦な輪板形状の端面を突き合わせてロータ側磁気回路を構成している。   It is well known that a Landel-structured vehicle alternator has been manufactured as a type of field coil type rotating electrical machine. In this vehicular rotating electric machine of the Landel structure, the end surfaces of the flat ring plate shape of the bosses of the two half cores are abutted to constitute a rotor-side magnetic circuit.

近年、車両電源系が複数電圧方式に移行しつつあり、このため2つの発電機のロータをタンデム結合(縦続接続)したタンデム式車両用交流発電機がたとえば特許文献1ー7などに提案されている。
特開平1−157251号公報 特開平5−137295号公報 特開平5−308751号公報 特開平5−500300号公報 特開平6−22518号公報 特開平11−98789号公報 特開2005−117843号公報
In recent years, the vehicle power supply system is shifting to a multiple voltage system, and for this reason, a tandem vehicle AC generator in which the rotors of two generators are connected in tandem (cascade connection) has been proposed in Patent Documents 1-7, for example. Yes.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-157251 JP-A-5-137295 JP-A-5-308751 JP-A-5-500300 JP-A-6-22518 JP 11-98789 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-117843

ランデル構造の車両用交流発電機に代表される界磁コイル型車両用回転電機は、磁石式回転電機と異なって界磁磁束の制御によりステータコイル電圧を容易に制御できるため、車両用途など広い回転数範囲をもつ回転電機に広く採用されている。しかしながら、近年において車両用交流発電機の一層の小型軽量化が要請されているが、従来のランデル構造のロータコアは磁気回路長が大きいため本質的に小型軽量化に限界があり、また回転慣性が大きいため回転数の急速変化性能も劣っていた。つまり、ランデル構造のロータコア中の界磁束は、一方のハーフコアの爪極部を軸方向外側に流れてロータコアの軸方向一端側の柱部に達し、柱部内を軸方向内側に流れた後、ボス部中を再び軸方向内側に流れる構造となるため、磁路長を長く、その分だけロータコア重量及び体格が大きくなるという問題があった。   Unlike the magnet-type rotating electrical machine, the field coil-type rotating electrical machine for a vehicle represented by the Landell structure vehicle alternator can easily control the stator coil voltage by controlling the field magnetic flux. Widely used in rotating electrical machines with several ranges. However, in recent years, there has been a demand for further reduction in size and weight of the vehicle alternator. However, the conventional Landel structure rotor core has a large magnetic circuit length, and thus there is a limit to reduction in size and weight, and rotational inertia is limited. Because of its large size, the rapid change performance of the rotational speed was also inferior. In other words, the field magnetic flux in the rotor core of the Landel structure flows axially outward through the claw pole portion of one half core, reaches the pillar portion on one end side in the axial direction of the rotor core, and flows inward in the axial direction inside the pillar portion. Since the structure again flows inward in the axial direction, there is a problem that the magnetic path length is long, and the rotor core weight and physique increase accordingly.

また、ランデル構造のロータコアでは、一端支持構造により爪極部を支持するため爪極部の耐遠心力の点から回転速度の増大に限界があった。よく知られているように、回転数の増大は2乗的に出力に反映するため、もしロータコア回転速度を更に増大できれば回転電機の大幅な小型軽量化が可能となる。   Further, in the rotor core having the Landel structure, since the nail pole portion is supported by the one-end support structure, there is a limit to the increase in the rotational speed in terms of the centrifugal resistance of the nail pole portion. As is well known, an increase in the number of revolutions is reflected in the output in a square manner, so if the rotor core rotation speed can be further increased, the rotating electrical machine can be significantly reduced in size and weight.

更に、ランデル構造のロータコアでは、界磁コイルが二つのハーフコアに包まれる形状となるため、その冷却性に劣り、界磁コイルの温度上昇が問題となっていた。   Furthermore, in the rotor core having the Landel structure, the field coil has a shape that is encased in two half cores, so that the cooling performance is inferior, and the temperature rise of the field coil has been a problem.

ランデル型ロータコアの上記問題を改善するために、界磁コイル型ロータをもつ回転電機において、ランデル型ロータコアに代えて、ボス部の外周面から放射状に磁気突極部を周方向一定ピッチで突出させ、これら磁気突極部にそれぞれ界磁コイルを集中巻きすることも考えられる。しかしながら、このような集中巻き式磁気突極構造は、界磁コイルの巻装が容易ではなく、特に界磁コイル導体の断面積増大が難しいという問題があった。   In order to improve the above-mentioned problem of the Landel rotor core, in the rotating electric machine having the field coil rotor, the magnetic salient poles protrude radially from the outer peripheral surface of the boss portion at a constant pitch in the circumferential direction instead of the Landel rotor core. It is also conceivable to concentrate the field coils around these magnetic salient poles. However, such a concentrated winding type magnetic salient pole structure has a problem that it is not easy to wind the field coil, and it is particularly difficult to increase the cross-sectional area of the field coil conductor.

その他、従来のランデル構造の車両用交流発電機のコンパクト化のため、二つのハーフコアを互いに異なる形としてそれぞれに隣接する諸部材とのギャップを縮小することが考えられるが、このことはロータコア製造のための高価な金型が複数セット必要となり、それに併せて金型周辺の自動ハンドリング装置などの種々のロータコア製造装置も複数セット必要となるため、設備コストの大幅増大を招くという問題があった。この問題は、ステータとロータのペア(ステータ・ロータペア)が2対配置されるタンデム型ロータ構造では、合計4セットの金型が必要となるため一層深刻となった。   In addition, it is conceivable to reduce the gap between adjacent members by making the two half cores different from each other in order to reduce the size of the conventional AC generator for the Landell structure. Therefore, a plurality of sets of expensive dies are required, and in addition to this, a plurality of sets of various rotor core manufacturing apparatuses such as an automatic handling device around the dies are also required, which causes a problem of greatly increasing the equipment cost. This problem becomes more serious in a tandem rotor structure in which two pairs of stator and rotor (stator / rotor pair) are arranged, because a total of four sets of dies are required.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、小型軽量で生産性に優れた界磁コイル型回転電機を提供することをその目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a field coil type rotating electrical machine that is small and light and has excellent productivity.

上記課題を解決する第1発明は、ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支承される回転軸と、前記ハウジングの内周面に固定されたステータコアと、前記ステータコアに巻装されたステータコイルと、少なくとも軸方向に延在する所定の磁極間隙間を挟んで周方向へ順次配置された所定数の磁極を有するとともに前記回転軸に固定されるロータコアと、前記ロータコアに巻装されて前記各磁極を周方向極性交互に磁化する界磁コイルと、前記ハウジング側のブラシから給電された界磁電流を前記界磁コイルに供給するスリップリングからなる界磁コイル給電機構とを備える界磁コイル型回転電機に適用される。   A first invention that solves the above problems includes a housing, a rotating shaft that is rotatably supported by the housing, a stator core that is fixed to an inner peripheral surface of the housing, a stator coil that is wound around the stator core, A rotor core fixed to the rotating shaft and having a predetermined number of magnetic poles sequentially arranged in the circumferential direction across at least a predetermined gap between the magnetic poles extending in the axial direction; and each magnetic pole wound around the rotor core Field coil type rotating electrical machine comprising a field coil magnetized alternately in the circumferential direction and a field coil feeding mechanism comprising a slip ring for supplying a field current fed from a brush on the housing side to the field coil Applies to

この界磁コイル型回転電機は、いわゆるインナーロータ構造の界磁コイル型同期機として周知となっている。なお、本発明のロータコアには界磁束発生のために界磁コイルは必須に巻装されるが、永久磁石を更に追設してもよいことはもちろんである。   This field coil type rotating electrical machine is known as a field coil type synchronous machine having a so-called inner rotor structure. In addition, although a field coil is essentially wound around the rotor core of the present invention to generate a field magnetic flux, it goes without saying that a permanent magnet may be additionally provided.

上記問題点を解決するためになされた第1発明は、前記ロータコアが、ボス部と、前記ボス部の外周面から放射状に突出して前記磁極をそれぞれ構成する所定数の磁気突極部とを有し、前記界磁コイルが、前記各磁極間隙間に蛇行配置されることを特徴としている。以下、この形状の界磁コイルを蛇行形界磁コイルとも称する。   According to a first aspect of the present invention made to solve the above problems, the rotor core has a boss portion and a predetermined number of magnetic salient pole portions that project radially from the outer peripheral surface of the boss portion and respectively constitute the magnetic poles. The field coil is meandered between the magnetic pole gaps. Hereinafter, the field coil having this shape is also referred to as a meandering field coil.

上記した蛇行形界磁コイルをもつ本発明のロータは、従来のランデル型ロータコアに較べてロータコア内の磁束の軸方向移動量を少なくできるため、ロータコアの小型軽量化と磁気抵抗低減とを実現することができる。   The rotor of the present invention having the meandering field coil described above can reduce the amount of axial movement of the magnetic flux in the rotor core as compared with the conventional Landell-type rotor core, so that the rotor core can be reduced in size and weight and the magnetic resistance can be reduced. be able to.

特に、ロータコアのボス部すなわち互いに周方向に隣接する一対の磁気突極部同士を周方向へ連ねる磁気回路部分は、いわゆる磁気回路における継鉄部分をなすが、この継鉄部分は、一対の磁気突極部を径方向へ流れる磁束の半分を周方向へ流せば良いので、従来のランデル型ロータコアのボス部に較べて格段に磁路直角断面積とすることができる。これに対して、ランデル型ロータコアのボス部(いわゆる継鉄部と考えることができる)は、全磁気突極部の磁束をすべてこの共通のボス部を軸方向に流す必要があるため格段に広い磁路直角断面積を必要とする。   In particular, the boss portion of the rotor core, that is, the magnetic circuit portion that connects a pair of magnetic salient pole portions adjacent to each other in the circumferential direction, forms a yoke portion in a so-called magnetic circuit. Since half of the magnetic flux that flows in the radial direction through the salient pole portion only needs to flow in the circumferential direction, the cross-sectional area of the magnetic path can be made significantly higher than that of the boss portion of the conventional Landell rotor core. On the other hand, the boss part of the Landel type rotor core (which can be considered as a yoke part) is remarkably wide since all the magnetic salient pole parts must flow through the common boss part in the axial direction. Requires a cross section perpendicular to the magnetic path.

更に、互いに隣接する2つの磁気突極部を磁気的に接続するボス部の周方向長さは、各磁気突極部が放射状に配置されているためボス部を径方向内側に配置すればするほど、従来のランデル構造のロータコアに較べて短くなる。このことは、ボス部すなわちいわゆる継鉄部の大幅な小型軽量化と磁気抵抗低減とを実現できることを意味する。このことは、ロータコアの径方向内側たとえばボス部に軸方向へ冷却空気流通用の貫通孔を配置する空間的余裕が生じることを意味し、ロータコアの更なる小型軽量化と、界磁コイル冷却用の通風路形成可能性を生じさせる利点もある。   Further, the circumferential length of the boss portion that magnetically connects two magnetic salient pole portions adjacent to each other is determined by arranging the boss portions radially inward because the magnetic salient pole portions are arranged radially. As compared with a conventional rotor core having a Landell structure, the length becomes shorter. This means that the boss portion, that is, the so-called yoke portion can be significantly reduced in size and weight and the magnetic resistance can be reduced. This means that there is a space for arranging a through hole for circulating cooling air in the axial direction on the radially inner side of the rotor core, for example, in the boss portion. This further reduces the size and weight of the rotor core and reduces field coils. There is also an advantage that the possibility of forming a ventilation path is generated.

好適な態様において、前記ロータコアは、それぞれ前記界磁コイルを有して同一の前記回転軸に軸方向に所定のコア間隙間を隔てて複数タンデム配置され、前記界磁コイルは、前記各ロータコアに個別に巻装されている。このようにすれば、ステータコイルのコイルエンドや界磁コイルの冷却性が悪化するタンデム型の回転電機において、従来のランデル構造よりも、ロータコアの小型化の分だけ、ステータコイルのコイルエンドや界磁コイル冷却用の通風路の形成が容易となる。   In a preferred aspect, each of the rotor cores has the field coil and is arranged in a plurality of tandems on the same rotating shaft in the axial direction with a predetermined inter-core gap, and the field coils are arranged on the rotor cores. It is wound individually. In this way, in the tandem rotating electrical machine in which the cooling performance of the coil end of the stator coil and the field coil deteriorates, the coil end and the field of the stator coil are reduced by the size of the rotor core compared to the conventional Landell structure. It is easy to form a ventilation path for cooling the magnetic coil.

好適な態様において、互いに軸方向に隣接する2つの前記ロータコアは、周方向略同位置に前記磁気突極部を有し、前記界磁コイルは、前記コア間隙間を通過するコア間隙間延在部と、 前記ロータコアの端面に沿って周方向へ延在する周方向延在部とを交互に連ねてなり、互いに軸方向に隣接する2つの前記界磁コイルの一方の前記周方向延在部は、前記2つの前記界磁コイルの他方の前記周方向延在部と略同位置に配置される。このようにすれば、タンデム型ロータコアの軸方向長さを短縮することができる。   In a preferred aspect, the two rotor cores adjacent to each other in the axial direction have the magnetic salient pole portions at substantially the same position in the circumferential direction, and the field coil extends between the cores through the gap between the cores. And the circumferentially extending portion of one of the two field coils adjacent to each other in the axial direction are alternately connected to the circumferentially extending portion extending in the circumferential direction along the end surface of the rotor core. Is disposed at substantially the same position as the other circumferentially extending portion of the two field coils. In this way, the axial length of the tandem rotor core can be shortened.

好適な態様において、前記界磁コイルは、奇数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面、及び、偶数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面に隣接して周方向へ延設される周方向延在部と、前記磁極間隙間に延設されて互いに周方向に隣接する2つの前記周方向延在部を連ねる磁極間隙間延在部とを有し、前記磁気突極部は、前記界磁コイルの周方向延在部に近接する端面が前記界磁コイルの周方向延在部が近接しない端面よりも小さい周方向長さをもつように軸方向に対して所定の角度で斜設されている。このようにすれば、界磁コイルの長さを短縮できるとともにステータコイルの磁束変化を滑らかとして磁気音を低減することができる。好適な態様において、前記所定の角度は、5〜45°に設定される。   In a preferred aspect, the field coil is provided adjacent to an end face on one end side in the axial direction of the odd-numbered magnetic salient pole part and an end face on the other end side in the axial direction of the even-numbered magnetic salient pole part. A circumferentially extending portion extending in the direction, and a gap extending portion between the magnetic poles extending between the magnetic pole gaps and connecting the two circumferentially extending portions adjacent to each other in the circumferential direction, The magnetic salient pole portion has an axial direction so that an end face close to the circumferentially extending portion of the field coil has a smaller circumferential length than an end face close to the circumferentially extending portion of the field coil. Are inclined at a predetermined angle. In this way, the length of the field coil can be shortened and the magnetic noise can be reduced by smoothing the magnetic flux change of the stator coil. In a preferred aspect, the predetermined angle is set to 5 to 45 °.

好適な態様において、前記ボス部は、軸方向に貫設された貫通孔を有する。これにより、ロータコアの軽量化とともに、界磁コイルやステータコイルの冷却性が向上する。特にこの態様は、コア間に配置されるステータコイルのコイルエンドや界磁コイルの冷却が難しいタンデム型ロータコアにおいて特に有益である。なお、従来のランデル構造のロータコアにおいては、界磁磁束量の低減を回避しつつこのような貫通孔を設けることは困難であるが、この発明の蛇行形コイルが巻装されるロータコアでは、いわゆる継鉄部すなわちボス部の磁路直角方向断面積が小さくて良く、かつ、継鉄部すなわちボス部の磁路長さも格段に短いため、継鉄部の必要体積が小さく、それにより初めて界磁磁束量の低減を回避しての軸方向への貫通孔の形成が可能となったものである。   In a preferred aspect, the boss portion has a through hole penetrating in the axial direction. As a result, the rotor core is lighter and the cooling performance of the field coil and the stator coil is improved. This aspect is particularly useful in a tandem rotor core in which it is difficult to cool the coil ends of the stator coils and the field coils arranged between the cores. In a conventional Landell rotor core, it is difficult to provide such a through hole while avoiding a reduction in the amount of field magnetic flux. However, in the rotor core around which the meandering coil of the present invention is wound, so-called The cross-sectional area in the direction perpendicular to the magnetic path of the yoke part, i.e., the boss part, may be small, and the length of the magnetic path of the yoke part, i.e., the boss part, is remarkably short. It is possible to form a through hole in the axial direction while avoiding a reduction in the amount of magnetic flux.

好適な態様において、前記貫通孔に配置されて空気を軸方向一方側に付勢する軸流翼部をもつ。これにより、軸方向への冷却空気流の送風が可能となり、ステータコイルのコイルエンドや界磁コイルの冷却が一層良好となる。   In a preferred aspect, an axial flow blade portion is provided in the through hole and biases air toward one side in the axial direction. Thereby, the cooling air flow can be blown in the axial direction, and the coil end of the stator coil and the field coil can be further cooled.

好適な態様において、前記軸流翼部は、タンデム型ロータコアのコア間隙間に送気する。すなわち、この態様では回転軸に軸方向に近接配置された2つのロータコアの間の隙間であるコア間隙間に冷却空気流を供給するため、このコア間隙間に配置されるステータコイルのコイルエンドや界磁コイルを良好に冷却することができる。   In a preferred aspect, the axial flow blade portion feeds air between the core gaps of the tandem rotor core. That is, in this aspect, since the cooling air flow is supplied between the core gaps, which are gaps between the two rotor cores arranged close to the rotation axis in the axial direction, the coil ends of the stator coils arranged between the core gaps, The field coil can be cooled well.

好適な態様において、前記界磁コイルの前記周方向延在部が隣接しない前記磁気突極部の軸方向端面に固定されて前記ステータコイルのコイルエンドに遠心風を送気する遠心翼をもつ。このようにすれば、軸方向長さを増大することなく、良好にステータコイルのコイルエンドを冷却することができる。   In a preferred embodiment, the magnetic field coil includes a centrifugal blade that is fixed to an axial end surface of the magnetic salient pole portion that is not adjacent to the circumferential extension portion of the field coil and supplies centrifugal air to the coil end of the stator coil. In this way, the coil end of the stator coil can be cooled well without increasing the axial length.

好適な態様において、前記ロータコアは、一体品からなる。これにより、製造が容易となり、金型数を低減することができ、磁気抵抗の低減により励磁電流も低減することができる。   In a preferred aspect, the rotor core is a single piece. Thereby, manufacture becomes easy, the number of molds can be reduced, and the excitation current can also be reduced by reducing the magnetic resistance.

好適な態様において、前記界磁コイルに隣接する前記磁気突極部の端面は、前記界磁コイルが収容される窪み部を有する。これにより、界磁コイルに掛かる遠心力をロータコアの磁気突極部により支承できるため、高速回転性能を向上できるとともに、磁気突極部の外周面部すなわちロータの磁極面とステータコアの内周面との間の有効磁極ギャップの総面積を拡大できるため、磁気回路の磁気抵抗を低減して励磁電流を低減することができる。   In a preferred aspect, an end surface of the magnetic salient pole portion adjacent to the field coil has a hollow portion in which the field coil is accommodated. As a result, the centrifugal force applied to the field coil can be supported by the magnetic salient pole portion of the rotor core, so that high-speed rotation performance can be improved and the outer peripheral surface portion of the magnetic salient pole portion, that is, the magnetic pole surface of the rotor and the inner peripheral surface of the stator core. Since the total area of the effective magnetic pole gap can be increased, the magnetic resistance of the magnetic circuit can be reduced and the exciting current can be reduced.

好適な態様において、前記界磁コイルのうち周方向に延在する周方向延在部は、前記前記窪み部よりも軸方向外側に突出しない。これにより、高速回転性能を一層向上することができる。   In a preferred aspect, a circumferentially extending portion extending in the circumferential direction of the field coil does not protrude outward in the axial direction from the recessed portion. Thereby, the high-speed rotation performance can be further improved.

好適な態様において、前記磁気突極部は、略一定の磁路直角方向断面積を有するので、ロータコアを小型軽量化することができる。   In a preferred aspect, the magnetic salient pole portion has a substantially constant cross-sectional area in the direction perpendicular to the magnetic path, so that the rotor core can be reduced in size and weight.

好適な態様において、前記磁気突極部の少なくとも前記界磁コイルに接触する表面に被着されて前記界磁コイルを前記磁気突極部から電気絶縁する樹脂絶縁膜を有する。これにより部品点数の削減及び組み付け工数の低減を行うことができる。   In a preferred embodiment, the magnetic salient pole portion includes a resin insulating film that is attached to at least a surface of the magnetic salient pole portion that contacts the field coil to electrically insulate the field coil from the magnetic salient pole portion. Thereby, the number of parts can be reduced and the number of assembling steps can be reduced.

好適な態様において、前記磁気突極部の磁路直角方向断面積は、前記ボス部の磁路直角方向断面積の略2倍に設定されるので、ロータコアを小型軽量化することができる。   In a preferred aspect, the cross-sectional area of the magnetic salient pole portion in the direction perpendicular to the magnetic path is set to approximately twice the cross-sectional area of the boss portion in the direction perpendicular to the magnetic path, so that the rotor core can be reduced in size and weight.

好適な態様において、前記界磁コイルに隣接しない奇数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面は、前記界磁コイルに隣接する偶数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面よりも軸方向一端側へずれた位置に配置され、前記界磁コイルに隣接しない偶数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面は、前記界磁コイルに隣接しない奇数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面よりも軸方向他端側へずれた位置に配置されている。これにより、界磁コイル及びロータコアからなるロータの軸方向長さを短縮することができる。   In a preferred aspect, the end surface on the one end side in the axial direction of the odd-numbered magnetic salient pole portion not adjacent to the field coil is on the one end side in the axial direction of the even-numbered magnetic salient pole portion adjacent to the field coil. The end face on the other end side in the axial direction of the even-numbered magnetic salient pole portion that is arranged at a position shifted toward the one end side in the axial direction from the end face is not adjacent to the field coil. It arrange | positions in the position shifted | deviated to the axial direction other end side rather than the end surface of the axial direction other end side of the said magnetic salient pole part. Thereby, the axial direction length of the rotor which consists of a field coil and a rotor core can be shortened.

好適な態様において、前記ロータコアの前記ボス部の軸方向中央部は、前記ボス部の軸方向端部よりも大きな径方向長さをもつ。これにより、ロータコア中の磁路長を短縮できる。   In a preferred aspect, the axially central portion of the boss portion of the rotor core has a larger radial length than the axial end portion of the boss portion. Thereby, the magnetic path length in a rotor core can be shortened.

好適な態様において、前記界磁コイルは、平角線からなるので、巻装回数を低減しつつ必要アンペアターンを稼ぐことができる。   In a preferred aspect, since the field coil is formed of a rectangular wire, it is possible to earn a required ampere turn while reducing the number of windings.

好適な態様において、前記界磁コイルにデューティー比20%以下の間欠給電を行う給電制御回路を有する。これにより、給電制御回路のスイッチングトランジスタの損失発熱を低減することができる。   In a preferred aspect, the field coil includes a power supply control circuit that performs intermittent power supply with a duty ratio of 20% or less. Thereby, loss heat generation of the switching transistor of the power supply control circuit can be reduced.

好適な態様において、前記給電制御回路は、前記スリップリングよりも前記界磁コイル側に設置されてフライホイル電流を前記界磁コイルに流すフライホイルダイオードを有する。これにより、スリップリング及びブラシの損失、発熱を低減することができ、フライホイルダイオードも良好に冷却することができる。   In a preferred aspect, the power supply control circuit includes a flywheel diode that is installed closer to the field coil than the slip ring and allows a flywheel current to flow through the field coil. Thereby, the loss of a slip ring and a brush, heat_generation | fever can be reduced, and a flywheel diode can also be cooled favorably.

好適な態様において、前記フライホイルダイオードは、ショットキーバリヤダイオードからなる。これにより、フライホイルダイオードの損失、発熱を一層低減することができる。   In a preferred embodiment, the flywheel diode is a Schottky barrier diode. Thereby, the loss and heat generation of the flywheel diode can be further reduced.

好適な態様において、湾曲しつつ略周方向へ延在する前記界磁コイルの周方向延在部に接する前記磁気突極部の端面は、前記界磁コイルの周方向延在部の湾曲形状に沿って面取りされている。これにより、体格増大を抑止しつつ界磁束量を増大することができる。   In a preferred aspect, the end surface of the magnetic salient pole portion that is in contact with the circumferentially extending portion of the field coil that extends in the substantially circumferential direction while being curved has a curved shape of the circumferentially extending portion of the field coil. It is chamfered along. Thereby, the amount of field magnetic flux can be increased while suppressing an increase in physique.

好適な態様において、前記ロータコアは、前記磁極間隙間に沿いつつ前記界磁コイルの略径方向内側にて破断されて2つのハーフコアに分割され、前記2つのハーフコアの一方は、奇数番目の前記磁気突極部と一体に形成され、前記2つのハーフコアの他方は、偶数番目の前記磁気突極部と一体に形成され、前記界磁コイルは、あらかじめ成形されて前記両ハーフコアの間に介設される。   In a preferred aspect, the rotor core is broken into two half cores along the gap between the magnetic pole gaps at a substantially radial inner side of the field coil, and one of the two half cores is an odd number of the magnetic cores. The other half of the two half cores is formed integrally with the even-numbered magnetic salient poles, and the field coil is formed in advance and interposed between the two half cores. The

このようにすれば、ランデル構造のロータよりも格段にロータ重量の軽減と小型化とを実現しつつ、ランデル構造のロータと同様に予め成形した界磁コイルを用いることができるため、製造工程の簡素化が可能となる。更に、二つのハーフコアの接触面積を増大できるため、磁気抵抗も低減することができ、励磁電流も低減することができる。   In this way, it is possible to use a pre-molded field coil in the same way as the Landell structure rotor, while realizing a reduction in the rotor weight and downsizing significantly compared to the Landel structure rotor. Simplification is possible. Furthermore, since the contact area between the two half cores can be increased, the magnetic resistance can be reduced and the excitation current can also be reduced.

好適な態様において、前記磁気突極部の端面よりも軸方向外側かつ前記ステータコイルのコイルエンドの径方向内側に突出する前記界磁コイルの周方向延在部の径方向外側に配置されて前記周方向延在部の遠心力を受ける非磁性の円筒部を有する界磁コイル支持部材を有する。このようにすれば、磁気突極部の磁路直角方向断面積を低減すことなく。界磁コイルの耐遠心力性を向上することができる。   In a preferred aspect, the magnetic coil is disposed on the radially outer side of the circumferentially extending portion of the field coil projecting axially outside the end surface of the magnetic salient pole portion and radially inward of the coil end of the stator coil. A field coil support member having a non-magnetic cylindrical portion that receives the centrifugal force of the circumferentially extending portion is provided. In this way, the cross-sectional area of the magnetic salient pole portion in the direction perpendicular to the magnetic path is not reduced. The centrifugal resistance of the field coil can be improved.

好適な態様において、前記界磁コイル支持部材は、前記回転軸に支持されて径方向外側に延在して前記円筒部を支持するディスク部を有する。これにより、界磁コイル支持部材は、良好な耐遠心力性能をもつことだけできる。   In a preferred aspect, the field coil support member includes a disk portion that is supported by the rotating shaft and extends radially outward to support the cylindrical portion. Thereby, the field coil support member can only have a good centrifugal force resistance performance.

なお、更に、この界磁コイル支持部材に遠心翼を設ければ、少ない部品点数にてステータコアのコイルエンドの冷却性を向上することができる。   Furthermore, if the field coil support member is provided with a centrifugal blade, the cooling performance of the coil end of the stator core can be improved with a small number of parts.

好適な態様において、前記界磁コイル支持部材は、前記磁気突極部に支持される。このようにすれば、界磁コイル支持部材の構造を簡素化することができる。   In a preferred aspect, the field coil support member is supported by the magnetic salient pole part. In this way, the structure of the field coil support member can be simplified.

好適な態様において、前記ロータコアの前記ボス部は、奇数番目の前記磁気突極部と一体化されるとともに、軸方向一方側へ開口する溝部を有し、偶数番目の前記磁気突極部は、前記ボス部の前記溝部から径方向外側へ抜け出し不能な形状を有して前記溝部に軸方向から嵌め込まれ、前記界磁コイルは、予め成形されて前記偶数番目の磁気突極部の前記嵌め込みの前に前記奇数番目の磁気突極部に沿った位置に軸方向から装着されている。このようにすれば、ボス部と磁気突極部との接合部分の数を減らしつつ、予め成形した界磁コイルを採用することができる。   In a preferred aspect, the boss portion of the rotor core is integrated with the odd-numbered magnetic salient pole portion and has a groove portion that opens to one side in the axial direction, and the even-numbered magnetic salient pole portion is: The boss portion has a shape that cannot be pulled out radially outward from the groove portion, and is fitted into the groove portion from the axial direction, and the field coil is pre-shaped and the fitting of the even-numbered magnetic salient pole portions is performed. It is mounted from the axial direction at a position along the odd-numbered magnetic salient pole part. In this way, it is possible to employ a pre-shaped field coil while reducing the number of joint portions between the boss portion and the magnetic salient pole portion.

好適な態様において、前記磁気突極部の外周端部は、前記外周端部よりも径方向内側部分よりも周方向又は軸方向へ突出して前記ステータコアの内周面に対面する磁極面を拡大する鍔部を有する。これにより、界磁コイルに掛かる遠心力を支承できるとともに、ロータコアとステータコアとの間の有効電磁ギャップの総面積を増大して磁気抵抗を低減することができ、励磁電流を低減することができる。   In a preferred aspect, the outer peripheral end portion of the magnetic salient pole portion protrudes in the circumferential direction or the axial direction from the radially inner portion of the outer peripheral end portion, and expands the magnetic pole surface facing the inner peripheral surface of the stator core. Has a buttock. Thus, the centrifugal force applied to the field coil can be supported, the total area of the effective electromagnetic gap between the rotor core and the stator core can be increased, the magnetic resistance can be reduced, and the excitation current can be reduced.

好適な態様において、前記界磁コイルのうちの周方向へ延在する部分である周方向延在部の径方向外側に隣接する前記鍔部の部分は、前記鍔部の他の部位よりも長く突出している。これにより、界磁コイルの周方向延在部に掛かる遠心力を支承できるとともに、ロータコアとステータコアとの間の有効電磁ギャップの総面積を増大して磁気抵抗を低減することができ、励磁電流を低減することができる。   In a preferred aspect, the portion of the flange adjacent to the radially outer side of the circumferentially extending portion that is a portion extending in the circumferential direction of the field coil is longer than other portions of the flange. It protrudes. As a result, the centrifugal force applied to the circumferentially extending portion of the field coil can be supported, the total area of the effective electromagnetic gap between the rotor core and the stator core can be increased, the magnetic resistance can be reduced, and the excitation current can be reduced. Can be reduced.

上記問題点を解決するためになされた第2発明は、前記ロータコアは、それぞれ前記界磁コイルを有して同一の前記回転軸に軸方向に所定のコア間隙間を隔てて一対タンデム配置され、前記界磁コイルは、前記一対のロータコアに個別に巻装され、前記スリップリングは、一対配置され、前記一対の界磁コイルの一方と直列に第1の電流方向決定用ダイオードが接続され、前記一対の界磁コイルの他方と直列に第2の電流方向決定用ダイオードが接続され、前記界磁コイル給電機構は、フルブリッジインバータ回路から給電される交流電圧を、前記電流方向決定用ダイオードを通じて前記一対の界磁コイルに印加することを特徴としている。   In a second invention made to solve the above problems, the rotor cores each have the field coil and are arranged in a tandem pair with a predetermined inter-core gap in the axial direction on the same rotating shaft, The field coils are individually wound around the pair of rotor cores, a pair of the slip rings are arranged, and a first current direction determining diode is connected in series with one of the pair of field coils, A second current direction determining diode is connected in series with the other of the pair of field coils, and the field coil power supply mechanism transmits the AC voltage supplied from the full bridge inverter circuit through the current direction determining diode. It is characterized by being applied to a pair of field coils.

このようにすれば、一対のスリップリング及び一対のブラシを用いて二つの界磁コイルへの電流を独立制御できるため、界磁電流給電機構の信頼性を向上できるとともに、回転電機の軸方向を短縮できるので、その小型軽量化を実現することができる。   In this way, since the current to the two field coils can be independently controlled using a pair of slip rings and a pair of brushes, the reliability of the field current feeding mechanism can be improved and the axial direction of the rotating electrical machine can be adjusted. Since it can be shortened, the size and weight can be reduced.

本発明の蛇行形界磁コイル型回転電機を車両用タンデム式回転電機に適用した実施態様を以下に説明する。ただし、本発明は下記の実施態様に限定されるものではなく、その他の公知技術又はそれと必要機能が等しい技術を組み合わせて本発明を構成しても良いことは当然である。   An embodiment in which the meandering field coil type rotating electrical machine of the present invention is applied to a tandem rotating electrical machine for a vehicle will be described below. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and it is obvious that the present invention may be configured by combining other known techniques or techniques having the same necessary functions.

(第1実施形態)
(全体構造)
図1は、タンデム型ロータ構造をもつ車両用交流発電機の全体構造を示す軸方向断面図である。1はハウジング、2は第1ステータコア、3は第2ステータコア、4は第1ステータコイル、5は第2ステータコイル、6は回転軸、7は第1ロータコア、8は第2ロータコア、9は第1界磁コイル、10は第2界磁コイル、11はプーリ、12、13はスリップリング、14、15はブラシである。
(First embodiment)
(Overall structure)
FIG. 1 is an axial sectional view showing the overall structure of a vehicular AC generator having a tandem rotor structure. 1 is a housing, 2 is a first stator core, 3 is a second stator core, 4 is a first stator coil, 5 is a second stator coil, 6 is a rotating shaft, 7 is a first rotor core, 8 is a second rotor core, and 9 is a first 1 field coil, 10 is a second field coil, 11 is a pulley, 12 and 13 are slip rings, and 14 and 15 are brushes.

ハウジング1は、フロントハウジング1aと、センターハウジング1bと、リアハウジング1cとからなり、スルーボルト締結により構成されている。   The housing 1 includes a front housing 1a, a center housing 1b, and a rear housing 1c, and is configured by fastening through bolts.

第1ステータコア2は、フロントハウジング1aとセンターハウジング1bとに軸方向へ挟圧されてハウジング1に固定され、第2ステータコア3はセンターハウジング1bとリアハウジング1cとに軸方向へ挟圧されてハウジング1に固定されている。第1ステータコイル4は第1ステータコア2に、第2ステータコイル5は第2ステータコア3に通常の方法で巻装されている。   The first stator core 2 is clamped in the axial direction between the front housing 1a and the center housing 1b and fixed to the housing 1, and the second stator core 3 is clamped in the axial direction between the center housing 1b and the rear housing 1c. 1 is fixed. The first stator coil 4 is wound around the first stator core 2 and the second stator coil 5 is wound around the second stator core 3 by a usual method.

回転軸6は、軸受け16、17を介してハウジング1に支承されており、プーリ11がハウジング1から前方へ突出する回転軸6の前端部に嵌着固定されている。回転軸6の後端部には一対のスリップリング12、13が嵌着固定されており、ブラシ14がスリップリング12に、ブラシ15がスリップリング13に摺接されている。   The rotary shaft 6 is supported by the housing 1 via bearings 16 and 17, and a pulley 11 is fitted and fixed to a front end portion of the rotary shaft 6 that protrudes forward from the housing 1. A pair of slip rings 12 and 13 are fitted and fixed to the rear end of the rotating shaft 6, and the brush 14 is in sliding contact with the slip ring 12 and the brush 15 is in sliding contact with the slip ring 13.

第1ロータコア7は第1ステータコア2の内周面に対面する位置にて回転軸6に固定されており、第1ロータコア7には第1界磁コイル9が巻装されて第1ロータを構成している。第2ロータコア8は第2ステータコア3の内周面に対面する位置にて回転軸6に固定されており、第2ロータコア8には第2界磁コイル10が第2ロータコア8に巻装され第2ロータを構成している。   The first rotor core 7 is fixed to the rotary shaft 6 at a position facing the inner peripheral surface of the first stator core 2, and a first field coil 9 is wound around the first rotor core 7 to constitute the first rotor. is doing. The second rotor core 8 is fixed to the rotary shaft 6 at a position facing the inner peripheral surface of the second stator core 3, and a second field coil 10 is wound around the second rotor core 8 around the second rotor core 8. 2 rotors are configured.

(界磁電流制御)
第1界磁コイル9と第2界磁コイル10へ給電する界磁電流の制御を図2を参照して説明する。
(Field current control)
Control of the field current supplied to the first field coil 9 and the second field coil 10 will be described with reference to FIG.

16はハウジングに固定されたレギュレータであり、レギュレータ16は界磁電流制御用のトランジスタ17〜20からなるフルブリッジのインバータ回路を内蔵している。このインバータ回路は、一対のスリップリング12、13及び一対のブラシ14、15からなる給電機構と、電流方向規定用のダイオード21、22とを通じて界磁コイル9、10に界磁電流を給電している。23、24はツエナダイオード又はショットキーダイオードからなるフライホイルダイオードであり、ダイオード23は界磁コイル9の環流回路を構成し、ダイオード24は界磁コイル10の環流回路を構成している。   Reference numeral 16 denotes a regulator fixed to the housing, and the regulator 16 incorporates a full-bridge inverter circuit composed of transistors 17 to 20 for controlling the field current. This inverter circuit feeds a field current to the field coils 9 and 10 through a power feeding mechanism including a pair of slip rings 12 and 13 and a pair of brushes 14 and 15 and current direction regulating diodes 21 and 22. Yes. Reference numerals 23 and 24 denote flywheel diodes formed of Zener diodes or Schottky diodes. The diode 23 constitutes a circulating circuit of the field coil 9, and the diode 24 constitutes a circulating circuit of the field coil 10.

レギュレータ16の動作を以下に説明する。   The operation of the regulator 16 will be described below.

インバータ回路は、ブラシ14に正電圧を、ブラシ15に負電圧を印加える第1界磁コイル給電モードと、ブラシ15に正電圧を、ブラシ14に負電圧を印加える第2界磁コイル給電モードと、界磁コイル9、10の両方への給電を停止する給電停止モードとをもつ。第1界磁コイル給電モードは、トランジスタ19、18をオンすることにより実施され、第2界磁コイル給電モードは、トランジスタ20、17をオンすることにより実施され、給電停止モードはトランジスタ17〜20をすべてオフすることにより実施される。   The inverter circuit includes a first field coil power supply mode that applies a positive voltage to the brush 14 and a negative voltage to the brush 15, and a second field coil power supply mode that applies a positive voltage to the brush 15 and a negative voltage to the brush 14. And a power supply stop mode in which power supply to both of the field coils 9 and 10 is stopped. The first field coil power supply mode is implemented by turning on the transistors 19 and 18, the second field coil power supply mode is implemented by turning on the transistors 20 and 17, and the power supply stop mode is the transistors 17 to 20. This is done by turning off all of them.

ダイオード21は第1界磁コイル給電モードにおいて界磁コイル9への通電を許可し、ダイオード22は第2界磁コイル給電モードにおいて界磁コイル9への通電を許可する。   The diode 21 permits energization to the field coil 9 in the first field coil power feeding mode, and the diode 22 permits energization to the field coil 9 in the second field coil power feeding mode.

この実施例では、インバータ回路のトランジスタ17〜20を所定のキャリヤ周波数にてPWM制御される。図3を参照して更に詳しく説明する。S1はトランジスタ18、19を断続制御するPWM信号、S2はトランジスタ17、20を断続制御するPWM信号であり、これにより一対のブラシ14、15間には交流PWM電圧Vが印加される。レギュレータ16は、一定周期である奇数番目のPWM周期に制御信号S1を出力し、偶数番目のPWM周期に制御信号S2を出力する。この実施例では、奇数番目のPWM周期と偶数番目のPWM周期とは等しく設定されるが、異なっても良い。したがって、この実施形態では、レギュレータ16から界磁コイル9へ給電される界磁電流の最大デューテイ比、並びに、レギュレータ16から界磁コイル10へ給電される界磁電流の最大デューテイ比はそれぞれ50%以下となる。なお、更に好適には、第1界磁コイル9及び第2界磁コイル10にはそれぞれデューティー比20%以下の間欠給電を行うことが好適である。これにより、界磁電流がスリップリング12、13を通過しない環流期間を長くすることができ、スリップリング12、13やブラシ14、15の耐久性を向上することができる。   In this embodiment, the transistors 17 to 20 of the inverter circuit are PWM controlled at a predetermined carrier frequency. This will be described in more detail with reference to FIG. S1 is a PWM signal for intermittently controlling the transistors 18 and 19, and S2 is a PWM signal for intermittently controlling the transistors 17 and 20, whereby an alternating PWM voltage V is applied between the pair of brushes 14 and 15. The regulator 16 outputs the control signal S1 in the odd-numbered PWM cycle that is a constant cycle, and outputs the control signal S2 in the even-numbered PWM cycle. In this embodiment, the odd-numbered PWM cycle and the even-numbered PWM cycle are set equal, but may be different. Therefore, in this embodiment, the maximum duty ratio of the field current fed from the regulator 16 to the field coil 9 and the maximum duty ratio of the field current fed from the regulator 16 to the field coil 10 are 50%, respectively. It becomes as follows. More preferably, the first field coil 9 and the second field coil 10 are preferably intermittently fed with a duty ratio of 20% or less. Thereby, the recirculation period in which the field current does not pass through the slip rings 12 and 13 can be lengthened, and the durability of the slip rings 12 and 13 and the brushes 14 and 15 can be improved.

この問題を更に詳しく説明する。   This problem will be described in more detail.

既述したように、この実施形態では、第1界磁コイル9と第2界磁コイル10に交互に通電するため、第1界磁コイル9の最大デューテイ比及び第2界磁コイル10の最大デューテイ比はそれぞれ50%に設定している。更に第1界磁コイル9への通電期間を考えると、この時、インバータ回路からの通電を行うと、第1界磁コイル9に流れる電流は初期値から最終値まで増加し、その後、インバータ回路からの通電を遮断すると、環流電流により最終値から略初期値まで低下する。したがって、環流期間をインバータ回路からの通電期間と同程度に設定すればインバータ回路からの通電を節減できる。   As described above, in this embodiment, since the first field coil 9 and the second field coil 10 are alternately energized, the maximum duty ratio of the first field coil 9 and the maximum of the second field coil 10 are set. Each duty ratio is set to 50%. Further, considering the energization period to the first field coil 9, when energization from the inverter circuit is performed at this time, the current flowing through the first field coil 9 increases from the initial value to the final value, and then the inverter circuit. When energization from is interrupted, the current drops from the final value to the substantially initial value due to the circulating current. Therefore, the energization from the inverter circuit can be saved by setting the circulation period to be approximately the same as the energization period from the inverter circuit.

しかしながら、この実施例では、ブラシとスリップリングとのペアを2つ用いることにより二つの界磁コイル9、10への界磁電流を独立に制御することができ、その分だけ回転電機の軸方向長を短縮でき、信頼性も向上できるという非常に優れた効果を奏することができる。   However, in this embodiment, by using two pairs of brushes and slip rings, the field currents to the two field coils 9, 10 can be controlled independently, and the axial direction of the rotating electrical machine is correspondingly increased. The length can be shortened and the excellent effect of improving the reliability can be achieved.

(第1ロータコア7の構造)
次に、第1ロータコア7を図1、図4、図5を参照して詳しく説明する。図4は図1のAーA線矢視展開図、図5は第1ロータを軸方向に見た正面図である。第1ロータコア7は、回転軸6に嵌着固定されたボス部71と、ボス部71の外周面から放射状に突出してそれぞれ磁極を構成する偶数個の磁気突極部72とからなる。
(Structure of the first rotor core 7)
Next, the first rotor core 7 will be described in detail with reference to FIG. 1, FIG. 4, and FIG. 4 is a development view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 5 is a front view of the first rotor as viewed in the axial direction. The first rotor core 7 includes a boss portion 71 fitted and fixed to the rotary shaft 6, and an even number of magnetic salient pole portions 72 that protrude radially from the outer peripheral surface of the boss portion 71 and constitute magnetic poles.

ボス部71には、図1に示すように、所定数の貫通孔73が周方向一定間隔隔てて軸方向へ貫設されており、各貫通孔73は周方向へ所定角度斜設されている。ボス部71の貫通孔73の前端開口は後端開口よりも回転方向上流側に配置されている。これにより、ボス部71の回転とともに貫通孔73内の空気は後端開口側へ付勢され、簡単に軸流送風機能を得ることができる。また、前端開口に風を回転方向上流側から取り入れる向きに窪みを設けてもよい。   As shown in FIG. 1, the boss portion 71 has a predetermined number of through-holes 73 extending in the axial direction at regular intervals in the circumferential direction, and each through-hole 73 is inclined at a predetermined angle in the circumferential direction. . The front end opening of the through hole 73 of the boss portion 71 is disposed upstream of the rear end opening in the rotation direction. Thereby, the air in the through-hole 73 is urged | biased to the rear-end opening side with rotation of the boss | hub part 71, and an axial flow ventilation function can be obtained easily. Moreover, you may provide a dent in the front-end opening in the direction which takes in a wind from the upstream of a rotation direction.

なお、貫通孔73を周方向へ斜めに形成する代わりに、前方側から吸い込んだ冷却空気流れを後方へ吹き出す軸流翼部を貫通孔73内又はその前端開口又は後端開口に配置してもよい。貫通孔73から出た冷却空気流は、界磁コイル9、10及びステータコイル4、5のコイルエンドを冷却してセンターハウジング1bに開口した孔から外側へ排出される。なお、ボス部71に設ける貫通孔73の断面形状は自由である。   Instead of forming the through hole 73 obliquely in the circumferential direction, an axial flow blade portion that blows out the cooling air flow sucked in from the front side may be disposed in the through hole 73 or in the front end opening or the rear end opening thereof. Good. The cooling air flow coming out of the through hole 73 cools the coil ends of the field coils 9 and 10 and the stator coils 4 and 5 and is discharged to the outside from the hole opened in the center housing 1b. In addition, the cross-sectional shape of the through-hole 73 provided in the boss | hub part 71 is free.

(磁気突極部72の構造)
磁気突極部72は、図4、図5に示すように、ボス部71の外周面から合計12本放射方向へ突出している。各磁気突極部72は、六角柱形状を有しており、その外周面部は磁極面を構成している。ただし、ボス部71と各磁気突極部72とは一体に形成された軟鋼品である。
(Structure of magnetic salient pole part 72)
As shown in FIGS. 4 and 5, a total of 12 magnetic salient pole portions 72 protrude in the radial direction from the outer peripheral surface of the boss portion 71. Each magnetic salient pole portion 72 has a hexagonal column shape, and its outer peripheral surface portion constitutes a magnetic pole surface. However, the boss part 71 and each magnetic salient pole part 72 are mild steel products formed integrally.

奇数番目の磁気突極部72は、相対的に周方向長が短い端面721と、相対的に周方向長が長い端面722と、軸方向に延在する軸方向側面723、724と、側面723、724から端面721との境界へ向けて斜設された斜め側面725、726とを有している。なお、端面721は第1界磁コイル9の周方向延在部91に隣接する端面である。偶数番目の磁気突極部72は、図4に示すように奇数番目の磁気突極部72を180度回転させた形状を有している。   The odd-numbered magnetic salient pole portions 72 include an end surface 721 having a relatively short circumferential length, an end surface 722 having a relatively long circumferential length, axial side surfaces 723 and 724 extending in the axial direction, and a side surface 723. , 724 and slanted side surfaces 725, 726 inclined toward the boundary with the end surface 721. The end surface 721 is an end surface adjacent to the circumferentially extending portion 91 of the first field coil 9. As shown in FIG. 4, the even-numbered magnetic salient poles 72 have a shape obtained by rotating the odd-numbered magnetic salient poles 72 by 180 degrees.

これにより、互いに周方向に隣接する二つの磁気突極部72、72の間には磁極間隙間Sが形成されている。θは軸方向を基準とした斜め側面725、726の角度である。θは5〜45°に設定されている。   Thus, a gap S between the magnetic poles is formed between the two magnetic salient pole portions 72 and 72 adjacent to each other in the circumferential direction. θ is an angle of the oblique side surfaces 725 and 726 with respect to the axial direction. θ is set to 5 to 45 °.

第1界磁コイル9は、平角線を各磁気突極部72間に所定ターンだけ蛇行巻装してなる。更に詳しく説明すると、第1界磁コイル9は、端面721に隣接して周方向へ延在する周方向延在部91と、磁極間隙間Sを斜め側面725、726に沿って軸方向に対して斜めに延在する磁極間隙間延在部92とを交互に連ねてなる。すなわち、第1界磁コイル9は、各磁極間隙間Sに蛇行配置される。これにより、第1界磁コイル9に直流の界磁電流を通電すると奇数番目の磁気突極部72と偶数番目の磁気突極部72とは逆極性に励磁される。   The first field coil 9 is formed by winding a rectangular wire for a predetermined turn between the magnetic salient pole portions 72. More specifically, the first field coil 9 includes a circumferentially extending portion 91 extending in the circumferential direction adjacent to the end surface 721 and a gap S between the magnetic poles along the oblique side surfaces 725 and 726 with respect to the axial direction. Thus, the gap extending portions 92 between the magnetic poles extending obliquely are alternately connected. That is, the first field coil 9 is meanderingly disposed in the gaps S between the magnetic poles. Thus, when a DC field current is passed through the first field coil 9, the odd-numbered magnetic salient pole portions 72 and the even-numbered magnetic salient pole portions 72 are excited in opposite polarities.

(第2ロータコア8の構造)
次に、第2ロータコア8は、第1ロータコア7と同一構造を有しており、第1ロータコア7を軸方向へ所定距離ずらした形状となっている。したがって、第2ロータコア8のボス部81には、図1に示すように、所定数の貫通孔83が周方向一定間隔隔てて軸方向へ貫設されており、各貫通孔83は周方向へ所定角度斜設されている。ただし、ボス部81の貫通孔83の後端開口は前端開口よりも回転方向上流側に配置されている。これにより、ボス部71の回転とともに貫通孔73内の空気は前端開口側へ付勢され、簡単に軸流送風機能を得ることができる。また、後端開口に風を回転方向上流側から取り入れる向きに窪みを設けてもよい。
(Structure of the second rotor core 8)
Next, the second rotor core 8 has the same structure as the first rotor core 7 and has a shape in which the first rotor core 7 is shifted by a predetermined distance in the axial direction. Therefore, as shown in FIG. 1, a predetermined number of through holes 83 are provided in the boss portion 81 of the second rotor core 8 in the axial direction at regular intervals in the circumferential direction, and each through hole 83 extends in the circumferential direction. A predetermined angle is provided. However, the rear end opening of the through hole 83 of the boss portion 81 is disposed upstream of the front end opening in the rotation direction. Thereby, the air in the through-hole 73 is urged | biased to the front-end opening side with rotation of the boss | hub part 71, and an axial flow ventilation function can be obtained easily. Moreover, you may provide a hollow in the direction which takes in a wind from a rotation direction upstream in a rear-end opening.

(磁気突極部82の構造)
第2ロータコアの磁気突極部82は第1ロータコア7の磁気突極部72と同一形状を有しており、磁気突極部72と磁気突極部82とは周方向同位置に配置されている。これにより、第2界磁コイル10は、第1界磁コイル9を軸方向にずらした形状となっている。したがって、第2界磁コイル10に直流の界磁電流を通電すると奇数番目の磁気突極部82と偶数番目の磁気突極部82とは逆極性に励磁される。
(Structure of magnetic salient pole part 82)
The magnetic salient pole portion 82 of the second rotor core has the same shape as the magnetic salient pole portion 72 of the first rotor core 7, and the magnetic salient pole portion 72 and the magnetic salient pole portion 82 are arranged at the same position in the circumferential direction. Yes. Thereby, the 2nd field coil 10 becomes the shape which shifted the 1st field coil 9 to the axial direction. Therefore, when a DC field current is passed through the second field coil 10, the odd-numbered magnetic salient pole portions 82 and the even-numbered magnetic salient pole portions 82 are excited in opposite polarities.

ここで重要なことは、第1ロータコア7の前端側に位置する第1界磁コイル9の周方向延在部91と周方向同じ位置に配置された第2界磁コイル10の周方向延在部は、第2ロータコア8の前端側に配置され、第1ロータコア7の後端側に位置する第1界磁コイル9の周方向延在部91と周方向同じ位置に配置された第2界磁コイル10の周方向延在部は、第2ロータコア8の後端側に配置されることである。このようにすれば、第1ロータコア7と第2ロータコア8との間のコア間隙間C内において、第1界磁コイル9の周方向延在部(山部)と、第2界磁コイル10の周方向延在部(山部)とは周方向同じ位置に配置されることがないため、このコア間隙間Cの軸方向幅を低減することができる。   What is important here is the circumferential extension of the second field coil 10 arranged at the same circumferential position as the circumferential extension 91 of the first field coil 9 located on the front end side of the first rotor core 7. The second field is disposed on the front end side of the second rotor core 8 and is disposed at the same position in the circumferential direction as the circumferentially extending part 91 of the first field coil 9 located on the rear end side of the first rotor core 7. The circumferentially extending portion of the magnetic coil 10 is disposed on the rear end side of the second rotor core 8. In this way, in the inter-core gap C between the first rotor core 7 and the second rotor core 8, the circumferentially extending portion (mountain portion) of the first field coil 9 and the second field coil 10. Since the circumferentially extending portion (mountain portion) is not disposed at the same position in the circumferential direction, the axial width of the inter-core gap C can be reduced.

(変形態様)
上記実施形態では、図示しない樹脂シートを各磁気突極部72、82に巻装した後、平角線からなる第1界磁コイル9及び第2界磁コイル10を蛇行巻装している。ただ、この方式によると、この樹脂シートに掛かる遠心力に対する抜け対策が必要となる。この問題を解決するには、公知の各種皮膜形成方法により第1ロータコア7及び第2ロータコア8の表面に樹脂絶縁膜を被着することが好適である。これにより、平角線からなる第1界磁コイル9及び第2界磁コイル10を、コイルボビン又はセパレートシートを用いず直接第1ロータコア7及び第2ロータコア8に蛇行巻装することができ、製造工程も簡素となる。
(Modification)
In the above-described embodiment, a resin sheet (not shown) is wound around each of the magnetic salient pole portions 72 and 82, and then the first field coil 9 and the second field coil 10 made of rectangular wires are meandered. However, according to this method, it is necessary to take measures against the centrifugal force applied to the resin sheet. In order to solve this problem, it is preferable to deposit a resin insulating film on the surfaces of the first rotor core 7 and the second rotor core 8 by various known film forming methods. Thus, the first field coil 9 and the second field coil 10 made of rectangular wires can be meandered and wound directly on the first rotor core 7 and the second rotor core 8 without using a coil bobbin or a separate sheet. Is also simplified.

(変形態様)
好適な実施形態では、磁気突極部72、82の各部の同一径断面の断面積(磁路直角方向断面積とも呼ぶ)は公差10%の範囲で等しく設計されている。ただし、磁気突極部72、82の先端部や基端部に大きな磁路直角方向断面積を与えても良い。ここで言う磁気突極部72、82の先端部とはその全径方向高さの先端側10%の範囲を言い、ここで言う磁気突極部72、82の基端部とはその全径方向高さの基端側10%の範囲を言う。磁気突極部72、82の先端側の磁路直角方向断面積(同一径断面積)の増加はロータコアとステータコアとの間の電磁ギャップの有効面積を増加させるため、言い換えれば磁気突極部72、82の先端部に鍔部を形成することに帰着するため、磁気回路の磁気抵抗を低減して界磁電流を低減することを可能とするとともに、第1界磁コイル9、第2界磁コイル10の遠心力をこの鍔部により担持できることを意味する。
(Modification)
In a preferred embodiment, the cross-sectional areas of the same diameter cross section (also referred to as the cross-sectional area perpendicular to the magnetic path) of each part of the magnetic salient pole portions 72 and 82 are designed to be equal within a tolerance range of 10%. However, a large cross-sectional area in the direction perpendicular to the magnetic path may be given to the tip and base ends of the magnetic salient pole portions 72 and 82. The distal end portions of the magnetic salient pole portions 72 and 82 referred to here refer to a range of 10% of the distal end side of the height in the total radial direction, and the proximal end portions referred to herein are the entire diameters thereof. The range of 10% of the base end side of the direction height is said. An increase in the cross-sectional area perpendicular to the magnetic path (same-diameter cross-sectional area) on the tip side of the magnetic salient pole portions 72 and 82 increases the effective area of the electromagnetic gap between the rotor core and the stator core. , 82 results in the formation of a flange at the tip of the magnetic field circuit 82, thereby reducing the magnetic resistance of the magnetic circuit to reduce the field current, and the first field coil 9 and the second field magnet. This means that the centrifugal force of the coil 10 can be carried by this flange.

(変形態様)
好適な実施形態では、磁気突極部72、82の磁路直角方向断面積(ここでは同一径断面積)は、ボス部71、81の磁路直角方向断面積の略2倍に設定される。なお、ボス部71、81の磁路直角方向断面積とは、2つのボス部71の径方向断面部分のうちの片側部分を言うものとする。このようにすれば、界磁束量の減少を招くことなく、ボス部71の小型軽量化により回転慣性質量の低減を図ることができる。
(Modification)
In a preferred embodiment, the cross-sectional area of the magnetic salient poles 72 and 82 in the direction perpendicular to the magnetic path (here, the same cross-sectional area) is set to approximately twice the cross-sectional area of the bosses 71 and 81 in the direction perpendicular to the magnetic path. . In addition, the magnetic path perpendicular direction cross-sectional area of the boss | hub parts 71 and 81 shall mean the one side part of the radial direction cross-section parts of the two boss | hub parts 71. FIG. In this way, the rotational inertial mass can be reduced by reducing the size and weight of the boss portion 71 without causing a reduction in the amount of field magnetic flux.

(第2実施形態)
第2実施形態を図6〜図8を参照して説明する。図6は回転電機の軸方向断面図、図7は図6のAーA線矢視展開図、図7は第1ロータの軸方向に見た正面図である。この実施形態は、既述した実施形態1において、磁気突極部72、82の形状を変更した点を主要な特徴点とするだけであり、磁気突極部72と磁気突極部82とは同一形状であるため、磁気突極部72の形状についてのみ以下に詳しく説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 is a sectional view in the axial direction of the rotating electrical machine, FIG. 7 is a developed view taken along the line AA in FIG. 6, and FIG. 7 is a front view as viewed in the axial direction of the first rotor. In this embodiment, only the main feature point is that the shape of the magnetic salient pole portions 72 and 82 is changed in the first embodiment described above. The magnetic salient pole portion 72 and the magnetic salient pole portion 82 are Since they have the same shape, only the shape of the magnetic salient pole portion 72 will be described in detail below.

(磁気突極部72の構造)
この実施形態の磁気突極部72は、図4、図5に示すように、ボス部71の外周面から合計12本放射方向へ突出している。各磁気突極部72は、長手方向が径方向となる厚板形状をしており、磁気突極部72の幅方向が軸方向、厚さ方向が周方向に設定されている。したがって、磁極間隙間Sは軸方向に延在している。もちろん、磁極間隙間の同一径断面の形状すなわち磁路直角方向断面の形状は、図7に示す長方形の他、実施形態1に示すような六角形あるいはその面取りを行った形状など、種々変更可能である。
(Structure of magnetic salient pole part 72)
As shown in FIGS. 4 and 5, a total of 12 magnetic salient pole portions 72 of this embodiment protrude in the radial direction from the outer peripheral surface of the boss portion 71. Each magnetic salient pole portion 72 has a thick plate shape whose longitudinal direction is the radial direction, and the width direction of the magnetic salient pole portion 72 is set to the axial direction and the thickness direction is set to the circumferential direction. Therefore, the gap S between the magnetic poles extends in the axial direction. Of course, the shape of the cross section with the same diameter between the magnetic pole gaps, that is, the shape of the cross section in the direction perpendicular to the magnetic path can be variously changed, such as a hexagon as shown in the first embodiment or a chamfered shape as shown in FIG. It is.

この実施形態では、第1界磁コイル9の周方向延在部91に隣接する磁気突極部72の端面に、図6に示すような界磁コイル収容のための窪み部727を設けた点をその特徴としている。   In this embodiment, a recess 727 for accommodating a field coil as shown in FIG. 6 is provided on the end face of the magnetic salient pole portion 72 adjacent to the circumferentially extending portion 91 of the first field coil 9. Is the feature.

窪み部727は、図6に示すように磁気突極部72の先端部(外周面部)近傍からボス部71の外周面まで形成されており、軸方向断面が略半円形状となるように形成されている。第1界磁コイル9の周方向延在部91はこの窪み部727に完全に収容されており、周方向延在部91は窪み部727から軸方向外側に突出していない。これにより、第1界磁コイル9に掛かる遠心力を良好に磁気突極部72に担持させることができる。   The recess 727 is formed from the vicinity of the tip (outer peripheral surface) of the magnetic salient pole portion 72 to the outer peripheral surface of the boss 71 as shown in FIG. Has been. The circumferentially extending portion 91 of the first field coil 9 is completely accommodated in the recessed portion 727, and the circumferentially extending portion 91 does not protrude outward in the axial direction from the recessed portion 727. Thereby, the centrifugal force applied to the first field coil 9 can be favorably carried on the magnetic salient pole portion 72.

次に、この実施形態では図7に示すように、第1界磁コイル9の周方向延在部91に隣接する側の磁気突極部72の端面721は、第1界磁コイル9の周方向延在部91の湾曲形状に合わせて面取りされて略反半円形の断面とされている。このようにすれば、断面積が大きい平角線からなる第1界磁コイル9の加工が容易となり、また第1界磁コイル9の周方向延在部91と磁気突極部72の端面721との間に無駄なスペースが生じない利点が生まれる。   Next, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the end surface 721 of the magnetic salient pole portion 72 on the side adjacent to the circumferentially extending portion 91 of the first field coil 9 is the circumference of the first field coil 9. The cross section is chamfered according to the curved shape of the direction extending portion 91 to have a substantially anti-semicircular cross section. In this way, processing of the first field coil 9 made of a rectangular wire having a large cross-sectional area is facilitated, and the circumferentially extending portion 91 of the first field coil 9 and the end surface 721 of the magnetic salient pole portion 72 are There is an advantage that no useless space is generated between the two.

(ボス部71)
次に、第1ロータコア7のボス部71について以下に説明する。この実施形態では、図6、図8に示すように、ボス部71は、回転軸6に嵌められる内筒部711と、外周面から磁気突極部72が放射状に立設される外筒部712と、放射状に形成されて内筒部711と外筒部712とを接続する多数の放射状梁部713とからなり、互いに周方向隣接する放射状梁部713、713の間には貫通孔73が多数形成されている。実施形態1と同様の主旨にて各放射状梁部713は周方向同一側へ同一斜角で斜設されており、これにより、回転とともに各放射状梁部713は軸方向に流れる空気流を形成する。
(Boss 71)
Next, the boss portion 71 of the first rotor core 7 will be described below. In this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 8, the boss portion 71 includes an inner cylinder portion 711 fitted to the rotating shaft 6, and an outer cylinder portion in which magnetic salient pole portions 72 are erected radially from the outer peripheral surface. 712 and a plurality of radial beam portions 713 that are radially formed and connect the inner cylinder portion 711 and the outer cylinder portion 712, and a through hole 73 is formed between the radial beam portions 713 and 713 adjacent to each other in the circumferential direction. Many are formed. Each radial beam portion 713 is obliquely inclined at the same oblique angle to the same side in the circumferential direction for the same purpose as that of the first embodiment, whereby each radial beam portion 713 forms an air flow flowing in the axial direction with rotation. .

ボス部71において、互いに周方向に隣接する磁気突極部72、72の間に流れる界磁束は、主として外筒部712を周方向へ流れる。もちろん、放射状梁部713及び内筒部711を経由して流れることも可能であるが、磁路長が増大するためこの実施例では無視する。したがって、本発明で言う磁気突極部72、72間の継鉄部として機能するのは、主として外筒部712と見なすことができる。   In the boss portion 71, the field magnetic flux flowing between the magnetic salient pole portions 72, 72 adjacent to each other in the circumferential direction mainly flows in the outer cylinder portion 712 in the circumferential direction. Of course, it is also possible to flow through the radial beam portion 713 and the inner cylinder portion 711, but this is ignored in this embodiment because the magnetic path length increases. Therefore, it can be mainly regarded as the outer cylindrical portion 712 that functions as a yoke portion between the magnetic salient pole portions 72 and 72 referred to in the present invention.

この実施形態では、本発明で言うボス部をなす外筒部712は、図6に示すように、軸方向中心部が軸方向両端部よりも径方向外側へ盛り上がって形成されている。このようにすれば、既述した窪み部727の凹設により磁気突極部72中を軸方向一方側(窪み部727が無い側)に移動した界磁束が、この径方向厚肉化された外筒部712の軸方向中央部を多く流れるため、再びボス部71の窪み部727側の端部まで戻る必要が無く、その結果として磁路長短縮による磁気抵抗低減効果を実現することができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 6, the outer cylinder portion 712 that forms the boss portion referred to in the present invention is formed such that the axial center portion rises radially outward from both axial end portions. In this way, the magnetic field flux that has moved in the magnetic salient pole portion 72 to the one side in the axial direction (the side without the dent portion 727) due to the depression of the dent portion 727 described above is thickened in the radial direction. Since a large amount flows through the central portion in the axial direction of the outer cylinder portion 712, there is no need to return to the end portion of the boss portion 71 on the recess portion 727 side, and as a result, a magnetoresistance reduction effect by shortening the magnetic path length can be realized. .

なお、第2ロータコア8は第1ロータコア7と同一形状であるため、説明を省略する。   Since the second rotor core 8 has the same shape as the first rotor core 7, the description thereof is omitted.

(遠心冷却ファン)
この実施例では、各磁気突極部72の前端面に遠心冷却ファン31が固定され、各磁気突極部82の後端面には遠心冷却ファン32が固定されている。遠心冷却ファン31は、各磁気突極部72の前端面に固定された輪板部311と、この輪板部311から軸方向に突設された遠心翼312とからなる。同じく、遠心冷却ファン32は、各磁気突極部82の後端面に固定された輪板部321と、この輪板部321から軸方向に突設された遠心翼322とからなる。これにより、従来のランデル構造の車両用交流発電機と同様、ステータコイル4、5のコイルエンドを良好に冷却することができる。
(Centrifugal cooling fan)
In this embodiment, the centrifugal cooling fan 31 is fixed to the front end face of each magnetic salient pole portion 72, and the centrifugal cooling fan 32 is fixed to the rear end face of each magnetic salient pole portion 82. The centrifugal cooling fan 31 includes a ring plate portion 311 fixed to the front end surface of each magnetic salient pole portion 72, and a centrifugal blade 312 protruding from the ring plate portion 311 in the axial direction. Similarly, the centrifugal cooling fan 32 includes a ring plate portion 321 fixed to the rear end surface of each magnetic salient pole portion 82, and a centrifugal blade 322 protruding in the axial direction from the ring plate portion 321. As a result, the coil ends of the stator coils 4 and 5 can be satisfactorily cooled as in the conventional AC generator for a Landell structure.

(変形態様)
図6〜図8に示す磁気突極部72では、磁気突極部72の同一径断面(磁路直角方向断面)における断面積は径方向各部で一定とされている。このため、窪み部727の形成は、窪み部727の軸方向深さが最大の径位置での磁気突極部72の磁路直角方向断面積の減少を招く。この問題は、磁気突極部72の周方向厚さを、この窪み部727の軸方向深さが最大の径位置近傍にて磁気突極部72の更に径方向内側よりも増大することにより、軽減することができる。最適には、磁気突極部72の同一径断面積すなわち磁路直角方向断面積を、磁気突極部72の径方向各部にて等しくすることである。このようにすれば、界磁束量を減少させることなく磁気突極部72の小型軽量化を実現することができる。
(Modification)
In the magnetic salient pole portion 72 shown in FIGS. 6 to 8, the cross-sectional area of the magnetic salient pole portion 72 in the same radial cross section (cross section in the direction perpendicular to the magnetic path) is constant in each radial direction portion. For this reason, the formation of the recess 727 causes a reduction in the cross-sectional area in the direction perpendicular to the magnetic path of the magnetic salient pole 72 at the radial position where the axial depth of the recess 727 is the maximum. This problem is caused by increasing the thickness in the circumferential direction of the magnetic salient pole part 72 in the vicinity of the radial position where the axial depth of the recess part 727 is the maximum, further from the radially inner side of the magnetic salient pole part 72. Can be reduced. Optimally, the same radial cross-sectional area of the magnetic salient pole part 72, that is, the cross-sectional area perpendicular to the magnetic path is equalized in each radial part of the magnetic salient pole part 72. In this way, it is possible to realize a reduction in size and weight of the magnetic salient pole portion 72 without reducing the amount of field magnetic flux.

(第3実施形態)
第3実施形態を図9〜図11を参照して説明する。図9は第1ロータコア7の磁気突極部72の径方向中央部にて周方向へ切断して展開した展開図、図10は磁気突極部72を求心方向へ見た磁気突極部72の周方向展開図、図11は第1ロータコア7の軸方向断面図である。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a developed view in which the magnetic salient pole portion 72 of the first rotor core 7 is cut in the circumferential direction at the central portion in the radial direction and developed. FIG. 10 is a magnetic salient pole portion 72 when the magnetic salient pole portion 72 is viewed in the centripetal direction. FIG. 11 is an axial sectional view of the first rotor core 7.

この実施形態は、第2実施形態(図6参照)において、窪み部727を設けることなく、界磁コイル9の周方向延在部91に掛かる遠心力を磁気突極部72の外周面部すなわち鍔部により担持する構造としたものである。   In this embodiment, in the second embodiment (see FIG. 6), the centrifugal force applied to the circumferentially extending portion 91 of the field coil 9 is applied to the outer peripheral surface portion of the magnetic salient pole portion 72, that is, without the depression 727. The structure is supported by the part.

磁気突極部72は、図4に示す第1実施形態の磁気突極部72と同様に、径方向各部において同一形状に形成されて放射状に配置されている。ただし、磁気突極部72の外周面部すなわち先端部は、図10に示すように第1界磁コイル9の周方向延在部91に向けて突出する鍔部74を有している。この鍔部74は第1界磁コイル9に掛かる遠心力を担持する。第1界磁コイル9は、磁気突極部72の先端部を除くほぼ全面にすなわちボス部71の外周面近傍まで均一厚さで巻装されている。これにより、第1界磁コイル9の軸方向又は周方向への突出量を減らすことができる。92は第1界磁コイル9の磁極間隙間延在部であり、磁気突極部72の側面に沿いつつ軸方向に対して所定角度斜設されている。   Similar to the magnetic salient pole portion 72 of the first embodiment shown in FIG. 4, the magnetic salient pole portion 72 is formed in the same shape in each radial portion and is arranged radially. However, the outer peripheral surface portion, that is, the tip portion of the magnetic salient pole portion 72 has a flange portion 74 that protrudes toward the circumferentially extending portion 91 of the first field coil 9 as shown in FIG. The flange 74 carries a centrifugal force applied to the first field coil 9. The first field coil 9 is wound with a uniform thickness over substantially the entire surface excluding the tip of the magnetic salient pole portion 72, that is, up to the vicinity of the outer peripheral surface of the boss portion 71. Thereby, the protrusion amount to the axial direction or the circumferential direction of the 1st field coil 9 can be reduced. Reference numeral 92 denotes a gap extending portion between the magnetic poles of the first field coil 9, which is inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction along the side surface of the magnetic salient pole portion 72.

この実施形態の重要な点は、図9に示すように、奇数番目の磁気突極部72の前端面Xが偶数番目の磁気突極部72の前端面X’よりもほぼ第1界磁コイル9の厚さだけ前方へ偏設されており、偶数番目の磁気突極部72の後端面Yが奇数番目の磁気突極部72の後端面Y’よりもほぼ第1界磁コイル9の厚さだけ後方へ偏設されている点である。これにより、第2実施形態のような窪み部727を形成することなく、磁気突極部72の径方向各部の磁路直角方向断面積を一定化するとともに、第1界磁コイル9の周方向延在部91を鍔部74により押さえることができる。   The important point of this embodiment is that, as shown in FIG. 9, the front end surface X of the odd-numbered magnetic salient pole portion 72 is substantially the first field coil than the front end surface X ′ of the even-numbered magnetic salient pole portion 72. The rear end surface Y of the even-numbered magnetic salient pole portion 72 is substantially thicker than the rear end surface Y ′ of the odd-numbered magnetic salient pole portion 72. This is the point that is offset backward. Accordingly, the cross-sectional area in the direction perpendicular to the magnetic path of each part in the radial direction of the magnetic salient pole part 72 is made constant without forming the recess part 727 as in the second embodiment, and the circumferential direction of the first field coil 9 is fixed. The extending portion 91 can be pressed by the flange portion 74.

なお、この実施形態のロータコア構造は、ランデル構造を強く軸方向に圧縮した形状となるが、奇数番目の磁気突極部(柱部)と偶数番目の磁気突極部(柱部)とが軸方向において重なることがないランデル構造に較べて、奇数番目の磁気突極部と偶数番目の磁気突極部とが軸方向において大幅に重なるため、第1ロータコア7の小型軽量化、磁路長短縮などの効果を期待することができる。なお、このような奇数番目の磁気突極部と偶数番目の磁気突極部とが軸方向において大幅に重なることができるのは、第1界磁コイル9を蛇行巻装したために可能となったものである。   The rotor core structure of this embodiment has a shape in which the Landel structure is strongly compressed in the axial direction, but the odd-numbered magnetic salient poles (columns) and the even-numbered magnetic salient poles (columns) are axial. Compared to the Landell structure that does not overlap in the direction, the odd-numbered magnetic salient poles and the even-numbered magnetic salient poles overlap significantly in the axial direction, so the first rotor core 7 is reduced in size and weight, and the magnetic path length is shortened. Such effects can be expected. The odd-numbered magnetic salient pole portion and the even-numbered magnetic salient pole portion can be significantly overlapped in the axial direction because the first field coil 9 is meandered. Is.

更にこの実施形態では、周方向延在部91に隣接しない側の各磁気突極部72の端面722に遠心翼33を溶接している。このようにすれば、第2実施形態(図6参照)に較べて、第1界磁コイル9の冷却に有害な輪板部を省略できるため、第1界磁コイル9を良好に冷却することができる。なお、図10において、34は第2ロータコア8の磁気突極部72の端面722に固定した遠心翼である。   Furthermore, in this embodiment, the centrifugal blade 33 is welded to the end surface 722 of each magnetic salient pole portion 72 on the side not adjacent to the circumferentially extending portion 91. In this way, compared to the second embodiment (see FIG. 6), since the annular plate part harmful to the cooling of the first field coil 9 can be omitted, the first field coil 9 can be cooled well. Can do. In FIG. 10, reference numeral 34 denotes a centrifugal blade fixed to the end surface 722 of the magnetic salient pole portion 72 of the second rotor core 8.

(第4実施形態)
第4実施形態を図12を参照して説明する。図12は第1ロータコア7の部分周方向展開図である。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a partial circumferential development view of the first rotor core 7.

他の実施形態と同じく、第1ロータコア7は、ボス部71と、ボス部71の外周面から放射状に突出する偶数個の磁気突極部72とからなる。この実施形態の特徴は、円筒状のボス部71を図12に破線で示される切断面100に沿いつつ破断することにより、ボス部71aとボス部71bとに分割した点をその特徴としている。   As in the other embodiments, the first rotor core 7 includes a boss portion 71 and an even number of magnetic salient pole portions 72 that protrude radially from the outer peripheral surface of the boss portion 71. The feature of this embodiment is that the cylindrical boss 71 is broken along the cut surface 100 indicated by a broken line in FIG. 12 to be divided into a boss 71a and a boss 71b.

この切断面100は、図12からわかるように、略第1界磁コイル9に沿いつつ形成されている。なお、ボス部71の前端面は磁気突極部72の前端面よりも所定距離だけ前方に配置されており、ボス部72の後端面は磁気突極部72の後端面よりも所定距離だけ後方へ配置されている。したがって、ボス部71aとボス部71bとは、この蛇行状の切断面言い換えれば軸方向へ突出する凸部を周方向磁極ピッチで形成された切断面にて互いに嵌合することになる。   As can be seen from FIG. 12, the cut surface 100 is formed substantially along the first field coil 9. The front end surface of the boss portion 71 is disposed in front of the front end surface of the magnetic salient pole portion 72 by a predetermined distance, and the rear end surface of the boss portion 72 is behind the rear end surface of the magnetic salient pole portion 72 by a predetermined distance. Has been placed. Therefore, the boss portion 71a and the boss portion 71b are fitted to each other at the meandering cut surface, in other words, the convex portion protruding in the axial direction at the cut surface formed at the circumferential magnetic pole pitch.

このようにすれば、予め成形した第1界磁コイル9をボス部71aに軸方向へ嵌装した後、ボス部71bに軸方向へ嵌め合うことにより、界磁コイル巻装を実現でき、界磁コイル巻装工程を大幅に改善することができる。なお、従来のランデル構造では、二つのハーフコアのボス部の切断面(当接面)は周方向磁極ピッチにて軸方向へ凹凸を有していないため、この実施形態の利点を実現することができない。   In this way, the first field coil 9 formed in advance is fitted in the boss portion 71a in the axial direction, and then fitted in the boss portion 71b in the axial direction, so that field coil winding can be realized. The magnetic coil winding process can be greatly improved. In the conventional Landell structure, the cutting surfaces (contact surfaces) of the bosses of the two half cores do not have irregularities in the axial direction at the circumferential magnetic pole pitch, so that the advantages of this embodiment can be realized. Can not.

(変形態様)
上記各実施例において、磁気突極部72から軸方向へ突出する第1界磁コイル9の周方向延在部91の径方向外側に円筒状の非磁性リングを配置し、この非磁性リングを回転軸又は磁気突極部72に固定しても良い。非磁性リングとしてはたとえばアルミ合金製の円筒としてもよい。このようにすれば、第1界磁コイル9の周方向延在部91に掛かる遠心力をこの非磁性リングを通じて磁気突極部72や回転軸6により担持することができるので、高速回転性能を改善することができる。なお、この金属製の非磁性リングはステータコイルのコイルエンドの径方向内側に配置されるために、渦電流損失は小さい。
(Modification)
In each of the above embodiments, a cylindrical nonmagnetic ring is disposed on the radially outer side of the circumferentially extending portion 91 of the first field coil 9 protruding in the axial direction from the magnetic salient pole portion 72, and this nonmagnetic ring is You may fix to the rotating shaft or the magnetic salient pole part 72. The nonmagnetic ring may be a cylinder made of an aluminum alloy, for example. In this way, the centrifugal force applied to the circumferentially extending portion 91 of the first field coil 9 can be carried by the magnetic salient pole portion 72 and the rotating shaft 6 through this nonmagnetic ring, so that high-speed rotation performance can be achieved. Can be improved. In addition, since this metal nonmagnetic ring is arrange | positioned at the radial inside of the coil end of a stator coil, eddy current loss is small.

第1実施形態のタンデム型ロータ構造をもつ車両用交流発電機の全体構造を示す軸方向断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an axial sectional view showing the overall structure of a vehicle AC generator having a tandem rotor structure according to a first embodiment. 界磁電流制御回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a field current control circuit. 図2の回路のタイミングチャートである。3 is a timing chart of the circuit of FIG. 図1のAーA線矢視展開図である。FIG. 2 is a development view taken along line AA in FIG. 1. 図1の第1ロータを軸方向に見た正面図である。It is the front view which looked at the 1st rotor of Drawing 1 in the direction of an axis. 第2実施形態のタンデム型ロータ構造をもつ車両用交流発電機の全体構造を示す軸方向断面図である。It is an axial sectional view showing the whole structure of a vehicular AC generator having a tandem rotor structure of a second embodiment. 図6のAーA線矢視展開図である。FIG. 7 is a development view taken along line AA in FIG. 6. 図6の第1ロータを軸方向に見た正面図である。It is the front view which looked at the 1st rotor of Drawing 6 in the direction of an axis. 第3実施形態のロータコアの周方向展開断面図である。It is a circumferential direction expanded sectional view of the rotor core of a 3rd embodiment. 図9のロータコアの周方向展開図である。FIG. 10 is a circumferential development of the rotor core of FIG. 9. 図9のロータコアの軸方向断面図である。FIG. 10 is an axial sectional view of the rotor core of FIG. 9. 第4実施形態の分割ロータコアを示す周方向展開図である。It is the circumferential direction expanded view which shows the division | segmentation rotor core of 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

C コア間隙間
S 磁極間隙間
S1 制御信号
S2 制御信号
V 電圧
X 前端面
Y 後端面
1a フロントハウジング
1b センターハウジング
1c リアハウジング
1 ハウジング
2 ステータコア
3 ステータコア
4 ステータコイル
5 ステータコイル
6 回転軸
7 ロータコア
8 ロータコア
9 界磁コイル
10 界磁コイル
11 プーリ
12 スリップリング
13 スリップリング
14 ブラシ
15 ブラシ
16 レギュレータ
17〜20 トランジスタ
21〜24 ダイオード
31 遠心冷却ファン
32 遠心冷却ファン
33 遠心翼
34 遠心翼
71 ボス部
71a ボス部
71b ボス部
72 ボス部
72 磁気突極部
73 貫通孔
74 鍔部
81 ボス部
82 磁気突極部
83 貫通孔
91 周方向延在部
92 磁極間隙間延在部
100 切断面
311 輪板部
312 遠心翼
321 輪板部
322 遠心翼
711 内筒部
712 外筒部
713 放射状梁部
721 端面
722 端面
723 軸方向側面
C Inter-core gap S Magnetic pole gap S1 Control signal S2 Control signal V Voltage X Front end face Y Rear end face 1a Front housing 1b Center housing 1c Rear housing 1 Housing 2 Stator core 3 Stator core 4 Stator coil 5 Stator coil 6 Rotating shaft 7 Rotor core 8 Rotor core DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Field coil 10 Field coil 11 Pulley 12 Slip ring 13 Slip ring 14 Brush 15 Brush 16 Regulator 17-20 Transistor 21-24 Diode 31 Centrifugal cooling fan 32 Centrifugal cooling fan 33 Centrifugal blade 34 Centrifugal blade 71 Boss part 71a Boss part 71b Boss part 72 Boss part 72 Magnetic salient pole part 73 Through hole 74 Hook part 81 Boss part 82 Magnetic salient pole part 83 Through hole 91 Circumferential extension part 92 Gap extension part between magnetic poles 100 Cut surface 311 Ring plate part 3 12 Centrifugal blade 321 Ring plate portion 322 Centrifugal blade 711 Inner tube portion 712 Outer tube portion 713 Radial beam portion 721 End surface 722 End surface 723 Axial side surface

Claims (23)

ハウジングと、
前記ハウジングに回転自在に支承される回転軸と、
前記ハウジングに固定されたステータコアと、
前記ステータコアに巻装されたステータコイルと、
少なくとも軸方向に延在する所定の磁極間隙間を挟んで周方向へ順次配置された所定数の磁極を有するとともに前記回転軸に固定されるロータコアと、
前記ロータコアに巻装されて前記各磁極を周方向極性交互に磁化する界磁コイルと、
前記ハウジング側のブラシから給電された界磁電流を前記界磁コイルに供給するスリップリングからなる界磁コイル給電機構と、
を備える界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、
ボス部と、前記ボス部の外周面から放射状に突出して前記磁極をそれぞれ構成する所定数の磁気突極部とを有し、
前記界磁コイルは、
前記各磁極間隙間に蛇行配置されることを特徴とする界磁コイル型回転電機。
A housing;
A rotating shaft rotatably supported on the housing;
A stator core fixed to the housing;
A stator coil wound around the stator core;
A rotor core having a predetermined number of magnetic poles sequentially arranged in the circumferential direction across a gap between predetermined magnetic poles extending at least in the axial direction and fixed to the rotating shaft;
A field coil wound around the rotor core and alternately magnetizing the magnetic poles in the circumferential direction;
A field coil power supply mechanism comprising a slip ring for supplying a field current supplied from the brush on the housing side to the field coil;
In a field coil type rotating electrical machine comprising:
The rotor core is
A boss portion, and a predetermined number of magnetic salient pole portions each projecting radially from the outer peripheral surface of the boss portion and constituting the magnetic pole,
The field coil is
A field coil type rotating electrical machine, wherein the field coil type rotating electrical machine is meandered between the magnetic pole gaps.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、それぞれ前記界磁コイルを有して同一の前記回転軸に軸方向に所定のコア間隙間を隔てて複数タンデム配置され、
前記界磁コイルは、前記各ロータコアに個別に巻装されている界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
Each of the rotor cores has the field coil and is arranged in a plurality of tandems with a predetermined inter-core gap in the axial direction on the same rotating shaft,
The field coil is a field coil type rotating electrical machine that is individually wound around each rotor core.
請求項2記載の界磁コイル型回転電機において、
互いに軸方向に隣接する2つの前記ロータコアは、周方向略同位置に前記磁気突極部を有し、
前記界磁コイルは、前記コア間隙間を通過するコア間隙間延在部と、前記ロータコアの端面に沿って周方向へ延在する周方向延在部とを交互に連ねてなり、
互いに軸方向に隣接する2つの前記界磁コイルの一方の前記周方向延在部は、前記2つの前記界磁コイルの他方の前記周方向延在部と略同位置に配置される界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 2,
The two rotor cores adjacent to each other in the axial direction have the magnetic salient pole portions at substantially the same position in the circumferential direction,
The field coil is formed by alternately connecting a gap extending portion between the cores passing through the gap between the cores and a circumferential extending portion extending in the circumferential direction along the end surface of the rotor core,
One of the circumferentially extending portions of the two field coils adjacent to each other in the axial direction is arranged at substantially the same position as the other circumferentially extending portion of the two field coils. Type rotating electric machine.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルは、
奇数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面、及び、偶数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面に隣接して周方向へ延設される周方向延在部と、
前記磁極間隙間に延設されて互いに周方向に隣接する2つの前記周方向延在部を連ねる磁極間隙間延在部と、
を有し、
前記磁気突極部は、
前記界磁コイルの周方向延在部に近接する端面が前記界磁コイルの周方向延在部が近接しない端面よりも小さい周方向長さをもつように軸方向に対して所定の角度で斜設されている界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
The field coil is
An end surface on one end side in the axial direction of the odd-numbered magnetic salient pole portion, and a circumferentially extending portion extending in the circumferential direction adjacent to the end surface on the other end side in the axial direction of the even-numbered magnetic salient pole portion When,
A gap extending portion between the magnetic poles extending between the magnetic pole gaps and connecting the two circumferentially extending portions adjacent to each other in the circumferential direction;
Have
The magnetic salient pole part is
The end face close to the circumferential extension of the field coil is inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction so that the end face of the field coil has a smaller circumferential length than the end face where the circumferential extension of the field coil is not close. Field coil type rotating electrical machine installed.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ボス部は、軸方向に貫設された貫通孔を有する界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
The boss part is a field coil type rotating electrical machine having a through hole penetrating in the axial direction.
請求項5記載の界磁コイル型回転電機において、
前記軸流翼部は、タンデム型ロータコアのコア間隙間に送気する界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 5,
The axial flow blade portion is a field coil type rotating electrical machine that feeds air between the core gaps of a tandem rotor core.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルの前記周方向延在部が隣接しない前記磁気突極部の軸方向端面に固定されて前記ステータコイルのコイルエンドに遠心風を送気する遠心翼をもつ界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
A field coil type rotating electrical machine having a centrifugal blade that is fixed to an axial end face of the magnetic salient pole portion where the circumferentially extending portion of the field coil is not adjacent to each other and sends centrifugal air to the coil end of the stator coil .
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、一体品からなる界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
The rotor core is a field coil type rotating electrical machine that is an integral product.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルに隣接する前記磁気突極部の端面は、前記界磁コイルが収容される窪み部を有する界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
An end surface of the magnetic salient pole portion adjacent to the field coil is a field coil type rotating electrical machine having a hollow portion in which the field coil is accommodated.
請求項9記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルのうち周方向に延在する周方向延在部は、前記前記窪み部よりも軸方向外側に突出しない界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 9,
Of the field coils, a circumferentially extending portion extending in the circumferential direction is a field coil type rotating electrical machine that does not protrude outward in the axial direction from the recess.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記磁気突極部は、略一定の磁路直角方向断面積を有する界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
The magnetic salient pole part is a field coil type rotating electrical machine having a substantially constant magnetic path perpendicular direction cross-sectional area.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記磁気突極部の磁路直角方向断面積は、前記ボス部の磁路直角方向断面積の略2倍に設定される界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
The field coil type rotating electrical machine in which the magnetic salient pole section has a cross section perpendicular to the magnetic path perpendicular to the cross section of the boss section.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルに隣接しない奇数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面は、前記界磁コイルに隣接する偶数番目の前記磁気突極部の軸方向一端側の端面よりも軸方向一端側へずれた位置に配置され、
前記界磁コイルに隣接しない偶数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面は、前記界磁コイルに隣接しない奇数番目の前記磁気突極部の軸方向他端側の端面よりも軸方向他端側へずれた位置に配置されている界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
The end face on the one end side in the axial direction of the odd-numbered magnetic salient poles not adjacent to the field coil is axially more than the end face on the one end side in the axial direction of the even-numbered magnetic salient poles adjacent to the field coil. It is arranged at a position shifted to one end side,
The end surface on the other end side in the axial direction of the even-numbered magnetic salient pole portion not adjacent to the field coil is more than the end surface on the other end side in the axial direction of the odd-numbered magnetic salient pole portion not adjacent to the field coil. A field coil type rotating electrical machine disposed at a position shifted toward the other end in the axial direction.
請求項13記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアの前記ボス部の軸方向中央部は、前記ボス部の軸方向端部よりも大きな径方向長さをもつ界磁コイル型回転電機。
The field coil type rotating electrical machine according to claim 13,
The field coil type rotating electrical machine in which the axially central portion of the boss portion of the rotor core has a larger radial length than the axial end portion of the boss portion.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルは、平角線からなる界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
The field coil is a field coil type rotating electrical machine made of a rectangular wire.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルにデューティー比20%以下の間欠給電を行う給電制御回路を有する界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
A field coil type rotating electrical machine having a power supply control circuit for performing intermittent power supply with a duty ratio of 20% or less to the field coil.
請求項16記載の界磁コイル型回転電機において、
前記給電制御回路は、前記スリップリングよりも前記界磁コイル側に設置されてフライホイル電流を前記界磁コイルに流すフライホイルダイオードを有する界磁コイル型回転電機。
The field coil type rotating electrical machine according to claim 16,
The feed control circuit is a field coil type rotating electrical machine having a flywheel diode that is installed closer to the field coil than the slip ring and allows a flywheel current to flow through the field coil.
請求項17記載の界磁コイル型回転電機において、
前記フライホイルダイオードは、ショットキーバリヤダイオードからなる界磁コイル型回転電機。
The field coil type rotating electrical machine according to claim 17,
The flywheel diode is a field coil type rotating electrical machine made of a Schottky barrier diode.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
湾曲しつつ略周方向へ延在する前記界磁コイルの周方向延在部に接する前記磁気突極部の端面は、前記界磁コイルの周方向延在部の湾曲形状に沿って面取りされている界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
An end surface of the magnetic salient pole portion that is in contact with a circumferentially extending portion of the field coil that extends in a substantially circumferential direction while being curved is chamfered along a curved shape of the circumferentially extending portion of the field coil. Field coil type rotating electrical machine.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、前記磁極間隙間に沿いつつ前記界磁コイルの略径方向内側にて破断されて2つのハーフコアに分割され、
前記2つのハーフコアの一方は、奇数番目の前記磁気突極部と一体に形成され、
前記2つのハーフコアの他方は、偶数番目の前記磁気突極部と一体に形成され、
前記界磁コイルは、あらかじめ成形されて前記両ハーフコアの間に介設される界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
The rotor core is divided into two half cores by being broken along the gap between the magnetic poles at a substantially radial inner side of the field coil,
One of the two half cores is formed integrally with the odd number of the magnetic salient pole portions,
The other of the two half cores is formed integrally with the even-numbered magnetic salient pole portions,
The field coil is a field coil type rotating electrical machine that is molded in advance and interposed between the two half cores.
請求項1記載の界磁コイル型回転電機において、
前記磁気突極部の外周端部は、前記外周端部よりも径方向内側部分よりも周方向又は軸方向へ突出して前記ステータコアの内周面に対面する磁極面を拡大する鍔部を有する界磁コイル型回転電機。
In the field coil type rotating electrical machine according to claim 1,
An outer peripheral end portion of the magnetic salient pole portion has a flange that protrudes in a circumferential direction or an axial direction from a radially inner portion of the outer peripheral end portion and expands a magnetic pole surface facing the inner peripheral surface of the stator core. Magnetic coil type rotating electrical machine.
請求項20記載の界磁コイル型回転電機において、
前記界磁コイルのうちの周方向へ延在する部分である周方向延在部の径方向外側に隣接する前記鍔部の部分は、前記鍔部の他の部位よりも長く突出している界磁コイル型回転電機。
The field coil type rotating electrical machine according to claim 20,
The portion of the flange adjacent to the outer side in the radial direction of the circumferentially extending portion that is a portion extending in the circumferential direction of the field coil protrudes longer than other portions of the flange. Coil type rotating electrical machine.
ハウジングと、
前記ハウジングに回転自在に支承される回転軸と、
前記ハウジングに固定されたステータコアと、
前記ステータコアに巻装されたステータコイルと、
少なくとも軸方向に延在する所定の磁極間隙間を挟んで周方向へ順次配置された所定数の磁極を有するとともに前記回転軸に固定されるロータコアと、
前記ロータコアに巻装されて前記ロータコアの固定されて前記各磁極を周方向極性交互に磁化する界磁コイルと、
前記ハウジング側のブラシから給電された界磁電流を前記界磁コイルに供給するスリップリングからなる界磁コイル給電機構と、
を備える界磁コイル型回転電機において、
前記ロータコアは、それぞれ前記界磁コイルを有して同一の前記回転軸に軸方向に所定のコア間隙間を隔てて一対タンデム配置され、
前記界磁コイルは、前記一対のロータコアに個別に巻装され、
前記スリップリングは、一対配置され、
前記一対の界磁コイルの一方と直列に第1の電流方向決定用ダイオードが接続され、
前記一対の界磁コイルの他方と直列に第2の電流方向決定用ダイオードが接続され、
前記界磁コイル給電機構は、フルブリッジインバータ回路から給電される交流電圧を、前記電流方向決定用ダイオードを通じて前記一対の界磁コイルに印加することを特徴とする界磁コイル型回転電機。
A housing;
A rotating shaft rotatably supported on the housing;
A stator core fixed to the housing;
A stator coil wound around the stator core;
A rotor core having a predetermined number of magnetic poles sequentially arranged in the circumferential direction across a gap between predetermined magnetic poles extending at least in the axial direction and fixed to the rotating shaft;
A field coil wound around the rotor core and fixed to the rotor core to magnetize the magnetic poles alternately in the circumferential direction;
A field coil power supply mechanism comprising a slip ring for supplying a field current supplied from the brush on the housing side to the field coil;
In a field coil type rotating electrical machine comprising:
The rotor cores each have the field coil and are arranged in a pair of tandems with a predetermined inter-core gap in the axial direction on the same rotating shaft,
The field coils are individually wound around the pair of rotor cores,
The slip rings are arranged in a pair,
A first current direction determining diode is connected in series with one of the pair of field coils;
A second current direction determining diode is connected in series with the other of the pair of field coils;
The field coil power supply mechanism applies an AC voltage fed from a full bridge inverter circuit to the pair of field coils through the current direction determining diode.
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WO2014198275A1 (en) * 2013-06-11 2014-12-18 Danmarks Tekniske Universitet A large electrically excited synchronous generator

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