JP2013116013A - Power generator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generator that can achieve miniaturization and reduce costs by decreasing the number of components.SOLUTION: A stator 4 is comprised of two magnetically independent stator modules 9 and 10, and each stator 4 is spaced apart around a rotor 3 in a rotation periphery direction. Each of the stator modules 9 and 10 includes: a stator yoke 11; a plurality of stator magnetic poles 12 protruding from the stator yoke 11 toward the rotor 3; and a stator coil 13 collectively wound around each of the stator magnetic poles 12. A plurality of stator magnetic pole groups 14 and 15 comprised of stator magnetic poles whose number corresponds to the number of phases are formed in each of stator modules 9 and 10. A field coil 16 wound around the stator yoke 11 is disposed between the stator magnetic pole groups 14 and 15 in each of stator modules 9 and 10.

Description

本発明は、発電機に関し、とくに車両に搭載される交流発電機に関する。   The present invention relates to a generator, and more particularly to an AC generator mounted on a vehicle.

自動車には、エンジンの出力軸の動力を電力に変換するオルタネータが備えられている。オルタネータは、交流発電機および交流発電機から出力される交流電力を直流電力に変換するレクチファイア（整流器）を含む。オルタネータで発生する直流電力は、ヘッドライトなどの電気負荷で消費され、また、バッテリに蓄えられる。   An automobile is provided with an alternator that converts the power of the output shaft of the engine into electric power. The alternator includes an AC generator and a rectifier (rectifier) that converts AC power output from the AC generator into DC power. The DC power generated by the alternator is consumed by an electric load such as a headlight and stored in a battery.

交流発電機には、ロータと、ロータの周囲を取り囲む円環状のステータとが備えられている。   The AC generator includes a rotor and an annular stator that surrounds the rotor.

図４は、従来の交流発電機に備えられているロータの模式的な側面図である。   FIG. 4 is a schematic side view of a rotor provided in a conventional AC generator.

ロータ８１は、シャフト８２に固定されて、シャフト８２と一体的に回転可能に設けられている。ロータ８１は、シャフト８２の周囲に巻回されたロータコイル８３と、ロータコイル８３を回転軸線方向（シャフト８２の軸線方向）の両側から挟み込むように設けられた１対のポールコア８４，８５とを備えている。   The rotor 81 is fixed to the shaft 82 and is provided so as to be rotatable integrally with the shaft 82. The rotor 81 includes a rotor coil 83 wound around a shaft 82 and a pair of pole cores 84 and 85 provided so as to sandwich the rotor coil 83 from both sides in the rotation axis direction (axial direction of the shaft 82). I have.

ポールコア８４，８５は、それぞれ鉄を用いて一体に形成されている。ポールコア８４，８５には、それぞれ互いに対向する方向に突出する複数の爪状磁極８６，８７が形成されている。爪状磁極８６，８７は、互いに噛み合って、周方向に交互に並んでいる。   The pole cores 84 and 85 are integrally formed using iron. The pole cores 84 and 85 are formed with a plurality of claw-shaped magnetic poles 86 and 87 that protrude in directions opposite to each other. The claw-shaped magnetic poles 86 and 87 mesh with each other and are alternately arranged in the circumferential direction.

シャフト８２の一端部には、２個のスリップリング８８，８９が固定されている。また、２個のブラシ９１，９２がそれぞれスリップリング８８，８９と摺擦可能に設けられている。ブラシ９１，９２は、発電電圧を制御するためのレギュレータを介して、バッテリと電気的に接続されている。バッテリからブラシ９１，９２およびスリップリング８８，８９を通してロータコイル８３に界磁電流が供給されると、一方のポールコア８４の爪状電極８６がＮ極に着磁され、他方のポールコア８５の爪状電極８７がＳ極に着磁される。   Two slip rings 88 and 89 are fixed to one end of the shaft 82. Further, two brushes 91 and 92 are provided so as to be slidable with the slip rings 88 and 89, respectively. The brushes 91 and 92 are electrically connected to the battery via a regulator for controlling the generated voltage. When a field current is supplied from the battery to the rotor coil 83 through the brushes 91 and 92 and the slip rings 88 and 89, the claw-like electrode 86 of one pole core 84 is magnetized to the N pole, and the claw-like shape of the other pole core 85 is obtained. The electrode 87 is magnetized to the south pole.

そして、エンジンの出力軸の回転がシャフト８２に伝達されて、シャフト８２とともにロータ８１が回転すると、ステータに備えられているステータコイルに電磁誘導による電流が流れる。   Then, when the rotation of the output shaft of the engine is transmitted to the shaft 82 and the rotor 81 rotates together with the shaft 82, a current due to electromagnetic induction flows through a stator coil provided in the stator.

特開平９−１５４２６２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-154262

図４に示される構成のロータ８１（いわゆるくし型ロータ）では、交流発電機の出力を増大させるためには、ロータ８１を回転径方向および回転軸線方向に大型化しなければならず、その設計に自由度がない。たとえば、オルタネータが配置されるエンジンルーム内のスペースの関係から、交流発電機のサイズを回転径方向に縮小したい場合に、交流発電機の回転径方向のサイズを縮小する一方で、回転軸線方向のサイズを増大させることにより、従来と同出力を得るといったことは容易ではない。なぜなら、ポールコア８４，８５を回転軸線方向につなぐ磁路は、その磁気抵抗の増大を防ぐために、軸長が長くなる分、太くしなければならないからである。   In the rotor 81 having the configuration shown in FIG. 4 (so-called comb rotor), in order to increase the output of the AC generator, the rotor 81 must be enlarged in the rotational radial direction and the rotational axis direction. There is no freedom. For example, due to the space in the engine room where the alternator is placed, if you want to reduce the size of the alternator in the radial direction, reduce the size of the alternator in the radial direction, while reducing the size of the alternator in the rotational axis direction. It is not easy to obtain the same output as before by increasing the size. This is because the magnetic path connecting the pole cores 84 and 85 in the direction of the rotation axis must be made thicker as the axial length becomes longer in order to prevent an increase in the magnetic resistance.

また、ロータ８１を有する交流発電機では、ロータコイル８３への給電のためのスリップリング８８，８９およびブラシ９１，９２が設けられているので、回転軸線方向のサイズが大きく、また、部品点数が多いという問題もある。   Further, in the AC generator having the rotor 81, the slip rings 88 and 89 and the brushes 91 and 92 for supplying power to the rotor coil 83 are provided, so that the size in the rotation axis direction is large and the number of parts is large. There is also a problem that there are many.

本発明の目的は、小型化および部品点数の削減による低コスト化を図ることができる、発電機を提供することである。   An object of the present invention is to provide a power generator capable of reducing the cost by reducing the size and the number of parts.

前記の目的を達成するため、本発明に係る発電機は、回転軸と、前記回転軸と一体的に回転可能に設けられるロータと、前記ロータの周囲に設けられるステータとを備えている。前記ロータは、前記回転軸が中心部に相対回転不能に挿通されるロータヨークと、前記ロータヨークから回転径方向に突出し、回転軸線を中心に配置される複数のロータ磁極とを有している。前記ステータは、前記ロータの周囲に回転周方向に互いに間隔を空けて配置され、互いに磁気的に独立した複数のステータモジュールからなる。各ステータモジュールは、ステータヨークと、前記ステータヨークから前記ロータに向けて突出する複数のステータ磁極と、各ステータ磁極に集中巻されたステータコイルとを有している。各ステータモジュールにおいて、相数に応じた数の前記ステータ磁極からなるステータ磁極群が複数形成されている。そして、前記発電機は、各ステータモジュールにおける各ステータ磁極群の間で前記ステータヨークに巻回された界磁コイルを含む。   In order to achieve the above object, a power generator according to the present invention includes a rotating shaft, a rotor provided to be rotatable integrally with the rotating shaft, and a stator provided around the rotor. The rotor includes a rotor yoke in which the rotation shaft is inserted into a central portion so as not to be relatively rotatable, and a plurality of rotor magnetic poles that protrude from the rotor yoke in a rotation radial direction and are arranged around the rotation axis. The stator is composed of a plurality of stator modules that are arranged around the rotor in a rotational circumferential direction with a space therebetween and are magnetically independent from each other. Each stator module has a stator yoke, a plurality of stator magnetic poles projecting from the stator yoke toward the rotor, and a stator coil concentratedly wound around each stator magnetic pole. In each stator module, a plurality of stator magnetic pole groups including the number of stator magnetic poles corresponding to the number of phases are formed. The generator includes a field coil wound around the stator yoke between the stator magnetic pole groups in the stator modules.

界磁コイルに界磁電流が流れると、界磁コイルの一方側のステータ磁極群がＳ極に着磁され、その他方側のステータ磁極群がＮ極に着磁される。そして、ロータの回転に伴って、ロータ磁極がＮ極に着磁されたステータ磁極と対向し、別のロータ磁極がＳ極に着磁されたステータ磁極と対向すると、磁束がＮ極に着磁されたステータ磁極とＳ極に着磁されたステータ磁極との間をロータ／ステータヨークを経由して通る。その結果、それらのステータ磁極に集中巻されたステータコイルに誘導電流が流れる。   When a field current flows through the field coil, the stator magnetic pole group on one side of the field coil is magnetized to the S pole, and the stator magnetic pole group on the other side is magnetized to the N pole. As the rotor rotates, when the rotor magnetic pole faces the stator magnetic pole magnetized to the N pole, and when another rotor magnetic pole faces the stator magnetic pole magnetized to the S pole, the magnetic flux is magnetized to the N pole. The stator magnetic poles and the stator magnetic poles magnetized to the S pole pass through the rotor / stator yoke. As a result, an induced current flows through the stator coils concentratedly wound around these stator magnetic poles.

複数のステータモジュールが互いに離れているので、各ステータモジュール間に、空隙部分（ステータヨークが存在しない部分）を形成することができる。よって、ステータヨークが円環状に形成されたステータと比較して、ステータの回転径方向のサイズを縮小することができ、また、ステータの重量を低減することができる。   Since the plurality of stator modules are separated from each other, gap portions (portions where no stator yoke is present) can be formed between the stator modules. Therefore, compared with the stator in which the stator yoke is formed in an annular shape, the size of the stator in the radial direction can be reduced, and the weight of the stator can be reduced.

そして、ロータは、いわゆるくし型ロータではないので、回転径方向のサイズを縮小する一方で、回転軸線方向のサイズを増大させることができる。よって、ロータおよびステータの回転径方向のサイズを縮小し、それらの回転軸線方向のサイズを増大させることにより、従来の発電機と同出力を確保することができる。   Since the rotor is not a so-called comb rotor, the size in the rotational axis direction can be increased while the size in the rotational radial direction is reduced. Therefore, the same output as the conventional generator can be ensured by reducing the size of the rotor and the stator in the radial direction and increasing the size in the rotational axis direction.

また、ロータに界磁コイルが設けられた構成とは異なり、スリップリングおよびブラシが不要である。そのため、ロータの回転軸線方向のサイズを増大させても、そのサイズの増大をスリップリングの配置に必要なスペースの省略で相殺することができ、発電機全体として回転軸線方向のサイズが増大することを防止できる。   Further, unlike the configuration in which the field coil is provided in the rotor, a slip ring and a brush are not required. Therefore, even if the size of the rotor in the rotation axis direction is increased, the increase in the size can be offset by omitting the space necessary for the arrangement of the slip ring, and the size of the generator as a whole increases in the rotation axis direction. Can be prevented.

よって、発電機が自動車に搭載されるオルタネータに用いられる場合に、オルタネータが配置されるエンジンルーム内のスペースの関係から発電機のサイズを回転径方向に縮小しながら、発電機の出力を確保したいという要望に応えることができる。   Therefore, when the generator is used in an alternator mounted on an automobile, it is desired to secure the output of the generator while reducing the size of the generator in the radial direction due to the space in the engine room where the alternator is placed. It can respond to the request.

さらに、スリップリングおよびブラシが不要であるので、部品点数を削減することができる。その結果、部品点数の削減によるコストの低減を図ることができる。   Furthermore, since a slip ring and a brush are unnecessary, the number of parts can be reduced. As a result, the cost can be reduced by reducing the number of parts.

ステータモジュール間で同相のステータ磁極の電気角がずれるように構成されていることが好ましい。   It is preferable that the electrical angles of the stator magnetic poles of the same phase are shifted between the stator modules.

これにより、相数を増加させた場合と同様に、出力電圧の脈動を抑制することができる。   Thereby, the pulsation of an output voltage can be suppressed similarly to the case where the number of phases is increased.

本発明によれば、ステータの小型化および軽量化により、発電機の小型化および軽量化を図ることができる。また、部品点数の削減により、発電機の低コスト化を図ることができる。   According to the present invention, the generator can be reduced in size and weight by reducing the size and weight of the stator. Further, the cost of the generator can be reduced by reducing the number of parts.

図１は、本発明の一実施形態に係る発電機を回転軸線に直交する断面で切断したときの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a generator according to an embodiment of the present invention cut along a cross section orthogonal to a rotation axis. 図２は、発電機を回転軸線に沿う断面で切断したときの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view when the generator is cut along a cross section along the rotation axis. 図３は、本発明の他の実施形態に係る発電機を回転軸線に直交する断面で切断したときの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a generator according to another embodiment of the present invention cut along a cross section orthogonal to the rotation axis. 図４は、従来の交流発電機に備えられているロータの模式的な側面図である。FIG. 4 is a schematic side view of a rotor provided in a conventional AC generator.

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る発電機を回転軸線に直交する断面で切断したときの断面図である。図２は、発電機を回転軸線に沿う断面で切断したときの断面図である。なお、図１，２では、図面が煩雑になることを回避するため、一部に対するハッチングの付与が省略されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a generator according to an embodiment of the present invention cut along a cross section orthogonal to a rotation axis. FIG. 2 is a cross-sectional view when the generator is cut along a cross section along the rotation axis. In FIGS. 1 and 2, hatching is partially omitted in order to avoid complicated drawings.

発電機１は、３相交流発電機である。発電機１は、回転軸２、ロータ３およびステータ４を備えている。   The generator 1 is a three-phase AC generator. The generator 1 includes a rotating shaft 2, a rotor 3, and a stator 4.

ロータ３は、積層鋼板からなり、回転軸２と一体的に回転可能に設けられている。ロータ３は、円柱状のロータヨーク５と、ロータヨーク５の周面から回転径方向に突出する１８個のロータ磁極６とを有している。   The rotor 3 is made of a laminated steel plate and is provided so as to be rotatable integrally with the rotary shaft 2. The rotor 3 includes a columnar rotor yoke 5 and 18 rotor magnetic poles 6 protruding from the circumferential surface of the rotor yoke 5 in the rotational radial direction.

ロータヨーク５には、その中心軸線上に、断面円形状の軸挿通孔７が貫通して形成されている。軸挿通孔７には、回転軸２が相対回転不能に挿通されている。また、ロータヨーク５には、軸挿通孔７の周囲に、４個の断面円弧状の空洞８が回転軸２の中心軸線（回転軸線）方向に貫通して形成されている。これにより、ロータヨーク５の軽量化が図られている。   A shaft insertion hole 7 having a circular cross section is formed through the rotor yoke 5 on the central axis thereof. The rotation shaft 2 is inserted into the shaft insertion hole 7 so as not to be relatively rotatable. In the rotor yoke 5, four cavities 8 having an arcuate section are formed around the shaft insertion hole 7 so as to penetrate in the direction of the central axis (rotation axis) of the rotation shaft 2. Thereby, weight reduction of the rotor yoke 5 is achieved.

１６個のロータ磁極６は、回転軸線を中心に等角度間隔、つまり２２．５°間隔で設けられている。各ロータ磁極６は、回転軸線方向に延びる略直方体形状に形成されている。   The 16 rotor magnetic poles 6 are provided at equiangular intervals, that is, at 22.5 ° intervals around the rotation axis. Each rotor magnetic pole 6 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape extending in the rotation axis direction.

ステータ４は、２個のステータモジュール９，１０からなる。   The stator 4 includes two stator modules 9 and 10.

ステータモジュール９は、断面円弧状のステータヨーク１１と、ステータヨーク１１からロータ３に向けて突出する６個のステータ磁極（ティース）１２と、各ステータ磁極１２に集中巻されたステータコイル１３とを備えている。   The stator module 9 includes a stator yoke 11 having an arcuate cross section, six stator magnetic poles (teeth) 12 projecting from the stator yoke 11 toward the rotor 3, and a stator coil 13 concentratedly wound around each stator magnetic pole 12. I have.

ステータヨーク１１およびステータ磁極１２は、一体的に形成されている。ステータヨーク１１およびステータ磁極１２からなる構造体は、積層鋼板からなる。   The stator yoke 11 and the stator magnetic pole 12 are integrally formed. The structure composed of the stator yoke 11 and the stator magnetic pole 12 is made of laminated steel plates.

６個のステータ磁極１２は、回転軸線を中心とする１５°間隔で並ぶ３個ずつに分けられて、２つのステータ磁極群１４，１５を構成している。また、ロータ３およびステータ磁極１２で構成される磁路の長さは、異なる相同士でもほぼ同じ長さにされている。各ステータ磁極１２は、ステータヨーク１１からロータ３側に回転径方向に突出し、回転軸線方向に延びる略直方体形状に形成されている。   The six stator magnetic poles 12 are divided into three pieces arranged at intervals of 15 ° with the rotation axis as the center to constitute two stator magnetic pole groups 14 and 15. In addition, the length of the magnetic path formed by the rotor 3 and the stator magnetic pole 12 is substantially the same even in different phases. Each stator magnetic pole 12 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape that protrudes from the stator yoke 11 toward the rotor 3 in the rotational radial direction and extends in the rotational axis direction.

そして、２つのステータ磁極群１４，１５の間には、ロータ磁極ピッチ分（２２．５°）の間隔が空けられて、界磁コイル１６が設けられている。界磁コイル１６は、ステータヨーク１１に巻回されている。   A field coil 16 is provided between the two stator magnetic pole groups 14 and 15 with an interval corresponding to the rotor magnetic pole pitch (22.5 °). The field coil 16 is wound around the stator yoke 11.

ステータモジュール１０は、ステータモジュール９に対して回転軸線を中心に１８０°回転対称をなした構成を有している。ステータモジュール１０の各部について、ステータモジュール９の各部に相当する部分については、それらの各部と同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。   The stator module 10 has a configuration that is 180 ° rotationally symmetric about the rotation axis with respect to the stator module 9. About each part of the stator module 10, about the part corresponded to each part of the stator module 9, the same referential mark as those each part is attached | subjected, and detailed description is abbreviate | omitted.

界磁コイル１６に界磁電流が流れると、界磁コイル１６の一方側のステータ磁極群１４がＳ極に着磁され、その他方側のステータ磁極群１５がＮ極に着磁される。そして、ロータ３の回転に伴って、ロータ磁極６がＮ極に着磁されたステータ磁極１２と対向し、別のロータ磁極６がＳ極に着磁されたステータ磁極１２と対向すると、磁束がＮ極に着磁されたステータ磁極１２とＳ極に着磁されたステータ磁極１２との間をロータ３／ステータヨーク１１を経由して通る。その結果、それらのステータ磁極１２に集中巻されたステータコイル１３に誘導電流が流れる。
２つのステータモジュール９，１０が互いに離れていることにより、各ステータモジュール９，１０間には、空隙部分、つまりステータヨーク１１が存在しない部分が形成されている。よって、ステータヨークが円環状に形成されたステータと比較して、ステータ４の回転径方向のサイズを縮小することができ、また、ステータ４の重量を低減することができる。 When a field current flows through the field coil 16, the stator magnetic pole group 14 on one side of the field coil 16 is magnetized to the S pole, and the stator magnetic pole group 15 on the other side is magnetized to the N pole. As the rotor 3 rotates, the rotor magnetic pole 6 faces the stator magnetic pole 12 magnetized to the N pole, and another rotor magnetic pole 6 faces the stator magnetic pole 12 magnetized to the S pole. The stator magnetic pole 12 magnetized in the N pole and the stator magnetic pole 12 magnetized in the S pole pass through the rotor 3 / stator yoke 11. As a result, an induced current flows through the stator coil 13 concentratedly wound around the stator magnetic poles 12.
Since the two stator modules 9 and 10 are separated from each other, a gap portion, that is, a portion where the stator yoke 11 does not exist is formed between the stator modules 9 and 10. Therefore, compared with the stator in which the stator yoke is formed in an annular shape, the size of the stator 4 in the rotational radial direction can be reduced, and the weight of the stator 4 can be reduced.

そして、ロータ３は、いわゆるくし型ロータではないので、回転径方向のサイズを縮小する一方で、回転軸線方向のサイズを増大させることができる。よって、ロータ３およびステータ４の回転径方向のサイズを縮小し、それらの回転軸線方向のサイズを増大させることにより、従来の発電機と同出力を確保することができる。   Since the rotor 3 is not a so-called comb rotor, the size in the rotation axis direction can be increased while the size in the rotation diameter direction can be reduced. Therefore, by reducing the size of the rotor 3 and the stator 4 in the rotational diameter direction and increasing the size in the rotational axis direction thereof, it is possible to ensure the same output as the conventional generator.

また、ロータ３に界磁コイル１６が設けられた構成とは異なり、スリップリングおよびブラシが不要である。そのため、ロータ３の回転軸線方向のサイズを増大させても、そのサイズの増大をスリップリングの配置に必要なスペースの省略で相殺することができ、発電機１の全体として回転軸線方向のサイズが増大することを防止できる。   Further, unlike the configuration in which the rotor 3 is provided with the field coil 16, a slip ring and a brush are not required. Therefore, even if the size of the rotor 3 in the rotation axis direction is increased, the increase in the size can be offset by omitting the space necessary for the arrangement of the slip ring, and the size of the generator 1 as a whole is reduced in the rotation axis direction. It can be prevented from increasing.

よって、発電機１が自動車に搭載されるオルタネータに用いられる場合に、オルタネータが配置されるエンジンルーム内のスペースの関係から発電機のサイズを回転径方向に縮小しながら、発電機１の出力を確保したいという要望に応えることができる。   Therefore, when the generator 1 is used in an alternator mounted on an automobile, the output of the generator 1 is reduced while reducing the size of the generator in the radial direction due to the space in the engine room where the alternator is arranged. It can meet the demand to secure.

さらに、スリップリングおよびブラシが不要であるので、部品点数を削減することができる。その結果、部品点数の削減による発電機１のコストの低減を図ることができる。   Furthermore, since a slip ring and a brush are unnecessary, the number of parts can be reduced. As a result, the cost of the generator 1 can be reduced by reducing the number of parts.

さらにまた、ロータ３が積層鋼板からなるので、ロータ３の表面での渦電流の発生を抑制することができる。その結果、発電効率を向上させることができる。   Furthermore, since the rotor 3 is made of laminated steel plates, generation of eddy currents on the surface of the rotor 3 can be suppressed. As a result, power generation efficiency can be improved.

図３は、本発明の他の実施形態に係る発電機を回転軸線に直交する断面で切断したときの断面図である。図３では、図１に示される各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、図３に示される構成について、図１に示される構成との相違点のみを説明する。   FIG. 3 is a cross-sectional view of a generator according to another embodiment of the present invention cut along a cross section orthogonal to the rotation axis. In FIG. 3, parts corresponding to the parts shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those parts. In the following, only the differences between the configuration shown in FIG. 3 and the configuration shown in FIG. 1 will be described.

図１に示される構成では、ステータモジュール１０は、ステータモジュール９に対して回転軸線を中心に１８０°回転対称をなした構成を有している。   In the configuration shown in FIG. 1, the stator module 10 has a configuration that is 180 ° rotationally symmetric about the rotation axis with respect to the stator module 9.

これに対し、図３に示される構成では、ステータモジュール１０は、図１に示される位置に対して回転軸線を中心に３．７５°、つまりステータモジュール１０における同相のステータコイル１３（ステータ磁極１２）のピッチの１／４だけずれた位置に配置されている。   On the other hand, in the configuration shown in FIG. 3, the stator module 10 is 3.75 ° around the rotation axis with respect to the position shown in FIG. ) At a position shifted by 1/4 of the pitch.

これにより、ステータモジュール１０のＵ’相、Ｖ’相およびＷ’相に対応するステータコイル１３から出力される交流電圧は、それぞれステータモジュール９のＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応するステータコイル１３から出力される交流電圧に対して、その３．７５°の位置ずれに対応する電気角だけ位相がずれる。   Thereby, the AC voltage output from the stator coil 13 corresponding to the U ′ phase, V ′ phase, and W ′ phase of the stator module 10 is the stator coil corresponding to the U phase, V phase, and W phase of the stator module 9, respectively. The AC voltage output from 13 is shifted in phase by an electrical angle corresponding to the position shift of 3.75 °.

よって、相数を増加させた場合と同様に、出力電圧の脈動を抑制することができる。   Therefore, as in the case where the number of phases is increased, the pulsation of the output voltage can be suppressed.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.

たとえば、３個のステータ磁極１２によって各ステータ磁極群１４，１５が構成される場合を例にとったが、各ステータ磁極群１４，１５を構成するステータ磁極１２の数は、相数に応じて変更されるとよい。たとえば、発電機１が２相交流発電機である場合には、各ステータ磁極群１４，１５が２個のステータ磁極１２によって構成されるとよい。   For example, although the case where each stator magnetic pole group 14 and 15 is constituted by three stator magnetic poles 12 is taken as an example, the number of stator magnetic poles 12 constituting each stator magnetic pole group 14 and 15 depends on the number of phases. It should be changed. For example, when the generator 1 is a two-phase AC generator, each of the stator magnetic pole groups 14 and 15 may be constituted by two stator magnetic poles 12.

また、２つのステータモジュール９，１０が設けられた構成を取り上げたが、３つ以上のステータモジュールが設けられてもよい。   Moreover, although the structure provided with the two stator modules 9 and 10 was taken up, three or more stator modules may be provided.

さらに、ステータモジュール１０の位置は、図１に示される位置に対して回転軸線を中心にステータモジュール１０における同相のステータコイル１３のピッチの３／４だけずれた位置に配置されてもよい。また、ステータモジュール１０の位置は、図１に示される位置に対して回転軸線を中心にステータモジュール１０における同相のステータコイル１３のピッチの５／４だけずれた位置に配置されてもよい。すなわち、ステータモジュール１０の位置は、図１に示される位置に対して回転軸線を中心にステータモジュール１０における同相のステータコイル１３のピッチの（１＋２ｎ）／４（ｎ：０または自然数）だけずれた位置に配置されてもよい。   Furthermore, the position of the stator module 10 may be arranged at a position shifted from the position shown in FIG. 1 by 3/4 of the pitch of the in-phase stator coil 13 in the stator module 10 around the rotation axis. Further, the position of the stator module 10 may be arranged at a position shifted from the position shown in FIG. 1 by 5/4 of the pitch of the in-phase stator coil 13 in the stator module 10 around the rotation axis. That is, the position of the stator module 10 is shifted from the position shown in FIG. 1 by (1 + 2n) / 4 (n: 0 or a natural number) of the pitch of the stator coil 13 having the same phase in the stator module 10 around the rotation axis. It may be arranged in a position.

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.

１ 発電機
２ 回転軸
３ ロータ
４ ステータ
５ ロータヨーク
６ ロータ磁極
９ ステータモジュール
１０ ステータモジュール
１１ ステータヨーク
１２ ステータ磁極
１３ ステータコイル
１４ ステータ磁極群
１５ ステータ磁極群
１６ 界磁コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Generator 2 Rotating shaft 3 Rotor 4 Stator 5 Rotor yoke 6 Rotor magnetic pole 9 Stator module 10 Stator module 11 Stator yoke 12 Stator magnetic pole 13 Stator coil 14 Stator magnetic pole group 15 Stator magnetic pole group 16 Field coil

Claims (2)

回転軸と、前記回転軸と一体的に回転可能に設けられるロータと、前記ロータの周囲に設けられるステータとを備える発電機であって、
前記ロータは、前記回転軸が中心部に相対回転不能に挿通されるロータヨークと、前記ロータヨークから回転径方向に突出し、回転軸線を中心に配置される複数のロータ磁極とを有し、
前記ステータは、前記ロータの周囲に回転周方向に互いに間隔を空けて配置され、互いに磁気的に独立した複数のステータモジュールからなり、
各ステータモジュールは、ステータヨークと、前記ステータヨークから前記ロータに向けて突出する複数のステータ磁極と、各ステータ磁極に集中巻されたステータコイルとを有し、
各ステータモジュールにおいて、相数に応じた数の前記ステータ磁極からなるステータ磁極群が複数形成され、
各ステータモジュールにおける各ステータ磁極群の間で前記ステータヨークに巻回された界磁コイルを含む、発電機。 A generator comprising: a rotary shaft; a rotor provided rotatably with the rotary shaft; and a stator provided around the rotor;
The rotor includes a rotor yoke in which the rotation shaft is inserted into a central portion so as not to be relatively rotatable, and a plurality of rotor magnetic poles that protrude from the rotor yoke in a rotation radial direction and are arranged around the rotation axis.
The stator includes a plurality of stator modules that are arranged around the rotor at intervals in the rotational circumferential direction and are magnetically independent from each other.
Each stator module has a stator yoke, a plurality of stator magnetic poles projecting from the stator yoke toward the rotor, and a stator coil concentratedly wound on each stator magnetic pole,
In each stator module, a plurality of stator magnetic pole groups consisting of the number of stator magnetic poles corresponding to the number of phases are formed,
A generator including a field coil wound around the stator yoke between each stator magnetic pole group in each stator module. 前記ステータモジュール間で同相の前記ステータ磁極の電気角がずれるように構成されている、請求項１に記載の発電機。   The generator according to claim 1, wherein the stator magnetic poles having the same phase are shifted from each other between the stator modules.
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