JP2013255294A - 発電機における回転抵抗の軽減方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】発電電力より、発電機の回転負荷による消費電力上昇分の電力分が多くなり、省エネには、成らない。
【解決手段】電動機は、回転させると、発電機になる、従って、電動機2台をカップリングにより、繋ぎ、一方を発電機、もう一方を電動機として、使用した場合、省エネ発動機となる。鉄心1又は、磁石4(永久磁石又は電磁石)どちらか一方をねじることにより、発電機のコギングを抑止する。鉄心1を磁石4(永久磁石又は電磁石)で挟み込むことにより、鉄心にかかる、磁力が、内側の磁石4(永久磁石又は電磁石)と外側の磁石6(永久磁石又は電磁石)で、等しくなるようにする、事により、回転負荷を低減させる。鉄心を外側もしくは、内側に、増やす事により、事により、カップリングの接続による、機械損失の低減及び、サイス゛のコンハ゜クト化を図る。
【選択図】図8

Description

本発明は、発電機を回転させる時の回転抵抗を軽減する方法である。
図1のように、発動機と発電機をカップリングにて繋ぎ、発動機を回すと、発電機で、発電し、バッテリーを充電すると、発動機の省エネ化が図れる。
しかし、発電機を回転させることによる負荷(回転抵抗)が高いと、発動機の消費電力は充電電力を上回り、省エネにならない。
そこで、回転抵抗を減らすことにより、発電しながら、発動機を回す事ができれば、省エネモーター(発動機)ができる。
まず、発電機のコギングを低減する方法として、磁石(永久磁石又は電磁石)又は、鉄心をねじる事を提案する。
例えば、2極3心のモーターの場合、停止位置は、6カ所あり、この場合、360°÷6で、60°毎に、停止位置が、あることになる。
図2は、磁石と、鉄心の位置関係を示した図で、図3は、図2の磁石と鉄心を切り開いた状態で、軸を0°〜60°回転した時の位置関係を示した、簡易図である。
図3より、鉄心1は、0°と60°、15°と45°それぞれ、磁力が釣り合い、鉄心2の15°と鉄心3の45°、鉄心2の30°と鉄心3の30°、鉄心2の45°と鉄心3の15°、鉄心2の60°と鉄心3の0°それそれ、磁力が釣り合う。
鉄心2の0°と、鉄心3の60°は、N極とS極の中心であるため、磁力が釣り合う。
鉄心1の30°は、S極の中心であるため、磁力が釣り合う。
従って、磁石又は、鉄心のどちらか一方を60°ねじることにより、コギングを抑止できる。
図4は、磁石と鉄心を切り開いた状態かつ、鉄心を60°ねじった状態の簡易図で、この図からわかるように、各鉄心にかかる、回転磁力が釣り合う事がわかる。
また、図5は、磁石と鉄心を切り開いた状態かつ、磁石を60°ねじった状態の簡易図である。
次に、磁石による、回転負荷の低減方法について、鉄心を磁石で、挟み込む事を提案する。
図6の様に、磁石で鉄心を挟み込むことにより、鉄心は、上の磁石に引きつけられる力と、下の磁石に引きつけられる力が等しい場合、回転負荷が無くなる。
図7は、図6を正面から見た図である。
最後に、発電機と発動機を分けることによる、機械損失を低減する方法を提案する。
上記、回転負荷を低減するために、磁石が2つ使用されているので、その内側、もしくは、外側に、鉄心を設け、この鉄心に電力を供給することにより、電動機として、動作させる。
これにより、カップリングによる、機械損失が低減できる。
図8は、図7の外側に鉄心を設けた図である。
発電機と発動機連結図(側面図)1:発動機(モーター)2:発電機3:カップリング 磁石と鉄心の位置関係図(正面の断面図)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:磁石 磁石と鉄心の位置関係の展開図0°から60°回転(正面の断面図)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:磁石 磁石と鉄心の位置関係の展開図(鉄心60°ひねり 側面の断面)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:磁石5:磁極境界線 磁石と鉄心の位置関係の展開図(磁石60°ひねり 側面の断面)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:磁石5:磁極境界線 2つの磁石と鉄心の位置関係の展開図(磁石で、鉄心を挟み込んだ図 正面の断面図)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:内側磁石5:外側磁石 磁石で、鉄心を挟み込んだ図 (正面の断面図)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:内側磁石5:軸6:外側磁石 鉄心を追加した図(正面の断面図)1:内側鉄心12:内側鉄心23:内側鉄心34:内側磁石5:軸6:外側磁石7:外側鉄心18:外側鉄心29:外側鉄心3
本発明は、発電機を回転させる時の回転抵抗を軽減する方法である。
図1のように、発動機と発電機をカップリングにて繋ぎ、発動機を回すと、発電機で、発電し、バッテリーを充電すると、発動機の省エネ化が図れる。
しかし、発電機を回転させることによる負荷(回転抵抗)が高いと、発動機の消費電力は上昇し、省エネ化にならない。
そこで、回転抵抗を減らすことにより、発電しながら、発動機を回す事ができれば、省エネモーター(発動機)ができる。
まず、発電機のコギングを低減する方法として、磁石(永久磁石又は電磁石)又は、鉄心をねじる事を提案する。
例えば、2極3心のモーターの場合、停止位置は、6カ所あり、この場合、360°÷6で、60°毎に、停止位置が、あることになる。
図2は、磁石と、鉄心の位置関係を示した図で、図3は、図2の磁石と鉄心を切り開いた状態の位置関係を示した、簡易図である。
図3より、鉄心1は、0°と60°、15°と45°それぞれ、磁力が釣り合い、鉄心2の15°と鉄心3の30°、鉄心2の30°と鉄心3の30°、鉄心2の45°と鉄心3の15°、鉄心2の60°それそれ、磁力が釣り合う。
鉄心2の0°と、鉄心3の60°は、N極とS極の中心であるため磁力が釣り合う。
従って、磁石又は、鉄心のどちらか一方を60°ねじることにより、コギングを抑止できる。
図4は、磁石と鉄心を切り開いた状態かつ、鉄心を60°ねじった状態の簡易図で、この図からわかるように、各鉄心にかかる、回転磁力が釣り合う事がわかる。
次に、磁石による、回転負荷の低減方法について、鉄心を磁石で、挟み込む、又は、磁石を鉄心で、挟み込む、事を提案する。
6の様に、磁石で鉄心を挟み込むことにより、鉄心は、上の磁石に引きつけられる力と、下の磁石に引きつけられる力が等しい場合、回転負荷が無くなる。
また、図10の様に、鉄心で、磁石を挟み込むことにより、磁石は、上の鉄心に引きつけられる力と、下の鉄心に引きつけられる、力が、等しい場合、回転負荷が無くなる。
最後に、発電機と発動機を分けることによる、機械損失を低減する方法を提案する。
上記、回転負荷を低減するために、磁石が2つ使用されているので、その内側、もしくは、外側に、鉄心を設け、この鉄心に電力を供給することにより、電動機として、動作させる。
これにより、カップリングによる、機械損失が低減できる。
発電機と発動機連結図1:発動機(モーター)2:発電機3:カップリング 磁石と鉄心の位置関係図(正面)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:磁石 磁石と鉄心の位置関係の展開図0°から60°回転(正面)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:磁石 磁石と鉄心の位置関係の展開図(鉄心60°ひねり 側面の断面)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:磁石5:磁極境界線 磁石と鉄心の位置関係の展開図(磁石60°ひねり 側面の断面)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:磁石5:磁極境界線 2つの磁石と鉄心の位置関係の展開図(磁石で、鉄心を挟み込んだ図 正面)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:内側磁石5:外側磁石 磁石で、鉄心を挟み込んだ図 (正面)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:内側磁石5:軸6:外側磁石 鉄心を追加した図(正面)1:内側鉄心12:内側鉄心23:内側鉄心34:磁石5:軸6:外側鉄心17:外側鉄心28:外側鉄心3 鉄心で、磁石を挟み込んだ図 (正面)1:内側鉄心12:内側鉄心23:内側鉄心34:内側磁石5:軸6:外側磁石7:外側鉄心18:外側鉄心29:外側鉄心3 2つの鉄心と磁石の位置関係の展開図(鉄心で、磁石を挟み込んだ図 正面)1:鉄心12:鉄心23:鉄心34:鉄心45:鉄心56:鉄心67:磁石

Claims (3)

  1. 鉄心又は磁石(永久磁石又は電磁石)のどちらか一方を
    ねじることにより、コギングを低減する方法。
  2. 鉄心を磁石(永久磁石又は電磁石)で挟み込むことにより、
    回転負荷を低減する方法。
  3. 鉄心を増やすことにより、外部の電動機(モーター)を省く事による、
    機械損失の低減及び、装置のコンハ゜クト化する方法。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5953072A (ja) * 1982-09-20 1984-03-27 Fujitsu Ltd 直流モ−タの構造
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JPS648853A (en) * 1987-06-30 1989-01-12 Yaskawa Denki Seisakusho Kk Skewed brushless rotary electric machine
JPH0279174U (ja) * 1988-12-02 1990-06-18
JP2002335658A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Nsk Ltd モータ
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JP2009038934A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Honda Motor Co Ltd 電動機の制御装置

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