JP2017163796A - 回転電機 - Google Patents
回転電機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017163796A JP2017163796A JP2016048648A JP2016048648A JP2017163796A JP 2017163796 A JP2017163796 A JP 2017163796A JP 2016048648 A JP2016048648 A JP 2016048648A JP 2016048648 A JP2016048648 A JP 2016048648A JP 2017163796 A JP2017163796 A JP 2017163796A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- rotor
- generator
- winding
- magnetic field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
【課題】巻線スペースを確保しつつ出力を増大させることが可能な回転電機を提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、回転電機は、第1面に設けられたNr個(Nrは正の整数)の第1突極部を有する回転子を備える。さらに、前記回転電機は、前記第1面と対向する第2面に設けられたNf個(Nfは正の整数)の第2突極部と、前記第2突極部間に配置され、Nf極の静止磁界を発生させる界磁巻線と、前記第2突極部間に配置され、前記界磁巻線の前記静止磁界から発生したNa極(Naは正の整数)の回転磁界により交流電圧が誘導される電機子巻線と、を有する固定子を備える。さらに、Nr、Nf、およびNaは、Nf+Na=2Nrおよび9/10≦Nf/Na<9/8の関係を満たすように設定されている。【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、回転電機に関する。
回転電機の一例として、多極リラクタンス式同期回転電機が知られている。多極リラクタンス式同期回転電機は、例えば、複数の回転子歯部を外周面に有する回転子と、複数の固定子歯部を内周面に有する固定子とを備え、固定子歯部間のスロットに界磁巻線と三相電機子巻線とが配置されている。これらの回転子と固定子は、同芯上に配置されており、回転子の外周面と固定子の内周面は、エアギャップを介して対向している。
この回転電機は、界磁巻線を界磁電流により励磁することで、固定子に静止磁界を発生させ、さらに、この静止磁界を回転子により磁気変調させることで、エアギャップに回転磁界を発生させる。その結果、電機子巻線に三相交流電圧が誘導される。この回転電機は例えば、風力発電システムの発電機として使用される。
深見正 他4名, IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION, VOL.23, NO.2, JUNE 2008
近年、風力発電システムは、洋上への設置や大容量化が進められており、風車ブレードの大直径化に伴い低速化がはかられている。さらには、洋上設置に対応して風力発電システムの保守の低減と信頼性の向上とをはかるために、風車と発電機との間の増速機を排除する構成も多く採用されている。よって、風力発電システムでは、発電機を1分間当たり10回転程度または10回転未満の低速で駆動することが多くなっている。
一般に、風力発電システムは、50〜60Hzの交流電圧を風力発電システムの出力部から出力するために、発電機の出力電圧をインバータで周波数変換する。しかしながら、発電機がインバータの入力下限周波数の10Hz前後で発電する場合には、以下のような問題がある。第1に、この場合の発電機の極数は120〜200極となり、発電機が低速化かつ大型化するという問題がある。第2に、この場合の発電機のスロット数は720〜1200個となり、スロット1個当たりの断面積が小さくなる。そのため、スロット内に挿入可能な巻線の断面積が小さくなり、巻線の銅損が大きくなるまたは巻線をスロット内に挿入できなくなるという問題がある。巻線の銅損とは、巻線の電気抵抗により失われるエネルギーである。
これらの問題を解決するために、磁気変調により、電機子巻線の極数よりもエアギャップに発生する磁極数を多くする発電機が考えられている。これにより、電機子巻線のコイル数を減少させ、電機子巻線の銅損を低減することができる。しかしながら、この場合にも発電機は低速化かつ大型化するため、発電機の出力を増大させる必要がある。
そこで、本発明は、巻線スペースを確保しつつ出力を増大させることが可能な回転電機を提供することを課題とする。
一の実施形態によれば、回転電機は、第1面に設けられたNr個(Nrは正の整数)の第1突極部を有する回転子を備える。さらに、前記回転電機は、前記第1面と対向する第2面に設けられたNf個(Nfは正の整数)の第2突極部と、前記第2突極部間に配置され、Nf極の静止磁界を発生させる界磁巻線と、前記第2突極部間に配置され、前記界磁巻線の前記静止磁界から発生したNa極(Naは正の整数)の回転磁界により交流電圧が誘導される電機子巻線と、を有する固定子を備える。さらに、Nr、Nf、およびNaは、Nf+Na=2Nrおよび9/10≦Nf/Na<9/8の関係を満たすように設定されている。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の風力発電システムの構造を示す断面図である。
図1は、第1実施形態の風力発電システムの構造を示す断面図である。
図1の風力発電システムは、発電機1と、ナセル2と、タワー(支持柱)3と、ハブ4と、複数のブレード5と、回転軸6とを備えている。本実施形態の発電機1は、多極リラクタンス式同期回転電機である。図1は、水平面に平行で互いに垂直なX方向およびY方向と、水平面に垂直なZ方向とを示している。
発電機1は、ナセル2内に収納されている。ナセル2は、地面や土台の上に建てられたタワー3に取り付けられている。タワー3は、上端がナセル2に接しており、下端が地面や土台に接している。回転軸6は、一端が発電機1に取り付けられており、他端がハブ4に取り付けられている。各ブレード5は、ハブ4に取り付けられている。こうして、複数のブレード5がハブ4や回転軸6を介して発電機1に接続されている。
図1の風力発電システムでは、これらのブレード5が風力により回転すると、ブレード5の回転がハブ4や回転軸6を介して発電機1に伝達される。その結果、発電機1が駆動されて、交流電圧を発電する。
図2は、第1実施形態の発電機1の構造を示す断面図である。
発電機1は、回転子(ロータ)11と、固定子(ステータ)12とを備えている。回転子11は、回転子コア11aと、複数の回転子ティース(回転子歯部)11bとを有している。回転子ティース11bは、第1突極部の例である。固定子12は、固定子コア12aと、複数の固定子ティース(固定子歯部)12bと、界磁巻線12cと、三相電機子巻線12dとを有している。固定子ティース12bは、第2突極部の例である。図2は、回転子11と固定子12の1/3の部分を示している。
[回転子11]
回転子コア11aは、回転軸リブ(不図示)を介して回転軸6に取り付けられている。そのため、回転子11は、回転軸6と共に回転することができる。回転子ティース11bは、回転子コア11aの外周面に取り付けられており、外周面の周方向に互いに隣接している。外周面は第1面の例である。回転子11は、Nr個(Nrは正の整数)の回転子ティース11bを有している。本実施形態のNrの値は、105である。符号G1は、回転子ティース11b間のスロットを示している。
回転子コア11aは、回転軸リブ(不図示)を介して回転軸6に取り付けられている。そのため、回転子11は、回転軸6と共に回転することができる。回転子ティース11bは、回転子コア11aの外周面に取り付けられており、外周面の周方向に互いに隣接している。外周面は第1面の例である。回転子11は、Nr個(Nrは正の整数)の回転子ティース11bを有している。本実施形態のNrの値は、105である。符号G1は、回転子ティース11b間のスロットを示している。
回転子コア11aと回転子ティース11bは、例えば電磁鋼板を積層して形成される。回転子コア11aは例えば、強磁性体部材を円形に折り曲げたものでもよいし、円筒形の強磁性体部材でもよい。円筒形の強磁性体部材は、鋳物などにより形成してもよい。強磁性体の例は、鉄である。
[固定子12]
固定子コア12aは、ナセル2に固定されている。固定子ティース12bは、固定子コア12aの内周面に取り付けられており、内周面の周方向に互いに隣接している。内周面は第2面の例である。本実施形態の回転子コア11aと固定子コア12aは、同芯上に配置されている。また、回転子コア11aの外周面と固定子コア12aの内周面は、エアギャップを介して対向しており、固定子コア12aの内周面が、回転子コア11aの外周面を包囲している。固定子12は、Nf個(Nfは正の整数)の固定子ティース12bを有している。本実施形態のNfの値は、108である。符号G2は、固定子ティース12b間のスロットを示している。
固定子コア12aは、ナセル2に固定されている。固定子ティース12bは、固定子コア12aの内周面に取り付けられており、内周面の周方向に互いに隣接している。内周面は第2面の例である。本実施形態の回転子コア11aと固定子コア12aは、同芯上に配置されている。また、回転子コア11aの外周面と固定子コア12aの内周面は、エアギャップを介して対向しており、固定子コア12aの内周面が、回転子コア11aの外周面を包囲している。固定子12は、Nf個(Nfは正の整数)の固定子ティース12bを有している。本実施形態のNfの値は、108である。符号G2は、固定子ティース12b間のスロットを示している。
界磁巻線12cと電機子巻線12dは、固定子ティース12b間のスロットG2に配置されている。界磁巻線12cと電機子巻線12dは、各固定子ティース12bに巻き回されている。界磁巻線12cは、スロットG2の底部側に配置され、電機子巻線12dは、スロットG2の開口部側に配置されている。電機子巻線12dは、領域RU内に配置されたU相巻線と、領域RV内に配置されたV相巻線と、領域RW内に配置されたW相巻線とを含んでいる。符号D1は、巻線12c、12d内を電流が+Y方向に流れる様子を示し、符号D2は、巻線12c、12d内を電流が−Y方向に流れる様子を示す。
本実施形態の発電機1は、回転子11が固定子12の内側に位置するインナーロータ方式を採用しているが、回転子11が固定子12の外側に位置するアウターロータ方式を採用してもよい。これらの方式は、回転子11と固定子12が径方向に対向するラジアルギャップ方式に相当する。一方、本実施形態の発電機1は、回転子11と固定子12が軸方向に対向するアキシャルギャップ方式を採用してもよい。これらの方式を採用した発電機1の具体例については、後述する。
図2の発電機1は、次のように動作する。
まず、発電機1は、界磁巻線12cを界磁電流Ifにより直流励磁することで、固定子12にNf極の静止磁界を発生させる。次に、発電機1は、この静止磁界を回転子11により磁気変調させることで、エアギャップにNa極(Naは正の整数)の回転磁界を発生させる。その結果、電機子巻線12dに三相交流電圧Vが誘導される。本実施形態のNaの値は、102である。三相交流電圧Vの値は、界磁電流Ifの値を調整することで制御可能である。回転子11の回転速度をN[1/min]とすると、三相交流電圧Vの発電周波数f[Hz]は、以下の式(1)で与えられる。
f=N(Nf+Na)/120 ・・・(1)
f=N(Nf+Na)/120 ・・・(1)
次に、Nr、Nf、およびNaの関係について説明する。
本実施形態の発電機1は、多極リラクタンス式同期回転電機であり、Nr、Nf、およびNaの間にNf+Na=2Nrの関係が成り立つ。また、本実施形態では、図3に示すシミュレーション結果に基づいてNr、Nf、およびNaの関係を設定する。
図3は、第1実施形態の発電機1の出力に関するシミュレーション結果を示したグラフである。
図3の横軸は、Nf/Naの値を示す。図3の縦軸は、Nf/Na=3/2のときの出力を1とした発電機1の出力を示す。図3では、固定子12の形状を変化させずに回転子11の形状を変化させてシミュレーションを行った。
その結果、発電機1の出力は、符号Pで示すように、Nf/Na=1付近で極大値を取ることが分かった。以下、極大値におけるNf/Naの値を所定値と呼ぶ。そして、Nf/Naが所定値よりも大きい場合には、Nf/Naが減少するにつれて式(1)の周波数fが上昇し、発電機1の出力が増加することが分かった。一方、Nf/Naが所定値よりも小さい場合には、Nf/Naが減少するにつれて、発電機1の出力が減少することが分かった。この詳細を、図4を参照しながら説明する。
図4は、第1実施形態の発電機1の構造を示す拡大断面図である。図4(b)と図4(c)はそれぞれ、図4(a)に示す領域K1、K2の拡大図である。
上記のようなシミュレーション結果が得られる理由は、次の通りである。第1に、周波数fの変化に伴う銅損の変化が影響している。第2に、界磁巻線12cの電流通電方向と電機子巻線12dの電流通電方向との関係が影響している。
図4(b)では、同じスロットG2内の巻線12c、12dの電流通電方向が同一であり、界磁巻線12cが発生する磁束A1の方向と、電機子巻線12dが発生する磁束A2の方向が同一となっている。一方、図4(c)では、同じスロットG2内の巻線12c、12dの電流通電方向が逆であり、界磁巻線12cが発生する磁束A1の方向と、電機子巻線12dが発生する磁束A2の方向が逆となっている。図4(c)の場合、界磁巻線12cの磁束A1が発電機1の出力電圧(発電電圧)を減少させる働きをし、回転子ティース11bと固定子ティース12bの重なりが増えることで、発電機1の出力電圧を減少させる働きが大きくなる。よって、図4(c)の場合には、界磁巻線12cの電流を増加させなければならないため、銅損が増加し、発電機1の出力が減少する。一方、図4(b)の場合には、この逆の理由で発電機1の出力が増加する。その結果、上記のようなシミュレーション結果が得られる。
本実施形態では、図3に示すシミュレーション結果に基づいて、Nf/Naの値が所定値に近付き、発電機1の出力が極大値に近付くように、Nr、Nf、およびNaの関係を設定する。具体的には、本実施形態のNr、Nf、およびNaは、Nf+Na=2Nrおよび9/10≦Nf/Na<9/8の関係を満たすように設定される。
これにより、上述の磁気変調の効果を高めることができ、ブレード5の回転数を変えずに、発電機1の出力電圧を高め、発電機1の単位体積当たりの出力を増大させることができる。また、ブレードの回転数が低くても、発電機1がインバータの入力下限周波数よりも高い周波数で発電することができるようになるため、発電機1の運転領域を広げることができる。本実施形態によれば、発電機1の極数やスロット数を増加させずにこれらの効果を得ることができるため、界磁巻線12cや電機子巻線12dの巻線スペースを確保しつつ発電機1の出力を増大させることが可能となる。
一般的な多極リラクタンス式同期回転電機では、Nf/Naは3/2に設定されることが多い。よって、図3のグラフは、Nf/Na=3/2のときの出力を1としてプロットされている。本実施形態によれば、NfおよびNaを9/10≦Nf/Na<9/8の関係を満たすように設定することで、発電機1の出力を1.1以上にすることができる。すなわち、本実施形態によれば、発電機1の出力を、標準的な多極リラクタンス式同期回転電機の出力と比べて10%以上も高くすることができる。よって、本実施形態の発電機1は、標準的な回転電機の90%ほどの重量で、標準的な回転電機と同等の発電電圧を出力することができる。標準的な回転電機の重量は、数10トン程度である。よって、本実施形態によれば、発電機1の出力を標準的な回転電機と同等に維持しつつ、発電機1の重量を標準的な回転電機に比べて数トン程度も軽量化することが可能となる。
本実施形態の発電機1では、Nrは105、Nfは108、Naは102に設定されている。よって、Nf/Naの値は18/17である。しかしながら、本実施形態のNf/Naは、その他の値に設定してもよい。Nf/Naの値の一例は、9K/(9K−1)である。ただし、Kは2以上の整数である。図3には、このようなNf/Naの値の具体例として、27/26や54/53が示されている。Nf/Naの値の別の例は、9/10である。本実施形態では、Nf/Naをこれらの値に設定してもよい。
図5は、第1実施形態の変形例の風力発電システムの構造を示す断面図である。
本変形例では、図1の回転軸6が、回転軸7と、回転軸8と、ギア9とに置き換えられている。回転軸7は、一端が発電機1に取り付けられ、他端がギア9に連結されている。回転軸8は、一端がハブ4に取り付けられ、他端がギア9に連結されている。よって、本変形例の複数のブレード5は、ハブ4、回転軸8、ギア9、および回転軸7を介して発電機1に接続されている。
図5の風力発電システムでは、これらのブレード5が風力により回転すると、ブレード5の回転がハブ4、回転軸8、ギア9、および回転軸7を介して発電機1に伝達される。その結果、発電機1が駆動されて、交流電圧を発電する。
以上のように、本実施形態におけるNr、Nf、およびNaは、Nf+Na=2Nrおよび9/10≦Nf/Na<9/8の関係を満たすように設定されている。よって、本実施形態によれば、界磁巻線12cや電機子巻線12dの巻線スペースを確保しつつ、発電機1の出力を増大させることが可能となる。
なお、本実施形態では、発電機1を風力発電システムに適用したが、発電機1を風力発電システム以外の発電システムに適用してもよい。これは、後述する第2〜第7実施形態でも同様である。
(第2〜第9実施形態)
図6は、第2実施形態の発電機1の構造を示す断面図である。
図6は、第2実施形態の発電機1の構造を示す断面図である。
本実施形態の発電機1は、図6(a)に示すように、回転子11と固定子12が軸方向(Y方向)に対向するアキシャルギャップ方式を採用している。よって、回転子ティース11bは、回転子コア11aの軸方向の端面に取り付けられており、端面の周方向に互いに隣接している(図6(b))。この端面は第1面の例である。また、固定子ティース12bは、固定子コア12aの軸方向の端面に取り付けられており、端面の周方向に互いに隣接している(図6(c))。この端面は第2面の例である。図6(a)に示すように、回転子コア11aの端面と固定子コア12aの端面は、エアギャップを介して対向している。
界磁巻線12cと電機子巻線12dは、固定子ティース12b間のスロットに配置されている。界磁巻線12cと電機子巻線12dは、各固定子ティース12bに巻き回されている。電機子巻線12dは、領域RU内に配置されたU相巻線と、領域RV内に配置されたV相巻線と、領域RW内に配置されたW相巻線とを含んでいる(図6(c))。
回転子11は、Nr個の回転子ティース11bを有している。本実施形態のNrの値は35である。固定子12は、Nf個の固定子ティース12bを有している。本実施形態のNfの値は36である。発電機1は、界磁巻線12cを界磁電流により励磁することで、固定子12にNf極の静止磁界を発生させる。さらに、発電機1は、この静止磁界を回転子11により磁気変調させることで、エアギャップにNa極の回転磁界を発生させる。その結果、電機子巻線12dに三相交流電圧が誘導される。本実施形態のNaの値は34である。
図7は、第3および第4実施形態の発電機1の構造を示す断面図である。
第3実施形態の発電機1は、図7(a)に示すように、1つの回転子11と2つの固定子12とを備え、アキシャルギャップ方式を採用している。回転子11は、回転子コア11aの一方の端面(例えば左端面)に設けられたNr個の回転子ティース11bと、回転子コア11aの他方の端面(例えば右端面)に設けられたNr個の回転子ティース11bとを有している。前者の左端面は第1面の例であり、後者の右端面は第3面の例である。また、一方の固定子12(例えば左側の固定子12)は、回転子コア11aの左端面に対向して固定子コア12aの右端面に設けられたNf個の固定子ティース12bを有している。また、他方の固定子12(例えば右側の固定子12)は、回転子コア11aの右端面に対向して固定子コア12aの左端面に設けられたNf個の固定子ティース12bを有している。前者の固定子12の右端面は第2面の例であり、後者の固定子12の左端面は第4面の例である。
本実施形態の発電機1は、2つの固定子12の界磁巻線12cを界磁電流により励磁することで、各固定子12にNf極の静止磁界を発生させる。さらに、発電機1は、静止磁界を回転子11により磁気変調させることで、各固定子12のエアギャップにNa極の回転磁界を発生させる。その結果、2つの固定子12の電機子巻線12dに三相交流電圧が誘導される。本実施形態のNr、Nf、Naの値はそれぞれ、35、36、34である。
第4実施形態の発電機1は、図7(b)に示すように、2つの回転子11と1つの固定子12とを備え、アキシャルギャップ方式を採用している。一方の回転子11(例えば左側の回転子11)は、回転子コア11aの右端面に設けられたNr個の回転子ティース11bを有している。他方の回転子11(例えば右側の回転子11)は、回転子コア11aの左端面に設けられたNr個の回転子ティース11bを有している。前者の右端面は第1面の例であり、後者の左端面は第3面の例である。また、固定子12は、前者の回転子コア11aの右端面に対向して固定子コア12aの左端面に設けられたNf個の固定子ティース12bと、後者の回転子コア11aの左端面に対向して固定子コア12aの右端面に設けられたNf個の固定子ティース12bとを有している。固定子12の左端面は第2面の例であり、固定子12の右端面は第4面の例である。
本実施形態の発電機1は、固定子12の両側の界磁巻線12cを界磁電流により励磁することで、固定子12の各側にNf極の静止磁界を発生させる。さらに、発電機1は、静止磁界を2つの回転子11により磁気変調させることで、固定子12の各側のエアギャップにNa極の回転磁界を発生させる。その結果、固定子12の両側の電機子巻線12dに三相交流電圧が誘導される。本実施形態のNr、Nf、Naの値はそれぞれ、35、36、34である。
図8は、第5および第6実施形態の発電機1の構造を示す断面図である。
第5実施形態の発電機1は、図8(a)に示すように、M1個の回転子11とM1+1個の固定子12とを備え(M1は2以上の整数)、アキシャルギャップ方式を採用している。各回転子11は、図7(a)の回転子11と同じ構造を有している。各固定子12は、両端の固定子12を除き、図7(b)の固定子12と同じ構造を有している。両端の固定子12は、図7(a)の固定子12と同じ構造を有している。
本実施形態の発電機1は、第3実施形態の発電機1や第4実施形態の発電機1と同様に動作する。
第6実施形態の発電機1は、図8(b)に示すように、M2+1個の回転子11とM2個の固定子12とを備え(M2は2以上の整数)、アキシャルギャップ方式を採用している。各回転子11は、両端の回転子11を除き、図7(a)の回転子11と同じ構造を有している。両端の回転子11は、図7(b)の回転子11と同じ構造を有している。各固定子12は、図7(b)の固定子12と同じ構造を有している。
本実施形態の発電機1は、第3実施形態の発電機1や第4実施形態の発電機1と同様に動作する。
図9は、第7〜第9実施形態の発電機の構造を模式的に示す断面図である。
第7実施形態の発電機1は、図9(a)に示すように、回転子11と固定子12が径方向に対向するラジアルギャップ方式を採用している。ただし、本実施形態では、第1実施形態とは異なり、回転子11の内周面と固定子12の外周面が、エアギャップを介して対向しており、固定子12の外周面が、回転子11の内周面により包囲されている。回転子11の内周面は第1面の例であり、固定子12の外周面は第2面の例である。
本実施形態の回転子11の回転子コア11a、回転子ティース11bや、本実施形態の固定子12の固定子コア12a、固定子ティース12b、界磁巻線12c、三相電機子巻線12dは、第1実施形態と同様に構成され、第1実施形態と同様に動作する。ただし、回転子ティース11bは、回転子コア11aの内周面に設けられる。また、固定子ティース12b、界磁巻線12c、三相電機子巻線12dは、固定子コア12aの外周面に設けられる。
第8実施形態の発電機1は、図9(b)に示すように、1つの回転子11と2つの固定子12とを備え、ラジアルギャップ方式を採用している。回転子11は、図7(a)の回転子11と同様に、回転子コア11aの内周面および外周面に回転子ティース11aを有している。本実施形態の発電機1の動作原理は、図7(a)の発電機1と同様である。
なお、本実施形態の発電機1は、図7(a)の構造をラジアルギャップ方式に転用した構造を有しているが、図7(b)の構造をラジアルギャップ方式に転用した構造を有していてもよい。
第9実施形態の発電機1は、図9(c)に示すように、M1個の回転子11とM1+1個の固定子12とを備え、ラジアルギャップ方式を採用している。各回転子11は、図7(a)の回転子11と同様に、回転子コア11aの内周面および外周面に回転子ティース11aを有している。各固定子12は、両端の固定子12を除き、図7(b)の固定子12と同様に、固定子コア12aの内周面および外周面に固定子ティース12a、界磁巻線12c、三相電機子巻線12dを有している。両端の固定子12は、図7(a)の固定子12と同様に、固定子コア12aの内周面または外周面に固定子ティース12a、界磁巻線12c、三相電機子巻線12dを有している。本実施形態の発電機1の動作原理は、図8(a)の発電機1と同様である。
なお、本実施形態の発電機1は、図8(a)の構造をラジアルギャップ方式に転用した構造を有しているが、図8(b)の構造をラジアルギャップ方式に転用した構造を有していてもよい。
第2〜第9実施形態におけるNr、Nf、およびNaは、第1実施形態と同様に、Nf+Na=2Nrおよび9/10≦Nf/Na<9/8の関係を満たすように設定されている。よって、これらの実施形態によれば、界磁巻線12cや電機子巻線12dの巻線スペースを確保しつつ、発電機1の出力を増大させることが可能となる。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な回転電機およびシステムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した回転電機およびシステムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
1:発電機、2:ナセル、3:タワー、4:ハブ、
5:ブレード、6、7、8:回転軸、9:ギア、
11:回転子、11a:回転子コア、11b:回転子ティース、
12:固定子、12a:固定子コア、12b:固定子ティース、
12c:界磁巻線、12d:三相電機子巻線
5:ブレード、6、7、8:回転軸、9:ギア、
11:回転子、11a:回転子コア、11b:回転子ティース、
12:固定子、12a:固定子コア、12b:固定子ティース、
12c:界磁巻線、12d:三相電機子巻線
Claims (8)
- 第1面に設けられたNr個(Nrは正の整数)の第1突極部を有する回転子と、
前記第1面と対向する第2面に設けられたNf個(Nfは正の整数)の第2突極部と、前記第2突極部間に配置され、Nf極の静止磁界を発生させる界磁巻線と、前記第2突極部間に配置され、前記界磁巻線の前記静止磁界から発生したNa極(Naは正の整数)の回転磁界により交流電圧が誘導される電機子巻線と、を有する固定子とを備え、
Nr、Nf、およびNaは、Nf+Na=2Nrおよび9/10≦Nf/Na<9/8の関係を満たすように設定されている、回転電機。 - NfおよびNaは、Nf/Na=9K/(9K−1)の関係(Kは2以上の整数)を満たすように設定されている、請求項1に記載の回転電機。
- NfおよびNaは、Nf/Na=9/10の関係を満たすように設定されている、請求項1に記載の回転電機。
- 前記第1面は、前記回転子の外周面であり、
前記第2面は、前記固定子の内周面であり、前記第1面を包囲している、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機。 - 前記第1面は、前記回転子の内周面であり、
前記第2面は、前記固定子の外周面であり、前記第1面により包囲されている、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機。 - 前記第1面は、前記回転子の軸方向の端面であり、
前記第2面は、前記固定子の軸方向の端面である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機。 - 前記回転電機はさらに、前記固定子と異なる第2固定子を備え、
前記回転子は、第3面に設けられたNr個の第3突極部を有し、
前記第2固定子は、前記第3面と対向する第4面に設けられたNf個の第4突極部と、前記第4突極部間に配置され、Nf極の静止磁界を発生させる第2界磁巻線と、前記第4突極部間に配置され、前記第2界磁巻線の前記静止磁界から発生したNa極の回転磁界により交流電圧が誘導される第2電機子巻線とを有する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の回転電機。 - 前記回転電機はさらに、前記回転子と異なる第2回転子を備え、
前記第2回転子は、第3面に設けられたNr個の第3突極部を有し、
前記固定子は、前記第3面と対向する第4面に設けられたNf個の第4突極部と、前記第4突極部間に配置され、Nf極の静止磁界を発生させる第2界磁巻線と、前記第4突極部間に配置され、前記第2界磁巻線の前記静止磁界から発生したNa極の回転磁界により交流電圧が誘導される第2電機子巻線とを有する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016048648A JP2017163796A (ja) | 2016-03-11 | 2016-03-11 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016048648A JP2017163796A (ja) | 2016-03-11 | 2016-03-11 | 回転電機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017163796A true JP2017163796A (ja) | 2017-09-14 |
Family
ID=59857437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016048648A Pending JP2017163796A (ja) | 2016-03-11 | 2016-03-11 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017163796A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112460663A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-09 | 上海微玛机电设备有限公司 | 一种抽油烟机的外转子风机 |
-
2016
- 2016-03-11 JP JP2016048648A patent/JP2017163796A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112460663A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-09 | 上海微玛机电设备有限公司 | 一种抽油烟机的外转子风机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7385330B2 (en) | Permanent-magnet switched-flux machine | |
JP4311643B2 (ja) | 永久磁石型回転電機の製造方法および風力発電用永久磁石型同期発電機の製造方法 | |
JP5643857B2 (ja) | 電気機械 | |
US9397543B2 (en) | Electrical machine | |
JP6008473B2 (ja) | 発電機およびその製造方法 | |
US20110042965A1 (en) | Wind turbine power train | |
CN110971095B (zh) | 一种双定子风力发电机及发电系统 | |
JP5695748B2 (ja) | 回転電機 | |
JP2012039811A (ja) | 発電機および風力発電システム | |
JP2016213948A (ja) | 回転電機 | |
CN110601479B (zh) | 一种双转子感应风力发电机及其工作方法 | |
JP5918760B2 (ja) | 回転電機 | |
JP2015061464A (ja) | 永久磁石回転電機、および、風力発電システム | |
CN102684341B (zh) | 磁场自增速永磁风力发电机 | |
JP2017163796A (ja) | 回転電機 | |
KR101265825B1 (ko) | 이중 고정자 rfpm 발전기 | |
CN210577970U (zh) | 一种直发电机 | |
JP2014053979A (ja) | 回転電機及び風力発電システム | |
Jiang et al. | Segmented permanent magnet synchronous machines for wind energy conversion system | |
Zhang et al. | Performance analysis of doubly excited brushless generator with outer rotor for wind power application | |
JP2011062029A (ja) | 発電機 | |
KR200304643Y1 (ko) | 에이에프피엠 발전기가 장착된 풍력발전시스템 | |
WO2014198275A1 (en) | A large electrically excited synchronous generator | |
JP2015050914A (ja) | 小形風力および小水力発電に好適な発電装置 | |
JP2016165197A (ja) | 回転電機の制御装置、回転電機、および風力発電システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20171129 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20171130 |