JPH07236259A - 永久磁石式発電機 - Google Patents
永久磁石式発電機Info
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- JPH07236259A JPH07236259A JP4775194A JP4775194A JPH07236259A JP H07236259 A JPH07236259 A JP H07236259A JP 4775194 A JP4775194 A JP 4775194A JP 4775194 A JP4775194 A JP 4775194A JP H07236259 A JPH07236259 A JP H07236259A
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- permanent magnet
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- magnetic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】回転子の永久磁石から固定子に鎖交する磁束
を、高速域ではバイパスさせて固定子への磁束を弱めて
過大な発電電力を抑制する。 【構成】複数の磁極を有する永久磁石２１を設けた回転
軸１上に永久磁石２１に近接してバイパス用のマグネッ
ト５を回動自在に挿通し、その磁極数は永久磁石２１の
それと同数とする。そしてガバナウエイト４１を有する
ガバナ機構４は高回転域ではマグネット５を磁極性の半
サイクル分回転させるべくドライビングプレ−ト４２な
どを連結させ、低回転域では永久磁石２１の磁極性に合
致しているマグネット５を、高回転域では逆極性の位置
に回転させ、永久磁石２１からの磁束をマグネット５に
バイパスさせることにより固定子３に鎖交する磁束を減
少させる。
を、高速域ではバイパスさせて固定子への磁束を弱めて
過大な発電電力を抑制する。 【構成】複数の磁極を有する永久磁石２１を設けた回転
軸１上に永久磁石２１に近接してバイパス用のマグネッ
ト５を回動自在に挿通し、その磁極数は永久磁石２１の
それと同数とする。そしてガバナウエイト４１を有する
ガバナ機構４は高回転域ではマグネット５を磁極性の半
サイクル分回転させるべくドライビングプレ−ト４２な
どを連結させ、低回転域では永久磁石２１の磁極性に合
致しているマグネット５を、高回転域では逆極性の位置
に回転させ、永久磁石２１からの磁束をマグネット５に
バイパスさせることにより固定子３に鎖交する磁束を減
少させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】永久磁石の磁束を利用する永久磁
石式発電機に関する。
石式発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転磁石型の発電機は銅損が少なく効率
がよいため車載のバッテリ充電用の発電機などに利用さ
れるが、エンジンの回転数に応じて発電出力も変動し、
高速回転時では過大な電圧が発生する。したがって低速
回転から高速回転に至る間にて適切な出力を得るには、
高速回転時に発生する過大電圧による電気部品の過負荷
を保護のため、何らかの電圧調整を行う必要がある。
がよいため車載のバッテリ充電用の発電機などに利用さ
れるが、エンジンの回転数に応じて発電出力も変動し、
高速回転時では過大な電圧が発生する。したがって低速
回転から高速回転に至る間にて適切な出力を得るには、
高速回転時に発生する過大電圧による電気部品の過負荷
を保護のため、何らかの電圧調整を行う必要がある。
【０００３】このような発電機の電圧調整として、従来
から種々の提案がなされており、例えば特開平６０−２
５７７５１号、実開平２−１４６９７５号、特開平３−
２５１０６７号、特開平３−２６５４５１号公報にそれ
ぞれ発電出力を制御する発電装置などが開示されてい
る。
から種々の提案がなされており、例えば特開平６０−２
５７７５１号、実開平２−１４６９７５号、特開平３−
２５１０６７号、特開平３−２６５４５１号公報にそれ
ぞれ発電出力を制御する発電装置などが開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の特開昭６０−２
５７７５１号公報に示されたオルタネ−タは、永久磁石
による磁気回路の磁束密度を変化させる磁束密度可変機
構を、回転数に応じて軸方向に移動させているが、その
機械精度が出し難く、また無制御時の磁気抵抗が大のた
め性能的に不利となる不具合がある。
５７７５１号公報に示されたオルタネ−タは、永久磁石
による磁気回路の磁束密度を変化させる磁束密度可変機
構を、回転数に応じて軸方向に移動させているが、その
機械精度が出し難く、また無制御時の磁気抵抗が大のた
め性能的に不利となる不具合がある。
【０００５】また、実開平２−１４６９７５号公報に示
された小型発電機はガバナにより軸方向に操作されるロ
−タのストロ−ク分の空間が必要のため大型となる欠点
があり、特開平３−２５１０６７号公報の交流発電機や
特開平３−２６５４５１号公報の発電装置では回転部分
に界磁巻線が必要となって複雑化するという問題があ
る。
された小型発電機はガバナにより軸方向に操作されるロ
−タのストロ−ク分の空間が必要のため大型となる欠点
があり、特開平３−２５１０６７号公報の交流発電機や
特開平３−２６５４５１号公報の発電装置では回転部分
に界磁巻線が必要となって複雑化するという問題があ
る。
【０００６】本発明はこのような従来の問題を改善しよ
うとするものであり、その目的は回転子に永久磁石を用
いた発電機の低回転域の性能を抑えたり、回転部分を複
雑化することなく、高回転域における過大な発電電力を
抑制しようとする永久磁石式発電機を提供することにあ
る。
うとするものであり、その目的は回転子に永久磁石を用
いた発電機の低回転域の性能を抑えたり、回転部分を複
雑化することなく、高回転域における過大な発電電力を
抑制しようとする永久磁石式発電機を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、回転子に用いた複数極の永久磁石
からの鎖交磁束により固定子に起電力を生ずる永久磁石
式発電機において、前記の永久磁石と近接して同軸上に
回動自在に配置され永久磁石と同一極数の磁束バイパス
用のマグネットと、回転子の回転数に応じて変位するガ
バナ機構と、該ガバナ機構の変位に対応して前記のマグ
ネットを磁極性の半サイクル分回動せしめるマグネット
回転手段とを備えた永久磁石式発電機が提供される。
めに本発明によれば、回転子に用いた複数極の永久磁石
からの鎖交磁束により固定子に起電力を生ずる永久磁石
式発電機において、前記の永久磁石と近接して同軸上に
回動自在に配置され永久磁石と同一極数の磁束バイパス
用のマグネットと、回転子の回転数に応じて変位するガ
バナ機構と、該ガバナ機構の変位に対応して前記のマグ
ネットを磁極性の半サイクル分回動せしめるマグネット
回転手段とを備えた永久磁石式発電機が提供される。
【０００８】
【作用】回転子の低速域では磁束バイパス用のマグネッ
トの磁極性が永久磁石と同極性のため、永久磁石からの
磁束は他への漏洩が少く固定子に鎖交して十分な発電力
が得られ、回転子の高速域ではガバナ機構の作動により
マグネットが逆極性の位置に回動され、永久磁石からの
磁束の一部はマグネットによりバイパスされるため固定
子への磁束が減じて発電出力が抑制される。
トの磁極性が永久磁石と同極性のため、永久磁石からの
磁束は他への漏洩が少く固定子に鎖交して十分な発電力
が得られ、回転子の高速域ではガバナ機構の作動により
マグネットが逆極性の位置に回動され、永久磁石からの
磁束の一部はマグネットによりバイパスされるため固定
子への磁束が減じて発電出力が抑制される。
【０００９】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は本発明にかかる永久磁石式発電
機の一実施例を示す断面図であり、図２はその回転子や
固定子の縦断面図である。
詳細に説明する。図１は本発明にかかる永久磁石式発電
機の一実施例を示す断面図であり、図２はその回転子や
固定子の縦断面図である。
【００１０】これらの図面において、１は回転軸で、そ
の一端に設けられたプ−リ１１がベルトによりエンジン
の駆動軸に結合されて回転するもので、該回転軸１に
は、例えば図２に示すように六分割に着磁された永久磁
石２１からなる回転子２が取付けられ、その着磁方向は
図示のように交互に逆極性に磁化されている。
の一端に設けられたプ−リ１１がベルトによりエンジン
の駆動軸に結合されて回転するもので、該回転軸１に
は、例えば図２に示すように六分割に着磁された永久磁
石２１からなる回転子２が取付けられ、その着磁方向は
図示のように交互に逆極性に磁化されている。
【００１１】３はケ−シング３１に収納された固定子で
巻線３２を有し、永久磁石２１を備えた回転子２の回転
による磁束変化に応じて起電力を生じ、例えば車載のバ
ッテリに充電電力を供給するものである。
巻線３２を有し、永久磁石２１を備えた回転子２の回転
による磁束変化に応じて起電力を生じ、例えば車載のバ
ッテリに充電電力を供給するものである。
【００１２】４はガバナ機構で、前記のプ−リ１１と逆
方向の回転軸１の端部に取付けられており、図３にその
断面図と側面図を、図４にガバナウエイトの斜視図を示
すが、該ガバナ機構４は図示のようにガバナケ−ス４
０、ガバナウエイト４１、ドライビングプレ−ト４２、
スプリング４３などが備えられている。
方向の回転軸１の端部に取付けられており、図３にその
断面図と側面図を、図４にガバナウエイトの斜視図を示
すが、該ガバナ機構４は図示のようにガバナケ−ス４
０、ガバナウエイト４１、ドライビングプレ−ト４２、
スプリング４３などが備えられている。
【００１３】そして、ガバナピン４１１が立設された勾
玉状のガバナウエイト４１は、ガバナケ−ス４０のガバ
ナ軸４０１に挿通されてリテ−ナ４０２により取付けら
れ、図５の停止時の説明図に示すように相対するガバナ
ウエイトとの間にはスプリング４３が左右に掛けられて
いる。また、ガバナピン４１１はドライビングプレ−ト
４２の所定位置の長穴４５に係合されており、回転子２
の高速回転によりガバナウエイト４１に働く遠心力がス
プリング４３の弾性力に打勝つと、ガバナウエイト４１
が外周方向に広がるとともに、後述する磁束のバイパス
用のマグネットを移動させて回転子２の永久磁石２１の
磁束をバイパスして固定子３への鎖交磁束を弱めるもの
である。
玉状のガバナウエイト４１は、ガバナケ−ス４０のガバ
ナ軸４０１に挿通されてリテ−ナ４０２により取付けら
れ、図５の停止時の説明図に示すように相対するガバナ
ウエイトとの間にはスプリング４３が左右に掛けられて
いる。また、ガバナピン４１１はドライビングプレ−ト
４２の所定位置の長穴４５に係合されており、回転子２
の高速回転によりガバナウエイト４１に働く遠心力がス
プリング４３の弾性力に打勝つと、ガバナウエイト４１
が外周方向に広がるとともに、後述する磁束のバイパス
用のマグネットを移動させて回転子２の永久磁石２１の
磁束をバイパスして固定子３への鎖交磁束を弱めるもの
である。
【００１４】５は磁束のバイパス用のマグネットで回転
軸１に回動自在に挿通され、図６に示すようにその着磁
は回転子２の永久磁石２１と同極数に分割されて着磁さ
れており、ホルダ５１により永久磁石２１と近接して配
置され、回転軸１の停止時は図１のように永久磁石２１
と同極となるように取付けられている。そして、ホルダ
５１は連結ピン４４によりドライビングプレ−ト４１と
連結され、高速域にて遠心力によりガバナウエイト４１
が外周方向に広がると、長穴４５に係合しているガバナ
ピン４１１がドライビングプレ−ト４２やホルダ５１を
移動しマグネット５を回動させ、停止時は永久磁石１１
の磁極性と同位相であったマグネット５が逆位相の磁極
性の位置となるように構成されている。
軸１に回動自在に挿通され、図６に示すようにその着磁
は回転子２の永久磁石２１と同極数に分割されて着磁さ
れており、ホルダ５１により永久磁石２１と近接して配
置され、回転軸１の停止時は図１のように永久磁石２１
と同極となるように取付けられている。そして、ホルダ
５１は連結ピン４４によりドライビングプレ−ト４１と
連結され、高速域にて遠心力によりガバナウエイト４１
が外周方向に広がると、長穴４５に係合しているガバナ
ピン４１１がドライビングプレ−ト４２やホルダ５１を
移動しマグネット５を回動させ、停止時は永久磁石１１
の磁極性と同位相であったマグネット５が逆位相の磁極
性の位置となるように構成されている。
【００１５】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明すると、回転子２の低速域ではガバナウエイト
４１に働く遠心力が小さくスプリング４３の力が強いた
め、ガバナウエイト４１が外方に移動せず図１に示すよ
うに磁束のバイパス用のマグネット５は永久磁石２１と
磁極性が同相となり、したがって、永久磁石２１からの
磁束は十分に固定子３に鎖交して、その巻線３２からは
低速でも適切な起電力が得られることになる。
動を説明すると、回転子２の低速域ではガバナウエイト
４１に働く遠心力が小さくスプリング４３の力が強いた
め、ガバナウエイト４１が外方に移動せず図１に示すよ
うに磁束のバイパス用のマグネット５は永久磁石２１と
磁極性が同相となり、したがって、永久磁石２１からの
磁束は十分に固定子３に鎖交して、その巻線３２からは
低速でも適切な起電力が得られることになる。
【００１６】ついで、回転子２が高速域になると、ガバ
ナウエイト４１に働く遠心力が大となって、スプリング
４３の弾性力に打勝ってくると、ガバナウエイト４１は
図７に示すように外方に広がることになり、このためガ
バナピン４１１を介してドライビンプレ−ト４２が移動
を始め、連結しているマグネット５も移動してその磁極
性が永久磁石２１極性に対して逆極性に移行することに
なる。この結果、図８に示すように永久磁石２１からの
磁束の一部はマグネット５の逆極性の磁束と打消し合
い、固定子３に鎖交する磁束が減じ、過大な起電力が抑
制されることになる。
ナウエイト４１に働く遠心力が大となって、スプリング
４３の弾性力に打勝ってくると、ガバナウエイト４１は
図７に示すように外方に広がることになり、このためガ
バナピン４１１を介してドライビンプレ−ト４２が移動
を始め、連結しているマグネット５も移動してその磁極
性が永久磁石２１極性に対して逆極性に移行することに
なる。この結果、図８に示すように永久磁石２１からの
磁束の一部はマグネット５の逆極性の磁束と打消し合
い、固定子３に鎖交する磁束が減じ、過大な起電力が抑
制されることになる。
【００１７】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【００１８】
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
回転子の永久磁石の近傍に磁束のバイパス用のマグネッ
トを配置し、ガバナウエイトやドライビングプレ−トな
どの作動により、低速域では永久磁石からの磁束を十分
に鎖交させ、高速域では隣接するバイパス用のマグネッ
トの磁力を永久磁石の磁極と逆極性に移行してバイパス
させ、固定子方向への磁束を抑制するため高速回転時の
過大な電圧や電力を防止できる効果が得られる。
回転子の永久磁石の近傍に磁束のバイパス用のマグネッ
トを配置し、ガバナウエイトやドライビングプレ−トな
どの作動により、低速域では永久磁石からの磁束を十分
に鎖交させ、高速域では隣接するバイパス用のマグネッ
トの磁力を永久磁石の磁極と逆極性に移行してバイパス
させ、固定子方向への磁束を抑制するため高速回転時の
過大な電圧や電力を防止できる効果が得られる。
【００１９】また本発明では永久磁石の磁束を抑えるマ
グネットを少くとも６０°程度回動するのみのため、移
動用のスペ−スは特に必要とせず、さらに低速域ではマ
グネットからの同極の磁極により、回転子の永久磁石の
漏洩が抑制できるという利点も生ずる。
グネットを少くとも６０°程度回動するのみのため、移
動用のスペ−スは特に必要とせず、さらに低速域ではマ
グネットからの同極の磁極により、回転子の永久磁石の
漏洩が抑制できるという利点も生ずる。
【図１】本発明にかかる永久磁石式発電機の一実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】本実施例の縦断面図。
【図３】ガバナ機構の断面図と側面図。
【図４】ガバナウエイトの斜視図。
【図５】本実施例の低速時のガバナ機構の説明図。
【図６】バイパス用のマグネットの磁性の説明図。
【図７】本実施例の高速時のガバナ機構の説明図。
【図８】本実施例の高速時の磁束を示す説明図。
１…回転軸 ２…回転子 ３…固定子 ４…ガバナ機構 ５…マグネット ２１…永久磁石 ３２…巻線 ４１…ガバナウエイト ４２…ドライビングプレ−ト ４３…スプリング
Claims (2)
- 【請求項１】回転子に用いた複数極の永久磁石からの鎖
交磁束により固定子に起電力を生ずる永久磁石式発電機
において、前記の永久磁石と近接して同軸上に回動自在
に配置され永久磁石と同一極数の磁束バイパス用のマグ
ネットと、回転子の回転数に応じて変位するガバナ機構
と、該ガバナ機構の変位に対応して前記のマグネットを
磁極性の半サイクル分回転せしめるマグネット回転手段
とを備えたことを特徴とする永久磁石式発電機。 - 【請求項２】前記のマグネットの磁極性は回転子の停止
時は永久磁石の磁極性と同極性に配置され、高速域では
前記のマグネット回転手段によりマグネットが永久磁石
の逆極性の位置に回動されることを特徴とする請求項１
記載の永久磁石式発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4775194A JPH07236259A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 永久磁石式発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4775194A JPH07236259A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 永久磁石式発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07236259A true JPH07236259A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12784068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4775194A Pending JPH07236259A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 永久磁石式発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07236259A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5821710A (en) * | 1996-09-30 | 1998-10-13 | Hitachi Metals, Ltd. | Brushless motor having permanent magnets |
| US6713990B1 (en) | 1999-08-09 | 2004-03-30 | Moteurs Leroy-Somer | Device for producing electricity having voltage-booster chopper circuit with an IGBT transistor |
| JP2006006023A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Fuji Seratekku Kk | コギング防止装置を備えた発電・電動機 |
| JP2007503199A (ja) * | 2003-05-30 | 2007-02-15 | ザ ユニヴァーシティ オブ バース | 永久磁石ロータを有する電動機 |
| JP2007221881A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機 |
| JP2008109852A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Deere & Co | 二重ローター電磁装置 |
| US7382074B2 (en) | 2006-01-30 | 2008-06-03 | Society For Research And Initiatives For Sustainable Technologies And Institutions | Alternate current power generator |
| WO2011115367A3 (ko) * | 2010-03-15 | 2011-12-08 | Do Tae Whan | 기전력 안정화 영구자석 발전기 |
| WO2017005928A1 (de) * | 2015-07-09 | 2017-01-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Elektromaschine mit magnetflussschwächungsvorrichtung |
| RU195701U1 (ru) * | 2019-10-09 | 2020-02-04 | Евгений Николаевич Коптяев | Электрическая машина с постоянными магнитами |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP4775194A patent/JPH07236259A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5821710A (en) * | 1996-09-30 | 1998-10-13 | Hitachi Metals, Ltd. | Brushless motor having permanent magnets |
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| WO2011115367A3 (ko) * | 2010-03-15 | 2011-12-08 | Do Tae Whan | 기전력 안정화 영구자석 발전기 |
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| US9013079B2 (en) | 2010-03-15 | 2015-04-21 | Tae whan Do | Permanent magnet generator for stabilizing electromotive force |
| WO2017005928A1 (de) * | 2015-07-09 | 2017-01-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Elektromaschine mit magnetflussschwächungsvorrichtung |
| US10263500B2 (en) | 2015-07-09 | 2019-04-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Electrical machine including a magnetic flux weakening apparatus |
| RU195701U1 (ru) * | 2019-10-09 | 2020-02-04 | Евгений Николаевич Коптяев | Электрическая машина с постоянными магнитами |
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