JP5257818B2 - Permanent magnet type rotating electric machine - Google Patents

Permanent magnet type rotating electric machine Download PDF

Info

Publication number
JP5257818B2
JP5257818B2 JP2010291474A JP2010291474A JP5257818B2 JP 5257818 B2 JP5257818 B2 JP 5257818B2 JP 2010291474 A JP2010291474 A JP 2010291474A JP 2010291474 A JP2010291474 A JP 2010291474A JP 5257818 B2 JP5257818 B2 JP 5257818B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
stator
rotor
stator core
permanent magnet
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.)
Active
Application number
JP2010291474A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012139073A (en
Inventor
良輔 末長
Original Assignee
西芝電機株式会社
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 西芝電機株式会社 filed Critical 西芝電機株式会社
Priority to JP2010291474A priority Critical patent/JP5257818B2/en
Publication of JP2012139073A publication Critical patent/JP2012139073A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5257818B2 publication Critical patent/JP5257818B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Description

本発明は、ブラシレス発電機の励磁機として用いる固定子に永久磁石を備えた永久磁石型回転電機に関するものである。   The present invention relates to a permanent magnet type rotating electrical machine in which a stator used as an exciter for a brushless generator is provided with a permanent magnet.

一般的なブラシレス発電機の動作について、図6を参照して説明する。図において、電源101は電力を自動電圧調整器(AVR)102に供給する。自動電圧調整器(AVR)102はケーブル103aを介して励磁機の界磁巻線104に直流電流を供給する。自動電圧調整器(AVR)102は、図示しない電圧検出器にて発電機の出力電圧を検出しており、負荷の大きさが変化しても発電機の電圧が一定となるように、励磁機の界磁巻線104に流す直流電流を調整している。励磁機の電機子巻線105は、励磁機の界磁巻線104に直流電流が流れることによって作られる磁束により交流電流を流す。整流器106は、ケーブル103bを介して励磁機の電機子巻線105から流れてくる交流電流を直流電流に変換する。発電機の界磁巻線107は、ケーブル103cを介して整流器106から流れてくる直流電流によって磁束を作る。発電機の電機子巻線108は、発電機の界磁巻線107に作られる磁束によって交流電流を流し、図示していない負荷に電力を供給する。   The operation of a general brushless generator will be described with reference to FIG. In the figure, a power source 101 supplies power to an automatic voltage regulator (AVR) 102. The automatic voltage regulator (AVR) 102 supplies a direct current to the field winding 104 of the exciter via the cable 103a. The automatic voltage regulator (AVR) 102 detects the output voltage of the generator with a voltage detector (not shown), and the exciter so that the generator voltage remains constant even when the load changes. The direct current flowing through the field winding 104 is adjusted. The armature winding 105 of the exciter passes an alternating current by a magnetic flux generated by the direct current flowing through the field winding 104 of the exciter. The rectifier 106 converts an alternating current flowing from the armature winding 105 of the exciter through the cable 103b into a direct current. The field winding 107 of the generator creates a magnetic flux by a direct current flowing from the rectifier 106 via the cable 103c. The generator armature winding 108 supplies an alternating current by magnetic flux generated in the generator field winding 107 and supplies power to a load (not shown).

このような構成を有するブラシレス発電機において、自動電圧調整器(AVR)102は部品点数が多く、複雑で高度な制御システムのため、特に安全機能が要求される設備への適用は困難である。自動電圧調整器(AVR)102の使用ができない場合、負荷の大きさに応じて発電機の電圧が一定に制御できないという問題がある。   In the brushless generator having such a configuration, the automatic voltage regulator (AVR) 102 has a large number of parts, and is a complicated and sophisticated control system. Therefore, it is difficult to apply to a facility that particularly requires a safety function. When the automatic voltage regulator (AVR) 102 cannot be used, there is a problem that the voltage of the generator cannot be controlled uniformly according to the size of the load.

しかしながら、例えば、重要な機器のバックアップ電源としてブラシレス発電機を使用する時には、発電機に接続している負荷は決まっているため、負荷の大きさは変化しない。従って、自動電圧調整器(AVR)102で励磁機の界磁巻線104に流す電流を調整する必要がないため、自動電圧調整器(AVR)102は不要となる。また、励磁機の界磁巻線104に流す電流を調整する必要がないならば、励磁機の界磁巻線104の代わりに永久磁石を備えた方が、界磁銅損が無くなるため効率がよくなる。このような要望により、電源101および自動電圧調整器(AVR)102およびケーブル103aおよび励磁機の界磁巻線104の代わりに固定子に永久磁石を備えた永久磁石型回転電機が励磁機として求められ、使用されている。   However, for example, when a brushless generator is used as a backup power source for an important device, the load connected to the generator is determined, so the magnitude of the load does not change. Therefore, the automatic voltage regulator (AVR) 102 is not necessary because the automatic voltage regulator (AVR) 102 does not need to adjust the current flowing through the field winding 104 of the exciter. If there is no need to adjust the current flowing through the field winding 104 of the exciter, it is more efficient to provide a permanent magnet instead of the field winding 104 of the exciter because the field copper loss is eliminated. Get better. Due to such a demand, a permanent magnet type rotating electrical machine having a permanent magnet in the stator instead of the power source 101, automatic voltage regulator (AVR) 102, cable 103a and exciter field winding 104 is required as an exciter. Is being used.

このような励磁機を備えたブラシレス発電機では接続される特定の負荷を考慮してブラシレス発電機が所定の電圧を発生するように励磁機の出力容量を設計するが、設計誤差や実負荷と組合わせた際の負荷の要件に起因する誤差により発生するブラシレス発電機の出力電圧の設計値との乖離を微調整するために励磁機の出力容量を微細に調整可能であることが要求される。   In a brushless generator equipped with such an exciter, the output capacity of the exciter is designed so that the brushless generator generates a predetermined voltage in consideration of the specific load to be connected. It is required that the output capacity of the exciter can be finely adjusted in order to finely adjust the deviation from the design value of the output voltage of the brushless generator caused by the error caused by the load requirement when combined. .

従来の固定子に永久磁石を備えた永久磁石型回転電機について、図面を参照して説明する。図3は固定子に永久磁石を備えた発電機などの一般的な永久磁石型回転電機の主要部を示す断面図である。   A permanent magnet type rotating electric machine having a permanent magnet provided on a conventional stator will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a general permanent magnet type rotating electrical machine such as a generator having a permanent magnet in the stator.

図3において、永久磁石型回転電機は、円筒状に配設された固定子1と、この固定子1の径方向内側に所定のギャップ2を介して配設された回転子3とを備えている。回転子3の軸心にはシャフト4が貫通しており、このシャフト4は、軸受5を介して軸受取付板6に回転自在に支持されている。この軸受取付板6には、固定子1を支持する円筒状の固定子鉄心コア部7が取り付けられている。   In FIG. 3, the permanent magnet type rotating electric machine includes a stator 1 disposed in a cylindrical shape, and a rotor 3 disposed on a radially inner side of the stator 1 via a predetermined gap 2. Yes. A shaft 4 passes through the axis of the rotor 3, and this shaft 4 is rotatably supported by a bearing mounting plate 6 via a bearing 5. A cylindrical stator core core portion 7 that supports the stator 1 is attached to the bearing mounting plate 6.

固定子1は、磁極毎に磁性鋼板を積層して構成された固定子鉄心ティース部8と、各固定子鉄心ティース部8の軸方向(積層方向)に沿って設けられた孔に挿入された永久磁石9を備えており、各磁極が周方向に間隔をおいて配設されている。   The stator 1 was inserted into a stator core tooth portion 8 formed by laminating magnetic steel plates for each magnetic pole, and a hole provided along the axial direction (stacking direction) of each stator core tooth portion 8. A permanent magnet 9 is provided, and the magnetic poles are arranged at intervals in the circumferential direction.

固定子1の内側にギャップ2を介して配設される回転子3は、周方向に間隔をおいて複数個のスロットが形成された磁性鋼板を軸方向に多数枚積層して構成された回転子鉄心10と、この回転子鉄心10の複数のスロット内に収納された電機子巻線11を備えており、回転子鉄心10がシャフト4に嵌め合わされている。   A rotor 3 disposed inside the stator 1 via a gap 2 is a rotation formed by laminating a large number of magnetic steel plates each having a plurality of slots spaced in the circumferential direction in the axial direction. A core 10 and an armature winding 11 housed in a plurality of slots of the rotor core 10 are provided, and the rotor core 10 is fitted on the shaft 4.

上述のように構成された永久磁石型回転電機において、図示しない駆動源によりシャフト4を回転させることで、回転子3が固定子1の永久磁石9によって作られる磁束と電磁結合して電機子巻線11の電気回路をつなぐことで電流を流すことができる。   In the permanent magnet type rotating electric machine configured as described above, the rotor 3 is electromagnetically coupled with the magnetic flux generated by the permanent magnet 9 of the stator 1 by rotating the shaft 4 by a driving source (not shown), and the armature winding. A current can be passed by connecting the electric circuit of the line 11.

このような構成を有する永久磁石型回転電機において、回転電機の出力容量を変更するための方法の一つとしてギャップ2の長さtを調整する方法がある。その方法について説明する。   In the permanent magnet type rotating electrical machine having such a configuration, there is a method of adjusting the length t of the gap 2 as one of the methods for changing the output capacity of the rotating electrical machine. The method will be described.

回転電機の出力容量をP、電機子巻線11に発生する電圧をV、電機子巻線11に電気回路をつなぐことで流れる電流をIとすると、下記(1)式の関係がある。   When the output capacity of the rotating electric machine is P, the voltage generated in the armature winding 11 is V, and the current that flows when the electric circuit is connected to the armature winding 11 is I, the following relationship (1) is established.

P∝VI ………………(1)
永久磁石9が作る磁束をφとすると、電機子巻線11に発生する電圧Vとの間には、下記(2)式の関係がある。
P∝VI ……………… (1)
When the magnetic flux generated by the permanent magnet 9 is φ, there is a relationship of the following equation (2) with the voltage V generated in the armature winding 11.

V∝φ ………………(2)
ギャップ2の磁束密度をB、固定子鉄心ティース部8と回転子鉄心10の対向する面積をSとすると、永久磁石9が作る磁束φとの間には、下記(3)式の関係がある。
V∝φ ……………… (2)
When the magnetic flux density of the gap 2 is B and the facing area of the stator core teeth portion 8 and the rotor core 10 is S, the following equation (3) is established between the magnetic flux φ created by the permanent magnet 9. .

φ∝BS ………………(3)
ギャップ2の透磁率をμ、ギャップ2の磁界をHとすると、ギャップ2の磁束密度Bとの間には、下記(4)式の関係がある。
φ∝BS ……………… (3)
When the permeability of the gap 2 is μ and the magnetic field of the gap 2 is H, there is a relationship of the following equation (4) with the magnetic flux density B of the gap 2.

B=μH ……………(4)
ギャップ2の起磁力をFm、ギャップ2の長さをtとすると、ギャップ2の磁界Hとの間には、下記(5)式の関係がある。
B = μH …………… (4)
When the magnetomotive force of the gap 2 is Fm and the length of the gap 2 is t, there is a relationship of the following equation (5) with the magnetic field H of the gap 2.

Fm=tH ………………(5)
(1)式から(5)式までの関係から、下記(6)式の関係式を導くことができる。
Fm = tH ……………… (5)
From the relationship from Equation (1) to Equation (5), the following Equation (6) can be derived.

P∝μFmS/t ………(6)
この(6)式より回転電機の出力容量Pとギャップ2の長さtには、逆比例の関係があることがわかる。そのためギャップ2の長さtを短くすれば、回転電機の出力容量Pは大きくなり、逆にギャップ2の長さtを長くすれば、回転電機の出力容量Pは小さくなる。
P∝μFmS / t (6)
From this equation (6), it can be seen that there is an inversely proportional relationship between the output capacity P of the rotating electrical machine and the length t of the gap 2. Therefore, if the length t of the gap 2 is shortened, the output capacity P of the rotating electrical machine is increased. Conversely, if the length t of the gap 2 is increased, the output capacity P of the rotating electrical machine is decreased.

特開2002−247822号公報JP 2002-247822 A

上述のように、ギャップ2の長さtを短くすれば、回転電機の出力容量Pは大きくなり、逆にギャップ2の長さtを長くすれば、回転電機の出力容量Pは小さくなることから、出力容量Pを調整する手段として、例えば特許文献1に記載されているように、固定子を移動させてギャップの長さを可変調整することが考えられている。   As described above, if the length t of the gap 2 is shortened, the output capacity P of the rotating electrical machine is increased. Conversely, if the length t of the gap 2 is increased, the output capacity P of the rotating electrical machine is decreased. As a means for adjusting the output capacity P, for example, as described in Patent Document 1, it is considered that the length of the gap is variably adjusted by moving the stator.

この特許文献1に記載のものは、アキシャルギャップ型の回転電機を対象としているが、ラジアルギャップ型の回転電機に対しても同様にギャップの長さtを可変調整することが考えられる。   The device described in Patent Document 1 is intended for an axial gap type rotating electrical machine, but it is conceivable to variably adjust the gap length t for a radial gap type rotating electrical machine as well.

その一つの手段として、図4および図5に示すように、円筒状の固定子鉄心コア部7と固定子鉄心ティース部8との間に、薄板状の磁性材料からなるライナー12を多数枚積層して介在させる方法が考えられる。   As one of the means, as shown in FIGS. 4 and 5, a large number of liners 12 made of a thin plate-like magnetic material are laminated between a cylindrical stator core core portion 7 and a stator core teeth portion 8. A method of interposing them can be considered.

図4は、図3に示す永久磁石型回転電機に、固定子を径方向に移動させる手段を設けた一例を示す概略構成図である。図5は、図4のA―A線に沿って切断し、矢印の方向にみた断面図である。なお、この回転電機は、磁極数が6の場合を例示している。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example in which means for moving the stator in the radial direction is provided in the permanent magnet type rotating electric machine shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4 and viewed in the direction of the arrow. In addition, this rotary electric machine has illustrated the case where the number of magnetic poles is six.

この構成において、固定子1を径方向に移動させるために、ライナー12の枚数を増やしてギャップ2の長さtを短くすれば、回転電機の出力容量Pを大きくすることができ、また逆にライナー12の枚数を減らしてギャップ2の長さtを長くすれば、回転電機の出力容量Pを小さくすることができる。   In this configuration, the output capacity P of the rotating electrical machine can be increased by increasing the number of liners 12 and shortening the length t of the gap 2 in order to move the stator 1 in the radial direction. If the number t of the liners 12 is reduced and the length t of the gap 2 is increased, the output capacity P of the rotating electrical machine can be reduced.

しかしながら、この構成におけるギャップ2の長さtの調整は、ライナー12の枚数を1枚単位で変更することにより行なうことになるので、1枚のライナー12の厚みが厚いと、ギャップ2の長さtの調整幅が大きくなり、一方、ライナー12の厚みが薄いと、永久磁石9の吸着力によってライナー12の挿入時および引き抜き時に、ライナー12の形状が変形して装着に支障を来たしたり、微細な調整が行えなかったりするおそれがある。   However, the adjustment of the length t of the gap 2 in this configuration is performed by changing the number of the liners 12 in units of one. Therefore, if the thickness of one liner 12 is thick, the length of the gap 2 is increased. On the other hand, when the adjustment width of t is increased, and the thickness of the liner 12 is thin, the shape of the liner 12 is deformed when the liner 12 is inserted and withdrawn due to the attracting force of the permanent magnet 9, which may cause trouble in mounting. May not be able to be adjusted properly.

そこで本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、回転電機の出力容量を微細に調整することのできる永久磁石型回転電機を提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a permanent magnet type rotating electrical machine capable of finely adjusting the output capacity of the rotating electrical machine. .

上記目的を達成するために本発明による永久磁石型回転電機は、固定子に永久磁石を用い回転子に電圧を誘起させ、ブラシレス発電機の励磁機として用いる永久磁石型回転電機において、円筒状の固定子鉄心コア部と、この固定子鉄心コア部の内面に周方向に間隔をおいて配設され、磁極毎に磁性鋼板を積層して構成された固定子鉄心ティース部およびこの固定子鉄心ティース部の軸方向に形成された孔に挿入された永久磁石を備えた固定子と、この固定子の径方向内側に所定のギャップを介して配設され、周方向に間隔をおいて複数個のスロットが形成された磁性鋼板を軸方向に多数枚積層して構成された回転子鉄心およびこの回転子鉄心の複数のスロット内に収納された電機子巻線を備えた回転子と、この回転子の回転子鉄心が嵌め合わされたシャフトと、このシャフトを回転自在に支持する軸受と、この軸受を介して前記回転子を支持するとともに前記固定子鉄心コア部を支持する軸受取付板とを具備し、前記固定子は、前記固定子鉄心コア部と前記固定子鉄心ティース部との間に磁性材料からなる薄板状のライナーを複数枚介在させることにより、径方向に移動可能に構成し、かつ前記軸受取付板と前記固定子鉄心コア部との間に、前記固定子鉄心コア部を軸方向に摺動自在に支持する固定子鉄心受けを設けることにより、軸方向に移動可能に構成し前記回転子鉄心と前記固定子鉄心ティース部のギャップおよび対向面積を調整可能な構成としたことを特徴とする。 To achieve the above object, a permanent magnet type rotating electrical machine according to the present invention is a permanent magnet type rotating electrical machine used as an exciter for a brushless generator by using a permanent magnet as a stator and inducing a voltage in the rotor. A stator core core portion, a stator core teeth portion formed by laminating magnetic steel plates for each magnetic pole and disposed on the inner surface of the stator core core portion in a circumferential direction, and the stator core teeth A stator having a permanent magnet inserted in a hole formed in the axial direction of the portion, and a plurality of gaps arranged in the radial direction inside the stator via a predetermined gap and spaced in the circumferential direction Rotor having a rotor core formed by laminating a plurality of magnetic steel plates having slots formed in the axial direction, a rotor including armature windings housed in a plurality of slots of the rotor core, and the rotor The rotor cores are mated A shaft, a bearing that rotatably supports the shaft, and a bearing mounting plate that supports the rotor and supports the stator core core portion via the bearing. A plurality of thin sheet liners made of a magnetic material are interposed between the stator core core portion and the stator core teeth portion so as to be movable in the radial direction, and the bearing mounting plate and the fixed The rotor core and the stator are configured so as to be movable in the axial direction by providing a stator core receiver for supporting the stator core core part slidably in the axial direction between the core and core. The structure is such that the gap and the facing area of the iron core teeth can be adjusted .

本発明による永久磁石型回転電機によれば、固定子を、径方向に移動可能に構成するとともに軸方向に移動可能に構成したことにより、固定子と回転子との間のギャップの長さおよび対向面積を可変としてギャップを通る磁束量を微細に調整できるので、回転電機の出力容量を微細に調整することができる。   According to the permanent magnet type rotating electric machine according to the present invention, the stator is configured to be movable in the radial direction and to be movable in the axial direction, so that the length of the gap between the stator and the rotor and Since the amount of magnetic flux passing through the gap can be finely adjusted with the facing area being variable, the output capacity of the rotating electrical machine can be finely adjusted.

そして、この永久磁石形回転電機を用いるブラシレス発電機は、励磁機の出力容量を微細に調整できることにより、ブラシレス発電機の出力電圧を微細に調整することが可能となる。 And the brushless generator using this permanent magnet type rotary electric machine can adjust the output voltage of a brushless generator finely because the output capacity of an exciter can be adjusted finely.

本発明による永久磁石型回転電機の一実施の形態の主要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of one Embodiment of the permanent magnet type rotary electric machine by this invention. 図1に示す永久磁石型回転電機の固定子を軸方向に移動させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which moved the stator of the permanent magnet type rotary electric machine shown in FIG. 1 to the axial direction. 固定子に永久磁石を備えた一般的な発電機などの回転電機の主要部を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the principal part of rotary electric machines, such as a common generator provided with the permanent magnet in the stator. 図3に示す永久磁石型回転電機に、固定子を径方向に移動させる手段を設けた一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example which provided the means to move a stator to radial direction in the permanent-magnet-type rotary electric machine shown in FIG. 図4のA―A線に沿って切断し、矢印の方向にみた断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4 and viewed in the direction of the arrow. ブラシレス発電機の主要部および動作を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the principal part and operation | movement of a brushless generator.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1はブラシレス発電機の励磁機に用いる本発明による永久磁石型回転電機の一実施の形態の主要部を示す断面図であり、図2は図1に示す回転電機の固定子を移動させた状態を示す断面図である。ブラシレス発電機の主要構成は図6において説明したものと同様であり、界磁巻線104の代りに固定子に永久磁石を用いる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of an embodiment of a permanent magnet type rotating electrical machine according to the present invention used for an exciter of a brushless generator, and FIG. 2 is a diagram in which a stator of the rotating electrical machine shown in FIG. It is sectional drawing which shows a state. The main configuration of the brushless generator is the same as that described in FIG. 6, and a permanent magnet is used for the stator instead of the field winding 104.

図1および図2において、本実施の形態は、固定子1を、径方向に移動可能に構成するとともに軸方向に移動可能に構成したところに特徴を有する。   1 and 2, the present embodiment is characterized in that the stator 1 is configured to be movable in the radial direction and to be movable in the axial direction.

回転子3は、周方向に間隔をおいて複数個のスロットが形成された磁性鋼板を軸方向に多数枚積層して構成された回転子鉄心10と、この回転子鉄心10の複数のスロット内に収納された電機子巻線11を備えており、回転子鉄心10がシャフト4に嵌め合わされている。   The rotor 3 includes a rotor core 10 formed by laminating a large number of magnetic steel plates each having a plurality of slots formed at intervals in the circumferential direction, and a plurality of slots in the rotor core 10. The rotor core 10 is fitted on the shaft 4.

この回転子3の径方向外側にギャップ2を介して配設されている固定子1は、磁極毎に磁性鋼板を積層して構成された固定子鉄心ティース部8と、固定子鉄心ティース部8の軸方向に設けられた孔に挿入される永久磁石9とを備えている。   The stator 1 disposed on the outer side in the radial direction of the rotor 3 via the gap 2 includes a stator core teeth portion 8 formed by laminating magnetic steel plates for each magnetic pole, and a stator core teeth portion 8. And a permanent magnet 9 inserted into a hole provided in the axial direction.

固定子鉄心ティース部8の軸方向両端面には、永久磁石9の飛び出し防止用に設けられた非磁性材料よりなる押さえ板13が設けられており、この押さえ板13および固定子鉄心ティース部8は、軸方向に沿って設けられた孔を貫通する複数本のスタッド14およびこのスタッド14の両端部に螺合されたナット15により締め付けられて一体に構成されている。   On both end surfaces in the axial direction of the stator core teeth portion 8, a pressing plate 13 made of a nonmagnetic material provided for preventing the permanent magnet 9 from popping out is provided. The pressing plate 13 and the stator core teeth portion 8. Are integrally formed by being fastened by a plurality of studs 14 penetrating through holes provided along the axial direction and nuts 15 screwed to both ends of the studs 14.

固定子1を構成する各磁極は、円筒状の固定子鉄心コア部16の内側に、周方向に間隔をおいて配設されてボルト17により固定されるが、この固定子鉄心コア部16と固定子鉄心ティース部8との間には、固定子1を径方向に移動可能に構成する手段として、薄板状の磁性材料からなるライナー12が複数枚、径方向に積層して介在されている。   The respective magnetic poles constituting the stator 1 are arranged on the inner side of the cylindrical stator core core portion 16 at intervals in the circumferential direction and fixed by bolts 17. Between the stator core teeth 8, a plurality of liners 12 made of a thin plate-like magnetic material are interposed in the radial direction as means for configuring the stator 1 to be movable in the radial direction. .

したがってこのライナー12の枚数を増減することにより、固定子1を径方向に移動させ、固定子1を構成する各磁極の固定子鉄心ティース部8と回転子鉄心10との間のギャップ2の長さtを可変調整できるようになっている。   Therefore, by increasing or decreasing the number of liners 12, the stator 1 is moved in the radial direction, and the length of the gap 2 between the stator core teeth 8 of each magnetic pole constituting the stator 1 and the rotor core 10 is increased. The length t can be variably adjusted.

一方、固定子1を軸方向に移動可能に構成する手段として、円筒状の固定子鉄心コア部16は、その内側に設けられた円筒状の固定子鉄心受け18上を摺動できるように構成されている。   On the other hand, as a means for configuring the stator 1 to be movable in the axial direction, the cylindrical stator core core portion 16 is configured to be slidable on a cylindrical stator core receiver 18 provided inside thereof. Has been.

固定子鉄心受け18の軸方向一端部には、径方向に延びる鍔18aが形成されており、この鍔18aが軸受取付板6に図示しないボルト、ナットなどの固定手段により固定されている。   A radially extending flange 18a is formed at one axial end of the stator core receiver 18, and the flange 18a is fixed to the bearing mounting plate 6 by fixing means such as bolts and nuts (not shown).

固定子鉄心コア部16にも、軸方向の一端部に径方向外側に延びる鍔16aが形成されており、この鍔16aが固定子鉄心受け18の鍔18aに固定されたスタッドボルト19を貫通し、ナット20a乃至20cで所定位置に固定されることにより、固定子鉄心受け18上を軸方向に移動可能に構成されている。   The stator core core portion 16 is also formed with a flange 16a extending radially outward at one end in the axial direction, and this flange 16a passes through the stud bolt 19 fixed to the flange 18a of the stator core receiver 18. The nuts 20a to 20c are fixed at predetermined positions so as to be movable in the axial direction on the stator core receiver 18.

図2は、図1に示す状態よりも、固定子鉄心コア部16を軸方向に沿って図示右側に移動させて固定子鉄心ティース部8と回転子鉄心10との対向面積Sを減少させた状態を示している。   2, the stator core core portion 16 is moved to the right side of the drawing along the axial direction to reduce the facing area S between the stator core teeth portion 8 and the rotor core 10 from the state shown in FIG. 1. Indicates the state.

対向面積Sは、上述の(6)式からわかるように、回転電機の出力容量Pと比例の関係にあるので、対向面積Sを減少させると、回転電機の出力容量Pを小さくすることができる。しかも連続的に微細に調整することができる。   Since the facing area S is proportional to the output capacity P of the rotating electrical machine as can be seen from the above equation (6), the output capacity P of the rotating electrical machine can be reduced by reducing the facing area S. . Moreover, it can be continuously finely adjusted.

ただし、対向面積Sを減少させると、損失に伴う問題が発生する。すなわち対向面積Sを減少させた場合、永久磁石9の量は変らないので、永久磁石9の磁束φを一定とすると、(3)式よりギャップ2の磁束密度Bが上昇することがわかる。ギャップ2の磁束密度Bが上昇すると、それに伴い固定子鉄心ティース部8と回転子鉄心10の対向する箇所の表面付近での磁束密度Bも上昇する。磁束密度Bが上昇すると鉄損が大きくなるので、その箇所で局所的に損失が上昇し、温度が上昇する。   However, if the facing area S is reduced, a problem associated with loss occurs. That is, when the facing area S is decreased, the amount of the permanent magnet 9 does not change. Therefore, when the magnetic flux φ of the permanent magnet 9 is constant, the magnetic flux density B of the gap 2 increases from the equation (3). When the magnetic flux density B of the gap 2 increases, the magnetic flux density B near the surface of the portion where the stator core teeth 8 and the rotor core 10 face each other also increases. When the magnetic flux density B is increased, the iron loss is increased, so that the loss is locally increased and the temperature is increased.

温度が上昇しすぎると絶縁に悪影響を及ぼし、回転電機の寿命の減少、破損等になるおそれがある。固定子鉄心ティース部8を軸方向に移動させる長さが大きくなればなるほど(対向面積Sが小さくなればなるほど)この傾向が強くなる。   If the temperature rises too much, the insulation may be adversely affected, and the life of the rotating electrical machine may be reduced or damaged. This tendency becomes stronger as the length of moving the stator core teeth portion 8 in the axial direction becomes larger (as the facing area S becomes smaller).

そのため、損失を上昇させないために、固定子鉄心ティース部8の軸方向の移動の長さは、必要最小限となるようにし、径方向に移動させる手段と併用して固定子鉄心ティース部8と回転子鉄心10との間のギャップ2の長さtおよび対向面積Sを可変としてギャップ2を通る磁束量を微細に調整する。   Therefore, in order not to increase the loss, the length of the axial movement of the stator core teeth portion 8 should be minimized, and the stator core teeth portion 8 The amount of magnetic flux passing through the gap 2 is finely adjusted by making the length t and the facing area S of the gap 2 between the rotor core 10 variable.

望ましくは、予め固定子鉄心ティース部8の径方向の移動手段であるライナー12の枚数を増減して出力容量を調整しておき、次いで固定子鉄心ティース部8の軸方向の移動手段である固定子鉄心コア部16の軸方向の移動を行なうことにより、作業性を良くして回転電機の出力容量Pを微調整することができる。   Desirably, the output capacity is adjusted by increasing or decreasing the number of liners 12 as radial movement means of the stator core teeth portion 8 in advance, and then fixed as axial movement means of the stator core teeth portion 8. By moving the core core 16 in the axial direction, the workability can be improved and the output capacity P of the rotating electrical machine can be finely adjusted.

したがって本発明によれば、固定子1を、径方向および軸方向に移動可能に構成したことにより、回転電機の出力容量Pを微細に調整することができる。   Therefore, according to the present invention, the output capacity P of the rotating electrical machine can be finely adjusted by configuring the stator 1 to be movable in the radial direction and the axial direction.

1…固定子
2…ギャップ
3…回転子
4…シャフト
5…軸受
6…軸受取付板
7,16…固定子鉄心コア部
8…固定子鉄心ティース部
9…永久磁石
10…回転子鉄心
11…電機子巻線
12…ライナー
13…押さえ板
14…スタッド
15…ナット
16a,18a…鍔
17…ボルト
18…固定子鉄心受け
19…スタッドボルト
20a乃至20c…ナット
101…電源
102…自動電圧調整器(AVR)
103a,103b,103c…ケーブル
104…励磁機の界磁巻線
105…励磁機の電機子巻線
106…整流器
107…発電機の界磁巻線
108…発電機の電機子巻線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator 2 ... Gap 3 ... Rotor 4 ... Shaft 5 ... Bearing 6 ... Bearing mounting plate 7, 16 ... Stator iron core part 8 ... Stator iron core tooth part 9 ... Permanent magnet 10 ... Rotor iron core 11 ... Electric machine Child winding 12 ... Liner 13 ... Presser plate 14 ... Stud 15 ... Nut 16a, 18a ... 鍔 17 ... Bolt 18 ... Stator core receiver 19 ... Stud bolt 20a to 20c ... Nut 101 ... Power supply 102 ... Automatic voltage regulator (AVR) )
103a, 103b, 103c ... Cable 104 ... Exciter field winding 105 ... Exciter armature winding 106 ... Rectifier 107 ... Generator field winding 108 ... Generator armature winding

Claims (1)

固定子に永久磁石を用い回転子に電圧を誘起させ、ブラシレス発電機の励磁機として用いる永久磁石型回転電機において、
円筒状の固定子鉄心コア部と、
この固定子鉄心コア部の内面に周方向に間隔をおいて配設され、磁極毎に磁性鋼板を積層して構成された固定子鉄心ティース部およびこの固定子鉄心ティース部の軸方向に形成された孔に挿入された永久磁石を備えた固定子と、
この固定子の径方向内側に所定のギャップを介して配設され、周方向に間隔をおいて複数個のスロットが形成された磁性鋼板を軸方向に多数枚積層して構成された回転子鉄心およびこの回転子鉄心の複数のスロット内に収納された電機子巻線を備えた回転子と、
この回転子の回転子鉄心が嵌め合わされたシャフトと、
このシャフトを回転自在に支持する軸受と、
この軸受を介して前記回転子を支持するとともに前記固定子鉄心コア部を支持する軸受取付板とを具備し、
前記固定子は、前記固定子鉄心コア部と前記固定子鉄心ティース部との間に磁性材料からなる薄板状のライナーを複数枚介在させることにより、径方向に移動可能に構成し、かつ前記軸受取付板と前記固定子鉄心コア部との間に、前記固定子鉄心コア部を軸方向に摺動自在に支持する固定子鉄心受けを設けることにより、軸方向に移動可能に構成し前記回転子鉄心と前記固定子鉄心ティース部のギャップおよび対向面積を調整可能な構成としたことを特徴とする永久磁石型回転電機。
In a permanent magnet type rotating electrical machine that uses a permanent magnet as a stator and induces a voltage in the rotor and is used as an exciter for a brushless generator,
A cylindrical stator core core,
The stator core teeth are arranged on the inner surface of the stator core core portion at intervals in the circumferential direction, and are formed by laminating magnetic steel plates for each magnetic pole, and are formed in the axial direction of the stator core teeth portion. A stator with permanent magnets inserted into the holes,
A rotor core configured by laminating a plurality of magnetic steel plates arranged in the radial direction of the stator via a predetermined gap and having a plurality of slots spaced in the circumferential direction in the axial direction. And a rotor having armature windings housed in a plurality of slots of the rotor core;
A shaft fitted with the rotor core of this rotor,
A bearing that rotatably supports the shaft;
A bearing mounting plate that supports the rotor and supports the stator core core part through the bearing,
The stator is configured to be movable in the radial direction by interposing a plurality of thin sheet liners made of a magnetic material between the stator core core portion and the stator core teeth portion, and the bearing. The rotor is configured to be movable in the axial direction by providing a stator core receiver for supporting the stator core core portion slidably in the axial direction between the mounting plate and the stator core core portion. A permanent magnet type rotating electrical machine characterized in that a gap and an opposing area between an iron core and the stator core teeth can be adjusted .
JP2010291474A 2010-12-28 2010-12-28 Permanent magnet type rotating electric machine Active JP5257818B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010291474A JP5257818B2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Permanent magnet type rotating electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010291474A JP5257818B2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Permanent magnet type rotating electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012139073A JP2012139073A (en) 2012-07-19
JP5257818B2 true JP5257818B2 (en) 2013-08-07

Family

ID=46676038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010291474A Active JP5257818B2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Permanent magnet type rotating electric machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5257818B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10218232B2 (en) * 2016-11-17 2019-02-26 General Electric Company High speed electric machine
CN112072809B (en) * 2020-08-24 2022-09-27 清华大学 Permanent magnet rotating armature motor capable of adjusting magnetic field in mechanical mode
CN112994344A (en) * 2021-02-04 2021-06-18 广州橙行智动汽车科技有限公司 Motor, method for changing input current of motor, readable medium and automobile

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51133712A (en) * 1975-05-14 1976-11-19 Sawafuji Electric Co Ltd Brushless generator for generating coil for ignition
JPS5385315A (en) * 1977-01-05 1978-07-27 Hitachi Ltd Exciting device of brushless synchronous machine
JPS5587183U (en) * 1978-12-08 1980-06-16
JPS58112429A (en) * 1981-12-26 1983-07-04 Fuji Electric Co Ltd Salient-pole synchronous generator
JPH01171574U (en) * 1988-05-23 1989-12-05
JPH077999A (en) * 1993-06-21 1995-01-10 Seiji Kawaguchi Ac generator
JP2003134764A (en) * 2001-10-22 2003-05-09 Nishishiba Electric Co Ltd Brushless electric rotating machine
JP5205593B2 (en) * 2006-08-14 2013-06-05 日産自動車株式会社 Rotating electric machine
JP2008118760A (en) * 2006-11-02 2008-05-22 Mitsuba Corp Generator
JP5395463B2 (en) * 2009-03-04 2014-01-22 本田技研工業株式会社 Motor and its control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012139073A (en) 2012-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7847443B2 (en) Manufacture of electric motor component
EP2782226B1 (en) Flux controlled PM electric machine rotor
US10819169B2 (en) Axial gap rotating electrical machine and manufacturing method for the same
US20140035420A1 (en) Permanent magnet rotor and method for reducing torque ripple in electric motor
EP3022829B1 (en) A rotor for an electric motor
CN102647065A (en) Brushless electromagnetic hybrid-magnetic-circuit hybrid excitation generator
US20150349591A1 (en) Axial Gap Polyphase Motor, Stator for Use Therein, and Method for Producing Stator
US10594180B2 (en) Magnetic flux guides for electric machines
JP2012110219A (en) Rotor structure for fault-tolerant permanent magnet electromotive machine
EP3373426A1 (en) Wound-rotor synchronous machine with permanent magnets
US8558428B2 (en) Windingly laminated core of rotary electric machine including an adjustment unit core and manufacturing method thereof
US10770940B2 (en) Modular rotors for axial flux electric machines
JP2001119872A (en) Synchronous rotating electric machine, wind turbine power generator, and manufacturing methods for them
JP5257818B2 (en) Permanent magnet type rotating electric machine
EP2372106B1 (en) Turbogenerator
JP6723490B1 (en) Rotating machine rotor
JP4677806B2 (en) Generator and power generation system
US10320268B2 (en) Modular stator drive units for axial flux electric machines
JP2009050128A (en) Moving magnet type cylindrical linear motor
JP2018082600A (en) Double-rotor dynamoelectric machine
JP2015511811A (en) Power motor generator excited by magnetic transfer
JP2010110166A (en) Axial gap type rotating electric machine
US10250087B2 (en) Homopolar compound-type asynchronous motor
US10418889B2 (en) Modular stator for axial flux electric machines and methods of assembling the same
US20200412215A1 (en) Excitation system

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121219

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130319

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130412

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160502

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5257818

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150