JP3029506B2 - 交流発電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転子の突極鉄心に
励磁コイルを装着した、交流発電機の突極形回転子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の交流発電機の突極回転子及
び固定子の部分縦断面図で、車両用の場合を示す。図に
おいて、１は固定子で、固定子鉄心２に固定子コイル３
を装着している。４は突極形回転子で、次のように構成
されている。５及び６は異極性の磁極鉄心で、双方の爪
形磁極５ａ及び６ａが円周方向に交互に出されている。
７は双方の磁極鉄心５、６間に保持された励磁コイル、
８は磁極鉄心５、６を固着した回転軸である。なお、回
転軸８にはスリップリングを装着しているが、図示は略
している。

【０００３】上記回転子４を回転させ、励磁コイル７に
通電すると、爪形磁極６ａから出た磁束がエアギャップ
を経て固定子鉄心２を通り、エアギャップを経て爪形磁
極５ｂに入る。これにより、固定子コイル３に交流電圧
が誘起され負荷に供給する。

【０００４】上記爪形磁極５ａ、６ａと固定子鉄心２の
磁束分布を、図８に説明図で示す。固定子コイル３に電
流が流れると、反作用により界磁極からの磁束Φが一方
では打消し合い、他方では強め合う。これにより、突極
形の界磁極では極を通る磁束Φが片寄り、エアギャップ
の磁束密度が非常に高い部分ができ、磁気吸引力が過度
に増加することになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の交
流発電機の突極形回転子では、エアギャップでの磁束密
度が非常に高い部分ができ、磁気吸引力の不均一が増大
し電磁騒音の原因となるという問題点があった。この発
明は、上記のような問題点を解決するためになされたも
ので、磁極における高磁束密度の過度の片寄りによる電
磁騒音を低減した、交流発電機の突極形回転子を得るこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる交流発
電機の突極形回転子は、磁極に軸方向にスリットを設け
たものである。

【０００７】

【作用】この発明においては、磁極頭部における磁束の
一方側への過度の片寄りが、スリットにより緩和され、
エアギャップでの磁束の過度の高密度が低減され、この
部分による磁気吸引力が下がり、電磁騒音が低減され
る。

【０００８】

【実施例】実施例１．図１はこの発明の実施例１による
突極形回転子の磁極を爪形磁極の場合を展開図で示し、
（Ａ）図は平面図で、（Ｂ）図は側面部である。磁極鉄
心５、６の爪形磁極５ａ、６ａには軸方向のスリット５
ｂ、６ｂが上部から設けられている。なお、この発明の
一実施例による突極形回転子の構成は、磁極５ａ、６ａ
にスリット５ｂ、６ｂを設けた外は図７と同様である。

【０００９】スリット５ｂ、６ｂが設けられた爪形磁極
５ａ、６ａと固定子鉄心２の磁束分布を、図２に説明図
で示す。爪形磁極５ａ、６ａにはスリット５ｂ、６ｂが
あるので、磁束Φの片寄りの度合が抑制され、磁極部で
磁気飽和させ、エアギャップの磁束密度が余り高くなら
ないようにしている。

【００１０】固定子コイル３に電流が流れていないとき
は、磁束の片寄りはないので、同一回転速度であればス
リットなしと同等の起電力特性を得る。高速回転時で
は、固定子コイル３のリアクタンスにより電流位相が界
磁起磁力の位相に対し約π／２遅れるので、磁極のほと
んどの磁束は固定子コイル３の反作用により弱められ、
これもスリットなしと同等の特性を得る。低速回転で発
電開始すると、固定子コイル３のリアクタンスが小さい
ので、固定子電流の位相は界磁起磁力の位相に対しπ／
４遅れ、起磁力を強め合う方に片寄ろうとする。しか
し、スリット５ｂ、６ｂがあるため、起磁力を弱め合う
方の磁束は強め合う方へは回らず、強め合う方の磁束は
極部分の磁気飽和により、余り磁束は増えず磁束密度は
余り高くならない。これにより、磁気吸引力はそれ程大
きくはならず、電磁騒音は低いレベルとなる。又、本願
発明においては、図１に示されるように、スリットが１
つの爪形磁極に対して１本のみ設けられると共に、スリ
ット６ｂの幅６ｓが爪形磁極６ａの先端の円周方向幅６
ｔより小さく構成されている。即ち、スリットの幅が大
きいと磁気抵抗が増大し、出力が低下するが、本願発明
のようにスリット幅を狭く構成することにより、固定子
との対向面積を確保できるので、磁気抵抗の増大による
出力低下を防止できる。

【００１１】実施例２．図３（Ａ）及び（Ｂ）は、この
発明の実施例２による回転子の爪形磁極の展開した平面
図及び側面図である。爪形磁極５ａ、６ａには、軸方向
のスリット５ｃ、６ｃを、回転方向に対し後端寄りに設
けている。爪形磁極５ａ、６ａの回転方向に対し後端側
に磁束が片寄る度合が、スリット５ｃ、６ｃにより抑制
されている。

【００１２】実施例３．図４（Ａ）及び（Ｂ）は、この
発明の実施例３による回転子の爪形磁極の展開した平面
図及び側面図である。爪形磁極５ａ、６ａには、１対の
軸方向のスリット５ｄ、６ｄを円周方向に対し両側に設
けている。このように、両側１対のスリット５ｄ、６ｄ
により、回転方向がいずれの方向であっても、磁束の片
寄りの度合が抑制される。

【００１３】実施例４．図５はこの発明の実施例４によ
る回転子の磁極の側面図である。磁極１０は一般の突極
の場合で、励磁コイル１１が装着されている。界磁極１
０には軸方向のスリット１０ａが設けられており、磁束
の片寄りをある程度に制限している。

【００１４】実施例５．図６はこの発明の実施例５によ
る回転子の爪形磁極の展開した側面図である。爪形磁極
５ａ、６ａのスリット５ｂ、６ｂに非磁性充てん材（例
えば合成樹脂材）１２を充てんしている。爪形磁極５
ａ、６ａはスリット５ｂ、６ｂを設けているので、回転
子が高速回転時に振動を発生し騒音となることがある。
しかし、スリット５ｂ、６ｂに非磁性充てん材１２を充
てんしているので、高速回転時での爪形磁極５ａ、６ａ
の振動が抑制され、騒音が低減できる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、磁極
に軸方向にスリットを設けたので、磁極頭部の磁束の過
度な片寄りが緩和され、電磁騒音が低減される。また、
スリットが１つの爪形磁極に対して１本のみ設けられる
と共に、スリットの幅が爪形磁極の先端の円周方向幅よ
り小さく構成されているので、固定子との対向面積を確
保でき、磁気抵抗の増大による出力低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）及び（Ｂ）図はこの発明の実施例１によ
る回転子の爪部磁極の展開した平面図及び側面図であ
る。

【図２】図１の爪部磁極と固定子鉄心の磁束分布を示す
説明図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）図はこの発明の実施例２によ
る回転子の爪部磁極の展開した平面図及び側面図であ
る。

【図４】（Ａ）及び（Ｂ）図はこの発明の実施例３によ
る回転子の爪形磁極の展開した平面図及び側面図であ
る。

【図５】この発明の実施例４による回転子の磁極の側面
図である。

【図６】この発明の実施例５による回転子の磁極の爪形
磁極の展開した側面図である。

【図７】従来の交流発電機の突極形回転子及び固定子を
示す部分縦断面図である。

【図８】図７の爪形磁極と固定子鉄心の磁束分布を示す
説明図である。

【符号の説明】

４ 回転子 5、6 磁極鉄心 5a、6a 爪形磁極 5b、6b スリット 5c、6c スリット 5d、6d スリット 10 磁極 10a スリット 12 非磁性充てん材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 1/00 - 1/34 H02K 19/00 - 19/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に取り付けられかつ爪形磁極を有
   する突極形回転子と、この突極形回転子を囲んで設けら
   れた固定子とからなる交流発電機において、上記爪形磁
   極の上記固定子側に上記回転軸の軸方向に沿って空隙を
   有するスリットを一磁極に対して１本ずつ設けると共
   に、上記スリットの幅は上記爪形磁極の先端の円周方向
   幅より狭く構成したことを特徴とする交流発電機。