KR900008748B1

KR900008748B1 - 영구자석 계자식 직류기

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Publication number: KR900008748B1
Application number: KR1019870002180A
Authority: KR
Inventors: 도시미 아부카와; 가즈오 다하라; 노리요시 다카하시; 도시오 도미테
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 미타 가츠시게
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1990-11-29
Also published as: EP0237935B1; EP0237935A2; KR870009520A; DE3764831D1; US4794291A; JPH0824420B2; EP0237935A3; JPS62217846A

Abstract

내용 없음.

Description

영구자석 계자식 직류기

제1도는 본원 발명의 일실시예를 채용하는 영구자석 계자식 전동기의 제2도의 1-1'선에 의한 지름방향 단면도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ'선에 의한 축방향 단면도.

제3도는 제1도의 계자극에 적용된 전기자 반작용 기자력의 분포도.

제4도는 제1도의 전동기 시동시의 자속분포도.

제5도는 전기자 전류에 대한 계자극의 자속량을 나타낸 특성도.

제6도는 전기자 전류에 대한 토크 및 회전수의 특성도.

제7도 내지 제13도는 본원 발명의 제1도의 실시예의 변형예.

제14도는 본원 발명의 보조극 부착 영구자석 계자식 전동기의 제15도의 ⅩⅣ-ⅩⅣ'선에 의한 지름방향 단면도.

제15도는 제14도의 ⅩⅤ-ⅩⅤ'선에 의한 전동기의 축방향 단면도.

제16도는 제14도의 자극에 적용된 전기자 반작용 기자력의 본포도.

제17도는 제14도의 전동기 시동시의 자속분포도.

제18도는 전기자 전류에 대한 계자극의 자속량을 나타낸 특성도.

제19도는 내지 제25도는 본원 발명의 제14도의 실시예의 변형예.

본원 발명은 계자에 영구자석을 사용한 소위 영구자석 계자식 직류기(界磁式直流機)에 관한 것이다.

종래, 영구자석만으로 계자를 구성하는 영구자석 계자식 직류기에서는 전기자(電機子)전류에 대한 자속량(磁束量)은 거의 일정하다. 이 때문에, 직류기의 출력특성은 분권(分權)특성이 되고, 시동시의 대전류역(大電流域)에서 충분히 큰 시동토크를 얻을 수 없는 결점이 있었다. 또한, 영구자석 계자식 직류기에서는 전기자 반작용 기자력(起磁力)을 고려하며, 예를들면 1982년 9월 22일자 “보조극 부착 영구계자식 스타터”라는 명칭의 일본국 특허공개 제1982-153558호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 연철(軟鐵)등의 자성재로 이루어진 보조극을 영구자석과 주위방향으로 함께 평행 배치되어서 계자극이 구성되는 것이 있다.

그러나, 상기 종래 기술에서는 시동시에 커다란 시동토크를 얻을 수 없는 동시에 무부하시에 있어서는 영구자석에서 발생하는 토크량이 많고, 이 때문에 무부하 회전수가 낮아진다. 이 때문에 영구자석식 직류전동기를 예를들면 자동차의 스타터모터로서 이용할 경우 엔진을 시동한 후 무부하상태에서 엔진의 부하로서 작용하는 등의 불합리가 생긴다. 그리고, 시동토크를 크게 하기 위해서는 영구자석의 면적을 크게 할 필요가 생기고, 이것으로는 페라이트 자석 및 얇은 자석으로서 동일한 자속을 얻기 위하여 영구자석재로서 회토류자석인 사마륨 코발트(samarium cobalt)자석이나 네오디뮴(neodymium)계의 자석을 사용할 경우, 영구자석의 면적을 크게 할 필요가 있기 때문에 값비싼 계자극이 되는 결점이 있다.

본원 발명의 목적은 상기 종래 기술의 결점을 제거하고, 시동시 등의 고부하시에 커다란 토크를 발생하고, 또한 무부하시의 회전수가 높은 영구자석 계자식 직류기를 제공하는데 있다.

상기 목적은 계자를 구성하는 영구자석의 일부에 영구자석의 가역투자률(可逆透磁率)보다 높은 투자율을 가진 자성재료로 이루어지고, 또한 계자극의 증자측단(增磁側端)의 두께가 감자측(減磁側)보다 두꺼운 자극편을 설치한 영구자석 계자식 직류기에 의해서 달성된다.

상기 구성에 있어서 자성재료로 이루어진 상기 자극편은 증자측에 있어서 전기자철심과의 자기적 갭이 좁아져 있기 때문에 전기자 반작용에 의한 증자작용을 유효하게 이용할 수 있고, 이것으로서 계자극은 전기자 전류의 커다란 시동시 또는 고부하시에는 매우 큰 자속을 자극편에 발생하고, 한편 전기자 전류가 작은 무부하 또는 저부하시에는 자속량이 적어진다. 이로써 영구자석 계자식 직류기의 시동토크를 증대하는 동시에 무부하시의 회전수를 증대시키는 것도 가능해진다.

다음에 본원 발명의 영구자석 계자식 직류기의 일실시예를 도면에 의하여 설명한다. 제1도 및 제2도에 있어서, 축(1)에 정류자(2)와 전기자철심(3)에 권선(4)을 감은 전기자로 이루어진 회전자가 베어링(5a), (5b)를 통해서 고정측의 엔드브래킷(6a), (6b)에 의해서 지지되고, 엔드브래킷은 원통형 요크(7)에 고정된다. 원통형 요크(7)의 내주에는 예를들면 페라이트자석으로 이루어진 영구자석(8)과 자극편(9)이 배치되어 있다. 이 영구자석(8)은 감자단측의 각도 θ_A부분에서는 지름방향의 두께가 두껍고 감자측으로부터 증자단(10)까지의 각도 θ_B부분에서는 증자단측으로 향해서 점차로 지름방향두께가 얇고 갭을 통해서 전기자철심(3)과 대향하고 있다. 한편 연철 등의 고투자율의 자성재료로 이루어진 자극편(9)은 각도 θB부분의 영구자석(8)과 요크(7)의 사이에 설치되고, 증자단(10)에서 지름방향 두께가 두껍고 증자단(10)으로부터 감자측으로 향함에 따라 점차로 지름방향 두께가 얇아지도록 구성되어 있다. 따라서, 자극편(9)와 전기자철심(3)과의 자기적인 갭은 증자단(10)에 가장 좁고, 감자측으로 향함에 따라 넓어져 있다.

이와 같이 해서 이루어진 본 실시예에 있어서, 전기자코일이 통전되면 전기자 반작용 기자력이 계자극에 작용한다. 이 전기자 반작용 기자력은 제3도에 나타낸 바와같이 전기자코일에 지면(紙面)의 뒷면에서 앞쪽방향의 전류가 흘렀을 경우, 계자극의 자기중심 O-O'로부터 좌측에서는 증자력, 우측에서는 감자력이 된다.

일반적으로, 감자력 Ha는 다음 (1)식으로 표시되고, 자기 중심으로부터의 θ에 비례하고, 자석의 착자방향 두께 t에 반비례한다.

H∞θ/t ………………………………………………………………………… (1)

그 때문에 영구자석(8)에 작용하는 감자력은 감자단(11)에서 값 Ha로 제일 크지만, 본 실시예에서는 상기한 바와같이 이 감자력 Ha에 견딜 수 있도록 지름방향 두께 t를 두껍게 구성하고 있으므로, 자석의 계자력은 감자하는 일은 없다. 한편 영구자석(8)과 자극편(9)의 경계부분(12)에도 감자력이 작용하지만, 제3도에 나타낸 바와같이 그 감자력 Hb은 이 부분에서 대략 Ha/3가 된다.

한편, 영구자석(8)과 요크(7) 사이에 배치된 자극편(9)은 이미 설명한 바와같이 투자율이 큰 자성재료로 구성되어 있기 때문에 전기자 반작용의 증가작용에 의해서 전자기전류가 큰 시동시나 부하시에 커다란 자속량을 발생한다. 이 상태를 제4도의 자속분포도에 나타낸다. 자극편(9)은 감자측의 경계부분(12)로부터 증자단(10)으로 향해서 점차로 그 지름방향의 두께가 두꺼워져 있기 때문에 전기자 반작용에 의해서 발생한 자속을 증자단측(10)으로 인도한다. 더욱이, 본 실시예에서는 증자단(10)은 전기자철심(3)과 갭을 통해서 대향하고, 증자단(10) 부근의 전기자철심(3)과의 자기적 갭도 좁기 때문에 자극편(9)의 증자단 부근에서 커다란 자속량을 발생한다. 이 때문에 제5도의 실선으로 나타낸 Φ_A의 커브와 같이, 전기자 전류가 큰 부하시나 시동시에는 커다란 자속량이 얻어진다. 한편, 본 실시예에 있어서 단락자속은 자기 중심부근의 자극편(9)과 전기자 철심(3)과의 자기적인 갭이 넓기 때문에 거의 발생하지 않는다.

영구자석(8)은 상술한 바와 같이 각도 θ_A에서는 지름방향 두께가 두껍지만, θ_B부분에서는 증자단(10)측으로 향해서 점차로 지름방향 두께가 얇아져 있다. 따라서, 영구자석(8)의 단면적이 작아지고, 제5도에 나타낸 바와같이 점선의 Φ_M'커브(15)로 나타내는 영구자석만의 계자극에 의해서 자속량이 발생하는 것에 대해서 본 실시예에서는 실선의 Φ_M의 커브(16)로 나타낸 바와같이 영구자석(8)에서 발생하는 자속량은 작아진다.

이와같이, 본 실시예에 있어서 영구자석(8)과 자극편(9)에서 발생하는 자속량 Φ_M, Φ_A을 가한 계자극의 자속량(17)은 제5도의 Φ로 나타낸 바와같이 전기자 전류가 작은 무부하 부근에서는 작고, 전기자 전류가 큰 부하점이나 시동시에는 커다란 자속량이 얻어진다. 따라서, 본 실시예를 전동기에 사용한 경우 제6도에 나타낸 바와같이 전기자 전류가 작은 무부하에서는 회전수가 높고 전기자 전류가 큰 부하시나 시동시에는 커다란 모터토크(19)가 얻어진다. 제6도의 (22), (20)은 각각 종래의 장치에 있어서 전기자 전류에 대한 회전수 및 토크의 특성커브를 나타낸다.

한편, 이미 설명한 바와같이 본 실시예에서는 영구자석(8)의 단면적이 작아지므로 영구자석의 중량을 대폭적으로 저감할 수 있다. 그리고, 본 실시예에 있어서의 자극편(9)은 증자단에서 전기자철심과 대향하고 있으나 감자측으로 향함에 따라서 지름방향 두께가 얇아지기 때문에 자기갭이 넓어지고, 슬롯 리플(slot ripple)에 의한 와전류(渦電流)손실의 발생은 적다. 이 때문에 전기자 전류의 상승에 대해서 자속이 지연되지 않는다.

상기 설명에서는 4극의 영구자석 계자식 직류기의 예로서 설명하였으나, 본원 발명은 2극, 6극 등 다극기에 채용하는 것도 가능하다. 그리고, 전동기로서 설명하였으나, 발전기에서도 하등의 본원 발명의 효과는 변하지 않는다. 영구자석(8)의 재질은 페라이트 자석을 사용하였으나, 회토류 자석의 사마륨 코발트자석이네오디뮴, 철, 붕소자석 등 특히 그 재질은 한정되는 것은 아니다. 그리고, 자석편(9)의 재질은 규소강판을 사용해서 적층한 것이나, 페라이트 코어라도 좋다.

제7도는 자기중심 O-O'에 대하여 증자측에만 자극편(9)을 배치한 것으로 자극편(9)에 의한 본원 발명의 증자효과는 아무런 변화도 없다. 그리고 제8도, 제9도, 제10도는 자극편(9)과 영구자석(8) 간의 각 경계선이 원호상태로 구성한 것으로, 제1도와 같은 효과가 얻어진다. 제11도는 영구자석(8)과 자극편(9)의 지름방향 두께가 얇은 부분을 잘라내어 갭(13), (23)을 형성한 것으로 영구자석(8)과 자극편(9)의 결손을 방지할 수 있는 동시에 영구자석과 자극편의 제조가 쉬워진다. 제12도는 영구자석(8)과 자극편(9)의 둘레방향 단부의 전기자철심과 대향하는 모서리부분을 잘라낸 것이다. 이와같이 하므로서 계자극과 전기자철심간의 갭의 자속밀도가 정현파 형상으로 분포되기 때문에 진동이나 소음을 적게한 전동기가 얻어진다.

또한 제1도 및 제2도에서는 자극편(9) 및 영구자석(8)의 축방향 길이를 동일 치수로 하였으나 반드시 같은 치수가 아니라도 된다. 즉, 전기자철심의 축방향 길이 l_a에 대해서 자극편(9)의 축방향 길이를 제13도에 나타낸 바와같이 전기자 반작용의 증자력이 분포하는 약 1.2l_a의 치수로 하고, 영구자석(8)의 축방향 길이를 1.3l_a에서 2.0l_a의 범위의 길이로 하면 전기자 전류가 큰 부하시나 시동시에 있어서 전기자 반작용이 미치지 않는 영구자석(8)의 축방향 단부로부터 많은 자속이 전기자철심(3)에 입사하고 더욱 커다란 자속량이 얻어진다.

이상의 본원 발명의 실시예에 의하며, 영구자석의 일부에 감자측으로 향함에 따라서 점차로 지름방향 두께를 얇게 한 자성재의 자극편을 설치하므로서 전기자 반작용의 중자작요을 유효하게 이용할 수 있으므로 대전류역에서 커다란 자속량이 얻어진다. 그리고, 영구자석의 면적의 감소로 인해서 영구자석에서 발생하는 자속량은 작아진다. 따라서, 이 계자극을 전동기에 사용한 경우에는 대전류역에서의 토크가 크며, 저전류역에서는 무부하 회전수의 높은 직권(直卷)특성이 얻어지고, 소형이며 값싼 전동기를 얻을 수 있다. 그리고, 영구자석의 중량을 저감할 수 있으므로 단위 중량당의 값이 비싼 회토류 자석을 사용했을 경우에는 대폭적으로 자석의 값을 낮게 할 수 있다.

다음에, 본원 발명의 영구자석 계자식 직류기의 다른 실시예를 도면에 의하여 설명한다. 제14도는 4극기에 있어서의 보조극 부착 영구자석 계자식 직류기의 지름방향 단면도이며, 제15도는 축방향 단면도이다. 제14도 및 제15도에 있어서, 축(1)에 정류자(2)와 전기자철심(3)에 권선(4)을 감은 전기자로 이루어진 회전자가 베어링(5a), (5b)를 통해서 고정측의 엔드브래킷(6a), (6b)에 의해서 지지되고, 엔드브래킷(6a), (6b)은 원통형 요크(7)에 고정된다. 원통형 요크(7)의 내주에는 전기자 반작용의 증자작용에 작용하는 자성재료의 예를들면 연강으로 형성되고, 주변각 θ₁으로 구성되는 제1의 보조극(80)이 요크(7)에 고정되고 전기자철심(3)과 갭을 통해서 대향하고 있다. 그리고, 상기 보조극(80)과 둘레방향에서 접촉하고, 또한 요크(7)에 고정된 주변각 θ₂의 자성재료로 이루어진 자극편(9)이 자극의 감자측의 일부에 배치되어 있다. 그리고, 원통형 요크(7)의 내주에는 영구자석(8)이 배치되어 있다. 영구자석(8)은 자극편(제2의 보조극)(9) 밑의 갭쪽에 설치된 두께가 얇은 자석(101)과 감자측의 단부(11)방향에 설치된 두께가 두꺼운 자석(102)로 이루어져 있다. 동일 극에 있어서의 (101)과 (102)의 자석의 착자방향은 동일하다. 또한, 자석(101)의 지름방향 두께는 자석(102)의 약 절반의 치수이다.

이와 같이 해서 이루어진 본 실시예에 있어서 전기자코일이 통전되면 전기자 반작용 기자력이 계자극에 작용한다. 이 전기자 반작용 기자력은 제16도에 나타낸 바와같이 전기자코일에 지면의 뒷면에서 앞쪽방향으로 전류가 흐를 경우 계자극의 자기중심 O-O'로부터 좌측에서는 증자력, 우측에서는 감자력이 된다. 영구자석(8)에 작용하는 감자력은 자석(102)의 감자단부(11)의 부분에서의 값이 Ha로 제일 크지만, 본 실시예에서는 자석(102)가 이 감자력 Ha에 견디도록 자석의 지름방향 두께를 t의 치수로 구성하고 있다.

자극편(9)에 적층해서 배치된 자석(101)에는 감자측의 (12)의 부분에 H_B의 감자력이 작용한다. 그러나, 자석(101)의 자기중심으로부터의 각도 θ_B는 자석(102)의 각도 θ_A의 약 1/3로 구성되며, 또한 글 자석(101)의 두께 t₁도 자석(102)의 약 절반이기 때문에, (1)식으로부터 분명하듯이 감자력 Hb는 대략 Ha의

가 된다.

제17도에 본 실시예의 자속분포도를 나타낸다. 전기자 반작용에 의한 증자작용에 의해서 고투자율재료로 구성되어 있는 보조극(80)에는 커다란 자속량이 발생한다. 그리고, 상기 보조극과 같이 고투자율 자성재료로 구성되는 자극편(9)은 자속유로의 일부가 되므로 요크의 기자력 소비를 저감한다. 또한, 자극편(9)은 전기자 반작용에 의한 반작용 자속을 증자측으로 인도하고, 보조극과 같은 작용을 한다. 그리고, 토크의 발생에 기여하지 않는 전기자 반작용에 의한 단락자속은 전기자철심(3)과 자극편(9)과의 사이의 자기적인 갭이 크므로 거의 발생하지 않는다. 따라서, 제18도의 실선(26)으로 표시한 바와같이 전기자전류가 큰 ia2에서는 커다란 자속량을 발생한다. 그리고, 본 실시예에 있어서 이미 설명한 바와같이 영구자석(101)의 지름방향 두께가 얇기 때문에 영구자석(8)의 퍼미안스(permeance)계수는 작아진다. 이 때문에, 영구자석(101)에서 발생하는 자속량은 종래의 것에 대해서 적어진다. 따라서, 제18도의 실선(26)으로 표시한 바와같이 전기자전류가 작은 무부하 부근의 ia1의 점에서는 계자극의 자속량이 점선(27)으로 표시하는 종래 기술의 것에 비해서 작아진다.

이와 같이 본 실시예에 있어서의 계자극의 자속량은 상술한 바와같이 공지예의 것에 비해서 무부하에서는 작고, 전기자 전류가 큰 부하점이나 시동시에서는 커다란 자속량이 얻어진다. 이 때문에 무부하 회전수가 높고, 더욱이 부하시나 시동시에 커다란 토크가 얻어지고, 스타터모터에 사용한 경우 전동기가 엔진의 부하가 되는 일은 없다.

또한 영구자석(8)은 상술한 바와같이 전기자 반작용의 감자계에 대한 내력을 확보하면서, 또한 자석(101)의 지름방향의 두께가 얇아지므로서, 부피가 작아진다. 따라서, 값싸고 중량이 가벼운 영구자석이 얻어진다.

상기 설명에서는 4극기에 관해서 설명하였으나, 본원 발명은 다시 2극, 6극 등 다극기에 채용해도 된다. 본원 발명은 전동기와 함께 발전기에 대해서도 효과적이다. 또한, 영구자석은 2분할 또는 일체로 제조해도 된다. 또한, 영구자석의 재질은 페라이트 자석이나 사마륨 코발트, 네오디뮴, 철, 붕소계의 회토류 자석이나 플라스틱 자석 등 특히 한정하는 것은 아니다. 또한, 보조극과, 자극편을 일체화해도 좋다. 제16도에 있어서, 자석(102)의 각도 θ_A, 자석두께 t의 치수에 대해서 자석(101)의 것에서는 각도 θ_B는 약 θ_A/3, 두께 t을 약 t/2의 치수로 구성되어 있으나, θ_A×t₁=θ_B×t의 관계가 되도록 자석(101)의 치수를 선정할 수 있다. 즉, 자석(101)의 두께 t1을 대체로 t/2로 하면 θ_B을 대체로 θ_A/2의 각도로 해도 된다.

제19도의 지름방향 단면도에 있어서, 자극편(9')의 지름방향 두께를 감자측으로 향함에 따라서 점차로 얇아지는 구조로 해도 된다. 이와같이 하므로서 영구자석의 일체 제조가 쉬워지며, 값싸고 또한 조립이 간단해진다.

그리고, 제19도의 것에서는 제14도에 비해서 단부(12)의 자석두께가 얇아지고 다시 감자내력이 향상하는 동시에 증자효과도 커진다.

그리고, 다른 변형예를 나타내는 제20도의 지름방향 단면도에 있어서, 제14도와 다른 구성은 자극편(9)의 감자측 단부(12)의 자석(102)과 접촉하는 부분의 모서리부분을 잘라내어 갭(23)을 형성한 것이다. 이와같이 하므로서 토크발생에 기여하지 않는 반작용 자속의 단락을 더욱 방지함과 동시에 영구자석의 누설자속을 감소시킬 수 있다.

제21도에 나타낸 지름방향 단면도와 같이 자극편(9)의 단면 형상을 3각형으로 해도 본원 발명의 효과는 변치 않는다. 그리고, 제22도에 나나탠 지름방향 단면도와 같이 증자측 단부에서 감자측까지 일체로 형성된 자극편(9")하에 얇은 판의 보조극(80')를 용접등으로 고정해도 제14도의 것과 같은 효과가 얻어지고, 더우기 보조극의 요크에의 고정작업이 간단해진다. 그리고 제23도에 나타낸 바와같이 보조극(80)과 자극편(9)와 둘레방향에서 접촉하는 영구자석(8)의 자석부분(101), (102)의 끝부분을 잘라 내어서 갭(130)을 형성해도 되는 것은 명백하다. 제24도에 나타낸 지름방향 단면도는 제14도와 같이 보조극(80)과 자극편(9)을 배치하고 영구자석(8')를 감자측 끝 위치에만 배치하고, 자극편(9) 밑의 부분은 갭(23)으로 한 구조이며, 대폭적으로 자석중량을 줄일 수 있다. 또한 영구자석(8')의 형상은 L형 또는 사다리꼴 L로 해도 그 효과는 변치 않는다. 제25도는 자극편(9)과 영구자석(8)사이의 경계선이 원호형을 이루고 있는 것을 나타낸다.

제14도 및 제15도의 실시예에서는 보조극(0)과 자극편(9)의 축방향 길이를 영구자석(8)의 자석부분(101), (102)과 동일한 축방향 길이로 하였으나 반드시 같지 않아도 된다. 즉, 전기자철심의 축방향 길이 la에 대해서 보조극 및 자극편의 축방향 길이를 1.2l_a로 하고, 영구자석(8)의 축방향 길이를 1.3l_a에서 2.0l_a범위의 치수로 하면 시동시에 영구자석(8)의 축방향 끝부분에서 전기자철심에 많은 자속이 입사하고, 커다란 자속량을 얻을 수 있다.

이상 본원 발명의 다른 실시예에 의하면 제1의 보조극과 증자측으로부터 감자측의 일부까지 배치한 자극편을 설치하므로서 보조극과 자극편에서 전기자 반작용에 의한 증자작용을 한다. 이 때문에 전기자 전류의 커다란 시동시나 부하시에 커다란 자속량을 발생하므로 토크가 큰 전동기가 얻어진다. 또한, 자극편 밑에 설치되는 영구자석 부분의 두께가 얇아지므로서 영구자석의 퍼미안스계수가 작아지고 무부하 자속량이 작은 전동기가 된다. 이 때문에 전동기의 무부하 회전수가 높아지고 전동기의 신뢰성이 향상된다. 그리고, 영구자석의 부피가 작아지기 때문에 영구자석의 중량을 적게할 수 있으므로 값싼 전동기를 얻을 수 있다.

상기한 바에서 명백하듯이 본원 발명에 의하면 시동시 등의 고부하시에는 자속을 증대하고, 도한 저부하시에는 자속을 감소하는 것이 가능하며, 이로서 고부하시의 토크를 높일 수 있으며, 저부하시의 회전수를 증대할 수 있다. 특히 자동차용 스타터로서 바람직한 출력특성을 가진 영구자석 계자식 직류기를 제공할 수 있다.

Claims

회전자는 전기자철심(3)과 전기자권선(4) 및 정류자(2)를 갖추고, 고정자는 요크(7)와 이 요크의 내주에 영구자석(8)을 배치해서 이루어진 영구자석 계자식 직류기에 있어서, 상기 영구자석(8)의 일부와 상기 요크(7) 사이에 이 영구자석(8)의 투자율보다 높은 투자율을 가진 재료로 구성되는 자극편(9)을 설치한 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
제1항에 있어서, 상기 자극편(9)은 계자극의 자기중심으로부터 전기자 기자력의 증자측이나 또는 증자단(10)에서 감자측의 범위로 설치한 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
제1항에 있어서, 상기 양구자석(8)의 재질을 회토류 자석으로 한 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
제2항에 있어서, 상기 자극편(9)은 증자단(10)에서 상기 전기자철심(3)과 대향하고, 이 증자단(10)에서 감자측 방향으로 향해서 점차로 지름방향 두께를 얇아지도록 구성하고, 상기 영구자석(8)은 상기 감자측의 일부에서 증자측으로 향해서 점차로 지름방향 두께를 얇게 한 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
제1항에 있어서, 상기 자극편(9)의 단명을 대략 3각형으로 하고 상기 영구자석(8)의 단면을 대체로 사다리꼴로 한 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
회전자는 전기자철심(3)과 전기자권선(4) 및 정류자(2)를 갖추고, 고정자는 요크(7)와 이 요크(7)의 내주에 배치된 영구자석(8)과 이 영구자석에 대하여 평행으로 배치된 자성재로 이루어진 보조극을 함께 설치해서 이루어진 영구자석 계자식 직류기에 있어서, 상기 보조극은 전기자 반작용 기자력의 증자측에 배치된 지름방향의 두께가 두꺼운 제1의 보조극(80)과, 증자측으로부터 감자측의 일부까지 배치된 지름방향 두께가 얇은 보조극(9)으로 이루어지며, 상기 영구자석(8)은 상기 제2의 보조극(9)에 연결되고 상기 회전자에 대향하는 제1부분(101)과, 상기 제2의 보조극(9)의 한끝(12)에 연결된 제2부분(102)으로 이루어지며, 상기 제1부분(101)은 상기 요크(7)의 상기 내주에 있으며 상기 감자측에 배치되는 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
제6항에 있어서, 상기 제2의 보조극(9)의 지름방향 두께를 상기 증자측에서 상기 감자측까지 일정한 두께로 한 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
제6항에 있어서, 상기 제2의 보조극(9)의 지름방향 두께를 상기 증자측에서 상기 감자측으로 향함에 따라서 점차로 얇게 한 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.
제6항에 있어서, 상기 영구자석의 재질을 회토류 자석으로 한 것을 특징으로 하는 영구자석 계자식 직류기.