TWI415367B - Axial clearance type without core rotating machine - Google Patents

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TWI415367B
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Koji Miyata
Hideki Kobayashi
Naoki Watanabe
Takehisa Minowa
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Shinetsu Chemical Co
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Description

軸向間隙型無鐵心旋轉機
本發明係關於電動機和發電機等同步式永久磁鐵旋轉機，而且是旋轉件和固定件在旋轉軸方向相對向之軸向間隙型旋轉機。
永久磁鐵旋轉機根據構造上的分類而有徑向間隙型和軸向間隙型。徑向間隙型係於旋轉件的周方向配置複數之永久磁鐵，且永久磁鐵的磁極朝徑方向，以和永久磁鐵相對向的方式配置著固定件。一般固定件係於與旋轉件相對向的面，以利用在具有複數之齒狀的鐵心捲繞著線圈的構造之鐵心的方式，可將來自旋轉件磁極的磁通有效率地鏈交在線圈，於電動機時可產生大的扭矩，於發電機時可產生大的電壓。相反地，因為利用鐵心而基於齒形扭矩(Cogging torque)或鐵心的磁滯損失而產生損耗扭矩(Loss torque)，將有初動扭矩變大之問題。若初動扭矩大，則例如運用在風力發電機時，微風無法旋轉發電。
若去除鐵心則無這種問題，但磁氣效率變差，因此在徑向間隙型時無法獲得大的輸出。因此，可以考慮第8圖所示之軸向間隙型。
第8圖中，在旋轉軸(軸)22，表面具備複數之永久磁鐵26a的圓盤狀磁性體(旋轉軛)25係透過間隔件安裝有複數段且一體化，構成旋轉件27。在各旋轉軛之間所形成的空隙配置具備線圈3的固定件1，且被固定在外殼21。旋轉軸22係藉由外殼21透過軸承28而可轉動地被支撐著。只要是這種構造，即使在線圈3不利用鐵心，仍可藉由將永久磁鐵26a的磁極面加大而獲得大的輸出。軸向間隙型旋轉機係不在線圈使用鐵心之(稱為無鐵心)構造，因此可獲得沒有初動扭矩、高輸出之旋轉機。無鐵心旋轉機由於繞線的電感小且低阻抗，即使高旋轉，仍然內部損失少且高輸出高效率。例如，利用無鐵心發電機時，內部損失為阻抗和電流之積，因此由於阻抗小而可供給大電流。對於如此地欲供給大電流之用途，以無鐵心旋轉機為有利。此外，可流過電流的大小係由繞線剖面積決定，以限制線圈發熱，繞線剖面積每1mm2 為5~15A。
[專利文獻1]日本專利特開2002-320364號公報
[專利文獻2]日本專利特開2003-348805號公報
線圈係以剖面角型的繞線捲繞較以剖面圓形的繞線捲繞者，可提高線圈佔有率，謀得高輸出化。因此本發明者等人為了獲得30A的電流，製作以剖面尺寸1.6mm×1.25mm、剖面積2mm2 的角線捲繞所成之線圈，在軸向間隙型無鐵心發電機以3600rpm進行旋轉的情況下，儘管在未連接任何負荷之狀態亦即線圈未流過電流，線圈仍然發熱。該發熱成為發電機的內部損失、發電效率低落之要因。本發明者等人探究發熱原因時，發現磁場鏈交線圈繞線時，繞線內部以環狀流過渦電流而發熱。減少渦電流的方法有將繞線變細的方式，但如此便無法流過大電流。
本發明係鑑於上述現狀，其目的在於提供可減少繞線內產生的渦電流、且供給大電流的高輸出高效率之軸向間隙型旋轉機。
本發明者為了解決上述課題，經精心檢討而實現了可減少繞線內產生的渦電流、且供給大電流的高輸出高效率之軸向間隙型旋轉機。即，本發明所相關之軸向間隙型旋轉機係具備：外殼；旋轉軸，旋轉自如地支撐在該外殼內；旋轉件，係具備在前述旋轉軸的軸方向隔著間隔相對向配置的旋轉盤，且可與前述旋轉軸一體轉動的2段式旋轉件，且係於前述相對向配置的旋轉盤的相對向面之至少一面，將永久磁鐵配置成磁極面在以前述旋轉軸為中心的圓周上相對於旋轉軸形成垂直；以及固定件，具備：配置在前述相對向配置的旋轉盤所形成的空隙且固定在外殼的固定盤、以及與前述旋轉盤之配置有永久磁鐵的圓周相對之前述固定盤的圓周上所配置之線圈；其特徵為：前述線圈是由匯集具有長方形剖面的線圈素線之剖面長邊且/或匯集短邊，束縛2條以上而成的繞線所構成，前述繞線的外周是絕緣被覆，前述線圈素線的剖面長邊和前述永久磁鐵的磁極面是垂直地捲繞著。
本發明所相關之軸向間隙型旋轉機，其另一態樣係具備：外殼；旋轉軸，旋轉自如地支撐在該外殼內；第1和第2端部旋轉件，係具備在前述旋轉軸的軸方向隔著間隔相對向配置的端都旋轉盤，且可與前述旋轉軸一體轉動；至少1段的兩面磁鐵旋轉件，係具備配置在前述第1和第2端部旋轉件所形成的空隙之旋轉盤、以及在前述旋轉盤兩面將磁極面在以前述旋轉軸為中心的圓周上相對於旋轉軸形成垂直的永久磁鐵，且可與前述旋轉軸一體轉動；以及固定件，具備：前述第1端部旋轉件、前述至少1段的兩面磁鐵旋轉件，及配置在前述第2端部旋轉件所形成的各空隙且固定在外殼的固定盤、以及與前述旋轉盤之配置有永久磁鐵的圓周相對之前述固定盤的圓周上所配置之線圈；其特徵為：前述線圈是由匯集具有長方形剖面的線圈素線之剖面長邊且/或匯集短邊，束縛2條以上而成的繞線所構成，前述繞線的外周是絕緣被覆，前述線圈素線的剖面長邊和前述永久磁鐵的磁極面是垂直地捲繞著。
本發明所相關之軸向間隙型旋轉機，其另一態樣係具備：配置成磁極面在前述第1和第2端部旋轉件的端部旋轉盤之相對向面相對於旋轉軸形成垂直的永久磁鐵。
本發明所相關之軸向間隙型旋轉機，係前述線圈素線的剖面形狀為剖面長邊的長度/剖面短邊的長度≧5之關係較佳。
本發明所相關之軸向間隙型旋轉機，係前述線圈素線剖面的短邊長度為0.5mm以下較佳。
本發明所相關之軸向間隙型旋轉機，係前述各線圈素線亦可為被絕緣被覆者。
根據本發明，可獲得能夠流過大電流之繞線剖面積，且高輸出高效率之軸向間隙型無鐵心旋轉機。
以下針對本發明，參照圖式再予詳細說明。
本發明所相關的軸向間隙型旋轉機之固定件顯示在第1圖。第1圖中，固定件1係於以線圈基座(固定盤)2的旋轉軸為中心的圓周上，以等間隔配置12個線圈3。線圈數若選擇將旋轉件的極數或線圈連繫設定為單相或三相，則對磁極數為單相時為1：1，三相交流(無鐵心)時，一般為磁極數：線圈數=4：3，亦有16：9、20：12等。第1圖例係為了以16極旋轉件獲得三相輸出，將12個線圈三相結線者。
此外，固定件並不限定於第1圖所示之以線圈基座2的旋轉軸為中心之配置在1個圓周上者，在線圈基座2，亦可採用配置在以旋轉軸為中心之2個以上的異徑同心圓之各圓周上，即所為謂的複周構成。於該情形下，在固定盤的配置有線圈之異徑同心圓所相對的旋轉盤之異徑同心圓的各圓周上具備永久磁鐵。
針對上述固定件所使用的線圈之繞線構造，於第2圖再詳細說明。如第2圖(a)~(c)所示，線圈3係由外周表面被施以絕緣被覆6的板狀線圈繞線4所捲繞而成者。進而如第2圖(d)所示，板狀線圈繞線4係匯集剖面長方形的線圈素線5之剖面長邊及短邊，合計束縛18條所構成。
線圈繞線4的絕緣被覆6的厚度，從減少渦電流的觀點來看，較佳範圍在0~50μm，更佳範圍在20μm~30μm。且繞線的絕緣被覆係藉由搪磁塗布施行。
第3圓及第4圖係針對軸向間隙型旋轉機驅動時，說明上述板狀線圈繞線4內部流過渦電流的情形。第3圖(a)表示前述旋轉件的永久磁鐵7隨著旋轉軸旋轉，到達以前述旋轉軸為中心的圓周上所配設之特定的線圈3的繞線4上方之狀態。此時的A-A剖視圖相當於第4圖(a)。第3圖(b)中，旋轉件進而旋轉，永久磁鐵7遠離特定的線圈3的繞線4上方。此時的B-B剖視圖相當於第4圖(b)。從第3圖(a)到第3圖(b)的過程中，如第4圖(a)(b)所示，實穿繞線4內部的磁通8逐漸減少。在繞線4內部渦電流9(誘導電流)以阻礙該磁通減少的方式流過。渦電流9大量流過磁通貫穿之面，因此在平行於磁極面的面較平行於磁通的面，亦即第4圖(b)中的上下面，大量流過。因此本發明者等人認為在軸向間隙型旋轉機的線圈，將平行於磁極面的面細分化，使渦電流路徑寸斷，對減少渦電流有效，而構想如上述地藉由匯集具有同一剖面形狀的2條以上之線圈素線的剖面長邊且/或短邊且將其束縛合的方式獲得繞線。
構成繞線的線圈素線5具有長方形剖面較佳。各個素線5本身亦如第2圖(e)所示，從減少渦電流的觀點來看，被覆著絕緣被覆6較佳，但絕緣被覆6較厚時會導致繞線佔有面積率下降使輸出降低，因此薄的絕緣被膜較佳，例如可採用漆包線為適當。此外，即使沒有絕緣被膜時仍有減少渦電流的效果，因此線圈素線5本身的絕緣被膜並非必要條件。對線圈素線5施以絕緣被覆6時，從減少渦電流的觀點來看，其厚度較佳為0~50μm，更佳為20μm~30μm。且線圈素線5的絕緣被覆可採用與繞線的絕緣被覆同樣的材料。
素線的尺寸可以選渦電流不易流過的值。渦電流不易流過的值，因磁極數或旋轉數、磁場強度等而改變，可根據利用有限要素法等之磁場模擬而算出。
素線剖面的短邊長度為0.5mm以下為佳。縮短素線剖面長邊的尺寸也會減少渦電流，但若是素線過細則不易做成繞線，也將使繞線的佔有面積率降低，因此將素線剖面的長邊亦即線圈配置在旋轉機時，對永久磁鐵磁極面垂直的邊，不須擷取如素線剖面的短邊亦即對永久磁鐵磁極面平行的邊那樣小的值。前述線圈素線的剖面形狀以剖面長邊的長度/剖面短邊的長度≧5之關係為佳。
第5圖及第6圖表示本發明相關的旋轉機所利用的線圈之另一態樣。第5圖中，構成繞線的線圈素線於形成長方形剖面之處係與第2圖之態樣相同，但捲繞正方形剖面的繞線而構成之處係與第2圖之態樣不同。
第6圖中，捲繞長方形剖面的繞線而構成之處係與第2圖之態樣相同，但線圈素線剖面的短邊比第2圖中的厚。
但是任一線圈之構成繞線的素線之剖面，皆為剖面的短邊長度在0.5mm以下。
第7圖表示上述線圈繞線及線圈的製造方法之一例。第7圖所相關的線圈製造機10具備：素線供給部11，係具備7個線圈素線源14，藉由旋轉送出線圈素線5；素線集合部12，係藉由彼此朝反方向旋轉的2個旋轉體15捲入該素線供給部所供給的素線5並予以束縛，製作1條剖面角型的繞線4；及線圈捲附部13，用於使該素線集合部所獲得之線圈繞線4捲附在中空的線圈框16。例如，可藉由該製造裝置獲得線圈。此外，素線集合部12和線圈捲附部之間亦可設有被覆部，用於對藉由素線集合部12所獲得之繞線施加絕緣被覆。
具備上述線圈的固定件可適用於例如以下第8圖、第10圖、第11圖及第12圖所示之軸向間隙型旋轉機。
第8圖所相關之軸向間隙型旋轉機20具備：外殼21；旋轉軸22，旋轉自如地支撐在該外殼21內；旋轉件24、27，係具備在前述旋轉軸22的軸方向隔著間隔相對向配置的旋轉盤23、25，且可與前述旋轉軸一體轉動的2段旋轉件，且係於前述相對向配置的旋轉盤23、25的相對向面之一面，將永久磁鐵26a配置成磁極面在以前述旋轉軸為中心的圓周上相對於旋轉軸形成垂直；以及固定件，具備：配置在前述相對向配置的旋轉盤23、25所形成的空隙且固定在外殼的固定盤1、以及與前述旋轉盤之配置有永久磁鐵的圓周相對之前述固定盤的圓周上所配置之線圈3。
前述旋轉件的永久磁鐵所產生的磁通，係形成隨著前述旋轉軸的旋轉而斷續地鏈交在配設於同心圓狀的各線圈3內部。
第9圖揭示有上述軸向間隙型旋轉機20所使用的旋轉件27。旋轉件27係以在旋轉軛25表面上交替配置16個永久磁鐵7的磁極之方式配置。永久磁鐵的數量為偶數個。永久磁鐵具有強磁力，因為使用Nd-Fe-B系燒結磁鐵而獲得高輸出。
第10圖所相關的軸向間隙型旋轉機30，係於相對向配置的旋轉盤35a、35b之相對向面的兩面，將永久磁鐵34a、34b配置成磁極面在以旋轉軸32為中心的圓周上相對於旋轉軸形成垂直，此點與第8圖之態樣相異。
第10圖之態樣係於旋轉盤(旋轉軛)兩方的表面配置永久磁鐵，因此比第8圖之態樣可提高磁性效率。此外，旋轉盤亦可以將1個磁鐵嵌入於形成在旋轉盤的貫通孔內而形成。
第11圖所相關的軸向間隙型旋轉機40具備：外殼41；旋轉軸42，旋轉自如地支撐在該外殼內；第1和第2端部旋轉件，係具備在前述旋轉軸42的軸方向隔著間隔相對向配置的端部旋轉盤43a、43b，且可與前述旋轉軸一體轉動；至少1段的兩面磁鐵旋轉件，係具備配置在前述第1和第2端部旋轉件所形成的空隙之旋轉盤44、以及在前述旋轉盤44兩面將磁極面在以前述旋轉軸42為中心的圓周上相對於旋轉軸形成垂直的永久磁鐵45，且可與前述旋轉軸一體轉動；以及固定件，具備：前述第1端部旋轉件、前述至少1段的兩面磁鐵旋轉件，及配置在前述第2端部旋轉件所形成的各空隙且固定在外殼的固定盤1、以及與前述旋轉盤之配置有永久磁鐵的圓周相對之前述固定盤的圓周上所配置之線圈3。
第12圖所相關的軸向間隙型旋轉機50，係具備配置成磁極面在第1和第2端部旋轉件的端部旋轉盤53a、53b的相對向面相對於旋轉軸形成垂直的永久磁鐵54，此點與第11圖所相關的態樣相異。
如第11圖和第12圖所示，若朝軸方向並列複數個旋轉件和固定件，則輸出僅線圈之數量增加，成為更高輸出之旋轉機。第11圖和第12圖係配置有3個旋轉件和2個固定件者。固定件之數量為2個以上之整數，旋轉件之數量係於固定件之數量加1。
以下，詳細說明實施例。此外，說明有關利用Nd2 -Fe14 -B系永久磁鐵的情形，但本發明不限於Nd-Fe-B系磁鐵。本永久磁鐵的特性為Br：13.7kG，iHc：16kOe，(BH)max：46MGOe。
比較例1
首先，測量第10圖所示之軸向間隙型旋轉機當作發電機時的發電量以及損失。發電機的構造係16極12線圈，第9圖表示在旋轉軛27配置永久磁鐵7獲得旋轉件25的狀態。旋轉軛27係使用材質為S15C、外徑200mm、厚度5mm的圓盤。永久磁鐵7係使用材質為上述Nd-Fe-B系磁鐵、大小為寬度20mm、長度35mm、磁化方向的厚度3mm者。旋轉軛27表面以磁極面為N極S極交替地配置著16個磁鐵，以彈性接合劑(EP001、Cemedine公司製)接合。磁鐵係如第10圖所示挾持著空隙(間隙)而與逆極的磁鐵相對向。間隙的大小為8mm，間隙配置有固定件1。
固定件1如第1圖所示在材質為酚醛塑料製的厚度5mm之線圈基座2收納著12個捲繞有30圈的線圈3。線圈3為三相結線，且將各相4個的線圈3串聯連接所成者做成星狀結線。此外，各線圈3係以環氧系接合劑(EW2040，住友3M公司製)固定在線圈基座2。線圈的剖面係於將固定件組入第10圖所示軸向間隙型旋轉機時，相對於永久磁鐵的磁極面形成垂直的邊為5mm，相對於永久磁鐵的磁極面形成平行的邊為12mm。本比較例係將具有剖面的短邊為1.25mm、剖面的長邊為1.6mm之長方形剖面的1條素線(材質：銅、有絕緣被覆)當作繞線，組入第10圖所示軸向間隙型旋轉機時，各線圈素線剖面的短邊係以相對於永久磁鐵的磁極面形成垂直的方式捲繞。繞線的剖面積為2mm2 。
使所獲得的軸向間隙型發電機之旋轉件以每分3600旋轉進行旋轉，帶著負荷獲得線電流30A、線間電壓100V、三相輸出5200W。在發電機的輸入側安裝扭矩計測器，根據旋轉數和扭矩測量出發電機的輸入電力。輸入為6500W。繞線的銅損根據其阻抗值和電流值為300W，因此剩餘損失1000W為繞線的渦電流損失，確認可大致忽略其他損失亦即機械損和風損。
比較例2
將剖面的長邊為5mm、剖面的短邊為0.4mm之1條線圈素線當作繞線，組入第10圖所示軸向間隙型旋轉機時，除了線圈素線剖面的長邊相對於永久磁鐵的磁極面捲繞成垂直以外，皆與比較例1同樣。
使所獲得的軸向間隙型發電機之旋轉件以每分鐘3600旋轉進行旋轉，帶著負荷獲得線電流30A、線間電壓100V、三相輸出5200W。此時的輸入電力為5700W。繞線的銅損根據其阻抗值和電流值為300W，因此得知剩餘損失200W為繞線的渦電流損失。故得知若使繞線之素線朝空隙的直角方向變細，就可以減少繞線的渦電流損失。
實施例1
以將剖面的長邊為5mm、剖面的短邊為0.1mm之線圈素線，予以匯集剖面的長邊而束縛4列的方式，獲得剖面的長邊為5mm、剖面的短邊為0.4mm之素線集合體，除了於該素線集合體施以搪磁被覆而獲得繞線之外，皆與比較例2同樣。
使所獲得的軸向間隙型發電機的旋轉件以每分鐘3600旋轉進行旋轉，帶著負荷獲得線電流30A、線間電壓100V、三相輸出5200W。此時的輸入電力為5620W。繞線的銅損根據其阻抗值和電流值為300W，因此得知剩餘損失120W為繞線的渦電流損失。故得知較比較例2可減少繞線的渦電流損失，而可獲得高效率之發電機。
實施例2
以將剖面的長邊為1.25mm、剖面的短邊為0.4mm之線圈素線，予以匯集剖面的短邊而束縛4列的方式，獲得剖面的長邊為5mm、剖面的短邊為0.4mm之素線集合體，除了於該素線集合體施以搪磁被覆而獲得繞線之外，皆與比較例2同樣。
使所獲得的軸向間隙型發電機的旋轉件以每分鐘3600旋轉進行旋轉，帶著負荷而獲得線電流30A、線間電壓100V、三相輸出5200W。此時的輸入電力為5610W。繞線的銅損根據其阻抗值和電流值為300W，因此得知剩餘損失110W為繞線的渦電流損失。故得知較比較例可減少繞線的渦電流損失，而可獲得高效率之發電機。
實施例3
以將剖面的長邊為1.25mm、剖面的短邊為0.1mm之線圈素線，予以匯集剖面的長邊及短邊而束縛4行×4列共計16條的方式，獲得剖面的長邊為5mm、剖面的短邊為0.4mm之素線集合體，除了於該素線集合體施以搪磁被覆而獲得繞線之外，皆與比較例2同樣。
使所獲得的軸向間隙型發電機的旋轉件以每分鐘3600旋轉進行旋轉，帶著負荷獲得線電流30A、線間電壓100V、三相輸出5200W。此時的輸入電力為5550W。繞線的銅損根據其阻抗值和電流值為300W，因此得知剩餘損失50W為繞線的渦電流損失。不僅較比較例1使渦電流損失為1/20、較比較例2為1/4，可獲得比實施例1和實施例2更高效率之發電機。
1．．．固定件
2．．．線圈基座
3．．．線圈
4．．．線圈繞線
5．．．線圈素線
6．．．絕緣被覆
7．．．永久磁鐵
8．．．鏈交繞線內部的磁通
9．．．捲渦電流的流向
10．．．線圈製造機
11．．．素線供給部
12．．．素線集合部
13．．．線圈捲附部
14．．．線圈素線源
15．．．旋轉體
16．．．線圈框
20、30、40、50．．．軸向間隙型旋轉機
21、31、41、51．．．外殼
22、32、42、52．．．旋轉軸
23、25、33a、33b、44．．．旋轉盤(旋轉軛)
24、27．．．旋轉件
26a、34a、34b、45、54、56．．．永久磁鐵
28．．．軸承
43a、43b、53a、53b．．．端部旋轉盤
第1圖係表示本發明之旋轉機的固定件之模型剖視圖。
第2圖係第1圖之固定件所收容的線圈(a)之一態樣中的A-A剖視圖(b)及其放大圖。
第3圖係從旋轉軸方向觀看旋轉件的磁鐵通過本發明之旋轉機的固定件上方的樣子之前視圖。
第4圖係從第3圖A-A剖面、B-B剖面觀看旋轉件的磁鐵通過本發明之旋轉機的固定件上方的樣子之圖。
第5圖係表示第1圖之固定件所收容的線圈之另一態樣中的A-A剖視圖及1條繞線中的素線排列之模型圖。
第6圖係表示第1圖之固定件所收容的線圈之另一態樣中的A-A剖視圖及1條繞線中的素線排列之模型圖。
第7圖係表示第1圖之固定件所收容的線圈之製造方法及裝置之一例之模型圖。
第8圖係表示本發明之軸向間隙型無鐵心旋轉機之一態樣之模型剖視圖。
第9圖係本發明之軸向間隙型無鐵心旋轉機可採用之旋轉件的模型立體圖。
第10圖係表示本發明之軸向間隙型無鐵心旋轉機另一態樣之模型剖視圖。
第11圖係表示本發明之軸向間隙型無鐵心旋轉機另一態樣之模型剖視圖。
第12圖係表示本發明之軸向間隙型無鐵心旋轉機另一態樣之模型剖視圖。
3．．．線圈
4．．．線圈繞線
5．．．線圈素線
6．．．絕緣被覆

Claims (7)

  1. 一種軸向間隙型旋轉機，係具備：外殼；旋轉軸，旋轉自如地支撐在該外殼內；旋轉件，係具備在前述旋轉軸的軸方向隔著間隔相對向配置的旋轉盤，且可與前述旋轉軸一體轉動的2段式旋轉件，且係於前述相對向配置的旋轉盤的相對向面之至少一面，將永久磁鐵配置成磁極面在以前述旋轉軸為中心的圓周上相對於旋轉軸形成垂直；以及固定件，具備：配置在前述相對向配置的旋轉盤所形成的空隙且固定在外殼的固定盤、以及與前述旋轉盤之配置有永久磁鐵的圓周相對之前述固定盤的圓周上所配置之線圈；前述線圈是由匯集具有長方形剖面的線圈素線之剖面長邊且/或匯集短邊，束縛2條以上而成的繞線所構成，前述繞線的外周是絶緣被覆，前述線圈素線的剖面長邊和前述永久磁鐵的磁極面是垂直地捲繞著。
  2. 一種軸向間隙型旋轉機，係具備：外殼；旋轉軸，旋轉自如地支撐在該外殼內；第1和第2端部旋轉件，係具備在前述旋轉軸的軸方向隔著間隔相對向配置的端部旋轉盤，且可與前述旋轉軸一 體轉動；至少1段的兩面磁鐵旋轉件，係具備配置在前述第1和第2端部旋轉件所形成的空隙之旋轉盤、以及在前述旋轉盤兩面將磁極面在以前述旋轉軸為中心的圓周上相對於旋轉軸形成垂直的永久磁鐵，且可與前述旋轉軸一體轉動；以及固定件，具備：前述第1端部旋轉件、前述至少1段的兩面磁鐵旋轉件，及配置在前述第2端部旋轉件所形成的各空隙且固定在外殼的固定盤、以及與前述旋轉盤之配置有永久磁鐵的圓周相對之前述固定盤的圓周上所配置之線圈；前述線圈是由匯集具有長方形剖面的線圈素線之剖面長邊且/或匯集短邊，束縛2條以上而成的繞線所構成，前述繞線的外周是絶緣被覆，前述線圈素線的剖面長邊和前述永久磁鐵的磁極面是垂直地捲繞著。
  3. 如申請專利範圍第2項之軸向間隙型旋轉機，其中，進而具備：配置成磁極面在前述第1和第2端部旋轉件的端部旋轉盤之相對向面相對於旋轉軸形成垂直的永久磁鐵。
  4. 如申請專利範圍第1、2或3項之軸向間隙型旋轉機，其中，前述線圈素線的剖面形狀為剖面長邊的長度/剖面短邊的長度≧5之關係。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之軸向間隙型旋 轉機，其中，前述各線圈素線之外周為絶緣被覆。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之軸向間隙型旋轉機，其中，前述線圈素線的剖面形狀具有剖面長邊的長度/剖面短邊的長度≧5之關係，前述各繞線的外周是絶緣被覆。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之軸向間隙型旋轉機，其中，前述線圈素線剖面的短邊長度為0.5mm以下。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI446689B (zh) 2007-07-09 2014-07-21 Clearwater Holdings Ltd 具有獨立可移除線圈、模組部分與自持被動磁性軸承的電磁機
US10038349B2 (en) * 2008-08-15 2018-07-31 Millennial Research Corporation Multi-phase modular coil element for electric motor and generator
US10230292B2 (en) 2008-09-26 2019-03-12 Clearwater Holdings, Ltd Permanent magnet operating machine
JP2011239621A (ja) * 2010-05-13 2011-11-24 Kobe Steel Ltd 磁歪型超音波モータ
JP5450361B2 (ja) * 2010-11-30 2014-03-26 ニスカ株式会社 アキシャルギャップ型回転機及びアキシャルギャップ型発電機
WO2012113159A1 (zh) * 2011-02-25 2012-08-30 深圳市安托山特种机电有限公司 稀土永磁无铁芯发电机组
CN102931788A (zh) * 2011-12-16 2013-02-13 沈坤元 一种碟形复式多组合三维永磁电机
WO2014033716A1 (en) 2012-08-27 2014-03-06 Albus Technologies Ltd. Planar stator with efficient use of space
US10505412B2 (en) 2013-01-24 2019-12-10 Clearwater Holdings, Ltd. Flux machine
JP2015019546A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 株式会社東芝 アキシャルギャップ型永久磁石回転電機およびその製造方法
CN103475176A (zh) * 2013-08-22 2013-12-25 浙江双民科技有限公司 车载式无铁芯发电机
GB2520516B (en) * 2013-11-21 2021-08-25 Time To Act Ltd Direct drive generator for renewable energy applications
WO2016014717A1 (en) 2014-07-23 2016-01-28 Clearwater Holdings, Ltd Flux machine
CN104218713A (zh) * 2014-09-03 2014-12-17 洛阳市贝叶机电有限公司 一种永磁无铁芯无刷电机的定子结构
JP6459754B2 (ja) * 2015-04-28 2019-01-30 日本電産株式会社 モータ
GB2538516B (en) 2015-05-19 2021-09-29 Time To Act Ltd Method of construction for permanent magnet generator
GB2551364B (en) * 2016-06-15 2023-02-01 Time To Act Ltd Axial flux generators
PL233865B1 (pl) * 2017-07-28 2019-12-31 Equelo Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Maszyna elektryczna
JP7052017B2 (ja) 2017-09-08 2022-04-11 クリアウォーター ホールディングス，リミテッド 蓄電を改善するシステム及び方法
CN116436188A (zh) 2017-10-29 2023-07-14 清水控股有限公司 模块化电磁机器及其使用和制造方法
CN108087234B (zh) * 2018-01-03 2023-09-22 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机和制冷设备
US11632015B2 (en) * 2018-08-28 2023-04-18 Boston Scientific Scimed, Inc. Axial flux motor for percutaneous circulatory support device
JP2020137230A (ja) * 2019-02-18 2020-08-31 株式会社ごとう ブラシレスモータ
DE102019202630A1 (de) * 2019-02-27 2020-08-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elektromotor
JP7503448B2 (ja) 2020-01-10 2024-06-20 三星電子株式会社 アキシャルギャップ型のミニファンモータ
US11616410B2 (en) 2020-01-10 2023-03-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaner
CN212695878U (zh) * 2020-05-19 2021-03-12 陆继荣 稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机
GB2595659A (en) * 2020-06-01 2021-12-08 Time To Act Ltd Improvements to the performance of axial flux generators
CN116054517A (zh) * 2021-10-26 2023-05-02 励富创瑞士控股有限公司 节能无刷微启动发电机
KR102693120B1 (ko) * 2022-10-28 2024-08-07 오원섭 축방향 다단 모터

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11113204A (ja) * 1997-10-02 1999-04-23 Hitachi Ltd 回転電機の固定子コイル
JPH11187635A (ja) * 1997-12-19 1999-07-09 Sawafuji Electric Co Ltd フラット回転機
US5945766A (en) * 1996-01-18 1999-08-31 Amotron Co., Ltd. Coreless-type BLDC motor and method of producing stator assembly having axial vibration attenuation arrangement
US6049197A (en) * 1996-12-27 2000-04-11 Light Engineering Corporation Electric motor or generator
US7098566B2 (en) * 2001-05-24 2006-08-29 Rajasingham Arjuna Indraes War Axial gap electrical machine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4371801A (en) * 1978-10-11 1983-02-01 General Electric Company Method and apparatus for output regulation of multiple disk permanent magnet machines
JPS55122308U (zh) * 1979-02-23 1980-08-30
JPS55122308A (en) 1979-03-14 1980-09-20 Yazaki Corp High voltage resistance wire for preventing noise
US5744896A (en) * 1996-05-21 1998-04-28 Visual Computing Systems Corp. Interlocking segmented coil array
US5982074A (en) * 1996-12-11 1999-11-09 Advanced Technologies Int., Ltd. Axial field motor/generator
AU2000263117A1 (en) * 2000-08-02 2002-02-13 Von Roll Isola Winding Systems Gmbh Windings for electrical machines with conductors consisting of litz wires
JP4782303B2 (ja) 2001-04-18 2011-09-28 株式会社スカイ電子 永久磁石発電機
EP1251624B1 (en) * 2001-04-20 2009-01-21 Converteam Ltd Cooling of air gap winding of electrical machines
JP2003348805A (ja) 2002-05-24 2003-12-05 Nsk Ltd 発電機
JP2004208464A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Nissan Motor Co Ltd 電動機の巻線構造
CN101019298B (zh) * 2004-03-14 2011-02-09 瑞佛路申电动机有限公司 一种无刷电动发电机及其制造方法
WO2005112230A1 (ja) * 2004-05-18 2005-11-24 Seiko Epson Corporation 電動機
JP2006158024A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Sumitomo Electric Ind Ltd コイル及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5945766A (en) * 1996-01-18 1999-08-31 Amotron Co., Ltd. Coreless-type BLDC motor and method of producing stator assembly having axial vibration attenuation arrangement
US6049197A (en) * 1996-12-27 2000-04-11 Light Engineering Corporation Electric motor or generator
JPH11113204A (ja) * 1997-10-02 1999-04-23 Hitachi Ltd 回転電機の固定子コイル
JPH11187635A (ja) * 1997-12-19 1999-07-09 Sawafuji Electric Co Ltd フラット回転機
US7098566B2 (en) * 2001-05-24 2006-08-29 Rajasingham Arjuna Indraes War Axial gap electrical machine

Also Published As

Publication number Publication date
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