JP2021013289A - 連軸二重空隙電機 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体などを利用せず、ブラシレス直流機としての性能を発揮する、また、交流と直流の相互変換を可能とする電機を提供する。【解決手段】、回転軸６の両端は軸受け７で支持される。回転子は導磁体を極数に対応した個数を円周上に回転枠４に固定し、遠心力に対応してさらに固定枠を周辺に装着する。界磁１３は通常の電機と同じく外部直流電源によって磁化される、また簡略小型の場合には永久磁石も使用可能である。電機子８は、外枠に固定され直流電源に接続される。二種の電機構造即ち固定子の一方を界磁とし、他方を電機子とし、回転子は共通の構造で直流の場合は磁気回路のみ、交流利用の場合は巻線を有して給電環等を必要とする。【選択図】図１

Description

この発明は直流電機を可変速する能力と、直流電圧を分圧する能力を有し、可逆性があるので回転力エネルギーを複数電圧出力する、あるいは交流電力を直流電力に変流して複数電圧も取り出せる事が可能で、半導体を必要とせず、ブラシ等も有しない電機であり、同一軸方向上に固定電機子と界磁を有し、回転子は共通の磁気回路または交流電気巻線の回転子で構成する電機である。

従来の電機は、直流電気機械は整流機とブラシが製造上、維持保安上難点であった、また、半導体を利用すると温度・電圧等に問題が生じた、この問題点を解決したい、他方実用新案−ＮＯ−１１９４８２号の電機は軸配置が片持ち構造であって、構成上不安であった。

本案は１９８９年申請実用新案−ＮＯ−１１９４８２号に出願した原理を応用し改良したものである。

前記発明の電機は二重空隙の磁気回路を軸と直角方向に構成するために、回転軸を片持ちにしなくてはならず、それは機械的には強度、振動等の問題になった
本案は電機軸方向上に二種の機能を装備し、相互を単一軸上の回転子でつなぎ、電気的に一個の電気機械とし，機能は実用新案−ＮＯ−１１９４８２号と同じく、すなわち 、半導体などを利用せず、ブラシレス直流機としての性能を発揮するものである、また、この構造によれば、回転子を交流巻線とする事によって、交流と直流の相互変換を可能とし、電圧は相互自由に変更でき、かつ複数利用できる。

本案は上記発明（１９８９−１１９４８２号）の回転する部分が円筒型であるのに対して、円柱型に軸方向に延長して、固定部分は一方を界磁とし、他方を固定電機子として複数の端子あるいは複数の巻線とし、これを同一の回転子で貫通して、前記発明と同様の性能、すなわちブラシレス・ノンセミコンの直流機とする、或いは回転子を交流巻線として変流器と同等の交流直流変換機能を持たせる、この場合も直流側は複数電圧が可能で分離された回路も可能である、さらに回転力を出入力しても、直流側も交流側も利用できる。

本案を一例として、１図により構造を簡単に説明する、▲６▼は回転軸で、両端は軸受け▲７▼で支持される、▲４▼は回転子で導磁体を極数に対応した個数を円周上に回転枠▲４▼に固定し、遠心力に対応してさらに固定枠を周辺に装着する。なお、▲４▼▲１４▼は非導磁性の材料でなくてはならない。▲１３▼は界磁で通常の電機と同じく▲１１▼▲１２▼等で外部直流電源によって磁化される、また簡略小型の場合には永久磁石も使用可能である。▲８▼は電機子で、外枠に固定され▲１▼▲２▼で直流電源に接続される、通常の直流機と同じく入力も出力も可能である。 は回転子の界磁側横断面で４極９回転子片の場合である、電気子側は界磁の位置に直列に固定電機子が装着され，誘導機のように端子が複数利用できる 、或いは複数の電圧の異なる巻線も装着できる。なお、回転子を交流巻線として、変流機能を持たせることも可能である、この場合は、交流の周波数に拘束されるので直流のように適当な回転数を選択する事はできない。回転子片は界磁面、電機子面に対する部分を除いて，磁気遮蔽と電気絶縁に留意する、また▲１４▼も円環の一か所は電気絶縁をする。作動及び効果は前記申請ＮＯ１１９４８２と同じで作動は略するが、効果を改めて記入すればブラシおよび整流子のない直流機で、直流側の出力電圧は複数可能、また変流機として回転子を交流巻線とすれば、交流電圧に関係なく直流側には複数の電圧を取り出す事が出来る、また回転力の出入も出来る。

発明の効果

本案は他の直流電機に比して、ブラシ・整流子・半導体を利用しないので、電圧、温度は半導体の利用による場合の様に拘束されない、それだけでなく直流電圧の複数利用が容易である、半導体は大電力になるほど電圧制限等、温度上昇も大きいので、それらを避けることが出来る。

Claims (3)

1. 本案は１９８９年申請実用新案−ＮＯ−１１９４８２号による原理を、回転軸方向に二種の性質の異なる、固定子の一方は電機巻線を固定子とし、他方を界磁とする
2. 回転子は同一の性能の磁気回路または交流回路とした構造で、交流の場合を除いて直流回路の場合はブラシ等はない構造である
3. 固定電気回路は一方が界磁で電気巻線構造または永久磁石とし、他方は固定の電機子巻線とし、複数の端子または、複数の巻線も可能とする。
   また電機子電気回路には半導体は不要とする。