JP2011055674A

JP2011055674A - 逆起電力発電モータ

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Publication number: JP2011055674A
Application number: JP2009204311A
Authority: JP
Inventors: Toshio Aida; 敏雄合田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2029-09-04
Also published as: US20110057534A1; JP4441584B1

Abstract

【課題】発電モータの固定コイルに発生した逆起電力を、インバータに逆流する手前で流れる方向を変えられないか。
【解決手段】逆起電力は鉄芯ロータ又磁石ロータを回転させる事で発生します、逆起電力は１相固定コイル励磁がゼロボルトに電圧降下中に２相が回転励磁され回転ロータが２相コイルまで回転したときに、１相のコイルを磁束が横切り発電となる、入力線は逆起電力を発生し出力線は起電力を同時に発電、逆起電力引き込み結線部より起電力で逆起電力を引き込み、流れやすい方向へと導き出力します。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力モータのコイル機能と、発電機コイル機能を併せ持つ発電モータ。

特開２００９−１７１７０１

解決しょうとする問題点は、発電モータの固定コイルに発生した逆起電力を、インバータに逆流する手前で逆起電力の流れる方向を変えられないか。

本発明は、動力モータの固定コイルで発生した逆起電力を、逆起電力引き込み結線部から、同時に発生した起電力で流れやすい方向に導いて出力線へ流す。

４極発電モータは、分布巻固定コイルの固定するスロット数は２４本と４８本があります、コイル配設は２４本のスロットで説明します、図面で解りやすくするために固定コイルとスロットに、回転軸側から固定コイルを見て右回りで番号を付けました、固定コイルは各相とも１番から４番とし、スロットは１から２４の通し番号とします、１相の１番コイルは１と６、２番コイルは７と１２、３番コイルは１３と１８、４番コイルは１９と２４、２相の１番コイルは５と１０、２番コイルは１１と１６、３番コイルは１７と２２、４番コイルは２３と４、３相の１番コイルは９と１４、２番コイルは１５と２０、３番コイルは２１と２、４番コイルは３と８、を使用します。

固定コイル番号の、奇数番号が入力線を繋いだ回転励磁と逆起電力発電のコイルで、偶数番号が出力線を繋いだ起電力発電コイルです、固定コイルの入力線コイルを直列配線に出力線コイルを直列配線の組み合わせと、入力線コイルを直列配線に出力線コイルを並列配線の組み合わせと、入力線コイルを並列配線に出力線コイルを直列配線の組み合わせと、入力線コイルを並列配線に出力線コイルを並列配線の組み合わせがあります。

４極逆起電力発電モータの固定コイルの直列配線と直列配線のしかた、１相１番コイル１と６、スロット６のコイル末端を入力線とします、スロット１コイル末端を３番コイル１３と１８のスロット１８コイル末端と結線、スロット１３コイル末端を中性点とします、１相２番コイル７と１２、スロット１２コイル末端を、スロット６入力線のステータヨークのスロット上部から５０ｍｍ出た所に結線し、逆起電力引き込み結線部とします、スロット７コイル末端を４番コイル１９と２４のスロット２４コイル末端に結線、スロット１９コイル末端を出力線とします。２相１番コイル５と１０、スロット１０のコイル末端を入力線とします、スロット５コイル末端を３番コイル１７と２２のスロット２２コイル末端と結線、スロット１７コイル末端を中性点とします、２相２番コイル１１と１６、スロット１６コイル末端を、スロット１０入力線のステータヨークのスロット上部から５０ｍｍ出た所に結線し、逆起電力引き込み結線部とします、スロット１１コイル末端を４番コイル４と２３のスロット４コイル末端と結線、スロット２３コイル末端を出力線とします。３相１番コイル９と１４、スロット１４のコイル末端を入力線とします、スロット９コイル末端を３番コイル２と２１のスロット２コイル末端に結線、スロット２１コイル末端を中性点とします、３相２番コイル１５と２０、スロット２０コイル末端をスロット１４入力線のステータヨークのスロット上部から５０ｍ出た所に結線し、逆起電力引き込み結線部とします、スロット１５コイル末端を４番コイル３と８のスロット８コイル末端と結線スロット３のコイル末端を出力線とします。

逆起電力発電モータの外部に設置した端子台に入力線三線を固定するボルトとナット、出力線三線を固定するボルトとナットを配置して、プラスチックの台で漏電しないようにする、端子台に１相、２相、３相、と入力線を固定したら１相の回転励磁コイルの中性点を２相端子に結合、２相の回転励磁コイルの中性点を３相端子に結合、３相の回転励磁コイルの中性点を１相端子に結合してデルタ結線にします、又中性点３本を結合してスター結線しても良い、出力線は１相出力、２相出力、３相出力として端子台に結合します、又回転励磁コイルの中性点を結合することにより出力線コイルの発電のための中性点とも成ります。

逆起電力発電モータは、交流三相２００Ｖをインバータからの出力三相交流電力により、回転と発電を同時に出来、回転中に逆起電力を取り出せる発電モータです、固定コイルは三相４極コイルと三相６極コイルで分布巻コイルを配設します、ロータには永久磁石ロータ、電磁石ロータ、鉄芯かご型ロータ、と永久磁石挿入鉄芯ロータ、とが有りどのロータも回転と発電が出来ます、４極コイルのロータに配設の永久磁石極はプラス、マイナス、プラス、マイナスと４磁極配設回転ロータとする、６極コイルのロータに配設の永久磁石極はプラス、マイナス、プラス、マイナス、プラス、マイナスと６磁極配設回転ロータとする、又電磁石ロータと永久磁石挿入鉄芯ロータも永久磁石ロータと同じ回転ロータの磁極数とする、又鉄芯ロータは固定コイルの磁力により回転ロータに磁化された磁極が発生します。

逆起電力の発生は、インバータ出力の対称三相交流の瞬時値が正の最大値になる順序と、ゼロボルトになる順序は振幅、周波数が等しい互いに相差が１２０度ずれている交流起電力の相順で決められている、１相のプラス電圧と電流からマイマス電圧と電流になる中間点にゼロボルトになる瞬間が出来る、その瞬間に逆起電力が発電される。

４極逆起電力発電モータ、永久磁石ロータの回転と逆起電力の発電は、１相入力線の回転励磁コイルの１番コイルと３番コイルが交番磁界でＳ極励磁した時、１相２番コイルと４番コイルのステータヨークにＳ極に磁化されたＮ極が発生、１相固定コイルにＳ，Ｎ，Ｓ，Ｎ，の回転磁界が出来ると、回転軸の永久磁石極ロータのＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ、を１相固定コイル各磁極まで引き寄せて回転となる、１相１番コイルと３番コイルがゼロボルトになる電圧降下中に、２相入力線の回転励磁コイルの１番コイルと３番コイルがＳ極励磁した時、２相２番コイルと４番コイルのステータヨークにＳ極に磁化されたＮ極が発生、２相の固定コイルにＳ，Ｎ，Ｓ，Ｎ，の回転磁界が出来ると、回転軸の永久磁石極ロータのＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ、を２相固定コイル各磁極まで引き寄せて回転となる、この瞬間に１相１番コイルと３番コイルを回転軸Ｎ極磁束が横切る時、１相２番コイルと４番コイルも回転軸Ｓ極磁束が横切る、１相１番コイルと３番コイルは逆起電力が発生しインバータ方向へ流れ、１相２番コイルと４番コイルは起電力が発生し出力線方向へ流れますから、逆起電力引き込み結線部より逆起電力を起電力で引き込んで、流れやすい方向へと導き出力させる、２相１番コイルと３番コイルがゼロボルトになる電圧降下中に、３相入力線の回転励磁コイルの１番コイルと３番コイルがＳ極励磁した時、３相２番コイルと４番コイルのステータヨークにＳ極に磁化されたＮ極が発生、３相の固定コイルにＳ，Ｎ，Ｓ，Ｎ、の回転磁界が出来ると、回転軸の永久磁石ロータのＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ、を３相固定コイル各磁極まで引き寄せて回転となる、この瞬間に２相１番コイルと３番コイルを回転軸Ｎ極磁束が横切る時、２相２番コイルと４番コイルも回転軸Ｓ極磁束が横切る、２相１番コイルと３番コイルは逆起電力が発生しインバータ方向へ流れ、２相２番コイルと４番コイルは起電力が発生し出力線方向へ流れますから、逆起電力引き込み結線部より逆起電力を起電力で引き込んで、流れやすい方向へと導いて出力させる、３相１番コイルと３番コイルがゼロボルトになる電圧降下中に、１相入力線の回転励磁コイルの１番コイルと３番コイルがＮ極励磁した時、１相２番コイルと４番コイルのステータヨークにＮ極に磁化されたＳ極が発生、１相の固定コイルにＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ、の回転磁界が出来ると、回転軸の永久磁石ロータのＳ，Ｎ．Ｓ，Ｎ、を１相固定コイル各磁極まで引き寄せて回転となる、この瞬間に３相１番コイルと３番コイルを回転軸Ｓ極磁束が横切る時、３相２番コイルと４番コイルも回転軸Ｎ極磁束が横切る、３相１番コイルと３番コイルは逆起電力が発生しインバータ方向へ流れ、３相２番コイルと４番コイルは起電力が発生し出力線方向へ流れますから、逆起電力引き込み結線部より逆起電力を起電力で引き込んで流れやすい方向へと導いて出力させる。又鉄芯かご型ロータの発電も永久磁石ロータと同じですが、違うところは回転励磁コイルがＳ極に励磁した時、ステータヨークの２番、４番コイルもＮ極に磁化され、かご型ロータの鉄芯の回転励磁コイルに近い部分もＮ極に磁化され、鉄芯かご型ロータにＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，の磁極が出来、ゼロボルトで次の相に移動するときに鉄芯かご型ロータの残留磁気の磁束が、コイルを横切り発電となる、連続した発電と回転は永久磁石ロータと同じです。

６極逆起電力発電モータのコイル配設、入力線コイルは並列配線、出力線コイルは直列配線としました、入力線コイルは１番と３番と５番コイルで出力線コイルは２番と４番と６番コイルで配設されています、コイル番号とスロット番号は回転軸側から見て右回りで番号を付けています、コイル番号は１から６まで、スロット番号は１から３６と７２があるが３６で説明します、１相入力線回転励磁コイルは１番と３番と５番コイルの右側末端、スロット３０と１８と６のコイル末端をスロット６コイル末端のステータヨークから５０ｍｍ出た所に３本結線、結線部に導線を結線し入力線として外部入力端子台に結合します、コイル左側末端スロット１と１３と２５のコイル末端をスロット２５コイル末端のステータヨークから５０ｍｍ出た所に３本結線、結線部に導線を結線し中性線とします、１相出力線発電コイルは２番コイルのスロット１２のコイル末端を、１相入力線の３本結線部より上部に結線します、結線部を逆起電力引き込み結線部とします、コイル左側スロット７のコイル末端を６番コイルのスロット３６のコイル末端と結線、スロット３１を４番コイルのスロット２４のコイル末端と結線、スロット１９のコイル末端が出力線になります。２相入力線回転励磁コイルは１番と３番と５番コイルの右側末端、スロット１０と２２と３４のコイル末端をスロット１０コイル末端のステータヨークから５０ｍｍ出た所に３本結線、結線部に導線を結線し入力線として外部入力端子台に結合、コイル左側スロット５と１７と２９のコイル末端をスロット２９コイル末端のステータヨークから５０ｍｍ出た所に３本結線、結線部に導線を結線し中性線とします、２相出力線発電コイルは２番コイルのスロット１６のコイル末端を２相入力線の３本結線部より上部に結線、結線部を逆起電力引き込み結線部です、２番コイルのスロット１１を６番コイルのスロット４のコイル末端に結線、スロット３５のコイル末端を４番コイルのスロット２８のコイル末端に結線、スロット２３のコイル末端が出力線になります。３相入力線回転励磁コイルは１番と３番と５番コイルの右側末端、スロット２と１４と２６のコイル末端をスロット１４コイル末端のステータヨークから５０ｍｍ出た所に３本結線、結線部に導線を結線し入力線として外部入力端子台に結合、コイル左側スロット９と２１と３３のコイル末端をスロット３３コイル末端のステータヨークから５０ｍｍ出た所に３本結線、結線部に導線を結線し中性線とします、３相出力線発電コイルは２番コイルのスロット２０コイル末端を３相入力線の３本結線部より上部に結線、結線部を逆起電力引き込み結線部です、２番コイルのスロット１５コイル末端を６番コイルスロット８のコイル末端に結線、スロット３のコイル末端を４番コイルのスロット３２のコイル末端に結線、スロット２７のコイル末端が出力線になります、配線が終了したら中性線を３本束にして結線して中性点とするスター結線、又中性線を外部端子台で１相の中性線を２相入力線に結合、２相の中性線を３相の入力線に結合、３相の中性線を１相の入力線に結合して中性点としてのデルタ結線があります。

４極逆起電力発電モータ、固定コイル２相コイルだけ左巻コイル、１相と３相は右巻コイルでも回転と発電をします、コイル配設は１相入力線回転励磁コイル１番と３番コイルで、１番コイルのスロット６コイル末端を入力線に、スロット１コイル末端を３番コイルのスロット１８のコイル末端に結線、スロット１３のコイル末端を中性点に、１相出力線発電コイルは２番と４番コイルで、２番コイルのスロット１２コイル末端を１相コイル入力線のステータヨークのスロットから５０ｍｍ出た所に結線、逆起電力引き込み結線部とします、スロット７のコイル末端を４番コイルスロット２４のコイル末端に結線、スロット１９のコイル末端を出力線になります。２相入力線回転励磁コイルは１番と３番コイルで、１番コイルのスロット３コイル末端を入力線に、スロット８のコイル末端を３番コイルのスロット１５のコイル末端と結線、スロット２０のコイル末端を中性点に、２相出力線発電コイルは２番コイルスロット９のコイル末端を２相コイル入力線のステータヨークのスロットから５０ｍｍ出た所に結線、逆起電力引き込み結線部とします、スロット１４コイル末端を４番コイルのスロット２１コイル末端と結線、スロット２のコイル末端が出力線になります。３相入力線回転励磁コイルは１番と３番コイルで、１番コイルのスロット１０のコイル末端を入力線に、スロット５のコイル末端を３番コイルのスロット２２のコイル末端と結線、スロット１７のコイル末端を中性点に、３相出力線発電コイルは２番と４番コイルで、２番コイルのスロット１６のコイル末端を３相入力線のステータヨークのスロットから５０ｍｍ出た所に結線、逆起電力引き込み結線部とします、スロット１１コイル末端を４番コイルのスロット４のコイル末端に結線、スロット２３のコイル末端を出力線にします。

入力線回転励磁コイルと出力線発電コイルを繋ぐ逆起電力引き込み結線部を取り外して起電力だけの発電にするときは、１相、２相、３相の取り外した逆起電力引き込み結線部の導線末端が中性点となります、中性点は三本束にしてスター結線としコイルは直列配線します、入力線回転励磁コイルは並列配線とし中性点は三本束にしてスター結線しますとインバータに高い電圧の逆起電力が行かないように成ります。

図１は４極永久磁石ロータの断面図と、各コイル配設番号とコイル固定スロット番号。図２は６極永久磁石ロータの断面図と、各コイル配設番号とコイル固定スロット番号。図３は４極固定コイルの直列配線と直列配線のコイル図デルタ結線。図４は６極固定コイルの並列配線と直列配線のコイル図スター結線。

１１相入力線と出力線逆起電力引き込み結線部、
２２相入力線と出力線逆起電力引き込み結線部、
３３相入力線と出力線逆起電力引き込み結線部、
４コイル番号
５１相出力線
６２相出力線
７３相出力線
８１相励磁コイル中性点
９２相励磁コイル中性点
１０３相励磁コイル中性点
１１固定コイルとスロット番号
１２回転軸永久磁石
１３１相出力線逆起電力引き込み線
１４２相出力線逆起電力引き込み線
１５３相出力線逆起電力引き込み線

Claims

逆起電力発電モータは、三相交流２００Ｖの電流をインバータの出力電流により回転します、と同時に逆起電力の三相交流が出力します、ステータヨークの固定コイルは分布巻コイルで、三相線の４極コイルと三相線の６極コイルが有り回転軸には永久磁石ロータと電磁石ロータと永久磁石挿入鉄芯ロータと、かご型鉄芯ロータの回転ロータから逆起電力が発電され出力するコイルです、入力線コイルは回転励磁と逆起電力発電の役目をします、出力線コイルは起電力を発電する役目をします、入力線コイルと出力線コイルの配線は直列配線と並列配線との組み合わせで、直列と直列配線、直列と並列配線、並列と並列配線、並列と直列配線、との組み合わせ固定コイル配線が有る、直列配線は逆起電力の電圧が回転と共に高く成り、並列配線も逆起電力は回転と共に電圧は高く成りますが直列配線より半分の高さの電圧に成る、入力線固定コイルと出力線固定コイルは逆起電力引き込み結線部で繋がれています。固定コイルの配線巻き方向、右巻きと左巻きとが有り、解りやすくするために回転軸方向から見て左右とし、番号も右回りで付けました、固定コイル１番コイルの右側コイル末端を２００Ｖ入力線としますと、右巻き固定コイルとなり１相、２相、３相、とも全コイル右巻き固定コイルとなる、固定コイル１番コイルの左側コイル末端を２００Ｖ入力線としますと、左巻き固定コイルとなり１相、２相、３相、とも全コイル左巻き固定コイルとなる、全コイルとは出力線コイルと入力線コイルです、出力線の中性点を入力線のステータヨークのスロットから５０ｍｍ出た所に結線、結線部を逆起電力引き込み結線部としますが、この結線ではまだ出力線の中性点としての役目を果たさない、入力線コイルの中性点をデルタ結線かスター結線することで、出力線コイルの中性点と成ります。逆起電力の発生と出力は、１相の入力線コイルの回転励磁がゼロボルトに電圧降下中に２相の入力線コイルが回転励磁され、ロータが２相固定コイルまで回転この時に１相固定コイルを磁束が横切り起電力が発生、入力線コイルは逆起電力を発電、出力線コイルは起電力を発電、逆起電力はインバータ方向へ流れ、起電力は出力線方向へ流れますから、逆起電力引き込み結線部より逆起電力を同時に発電した起電力で出力線に引き込み、流れやすい方向へと導き出力させます、２相、３相、も同じ回転と発電を連続して、安定した回転と安定した逆起電力が出力する固定コイル配設と配線の発明です。
入力線回転励磁固定コイルと出力線固定コイルを繋ぐ、逆起電力引き込み結線部を外して使用する場合は、出力線コイルの１相、２相、３相、の外した引き込み結線部を三本束ねてスター結線しコイルは直列配線します、入力線コイルは並列配線し中性点は三本束ねてスター結線かデルタ結線します。
逆起電力発電モータの固定コイルの２相だけ、逆巻き固定コイル配線で回転と発電をします、１相と３相の固定コイルが右巻きコイル配線で２相が左巻き固定コイル配線です。