JP2021064997A - Three-phase ac generator - Google Patents

Three-phase ac generator Download PDF

Info

Publication number
JP2021064997A
JP2021064997A JP2019187162A JP2019187162A JP2021064997A JP 2021064997 A JP2021064997 A JP 2021064997A JP 2019187162 A JP2019187162 A JP 2019187162A JP 2019187162 A JP2019187162 A JP 2019187162A JP 2021064997 A JP2021064997 A JP 2021064997A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
magnets
phase
teeth
magnetic flux
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
Application number
JP2019187162A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
彰比古 田中
Akihiko Tanaka
彰比古 田中
優位 田中
Yui Tanaka
優位 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tanaka Yui
Original Assignee
Tanaka Yui
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tanaka Yui filed Critical Tanaka Yui
Priority to JP2019187162A priority Critical patent/JP2021064997A/en
Publication of JP2021064997A publication Critical patent/JP2021064997A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

To provide a three-phase AC generator capable of efficiently generating power by properly generating a flux linkage, an induction electromotive force (voltage) and an induction current (current) and decreasing a loss caused by a cogging torque.SOLUTION: In a stator core 4, twelve teeth 5 are disposed concentrically with a rotor at 30° intervals with respect to a rotation center of a rotor 3, and coils 8 of the same performance are mounted on the teeth 5. The coils 8 are continuously connected to three sets of teeth 5, each set consisting of four teeth, at intervals of three teeth in such a manner that currents of the same phase are generated when magnetic fluxes from magnets 6 of the rotor 3 are received. Regarding the magnets 6 of the rotor 3, twelve or more even-number magnets 6 whose polarities are different are disposed while being adhered alternately at equal intervals with respect to the rotation center of the rotor 3. The magnets are disposed in the fourth teeth 5 in each of the three sets in such a manner that the magnets of the different polarities are alternately opposed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、三相交流発電機に係り、永久磁石を有するロータ(回転子)と、前記ロータと同心に配置された複数のティースを配置したステ一夕コア(固定子)を有し、ロータを回転させたときに交流電圧を発生させる三相交流発電機に関する。 The present invention relates to a three-phase alternator and has a rotor (rotor) having a permanent magnet and a steering core (stator) in which a plurality of teeth arranged concentrically with the rotor are arranged. It relates to a three-phase AC generator that generates an AC voltage when the is rotated.

従来、磁石の磁力線内でコイルを移動させるとコイル内に起電力(電圧)が発生し、コイル内を電流が流れるという電磁誘導を利用して磁石のエネルギーを電気エネルギーに変換することで発電する発電機が知られている。 Conventionally, when a coil is moved within the magnetic field lines of a magnet, an electromotive force (voltage) is generated in the coil, and electromagnetic induction in which a current flows in the coil is used to convert the energy of the magnet into electrical energy to generate electricity. Generators are known.

ところで、前記従来の発電機では、永久磁石を有する円筒状のロータが回転してその外側に配置したステ一夕コアのコイルの横を通過する際に前記コイル内に発生する電流によりコイルの周りに磁力線が生じ、その磁力線がロータの永久磁石から出る磁力線と互いに反対方向にぶつかり合う形で反発力、あるいは同方向に重なり合う形で吸引力を発生させることにより、ロータの動きを止める作用として働いてしまうことになり(磁気抵抗)、発電効率の低下を招くことから磁力抵抗を一定の出力電力を得るのに余分な外部エネルギーが必要になり、発電機のエネルギー効率の低下を招いている。 By the way, in the conventional generator, when a cylindrical rotor having a permanent magnet rotates and passes beside a coil of a steering core arranged outside the rotor, an electric current generated in the coil causes the circumference of the coil. A magnetic field line is generated in the coil, and the magnetic field line collides with the magnetic field line emitted from the permanent magnet of the rotor in the opposite direction to generate a repulsive force, or an attractive force is generated in the form of overlapping in the same direction to stop the movement of the rotor. This results in a decrease in power generation efficiency (magnetic resistance), which requires extra external energy to obtain a constant output power for the magnetic resistance, which causes a decrease in the energy efficiency of the generator.

そこで、従来、磁力抵抗をゼロ或いは少なくして発電効率の良好な発電機の開発が進められており、例えば特許第4524110号公報(特許文献1)には複数の発電機を各々の磁石の位置を軸から均等な角度にずらすことで磁石の引力を相殺させる発電機が提示されており、また、特許第3047180号公報(特許文献2)、特開2008−187872号公報(特許文献3)にはコアレスのコイルを用いた発電機、更には、特開2015−339270号公報(特許文献4)にはコイルにおけるコアを軸芯方向にコイルよりも短くする発電機などが提示されている。 Therefore, conventionally, the development of a generator having good power generation efficiency by reducing or reducing the magnetic resistance to zero or less has been promoted. A generator that cancels out the attractive force of the magnet by shifting the magnet to an even angle from the axis has been presented, and also in Japanese Patent No. 3047180 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-187872 (Patent Document 3). Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-339270 (Patent Document 4) presents a generator using a coreless coil, and a generator in which the core of the coil is shorter than the coil in the axial direction.

また、特開2018−108007号公報(特許文献5)には、ハウジングに回転可能に支持された回転軸に取り付けられた円筒状の回転子と、ハウジングに固定された前記回転子の内側に前記回転子と同心に配置された円筒状の内側固定子および前記回転子の外側に前記回転子と同心に配置された円筒状の外側固定子を有し、前記回転子は回転方向に複数の永久磁石を磁極が交互に異なる状態に円筒状に配置されているとともに前記内側固定子および外側固定子は前記回転子に対峠する側に前記回転子に配置された永久磁石に対向する位置にそれぞれが回転子を回転させたときに交流電圧を発生させる複数のコイルが並設されており、且つ前記内側固定子および外側固定子に配置されているコイルの少なくとも一方が高インダクタンスコイルであることを特徴とする磁力抵抗を減少させた発電機が提案されている。 Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-108007 (Patent Document 5), a cylindrical rotor attached to a rotating shaft rotatably supported by a housing and the rotor inside the rotor fixed to the housing are described. It has a cylindrical inner stator arranged concentrically with the rotor and a cylindrical outer stator arranged concentrically with the rotor on the outside of the rotor, and the rotor has a plurality of permanents in the rotation direction. The magnets are arranged in a cylindrical shape with alternating magnetic poles, and the inner and outer stators are located on the side facing the rotor and facing the permanent magnets placed on the rotor, respectively. A plurality of coils that generate an AC voltage when the rotor is rotated are arranged side by side, and at least one of the coils arranged on the inner stator and the outer stator is a high inductance coil. A generator with reduced magnetic resistance, which is a feature, has been proposed.

特許文献1:特許第4524110号公報
特許文献2:特許第3047180号公報
特許文献3:特開2008−187872号公報
特許文献4:特開2015−339270号公報
特許文献5:特開2018−108007号公報
Patent Document 1: Japanese Patent No. 4524110 Patent Document 2: Japanese Patent No. 3047180 Japanese Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-187872 Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-339270 Patent Document 5: Japanese Patent Application Laid-Open No. Gazette

しかしながら、前記特許文献1に記載された発電機では、多数、例えば少なくとも4台或いは8台の発電機を軸線方向に並設させる必要があり、このような発電機を設置するには軸線方向に多大な空間を要するばかりか経済的にも負担が大きい。また、特許文献2および特許文献3に記載の発電機では磁力抵抗をゼロにすることができるが反面、磁束が大きく漏れることからコイルを効率よく縦断する磁束が減少して発電効率が低下して発電機としての機能を発揮できない。また、前記特許文献4に記載されている発明では、磁力抵抗を少なくして発電効率の良好な発電を行うためにコイルにおけるコアの長さを定めることが必要であるという問題がある。 However, in the generator described in Patent Document 1, it is necessary to arrange a large number, for example, at least 4 or 8 generators in parallel in the axial direction, and in order to install such a generator, it is necessary to arrange the generators in the axial direction. Not only does it require a lot of space, but it is also economically burdensome. Further, in the generators described in Patent Documents 2 and 3, the magnetic reluctance can be made zero, but on the other hand, since the magnetic flux leaks greatly, the magnetic flux that efficiently traverses the coil is reduced and the power generation efficiency is lowered. It cannot function as a generator. Further, the invention described in Patent Document 4 has a problem that it is necessary to determine the length of the core in the coil in order to reduce the magnetic reluctance and generate power with good power generation efficiency.

また、前記特許文献5に記載されている発明では、磁石とコイルが共に、回転中心に対して等間隔に18°間隔となるように20個配置されており、三相が同電圧になりにくいという問題がある。 Further, in the invention described in Patent Document 5, 20 magnets and coils are arranged at equal intervals of 18 ° with respect to the center of rotation, so that the three phases are unlikely to have the same voltage. There is a problem.

本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、鎖交磁束、誘導起電力(電圧)、誘導電流(電流)を適正に発生させることができ、コギングトルクによるロスを減少させることができ、効率的に発電させることができる三相交流発電機を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of these points, and can appropriately generate interlinkage magnetic flux, induced electromotive force (voltage), and induced current (current), and can reduce loss due to cogging torque. The challenge is to provide a three-phase AC generator that can generate electricity efficiently.

上記課題を達成するために、本発明の第1の態様の三相交流発電機は、回転中心に対して等間隔の角度に磁石を複数固定したロータと、前記磁石の面に対峙するようにステータコアを配置してなる三相交流発電機において、前記ステータコアは、前記ロータの回転中心に対して30°間隔に12個のティースが前記ロータと同心に配置され、各ティースには同一性能のコイルが装着されており、3個おきの3組の各4個のティースには前記ロータの磁石からの磁束を受けると同一位相の電流が発生するように前記コイルが連続的に接続されており、前記ロータの磁石は、前記ロータの回転中心に対して等間隔で極性が異なる12個以上の偶数の磁石が交互に密着して配設されていると共に、前記3組の各4個のティースには極性が異なる磁石が交互に対峙するように配設されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the three-phase AC generator of the first aspect of the present invention faces a rotor in which a plurality of magnets are fixed at equal intervals with respect to the center of rotation and the surface of the magnets. In a three-phase AC generator in which a stator core is arranged, 12 teeth are arranged concentrically with the rotor at intervals of 30 ° with respect to the rotation center of the rotor, and each tooth has a coil having the same performance. Is mounted, and the coils are continuously connected to each of the four teeth in three sets of three so that a current having the same phase is generated when the magnet of the rotor receives the magnetic flux. The rotor magnets are arranged with 12 or more even magnets having different polarities at equal intervals with respect to the center of rotation of the rotor in close contact with each other, and on each of the four teeth of the three sets. Is characterized in that magnets having different polarities are arranged so as to face each other alternately.

このように形成されている本発明の第1の態様の三相交流発電機によれば、前記3組の各4個のティースは前記ロータの極性が異なる磁石と交互に対峙するので、鎖交磁束、誘導起電力(電圧)、誘導電流(電流)を適正に発生させることができ、コギングトルクによるロスを減少させることができ、効率的に発電させることができる。 According to the three-phase AC generator of the first aspect of the present invention formed in this way, each of the four teeth of the three sets alternately confronts the magnets having different polarities of the rotor, and thus interlinks. The magnetic flux, the induced electromotive force (voltage), and the induced current (current) can be appropriately generated, the loss due to the cogging torque can be reduced, and the power can be generated efficiently.

また、本発明の第2の態様の三相交流発電機は、第1の態様において、前記ロータの磁石は、12個、24個または36個によって形成されていることを特徴とする。 Further, the three-phase alternator according to the second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the rotor magnets are formed of 12, 24 or 36 magnets.

このように形成されている本発明の第2の態様の三相交流発電機によれば、前記第1の態様の効果に加えて、ロータの磁石の数を多くするにしたがってコギングトルクによるロスをより大きく減少させることができ、効率的に発電させることができる。 According to the three-phase alternator of the second aspect of the present invention formed in this way, in addition to the effect of the first aspect, the loss due to the cogging torque increases as the number of magnets of the rotor increases. It can be greatly reduced and power can be generated efficiently.

また、本発明の第3の態様の三相交流発電機は、第1または第2の態様において、前記ロータとステータコアとは、一方が径方向内側で他方が径方向外側若しくは内外逆に配置されていることを特徴とする。 Further, in the three-phase alternator according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, one of the rotor and the stator core is arranged radially inside and the other is arranged radially outside or inside and outside. It is characterized by being.

このように形成されている本発明の第3の態様の三相交流発電機によれば、設計コンセプトに応じてロータとステータコアの内外の配置を取り換えることができる。 According to the three-phase alternator according to the third aspect of the present invention formed in this way, the arrangement inside and outside the rotor and the stator core can be exchanged according to the design concept.

また、本発明の第4の態様の三相交流発電機は、第1から第3の態様のいずれかにおいて、前記ステータコアの各ティースは、周方向断面が長方形状の角柱に形成されていると共に、前記磁石の面に対峙する端部に前記ティースの外側からの磁束漏れを防止するステンレス製の磁束漏れ防止覆い部材が装着されていることを特徴とする。 Further, in the three-phase alternator according to the fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, each tooth of the stator core is formed into a prism having a rectangular cross section in the circumferential direction. A stainless magnetic flux leakage prevention covering member for preventing magnetic flux leakage from the outside of the tooth is attached to an end portion facing the surface of the magnet.

このように形成されている本発明の第1の態様の三相交流発電機によれば、前記ティースの外側からの磁束漏れを確実に防止して、コイルを効率よく縦断する磁束を増加させて発電効率を向上させることができる。 According to the three-phase alternator of the first aspect of the present invention formed in this way, the magnetic flux leakage from the outside of the teeth is surely prevented, and the magnetic flux that efficiently traverses the coil is increased. The power generation efficiency can be improved.

本発明によれば、鎖交磁束、誘導起電力(電圧)、誘導電流(電流)を適正に発生させることができ、コギングトルクによるロスを減少させることができ、効率的に発電させることができる三相交流発電機を提供することができる。 According to the present invention, the interlinkage magnetic flux, the induced electromotive force (voltage), and the induced current (current) can be appropriately generated, the loss due to the cogging torque can be reduced, and the power can be efficiently generated. A three-phase AC generator can be provided.

本発明の1実施形態の断面を示す模式図Schematic diagram showing a cross section of one embodiment of the present invention 図1の実施形態における電圧と電流と鎖交磁束の位相の関係を併せて示す説明図Explanatory drawing which also shows the phase relationship of voltage, current, and interlinkage magnetic flux in the embodiment of FIG. ステ一夕コアの1つのティースを示す斜視図A perspective view showing one tooth of the Stee Ichiyo core 本発明の他の実施形態の図2と同様の説明図Explanatory drawing similar to FIG. 2 of other embodiment of this invention

以下、本発明の三相交流発電機の実施形態を図1から図4により説明する。 Hereinafter, embodiments of the three-phase alternator of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

図1から図3は本発明の1実施形態を示す。 1 to 3 show one embodiment of the present invention.

本実施形態の三相交流発電10は、ハウジング1に回転可能に支持された回転軸2に取り付けられた円筒状のロータ3と、ハウジング1に固定されて前記ロータ3の内側に前記ロータ3と同心に配置された円筒状のステ一夕コア4とによって形成されている。このステ一夕コア4は円筒状のヨーク(継鉄)に一体に形成されて外周面に沿って突設されたティース5によって形成されており、各ティース5にはその外周に沿ってコイル8が巻き付けられている(図3参照)。 The three-phase AC power generation 10 of the present embodiment has a cylindrical rotor 3 attached to a rotating shaft 2 rotatably supported by the housing 1, and the rotor 3 fixed to the housing 1 and inside the rotor 3. It is formed by concentrically arranged cylindrical housing cores 4. The step core 4 is formed by teeth 5 integrally formed with a cylindrical yoke (joint iron) and projecting along the outer peripheral surface, and each tooth 5 has a coil 8 along the outer peripheral surface. Is wrapped around (see Fig. 3).

前記ロータ3は回転方向に複数の永久磁石6を磁極S、Nが交互に異なる状態に円筒状に配置されている。各磁石6は各極性を径方向に向けたパラレル異方性をもって着磁されている。 The rotor 3 has a plurality of permanent magnets 6 arranged in a cylindrical shape in a state in which magnetic poles S and N are alternately different in the rotation direction. Each magnet 6 is magnetized with parallel anisotropy with its polarity oriented in the radial direction.

ここで、本発明の特徴とするロータ3とステータコア4について更に説明する。 Here, the rotor 3 and the stator core 4, which are the features of the present invention, will be further described.

三相交流発電機10においては、回転中心に対して等間隔の角度に磁石6を複数固定したロータ3と、前記磁石6の面に対峙するようにステータコア4を配置している。前記ステータコア4は、前記ロータ3の回転中心に対して30°間隔に12個の放射状のティース5が前記ロータ3と同心に配置され、各ティース5には同一性能のコイル8が装着されており、3個おきの3組の各4個のティース5には前記ロータ3の磁石6からの磁束を受けると同一位相の電流が発生するように前記コイル8が連続的に接続されている。これによりU相、V相、W相の3相の交流が発生される。前記ロータ3の磁石6は、前記ロータ3の回転中心に対して等間隔で極性が異なる12個以上の偶数(本実施形態においては12個)の磁石6が交互に密着して配設されていると共に、前記3組の各4個のティース5には極性が異なる磁石6が交互に対峙するように配設されている。この条件を満たす磁石6の個数は、ティース5が12個の場合には24個、36個(図4に示す他の実施例参照)とするとよい。 In the three-phase AC generator 10, a rotor 3 in which a plurality of magnets 6 are fixed at equal intervals with respect to the center of rotation and a stator core 4 are arranged so as to face the surface of the magnet 6. In the stator core 4, 12 radial teeth 5 are arranged concentrically with the rotor 3 at intervals of 30 ° with respect to the rotation center of the rotor 3, and each tooth 5 is equipped with a coil 8 having the same performance. The coils 8 are continuously connected to each of the four teeth 5 in three sets of three so that a current having the same phase is generated when the magnetic flux from the magnet 6 of the rotor 3 is received. As a result, three-phase alternating current of U phase, V phase, and W phase is generated. In the magnet 6 of the rotor 3, 12 or more even (12 in this embodiment) magnets 6 having different polarities at equal intervals with respect to the rotation center of the rotor 3 are alternately arranged in close contact with each other. At the same time, magnets 6 having different polarities are arranged so as to alternately face each other of the four teeth 5 of the three sets. When the number of teeth 5 is 12, the number of magnets 6 satisfying this condition may be 24 or 36 (see other examples shown in FIG. 4).

また、ティース5は、図3に示すように、周方向断面が長方形状の角柱であって短辺が1から3mm程度のプレート状に形成されており、前記磁石6の面に対峙する端部に前記ティース5の外側からの磁束漏れを防止する非磁性体の1種であるステンレス製の薄板状の磁束漏れ防止覆い部材9が装着されている。各ティース5には少なくとも20ターン以上の巻数を有するコイル8が外装されている。各コイル8は、高インダクタンスコイルが好ましいが特に限定されない。そして、ステ一夕コ4は、各ティース5のコイル(U相、V相、W相)8の出力部から三相交流電流を集電可能な公知構成となっている。 Further, as shown in FIG. 3, the tooth 5 is a prism having a rectangular cross section in the circumferential direction and is formed in a plate shape having a short side of about 1 to 3 mm, and has an end portion facing the surface of the magnet 6. A thin plate-shaped magnetic flux leakage prevention covering member 9 made of stainless steel, which is a kind of non-magnetic material for preventing magnetic flux leakage from the outside of the teeth 5, is attached to the tooth 5. Each tooth 5 is covered with a coil 8 having at least 20 turns or more. Each coil 8 is preferably a high inductance coil, but is not particularly limited. The Ste-Ichiyako 4 has a known configuration capable of collecting three-phase alternating current from the output units of the coils (U-phase, V-phase, W-phase) 8 of each tooth 5.

次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

発電時には、前記ロータ3は、回転軸2に一定の外力が加えられて、例えば反時計方向に定速で回転する。 At the time of power generation, a constant external force is applied to the rotating shaft 2, and the rotor 3 rotates at a constant speed, for example, in a counterclockwise direction.

本実施形態の三相交流発電機10においては、ロータ3の12個の磁石6は極性が交互に密着して配設されていて、U相、V相、W相の3相の各4個のティース5に対して極性が異なる磁石6が交互に対峙するように配設されている。これによりU相、V相、W相の3相の各4個のティース5に巻回されている4個のコイル8に対して常に極性が異なる磁石6が交互に対峙するので、各相のコイル8に発生する磁界が常に極性が異なる磁石6の磁界と交互に対峙することとなり、ロータ3の回転を磁界によって阻止する抵抗が極めて少なくなる。 In the three-phase AC generator 10 of the present embodiment, the twelve magnets 6 of the rotor 3 are arranged so that the polarities are alternately in close contact with each other, and four magnets of each of the three phases of U phase, V phase, and W phase are arranged. Magnets 6 having different polarities are arranged so as to alternately face each other with respect to the teeth 5. As a result, magnets 6 having different polarities always face each other alternately with respect to the four coils 8 wound around the four teeth 5 of each of the three phases of the U phase, the V phase, and the W phase. The magnetic field generated in the coil 8 always faces the magnetic field of the magnet 6 having different polarities alternately, and the resistance that blocks the rotation of the rotor 3 by the magnetic field becomes extremely small.

上記三相交流電圧は、3相とも同じ電圧となる。 The three-phase AC voltage is the same for all three phases.

図2は本実施形態の三相交流発電機10における鎖交磁束、誘導起電力(電圧)、誘導電流(電流)の関係を示すものであり、各コイル8のU相、V相、W相のそれぞれの鎖交磁束の波形が正弦波とほぼ同一の波形となる。 FIG. 2 shows the relationship between the interlinkage magnetic flux, the induced electromotive force (voltage), and the induced current (current) in the three-phase AC generator 10 of the present embodiment, and shows the U-phase, V-phase, and W-phase of each coil 8. The waveform of each interlinkage magnetic flux is almost the same as that of the sinusoidal wave.

そして、鎖交磁束の波形に対して誘導起電力の波形は約90°遅れた位相波形になる。同様に誘導起電力に対して誘導電流は90°遅れた位相波形となる。 Then, the waveform of the induced electromotive force becomes a phase waveform delayed by about 90 ° with respect to the waveform of the interlinkage magnetic flux. Similarly, the induced current has a phase waveform delayed by 90 ° with respect to the induced electromotive force.

そして、各波形は、360°を6サイクルで構成している。 Each waveform is composed of 360 ° in 6 cycles.

このように第1実施形態の三相交流発電機10によれば、前記3組の各4個のティース5は前記ロータ3の極性が異なる磁石6と交互に対峙するので、鎖交磁束、誘導起電力(電圧)、誘導電流(電流)を適正に発生させることができ、コギングトルクによるロスを減少させることができ、効率的に発電させることができる。 As described above, according to the three-phase AC generator 10 of the first embodiment, the four teeth 5 of each of the three sets alternately face the magnets 6 having different polarities of the rotor 3, so that the interlinkage magnetic flux and the induction The electromotive force (voltage) and induced current (current) can be generated appropriately, the loss due to cogging torque can be reduced, and power can be generated efficiently.

また、ティース5に装着されている磁束漏れ防止覆い部材9がティース5の外側からの磁束漏れを確実に防止して、コイル8を効率よく縦断する磁束を増加させて発電効率を向上させることができる。 Further, the magnetic flux leakage prevention covering member 9 mounted on the teeth 5 can surely prevent the magnetic flux leakage from the outside of the teeth 5 and increase the magnetic flux that efficiently traverses the coil 8 to improve the power generation efficiency. it can.

上記三相交流電圧は、3相とも同じ電圧となり、また、コギングトルクによるロスを減少させることができ、効率的に発電させることができる。 The three-phase AC voltage is the same for all three phases, and the loss due to cogging torque can be reduced, so that power can be generated efficiently.

次に、図4に示す他の実施形態の三相交流発電機10について説明する。 Next, the three-phase alternator 10 of another embodiment shown in FIG. 4 will be described.

本実施形態においては、円筒状のロータ3に設けられた永久磁石6の数を36個とした点において異なっており、その他の構成は前記実施形態と同様であるので同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。 The present embodiment is different in that the number of permanent magnets 6 provided in the cylindrical rotor 3 is 36, and the other configurations are the same as those in the above embodiment. Therefore, the same reference numerals are given to the same configurations. The explanation will be omitted.

本実施形態においても、ロータ3の36個の磁石6は極性が交互に密着して配設されていて、U相、V相、W相の3相の各4個のティース5に対して極性が異なる磁石6が交互に対峙するように配設されている。これによりU相、V相、W相の3相の各4個のティース5に巻回されている4個のコイル8に対して常に極性が異なる磁石6が交互に対峙するので、各相のコイル8に発生する磁界が常に極性が異なる磁石6の磁界と交互に対峙することとなり、ロータ3の回転を磁界によって阻止する抵抗が極めて少なくなる。 Also in this embodiment, the 36 magnets 6 of the rotor 3 are arranged in close contact with each other in polarity, and are polar with respect to each of the four teeth 5 of the U-phase, V-phase, and W-phase. Magnets 6 having different polarities are arranged so as to face each other alternately. As a result, magnets 6 having different polarities always face each other alternately with respect to the four coils 8 wound around the four teeth 5 of each of the three phases of the U phase, the V phase, and the W phase. The magnetic field generated in the coil 8 always faces the magnetic field of the magnet 6 having different polarities alternately, and the resistance that blocks the rotation of the rotor 3 by the magnetic field becomes extremely small.

図4には本実施形態の三相交流発電機10における鎖交磁束、誘導起電力(電圧)、誘導電流(電流)の関係も示しており、各コイル8のU相、V相、W相のそれぞれの鎖交磁束の波形が正弦波とほぼ同一の波形となる。 FIG. 4 also shows the relationship between the interlinkage magnetic flux, the induced electromotive force (voltage), and the induced current (current) in the three-phase AC generator 10 of the present embodiment, and shows the U-phase, V-phase, and W-phase of each coil 8. The waveform of each interlinkage magnetic flux is almost the same as that of the sinusoidal wave.

本実施形態のようにロータ3の磁石6の数を多くするにしたがって、各相の隣接するティース5の間に配置される磁石6の数が多くなり、コギングトルクによるロスをより大きく減少させることができ、効率的に発電させることができる。 As the number of magnets 6 of the rotor 3 increases as in the present embodiment, the number of magnets 6 arranged between the adjacent teeth 5 of each phase increases, and the loss due to cogging torque is further reduced. It is possible to generate electricity efficiently.

ロータ3の磁石6の数を24個とした場合においても、図1に示す実施形態に比較してコギングトルクによるロスをより大きく減少させることができ、効率的に発電させることができる。 Even when the number of magnets 6 of the rotor 3 is 24, the loss due to the cogging torque can be further reduced as compared with the embodiment shown in FIG. 1, and power can be generated efficiently.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必用に応じて変更することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as needed.

例えば、前記ロータ3とステータコア4とは、一方が径方向内側で他方が径方向外側若しくは内外逆に配置されていればよい。 For example, one of the rotor 3 and the stator core 4 may be arranged radially inside and the other may be arranged radially outside or inside and outside.

1 ハウジング
2 回転軸
3 ロータ
4 ステータコア
5 ティース
6 永久磁石
8 コイル
9 磁束漏れ防止覆い部材
10 三相交流発電機
1 Housing 2 Rotating shaft 3 Rotor 4 Stator core 5 Teeth 6 Permanent magnet 8 Coil 9 Magnetic flux leakage prevention cover member 10 Three-phase alternator

Claims (4)

回転中心に対して等間隔の角度に磁石を複数固定したロータと、前記磁石の面に対峙するようにステータコアを配置してなる三相交流発電機において、
前記ステータコアは、前記ロータの回転中心に対して30°間隔に12個のティースが前記ロータと同心に配置され、各ティースには同一性能のコイルが装着されており、3個おきの3組の各4個のティースには前記ロータの磁石からの磁束を受けると同一位相の電流が発生するように前記コイルが連続的に接続されており、
前記ロータの磁石は、前記ロータの回転中心に対して等間隔で極性が異なる12個以上の偶数の磁石が交互に密着して配設されていると共に、前記3組の各4個のティースには極性が異なる磁石が交互に対峙するように配設されていることを特徴とする三相交流発電機。
In a rotor in which a plurality of magnets are fixed at equal intervals with respect to the center of rotation, and a three-phase alternator in which a stator core is arranged so as to face the surface of the magnets.
In the stator core, twelve teeth are arranged concentrically with the rotor at intervals of 30 ° with respect to the rotation center of the rotor, and coils having the same performance are mounted on each tooth, and three sets of every three teeth are mounted. The coils are continuously connected to each of the four teeth so that a current having the same phase is generated when the magnetic flux from the magnet of the rotor is received.
The rotor magnets are arranged with 12 or more even magnets having different polarities at equal intervals with respect to the center of rotation of the rotor in close contact with each other, and on each of the four teeth of the three sets. Is a three-phase AC generator characterized in that magnets of different polarities are arranged so as to face each other alternately.
前記ロータの磁石は、12個、24個または36個によって形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の三相交流発電機。
The three-phase alternator according to claim 1, wherein the rotor magnet is formed of 12, 24 or 36 magnets.
前記ロータとステータコアとは、一方が径方向内側で他方が径方向外側若しくは内外逆に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の三相交流発電機。 The three-phase alternating current generator according to claim 1 or 2, wherein one of the rotor and the stator core is arranged radially inside and the other is arranged radially outside or inside and outside. 前記ステータコアの各ティースは、周方向断面が長方形状の角柱に形成されていると共に、前記磁石の面に対峙する端部に前記ティースの外側からの磁束漏れを防止するステンレス製の磁束漏れ防止覆い部材が装着されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の三相交流発電機。 Each tooth of the stator core is formed into a prism having a rectangular cross section in the circumferential direction, and a stainless steel magnetic flux leakage prevention cover that prevents magnetic flux leakage from the outside of the tooth at an end facing the surface of the magnet. The three-phase AC generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the member is mounted.
JP2019187162A 2019-10-10 2019-10-10 Three-phase ac generator Pending JP2021064997A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019187162A JP2021064997A (en) 2019-10-10 2019-10-10 Three-phase ac generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019187162A JP2021064997A (en) 2019-10-10 2019-10-10 Three-phase ac generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021064997A true JP2021064997A (en) 2021-04-22

Family

ID=75486653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019187162A Pending JP2021064997A (en) 2019-10-10 2019-10-10 Three-phase ac generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021064997A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5302527B2 (en) Rotating electric machine and drive control device thereof
JP4926107B2 (en) Rotating electric machine
JP5682600B2 (en) Rotating electrical machine rotor
JP5449892B2 (en) Permanent magnet excitation type radial magnetic bearing and magnetic bearing device including the radial magnetic bearing
JP2010025342A6 (en) Permanent magnet excitation type radial magnetic bearing and magnetic bearing device including the radial magnetic bearing
JP6668844B2 (en) Rotating electric machine
WO2018051938A1 (en) Rotating electrical machine
JPWO2003098781A6 (en) Rotating electric machine
US20230046567A1 (en) Magnetic geared rotary electric machine
JP2016538817A (en) Transverse flux type electric machine
JP2008211918A (en) Rotary electric machine
JP2020080607A (en) Rotary electric machine
JP5907813B2 (en) Brushless motor
JP2011120429A (en) Magnet-type generator
JP6645351B2 (en) Rotating electric machine
JP2010057208A (en) Rotary electric machine
JP2018061379A (en) Dynamo-electric machine
JP6589703B2 (en) Rotating electric machine
JP2005020885A (en) Rotary linear dc motor
JPH1198728A (en) Permanent magnet dynamo-electric machine
JP2021064997A (en) Three-phase ac generator
JP5668181B1 (en) Magnet generator
JP2018148675A (en) Stator for rotary electric machine
JP2018108007A (en) Generator decreasing magnetic force resistance
WO2021019703A1 (en) Three-phase ac generator

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210602

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20210602