JPH11356021A - 発電器 - Google Patents
発電器Info
- Publication number
- JPH11356021A JPH11356021A JP10169153A JP16915398A JPH11356021A JP H11356021 A JPH11356021 A JP H11356021A JP 10169153 A JP10169153 A JP 10169153A JP 16915398 A JP16915398 A JP 16915398A JP H11356021 A JPH11356021 A JP H11356021A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- stator
- rotor
- generator
- direct current
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 対向する磁極の数の比が整数比とならないロ
ータとステータとを備える発電器において、出力の相殺
のない発電効率の高いものを提供せんとするものであ
る。 【解決手段】 電磁石Ｐ１〜Ｐ９の出力取り出し側にブ
リッジ回路Ｂ１〜Ｂ９を備え、ブリッジ回路Ｂ１〜Ｂ９
によって取り出される直流側に、平滑化回路Ｃ１〜Ｃ９
を接続し、さらにその出力を全て並列に接続して、電力
を得ている。
ータとステータとを備える発電器において、出力の相殺
のない発電効率の高いものを提供せんとするものであ
る。 【解決手段】 電磁石Ｐ１〜Ｐ９の出力取り出し側にブ
リッジ回路Ｂ１〜Ｂ９を備え、ブリッジ回路Ｂ１〜Ｂ９
によって取り出される直流側に、平滑化回路Ｃ１〜Ｃ９
を接続し、さらにその出力を全て並列に接続して、電力
を得ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロータとステータ
との相対的な回転により電力を得る発電器に関する。
との相対的な回転により電力を得る発電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロータとステータの磁極数が整数比で構
成される従来型の発電器では、強いコッキングを生じ、
発電器を稼働させるため外部から加えられる回転に強い
トルク変動を生じ、回転もスムーズに行われないことか
ら、駆動側が風車のようなトルクが小さい時、起動しづ
らく、また起動してもスムーズに回転せず、動力のロス
も大きいといった問題があった。
成される従来型の発電器では、強いコッキングを生じ、
発電器を稼働させるため外部から加えられる回転に強い
トルク変動を生じ、回転もスムーズに行われないことか
ら、駆動側が風車のようなトルクが小さい時、起動しづ
らく、また起動してもスムーズに回転せず、動力のロス
も大きいといった問題があった。
【０００３】そのため、特開平６−１３３５１１号で
は、ロータの磁極とステータの永久磁石の磁極とが正対
した時に最も強い吸引力を生じ、その谷間では急激に吸
引力が減じることがコッキングの原因であるとし、ロー
タの磁極をｎ個とした場合、ステータの永久磁石の磁極
をｎ−１個とすることで、ロータの磁極とステータの永
久磁石の磁極とが正対するのは、常に１極のみであり、
他が同時に正対することがない構成の提案を行ってい
る。これによりコッキングのないスムーズな回転ができ
るようになって、起動しやすく、また動力のロスも小さ
くなった。
は、ロータの磁極とステータの永久磁石の磁極とが正対
した時に最も強い吸引力を生じ、その谷間では急激に吸
引力が減じることがコッキングの原因であるとし、ロー
タの磁極をｎ個とした場合、ステータの永久磁石の磁極
をｎ−１個とすることで、ロータの磁極とステータの永
久磁石の磁極とが正対するのは、常に１極のみであり、
他が同時に正対することがない構成の提案を行ってい
る。これによりコッキングのないスムーズな回転ができ
るようになって、起動しやすく、また動力のロスも小さ
くなった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そのようなコッキング
レスの発電器の構成の一例として、後述する図１に示さ
れる構成がある。すなわち同図では、ロータ１側の電磁
石Ｐが９個であり、これに対向するようその周囲に配さ
れたステータ２側の永久磁石Ｍが８個である構成におい
て、永久磁石Ｍ１と電磁石Ｐ１とが正対している場合
（Ｍ１とＰ１の位置が０°で表される場合）に、他の極
がどの位置にあるかが示されている。永久磁石Ｍ１と電
磁石Ｐ１とが正対している場合、これらのＭ１とＰ１以
外の他の極は、後述する表１に示されるように、位置ズ
レを生じており、その結果各電磁石から位相の異なる電
流が発生することになる。
レスの発電器の構成の一例として、後述する図１に示さ
れる構成がある。すなわち同図では、ロータ１側の電磁
石Ｐが９個であり、これに対向するようその周囲に配さ
れたステータ２側の永久磁石Ｍが８個である構成におい
て、永久磁石Ｍ１と電磁石Ｐ１とが正対している場合
（Ｍ１とＰ１の位置が０°で表される場合）に、他の極
がどの位置にあるかが示されている。永久磁石Ｍ１と電
磁石Ｐ１とが正対している場合、これらのＭ１とＰ１以
外の他の極は、後述する表１に示されるように、位置ズ
レを生じており、その結果各電磁石から位相の異なる電
流が発生することになる。
【０００５】そして上記公報の図面（図５）で示される
ように、Ｐ１〜Ｐ３の組、Ｐ４〜Ｐ６の組、及びＰ７〜
Ｐ９の組を各直列に接続して電力が取り出された場合、
各極の位相差分だけ出力を相殺することになる。たとえ
ば図５に示すように、ある電磁石から取り出される電流
の位相が＋であっても、それと直列に接続された電磁石
から取り出される電流の位相が−であれば、これらの電
磁石の組から得られる出力は、（Ｌ１とＬ２とが相殺
された場合の損失エネルギー）及び（Ｌ２とＬ３とが
相殺された場合の損失エネルギー）の斜線に示されるよ
うに、相殺されることになる。従って十分な出力が得ら
れず、発電効率が悪くなる。このような欠点は、ロータ
とステータの磁極数が整数比で構成される従来型の発電
器にはなかったものである。
ように、Ｐ１〜Ｐ３の組、Ｐ４〜Ｐ６の組、及びＰ７〜
Ｐ９の組を各直列に接続して電力が取り出された場合、
各極の位相差分だけ出力を相殺することになる。たとえ
ば図５に示すように、ある電磁石から取り出される電流
の位相が＋であっても、それと直列に接続された電磁石
から取り出される電流の位相が−であれば、これらの電
磁石の組から得られる出力は、（Ｌ１とＬ２とが相殺
された場合の損失エネルギー）及び（Ｌ２とＬ３とが
相殺された場合の損失エネルギー）の斜線に示されるよ
うに、相殺されることになる。従って十分な出力が得ら
れず、発電効率が悪くなる。このような欠点は、ロータ
とステータの磁極数が整数比で構成される従来型の発電
器にはなかったものである。
【０００６】本発明は従来技術の以上のような問題に鑑
み創案されたもので、対向する磁極の数の比が整数比と
ならないロータとステータとを備える発電器において、
このような出力の相殺のない発電効率の高いものを提供
せんとするものである。
み創案されたもので、対向する磁極の数の比が整数比と
ならないロータとステータとを備える発電器において、
このような出力の相殺のない発電効率の高いものを提供
せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのため本願請求項１に
係る発明の構成は、対向する磁極の数の比が整数比とな
らないロータとステータとを備え、両者間の相対的な回
転により電力を得る発電器において、取り出された電流
を直流化し、電力を得ることを基本的特徴としている。
係る発明の構成は、対向する磁極の数の比が整数比とな
らないロータとステータとを備え、両者間の相対的な回
転により電力を得る発電器において、取り出された電流
を直流化し、電力を得ることを基本的特徴としている。
【０００８】上記構成では、取り出された電流を直流化
することで、電流の位相差の発生をなくすことができる
ため、出力を相殺することがなくなり、発電効率が向上
する。
することで、電流の位相差の発生をなくすことができる
ため、出力を相殺することがなくなり、発電効率が向上
する。
【０００９】請求項２の構成は、請求項１における電流
直流化の構成の具体的構成を特定するもので、対向する
磁極の数の比が整数比とならないロータとステータとを
備え、両者間の相対的な回転によりロータ又はステータ
に巻回されたコイル群から電力を得る発電器において、
該コイルに整流器をつなぎ、取り出された電流を直流化
して、電力を得ることを特徴としている。
直流化の構成の具体的構成を特定するもので、対向する
磁極の数の比が整数比とならないロータとステータとを
備え、両者間の相対的な回転によりロータ又はステータ
に巻回されたコイル群から電力を得る発電器において、
該コイルに整流器をつなぎ、取り出された電流を直流化
して、電力を得ることを特徴としている。
【００１０】すなわち電流の直流化のための構成とし
て、ロータ又はステータに巻回されたコイル群のうち、
電力を取り出すコイルに整流器をつなぎ、取り出された
電流を直流化することで行う。
て、ロータ又はステータに巻回されたコイル群のうち、
電力を取り出すコイルに整流器をつなぎ、取り出された
電流を直流化することで行う。
【００１１】請求項３の構成は、請求項２の構成で得ら
れる直流に脈動を含む場合、この請求項２の構成に加え
て、さらに、整流器で直流化された側に平滑化回路（た
とえばコンデンサとコイル）を接続し、得られる電流を
平滑化させる構成とするものである。
れる直流に脈動を含む場合、この請求項２の構成に加え
て、さらに、整流器で直流化された側に平滑化回路（た
とえばコンデンサとコイル）を接続し、得られる電流を
平滑化させる構成とするものである。
【００１２】請求項４の構成は、請求項２の構成で取り
出された直流電流を、さらに直列及び／又は並列に接続
して（直列だけ、並列だけ、及び直列と並列とを混合し
て接続する場合を含む）、電力を得る構成を提案するも
のである。
出された直流電流を、さらに直列及び／又は並列に接続
して（直列だけ、並列だけ、及び直列と並列とを混合し
て接続する場合を含む）、電力を得る構成を提案するも
のである。
【００１３】請求項５の構成は、請求項３の構成で取り
出され平滑化された直流電流を、さらに直列及び／又は
並列に接続して、電力を得る構成の提案を行うものであ
る。
出され平滑化された直流電流を、さらに直列及び／又は
並列に接続して、電力を得る構成の提案を行うものであ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１〜図４は、本発明の発電器の
構成の具体的一実施形態を示しており、そのうち図１は
発電器のロータ１とステータ２の磁極の対極構造を示し
ている。ロータ１側の電磁石はＰ１〜Ｐ９の９個（図２
及び図３では各電磁石のコイルＬ１〜Ｌ９として示す）
であるのに対し、ステータ２側の永久磁石はＭ１〜Ｍ８
の８個である。したがって電磁石Ｐ１と永久磁石Ｍ１が
正対している場合、他の極は下記表１に示すような位置
ズレ及び位相ズレを生ずることになる。表１は、永久磁
石Ｍ１と電磁石Ｐ１とが正対している場合に、これらの
Ｍ１とＰ１以外の磁極の各位置と、対応する永久磁石Ｍ
と電磁石Ｐとの位置ズレ量、及びこの位置ズレ量に対応
して各電磁石に発生する電流の位相のズレを示してい
る。
構成の具体的一実施形態を示しており、そのうち図１は
発電器のロータ１とステータ２の磁極の対極構造を示し
ている。ロータ１側の電磁石はＰ１〜Ｐ９の９個（図２
及び図３では各電磁石のコイルＬ１〜Ｌ９として示す）
であるのに対し、ステータ２側の永久磁石はＭ１〜Ｍ８
の８個である。したがって電磁石Ｐ１と永久磁石Ｍ１が
正対している場合、他の極は下記表１に示すような位置
ズレ及び位相ズレを生ずることになる。表１は、永久磁
石Ｍ１と電磁石Ｐ１とが正対している場合に、これらの
Ｍ１とＰ１以外の磁極の各位置と、対応する永久磁石Ｍ
と電磁石Ｐとの位置ズレ量、及びこの位置ズレ量に対応
して各電磁石に発生する電流の位相のズレを示してい
る。
【００１５】
【表１】
【００１６】図２及び図３の構成の夫々では、各電磁石
Ｐ１〜Ｐ９の出力取り出し側に全波整流を行うブリッジ
回路Ｂ１〜Ｂ９を備えている。またこれらの図の構成で
は、該ブリッジ回路Ｂ１〜Ｂ９によって取り出される直
流側に、各１つのコンデンサからなる平滑化回路Ｃ１〜
Ｃ９を接続している。
Ｐ１〜Ｐ９の出力取り出し側に全波整流を行うブリッジ
回路Ｂ１〜Ｂ９を備えている。またこれらの図の構成で
は、該ブリッジ回路Ｂ１〜Ｂ９によって取り出される直
流側に、各１つのコンデンサからなる平滑化回路Ｃ１〜
Ｃ９を接続している。
【００１７】図２の構成では、各電磁石Ｐ１〜Ｐ９のコ
イルＬ１〜Ｌ９からブリッジ回路Ｂ１〜Ｂ９及び平滑化
回路Ｃ１〜Ｃ９を経て直流として取り出されてくる出力
を、全て並列に接続して電力を得る構成を示している。
イルＬ１〜Ｌ９からブリッジ回路Ｂ１〜Ｂ９及び平滑化
回路Ｃ１〜Ｃ９を経て直流として取り出されてくる出力
を、全て並列に接続して電力を得る構成を示している。
【００１８】図３の構成では、各電磁石Ｐ１〜Ｐ９のコ
イルＬ１〜Ｌ９からブリッジ回路Ｂ１〜Ｂ９及び平滑化
回路Ｃ１〜Ｃ９を経て直流として取り出されてくる出力
を、全て直列に接続して電力を得る構成を示している。
イルＬ１〜Ｌ９からブリッジ回路Ｂ１〜Ｂ９及び平滑化
回路Ｃ１〜Ｃ９を経て直流として取り出されてくる出力
を、全て直列に接続して電力を得る構成を示している。
【００１９】図４は、図２に示す本発明に係るコッキン
グレスの発電器の構成Ｈ１と、ロータとステータの磁極
数が整数比でない特開平６−１３３５１１号のコッキン
グレス発電器の構成Ｈ２と、ロータとステータの磁極数
が整数比で構成される従来型の発電器Ｈ３による発電効
率を各示すグラフである。同図では、発電器に各値の入
力が与えられた場合に、これらの発電器から取り出され
る出力の値を示している。それによれば、本発明の発電
器Ｈ１は、前記公報のコッキングレス発電器Ｈ２より
も、発電効率が高く、また従来型の発電器Ｈ３よりもさ
らに高いことが解る。これは、得られる電流を直流化し
て、各電磁石から発生していた電流に位相差があること
によって起きていた出力の相殺をなくしたことによるも
のである。さらに本発明の発電器Ｈ１は、コッキングレ
スであるため、従来型の発電器Ｈ３に比べ、回転ロスが
少ない分、発電効率が高くなっている。
グレスの発電器の構成Ｈ１と、ロータとステータの磁極
数が整数比でない特開平６−１３３５１１号のコッキン
グレス発電器の構成Ｈ２と、ロータとステータの磁極数
が整数比で構成される従来型の発電器Ｈ３による発電効
率を各示すグラフである。同図では、発電器に各値の入
力が与えられた場合に、これらの発電器から取り出され
る出力の値を示している。それによれば、本発明の発電
器Ｈ１は、前記公報のコッキングレス発電器Ｈ２より
も、発電効率が高く、また従来型の発電器Ｈ３よりもさ
らに高いことが解る。これは、得られる電流を直流化し
て、各電磁石から発生していた電流に位相差があること
によって起きていた出力の相殺をなくしたことによるも
のである。さらに本発明の発電器Ｈ１は、コッキングレ
スであるため、従来型の発電器Ｈ３に比べ、回転ロスが
少ない分、発電効率が高くなっている。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述した本発明に係る発電器の構成
によれば、コッキングレスの構成でありながら、取り出
された電流を直流化しているため、電流の位相差の発生
をなくすことができ、その結果出力を相殺することがな
くなり、従来のコッキングレス構造の発電器よりも、発
電効率が向上することになる。また請求項３及び請求項
５の構成は、直流化された側に平滑化回路を接続してい
るため、得られた直流に脈動を含む場合でも、平滑化さ
せることが可能となる。さらに請求項４及び請求項５の
構成は、取り出された直流電流を、さらに直列及び／又
は並列に接続して、電力を得ているため、発電器の入力
の大きさに応じて、その接続方法を変更すれば、全ての
レンジにおいて、高い発電効率を得ることができるよう
になる。
によれば、コッキングレスの構成でありながら、取り出
された電流を直流化しているため、電流の位相差の発生
をなくすことができ、その結果出力を相殺することがな
くなり、従来のコッキングレス構造の発電器よりも、発
電効率が向上することになる。また請求項３及び請求項
５の構成は、直流化された側に平滑化回路を接続してい
るため、得られた直流に脈動を含む場合でも、平滑化さ
せることが可能となる。さらに請求項４及び請求項５の
構成は、取り出された直流電流を、さらに直列及び／又
は並列に接続して、電力を得ているため、発電器の入力
の大きさに応じて、その接続方法を変更すれば、全ての
レンジにおいて、高い発電効率を得ることができるよう
になる。
【図１】コッキングレスの発電器におけるロータとステ
ータの磁極の対極構造を示す説明図である。
ータの磁極の対極構造を示す説明図である。
【図２】上記発電器の構成において直流出力を全て並列
に接続して電力を得る構成を示す回路図である。
に接続して電力を得る構成を示す回路図である。
【図３】上記発電器の構成において直流出力を全て直列
に接続して電力を得る構成を示す回路図である。
に接続して電力を得る構成を示す回路図である。
【図４】本発明及び従来のコッキングレス発電器の構成
と、従来型の発電器による発電効率を各示すグラフであ
る。
と、従来型の発電器による発電効率を各示すグラフであ
る。
【図５】従来のコッキングレス発電器において位相の異
なるコイルを組み合わせた場合の損失エネルギを示す説
明図である。
なるコイルを組み合わせた場合の損失エネルギを示す説
明図である。
１ ロータ ２ ステータ
Claims (5)
- 【請求項１】 対向する磁極の数の比が整数比とならな
いロータとステータとを備え、両者間の相対的な回転に
より電力を得る発電器において、取り出された電流を直
流化し、電力を得ることを特徴とする発電器。 - 【請求項２】 対向する磁極の数の比が整数比とならな
いロータとステータとを備え、両者間の相対的な回転に
よりロータ又はステータに巻回されたコイル群から電力
を得る発電器において、該コイルに整流器をつなぎ、取
り出された電流を直流化して、電力を得ることを特徴と
する発電器。 - 【請求項３】 対向する磁極の数の比が整数比とならな
いロータとステータとを備え、両者間の相対的な回転に
よりロータ又はステータに巻回されたコイル群から電力
を得る発電器において、該コイル群に整流器をつなぎ、
取り出された電流を直流化すると共に、その直流側に平
滑化回路を接続して、電力を得ることを特徴とする発電
器。 - 【請求項４】 対向する磁極の数の比が整数比とならな
いロータとステータとを備え、両者間の相対的な回転に
よりロータ又はステータに巻回されたコイル群から電力
を得る発電器において、該コイル群に整流器をつなぎ、
取り出された電流を直流化し、さらにこれらを直列及び
／又は並列に接続して、電力を得ることを特徴とする発
電器。 - 【請求項５】 対向する磁極の数の比が整数比とならな
いロータとステータとを備え、両者間の相対的な回転に
よりロータ又はステータに巻回されたコイル群から電力
を得る発電器において、該コイル群に整流器をつなぎ、
取り出された電流を直流化すると共に、その直流側に平
滑化回路を接続し、さらにこれらを直列及び／又は並列
に接続して、電力を得ることを特徴とする発電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10169153A JPH11356021A (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 発電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10169153A JPH11356021A (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 発電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11356021A true JPH11356021A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15881275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10169153A Pending JPH11356021A (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 発電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11356021A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002262531A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-13 | Toshio Takegawa | 直流発電機 |
| JP2012016269A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Siemens Ag | 発電機、風力タービン、発電機の構成方法および風力タービンにおける発電機の使用 |
-
1998
- 1998-06-03 JP JP10169153A patent/JPH11356021A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002262531A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-13 | Toshio Takegawa | 直流発電機 |
| JP2012016269A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Siemens Ag | 発電機、風力タービン、発電機の構成方法および風力タービンにおける発電機の使用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031215 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040329 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060411 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060808 |