JP2016226104A - Generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高効率の省エネ型発電機に関するものである。 The present invention relates to a high-efficiency energy-saving generator.
現在の発電機は直流発電機と同期交流発電機、エアギャップ発電機等の
発電機がある。
上記発電機はコイルに磁石が通過する時に発電を行う装置である。
Current generators include DC generators, synchronous AC generators, and air gap generators.
The generator is a device that generates power when a magnet passes through a coil.
現在の発電機は使用電力に対して発電効率の悪いものとなっている。
発電の際に発電機の内部で磁石と固定子ヨーク間で
ゴギングトルクが発生して回転抵抗となる。
この抵抗により発電効率は悪くなる。
Current generators have poor power generation efficiency relative to the power used.
During power generation, a gogging torque is generated between the magnet and the stator yoke inside the generator, and rotation resistance is generated.
This resistance deteriorates the power generation efficiency.
発電した電力使用時には発電コイルに熱が発生する。 When the generated power is used, heat is generated in the power generation coil.
発電の際に発電機の内部で固定子ヨークにジュール熱が発生する。
この熱が発電機の高効率な発電を阻害している。
During power generation, Joule heat is generated in the stator yoke inside the generator.
This heat hinders the highly efficient power generation of the generator.
発電電圧を電力として消費する時に
電力消費量に比例して発電機の回転にブレーキがかかる。
When the generated voltage is consumed as electric power, the rotation of the generator is braked in proportion to the power consumption.
第1の発明は発電時の回転をスムーズにするものである。
固定子ヨークをつなぎ目の無いリング状にしてその上部に発電コイルを右巻き左巻き交互に巻く。
つなぎ目がないため発電時の回転子のN極S極の吸着と離脱がなくなる。
これにより発電機回転時のゴギングトルクをなくすことを特徴とする。
The first invention makes smooth rotation during power generation.
The stator yoke is formed into a seamless ring shape, and a power generating coil is wound alternately on the upper part of the coil in a right-handed and left-handed manner.
Since there is no joint, adsorption and separation of the N pole and S pole of the rotor during power generation are eliminated.
Thereby, the gogging torque at the time of generator rotation is eliminated.
第2の発明は発電電力使用時のコイルの熱を減少させるものである。
コイルを固定子ヨークに固定することによって放熱する。
固定子ヨークの内部に穴を空けて冷却物質を循環させて放熱冷却することを特徴とする。
The second invention reduces the heat of the coil when the generated power is used.
Heat is dissipated by fixing the coil to the stator yoke.
A feature is that a hole is formed in the stator yoke and a cooling substance is circulated to radiate and cool.
第3の発明は発電時の固定子ヨークを磁石S極N極が交互に通過する際に
固定子ヨークの熱を減少させるものである。
固定子ヨークのコアコイルを被膜で絶縁した鉄線をコイル状にすることにより
発電時に回転子が回転する際に電気抵抗を大きくし渦電流を抑える。
これによりジュール熱を減少させることを特徴とする。
The third invention is to reduce the heat of the stator yoke when the magnet S pole N pole alternately passes through the stator yoke during power generation.
By making the iron wire in which the core coil of the stator yoke is insulated with a coil, the electric resistance is increased and the eddy current is suppressed when the rotor rotates during power generation.
Thereby, Joule heat is reduced.
第4の発明は固定子ヨークを右巻きのものと左巻きのものを交互に配列する
ことにより磁気ローターが回転し発電電力を消費時に同磁極同士が反発するようにする。
これにより回転ローターに対するブレーキが少なくなることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the magnetic rotor rotates by alternately arranging the right-handed and left-handed stator yokes so that the magnetic poles repel each other when the generated power is consumed.
As a result, the brake for the rotating rotor is reduced.
本発明によれば発電機に於いて、発電コイルの冷却及び発電時の回転ブレーキの減少、ゴギングトルクが発生せず、
ジュール熱が低減し効率よく発電できるようになる。
According to the present invention, in the generator, cooling of the power generation coil and rotation brake during power generation, no gogging torque is generated,
Joule heat is reduced and power can be generated efficiently.
以下、本発明の実施形態に係る発電装置について説明する。 Hereinafter, a power generator according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は磁石を電磁鋼板に組み付けたローターをベアリングを装着して回転軸に組み付ける。
固定子ヨークを支柱に固定した断面図である。
In FIG. 1, a rotor in which a magnet is assembled to an electromagnetic steel plate is mounted on a rotating shaft with a bearing attached.
It is sectional drawing which fixed the stator yoke to the support | pillar.
図2は固定子ヨークにコイルを右巻き左巻き交互に設置した立体図である。コイル及び磁石は偶数個とする。 FIG. 2 is a three-dimensional view in which coils are alternately installed on the stator yoke in a right-handed and left-handed manner. There shall be an even number of coils and magnets.
図3 図2の固定子ヨークと磁石の関係を立体図としたものである。
電磁鋼板に組み付けた磁石は前後同じ極性をもったものを対面上に取り付ける。
磁石は極性NとSを偶数個交互に設置する。コイルの個数と磁石の個数は同数とする。
3 is a three-dimensional view of the relationship between the stator yoke and the magnet in FIG.
The magnets assembled on the electrical steel sheet are attached on the opposite sides with the same polarity before and after.
The magnets are provided with an even number of polarity N and S alternately. The number of coils and the number of magnets are the same.
図4 円盤状の電磁鋼板に磁石をN極S極交互に取り付けた関係と動作を示した平面図である。 FIG. 4 is a plan view showing the relationship and operation in which magnets are alternately attached to a disc-shaped electromagnetic steel sheet in N and S poles.
電磁鋼板に装着した磁石をN極S極を交互に配置する。上記固定子ヨークと磁石は偶数個のセットとする。 N poles and S poles are alternately arranged on magnets mounted on electrical steel sheets. The stator yoke and magnet are an even number set.
発電電力使用時のコイルと磁石の関係は以下の通りとなる。
上下磁石N極29が13と14の間位置に移動するとき13にはS極が発生14にはN極が発生する。
上下磁石S極30が15と16の間位置に移動するとき15にはN極が発生16にはS極が発生する。
上下磁石N極31が17と18の間位置に移動するとき17にはS極が発生18にはN極が発生する。
上下磁石S極32が19と20の間位置に移動するとき19にはN極が発生20にはS極が発生する。
The relationship between the coil and the magnet when using generated power is as follows.
When the upper and lower
When the upper and lower
When the upper and lower
When the upper and lower
上下磁石N極33が21と22の間位置に移動するとき21にはS極が発生22にはN極が発生する。
上下磁石S極34が23と24の間位置に移動するとき23にはN極が発生24にはS極が発生する。
上下磁石N極35が25と26の間位置に移動するとき25にはS極が発生26にはN極が発生する。
上下磁石S極36が27と28の間位置に移動するとき27にはN極が発生28にはS極が発生する。
When the upper and lower
When the upper and lower
When the upper and lower
When the upper and lower
上下磁石S極30が15と16間位置に移動しようとするときに16位置に起きたS極の磁気により反発する。
また15に発生したN極の磁気には引き寄せられる。
この時通常は磁気ローターの回転方向に対してブレーキがかかるが、図4による配列によりこのブレーキは減少する。
図4の設置関係によれば14、15のN極同士の反発により磁気が弱まる。
16、17のS極同士の反発により磁気が弱まる。
When the upper and lower
Further, it is attracted to the N pole magnetism generated at 15.
At this time, the brake is normally applied to the rotating direction of the magnetic rotor, but the brake is reduced by the arrangement according to FIG.
According to the installation relationship of FIG. 4, the magnetism is weakened by the repulsion between the 14 and 15 N poles.
Magnetism weakens due to repulsion between the 16 and 17 S poles.
回転子が回転する際には18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、13も同様な状態となる。
これにより磁気ローターの回転方向に対するブレーキは弱まる。
When the rotor rotates, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, and 13 are in the same state.
This weakens the brake against the direction of rotation of the magnetic rotor.
図5 鉄線をコイル状に巻き固定子ヨークのコアとして使用する。
これにより発電時に回転子が回転する際電気抵抗を大きくし渦電流を抑えジュール熱が減少する。
図6 固定子ヨークに冷却用の穴を設けることで固定子ヨークが冷却されコイルも同様に冷却される。
Fig. 5 An iron wire is wound into a coil and used as a core of a stator yoke.
As a result, when the rotor rotates during power generation, the electric resistance is increased, eddy current is suppressed, and Joule heat is reduced.
FIG. 6 By providing a cooling hole in the stator yoke, the stator yoke is cooled, and the coil is similarly cooled.
発電時における発熱と駆動ロスを減少させ発電効率の良い発電機を製作することが出来る。 A generator with good power generation efficiency can be manufactured by reducing heat generation and driving loss during power generation.
1 固定子ヨーク
2 コイル
3 支柱
4 磁石
5 電磁鋼板
6 シャフト
7 ベアリング
8 支柱
9 プーリー
10 冷却物質循環用穴
11 コアコイル鉄線
12 発電電力出力部
13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28 発電時S極またはN極発生部
37、39、41、43 左巻き発電コイル
38、40、42、44 右巻き発電コイル
29、31、33、35 磁石N極
30、32、34、36 磁石S極
1 Stator yoke
2 coils
3 props
4 Magnet
5 Electrical steel sheet
6 Shaft
7 Bearing
8 props
9 Pulley
10 Cooling material circulation hole
11 Core
Claims (1)
回転軸を中心にリング状にコイル状の固定子ヨークを切れ目なく配列し、コイルは偶数個を右巻き左巻き交互に
設置する。円盤形状に磁石をN極S極を偶数個で同数交互に同極の位置で配置した電磁鋼板の回転子を
固定子ヨークを挟み込むように設置したことにより回転ブレーキを減少させる発電機。
請求項2
請求項1に記載の発電機において、丸または角状の鉄線を被膜で絶縁し巻いたものを固定子ヨークとて使用
絶縁することにより発電時に固定子ヨークの電気抵抗が大きくなりジュール熱を減少させる発電機。
請求項3
請求項1または2に記載の発電機において、固定子ヨーク内部に冷却用穴を設け、
冷却物質を循環させることにより固定子ヨークの熱を減少させる発電機。
請求項4
請求項1乃至3に記載の発電機において、
固定子ヨークをつなぎ目の無いリング状にしてその上部に発電コイルを右巻き左巻き交互に巻く。
これにより回転子の回転時のゴギングトルクを無くした発電機。 Claim 1
Coiled stator yokes are arranged in a ring shape around the rotation axis, and an even number of coils are alternately arranged in a right-handed and left-handed manner. A generator that reduces rotating brakes by installing a rotor of an electromagnetic steel plate with an even number of N-pole and S-pole magnets arranged at the same pole positions in a disk shape so as to sandwich the stator yoke.
Claim 2
2. The generator according to claim 1, wherein a round or square iron wire insulated with a coating is used and insulated as a stator yoke, thereby increasing the electrical resistance of the stator yoke during power generation and reducing Joule heat. Generator to make.
Claim 3
The generator according to claim 1 or 2, wherein a cooling hole is provided inside the stator yoke,
A generator that reduces the heat of the stator yoke by circulating coolant.
Claim 4
The generator according to any one of claims 1 to 3,
The stator yoke is formed into a seamless ring shape, and a power generating coil is wound alternately on the upper part of the coil in a right-handed and left-handed manner.
This eliminates the gogging torque when the rotor rotates.
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- 2015-05-28 JP JP2015108315A patent/JP2016226104A/en active Pending
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