JP2522914Y2 - 回転界磁形の交流発電機 - Google Patents
回転界磁形の交流発電機Info
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- JP2522914Y2 JP2522914Y2 JP1989003555U JP355589U JP2522914Y2 JP 2522914 Y2 JP2522914 Y2 JP 2522914Y2 JP 1989003555 U JP1989003555 U JP 1989003555U JP 355589 U JP355589 U JP 355589U JP 2522914 Y2 JP2522914 Y2 JP 2522914Y2
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- Japan
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- winding
- pole
- rotor
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- Synchronous Machinery (AREA)
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は，車両搭載用の可変速電源装置等の発電機の
ように，可変速の駆動源にも拘わらず一定周波数の交流
電力を供給する可変速電源装置等用として好適な出力電
圧制御の容易な回転界磁形の交流発電機に関する。
ように，可変速の駆動源にも拘わらず一定周波数の交流
電力を供給する可変速電源装置等用として好適な出力電
圧制御の容易な回転界磁形の交流発電機に関する。
［従来の技術］ 従来のこの種電源装置用の交流発電機としては，大別
して永久磁石界磁型の方式と巻線界磁型の方式のものと
２つの方式のものがあった。
して永久磁石界磁型の方式と巻線界磁型の方式のものと
２つの方式のものがあった。
第４図は永久磁石界磁型交流発電機を示すもので，同
図において,1は永久磁石によって所要数の界磁極を形成
した回転子で，各磁極は同図に示すようにN,Sに磁化さ
れている。２は回転子軸である。３は固定子,4は固定子
３に形成されたスロット,5はこのスロット４内に収納さ
れた固定子巻線（電機子巻線）である。
図において,1は永久磁石によって所要数の界磁極を形成
した回転子で，各磁極は同図に示すようにN,Sに磁化さ
れている。２は回転子軸である。３は固定子,4は固定子
３に形成されたスロット,5はこのスロット４内に収納さ
れた固定子巻線（電機子巻線）である。
なお，軸受などその他の構成は通常の交流発電機と同
等のため説明を省略する。
等のため説明を省略する。
第５図は巻線界磁型交流発電機を示すもので，同図に
おいて,6は硅素鋼板等の鉄心を積層して形成した界磁極
6aに界磁巻線6bを設けて成る巻線界磁型の回転子であ
る。回転子軸2,固定子3,スロット4,固定子巻線５は第４
図に示す永久磁石界磁型のものと同等でよいので，同一
符号を付して示した。
おいて,6は硅素鋼板等の鉄心を積層して形成した界磁極
6aに界磁巻線6bを設けて成る巻線界磁型の回転子であ
る。回転子軸2,固定子3,スロット4,固定子巻線５は第４
図に示す永久磁石界磁型のものと同等でよいので，同一
符号を付して示した。
［考案が解決しようとする課題］ ところで、第４図に示す永久磁石界磁型の交流発電機
は，次のような長所と短所を有していた。
は，次のような長所と短所を有していた。
（長所） 界磁電力が不要である。
界磁巻線が不要なため，回転子の製作工数が低減され
る。
る。
（短所） 動作磁束量が一定のため，入力回転数の増加に伴って
出力電圧が上昇する。
出力電圧が上昇する。
回転数の上昇に伴って鉄損が指数的に上昇し，発電機
の発熱が大となる。
の発熱が大となる。
また，第５図に示す巻線界磁型の交流発電機は次のよ
うな長所と短所を有していた。
うな長所と短所を有していた。
（長所） 界磁巻線の電流を制御することにより動作磁束量が変
化し，容易に出力電圧が調整できる。
化し，容易に出力電圧が調整できる。
回転数の上昇に伴い動作磁束量が低減するため，鉄損
が上昇することがない。
が上昇することがない。
（短所） 界磁電力が必要であり，回転子の発熱が大となる。
界磁巻線が必要なため，製造工数が磁石界磁型に較べ
て増加する。
て増加する。
本考案は従来の上記２方式の課題（短所）を解決する
ようにした回転界磁形の交流発電機を提供することを目
的とする。
ようにした回転界磁形の交流発電機を提供することを目
的とする。
［課題を解決するための手段］ 本考案の回転界磁形の交流発電機は，上記課題を解決
するために，回転界磁形の交流発電機において，界磁極
に永久磁石界磁極と巻線界磁極とを交互に配置するよう
にした回転子及び４個のトランジスタTr1乃至Tr4より成
り巻線界磁極を構成する界磁巻線に正又は負の励磁電流
を供給するための励磁回路を備え、一方のトランジスタ
Tr1、Tr4を導通させ、そのベース電流を制御して上記界
磁極巻線に正方向の励磁制御を行い、他方のトランジス
タTr1、Tr3を導通させ、そのベース電流を制御して負方
向の励磁制御を行うように構成した。
するために，回転界磁形の交流発電機において，界磁極
に永久磁石界磁極と巻線界磁極とを交互に配置するよう
にした回転子及び４個のトランジスタTr1乃至Tr4より成
り巻線界磁極を構成する界磁巻線に正又は負の励磁電流
を供給するための励磁回路を備え、一方のトランジスタ
Tr1、Tr4を導通させ、そのベース電流を制御して上記界
磁極巻線に正方向の励磁制御を行い、他方のトランジス
タTr1、Tr3を導通させ、そのベース電流を制御して負方
向の励磁制御を行うように構成した。
この場合、回転子を回転子鉄心を基部として，これと
一体的に巻線界磁極を形成し，一方，永久磁石界磁極は
上記回転子鉄心の基部に対し巻線界磁極と交互に配置さ
れるように接着等により取り付けるようにした回転界磁
形の交流発電機とするのが望ましい。
一体的に巻線界磁極を形成し，一方，永久磁石界磁極は
上記回転子鉄心の基部に対し巻線界磁極と交互に配置さ
れるように接着等により取り付けるようにした回転界磁
形の交流発電機とするのが望ましい。
また、回転子を回転子鉄心を基部として，これと一体
的に巻線界磁極を形成し，一方，永久磁石界磁極は上記
回転子鉄心の基部に対し巻線界磁極と交互に配置し、か
つ永久磁石界磁極と回転子鉄心の各接合部を夫々くさび
状に形成し、このくさび状の形成部分を嵌合して両者を
結合するようにするのが望ましい。
的に巻線界磁極を形成し，一方，永久磁石界磁極は上記
回転子鉄心の基部に対し巻線界磁極と交互に配置し、か
つ永久磁石界磁極と回転子鉄心の各接合部を夫々くさび
状に形成し、このくさび状の形成部分を嵌合して両者を
結合するようにするのが望ましい。
［実施例］ 以下第１図〜第３図に示す一実施例により本考案を具
体的に説明する。
体的に説明する。
第１図において従来のものと同等の構成については第
４図，第５図のものと同一の符号を付して示した。
４図，第５図のものと同一の符号を付して示した。
７は界磁極を構成する回転子で，図示のように複数個
の界磁極の内の一部，たとえば，半分の界磁極，たとえ
ば,N極を巻線界磁極7a1,7a2，・・・とし,S極を永久磁
石界磁極7b1,7b2，・・・となるようにし，回転子鉄心7
cと各巻線界磁極7a1,7a2・・・は一体型に構成し，各永
久磁石界磁極7b1,7b2・・・は回転子鉄心7cの基部に接
着剤で接着するか又はくさび嵌め込み等の手段で取り付
けられる。
の界磁極の内の一部，たとえば，半分の界磁極，たとえ
ば,N極を巻線界磁極7a1,7a2，・・・とし,S極を永久磁
石界磁極7b1,7b2，・・・となるようにし，回転子鉄心7
cと各巻線界磁極7a1,7a2・・・は一体型に構成し，各永
久磁石界磁極7b1,7b2・・・は回転子鉄心7cの基部に接
着剤で接着するか又はくさび嵌め込み等の手段で取り付
けられる。
８は巻線界磁極7a1,7a2，・・・に設けられた界磁巻
線である。
線である。
第２図は界磁巻線８の制御回路を示すもので，バッテ
リー等の直流の励磁電源9,トランジスタTr1〜Tr4，ダイ
オードd1〜d4を図示のように接続し，構成される。
リー等の直流の励磁電源9,トランジスタTr1〜Tr4，ダイ
オードd1〜d4を図示のように接続し，構成される。
なお，各トランジスタのベースに対しては別置する制
御器（図示せず）からベース電流が与えられるものとす
る。
御器（図示せず）からベース電流が与えられるものとす
る。
［作用］ 次に，本考案の交流発電機の動作を第１図，第２図の
ほか，第３図も用いて説明する。
ほか，第３図も用いて説明する。
第３図は横軸に起磁力Ｈ［AT］を，縦軸に動作ギャッ
プの磁束密度Bg［ガウス］をとって描いた磁気動作点を
説明するための磁気特性図である。
プの磁束密度Bg［ガウス］をとって描いた磁気動作点を
説明するための磁気特性図である。
なお，ここで動作ギャップとは，固定子３の磁極と回
転子７の界磁極間に生じるギャップをいい，第１図中に
Ｇで示した。
転子７の界磁極間に生じるギャップをいい，第１図中に
Ｇで示した。
第３図において，イは固定子巻線５に誘起された電圧
により生じる電流によって減磁された永久磁石7b1,7
b2，・・による有効起磁力特性ロは固定子巻線５に誘起
された電圧により生じる電流によって減磁された，界磁
巻線８により増磁方向に励磁した場合の巻線界磁極7a1,
7a2，・・と永久磁石7b1,7b2，・・とによる合成された
有効起磁力特性，ハは磁気抵抗線である。
により生じる電流によって減磁された永久磁石7b1,7
b2，・・による有効起磁力特性ロは固定子巻線５に誘起
された電圧により生じる電流によって減磁された，界磁
巻線８により増磁方向に励磁した場合の巻線界磁極7a1,
7a2，・・と永久磁石7b1,7b2，・・とによる合成された
有効起磁力特性，ハは磁気抵抗線である。
同図に示すように，巻線界磁分０にて最低回転数，無
負荷出力時に必要となる動作ギャップ磁束密度をB1とす
ると定格負荷時の電圧変動分を考慮した動作ギャップ磁
石密度はB2となる。
負荷出力時に必要となる動作ギャップ磁束密度をB1とす
ると定格負荷時の電圧変動分を考慮した動作ギャップ磁
石密度はB2となる。
巻線界磁極のみの発電機においては,AT2の起磁力が必
要となるが，本考案の発電機の場合は，永久磁石と対極
をなす巻線界磁極にAT3の起磁力を必要とするのみであ
る。
要となるが，本考案の発電機の場合は，永久磁石と対極
をなす巻線界磁極にAT3の起磁力を必要とするのみであ
る。
AT3は通常AT2の1/2以下であり，巻線界磁部の励磁電
力が大幅に低減できる。
力が大幅に低減できる。
つまり，同一の励磁電力においては，動作ギャップ磁
束密度をより大きく取れることとなり，発電機の出力を
増大させる方向となり，換言すれば，同一出力であれば
発電機が小型化できることとなる。
束密度をより大きく取れることとなり，発電機の出力を
増大させる方向となり，換言すれば，同一出力であれば
発電機が小型化できることとなる。
また，回転数の上昇に伴い，必要以上に出力電圧が上
昇する場合には，第２図の回路により巻線界磁極の励磁
を逆にすることで，動作磁束密度をB1以下に調整するこ
とが可能なため，鉄損の上昇を押さえることができる。
昇する場合には，第２図の回路により巻線界磁極の励磁
を逆にすることで，動作磁束密度をB1以下に調整するこ
とが可能なため，鉄損の上昇を押さえることができる。
なお，この場合，界磁巻線８に対する励磁の制御は，
第２図の回路により，正励磁の場合にはトランジスタTr
1,Tr4のみを導通させ，また，逆励磁の場合にはトラン
ジスタTr2,Tr3のみを導通させるようにして行えば良
い。
第２図の回路により，正励磁の場合にはトランジスタTr
1,Tr4のみを導通させ，また，逆励磁の場合にはトラン
ジスタTr2,Tr3のみを導通させるようにして行えば良
い。
［考案の効果］ 本考案は上記のように，回転界磁形の交流発電機にお
いて，界磁極に永久磁石界磁と巻線界磁極とを交互に配
置し，かつ，巻線界磁極を構成する界磁巻線の励磁制御
及び正・逆の切り替えを行うことができるようにした交
流発電機であるから，次のような優れた特長を有する。
いて，界磁極に永久磁石界磁と巻線界磁極とを交互に配
置し，かつ，巻線界磁極を構成する界磁巻線の励磁制御
及び正・逆の切り替えを行うことができるようにした交
流発電機であるから，次のような優れた特長を有する。
界磁巻線の巻線作業は，一極毎に行えば良いから，巻
線の自動化が容易となり，コストは低減される。
線の自動化が容易となり，コストは低減される。
したがって，発電機は安価となり，量産し易くなる。
界磁電流は半分以下とできるため，界磁巻線における
発熱は減少し，その分小型化できる。
発熱は減少し，その分小型化できる。
第５図に示した従来の巻線界磁型のものでは，全ての
界磁束を電磁石からの励磁によって発生させていたた
め，励磁電力を大とする必要があり，したがって発電機
自身の出力電力を帰還し，整流して使用していた。
界磁束を電磁石からの励磁によって発生させていたた
め，励磁電力を大とする必要があり，したがって発電機
自身の出力電力を帰還し，整流して使用していた。
このため，発電機の出力巻線の負担もあり，その分発
熱も増大する結果となっていた。
熱も増大する結果となっていた。
本考案では上記に述べた理由から，界磁電流を小と
できるため，その励磁電流としてバッテリーを使用し，
励磁電力を小とできるようになった。
できるため，その励磁電流としてバッテリーを使用し，
励磁電力を小とできるようになった。
また，出力巻線の界磁電流分負担もないため出力巻線
の発熱も少なくなった。この点からも発電機を小型化で
きる。
の発熱も少なくなった。この点からも発電機を小型化で
きる。
第１図〜第３図は本考案の一実施例を示すもので，その
内第１図は半部縦断正面図，第２図は界磁巻線の制御回
路を示す接続図，第３図は磁気動作点を説明するための
磁気特性図である。 第４図〜第５図は従来例を示すもので，第４図は永久磁
石界磁型の場合を，また，第５図は巻線界磁型の場合を
示す半部縦断正面図である。７ ：回転子 7a1,7a2・・：巻線界磁極 7b1,7b2・・：永久磁石界磁極 7c:回転子鉄心 8:界磁巻線 Tr1〜Tr4：トランジスタ d1〜d4：ダイオード 9:励磁電源
内第１図は半部縦断正面図，第２図は界磁巻線の制御回
路を示す接続図，第３図は磁気動作点を説明するための
磁気特性図である。 第４図〜第５図は従来例を示すもので，第４図は永久磁
石界磁型の場合を，また，第５図は巻線界磁型の場合を
示す半部縦断正面図である。７ ：回転子 7a1,7a2・・：巻線界磁極 7b1,7b2・・：永久磁石界磁極 7c:回転子鉄心 8:界磁巻線 Tr1〜Tr4：トランジスタ d1〜d4：ダイオード 9:励磁電源
Claims (3)
- 【請求項１】回転界磁形の交流発電機において，界磁極
に永久磁石界磁極と巻線界磁極とを交互に配置するよう
にした回転子及び４個のトランジスタTr1乃至Tr4より成
り巻線界磁極を構成する界磁巻線に正又は負の励磁電流
を供給するための励磁回路を備え、一方のトランジスタ
Tr1、Tr4を導通させ、そのベース電流を制御して上記界
磁巻線に正方向の励磁制御を行い、他方のトランジスタ
Tr2、Tr3を導通させ、そのベース電流を制御して負方向
の励磁制御を行うようにしたことを特徴とする回転界磁
形の交流発電機。 - 【請求項２】回転子を回転子鉄心を基部として，これと
一体的に巻線界磁極を形成し，一方，永久磁石界磁極は
上記回転子鉄心の基部に対し巻線界磁極と交互に配置さ
れるように接着等により取り付けるようにした請求項１
記載の回転界磁形の交流発電機。 - 【請求項３】回転子を回転子鉄心を基部として，これと
一体的に巻線界磁極を形成し，一方，永久磁石界磁極は
上記回転子鉄心の基部に対し巻線界磁極と交互に配置
し、かつ永久磁石界磁極と回転子鉄心の各接合部を夫々
くさび状に形成し、このくさび状の形成部分を嵌合して
両者を結合するようにした請求項１記載の回転界磁形の
交流発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989003555U JP2522914Y2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 回転界磁形の交流発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989003555U JP2522914Y2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 回転界磁形の交流発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0297866U JPH0297866U (ja) | 1990-08-03 |
| JP2522914Y2 true JP2522914Y2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=31205294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989003555U Expired - Lifetime JP2522914Y2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 回転界磁形の交流発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522914Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2780580B1 (fr) * | 1998-06-25 | 2000-11-10 | Valeo Equip Electr Moteur | Machine tournante, tel qu'un alternateur pour vehicule automobile |
| JP2012130223A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Samsung Electronics Co Ltd | 同期モータ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS435767Y1 (ja) * | 1965-12-25 | 1968-03-13 |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1989003555U patent/JP2522914Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0297866U (ja) | 1990-08-03 |
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