WO2017037960A1 - 発電機 - Google Patents

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WO2017037960A1
WO2017037960A1 PCT/JP2015/081240 JP2015081240W WO2017037960A1 WO 2017037960 A1 WO2017037960 A1 WO 2017037960A1 JP 2015081240 W JP2015081240 W JP 2015081240W WO 2017037960 A1 WO2017037960 A1 WO 2017037960A1
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generator
rotating body
permanent magnet
parallel
armature
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雅以 西村
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雅以 西村
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    • 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
    • H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos

Definitions

  • the generator of the present invention comprises a rotatable rotating body in which two or more rod-shaped permanent magnets are arranged in parallel with a rotating shaft and fixed to the rotating shaft, with a fixed armature or a coil using an iron core in a direction parallel to the rotating shaft, A structure in which the permanent magnet rotating body is sandwiched on both sides in the direction of the rotation axis provided with a gap.
  • the permanent magnet rotating body is rotated by receiving a force from the outside, and the permanent magnet rotating body is rotated so that it is arranged on both sides.
  • This is a series-excited generator that generates electricity by generating electricity in a coil of a fixed armature and a current flows parallel to the rotation axis.
  • Conventional generators are mainly constructed using a magnetic field or magnetic flux generated around the outer circumference of the rotating body, and have a structure in which a stationary armature or the like is arranged around the outer circumference to rotate the inner rotating body. Is common sense, and we have come up with a lot of ingenuity to capture the magnetic and magnetic fields of the outer circumference of the rotating body.
  • a rotating body in which two or more rotatable permanent magnets are arranged in parallel so as to be in opposite phases is fixed to a rotating shaft, and a gap is opened between both sides of the permanent magnet rotating body of the extension of the rotating shaft.
  • the outer peripheral area of the generator can be reduced if a fixed armature or the like is not arranged around the outer circle of the permanent magnet rotor, but one of the two bar magnets fixed to the rotating shaft is The other side of the N pole is the S pole, and the other permanent magnet fixed in parallel along the rotation axis is the reverse of the one next to the bar magnet, and the N pole is adjacent to the S pole. Yes, it must be combined so that each of them acts as an opposite pole so that the S pole is adjacent to the N pole.
  • Two armature coils on each side fixedly arranged at a position where a gap is opened in the direction of the rotational axis on both sides of the permanent magnet rotating body having the above-described structure include the N pole and the S pole of the permanent magnet rotating body along with the rotation of the rotating shaft.
  • the conventional common-generator shape generates power on the outer circumference of the rotating body, so it was impossible to make it thinner, to have a simpler structure, or to reduce weight.
  • the shape of the permanent magnet rotating body, armature and coil can be simplified, and a gap is created in the plane, making the gap width uniform even better than conventional generators.
  • the basic mode of operation is all the same as the conventional generator, but the direction of the current flowing in the armature coil fixed to the rotating shaft extension is a structure that flows parallel to the rotating shaft. Since the direction of current flow is different, this generator was devised based on a new idea, and the structure is simple but the power generation efficiency is excellent.
  • Two rod-shaped permanent magnets are arranged in parallel so that the N and S poles are in reverse phase, and a rotary shaft is fixed at the center, and both ends of two permanent magnet rotors sandwiched in parallel
  • the armature coil fixed with a gap in the direction of the rotating shaft starts to generate power when the rotating body of the permanent magnet rotates by simply connecting the rotating shaft to the rotational force from the outside. Since no fixed armature or the like is disposed around the outer circumference of the rotating surface of the permanent magnet rotor, the outer peripheral area can be reduced.
  • the shape of the iron core of the fixed armature is a deformed U-shaped electromagnet, with the permanent magnet rotating body sandwiched from both sides, so the structure is simple and the outer peripheral area is narrower than the conventional generator Because the excitation from the permanent magnet is captured by plane rotation at the magnetic pole surface of the rotating body and the tip of the iron core of the fixed armature, it can be used for wind power generators that can easily obtain rotational force even in weak winds. I think that it will be possible to provide a relatively low-cost generator that can also be used to generate electricity in small streams.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the generator according to the first embodiment, a schematic explanatory view and a schematic armature coil connection diagram viewed from the right front.
  • a permanent magnet rotating body (6) having a structure in which two rod-shaped permanent magnets shaped in a half-moon shape are arranged in parallel with the N and S poles in opposite phases and fixed with a rotating shaft in between.
  • a pair of fixed armature coils on the left and right bearing sides of the tip portion of the bar magnet of the permanent magnet rotor, and the winding direction of the coils is parallel to the rotation axis. It is the structure which installed one each on the right and left.
  • a coil 6-2b that flows from the U-shaped iron core armature coil 6-1a, which is fixed to the left and right sides of the permanent magnet rotor, to the adjacent coil, and is connected by a conducting wire.
  • Is Is a generator with a very simple structure that generates electricity while changing the direction of current flow in accordance with the rotation of the magnetic poles of the permanent magnet rotor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

永久磁石を着磁した回転体を回転させる発電機で、２本以上の永久磁石を必ずＮ極の隣がＳ極となるよう組み合わせた回転体の回転軸方向の両側に、コイルを巻いた固定電機子コイルをギャップをつけて挟む構造の発電機で、従来の発電機と違って電機子の鉄芯が回転軸と平行であり、コイルに流れる電流の方向は回転軸と平行方向に流れる。従来の発電機よりも構造が単純であり、発電機のハウジング部を細くすることが可能である。また、永久磁石の極数を増やした回転体にしても、前記発電機と同様の働きをするように、固定電機子コイル等の数を増やすこと等により、同様の効果が得られる。

Description

発電機
　本発明発電機は、棒状永久磁石２本以上を回転軸と平行に並べて回転軸に固着した回転自在の回転体を、回転軸と平行向きに鉄芯を用いた固定電機子やコイル等で、ギャップを設けた回転軸方向の両側に前記永久磁石回転体を挟んだ構造で、外部からの力を受けて永久磁石回転体を回転させ、永久磁石回転体が回転することにより、両側に配置した固定電機子のコイルに起電し回転軸と平行に電流が流れ発電する、直列励磁発電機である。
　従来の発電機は回転体外円周囲部に発生する磁場や磁束を利用する構造のものが主流であり、外円周部に固定電機子等を配置して内側の回転体を回す構造であるのが常識であり、回転体の外円周部等の磁束や磁場を捉えるための工夫を積み重ねて今日に至っております。
　２本以上の回転自在の永久磁石を逆相になるよう並列に並べた回転体を回転軸に固定し、前記回転軸の軸延長の、前記永久磁石回転体の両側にギャップを開け挟むように、鉄芯にコイルを巻いた固定電機子を配置することにより、従来の外円周部分で発電するものより簡単な構造の発電機を提供できる。永久磁石回転体とコイルを巻いた電機子の間は平面部でギャップをつけられるので、両側の回転軸方向に巻いてある電機子コイルに流れる電流の強さが安定的であり、回転力を直接電力に変換させることが可能であります。
発明が解決しようとする課題
　従来の発電機と違って永久磁石回転体の外円周囲部に固定電機子などを配置しなければ発電機の外周面積を小さく出来るが、回転軸に固着した２本の棒磁石の１本はＮ極の反対側はＳ極であり、回転軸に沿い並列に固着した、もう１本の永久磁石は、前記の棒磁石の隣側の１本は逆の、Ｎ極の隣はＳ極であり、Ｓ極の隣はＮ極になるよう、それぞれが反対の極の作用をするように組み合わせなければならない。前記の構造の永久磁石回転体の両側回転軸方向に、ギャップを開けた位置に固定配置した片側２個ずつの電機子コイルには、回転軸の回転と共に永久磁石回転体のＮ極Ｓ極とが回転することで、電機子コイルに交互に向きの異なる電流が、回転軸と平行に流れ発電を始める。外部からの回転力がある限り、連続して電力を生みだすことになる。
課題を解決するための手段
　従来の常識である発電機の形は回転体の外円周囲面で発電するので、より細くすることや、より単純な構造にしたり、軽量化するには無理な面もありました。
発明の効果
　回転体の軸方向で発電させると永久磁石回転体と電機子やコイルの形状を単純化できるのと、平面でギャップをつけるので、ギャップの幅を均一にすることも従来の発電機より優れていることを発見し、より構造が簡単になり製造しやすいメリットがあります。その結果より狭い箇所や細い場所で使える発電機を提供できます。基礎的な作動形態などは全て従来の発電機と変わりがないが、回転軸延長に固定した電機子のコイルに流れる電流の向きは回転軸と平行に流れる構造であり、従来の発電機とは電流の流れる方向が違いますので、本発電機は新しい発想により考案したもので、なお且つ構造が簡単であるが発電効率が優れています。
　棒状の２本の永久磁石をＮ・Ｓ極が逆相になるように並列に並べて、その中央の位置に回転軸を固着し、並列に挟んだ棒磁石２本の永久磁石回転体の両先端部、回転軸方面にギャップを設け固定した電機子コイルは、外部からの回転力に回転軸をつなぐだけで、永久磁石回転体が回転したときに発電し始める。永久磁石回転体の回転面外円周囲部に固定電機子等を配置しないので外周面積を小さくできる。固定電機子の鉄芯の形状は変形的なＵ字形の電磁石の形であり、永久磁石回転体を両側から挟んだ状態でありますので、構造が簡単で従来の発電機よりも外周面積を細いものにできるのと、回転体の磁極面と固定電機子の鉄芯の先端部で永久磁石からの励磁を平面回転で捉えるので、微弱な風でも回転力を得やすい風力発電機等に利用したり、小さい川などの流れで発電するのにも使える、比較的に低コストの発電機を提供することが可能になると考えます。
図１は実施例１の発電機の横断面図と、右側正面から見た概略説明図および概略電機子コイル結線図である。
　半月形に整形した２本の棒状の永久磁石をＮ・Ｓ極が逆相になるようにして並列に並べた中央に回転軸を挟んで固定した構造の永久磁石回転体（６）と、同永久磁石回転体の棒磁石の先端部分左右両軸受け側に固定電機子コイル２本組、コイルの巻き線方向は回転軸と平行である。を左右に各１個設置した構造である。
　図１の状態で永久磁石回転体の左右に、ギャップを開けた位置に固着した、Ｕ字型鉄芯の電機子コイル６−１ａから隣のコイルに流れ、導線で繋がっているコイル６−２ｂには、それぞれが永久磁石回転体の磁極の回転に併せて、電流の流れる方向を変化させながら発電する、至って単純な構造の発電機であります。
　細い形の発電機であるるので、狭い個所にでも設置が可能であり、従来の発電機よりも構造が簡単で、従来の発電機より比較的に低価格の発電機を提供することが可能である。
　また、構造的に比較的磁力の弱い磁性体の永久磁石の利用でも、電機子コイル巻線の量を増やすこと等でも、効果を得ることが可能である。
　１　　発電機ハウジング
　２　　固定電機子
　３　　永久磁石回転子
　４　　回転軸
　５　　軸受とボール
　６−１ａ、　　６−２ｂ　電機子コイル

Claims (1)

  1. 　永久磁石２本以上を逆相になるよう並列に並べ、前記永久磁石を回転軸に固着した回転体を回転軸方向の両側からコイルを巻いた固定電機子等で挟んだ構造の発電機で、コイルを巻いた鉄芯は回転軸と平行の向きであり、コイルには何時でも回転軸と平行に電流が流れ、横平面で近接する永久磁石回転体の磁極の変化に伴い電流の流れる向きを変化させながら、外部からの回転力を永久磁石回転体に繋いだ永久磁石回転体の磁力により、鉄芯を通じ電機子コイルに起電する働きで、直列励磁発電する構造の発電機。
PCT/JP2015/081240 2015-09-01 2015-10-28 発電機 WO2017037960A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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JP2015185900 2015-09-01
JP2015-185900 2015-09-01

Publications (1)

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WO2017037960A1 true WO2017037960A1 (ja) 2017-03-09

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PCT/JP2015/081240 WO2017037960A1 (ja) 2015-09-01 2015-10-28 発電機

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014155373A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Denso Corp マルチギャップ型回転電機
JP2015077064A (ja) * 2013-10-10 2015-04-20 雅以 西村 直列誘導直流モータ

Patent Citations (2)

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