JP6399721B1 - 定格を超える負荷で稼働するための無鉄心回転電気機械、その駆動方法、および、それを含む駆動システム - Google Patents
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Abstract
Description
それは、
通電可能な無鉄心の円筒コイル100の端面101を固定する蓋型マウント200からなるステータ2と、
蓋型マウント200に回転自在に対置される円筒型マウント300で円筒型マウント300の内周面310に複数のマグネット4が配備されているロータ3と
によって
エアギャップを含む空隙40を形成し、
空隙40に冷媒液80を供給する経路8を前記ステータ2に設け、
ステータ2に関連する制御部20と、
ロータ3に関連する駆動部30と、
を配備する、
定格を超える負荷で稼働するための無鉄心回転電気機械10である。
駆動部30を作動し、
定格を超える負荷で稼働するときに、制御部20を作動し、
空隙40に前記冷媒液80を供給し、
発熱する円筒コイル100が冷媒液80を気化し、
冷媒液80の気化潜熱で円筒コイル100を冷却し、
円筒コイル100が定格運転時の許容上限温度tMを超えないように、
冷媒液80の供給量を調整することによって、
定格を超える負荷で稼働するようにしたことを特徴とする。
無鉄心回転電気機械10は、それが定格を超える負荷で稼働されるときに、
制御部20が作動し、
円筒コイル100が許容上限温度tMを超えないように冷媒液80の供給量を調整する動作と、
該動作によって円筒コイル100が少なくとも冷媒液80が気化する下限温度tNを下回らないように空隙40に対する冷媒液80の供給を止める動作と
を繰り返すことによって、
円筒コイル100を許容上限温度tMと下限温度tNとの範囲に維持することが、より好ましい。
制御部20は、図3の模式図に示されるように、
円筒コイル100の温度を検出するコイル温度検知センサ21と、
コイル温度検知センサ21と連動して冷媒液80を空隙40に供給するポンプ22と、
ポンプ22に対するオン・オフ指令によって冷媒液80の供給量を調整するコントローラ23と
を含むことができる。
制御部20は、図4の模式図に示されるように、円筒コイル100の温度を検出するコイル温度検知センサ21と、
コイル温度検知センサ21と連動して円筒コイル100より高い位置に配置された冷媒液容器81から空隙40に冷媒液80を供給する電磁弁24と、
電磁弁24に対する開閉指令によって冷媒液80の供給量を調整するコントローラ23と
を含むこともできる。
それは、
通電可能な無鉄心の円筒コイル100の端面101を固定する蓋型マウント200からなるステータ2と、
蓋型マウント200に回転自在に対置される円筒型マウント300で円筒型マウント300の内周面310に複数のマグネット4が配備されているロータ3と、によって
エアギャップを含む空隙40を形成し、
空隙40に冷媒液80を供給する経路8を前記ステータ2に設け、
ステータ2に関連する制御部20と、
ロータ3に関連する駆動部30と、
を配備する、
定格を超える負荷で稼働するための無鉄心回転電気機械10の駆動方法である。
駆動部30を作動し、定格を超える負荷で無鉄心回転電気機械10を稼働する工程と、
制御部20を作動し、空隙40に冷媒液80を供給する工程と、
発熱する円筒コイル100が冷媒液80を気化し、冷媒液80の気化潜熱で円筒コイル100を冷却する工程と、
円筒コイル100が定格運転時の許容上限温度tMを超えないように、冷媒液80の供給量を調整する工程と、
を含むことを特徴とする。
制御部20を作動し、円筒コイル100が少なくとも冷媒液80が気化する下限温度tNを下回らないように空隙40に対する冷媒液80の供給を止める工程をさらに含み、
該工程である空隙40に対する冷媒液80の供給を止める工程と
空隙40に冷媒液80を供給する工程と
を繰り返すことによって、
円筒コイル100を許容上限温度tMと下限温度tNとの範囲に維持する工程
をさらに含むことが、より好ましい。
制御部20が、図3に示されるように、
円筒コイル100の温度を検出するコイル温度検知センサ21と、
冷媒液80を供給するポンプ22と、
ポンプ22に対するオン・オフ指令によって冷媒液80の供給量を調整するコントローラ23と
をさらに含み、
コイル温度検知センサ21を作動し、円筒コイル100の温度を検出する工程と、
該工程に連動してコントローラ23がポンプ22を作動し、空隙40に冷媒液80を供給する工程および冷媒液80の供給量を調整する工程と、
を含む駆動方法とすることができる。
制御部20が、図4に示されるように、
円筒コイル100の温度を検出するコイル温度検知センサ21と、
コイル温度検知センサ21と連動して円筒コイル100より高い位置に配置された冷媒液容器81から空隙40に冷媒液80を供給する電磁弁24と、
電磁弁24に対する開閉指令によって冷媒液80の供給量を調整するコントローラ23と
を含み、
コイル温度検知センサ21を作動し、円筒コイル100の温度を検出する工程と、
該工程に連動してコントローラ23が電磁弁24を作動し、冷媒液容器81から空隙40に冷媒液を供給する工程および冷媒液80の供給量を調整する工程と、
を含む駆動方法でもよい。
通電可能な無鉄心の円筒コイル100の端面101を固定する蓋型マウント200からなるステータ2と、
蓋型マウント200に回転自在に対置される円筒型マウント300で円筒型マウント300の内周面310に複数のマグネット4が配備されているロータ3と、
によって
エアギャップを含む空隙40を形成し、
ステータ2の空隙40に冷媒液80を供給する経路8を有する無鉄心回転電気機械10と、
ロータ3と連動して作動する無鉄心回転電気機械10を駆動する駆動装置30と、
ステータ2に配備される円筒コイル100の温度を検出するコイル温度検知センサ21と連動して空隙40に冷媒液80を供給する制御装置20と
からなる、
無鉄心回転電気機械10を、定格を超える負荷で稼働するための駆動システム1である。
駆動装置30を作動し、定格を超える負荷で無鉄心回転電気機械10を稼働するときに、制御装置20を作動し、空隙40に冷媒液80を供給し、
発熱する円筒コイル100が冷媒液80を気化し、冷媒液80の気化潜熱で円筒コイル100を冷却し、
円筒コイル100が定格運転時の許容上限温度tMを超えないように、冷媒液80の供給量を調整する
ことによって、
定格を超える負荷で無鉄心回転電気機械10を稼働するようにしたことを特徴とする。
定格を超える負荷で無鉄心回転電気機械10を稼働するときに、制御装置20を作動し、
円筒コイル100が定格運転時の許容上限温度tMを超えないように空隙40に冷媒液80を供給する動作と、
該動作によって円筒コイル100が少なくとも冷媒液80が気化する下限温度tNを下回らないように空隙40に対する冷媒液80の供給を止める動作と
を繰り返すことによって、
円筒コイル100を許容上限温度tMと下限温度tNとの範囲に維持することが、より好ましい。
制御装置20が、図3に示されるように、
冷媒液80を供給するポンプ22と、
ポンプ22に対するオン・オフ指令によって冷媒液80の供給量を調整するコントローラ23と
を含み、
コイル温度検知センサ21に連動してコントローラ2がポンプ22を作動し、空隙40に冷媒液80を供給すると共に冷媒液80の供給量を調整する
駆動システム1とすることができる。
制御装置20が、図4に示されるように、
冷媒液80を供給する電磁弁24と、
電磁弁24に対する開閉指令によって冷媒液80の供給量を調整するコントローラ23と
を含み、
コイル温度検知センサ21と連動して電磁弁24を作動し、
円筒コイル100より高い位置に配置された冷媒液容器81から空隙40に冷媒液80を供給する
と共に
冷媒液80の供給量を調整する
駆動システム1とすることもできる。
(1)冷却開始温度tL1=123℃(第1読込)
(2)冷却停止温度tL2=122℃(第2読込)
(1)および(2)の読み込みで冷媒液供給ポンプ22を切り替え、コアレスモータ10を作動させたときに、トルクTM=0.42Nm、流量LM=1.141ml/minであった。
2 ステータ(固定子)
3 ロータ(回転子)
4 マグネット
8 冷媒液を供給する経路
10 無鉄心回転電気機械またはコアレスモータ
20 制御部または制御装置
21 コイル温度検知センサ
22 ポンプ
23 コントローラ
24 電磁弁
25 温度・電圧記録装置
26 冷媒液流量可変装置
30 駆動部または駆動装置
31 電力計
32 発電機
33 可変負荷
34 トルクセンサ
35 トルク計
40 エアギャップを含む空隙
41 マグネット相互の間隙
80 冷媒液または液相
800 冷媒液の気相
81 冷媒液容器
82 循環手段または循環搬送パイプ
100 円筒コイル
101 円筒コイルの一方の端面
102 円筒コイルの他方の端面
110 円筒コイルの内周側
120 円筒コイルの外周側
200 ステータ2を構成する蓋型マウント
240 蓋型マウントの中心部
300 ロータ3を構成する円筒型マウント
310 円筒型マウントの内周面
340 円筒型マウントの中心部
1000 駆動シャフト
Claims (30)
- 通電可能な無鉄心の円筒コイルの端面を固定する蓋型マウントからなるステータと、前記蓋型マウントに回転自在に対置される円筒型マウントで該円筒型マウントの内周面に複数のマグネットが配備されているロータとでエアギャップを含む空隙を形成し、
前記空隙に冷媒液を供給する経路を前記ステータに設け、前記冷媒液の供給を制御する制御部と、前記ロータを駆動する駆動部と、を配備する、冷却しないときの定格を超える負荷で稼働するための無鉄心回転電気機械であって、
前記駆動部を作動し、冷却しないときの定格を超える負荷で連続稼働するときに、前記制御部を作動し、前記空隙に前記冷媒液を供給し、前記冷媒液を発熱する前記円筒コイルで気化し、前記冷媒液の気化潜熱で、前記円筒コイルを冷却し、前記円筒コイルが定格運転時の許容上限温度を超えないように前記冷媒液の供給量を調整する動作と、該動作によって前記円筒コイルが少なくとも前記冷媒液を気化する下限温度を下回らないように前記空隙に対する前記冷媒液の供給を止める動作とを繰り返すことによって、前記円筒コイルを前記許容上限温度と前記下限温度との範囲に維持して、冷却しないときの定格を超える負荷で連続稼働するようにしたことを特徴とする無鉄心回転電気機械。
- 前記冷媒液が水であって、前記下限温度が100℃で前記許容上限温度が125℃であることを特徴とする請求項1に記載された無鉄心回転電気機械。
- 前記制御部は、前記円筒コイルの温度を検出するコイル温度検知センサと、前記コイル温度検知センサと連動して前記冷媒液を前記空隙に供給するためのポンプと、前記ポンプに対するオン・オフ指令によって前記冷媒液の供給量を調整するコントローラを含むことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載された無鉄心回転電気機械。
- 前記経路に連通する冷媒液容器を前記ステータにさらに配備することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載された無鉄心回転電気機械。
- 前記制御部は、前記円筒コイルの温度を検出するコイル温度検知センサと、前記コイル温度検知センサと連動して前記円筒コイルより高い位置に配置された前記冷媒液容器から前記空隙に前記冷媒液を供給するための電磁弁と、前記電磁弁に対する開閉指令によって前記冷媒液の供給量を調整するコントローラを含むことを特徴とする請求項4に記載された無鉄心回転電気機械。
- 前記冷媒液容器と前記空隙との間を連通する循環手段を前記ステータにさらに配備することを特徴とする請求項4または5のいずれかに記載された無鉄心回転電気機械。
- 前記制御部は、前記循環手段により前記冷媒液の気相を前記冷媒液容器に液相で回収することを特徴とする請求項6に記載された無鉄心回転電気機械。
- 前記円筒型マウントの中心部に固定され、前記蓋型マウントの中心部に回転自在に連結される駆動シャフトを配備することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載された無鉄心回転電気機械。
- 前記円筒コイルは、絶縁層で覆われた軸方向に離間する線状部を有する導電性金属シートの積層体で円筒形に形成される請求項1から8のいずれかに記載された無鉄心回転電気機械。
- 前記円筒コイルは、絶縁層で覆われた線状導体で円筒形に形成される請求項1から8のいずれかに記載された無鉄心回転電気機械。
- 通電可能な無鉄心の円筒コイルの端面を固定する蓋型マウントからなるステータと、前記蓋型マウントに回転自在に対置される円筒型マウントで該円筒型マウントの内周面に複数のマグネットが配備されているロータとによってエアギャップを含む空隙を形成し、
前記空隙に冷媒液を供給する経路を前記ステータに設け、前記冷媒液の供給を制御する制御部と、前記ロータを駆動する駆動部と、を配備する、冷却しないときの定格を超える負荷で稼働するための無鉄心回転電気機械の駆動方法であって、
前記駆動部を作動し、冷却しないときの定格を超える負荷で前記無鉄心回転電気機械を連続稼働する工程と、
前記制御部を作動し、前記空隙に前記冷媒液を供給し、前記冷媒液を発熱する前記円筒コイルで気化し、前記冷媒液の気化潜熱で、前記円筒コイルを冷却し、前記円筒コイルが定格運転時の許容上限温度を超えないように前記冷媒液の供給量を調整する動作と、該動作によって前記円筒コイルが少なくとも前記冷媒液を気化する下限温度を下回らないように前記空隙に対する前記冷媒液の供給を止める動作とを繰り返すことによって、前記円筒コイルを前記許容上限温度と前記下限温度との範囲に維持する工程と、
を含むことを特徴とする駆動方法。
- 前記冷媒液が水であって、前記下限温度が100℃で前記許容上限温度が125℃であることを特徴とする請求項11に記載された駆動方法。
- 前記制御部が、前記円筒コイルの温度を検出するコイル温度検知センサと、前記冷媒液を供給するポンプと、該ポンプに対するオン・オフ指令によって前記冷媒液の供給量を調整するコントローラを含み、
前記コイル温度検知センサを作動し、前記円筒コイルの温度を検出する工程と、
該工程に連動して前記コントローラが前記ポンプを作動し、前記空隙に前記冷媒液を供給する工程および前記冷媒液の供給量を調整する工程と
を含むことを特徴とする請求項11または12のいずれかに記載された駆動方法。
- 前記経路に連通する冷媒液容器を前記ステータにさらに配備することを特徴とする請求項11から13のいずれかに記載された駆動方法。
- 前記制御部が、前記円筒コイルの温度を検出するコイル温度検知センサと、前記コイル温度検知センサと連動して前記円筒コイルより高い位置に配置された前記冷媒液容器から前記空隙に前記冷媒液を供給する電磁弁と、前記電磁弁に対する開閉指令によって前記冷媒液の供給量を調整するコントローラとを含み、
前記コイル温度検知センサを作動し、前記円筒コイルの温度を検出する工程と、
該工程に連動して前記コントローラが前記電磁弁を作動し、前記冷媒液容器から前記空隙に前記冷媒液を供給する工程および前記冷媒液の供給量を調整する工程と、
を含むことを特徴とする請求項14に記載された駆動方法。
- 前記冷媒液容器と前記空隙との間を連通する循環手段を前記ステータにさらに配備することを特徴とする請求項14または15のいずれかに記載された駆動方法。
- 前記制御部が前記循環手段を作動し、前記冷媒液の気相を前記冷媒液容器に液相で回収する工程をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載された駆動方法。
- 前記円筒型マウントの中心部に固定され、前記蓋型マウントの中心部に回転自在に連結される駆動シャフトを配備することを特徴とする請求項11から17のいずれかに記載された駆動方法。
- 前記円筒コイルは、絶縁層で覆われた軸方向に離間する線状部を有する導電性金属シートの積層体で円筒形に形成される請求項11から18のいずれかに記載された駆動方法。
- 前記円筒コイルは、絶縁層で覆われた線状導体で円筒形に形成される請求項11から18のいずれかに記載された駆動方法。
- 通電可能な無鉄心の円筒コイルの端面を固定する蓋型マウントからなるステータと、前記蓋型マウントに回転自在に対置される円筒型マウントで該円筒型マウントの内周面に複数のマグネットを内周面に配備されているロータとによってエアギャップを含む空隙を形成し、
前記ステータに前記空隙に冷媒液を供給する経路を有する無鉄心回転電気機械と、前記ロータと連動して作動する前記回転電気機械を駆動する駆動装置と、前記ステータに配備されるコイル温度検知センサと連動して前記空隙に前記冷媒液を供給する制御装置とからなる、前記無鉄心回転電気機械を冷却しないときの定格を超える負荷で稼働するための駆動システムであって、
前記駆動部を作動し、冷却しないときの定格を超える負荷で連続稼働するときに、前記制御部を作動し、前記空隙に前記冷媒液を供給し、前記冷媒液を発熱する前記円筒コイルで気化し、前記冷媒液の気化潜熱で、前記円筒コイルを冷却し、前記円筒コイルが定格運転時の許容上限温度を超えないように前記冷媒液の供給量を調整する動作と、該動作によって前記円筒コイルが少なくとも前記冷媒液を気化する下限温度を下回らないように前記空隙に対する前記冷媒液の供給を止める動作とを繰り返すことによって、前記円筒コイルを前記許容上限温度と前記下限温度との範囲に維持して、冷却しないときの定格を超える負荷で前記無鉄心回転電気機械を連続稼働することを特徴とする駆動システム。
- 前記冷媒液が水であって、前記下限温度が100℃で前記許容上限温度が125℃であることを特徴とする請求項21に記載された駆動システム。
- 前記制御装置が、前記冷媒液を供給するポンプと、前記ポンプに対するオン・オフ指令によって前記冷媒液の供給量を調整するコントローラとを含み、前記コイル温度検知センサに連動して前記コントローラが前記ポンプを作動し、前記空隙に前記冷媒液を供給すると共に前記冷媒液の供給量を調整することを特徴とする請求項21または22のいずれかに記載された駆動システム。
- 前記経路に連通する冷媒液容器を前記ステータにさらに配備することを特徴とする請求項21から23のいずれかに記載された駆動システム。
- 前記制御装置が、前記冷媒液を供給する電磁弁と、前記電磁弁に対する開閉指令によって前記冷媒液の供給量を調整するコントローラとを含み、前記コイル温度検知センサと連動して前記電磁弁を作動し、前記円筒コイルより高い位置に配置された前記冷媒液容器から前記空隙に前記冷媒液を供給すると共に前記冷媒液の供給量を調整することを特徴とする請求項24に記載された駆動システム。
- 前記冷媒液容器と前記空隙との間を連通する循環手段を前記無鉄心回転電気機械の前記ステータにさらに配備することを特徴とする請求項24または25のいずれかに記載された駆動システム。
- 前記制御装置が、前記循環手段により前記冷媒液の気相を前記冷媒液容器に液相で回収することを特徴とする請求項26に記載された駆動システム。
- 前記無鉄心回転電気機械は、前記円筒型マウントの中心部に固定され、前記蓋型マウントの中心部に回転自在に連結される駆動シャフトを配備することを特徴とする請求項21から27のいずれかに記載された駆動システム。
- 前記円筒コイルは、絶縁層で覆われた軸方向に離間する線状部を有する導電性金属シートの積層体で円筒形に形成される請求項21から28のいずれかに記載された駆動システム。
- 前記円筒コイルは、絶縁層で覆われた線状導体で円筒形に形成される請求項21から28のいずれかに記載された駆動システム。
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