JPS603670Y2 - 永久磁石形回転電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は永久磁石形回転電機に係り、特にその磁極構造
に関するものである。

永久磁石層発電機は必要な界磁束が永久磁石から供給さ
れるので特別な励磁電流を必要とせず、ただ回転させれ
ば回転に対応した電圧と周波数を発生できる反面、一旦
出来上った発電機の永久磁石の磁束は第１図に示すよう
な永久磁石の磁束密度Ｂ−起磁力Ｈ動作特性によってほ
ぼ定まってしまい、電圧の調整には動作パーミアンスや
、洩れパーミアンスの変更が必要である。

また、永久磁石形回転電機は、例えば分解、組立等で回
転子（例えば３図のような）を固定子から引外したりし
てその動作状態と位置関係が異なると動作パーミアンス
が変化する。

即ち、この動作パーミアンスは第１図の直線ＯＰから直
線＜）Ｒで示す如くになり、その後の磁石の動作はこの
磁石の可逆透磁率にしたがって直線ｃｅ上を移動するこ
とになる。

したがって、その動作特性かもとのＢ−Ｈ曲線ａｂｅｄ
とは異ってくる。

ここで、パーミアンス線ＯＰは回転子が固定子内に挿入
されている場合であり、パーミアンス線ＯＲは回転子が
固定子より外されている場合で、主としてもれ磁束を支
配するパーミアンス線である。

いま、何らかの原因でパーミアンスが直線ＯＲからＯＲ
’のように下がったとすると動作点が０点からＣ′点に
なり、その後の磁石の動作は直線ｃ／ｅ／上を動くこと
になる。

したがって発電機組立完了時などに、磁石の動作パーミ
アンスが直線ＯＰにもどっても動作点はｆからｆ′に下
がってしまい、その点における磁束密度はＢ１からＢ２
に下がってしまう。

このような磁石の減磁を防ぐために、一旦ＯＲまで下が
ったパーミアンス状態より少しパーミアンスを上げてＯ
Ｒ“のような状態に調整できれば、動作点の落込みは高
々Ｃ″になる。

ここで何らかの原因で動作パーミアンスが直線ＯＲ“か
ら下がっても動作パーミアンスが直線ＯＲまでは動作点
の移動はｃｅ上にあるので、組立完了時等に該動作パー
ミアンスが直線ＯＰまで戻っても動作点はｆのままであ
り、磁石動作の安定化が計れる。

また、パーミアンス線がＯＲ，ＯＰである場合には、Ｏ
Ｐによる動作点ｆにおける磁石の磁束密度は第１図で１
ｆ（＝Ｂ□）でそのうち空隙用磁束密度はｆｈ、もれ磁
束密度はｉｈである。

パーミアンス線がＯＲ″、ＯＰとなった場合には、磁石
磁束密度はｉｆであるが、そのうちわけは、空隙用磁束
密度ｆｈ“、もれ磁束密度はｉｈ“となる。

したがって、この場合は、磁石の動作点ｆの安定度を増
すと同時に、空隙分磁束密度をｆｈ、ｆｈ″と変化させ
、誘起電圧を変化させることができる。

本考案者はこの点に着目して第２図に示す如く永久磁石
１の両極面より該極面より幅の広い極板２，３を装着し
てなる磁石単位６を、第３図に示すように回転子７の継
鉄８に固設し、磁石単位６が固設された回転子７を固定
子（図示せず）内に挿入して回転電機を構成したが、こ
の場合回転子７が固定子に挿入される前の磁石単位６の
パーミアンスを第１図に示す動作パーミアンス線ＯＲと
すると、動作点はＣになっている。

したがって動作点は同じｆ点でも、空隙分磁束密度はｍ
１洩れ磁束は市となるわけで、何らかの理由でパーミア
ンス変動などがあると磁石の動作点が不安定になり、誘
起電圧も不安定になる。

本考案は以上の原理を利用して磁石の安定化を図ると同
時に誘起電圧の調整が可能な磁石単位からなる永久磁石
形回転電機を得る目的でなされたものであり、以下に本
考案の一実施例を説明する。

この実施例においては、第４図Ａに示す如く永久磁石１
の両極面に該永久磁石１の側面１′の幅より寸法ｔだけ
長い一対の極板４，５を接触して取付けると共に、第４
図Ｂ、 Ｃに示す如く前記寸法ｔに等しいか又はそれ以
下の幅ｔ′の、磁性体でできた比較的薄い（通常０．５
〜２朋）磁石短絡板４，５を、第５図に示す如く永久磁
石１の側面に添着せしめて磁石単位６ａを形威し、この
磁石単位６ａを第６図に示すように継鉄部８に固設して
構成されている。

尚、第４図において９は磁石単位６ａを取付けるための
取付孔、第３図及び第６図で１０は磁極頭部分である。

なお、磁石単位６ａは継鉄８に全極取付後、磁石は着磁
済みの状態で、短絡片を装着しないで、回転子を固定子
外におき、パーミアンス線を一旦ＯＲにしておいてから
、短絡片を装着しである。

上記の如き構成によれば、回転子が固定子外にあるとき
のパーミアンス線はＯＲ“になりこの時磁石動作点はｃ
ｅ上を少しもどってＣ″点になる。

ここで回転子７が固定子に挿入され磁石動作点がｆにな
ると磁石の発生している磁束密度］３＝ｉｆとなる。

厳密には短絡板４，５によるもれパーミアンスの増加に
よりＯＰは若干ふえてＯＰ″になるがＯＰはＯＲにくら
べて何倍も大きく、パーミアンス線０Ｐの変額ρＲ，Ｏ
Ｒ“になるようには動かないので以後ＯＰ″→ＯＰとみ
なして説明する。

前述したようにこのとき誘起電圧発生に貢献する空隙分
磁束密度はｆｈ″で、貢献しないもれ磁束密度は西で、
短絡片４，５を装着しない時は空隙分磁束密度はｍｌも
れ磁束密度出であるので、短絡片４，５を装着するるこ
とによってパーミアンス線ＯＲをＯＲ“に移して磁石の
安定化が図れると同時に、空隙分磁束密度をｆｈからｆ
ｈ“に変えることによって誘起電圧をも変えることがで
きる。

このように、短絡片４，５の厚さｔ′又は枚数を変えて
、洩れ磁束を増減させることによってパーミアンスを、
第１図においてＯＲよりＯＲ“、 ＯＲ″′、・・・と
変化させ、空隙分磁束密度を市よりｆｈ”、 ｆｈ”’
、・・・と所望の値に調整し、発生電圧を増減すること
ができる。

実際の永久磁石形回転電機を設計する場合は、パーミア
ンス線を決定し動作点を決定することは極めて困難であ
る。

内燃機関の着火用発電機や速度検出用発電機（タコメー
タ）のように小形でしかも決った形のものを大量生産す
る場合は、試作モデルによってパーミアンス動作点を直
接決められるが、直径が何回ミリもあるような大形の永
久磁石発電機を少量多品種生産する場合は本考案による
方法は極めて有利である。

すなわち、パーミアンス線が不確定なのを考慮して推定
動作空隙分の磁石密度缶を所定電圧値より幾分多めに設
計しておき、所望電圧超過分を減する程度の磁石短絡片
４，５を永久磁石１に添着して発生電圧を減ぜしめ、発
生電圧が所望値になるように、短絡片４，５の厚さ又は
添着枚数を調整するものである。

また本考案になる回転電機は、回転子７を固定子から取
出しても、動作点は第１図に示したＣ点まで行かすＣ“
ＣＩＩＩのような途中でとどまるので、何らかの理由
でパーミアンス変動などがあっても磁石動作点は安定に
なる。

尚、磁石短絡片４，５を永久磁石１に添着させると磁石
の吸引力によりそのままかたく固定されてしまうが、最
終的にはテープ等で固定接着しておく方が良い。

上記実施例では磁石単位を回転子に取付けた場合につい
て述べたが、本考案においては該磁石単位を固定子に取
付けても同様な作用効果を奏するものである。

また、実際に磁石を減磁させるのはパーミアンス変動ば
かりでなく、電機子反作用などによる外部減磁界も影響
するが、この外部磁界の起磁力を第１図に示す。

ｇより小さく設計してその影響を避けるようにすること
が必要であり、通常これは問題なく可能である。

更にまた、本考案では永久磁石の長手方向両側面のみに
磁石短絡片を添着することに限定されるものではなく、
磁極の側面位置及び添着すべき面数が変ってもよい。

本考案のいま一つの長所は、永久磁石の外周を極板及び
短絡片などで包み囲み、さらに短絡片の上から磁石側面
に沿ってテープを巻いて接着剤で固着すれば、比較的も
ろい性質の永久磁石を、遠心力のかかる回転磁極に使用
する場合信頼性がなお一層向上することである。

【図面の簡単な説明】

第１図は永久磁石のＢ−Ｈ特性の一例を示す曲線、第２
図は本考案に至る一過程における磁石単位の正面図、第
３図はこの磁石単位を有する回転子の概略正面図、第４
図〜第６図は本考案の実施例に係り、第４図及び第５図
は磁石単位の分解斜視図及び正面図、第６図は回転子の
正面図である。 １・・・・・・永久磁石、２，３・・・・・・極板、４
，５・・・・・・磁石短絡片、６，６ａ・・・・・・磁
石単位、７・・・・・・回転子、８・・・・・・継鉄、
９・・・・・・取付穴、１０・・・・・・磁極頭。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 永久磁石と、この永久磁石の両磁極面に接触して取付け
   られた該磁極面より広巾の一対の極板と、前記永久磁石
   の両側面に添着され該永久磁石を磁気的に短絡する磁石
   短絡片とからなる磁石単位を回転電機のヨーク部に固設
   したことを特徴とする永久磁石形回転電機。