JP2003180059A - 車両用交流回転電機 - Google Patents
車両用交流回転電機Info
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- JP2003180059A JP2003180059A JP2001376280A JP2001376280A JP2003180059A JP 2003180059 A JP2003180059 A JP 2003180059A JP 2001376280 A JP2001376280 A JP 2001376280A JP 2001376280 A JP2001376280 A JP 2001376280A JP 2003180059 A JP2003180059 A JP 2003180059A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力長寿命の発電機を提供すること。
【解決手段】 電機子巻線１および界磁巻線２を巻回し
た電機子鉄心３と、突極４を有する誘導子５からなる回
転子とを備えた回転機において、電機子巻線１は界磁巻
線２の巻装ピッチ毎に三相電機子巻線のセットを配置
し、かつ誘導子５の極弧の長さを前記ピッチの１／２以
上２／３以下としている。弧長の上限については、三相
巻線のうち一つがゼロになる期間が必要であり、界磁巻
線巻装ピッチのうちの２／３より狭くないと、それが損
なわれることとなる。つまりこの電機子鉄心に界磁巻線
を組みこむ型のものにおいては誘導子の弧長は略１／２
以上で２／３以下に設定することにより大きな発電量を
得ることが出来る。
た電機子鉄心３と、突極４を有する誘導子５からなる回
転子とを備えた回転機において、電機子巻線１は界磁巻
線２の巻装ピッチ毎に三相電機子巻線のセットを配置
し、かつ誘導子５の極弧の長さを前記ピッチの１／２以
上２／３以下としている。弧長の上限については、三相
巻線のうち一つがゼロになる期間が必要であり、界磁巻
線巻装ピッチのうちの２／３より狭くないと、それが損
なわれることとなる。つまりこの電機子鉄心に界磁巻線
を組みこむ型のものにおいては誘導子の弧長は略１／２
以上で２／３以下に設定することにより大きな発電量を
得ることが出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期回転機一般に
適用されるものであるが、とりわけ高速回転を必要とす
る車両用交流発電電動機や充電用発電機に適するもので
ある。
適用されるものであるが、とりわけ高速回転を必要とす
る車両用交流発電電動機や充電用発電機に適するもので
ある。
【０００２】
【発明の目的】本発明は高出力長寿命の発電機を提供す
ることを目的としている。
ることを目的としている。
【０００３】
【従来の技術】一般に回転機は回転数が高いほど高出力
化できるので、特に車両装着用などの小型軽量要するも
のでは過去から高速化を不断に追求してきた。ところが
高速化のためにブラシの磨耗や、通気に混じる異物によ
る損耗などにより、ブラシ方式では、１８０００ｒｐｍ
程度が実用的限界であった。そこで衆知慣用技術として
例えば実開昭６３−１７５６２号に開示される溶接用発
電機などブラシレス方式があり、この方式の採用を検討
したところブラシレスである点はよいものの、従来の多
極爪型磁極、いわゆるランデル磁極を有する塊状鉄心集
中界磁巻線タイプの車両用発電機と比べて性能が低くそ
のまま使用できないという問題があることが分かった。
化できるので、特に車両装着用などの小型軽量要するも
のでは過去から高速化を不断に追求してきた。ところが
高速化のためにブラシの磨耗や、通気に混じる異物によ
る損耗などにより、ブラシ方式では、１８０００ｒｐｍ
程度が実用的限界であった。そこで衆知慣用技術として
例えば実開昭６３−１７５６２号に開示される溶接用発
電機などブラシレス方式があり、この方式の採用を検討
したところブラシレスである点はよいものの、従来の多
極爪型磁極、いわゆるランデル磁極を有する塊状鉄心集
中界磁巻線タイプの車両用発電機と比べて性能が低くそ
のまま使用できないという問題があることが分かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の性能が低い問題
点の原因の一つは第１に誘導子型であるために電機子に
与えられる磁束は交番でなく脈動であるために、その分
性能上不利であることは自明であり、その磁束の増加は
一つの課題である。また第２には、この溶接発電機用誘
導子型発電機ではその界磁起磁力が、固定子の周上に独
立分散配置されて磁気回路に印加されるので、ランデル
型機の場合の集中的巻回界磁巻線により各磁気回路への
並列印加に比べて、分散されてしまい、各磁気回路あた
りの界磁起磁力はその分すくなってしまう。しかもその
上固定子スロットに電機子巻線と界磁巻線とを干渉を避
けあいつつ巻装するので巻線量も稼げないことからよけ
いに界磁起磁力が低くなる。つまり、界磁起磁力が低い
特徴がありこれを如何に上げるか、あるいは低い起磁力
でもいかに多くの電圧を発生させるか、という改善課題
がある。
点の原因の一つは第１に誘導子型であるために電機子に
与えられる磁束は交番でなく脈動であるために、その分
性能上不利であることは自明であり、その磁束の増加は
一つの課題である。また第２には、この溶接発電機用誘
導子型発電機ではその界磁起磁力が、固定子の周上に独
立分散配置されて磁気回路に印加されるので、ランデル
型機の場合の集中的巻回界磁巻線により各磁気回路への
並列印加に比べて、分散されてしまい、各磁気回路あた
りの界磁起磁力はその分すくなってしまう。しかもその
上固定子スロットに電機子巻線と界磁巻線とを干渉を避
けあいつつ巻装するので巻線量も稼げないことからよけ
いに界磁起磁力が低くなる。つまり、界磁起磁力が低い
特徴がありこれを如何に上げるか、あるいは低い起磁力
でもいかに多くの電圧を発生させるか、という改善課題
がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前述課題に対し
て次のように解決を図るものである。
て次のように解決を図るものである。
【０００６】まず、請求項１に示す構成では、電機子巻
線および界磁巻線を巻回した電機子鉄心と、磁気的突極
を有する誘導子からなる回転子とを備えた回転機におい
て、前記電機子巻線は前記界磁巻線の巻装ピッチ毎に三
相電機子巻線の１セットを配置し、かつ前記誘導子の極
弧の長さを前記ピッチの１／２以上２／３以下としてい
る。
線および界磁巻線を巻回した電機子鉄心と、磁気的突極
を有する誘導子からなる回転子とを備えた回転機におい
て、前記電機子巻線は前記界磁巻線の巻装ピッチ毎に三
相電機子巻線の１セットを配置し、かつ前記誘導子の極
弧の長さを前記ピッチの１／２以上２／３以下としてい
る。
【０００７】この構成により前記課題が次のように解決
される。
される。
【０００８】まず従来は誘導子の極弧の長さは前記公知
例に示されるように前記ピッチの半分以下に設定されて
いた。それは界磁巻線の巻線ピッチを一節としてこの中
で磁束をオンオフするという考え方から、幾何学的には
半分はオン、半分はオフという割合となるべきとの考え
方から約１／２を磁極弧長とすべきとしていたものと考
えられる。しかしながら本願発明者は前記構成のよう
に、従来にない広い弧長とすると、むしろ高出力化が達
成されることを見出した。すなわち前記構成のように弧
長を広くすればその分磁気回路の磁気抵抗が減るので、
この誘導子型につきものである弱い界磁起磁力であって
も、磁束を多く通じることができる。つまり従来は弱い
起磁力である前提が考慮されてない磁極弧長比であった
ので、仮に極弧比を１／２としても、それに見合った磁
束を通じていなかった。すなわち磁束のオンよりもオフ
に相当する期間が長くなり、そのため磁束の脈動の基本
波成分は小さかった。これに対して前記のように弧長を
半分以上に広げることで、磁束のオンとオフの均整をと
ることが出来てその結果、低い界磁起磁力となる本方式
において発電量を増すことが出来るようになる。また弧
長の上限については、三相巻線のうち一つがゼロになる
期間が必要であり、界磁巻線巻装ピッチのうちの２／３
より狭くないと、それが損なわれることとなる。つまり
この電機子鉄心に界磁巻線を組みこむ型のものにおいて
は誘導子の弧長は略１／２以上で２／３以下に設定する
ことにより大きな発電量を得ることが出来るのである。
例に示されるように前記ピッチの半分以下に設定されて
いた。それは界磁巻線の巻線ピッチを一節としてこの中
で磁束をオンオフするという考え方から、幾何学的には
半分はオン、半分はオフという割合となるべきとの考え
方から約１／２を磁極弧長とすべきとしていたものと考
えられる。しかしながら本願発明者は前記構成のよう
に、従来にない広い弧長とすると、むしろ高出力化が達
成されることを見出した。すなわち前記構成のように弧
長を広くすればその分磁気回路の磁気抵抗が減るので、
この誘導子型につきものである弱い界磁起磁力であって
も、磁束を多く通じることができる。つまり従来は弱い
起磁力である前提が考慮されてない磁極弧長比であった
ので、仮に極弧比を１／２としても、それに見合った磁
束を通じていなかった。すなわち磁束のオンよりもオフ
に相当する期間が長くなり、そのため磁束の脈動の基本
波成分は小さかった。これに対して前記のように弧長を
半分以上に広げることで、磁束のオンとオフの均整をと
ることが出来てその結果、低い界磁起磁力となる本方式
において発電量を増すことが出来るようになる。また弧
長の上限については、三相巻線のうち一つがゼロになる
期間が必要であり、界磁巻線巻装ピッチのうちの２／３
より狭くないと、それが損なわれることとなる。つまり
この電機子鉄心に界磁巻線を組みこむ型のものにおいて
は誘導子の弧長は略１／２以上で２／３以下に設定する
ことにより大きな発電量を得ることが出来るのである。
【０００９】また、請求項２に示す構成では、電機子巻
線および界磁巻線を巻回した固定子と、突極を有する誘
導子からなる回転子とを備えた回転機において、前記電
機子巻線は前記界磁巻線の巻装ピッチ毎に三相電機子巻
線の１セットを配置し、かつ前記誘導子鉄心の歯数を、
前記界磁巻線の巻装ピッチに対して２つとしている。
線および界磁巻線を巻回した固定子と、突極を有する誘
導子からなる回転子とを備えた回転機において、前記電
機子巻線は前記界磁巻線の巻装ピッチ毎に三相電機子巻
線の１セットを配置し、かつ前記誘導子鉄心の歯数を、
前記界磁巻線の巻装ピッチに対して２つとしている。
【００１０】この構成により前記課題が次のように解決
される。すなわち、従来は界磁巻線ピッチ、すなわち電
機子巻線の三相分の範囲内に存在する誘導子の歯は一つ
であったので、例えばＸ相に最大磁束を通じているとき
は、他のＹ相とＺ相はゼロか、或いはそれに近い小さな
磁束となる幾何学的関係となっていた。本発明者はＸ相
が最大の磁束を通じているときＹとＺの中間にも最大と
なるように磁束を通すことができれば、三相巻線を有効
に活用できると考えた。すなわち上記のように歯数すな
わち磁気的突極の数を２倍にすれば、それが達成され
る。この場合その有効利用のみならず、電機子巻線や界
磁巻線のレイアウトはそのままでも電機子の発電周波数
を２倍に出来るのでファラデーの法則により電圧を倍に
する効果もあいまって、より効果的な発電量の増加が達
成可能となるのである。
される。すなわち、従来は界磁巻線ピッチ、すなわち電
機子巻線の三相分の範囲内に存在する誘導子の歯は一つ
であったので、例えばＸ相に最大磁束を通じているとき
は、他のＹ相とＺ相はゼロか、或いはそれに近い小さな
磁束となる幾何学的関係となっていた。本発明者はＸ相
が最大の磁束を通じているときＹとＺの中間にも最大と
なるように磁束を通すことができれば、三相巻線を有効
に活用できると考えた。すなわち上記のように歯数すな
わち磁気的突極の数を２倍にすれば、それが達成され
る。この場合その有効利用のみならず、電機子巻線や界
磁巻線のレイアウトはそのままでも電機子の発電周波数
を２倍に出来るのでファラデーの法則により電圧を倍に
する効果もあいまって、より効果的な発電量の増加が達
成可能となるのである。
【００１１】また、請求項３に示す構成では、請求項１
若しくは請求項２の界磁巻線は前記電機子鉄心にトロイ
ダル状に巻装している。
若しくは請求項２の界磁巻線は前記電機子鉄心にトロイ
ダル状に巻装している。
【００１２】この構成により前記課題が次のように解決
される。すなわち、界磁巻線の巻装の周回長が極端に短
くなるので、同一励磁電圧に対して引きこむ界磁電流を
一定につまり界磁巻線抵抗をそのまま保ったとしても細
い線を用いて沢山巻回できるので、界磁巻線起磁力が大
きく稼げることとなる。このため前述従来技術に述べた
ようなこの種の誘導子型回転の界磁巻線起磁力が小さい
という問題点が解消する。
される。すなわち、界磁巻線の巻装の周回長が極端に短
くなるので、同一励磁電圧に対して引きこむ界磁電流を
一定につまり界磁巻線抵抗をそのまま保ったとしても細
い線を用いて沢山巻回できるので、界磁巻線起磁力が大
きく稼げることとなる。このため前述従来技術に述べた
ようなこの種の誘導子型回転の界磁巻線起磁力が小さい
という問題点が解消する。
【００１３】また、請求項４に示す構成では、請求項３
の前記トロイダル状界磁巻線の半数を永久磁石とし、他
の半数を界磁巻線としている。
の前記トロイダル状界磁巻線の半数を永久磁石とし、他
の半数を界磁巻線としている。
【００１４】この構成により前記課題が次のように解決
される。すなわち、界磁巻線を半減できるので巻線が容
易になると共に例えば希土類永久磁石などにより界磁力
がきわめて高く出来ることとなり、格段の高性能化が望
める。しかも磁石を用いる時につきものの問題点、つま
り磁束制御性についても、界磁巻線に通電していないと
きは磁石磁束が環状の電機子鉄心を還流短絡してしま
い、誘導子の方には行かない、すなわち一方の界磁巻線
の通電により誘導子の磁束量が制御できるのである。
される。すなわち、界磁巻線を半減できるので巻線が容
易になると共に例えば希土類永久磁石などにより界磁力
がきわめて高く出来ることとなり、格段の高性能化が望
める。しかも磁石を用いる時につきものの問題点、つま
り磁束制御性についても、界磁巻線に通電していないと
きは磁石磁束が環状の電機子鉄心を還流短絡してしま
い、誘導子の方には行かない、すなわち一方の界磁巻線
の通電により誘導子の磁束量が制御できるのである。
【００１５】また、請求項５に示す構成では、請求項１
乃至請求項４の電機子鉄心は、その内側と外側に前記誘
導子対抗面を有し、かつ電機子巻線を前記鉄心にトロイ
ダル状に巻装している。
乃至請求項４の電機子鉄心は、その内側と外側に前記誘
導子対抗面を有し、かつ電機子巻線を前記鉄心にトロイ
ダル状に巻装している。
【００１６】この構成により前記課題が次のように解決
される。すなわち電機子巻線をトロイダル上に巻回する
ことにより環状鉄心の外側にも鉄心が設けられ、内径外
径の両鉄心により磁気回路の磁気抵抗を下げることがで
きる。その上トロイダルであるために巻線の周回長が減
る。このことは同一電機子に巻装できる界磁巻線の量を
増すことが出来る、すなわち界磁起磁力を高めることが
できるようになるので、前述の従来の問題点の直接的解
決にもつながるのである。
される。すなわち電機子巻線をトロイダル上に巻回する
ことにより環状鉄心の外側にも鉄心が設けられ、内径外
径の両鉄心により磁気回路の磁気抵抗を下げることがで
きる。その上トロイダルであるために巻線の周回長が減
る。このことは同一電機子に巻装できる界磁巻線の量を
増すことが出来る、すなわち界磁起磁力を高めることが
できるようになるので、前述の従来の問題点の直接的解
決にもつながるのである。
【００１７】また、請求項６に示す構成では、前記電機
子鉄心は部分的に分断した部分環状鉄心と、それらを前
記環状鉄心外で磁気的に接続する継鉄部とを設け、該継
鉄部に前記界磁巻線を巻装としている。
子鉄心は部分的に分断した部分環状鉄心と、それらを前
記環状鉄心外で磁気的に接続する継鉄部とを設け、該継
鉄部に前記界磁巻線を巻装としている。
【００１８】この構成により前記課題が次のように解決
される。すなわち、界磁巻線の巻線量を格段に増すこと
が出来るので、界磁起磁力を高めることができるように
なるので、前述の従来の問題点の直接的解決にもつなが
るのである。
される。すなわち、界磁巻線の巻線量を格段に増すこと
が出来るので、界磁起磁力を高めることができるように
なるので、前述の従来の問題点の直接的解決にもつなが
るのである。
【００１９】
【発明の実施の形態】［第１の実施形態］車両走行用エ
ンジンに搭載した発電機に適用した第１の実施例につい
て図１を参照してその構成を説明する。
ンジンに搭載した発電機に適用した第１の実施例につい
て図１を参照してその構成を説明する。
【００２０】三相電機子巻線１、および界磁巻線２を巻
回した電機子鉄心３と、突極の歯状部４を有する誘導子
５が回転子として，前記電機子鉄心３に回転自在に配置
されており、前記電機子巻線１は前記界磁巻線２の巻装
ピッチ毎に前記三相電機子巻線は１セットずつ配置され
ており、かつ前記誘導子５の歯状部４の数は、前記界磁
巻線２の巻装ピッチに対して２つとなっている。また界
磁巻線２は電機子鉄心３の内周を二分するように、電機
子スロットに巻装されている。
回した電機子鉄心３と、突極の歯状部４を有する誘導子
５が回転子として，前記電機子鉄心３に回転自在に配置
されており、前記電機子巻線１は前記界磁巻線２の巻装
ピッチ毎に前記三相電機子巻線は１セットずつ配置され
ており、かつ前記誘導子５の歯状部４の数は、前記界磁
巻線２の巻装ピッチに対して２つとなっている。また界
磁巻線２は電機子鉄心３の内周を二分するように、電機
子スロットに巻装されている。
【００２１】前記電機子巻線１は、前記界磁巻線２のピ
ッチすなわち半周反面において端子Ｘ１，Ｘ２を有する
Ｘ相巻線や，他にＹ，Ｚの三相電機子巻線を有してお
り、他の半周反面においては端子Ｕ１，Ｕ２を有するＵ
相巻線や，他にＶ，Ｗの三相巻線を有しており、これら
は図２に示すように、三相結線されて、整流器６に接続
されている。
ッチすなわち半周反面において端子Ｘ１，Ｘ２を有する
Ｘ相巻線や，他にＹ，Ｚの三相電機子巻線を有してお
り、他の半周反面においては端子Ｕ１，Ｕ２を有するＵ
相巻線や，他にＶ，Ｗの三相巻線を有しており、これら
は図２に示すように、三相結線されて、整流器６に接続
されている。
【００２２】前記電機子鉄心にはスロットが６個、換言
すればティース部（誘導子側の歯状部と区別する為にテ
ィース部と表現する）が、Ｘ相ティース（ＴＸ）、Ｙ相
ティース（ＴＹ）、Ｚ相ティース（ＴＺ）、Ｕ相ティー
ス（ＴＵ）、Ｖ相ティース（ＴＶ）、Ｗ相ティース（Ｔ
Ｗ）と合計６個あり、電機子巻線１は該ティースにいわ
ゆる集中巻きしてあり、前記６個の収納スロットのうち
２個には、前記界磁巻線２が上半周と下半周を周回し
て、収納されている。
すればティース部（誘導子側の歯状部と区別する為にテ
ィース部と表現する）が、Ｘ相ティース（ＴＸ）、Ｙ相
ティース（ＴＹ）、Ｚ相ティース（ＴＺ）、Ｕ相ティー
ス（ＴＵ）、Ｖ相ティース（ＴＶ）、Ｗ相ティース（Ｔ
Ｗ）と合計６個あり、電機子巻線１は該ティースにいわ
ゆる集中巻きしてあり、前記６個の収納スロットのうち
２個には、前記界磁巻線２が上半周と下半周を周回し
て、収納されている。
【００２３】次にこの第１実施例の作動について図３を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００２４】図中、前記誘導子の１箇所に説明の便宜状
●印を付与して示し、これを注目歯状部と称すこととと
する。界磁巻線には図中左側のスロットには紙面から奥
へ向かう電流が通じ、また図中右側のスロットには紙面
奥から手前に向かう向きの電流が流れているものとする
と、前記注目歯状部が左端上図のようにＸ相ティースと
正対するときには、該ティースには該左端上図の下に棒
グラフで示すような最大磁束が通じるもとの考えること
が出来る。次にこの注目歯状部が左に３０°回転する
と、Ｘ相ティースとＹ相ティースには僅かに磁束が流
れ、Ｚ相に最大磁束が流れることとなる。このように各
ティースに流れる磁束を、時間の経過すなわち回転角度
ごとに見たものが棒グラフで示した全体であり、細い実
践のような正弦波状の変化を与えることとなる。このよ
うな磁束の変化は、周知のファラデーの法則により、各
ティースに巻回してある各相の巻線に破線のような電圧
の誘導をもたらすこととなる。これら磁束と電圧の誘導
をみると、本発明の課題としたＸ相での最大磁束のとき
でも他の相を休ませることなく電機子巻線の有効利用が
出来ていることが明らかである。また周波数も回転に対
して倍となっている。すなわち有効な電圧向上効果がは
かられている。
●印を付与して示し、これを注目歯状部と称すこととと
する。界磁巻線には図中左側のスロットには紙面から奥
へ向かう電流が通じ、また図中右側のスロットには紙面
奥から手前に向かう向きの電流が流れているものとする
と、前記注目歯状部が左端上図のようにＸ相ティースと
正対するときには、該ティースには該左端上図の下に棒
グラフで示すような最大磁束が通じるもとの考えること
が出来る。次にこの注目歯状部が左に３０°回転する
と、Ｘ相ティースとＹ相ティースには僅かに磁束が流
れ、Ｚ相に最大磁束が流れることとなる。このように各
ティースに流れる磁束を、時間の経過すなわち回転角度
ごとに見たものが棒グラフで示した全体であり、細い実
践のような正弦波状の変化を与えることとなる。このよ
うな磁束の変化は、周知のファラデーの法則により、各
ティースに巻回してある各相の巻線に破線のような電圧
の誘導をもたらすこととなる。これら磁束と電圧の誘導
をみると、本発明の課題としたＸ相での最大磁束のとき
でも他の相を休ませることなく電機子巻線の有効利用が
出来ていることが明らかである。また周波数も回転に対
して倍となっている。すなわち有効な電圧向上効果がは
かられている。
【００２５】このようにして本願の目的とする発電量の
向上が提供できることとなった。
向上が提供できることとなった。
【００２６】［第２の実施形態］次に第２の実施例を図
４に示す。前記第一実施例では誘導子５（回転子）の歯
状部４の数を４としていたが、ここに示すものでは２と
しており、かつその弧長を界磁巻線２の巻線ピッチの約
３／５としている。このようにすると前記課題の解決手
段のところに述べたように、磁束スイッチのうちオン期
間を延ばせて、オフ期間との均整がとれるので、磁束変
動の基本波成分を増すことが出来て発電量を増せる。
４に示す。前記第一実施例では誘導子５（回転子）の歯
状部４の数を４としていたが、ここに示すものでは２と
しており、かつその弧長を界磁巻線２の巻線ピッチの約
３／５としている。このようにすると前記課題の解決手
段のところに述べたように、磁束スイッチのうちオン期
間を延ばせて、オフ期間との均整がとれるので、磁束変
動の基本波成分を増すことが出来て発電量を増せる。
【００２７】［第３の実施形態］次に第３の実施例を図
５に示す。前記実施例では誘導子５（回転子）の外径部
を突極状としていたが、ここに示すものでは円筒状回転
子１０１としており、かつその内央部において磁束バリ
ヤスリット１０２を入れて、回転子の突極性を生成して
いる。このように幾何学的突極性でなくとも磁気的に突
極性を生成すれば本発明の、効果が得られることはいう
までもない。
５に示す。前記実施例では誘導子５（回転子）の外径部
を突極状としていたが、ここに示すものでは円筒状回転
子１０１としており、かつその内央部において磁束バリ
ヤスリット１０２を入れて、回転子の突極性を生成して
いる。このように幾何学的突極性でなくとも磁気的に突
極性を生成すれば本発明の、効果が得られることはいう
までもない。
【００２８】［第４の実施形態］次に第４の実施例を図
６に示す。前記実施例では界磁巻線２を二つのスロット
に、収納する際に、その界磁巻線エンドターン部を前記
環状電機子の半周を周回するように設けていたが、本願
では、電機子鉄心の環状背厚部にトロイダル状界磁巻線
１０３として、巻回している。このように巻回すれば周
回長が短くて済むので、抵抗値の割りに沢山の巻線回数
がかせげて、結果として高い起磁力を与えることができ
るという効果がある。なお実際には巻回は作業性が良く
ないので、部分的にカットした導体片を嵌めこみ、これ
を蝋付けしたり、また鉄心を分離できようにしておい
て、あらかじめ巻回した巻線をここに挿入するという方
法があることはいうまでもない。
６に示す。前記実施例では界磁巻線２を二つのスロット
に、収納する際に、その界磁巻線エンドターン部を前記
環状電機子の半周を周回するように設けていたが、本願
では、電機子鉄心の環状背厚部にトロイダル状界磁巻線
１０３として、巻回している。このように巻回すれば周
回長が短くて済むので、抵抗値の割りに沢山の巻線回数
がかせげて、結果として高い起磁力を与えることができ
るという効果がある。なお実際には巻回は作業性が良く
ないので、部分的にカットした導体片を嵌めこみ、これ
を蝋付けしたり、また鉄心を分離できようにしておい
て、あらかじめ巻回した巻線をここに挿入するという方
法があることはいうまでもない。
【００２９】［第５の実施形態］次に第５の実施例を図
７に示す。前記実施例では誘導子を環状電機子の内径側
だけに設けていたが、この構成では内径部と外径部の両
方に誘導子１０４，１０５を設けている。また電機子巻
線１０６も界磁巻線１０７もトロイダル巻線としてい
る。これにより磁束の量が増し発電量が増す。
７に示す。前記実施例では誘導子を環状電機子の内径側
だけに設けていたが、この構成では内径部と外径部の両
方に誘導子１０４，１０５を設けている。また電機子巻
線１０６も界磁巻線１０７もトロイダル巻線としてい
る。これにより磁束の量が増し発電量が増す。
【００３０】［第６の実施形態］次に第６の実施例を図
８に示す。前記実施例では界磁巻線を、環状電機子の二
箇所に設けていたが、この構成で片方は界磁巻線１０９
とし、他方はむを磁石式界磁１０８にしている。これに
より、界磁巻線１０９は一つでよく沢山巻回出来、また
磁石１０８でコンパクトながら強い界磁がかけられ、か
つ前記界磁巻線ナの通電量により磁石磁束も含めてコン
トロールできるという効果がある。逆にいえば磁石の発
電制御困難性がないので残留磁束が大きくなるのを気に
することなく強い磁石を使うことができ、本願の課題の
一つであるとする界磁起磁力の向上に大きな効果があ
る。
８に示す。前記実施例では界磁巻線を、環状電機子の二
箇所に設けていたが、この構成で片方は界磁巻線１０９
とし、他方はむを磁石式界磁１０８にしている。これに
より、界磁巻線１０９は一つでよく沢山巻回出来、また
磁石１０８でコンパクトながら強い界磁がかけられ、か
つ前記界磁巻線ナの通電量により磁石磁束も含めてコン
トロールできるという効果がある。逆にいえば磁石の発
電制御困難性がないので残留磁束が大きくなるのを気に
することなく強い磁石を使うことができ、本願の課題の
一つであるとする界磁起磁力の向上に大きな効果があ
る。
【００３１】［第７の実施形態］次に第７の実施例を図
９に示す。前記実施例では電機子鉄心を連続環状体とし
ていたが、部分環状体１１０，１１１に分けて、それら
を連接する継鉄部位１１２に界磁巻線１１３を設けても
良い。
９に示す。前記実施例では電機子鉄心を連続環状体とし
ていたが、部分環状体１１０，１１１に分けて、それら
を連接する継鉄部位１１２に界磁巻線１１３を設けても
良い。
【００３２】［その他の実施形態］前記実施例では、電
機子巻線は集中巻線（２π／３短節巻線）としている
が、全節分布巻きでもよい。また前記実施例では、界磁
巻線ピッチ毎に繰り返して複数の三相を設け、これらを
結線して用いているが、別々の三相回路として、別系統
の負荷に接続しても良い。また前記実施例では、車両用
発電機で説明しているが、車両用発電電動機でもよい。
また電動専用機でもよい。また前記実施例では誘導子の
突極歯状部の実体巾を弧長としているが、一般には多少
の面取りをしたり、スキューねじれを形成する。ここに
述べた弧長とはそのスキューねじれや面取りがある場合
には磁束の広がりを考慮した実効的な範囲に設定される
ことはいうまでもない。
機子巻線は集中巻線（２π／３短節巻線）としている
が、全節分布巻きでもよい。また前記実施例では、界磁
巻線ピッチ毎に繰り返して複数の三相を設け、これらを
結線して用いているが、別々の三相回路として、別系統
の負荷に接続しても良い。また前記実施例では、車両用
発電機で説明しているが、車両用発電電動機でもよい。
また電動専用機でもよい。また前記実施例では誘導子の
突極歯状部の実体巾を弧長としているが、一般には多少
の面取りをしたり、スキューねじれを形成する。ここに
述べた弧長とはそのスキューねじれや面取りがある場合
には磁束の広がりを考慮した実効的な範囲に設定される
ことはいうまでもない。
【図１】本発明となる第一実施例の説明図である。
【図２】図１に示す第１実施例の電機子巻線の結線図で
ある。
ある。
【図３】図１に示す第１実施例の、電機子鉄心歯状部を
流れる磁束と誘導起電力の説明図である。
流れる磁束と誘導起電力の説明図である。
【図４】第２実施例の説明図である。
【図５】第３実施例の説明図である。
【図６】第４実施例の説明図である。
【図７】第５実施例の説明図である。
【図８】第６実施例の説明図である。
【図９】第７実施例の説明図である。
１…電機子巻線、
２…界磁巻線、
３…電機子鉄心、
４…歯状部、
５…誘導子。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H002 AA01 AA09 AB04 AB08 AE07
5H603 AA01 AA09 BB01 BB05 BB09
BB12 CA01 CA04 CA05 CB01
CC11 CC17 CD04 CD13 CD14
CD21 CE01
5H619 AA01 BB01 BB06 BB15 BB22
PP01 PP02 PP04 PP12 PP14
Claims (6)
- 【請求項１】 電機子巻線および界磁巻線を巻回した電
機子鉄心と、磁気的突極を有する誘導子からなる回転子
とを備えた回転機において、前記電機子巻線は前記界磁
巻線の巻装ピッチ毎に三相電機子巻線の１セットを配置
し、かつ前記誘導子の極弧の長さを前記ピッチの１／２
以上２／３以下としたことを特徴とする車両用交流回転
電機。 - 【請求項２】 電機子巻線および界磁巻線を巻回した電
機子鉄心と、突極を有する誘導子からなる回転子とを備
えた回転機において、前記電機子巻線は前記界磁巻線の
巻装ピッチ毎に三相電機子巻線の１セットを配置し、か
つ前記誘導子鉄心の歯数すなわち磁気的突極の数を、前
記界磁巻線の巻装ピッチに対して２つとしたことを特徴
とする車両用交流回転電機。 - 【請求項３】 請求項１若しくは請求項２に記載の車両
用交流回転電機において、前記界磁巻線は前記電機子鉄
心にトロイダル状に巻装したことを特徴とする車両用交
流回転電機。 - 【請求項４】 請求項３に記載の車両用交流回転電機に
おいて、前記トロイダル状界磁巻線の半数を永久磁石と
し、他の半数を界磁巻線としたことを特徴とする車両用
交流回転電機。 - 【請求項５】 請求項１項乃至請求項４のいずれか１つ
に記載の車両用交流回転電機において、前記電機子鉄心
は、その内側と外側に前記誘導子対抗面を有し、かつ電
機子巻線を前記鉄心にトロイダル状に巻装したことを特
徴とする特徴とする車両用交流回転電機。 - 【請求項６】 請求項１項乃至請求項５のいずれか１つ
に記載の車両用交流回転電機において、 前記電機子鉄
心は部分的に分断した部分環状鉄心と、それらを前記環
状鉄心外で磁気的に接続する継鉄部とを設け、該継鉄部
に前記界磁巻線を巻装したことを特徴とする車両用交流
回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376280A JP2003180059A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 車両用交流回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376280A JP2003180059A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 車両用交流回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003180059A true JP2003180059A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=19184507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001376280A Pending JP2003180059A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 車両用交流回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003180059A (ja) |
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-
2001
- 2001-12-10 JP JP2001376280A patent/JP2003180059A/ja active Pending
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060424 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060613 |