JP2010226813A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない力で効率よく電力変換や発電ができる発電装置の提供を目的とする。
【解決手段】発電機に設けた発電用回転子に対して、当該発電用回転子の外径よりも外径が２倍以上大きい駆動用回転子を軸連結したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、てこの原理を応用した発電装置に関する。

交流の周波数を変換したり、直流−交流の変換等の電力変換を行なう目的で電動機と発電機とを同軸で直結した電動発電機は公知である。
しかし、従来の電動発電機を利用した電力変換は効率が悪いため、現在はインバーター等による電力変換が普及している。

特開２０００−６９７３０号公報

本発明は、全体として少ないエネルギーで効率よく電力変換や発電ができる発電装置の提供を目的とする。

本発明に係る発電装置は、発電機に設けた発電用回転子に対して、当該発電用回転子の外径よりも外径が２倍以上大きい駆動用回転子を軸連結したことを特徴とする。
ここで、電動機の駆動用回転子に設けた極数を前記発電用回転子に有する極数よりも多くし、前記駆動用回転子に設けた極数に対応して入力電源の周波数を周波数変換機で変換するが好ましい。

本発明は、発電機の回転子の外径よりも外径が大きい駆動回転子を軸連結したので、てこの原理により、小さい力にて効率よく発電機の回転子を回転でき、電力の変換効率が高く、従来の電動発電機に比較して大きな出力電力を得ることができる。

本発明に係る発電システムの構成例を示す。 駆動回転子と発電回転子との関係を示す。 駆動回転子の構造例を示す。 駆動回転子を複数設けた例を示す。

本発明に係る発電装置又は電力変換装置の構成を以下模式図にて説明する。
本発明に係る駆動回転子は、てこの原理を用い、小さい力で発電回転子を回す点に特徴がある。
以下、駆動回転子を電動機で回転する場合を例に用いて説明する。
発電装置は図１及び図２に示すように電動機等の駆動回転子１の軸１ｃと発電機２の回転子２ａに有する軸２ｃとをカップリング６等を用いて連結してある。
発電回転子２ａの外周側には、所定間隔を隔てて固定極２ｂを配設してある。
発電回転子２ａと固定極２ｂとは、磁石（磁力）と巻き線との組み合せによる所定の対となる極数となっている。
駆動回転子１には、所定の間隔を隔てて回転極１ａを有し、その外側には回転極数に対応して固定極１ｂを有する。
極の形成は磁石又は巻き線により形成される。
本発明にあっては、発電機側の回転子の極数よりも駆動回転子側の極数が多く、商用電源（５０Ｈｚ，６０Ｈｚ）の周波数をインバーター３にて増加変換して電動機側に印可する。
これにより極数の多い駆動回転子であっても、商用電源を用いて滑らかに回転できる。
本発明にあっては、発電機側の回転子２ａの外径Ｄ１よりも駆動回転子１の外径Ｄ２の方が２倍以上大きく設定してある。
例えば、発電機側の回転子２ａの外径に対して駆動回転子の外径を３倍にし、発電回転子の極数６〜９に対して駆動回転子の極数を２７〜３６にするとよい。
理論的には、駆動回転子の径を無限に大きくできるが、現実的には発電回転子の約１０倍以下である。
駆動回転子１は軽い方が望ましく、図３に示すように薄い円板１ｄ、１ｄを二枚一組にして内部を空洞構造にしてもよい。
また、図４に示すように複数の駆動回転子１をカップリング６等にて直列に連結して用いてもよい。
このように複数連結すると駆動回転子の外径を小さく抑えつつ出力を大きくとることができる。

このように、発電機側の回転子の径より、電動機側の駆動回転子の径を大きくしてもこの駆動回転子の極数を径に応じて増すことで、インバーター変換した周波数の交流電源で電動機をなめらかに稼働できるため、全体として電力変換効率が高い。

１ 駆動回転子
１ａ 回転極
１ｂ 固定極
２ 発電機
２ａ 発電回転子
２ｂ 固定極
３ インバーター
４ 負荷
５ 商用電源

Claims (2)

1. 発電機に設けた発電用回転子に対して、当該発電用回転子の外径よりも外径が２倍以上大きい駆動用回転子を軸連結したことを特徴とする発電装置。
2. 電動機の駆動用回転子に設けた極数を前記発電用回転子に有する極数よりも多くし、前記駆動用回転子に設けた極数に対応して入力電源の周波数を周波数変換機で変換することを特徴とする請求項１記載の発電装置。

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