WO2006098217A1 - ベクトル量の性質が応用される電力消費装置 - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K53/00—Alleged dynamo-electric perpetua mobilia
Definitions
- the present invention relates to a power device in which a transformer electromotive force is induced.
- Patent Document 1 U.S. Pat.No. 4,260,914
- Patent Document 2 US Patent US 6,246,561B1
- the present invention is a novel power that optimizes the effect of the magnetic field from the current and makes the magnetic field particularly suitable for preventing the back electromotive force induced in the power supply coil from which the transformer electromotive force is induced. It is to provide a consumption device or a power consumption method.
- the first magnetic flux of the magnetic force brought into close contact with the static closed magnetic core material is interposed A dynamic magnetic circuit formed via the magnetic core material, the first magnetic flux passed through a power coil wound around the magnetic core material portion of the dynamic magnetic circuit, and the first magnetic circuit
- the magnetic flux is changed by making the dynamic magnetic circuit dynamic, and a transformer electromotive force is induced in the power supply coil, and the power supply coil electromagnetically couples the mutual inductance negatively.
- a method of inducing second magnetic fluxes of approximately the same magnitude and in opposite directions into the power supply coil, and substantially preventing back electromotive force induced in the power supply coil, and / or Or it can be achieved by the device.
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing a simple embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment in which leakage magnetic flux is reduced when a large current is passed in the present invention.
- FIG. 3 is an explanatory view showing an example in which jerky rotation (cogging) generated between a magnet and a magnetic core material is reduced in the present invention.
- a power consuming device denoted by reference numeral 100 in FIG. 1 includes a static magnetic first magnetic core material 10, a magnet 20 closely attached to the magnetic core material 10, and a first magnetic flux 30 from the magnet 20. Therefore, the magnetic core material 10 branches to the magnetic core material 10 interposed between the dynamic magnetic circuit 40 formed via the magnetic core material 10 and the magnetic core material 10 to which the first magnetic flux 30 is branched.
- the second magnetic core member 14 has a shape that can be changed, and a shaft 80 that is fitted to the second magnetic core member 14 to transmit torque from the outside to the second magnetic core member 14.
- the shaft 80 is rotatably supported. These members are held.
- the power consumption device in Fig. 1 works as follows.
- the second magnetic core member 14 When a constant torque is continuously applied to the shaft 80 from the outside, the second magnetic core member 14 is also continuously rotated. Then, the first magnetic flux 30 passing through the dynamic magnetic circuit 40 is regularly changed, and the transformer electromotive force 90 is applied to each power coil 60 in a direction that prevents the change of the first magnetic flux 30. Be guided. At this time, the first magnetic fluxes 30 are mutually! Therefore, the power supply coils 60 penetrate through the power supply coils 60 in opposite directions. Accordingly, the transformer electromotive force 90 is also induced in opposite directions, and the mutual inductance between the power supply coils 60 is made negative. Furthermore, the power supply coils 60 are preferably connected to each other. At the same time, it is connected to switch 300 and load 400 via conductor 200.
- the second magnetic fluxes 31 having the same magnitude due to the magnetic field from the induced current 500 flowing through the power supply coils 60 and in opposite directions are applied to the magnetic core 10. It is guided in a closed loop. Then, since the mutual inductance is made negative, the counter electromotive force from the induced current 500 is substantially blocked by the mutual inductance from each magnetic flux 31. In other words, the back electromotive force from the induced current 500 induced in the other power supply coil 60 is blocked by the power supply coils 60 through which the induced current 500 flows.
- FIG. 2 shows an example in which the leakage flux from the induced current 500 is reduced.
- a magnetic core material 12 having a central leg 70 is used.
- the power coil 60 is wound up and down across the portion where the magnet 20 is in close contact with the central leg 70.
- the transformer electromotive forces 90 are connected in the direction in which the electromotive force is applied.
- Fig. 3 shows an example in which the jerky rotation (cogging) that occurs between the magnet and the magnetic core is reduced.
- Two sets of the example shown in Fig. 2 are prepared, and magnetite is used instead of the magnetic core.
- the second magnet while an attractive force acts between the first magnet 20 and the second magnet 22 in the magnetic field of the first magnet 20 closely attached to the first magnetic core member 12 of the first set. 22 is engaged with the shaft engaging portion 81 and rotated, and at the same time, the third magnet 20 and the second magnet 20 are in the magnetic field of the third magnet 20 which is in close contact with the second magnetic core material 12 of the second set. While the repulsive force is acting between the four magnets 24, the shaft is engaged with the shaft engaging portion 81 and rotated.
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Abstract
電流からの磁界の影響を最適にして、前記磁界を特に変庄器起電力が誘導 される電源コイルに誘導される逆起電力を阻止するのに適する様にする新規な電力消費装置または電力消費方法を提供する。 静的な閉路状の磁性芯材と、前記磁性芯材に密着させられる磁石と、前記磁石からの磁束によって、介される前記磁性芯材に分岐し、前記磁性芯材を径由して形成される動的磁気回路と、相互インダクタンスが負にされる様に作用する、前記磁性芯材のそれぞれの部分に巻かれる各コイルと、誘導電流が流されるコイルの逆起電力を阻止する様に作用する前記動的磁気回路が動的にされる手段とを具備する電力装置。
Description
明 細 書
ベクトル量の性質が応用される電力消費装置
産業上の利用分野
[0001] 本発明は、変圧器起電力が誘導される電力装置に関する。
背景技術
[0002] アンペールの法則では、電流が磁界を生み出し、アンペールの力にお!/、ては、電 流を磁界中に置くと力が生まれる。ファラデーの電磁誘導法則では、磁石が作った磁 界の中にコイルを置き、コイルの端に電流計をつないで置き、この状態で、磁石に力 をカ卩えて動かすと磁界が変化して電流が流れる。これらが電流と磁界と力の関係であ る。
この応用として、発電機や変圧器がある。発電機に流される誘導電流は元々の磁 界の変化を打ち消す方向に流れるので、誘導電流によって生じる磁界と元々の磁石 による磁界には反発する力が働く。従って、外からトルクを加えてコイルを回し続ける 為にはトルクを加え続けなければならな 、。変圧器の一次側にも発電機が使われて いるので、同様である。
その結果は、電気的仕事が、発電機に外部より与えられた機械的仕事に等しいと 考えられてしまっている。しかし、これらは見掛け上現れるベクトル量を主として、見掛 け上現れないベクトル量を従とした技術的思想によってもたらされる。
特許文献 1 :米国特許第 4, 260, 914号
特許文献 2 :米国特許 US第 6, 246, 561B1号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 本発明は電流からの磁界の影響を最適にして、前記磁界を特に変圧器起電力が 誘導される電源コイルに誘導される逆起電力を阻止するのに適する様にする新規な 電力消費装置または電力消費方法を提供する事にある。
課題を解決するための手段
[0004] 静的な閉路状の磁性芯材に密着させられる磁石力 の第 1の磁束によって、介され
る前記磁性芯材を経由して形成される動的磁気回路と、前記動的磁気回路の前記 磁性芯材の部分に巻かれる電源コイルに貫通させられる前記第 1の磁束と、前記第 1の磁束が、前記動的磁気回路が動的にされる事によって変動させられる工程と、前 記電源コイルに変圧器起電力が誘導されて、前記電源コイルが、相互インダクタンス を負に電磁的に結合される工程と、ほぼ同じ大きさで互いに反対方向の第 2の磁束 を前記電源コイル内に誘導し、前記電源コイルに誘導される逆起電力がほぼ阻止さ れる工程とを具備する方法及び/又は装置によって、達成する事が出来る。
発明の効果
[0005] 電源コイルに誘導される逆起電力が誘導電流自身の磁気エネルギー丈で、ほぼ阻 止される。
図面の簡単な説明
[0006] [図 1]本発明の簡素な実施例を示した説明図である。
[図 2]本発明で大電流が流される場合に、漏れ磁束を少なくする実施例を示した説明 図である。
[図 3]本発明で、磁石と磁性芯材との間に生じるぎくしゃくとした回転 (コギング）が軽 減される例を示した説明図である。
符号の説明
[0007] 10 磁性芯材
12 磁性芯材
14 磁性芯材
20 磁石
22 磁石
24 磁石
30 磁束
31 磁束
40 動的磁気回路
50 部分
60 電源コイル
70 中央脚
80 軸
81 軸係合部分
90 変圧器起電力
100 総括的な符号
200 導線
300 開閉器
400 負荷
500 誘導電流
発明を実施するための最良の形態
第 1図に符号 100で示す電力消費装置は静的な閉路状の第 1の磁性芯材 10と、 前記磁性芯材 10に密着させられる磁石 20と、前記磁石 20からの第 1の磁束 30によ つて、介される前記磁性芯材 10に分岐し、前記磁性芯材 10を経由して形成される動 的磁気回路 40と、前記第 1の磁束 30が分岐させられる前記磁性芯材 10のそれぞれ の部分 50に互いに相互インダクタンスを等しくされて電磁的に結合される電源コイル 60と、回転させられると、前記動的磁気回路 40を動的にし、前記第 1の磁束 30が規 則的に変動させられる形状の第 2の磁性芯材 14と、前記第 2の磁性芯材 14に嵌め 合わされて、外部からのトルクを前記第 2の磁性芯材 14に伝える働きをさせられる軸 80から成り、前記軸 80は回転可能に支持される。これらの部材は保持される。 第 1図の電力消費装置は次の様に働く。
外部から前記軸 80に一定のトルクが継続して加えられると、前記第 2の磁性芯材 14 も継続して一定の回転をさせられる。すると、前記動的磁気回路 40を通る前記第 1の 磁束 30が規則的に変動させられ、各前記電源コイル 60には前記第 1の磁束 30の変 化を妨げる方向に変圧器起電力 90が誘導される。この時、各前記第 1の磁束 30は 互！、に遠ざかろうとする性質を有する為に、各前記電源コイル 60内を互 、に反対方 向に貫通している。従って、前記変圧器起電力 90も互いに反対方向に誘導され、各 前記電源コイル 60同士の相互インダクタンスは負にされる。更に、好ましくは各電源 コイル 60同士が接続される。同時に、導線 200を介して開閉器 300と負荷 400に接
続され、誘導電流 500が流されると、各前記電源コイル 60に流される前記誘導電流 500からの磁界によって大きさが同じで、互いに反対方向の各第 2の磁束 31が前記 磁性芯材 10に閉路状に誘導される。すると、相互インダクタンスが負にされている為 、各前記磁束 31からの相互インダクタンスによって前記誘導電流 500からの逆起電 力がほぼ阻止される。言い換えると、前記誘導電流 500が流される前記電源コイル 6 0同士によって、他の前記電源コイル 60に誘導される前記誘導電流 500からの逆起 電力が阻止される。
以下の変形例では、符号は変形部分以外はそのまま流用し、変形部分の新たな部 材には新しく符号を付けて説明される。
第 2図は誘導電流 500からの漏れ磁束を少なくする場合の例を示している。磁性芯 材 10の替わりに中央脚 70を有する磁性芯材 12が用いられる。前記中央脚 70に磁 石 20が密着させられる部分を挟んで電源コイル 60が上下に巻かれる。好ましくは、 変圧器起電力 90同士は起電力が加わる方向に接続される。コイルが中央脚に巻か れると、コイルからの磁束の漏れは減り、磁束の漏れは 2脚に比べると無視出来る程 に少、なくなる。
第 3図は磁石と磁性芯材との間に生じるぎくしゃくとした回転 (コギング）が軽減される 場合の例を示している。第 2図で示された例が二組用意され、磁性芯材の替わりに磁 石が用いられる。
一組目の第 1の磁性芯材 12に密着させられる第 1の磁石 20の磁界中で、前記第 1の 磁石 20と第 2の磁石 22の間に吸引力が働きながら前記第 2の磁石 22が軸係合部分 81と嵌め合わされて回転させられると同時に、二組目の第 2の磁性芯材 12に密着さ せられる第 3の磁石 20の磁界中で前記第 3の磁石 20と第 4の磁石 24の間に反発力 が働きながら軸係合部分 81と嵌め合わされて回転させられる。回転が進むと吸引力 は反発力に変わって働き始めるが、同時に、反発力は吸引力に変わって働き始める ので前記軸 80には、吸引力と反発力の互いに反対方向のトルクが常に与えられる。 従って、ぎくしゃくとした回転 (コギング）が軽減される。
尚、外部力ゝらのトルクを伝達するのに、複数の軸を介して、変形しても良ぐ前述の 具体例は専ら解説の為のものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
産業上の利用可能性
磁石の作る閉じられた磁界に介された磁性芯材に誘導される磁束の変化を用いて 省エネルギーが求められる用途にも適用できる。
Claims
[1] 静的な閉路状の磁性芯材と、
前記磁性芯材に密着させられる磁石と、
前記磁石からの磁束によって、介される前記磁性芯材に分岐し、前記磁性芯材を経 由して形成される動的磁気回路と、
相互インダクタンスが負にされる様に作用する、前記磁性芯材のそれぞれの部分に 巻かれる各コイルと、
誘導電流が流されるコイルの逆起電力を阻止する様に作用する前記動的磁気回路 が動的にされる手段とを具備する電力を消費する装置。
[2] 静的な閉路状の磁性芯材に密着させられる磁石からの第 1の磁束によって、介され る前記磁性芯材を経由して形成される動的磁気回路の前記磁性芯材の部分に巻か れる電源コイルに貫通させられる前記第 1の磁束が、前記動的磁気回路が動的にさ れる事によって変動させられる工程と、
前記電源コイルに変圧器起電力が誘導されて、前記電源コイルが、負に、電磁的に 結合される工程と、
ほぼ同じ大きさで互いに反対方向の第 2の磁束を前記電源コイル内に誘導し、前 記電源コイルに誘導される逆起電力がほぼ阻止される工程とを具備する電力を消費 する方法。
[3] 変圧器起電力及び/又は逆起電力が誘導される電力装置であって、閉じられた静的 な磁性芯材に密着させられた磁石を動的にする事によって、前記磁性芯材に卷かれ たコイルに誘導される変圧器起電力と、負の相互インダクタンスを受ける事によって、 誘導電流自身の磁気エネルギー丈で、ほぼ阻止される前記コイルに誘導される逆起 電力とを具備する事を特徴とする電力装置。
Applications Claiming Priority (2)
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