JPH08205489A - 同期交流発電機 - Google Patents

同期交流発電機

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JPH08205489A
JPH08205489A JP902395A JP902395A JPH08205489A JP H08205489 A JPH08205489 A JP H08205489A JP 902395 A JP902395 A JP 902395A JP 902395 A JP902395 A JP 902395A JP H08205489 A JPH08205489 A JP H08205489A
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JP
Japan
Prior art keywords
stator
rotor
synchronous
generator
magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP902395A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshitsugu Kurosaki
義継 黒崎
Original Assignee
Nippon Conlux Co Ltd
株式会社日本コンラックス
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Publication date
Application filed by Nippon Conlux Co Ltd, 株式会社日本コンラックス filed Critical Nippon Conlux Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】効率が高く整流ブラシの不要な同期交流発電機
の実現を目的とする。 【構成】回転子では4極等間隔に配置された内面着磁の
磁石(1)と、磁石(1)に対して磁極を45度ずらし
て4極等間隔に配置された別の内面着磁の磁石(2)と
を軸方向に一定の間隔をおいてパイプヨーク(3)を介
してアウターロータ(4)に固定し、固定子では、2組
の3極の磁極鉄心(6、6´)を120度間隔で配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は誘導発電機に関し、殊
に発電効率が良く、整流ブラシを不要にした小形誘導発
電機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の発電機ではN極とS極が交互に動
作するように構成されている場合が多かった。その為、
反磁力が働いて高調波成分の多い起磁力波形が発生する
ことが多く、また渦電流損が多くなった。これを防ぐた
め補助極を設ける方法や、磁極全面を一様に着磁するこ
とをやめ、極中心から外れたところの着磁密度をかなり
下げて使用するなどの方法があるが、いずれにしても、
発電の効率を低下させることになる。また、整流ブラシ
を必要とするため、騒音を発生し、ブラシの磨耗を伴う
ため定期的な保守が必要であり、擦動面での火花が周囲
の電子機器に有害な雑音を発生するなどの問題があっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
発電機は高調波成分の多い起磁力波形が発生するため発
電効率の面で問題があり、また整流ブラシを用いている
ために騒音や保守面での問題も有していた。本発明はこ
の点を解決して効率が高く整流ブラシの不要な同期交流
発電機の実現を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、一方の底面を有する中空円筒状に構成さ
れ、底面の中心から該中空円筒内部を軸線方向に伸びる
回転軸を有する回転子枠と、前記回転子枠の内面の周方
向に所定間隔をおいて等間隔にNS交互に配置された複
数の磁極を有する界磁石とからなる回転子と、周方向に
等間隔に設けられた複数の固定子鉄心と、前記固定子鉄
心上に巻かれる固定子コイルと、前記固定子鉄心を固定
するフランジと、前記フランジおよびまたは前記固定子
鉄心に設けられ前記回転子の回転軸を支持する軸受けと
を有する固定子とを有する外部回転子型の同期交流発電
機において、前記界磁石は軸方向に所定の距離を置いて
前記磁極が互いに一定の角度になるように配置された2
組の永久磁石の組からなり、前記固定子鉄心は前記永久
磁石のそれぞれの組に対峙して軸方向に離間して2組配
置されていることを特徴とする。
【0005】ここで、前記永久磁石の極数は1組につい
て4極、合計8極であること特徴とする。
【0006】また、前記固定子鉄心および前記固定子コ
イルの数は1組について3個、合計6個であることを特
徴とする。
【0007】さらに、前記固定子枠内面に同軸円筒状に
ヨークをさらに設け、前記ヨーク内面上に前記界磁石を
設けたことを特徴とする。
【0008】さらに、前記固定子鉄心は同一の継鉄上に
固定され、前記継鉄を介して前記フランジに固定されて
いることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明によれば、固定子鉄心と回転子界磁石間
の平均距離の変動を少なくでき、発電効率の良い同期交
流発電機ができる。さらにアウターロータ型に構成した
ので、整流ブラシが不要になる。
【0010】
【実施例】以下、本発明にかかる同期交流発電機を添付
図面を参照にして詳細に説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例による同期三相交
流発電機の図2のA−Aに沿う軸方向の断面図、図2は
同じ同期三相交流発電機の図1のB−Bに沿う径方向の
断面図、図3は図1のC−Cに沿う径方向の断面図であ
る。
【0012】また、図4は図1などに示す本発明の一実
施例による同期三相交流発電機の回転子の組み立て図、
図5は固定子の組み立て図である。ただし図5では3組
ある固定子磁石については、そのうちの1組だけを代表
して示し残りは省略した。
【0013】図1〜4において、1、2は回転子の磁
石、3は回転子のヨーク、4は回転子のアウターロー
タ、5はシャフトである。また、6、6´、7、7´、
8、8´は固定子磁石の磁極鉄心、9、10、11は固
定子磁石の継鉄、12、12´、13、13´、14、
14´は固定子磁石の各コイル、15はフランジ、1
6、17は軸受け、18はきくワッシャー、19は留め
金具、20と21は留め板、22と23は留め捩子であ
る。この各部のうち磁石1、2、ヨーク3、アウターロ
ータ4、シャフト5で回転子を構成し、磁極鉄心6、6
´、7、7´、8、8´、継鉄9、10、11、コイル
12、12´、13、13´、14、14´、フランジ
15、留め金具19、留め板20、21、留め捩子2
2、23で固定子を構成する。
【0014】構成を更に詳しく説明する。図1〜4から
分かるように、回転子は4極等間隔に配置された内面着
磁の磁石1と、磁石1に対して磁極を45度ずらして4
極等間隔に配置された内面着磁の磁石2とが一定の間隔
をおいてパイプヨーク3の内面に固定され、パイプヨー
ク3は更にアウターロータ4に固定されている。従って
磁石1、磁石2とパイプヨーク3、アウターロータ4は
同心円筒状に積層構成されている。アウターロータ4は
更に一方の底面を有し、この一方の底面の中心から磁石
1、磁石2、パイプヨーク3、アウターロータ4で構成
される同心円筒の軸に一致した自身の軸を有するシャフ
ト5が円筒の開口方向に伸びている。シャフト5には外
部から回転力が与えられるようになっている。これらの
同心円筒状に積層構成された磁石1、2、ヨーク3、ア
ウターロータ4とシャフト5で回転子を構成している。
【0015】一方、固定子側は、図1〜3および図5か
ら分かるように、3極の磁極鉄心6、7、8、6´、7
´、8´が120度間隔で配置され、これらの磁極鉄心
6、7、8、6´、7´、8´は継鉄9、10、11で
フランジ15のフランジシャフト15−1に固定されて
いる。
【0016】次にこの発明の作用について図6に沿って
説明する。
【0017】図6において円30は回転子の内周を模式
的に示したもので、円上の点1−1、1−2、1−3、
1−4は磁石1の磁極の中心を、点2−1、2−2、2
−3、2−4は磁石2の磁極の中心を示す。また、実線
6、7、8は磁極鉄心の中心線を示す。
【0018】ところで磁石が磁石1だけであったとする
と、図に示したような状態で磁極鉄心6の中心と磁石1
の磁極1−1の中心とは一致するが磁極鉄心7の中心と
磁石1の磁極1−2あるいは1−3の中心とはそれぞれ
30°、60°の角度を有することになり、回転子と固
定子の位置関係によってギャップにおける磁石のパーミ
アンス変化が大きくなり、高調波成分の多い起磁力波形
が発生する原因になり、また渦電流損が多く、さらにコ
キングトルク(トルクむら)の変動幅が大きくなる原因
になる。ところが本発明では磁石1と磁極を45度ずら
した磁石2が存在するため、磁極鉄心6、7、8側で磁
極鉄心の中心と磁石の磁極の離れた場合に、磁極鉄心6
´、7´、8´側で磁石2の磁極の中心が比較的接近す
るため、回転子と固定子の位置関係が変わってもパーミ
アンスのむらが少なくなり、高調波成分の多い起磁力波
形が発生するおそれが少なくなり、補助極を設ける必要
や、磁極の極中心から外れたところの着磁密度を下げて
使用するなどの必要がなく、効率のよい発電装置が実現
できる。
【0019】本実施例では磁極鉄心6、7、8、6´、
7´、8´および継鉄9、10、11、9´、10´、
11´は鉄板の積層構造で構成する。これにより渦電流
損を軽減することができる。また、磁極鉄心6、7、
8、6´、7´、8´および継鉄9、10、11、9
´、10´、11´はコイルの中心でフランジ15のフ
ランジシャフト15−1に結合するようにした。このた
め、磁気の漏洩による損失を防ぐことができる。
【0020】本実施例の回転子の回転により120度位
相コイル12、13、14および12´、13´、14
´に発電される3相交流電流は整流器20によって直流
に変換できる。この結線を図7に示す。この時、コイル
12、13、14側の直流出力+、−とコイル12´、
13´、14´側の直流出力(+)、(−)は結線によ
り独立に出力したり、直列、並列に結線することができ
る。
【0021】本実施例では図5から分かるように磁極鉄
心6、7、8、6´、7´、8´と継鉄9、10、1
1、9´、10´、11´が分離できる構成になってい
るので、本実施例のコイル12、13、14、12´、
13´、14´はコイルは各磁極鉄心6、7、8、6
´、7´、8´毎に設けることができ、かつ空心巻線で
構成できる。したがって巻線作業の効率が良く廉価に実
現できる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、 (1)回転子磁石は4極等間隔に配置された磁極を有す
る内面着磁の第1および第2の磁石を、磁極を互いに4
5度ずらしてパイプヨークの内面に固定して円周上に8
極を有する構成にした。また固定子は、第1の磁石およ
び第2の磁石に対して各々3極等間隔に配置された第1
および第2の2組の磁極鉄心を継鉄により固定して設
け、各磁極鉄心に6つのコイルを設けて構成した。
【0023】(2)この磁極鉄心および継鉄は積層構造
で構成し、磁気の漏洩を防ぐためコイルの中心で結合す
る。
【0024】(3)4極2組の回転子磁石と3相2組の
固定子磁石で構成されるので、ギャップにおける磁石の
パーミアンスによるコキングトルクの変動幅が押さえら
れる。
【0025】このため、損失が少なく発電の効率の良い
3相同期発電機が実現できる。
【0026】(4)また回転子の回転により6つのコイ
ルに発生する3相交流電流は整流器によって直流に変換
できる。
【0027】(5)第1磁極鉄心に対応する前記コイル
の出力電流と第2の磁極鉄心に対応するコイルの出力電
流は直列又は並列に切り替えることが可能な様に作られ
ている。
【0028】したがって種々な目的に適用でき用途が広
い。
【0029】(6)コイルは各磁極鉄心毎に設けられ、
空心巻線で構成できるので巻線作業の効率が良い。
【0030】(7)回転子磁石を永久磁石で構成し、固
定子磁石にコイルを設けて3相交流電流を固定子磁石か
ら取り出すように構成したので、整流ブラシが不要で、
回転子に鉄心を持たない。
【0031】したがって、廉価で、長寿命、高効率で、
保守が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による同期三相交流発電機の
軸方向の断面図。
【図2】図1の実施例の同期三相交流発電機の径方向の
断面図。
【図3】図1の実施例の同期三相交流発電機の径方向の
断面図。
【図4】図1の実施例の同期三相交流発電機の回転子の
組み立て図。
【図5】図1の実施例の同期三相交流発電機の固定子の
組み立て図。
【図6】図1の実施例の作用の説明図。
【図7】図1の実施例の出力3相交流電流の整流回路の
一例。
【符号の説明】
1、2 回転子磁石 3 回転子ヨーク 4 回転子アウターロータ 5 シャフト 6、6´、7、7´、8、8´ 固定子磁石の磁極鉄心 9、10、11 固定子磁石の継鉄 12、12´、13、13´、14、14´ 固定子磁
石の各コイル 15 フランジ 16、17 軸受け 18 きくワッシャー 19 留め金具 20、21 留め板 22、23 留め捩子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の底面を有する中空円筒状に構成さ
    れ、底面の中心から該中空円筒内部を軸線方向に伸びる
    回転軸を有する回転子枠と、前記回転子枠の内面の周方
    向に所定間隔をおいて等間隔にNS交互に配置された複
    数の磁極を有する界磁石とからなる回転子と、 周方向に等間隔に設けられた複数の固定子鉄心と、前記
    固定子鉄心上に巻かれる固定子コイルと、前記固定子鉄
    心を固定するフランジと、前記フランジおよびまたは前
    記固定子鉄心に設けられ前記回転子の回転軸を支持する
    軸受けとを有する固定子とを有する外部回転子型の同期
    交流発電機において、 前記界磁石は軸方向に所定の距離を置いて前記磁極が互
    いに一定の角度になるように配置された2組の永久磁石
    の組からなり、 前記固定子鉄心は前記永久磁石のそれぞれの組に対峙し
    て軸方向に離間して2組配置されていることを特徴とす
    る同期交流発電機。
  2. 【請求項2】 前記永久磁石の極数は1組について4
    極、合計8極であることを特徴とする請求項1記載の同
    期交流発電機。
  3. 【請求項3】 前記固定子鉄心および前記固定子コイル
    の数は1組について3個、合計6個であることを特徴と
    する請求項1記載の同期交流発電機。
  4. 【請求項4】 前記固定子枠内面に同軸円筒状にヨーク
    をさらに設け、前記ヨーク内面上に前記永久磁石を設け
    たことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3
    記載の同期交流発電機。
  5. 【請求項5】 前記固定子鉄心は同一の継鉄上に固定さ
    れ、前記継鉄を介して前記フランジに固定されているこ
    とを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3または請
    求項4記載の同期交流発電機。
JP902395A 1995-01-24 1995-01-24 同期交流発電機 Pending JPH08205489A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007318853A (ja) * 2006-05-24 2007-12-06 Aisan Ind Co Ltd モータ
CN102355110A (zh) * 2011-11-01 2012-02-15 东南大学 大容量外转子三面定子横向磁通永磁风力发电机
CN102361379A (zh) * 2011-11-01 2012-02-22 东南大学 大容量双c型定子双盘式转子横向磁通永磁风力发电机

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