TWI535150B - 移動磁場產生裝置、磁性傳達增減速機、電氣機器、磁性編碼器、二重反轉馬達、二重反轉風扇、二重反轉風力發電機及飛輪電力貯藏裝置 - Google Patents

移動磁場產生裝置、磁性傳達增減速機、電氣機器、磁性編碼器、二重反轉馬達、二重反轉風扇、二重反轉風力發電機及飛輪電力貯藏裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI535150B
TWI535150B TW100135232A TW100135232A TWI535150B TW I535150 B TWI535150 B TW I535150B TW 100135232 A TW100135232 A TW 100135232A TW 100135232 A TW100135232 A TW 100135232A TW I535150 B TWI535150 B TW I535150B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
magnetic field
moving
magnetic
pole piece
speed
Prior art date
Application number
TW100135232A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201233010A (en
Inventor
杉田聰
三澤康司
唐玉琪
宮入茂德
Original Assignee
山洋電氣股份有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 山洋電氣股份有限公司 filed Critical 山洋電氣股份有限公司
Publication of TW201233010A publication Critical patent/TW201233010A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI535150B publication Critical patent/TWI535150B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/20—Electromagnets; Actuators including electromagnets without armatures
    • H01F7/202—Electromagnets for high magnetic field strength
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/12—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing kinetic energy, e.g. using flywheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786—Outer rotors
    • H02K1/2787—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2789—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2791—Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type
    • H02K49/102—Magnetic gearings, i.e. assembly of gears, linear or rotary, by which motion is magnetically transferred without physical contact
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
    • H02K7/025—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels for power storage
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H02K7/1838—Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
    • 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
    • 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
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • 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
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

移動磁場產生裝置、磁性傳達增減速機、電氣機器、磁性編碼器、二重反轉馬達、二重反轉風扇、二重反轉風力發電機及飛輪電力貯藏裝置
本發明係關於移動磁場產生裝置及使用利用該裝置之高速移動磁場的機器。
於專利第3452709號公報(專利文獻1)，揭示有用以產生在連續鑄造使用之移動磁場的移動磁界(磁場)產生裝置。
[先行述文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3452709號公報
[發明之概要]
在以往之移動磁場產生裝置中，無法使移動磁場之移動速度高速。
本發明之目的在於提供可以較以往增快移動磁場之移動速度的移動磁場產生裝置。
本發明之其他目的係在於提供利用移動磁場產生裝置產生之高速之移動磁場的機器。
本發明之移動磁場產生裝置具備：磁鐵列，其係由以第1間距被配置成N極和S極構成列而交互排列的複數個磁鐵所構成，和第1及第2磁極片，其係被配置成在與上述磁鐵列之間隔著間隔，且在之間夾著上述磁鐵列，沿著上述磁鐵列延伸並且在相互間持有規定之相位差，第1磁極片列係構成具有與磁鐵列之至少相鄰之兩個磁鐵相向之長度的複數第1磁極片被配置成以第2間距構成列，第2磁極片列係構成具有與磁鐵列之至少相鄰之兩個磁鐵相向之長度的複數第2磁極片被配置成以第2間距構成列，然後，第1及第2磁極片列以及磁鐵列之一方相對於另一方以規定之相對移動速度移動時，藉由形成從磁鐵列中之連續n個(n為N以下之自然數)之磁鐵產生之磁通，依序通過與n個磁鐵相向之第1磁極片列中之第1磁極片，和與n個磁鐵相向之第2磁極片列中之第2磁極片之合成磁通，來決定第1及第2間距以及相位差，以形成以較規定之相對移動速度快之速度來移動的高速移動磁場。相對移動速度係指第1及第2磁極片列以及磁鐵列之一方移動時，另一方移動時，或是兩者移動時，第1及第2磁極片列以及磁鐵列之一方對另一方移動之意。
若藉由本發明之移動磁場產生裝置時，則可以藉由合成磁通以較相對移動速度快之速度移動，簡單地形成高速移動磁場。
具體而言，將1單元之基準移動長度定為L之時，將 每基準移動長度之磁鐵列之複數之磁鐵之數量設為2N。在此，基準移動長度係指若為旋轉型之移動磁場產生裝置時旋轉之旋轉構件以機械角旋轉360度之時之旋轉構件的移動長度，若為直線型之移動磁場產生裝置時，相當於旋轉型之移動磁場產生裝置之旋轉構件以機械角旋轉360度之時之旋轉構件之移動長度的直線移動構件之移動長度。然後，磁鐵列之第1間距τ p則成為τ p=L/(2‧N)，每基準移動長度之第1及第2磁極片列中之各自的磁極片之數量M為M=N+a，a為除0以外的整數(a=…-3、-2、-1、1、2、3、…)，磁極片之第2間距τ s成為τ s=L/M之時，合成磁極間距τ t成為τ t=L/|(2‧a)|，當將磁極片移動速度設為vs，將磁鐵列移動速度設為vm時，合成磁極移動速度vt則成為vt=(M/a)‧vs-(N/a)‧vm。
並且，合成磁結間距τ t係當磁極片列以速度vs移動時，合成磁極之移動速度vt成為vs之(M/a)倍，當磁鐵列以速度-vm移動時，合成磁極之移動速度vt成為vm之(N/a)倍。磁極片列和磁鐵列中，即使任一方移動亦可取得以高速移動之磁場，於各自在相反方向移動時，可以取得更高速移動之磁場。
並且，磁鐵列、第1及第2磁極片列即使各自具有直線形狀亦可，再者，磁鐵列、第1及第2磁鐵片列即使各自具有同心之環狀形狀亦可。
當以與本發明之移動磁場產生裝置之第1及第2磁極片列之至少一方相向之方式，具有由以規定間距配置成N 極和S極構成列而交互排列之複數個磁鐵所構成之可動磁鐵列之移動手段時，可取得直線型或旋轉型之磁性傳達增減速機。
再者，當以與本發明之移動磁場產生裝置之第1及第2磁極片列之至少一方相向之方式，設置以規定間距配置構成複數磁極的複數線圈之磁極列時，則可以構成旋轉型馬達及成為旋轉型或直線型之發電機的電氣機器。以往之旋轉型馬達係為了減少銅損當增加卷線之線徑時，需要增大插槽面積，有磁性電阻增加，最大推力飽和之課題。對此，於利用本發明之移動磁場產生裝置之旋轉型馬達之時，即使增加卷線之卷數或線徑，磁性電阻幾乎不會改變地可以增加卷線之占有面積，可以增加每尺寸之額定推力密度及最大推力，可以提供有助於省能源之高效率的旋轉型馬達。再者，在以往之發電機中，為了進行在高效率區域即是高速區域中之動作，使用增速齒輪，使發電機以高速旋轉。但是，齒輪之壽命或破損成為成本面或維修之課題。再者，也有齒輪複雜且無法使發電機小型化之問題。對此，使用本發明之移動磁場產生裝置之發電機，因比起轉子之旋轉速度，合成磁場之旋轉數高，故即使以低速產生高電壓之感應電壓，即使轉子之旋轉速度低，亦可高效率發電，可以不需要齒輪，可以貢獻於維修或小型化、高效率化。再者，利用本發明之移動磁場產生裝置也可以構成直線狀展開之直線型發電機。
再者，若以與旋轉型之移動磁場產生裝置之第1及第 2磁極片列之至少一方相向之方式，配置1個以上之霍爾元件時，則取得可以藉由霍爾元件之輸出檢測出旋轉角度的磁性編碼器。
並且，若構成具有旋轉型之移動磁場產生裝置之磁鐵列的第1旋轉構造體和具有第1及第2磁極片列的第2旋轉構造體，可以各自獨立旋轉，配置有具備在第1及第2旋轉構造體之內側產生旋轉磁場之複數之激磁卷線的馬達固定子，則取得第1旋轉構造體和第2旋轉構造體在相反方向選轉之二重反轉馬達。
然後，若在二重反轉馬達之第1旋轉構造體安裝第1葉輪，在第2旋轉構造體安裝第2葉輪，則取得第1葉輪和第2葉輪在相反方向旋轉的二重反轉風扇。
再者，當構成具有旋轉型之移動磁場產生裝置之磁鐵列之第1旋轉構造體和具有第1及第2磁鐵片列之第2旋轉構造體各自獨立旋轉，在第1及第2旋轉構造體之內側設置複數之發電用卷線，在第1旋轉構造體安裝第1葉輪，在第2旋轉構造體安裝向與第1葉輪相反方向轉動之第2葉輪時，則取得二重反轉風力發電機。
並且，若將具有旋轉型之移動磁場產生裝置之磁鐵列的第1構造體和具有第1及第2磁極片列的第2構造體之一方被固定於發電電動機之旋轉軸，在第1構造體和第2構造體之中心部配置轉子，該轉子具備有以規定間距被配置成N極和S極構成列而交互排列的複數個磁鐵所構成之磁鐵列，在轉子固定飛輪時，以取得以飛輪之旋轉蓄積能 源，從發電電動機將蓄積於飛輪之能源當作電力予以輸出之電力貯藏裝置。
一面參照圖面一面說明本發明之移動磁場產生裝置之實施型態和利用移動磁場產生裝置之各種機器之實施型態。第1圖(A)至(C)係表示將本發明適用於旋轉型之移動磁場產生裝置之時的構成和產生之合成磁通之流程，第1圖(D)至(F)為示意性地表示藉由第1圖(A)至(C)之合成磁通所形成之合成磁極的圖示。本實施型態之旋轉型之移動磁場產生裝置1具備：環狀之磁鐵列5，其係由以第1間距τ p配置成N極和S極構成列而交互排列之2N個(具體而言為24個)之磁鐵3所構成；環狀之第1及第2磁極片列7、9，該些係被配置成在與環狀之磁鐵列5之間隔著間隔，之間夾著磁鐵列5，沿著磁鐵列而延伸並且在相互間持有規定之相位差(電角度為180度，機械角度為τ s/2)。磁鐵列5之各磁鐵被附磁成在圖中之箭號所示之方向(直徑方向)出現交互不同之磁極。並且，如此之磁鐵列5藉由附磁機部分性地對圓環狀之磁性體施予附磁，可簡單地取得。
如第2圖所示般，磁鐵列5被支撐於圓板狀之具有剛性的第1支撐體4而構成旋轉構造體(第1構造體)6。第1支撐體4係被固定於馬達M之軸。環狀之第1磁極片列7係構成具有與磁鐵列5之至少相鄰之兩個磁鐵3相向 之長度的複數之第1磁極片列8被配置成在第2間距τ s構成列。第2磁極片列9係構成具有與磁鐵列5之至少相鄰之兩個磁鐵3相向之長度的複數第2磁極片10被配置成以第2間距τ s構成列。第1及第2磁極片8及10各自藉由鐵片形成。第1及第2磁極片列7及9係被支撐於具備有相向於直徑方向之一對環狀壁部11及12的第2支撐體13。藉由第1及第2磁極片列7及9和第2支撐體13構成第2構造體14。
在本實施型態中，第1及第2磁極片列7及9以及磁鐵列5之一方對另一方以特定相對移動速度移動之時，形成從磁鐵列5中之連續的n個(n為N以下之自然數)之磁鐵3產生之磁通，依序通過與n個磁鐵3相向之第1磁極片列7中之第1磁極片8，和與n個磁鐵3相向之第2磁極片列9中之第2磁極片10的合成磁通。如第1圖(A)至(C)所示般，合成磁通係依磁鐵3→第1磁極片8→磁鐵3→第2磁極片10→磁鐵3→第1磁極片8…之順序蛇行流動，成為漏磁通’而構成環狀之磁路。在第1圖之實施型態中，形成有兩個環狀之磁路。藉由在該兩個環狀之磁路流通磁通，如第1圖(D)至(F)所示般，形成兩個旋轉之合成磁極M1及M2。在此，合成磁極係在環狀之磁路流通磁通而形成者。第1圖(B)係表示磁鐵列5從第1圖(A)之狀態朝τ p/2反時鐘方向旋轉之狀態，第1圖(C)係表示磁鐵列5從第1圖(A)之狀態τ p朝逆時鐘方向旋轉之狀態。當觀看對應於第1圖(A)至(C )之第1圖(D)至(F)時，可知磁鐵列5僅旋轉τ p/2，合成磁極M1及M2以機械角度旋轉90度，磁鐵列5僅旋轉τ p，合成磁極M1及M2以機械角度旋轉180度。即是，可以形成以較磁鐵列5之旋轉速度(特定之相對移動速度)快之速度移動之高速移動磁場。高速移動磁場之移動速度vt係藉由相對移動速度vs、上述之第1及第2間距τ p及τ s以及第1及第2磁極片列之相位差而決定。在本實施型態中，雖然磁鐵列5之旋轉速度成為相對移動速度，但是於使第1及第2磁極片列7及9旋轉之時，其旋轉速度成為相對移動速度，於使磁鐵列5和第1及第2磁極片列7、9各自朝相反方向旋轉時，磁鐵列5之旋轉速度和第1及第2磁極片列7及9之旋轉速度之合計速度成為相對移動速度。
當將1單元之基準移動長度(磁鐵列5進行1旋轉之長度)設為L之時，將每基準移動長度L之磁鐵列5之複數之磁鐵之數量設為2N時，磁鐵列5之第1間距τ p成為τ p=L/(2‧N)，每基準移動長度之第1及第2磁極片列之磁極片之數量M成為M=N+a，a為除0以外的整數(a=…-3、-2、-1、1、2、3、…)，磁極片之第2間距τ s成為τ s=L/M之時，相當於合成磁極之長度的合成磁極間距τ t成為τ t=L/|(2‧a)|，當將磁極片移動速度設為vs，將磁鐵列移動速度設為 vm時，合成磁極移動速度(高速移動磁場之移動速度)vt則成為vt=(M/a)‧vs-(N/a)‧vm。
當磁極片列以速度vs移動時，合成磁極之移動速度(高度移動磁場之移動速度)vt成為vs之(M/a)倍，當磁鐵列以速度-vm移動時，合成磁極之移動速度(高速移動磁場之移動速度)vt成為vm之(N/a)倍。磁極片列和磁鐵列中，即使任一方移動亦可取得以高速移動之磁場，於兩者各自在相反方向移動時，可以取得更高速移動之磁場。
並且，磁鐵列5、第1及第2磁極片列7、9即使各自具有直線形狀亦可。
第3圖係表示直線型之磁性傳達增減速機118之概略構造的圖示，該直線型之磁性傳達增減速機118設置有筒狀之移動手段117，該移動手段117具有以與移動磁場產生裝置101之第1及第2磁極片列107及109相向之方式，以規定間距配置成N極和S極構成列而交互排列之複數個磁鐵115所構成之可動磁鐵列116。在該直線型之磁性傳達增減速機118中，固定支撐移動磁場產生裝置101之磁鐵列105的無圖示之第1支撐體而作為第1構造體，並將支撐第1及第2磁極片列107及109之無圖示的第2支撐體設為以規定之相對速度移動之第2構造體。其他之基本要素如下述般。
基準移動長度 L
每基準移動長度之磁鐵列105之磁鐵103之個數為2 ‧N，N為自然數
磁鐵列105之磁鐵之間距τ p τ p=L/(2‧N)，每基準移動長度之磁極片列中之磁極片之數量M
M=N+a，a為除0以外的整數(a=…-3、-2、-1、1、2、3、…)，磁極片之間距τ s τ s=L/M
合成磁極之磁極間距τ t τ t=L/|(2‧a)|
磁極片移動速度 vs
磁鐵列移動速度 vm
合成磁極移動速度(高速移動磁場之移動速度)vt
vt=(M/a)‧vs-(N/a)‧vm。
然後，在本實施型態中，將各要素設定成下述般。
L=360
2N=24
τ p=15
M=13，a=1
τ s=27.69
τ t=180
M/a=13
N/a=12
並且，vt、vs、vm之值成為負之時，係指移動方向成為相反之意。再者，L及τ t係表示相對性之長度，並不限定於電角度。
如第4圖(A)至(C)所示般，當將第1及第2磁極 片列107及109移動△x時，移動手段117則移動13△x。即是，合成磁場以增速比M/a倍之速度移動而形成移動磁場，其結果移動手段117以相對速度之M/a倍之速度移動。
第5圖係與第3圖相同，表示直線型之磁性傳達增減速機118’之概略構造的圖示，該直線型之磁性傳達增減速機118’設置有筒狀之移動手段117，該移動手段117具有以與移動磁場產生裝置101之第1及第2磁極片列107及109相向之方式，以規定間距配置成N極和S極構成列而交互排列之複數個磁鐵115所構成之可動磁鐵列116。在該直線型之磁性傳達增減速機118’中，將支撐移動磁場產生裝置101之磁鐵列105的無圖示之第1支撐體設為相對移動之第1構造體，將支撐第1及第2磁極片列107、109之無圖示的第2支撐體設為固定之第2構造體。其他之基本要素如下述般。
基準移動長度 L
每基準移動長度之磁鐵列105之磁鐵103之個數為2‧N，N為自然數
磁鐵列105之磁鐵之間距τ p為τ p=L/(2‧N)，每基準移動長度之磁極片列中之磁極片之數量M
M=N+a，a為除0以外的整數(a=…-3、-2、-1、1、2、3、…)，磁極片之間距τ s τ s=L/M
合成磁極之磁極間距τ t τ t=L/|(2‧a)|
磁極片移動速度 vs
磁鐵列移動速度 vm
合成磁極移動速度(高速移動磁場之移動速度)vt
vt=(M/a)‧vs-(N/a)‧vm。
然後，在本實施型態中，將各要素設定成下述般。
L=360
2N=24
τ p=15
M=13，a=1
τ m=27.69
τ t=180
M/a=13
N/a=12
並且，vt、vs、vm之值成為負之時，係指移動方向成為相反之意。
如第6圖(A)至(C)所示般，當將磁鐵列105移動△x時，移動手段117移動12△x。即是，合成磁場以增速比N/a倍之速度移動而形成移動磁場，其結果移動手段117以相對速度之N/a倍之速度移動。
第7圖(A)係表示旋轉型之磁性傳達增減速機218之概略構造的圖示，該旋轉型之磁性傳達增減速機218設置有圓柱狀之移動手段217，該移動手段217具有以與移動磁場產生裝置201之第2磁極片列209相向之方式，以180度之間距配置成N極和S極構成列而交互排列之兩個 磁鐵215所構成之可動磁鐵列。圓柱狀之移動手段217係由磁通流通之材料形成，而固定於藉由無圖示之軸承手段被支撐成可旋轉之軸219。在該旋轉型之磁性傳達增減速機218中，將支撐移動磁場產生裝置201之磁鐵列205的無圖示之第1支撐體當作第1構造體，將支撐第1及第2磁極片列207及209的無圖示之第2支撐體當作第2構造體，以相對移動速度使第1支撐體及第2支撐體之至少一方旋轉之低速轉子。相對於該低速轉子，移動手段217成為高速轉子。並且，本實施型態之動作因除將第3圖及第5圖所示之直線型之磁性傳達增減速機之動作改變成旋轉動作之點外其他動作相同，故省略。在該實施型態中，當低速轉子(205及207及209)旋轉時，則在內側產生高速旋轉磁場，高速轉子(217)快速旋轉。在該構造中，有效利用磁鐵列205之比例變大，可以產生大的磁性結合轉矩。
第7圖(B)為設成埋入高速轉子(217’)之磁鐵215’之構造(IPM)的例。其他之點與第7圖(A)之構造相同。當設成該構造時，則可以較第7圖(A)之構造，耐更大之離心力。因此，取得可以使界限旋轉數更大之優點。
第8圖為表示為了將移動磁場產生裝置301當作固定子之一部分和可動子予以利用，以與第1及第2磁極片列307、309相向之方式，將以規定間距τ c配置構成複數磁極之複數線圈315的磁極列316設置在固定子之磁軛317 的線性馬達318之構造。在該實施型態中，三相U、W及V以及-U、-W及-V之交流電流各自流入各線圈315。在中間夾入移動磁場產生裝置301的一對線圈，各自依序流通U相之交流電流和-U相之交流電流、W相之交流電流和-W相之交流電流及V相之交流電流和-V相之交流電流而形成移動磁場。在該線性馬達，將具備有由磁鐵列305和無圖示之第1支撐體所構成之第1構造體和線圈315之磁軛317設為固定子之時，第1及第2磁極片列307及309和支撐該些之第2支撐體所構成之第2構造體成為可動子。此時，各構成要素之關係成為下述般。
基準移動長度 L
每基準移動長度之磁鐵列305之磁鐵303之個數為2‧N，N為自然數
磁鐵列305之磁鐵之間距τ p τ p=L/(2‧N)
每基準移動長度之磁極片列307及309中之磁極片之數量 M
M=N+a，a為除0以外的整數(a=…-3、-2、-1、1、2、3、…)，磁極片之磁極片之間距τ s τ s=L/M
合成磁極之磁極間距τ t τ t=L/|(2‧a)|
磁極片移動速度 vs
線圈之激磁頻率 f
磁鐵列移動速度 vm
線圈磁場移動速度 vc vc=f‧2‧τ t =(M/a)‧vs-(N/a)‧vm
在第8圖之具體例中，上述構成要素為下述般。
L=360
2N=24
τ p=15
M=13，a=1
τ s=27.69
τ t=180
M/a=13
N/a=12
在該實施型態中，當使線圈315產生移動速度vc之移動磁場時，磁鐵列305為固定側(磁鐵列移動速度vm=0)之時，第1及第2磁極片列307及309之移動速度vs成為vc/13。即是，減速比成為1/13，可以提供高推力之線性馬達。
在第8圖之構造中，將磁鐵列305當作移動側，將線圈315及第1及第2磁極片列307、309當作固定側(磁鐵片列移動速度vs=0)之時，當使線圈315產生移動速度vc之移動磁場時，磁鐵列305之移動速度vm成為-vc/12。即是，減速比成為-1/12，可以提供高推力之線性馬達(在此，值成為負係表示驅動方向成為相反)。
並且，上述實施型態之3相馬達之時，τ c=τ t/3，但是也可以構成τ c=τ t‧2/3。再者，2相馬達之時，成為τ c=τ t/2。
第9圖(A)為表示為了將本發明之移動磁場產生裝置401當作固定子之一部分和可動子予以利用，以與環狀之第2磁極片列409相向之方式，將以規定間距τ c配置構成6個磁極之6個線圈415的磁極列416設置在固定子之磁軛417的線性馬達418之構造的圖示。在該實施型態之馬達中，三相U、W及V以及-U、-W及-V之交流電流各自流入各線圈415。
在該實施型態中，當使線圈交流激磁時，則產生旋轉磁場。當將藉由線圈所產生之旋轉磁場之旋轉速度設為ω c，將磁鐵列405之旋轉速度設為ω m，將磁極片列407及409之旋轉速度設為ω s時，各自之關係則可以以下式表示。
ω c=(M/a)‧ω s-(N/a)‧ω m
第9圖(A)之具體例之構成要素則如下述般。
磁鐵列一周分之磁鐵數 2N=24
單側之磁極片列中之磁極片之數量 M=13
M和N之差 a=1
在此，於磁鐵列405被固定，將旋轉速度ω m=0之時，磁極片列407及409之旋轉速度ω s成為ω s=ω c/13。即是，相對於線圈之旋轉磁場的減速比成為1/13，可以以高效率使低速大轉矩產生。
另外，將磁極片列407及409設為固定側，並將旋轉速度設為ω s=0之時，磁鐵列405之旋轉速度ω m成為ω m=-ω c/12。即是，相對於線圈之旋轉磁場的減速比成為- 1/12，可以以高效率產生低速轉矩(在此，值成為負係表示旋轉方向成為相反)。
若藉由本實施型態之時，有效利用磁鐵列之比例變大，可以產生大的轉矩。在該構造中，當將轉子設為輸入側，則成為發電機。因磁場以高速旋轉，故成為感應電壓高且效率高之發電機。
第9圖(B)係將線圈415設為3相線圈3個的例，其他則與第9圖(A)之構成相同。
第10圖(A)及(B)係為了將本發明之移動磁場產生裝置501當作固定子之一部分和可動子予以利用，將環狀之第1及第2磁極片列507及509和磁鐵列505，和以規定間距τ c於外周部配置構成6個磁極之6個線圈515之磁極列516和固定子之磁軛517，在軸向間隙相向之類型的旋轉型馬達518之概略構造的俯視圖及側面圖。即使該實施型態之馬達，三相之交流電流也各自流入各線圈515。在該馬達中，將磁鐵列505和第1及第2之磁極片列507及509中之任一方當作固定側，將另一方當作轉子(可動子)。當激磁線圈515使產生懸旋轉磁場時，以低速高轉矩取得高效率之馬達，當藉由外力使轉子轉動時，則在移動磁場產生裝置501之內側產生高速旋轉磁場。高速旋轉磁場因提高感應線圈515之電壓，故取得高效率之發電機。
第11圖(A)及(B)各自表示在構成本發明之移動磁場產生裝置601之環狀之磁鐵列605和環狀之第1及第 2磁極片列607及609之內側，各自配置發電機用之線圈615之單相發電機618之概略構造。在該實施型態之發電機中，將磁鐵列605和第1及第2之磁極片列607及609中之任一方當作固定側，將另一方當作轉子(可動子)。當轉子旋轉時，則在移動磁場產生裝置601之內側產生高速旋轉磁場，該高速旋轉磁場與線圈615磁鏈而進行發電。在以往之發電機中，為了進行在高效率區域即是高速區域中之動作，使用增速齒輪，使發電機以高速旋轉。但是，齒輪之壽命或破損成為成本面或維修之課題。再者，也有齒輪複雜且無法使發電機小型化之問題。對此，使用本發明之移動磁場產生裝置之發電機，因比起轉子之旋轉速度，移動磁場之旋轉數高，故即使以低速產生高電壓之感應電壓，即使轉子之旋轉速度低，亦可高效率發電，可以不需要齒輪。如第11圖(B)所示之發電機般，將磁極片列607及609設為固定側，將磁鐵列605設為轉子之時，即使配置在線圈615內側之鐵芯617和第2磁極片列609之磁極片610之一部分結合亦可。如此之構造中，當轉子旋轉時，則在內側產生高速旋轉磁場。因此，有效利用磁鐵列605之比例變大，而且因磁場以高速旋轉，故成為感應電壓高且效率高之發電機。
第12圖為表示在旋轉型之移動磁場產生裝置701之環狀之第2磁極片列709之內側配置兩個霍爾元件H1及H2之高精度編碼器718之構成的圖示。兩個霍爾元件H1及H2係以磁性之檢測方向在x方向和y方向90度不同之 方式，來決定配置位置。在該編碼器718中，將磁鐵列705和第1及第2之磁極片列707及709中之任一方當作固定側，將另一方當作轉子。當轉子旋轉時，則在移動磁場產生裝置701之內側產生高速旋轉磁場。於第12圖之實施型態之時，當磁極片列707及709進行1旋轉時，則如第13圖(A)所示般內側之磁場進行13旋轉。然後，當磁鐵列705進行1旋轉時，則如第13圖(B)所示般，內側之磁場成為12旋轉。因此，可以以簡單之檢測元件構成高分解之磁性感測器。再者，在本實施形態中，因檢測出所有磁鐵之磁性被合成，故磁鐵1個之誤差之影響僅些許，可取得高精度。
如第14圖所示般，在x方向配置兩個霍爾元件H11及H12，當在y方向配置兩個霍爾元件H21及H22時，則可以使兩個霍爾元件之輸出平均化，並且可取得高精度之磁性編碼器。
第15圖表示二重反轉馬達之構造之概略。在該馬達中，將具有旋轉型之移動磁場產生裝置801之磁鐵列805的第1旋轉構造體和具有第1及第2磁極片列807及809之第2旋轉構造體，構成各自獨立旋轉，在第1及第2旋轉構造體之內側配置產生旋轉磁場之三相之激磁線圈815的馬達固定子817，而取得第1旋轉構造體和第2旋旋轉構造體朝相反方向旋轉的二重反轉馬達。
當在激磁線圈815流通三相電流時則產生旋轉磁場，具有磁鐵列805之第1旋轉構造體和第1及第2磁極片列 807及809之第2旋轉構造體各自朝相反方向旋轉。各自旋轉之速度因比旋轉磁場低速、高轉矩，故可以以高靜壓取得高效率之風扇馬達。
並且，於本實施型態之時，當激磁線圈815製造之磁場逆時鐘旋轉時，具備有第1及第2磁極片列807及809之轉子(第2旋轉構造體)逆時鐘旋轉，具有磁鐵列805之轉子(第2旋轉構造體)順時鐘旋轉。
第16圖(A)及(B)為表示利用將第15圖之二重反轉馬達之激磁線圈設為2相之二重反轉馬達之二重反轉風扇918之構成的剖面圖和半部剖面圖。在該二重反轉風扇918中，在具備有磁鐵列905之第1旋轉構造體904安裝第1葉輪921，在第1及第2磁極片列907及909之第2旋轉構造體914安裝第2葉輪922。以符號923及924所表示之構件各自為軸承。並且，設置在第1葉輪921之複數片葉片和設置在第2葉輪922之複數片葉片，係以各自吹出之風的旋轉方向成為相反之方式，來決定形狀。當在內側之2相線圈915流通2相電流時，2相線圈915所製造之磁場旋轉。隨此，設置有磁鐵列905之第1旋轉構造體904和設置有第1及第2磁極片列907及909之第2旋轉構造體914朝向相反方向旋轉。風壓產生在相同方向，可以實現高風量、高風壓之風扇。並且，以往雖然以個別之馬達構成正轉和逆轉，若藉由本實施型態時，因可以使用一個馬達和馬達驅動電路來構成，故可以縮小軸線方向之尺寸，並可以降低風扇之價格。並且，葉輪921和葉輪 922之旋轉數為任意，藉由配合各自的負載，各自旋轉，可以抑制噪音，實現最佳之流程。
再者，藉由移動磁長產生裝置901之磁性減速機構，因可以產生高轉矩，故可以取得自起動頻率高，動作安定，成為高靜壓的優點。
第17圖(A)及(B)為構成具有旋轉型之移動磁場產生裝置1001之磁鐵列1005之第1旋轉構造體1004和具有第1及第2磁鐵片列1007及1009之第2旋轉構造體1014各自獨立旋轉，在第1及第2旋轉構造體1004及1014之內側設置複數之發電用線圈1015，在第1旋轉構造體1004安裝第1葉輪1021，在第2旋轉構造體1014安裝向與第1葉輪1021相反方向轉動之第2葉輪1022的二重反轉風力發電機之一部分剖面的正視圖及側面圖。該風力發電機1018當受到風力時，第1葉輪1021和第2葉輪1022朝方反相向旋轉。如此一來，產生在線圈1015之磁場成為高速旋轉磁場，在線圈1015被感應高感應電壓，能夠以高效率發電。在本實施形態中，內側之磁場以「第2葉輪1022之旋轉數之13倍+第1葉輪1021之旋轉數之12倍」之旋轉速度旋轉。本實施形態雖然為2相發電機，但是若將線圈設為單相構成，則成為單相發電機，若設為3相構成，則成為3相發電機。第1葉輪1021和第2葉輪1022之旋轉數不一定要一致，因應各自之風壓而旋轉。藉由兩旋轉數偏離，可以抑制因共振振動所產生之噪音。
第18圖為將旋轉型之移動磁場產生裝置1101當作增 速磁性連結而適用於飛輪電力貯藏裝置1118之實施型態之概略面圖。飛輪電力貯藏裝置1118係將具有磁鐵列1105之第1構造體1104固定於發電電動機1131之旋轉軸1131A。第1及第2磁極片列1107及1109係固定於成為殼本體之第2構造體1114。然後，在第1構造體1104和第2構造體1114之中心部配置轉子1136，該轉子1136具備有以規定間距被配置成N極和S極構成列而交互排列的複數個磁鐵所構成之磁鐵列，在固定該轉子1136之軸1137固定飛輪1134。軸1137係藉由垂直方向軸承1133及徑方向軸承1135而被樞軸。在該裝置中，以飛輪1134之旋轉蓄積能量，可以將蓄積於飛輪1134之能量當作電力從發電電動機1131輸出。如本實施形態般，當經由移動磁場產生裝置1101所構成之增速磁性結合而以發電電動機1131使飛輪1134旋轉時，則可以與旋轉數之平方呈正比蓄積運動能量。尤其，藉由增速機構，可以馬達旋轉數之數倍~數十倍之旋轉速度使飛輪旋轉。因此，因可以相同裝置體積，蓄積更多之能量，故能夠使裝置小型化。
第19圖係表示在將旋轉型之移動磁場產生裝置1201適用於重力遮蔽裝置1218之實施型態所使用之移動磁場產生裝置1201之構造，第20圖係表示重力遮蔽裝置1218之縱剖面圖。該重力遮蔽裝置1218構成可以使具有磁鐵列1205之第1旋轉構造體1204和具有第1及第2磁極片列1207及1209之第2旋轉構造體1214各自獨立旋轉。然後，具備使第1旋轉構造體1204旋轉之第1電動機 1241，和使第2旋轉機構體1214朝與第1旋轉構造體1204相反方向旋轉之第2電動機1242。即是，第1磁極片1208之數量25，第2磁極片1210之數量也為25，磁鐵之數量為48個。當將第1旋轉構造體1204之旋轉數設為fm，將第2旋轉構造體1214之旋轉數設為ft時，高速之旋轉磁場之旋轉數f則成為f=24fm+25ft。因此，在該裝置中，可以在移動磁場產生裝置1201之內部產生高速之旋轉磁場。
例如，當設為fm=10000rpm，ft=10000rpm時，內部之旋轉磁場之旋轉數f成為f=490000rpm之高速。因此，比起原來之旋轉數，可取得49倍之高速旋轉磁場。
並且，絕緣材、介電體、超電導體等即使與旋轉磁場一起旋轉亦可，即使不旋轉亦可。第21圖(A)及(B)為表示磁鐵列1205之旋轉方向和第1及第2磁極片1207、1029之旋轉方向和在內部產生之旋轉磁場之旋轉方向。
[產業上之利用可行性]
若藉由本發明之移動磁場產生裝置時，則可以藉由合成磁通以較相對移動速度快之速度移動，簡單地形成高速移動磁場。
1‧‧‧移動磁場產生裝置
3‧‧‧磁鐵
4‧‧‧支撐體
5‧‧‧磁鐵列
7‧‧‧第1磁極片列
8‧‧‧第1磁極片
9‧‧‧第2磁極片列
10‧‧‧第2磁極片
11‧‧‧環狀壁部
13‧‧‧支撐體
14‧‧‧構造體
第1圖(A)至(C)係表示將本發明適用於旋轉型之移動磁場產生裝置之時的構成和產生之合成磁通之流程， (D)至(F)為示意性地表示藉由(A)至(C)之合成磁通所形成之合成磁極的圖示。
第2圖為概略性表示支撐構造之圖示。
第3圖為表示直線型之磁性傳達增減速機之概略構造的圖面。
第4圖(A)至(C)為用以說明第3圖之實施型態之動作的圖示。
第5圖為表示直線型之磁性傳達增減速機之概略構造的圖面。
第6圖(A)至(C)為用以說明第5圖之實施型態之動作的圖示。
第7圖(A)及(B)為表示旋轉型之磁性傳達增減速機之概略構造的圖示。
第8圖為表示直線馬達之構造的圖示。
第9圖(A)及(B)為表示旋轉型馬達之構造的圖示。
第10圖(A)及(B)為表示旋轉型馬達之構造的剖面圖。
第11圖(A)及(B)為各自表示單相發電機之概略構造的圖示。
第12圖為表示高精度磁性編碼器之構成的圖示。
第13圖(A)及(B)為表示兩個霍爾元件之輸出波形的圖示。
第14圖為表示四個霍爾元件之配置圖案之一例的圖 示。
第15圖為表示二重反轉馬達之構造的概略圖示。
第16圖(A)及(B)為表示利用將第15圖之二重反轉馬達之激磁線圈設為2相之二重反轉馬達之二重反轉風扇之構成的剖面圖和半部剖面圖。
第17圖(A)及(B)為使二重反轉風力發電機之一部分剖面之前視圖及側面圖。
第18圖為將旋轉型之移動磁場產生裝置當作增速磁性連結而適用於飛輪電力貯藏裝置之實施型態之概略面圖。
第19圖為表示在將旋轉型之移動磁場產生裝置適用於重力遮蔽裝置之實施型態中所使用之移動磁場產生裝置之構造的圖示。
第20圖係表示重力遮蔽裝置之縱剖面圖。
第21圖(A)及(B)為表示磁鐵列之旋轉方向和第1及第2磁極片列之旋轉方向和在內部產生之旋轉磁場之旋轉方向的圖示。
1‧‧‧移動磁場產生裝置
3‧‧‧磁鐵
5‧‧‧磁鐵列
7‧‧‧第1磁極片列
8‧‧‧第1磁極片
9‧‧‧第2磁極片列
10‧‧‧第2磁極片
M1、M2‧‧‧合成磁極

Claims (11)

  1. 一種移動磁場產生裝置，其特徵為具備：磁鐵列，其係由以第1間距被配置成N極和S極構成列而交互排列的複數個磁鐵所構成，和第1及第2磁極片，其係被配置成在與上述磁鐵列之間隔著間隔，且在之間夾著上述磁鐵列，沿著上述磁鐵列延伸並且在相互間持有規定之相位差，上述第1磁極片列係構成具有與至少相鄰之兩個上述磁鐵相向之長度的複數第1磁極片被配置成以第2間距構成列，上述第2磁極片列係構成具有與至少相鄰之兩個上述磁鐵相向之長度的複數第2磁極片被配置成以第2間距構成列，上述第1及第2磁極片列以及上述磁鐵列之一方相對於另一方以規定之相對移動速度移動時，藉由形成從上述磁鐵列中之連續n個(n為N以下之自然數)之上述磁鐵產生之磁通，依序通過與上述n個磁鐵相向之上述第1磁極片列中之上述第1磁極片，和與上述n個磁鐵相向之上述第2磁極片列中之上述第2磁極片之合成磁通來決定上述第1及第2間距以及上述相位差，以形成以較上述規定之相對移動速度快之速度來移動的高速移動磁場。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之移動磁場產生裝置，其中當將1單元之基準移動長度定為L之時，將每基準移 動長度之上述磁鐵列之上述複數之磁鐵之數量設為2N時，上述磁鐵列之上述第1間距τ p則成為τ p=L/(2‧N)，每基準移動長度之上述第1及第2磁極片列中之各自的磁極片之數量M為M=N+a，a為除0以外的整數(a=…-3、-2、-1、1、2、3、…)上述第1及第2磁極片之上述第2間距τ s成為τ s=L/M當將磁極片移動速度vs設為vs，將磁鐵列移動速度設為vm之時，以上述高度移動磁場之移動速度vt設定為vt=(M/a)‧vs-(N/a)‧vm之方式，決定上述L、N及a以及上述相位差。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之移動磁場產生裝置，其中上述磁鐵列、上述第1及第2磁極片列各自具有直線之形狀。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所記載之移動磁場產生裝置，其中上述磁鐵列、上述第1及第2磁極片列各自具有同心之環狀形狀。
  5. 一種磁性傳達增減速機，其特徵為：具備有移動手段而構成，該移動手段係以與如申請專 利範圍第1至4中之任一項所記載之移動磁場產生裝置之上述第1及第2磁極片列之至少一方相向之方式，具有由以規定間距被配置成N極和S極構成列而交互排列的複數個磁鐵所構成之可動磁鐵列。
  6. 一種電氣機器，其特徵為：以與如申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之移動磁場產生裝置之上述第1及第2磁極片列之至少一方相向之方式，具有以規定間距配置構成複數磁極之複數線圈的磁極列。
  7. 一種磁性編碼器，其特徵為：以與如申請專利範圍第4項所記載之移動磁場產生裝置之上述第1及第2磁極片之至少一方相向之方式，配置1個以上之霍爾元件，藉由上述霍爾元件之輸出檢測出旋轉角度。
  8. 一種二重反轉馬達，其特徵為：被構成具有如申請專利範圍第4項所記載之移動磁場產生裝置之上述磁鐵列的第1旋轉構造體和具有上述第1及第2磁極片列的第2旋轉構造體，可以各自獨立旋轉，配置有具備在上述第1及第2旋轉構造體之內側產生旋轉磁場之複數之激磁卷線的馬達定子。
  9. 一種二重反轉風扇，其特徵為：具有被安裝於如申請專利範圍第8項所記載之二重反轉馬達之上述第1旋轉構造體的第1葉輪，和被安裝於上述第2旋轉構造體之第2葉輪。
  10. 一種二重反轉風力發電機，其特徵為：被構成具有如申請專利範圍第4項所記載之移動磁場產生裝置之上述磁鐵列的第1旋轉構造體和具有上述第1及第2磁極片列之第2旋轉構造體，可以各自獨立旋轉，在上述第1及第2旋轉構造體之內側具備複數之發電用卷線，具有被安裝於上述第1旋轉構造體之第1葉輪，和被安裝於上述第2旋轉構造體而朝與上述第1葉輪相反方向轉動之第2葉輪。
  11. 一種飛輪電力貯藏裝置，其特徵為：具有如申請專利範圍第4項所記載之移動磁場產生裝置之上述磁鐵列的第1構造體和具有上述第1及第2磁極片列的第2構造體之一方被固定於發電電動機之旋轉軸，在上述第1構造體和上述第2構造體之中心部配置轉子，該轉子具備有以規定間距被配置成N極和S極構成列而交互排列的複數個磁鐵所構成之磁鐵列，在上述轉子固定有飛輪。
TW100135232A 2010-09-29 2011-09-29 移動磁場產生裝置、磁性傳達增減速機、電氣機器、磁性編碼器、二重反轉馬達、二重反轉風扇、二重反轉風力發電機及飛輪電力貯藏裝置 TWI535150B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010220070A JP5354687B2 (ja) 2010-09-29 2010-09-29 移動磁場発生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201233010A TW201233010A (en) 2012-08-01
TWI535150B true TWI535150B (zh) 2016-05-21

Family

ID=44719574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100135232A TWI535150B (zh) 2010-09-29 2011-09-29 移動磁場產生裝置、磁性傳達增減速機、電氣機器、磁性編碼器、二重反轉馬達、二重反轉風扇、二重反轉風力發電機及飛輪電力貯藏裝置

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8917087B2 (zh)
EP (1) EP2437381B1 (zh)
JP (1) JP5354687B2 (zh)
KR (1) KR20120033274A (zh)
CN (1) CN102437710B (zh)
TW (1) TWI535150B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5525408B2 (ja) * 2009-11-09 2014-06-18 山洋電気株式会社 電気機械装置
JP5759867B2 (ja) * 2011-10-28 2015-08-05 山洋電気株式会社 磁気エンコーダ
CN102738986A (zh) * 2012-06-26 2012-10-17 河北工程大学 带斜槽结构的复合驱动式开关磁阻电机
JP6128872B2 (ja) 2013-02-05 2017-05-17 山洋電気株式会社 動力伝達装置
US20140265750A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 PST Associates, Inc. System and method for generating electricity from gravitational forces
JP6625065B2 (ja) 2014-05-21 2019-12-25 ノベリス・インコーポレイテッドＮｏｖｅｌｉｓ Ｉｎｃ． 非接触式の溶融金属流れの制御
CN104333150A (zh) * 2014-11-02 2015-02-04 北京理工大学 一种凸型磁块Halbach永磁阵列
US11368060B2 (en) * 2015-07-29 2022-06-21 Chevron U.S.A. Inc. Motors including tessellating semi-Halbach stators
ITUB20159776A1 (it) * 2015-12-30 2017-06-30 Ergolines Lab S R L Impianto di produzione di barre metalliche, macchina di colata, processo di colata e metodo di controllo di dispositivi elettromagnetici di agitazione di metallo fuso
CN109842264B (zh) * 2017-11-24 2020-09-01 哈尔滨工业大学 一种双边平板型永磁直线电机
TWI692919B (zh) * 2019-07-12 2020-05-01 奇鋐科技股份有限公司 飛輪儲能風扇
CN112772101B (zh) * 2021-03-03 2024-04-05 石河子大学 一种水肥液体的电磁驱动控制装置
CN113131705B (zh) * 2021-04-27 2023-04-07 山东大学 杯形绕组永磁同步电机、储能飞轮及方法
CN113991967B (zh) * 2021-09-30 2023-07-14 清华大学 一种非接触式永磁支撑装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3646376A (en) * 1970-05-01 1972-02-29 Gen Electric High-frequency tachometer generator
JPS62182620A (ja) * 1986-02-07 1987-08-11 Toshiba Corp レゾルバ
US4742258A (en) * 1986-08-26 1988-05-03 Midwest Dynamometer & Engineering Co. Driven rotary shaft system using permanent magnets
JPH07182717A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Sharp Corp 光磁気記録再生装置
JPH08136558A (ja) * 1994-11-11 1996-05-31 Nippon Seiko Kk 回転速度検出装置
JP3452709B2 (ja) 1995-11-02 2003-09-29 新日本製鐵株式会社 移動磁界発生装置
SE0101645L (sv) * 2001-05-09 2002-11-10 Abb Ab Frekvensomvandlare
JP3903956B2 (ja) * 2003-05-23 2007-04-11 日産自動車株式会社 複軸多層モータ
US7262536B2 (en) * 2003-08-11 2007-08-28 General Motors Corporation Gearless wheel motor drive system
JP2005245045A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Shin Etsu Chem Co Ltd トルク変換装置用永久磁石式磁界発生装置
JPWO2005112230A1 (ja) 2004-05-18 2008-05-15 セイコーエプソン株式会社 電動機
US7723888B2 (en) * 2004-05-25 2010-05-25 Marko Petek Synchronous electromechanical transformer
JP2006191782A (ja) 2004-12-09 2006-07-20 Yamaha Motor Co Ltd 回転電機
JP2009095173A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Toyota Central R&D Labs Inc 対向ロータ機構
JP4926107B2 (ja) 2008-03-28 2012-05-09 株式会社豊田中央研究所 回転電機
JP4747184B2 (ja) * 2008-04-14 2011-08-17 本田技研工業株式会社 電動機
US8446060B1 (en) * 2010-01-12 2013-05-21 Richard H. Lugg Magnetic advanced gas-turbine transmission with radial aero-segmented nanomagnetic-drive (MAGTRAN)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012075291A (ja) 2012-04-12
EP2437381A3 (en) 2014-02-12
JP5354687B2 (ja) 2013-11-27
KR20120033274A (ko) 2012-04-06
US20120074930A1 (en) 2012-03-29
US20150061649A1 (en) 2015-03-05
US9613740B2 (en) 2017-04-04
TW201233010A (en) 2012-08-01
CN102437710A (zh) 2012-05-02
EP2437381A2 (en) 2012-04-04
US8917087B2 (en) 2014-12-23
CN102437710B (zh) 2015-05-20
EP2437381B1 (en) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI535150B (zh) 移動磁場產生裝置、磁性傳達增減速機、電氣機器、磁性編碼器、二重反轉馬達、二重反轉風扇、二重反轉風力發電機及飛輪電力貯藏裝置
JP5449892B2 (ja) 永久磁石励磁式ラジアル磁気軸受並びにそのラジアル磁気軸受を備えた磁気軸受装置
US7781931B2 (en) Switched reluctance motor
US7626308B2 (en) Permanent magnet excited transverse flux motor with outer rotor
TWI429168B (zh) Permanent magnet rotating machine
US9537362B2 (en) Electrical machine with improved stator flux pattern across a rotor for providing high torque density
TWI451667B (zh) 永磁式發電機及使用該永磁式發電機之風力發電機
JP2010025342A6 (ja) 永久磁石励磁式ラジアル磁気軸受並びにそのラジアル磁気軸受を備えた磁気軸受装置
US20150236575A1 (en) Magnetic shield for hybrid motors
US9236784B2 (en) Flux-switching electric machine
JP2013215021A (ja) 電磁誘導装置
JP2012100502A (ja) 回転電動機
JP2016538817A (ja) 横磁束形電気機械
JP2010284035A (ja) 永久磁石回転電機
TWI555306B (zh) 高效率發電機
JP2010516224A (ja) 多相の駆動もしくは発電電気マシン
JP5695711B2 (ja) 回転型モータ
RU2541427C1 (ru) Торцевая электрическая машина (варианты)
JP2008263681A (ja) 交流モータ
EP2381565A1 (en) Power generator with high power-to-volume ratio
JP2024502179A (ja) バイポーラ誘導電気機械
JP2010068705A (ja) モータ
JP2011211881A (ja) リラクタンスモータ
JP2010088286A (ja) モータ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees