JP2016522672A - 回転磁場機械の改善 - Google Patents

Abstract

この特許出願は、回転磁場機械の改善という名称であり、固定子および従来の回転磁場機械のインダクタシステムの構造の変更に関する。第１の変更は、固定子ポールが軸方向であるという事実からなり、空隙内のシュー間にスロットを有さず、巻き線は、軸部分にあるとともに既製コイルであり、より小さい銅含有量により電力の損失、電磁石および機械の振動、電磁放射、並びに起動トルクを取り除く。第２の変更は、多数のコアから作られるインダクタシステムに関し、必要な銅の量を大いに減少させる共有されたコミュテータおよびヨークを含んでいる。このコミュテータおよびヨークは、１ターンあたりのアンペア数が同じであるために、これらの機械または他の分野で使用される従来の電磁石と同様な外形寸法を含んでいる。これは、全ての回転磁場機械に使用され得る。

Description

この発明の特許に提案される改善は、固定子の構造および従来の回転磁場機械の励磁システムに関する。励磁電磁石の改善は、多くの他の機械および装置に適用され得る。

出願人は、この特許に提案されたような他の固定子または励磁トポロジーに気付いていない。これらは、従来の磁気の移動によって励磁される発電機およびエンジンに適用され得る。後者は、出願人の実用新案Ｕ２００４０２３９６号および発明特許Ｐ２０１２００３３４号並びに他の機械および装置と同様の目的である。

イノベーションは、固定子のポールが、軸方向であり、空隙内でポールのシュー間にスロットを有さず、各励磁電磁石が、共通ヨークまたはシリンダヘッド、および共通コレクタまたはシューを共有する、平行に幾つかの同一の電磁石によって形成されているという事実からなる。

理想的な固定子は、従来の固定子に比べて、電圧および電力の損失、電磁石および機械の振動、並びに起動トルクを取り除くという利益を有する。理想的な固定子の銅含有量は、少なくとも２５％小さく、より良好な冷却用空気通路を有し、そのサイズは等しくまたは従来の固定子よりも小さい。

改善された電磁石は、１ターンあたりのアンペア数が同じであるために、従来よりも５０％少ない銅を有しており、そのサイズは等しくまたはより小さく、より良好な冷却用空気通路を有している。

共通コレクタおよびヨークは、いずれも永久磁石であり得る。

図１は、従来の固定子のプレートの軸から見た図である。 図２は、改善された固定子を示す軸に沿って幾何学的な軸から見た側断面図である。 図３は、従来のインダクタを示す軸に沿った断面図である。 図４は、改善されたインダクタを示す幾何学的な軸に沿った断面図である。

図１において、符号１は、ポールの拡張部またはシューを示す。符号２は、半径方向のポールを示す。符号３は、ヨークまたはシリンダヘッドを示す。符号４は、コイルまたは巻き線を収容するためのポール間の空間を示す。符号５は、ポールシュー間のスロットを示す。

改善された固定子の実施の形態
図３において、符号１は、電磁石のコアまたはアーマチュアを示す。符号２は、コアに巻かれたコイルを示す。符号３は、ポール部であって、ヨークまたはシリンダヘッドおよびシューまたはコレクタを示す。

図２においては、固定子１アーマチュア組立体の幾何学的な軸を通る、Ａ−Ａ線断面を示している。この固定子１アーマチュア組立体は、選択された構造によって要求された場合と同様に多くのコアまたは軸ポール２によって形成されている。この図においては、ポール３間のスロットは、必要に応じて小さくなり得ることが示される。なぜなら、固定子巻き線４を形成する伝導体は、回転子６が回転する、空隙７によって固定子から離れて空間を空ける領域とは反対側の端部５を通じ、各ポールに案内されるからである。

空隙７の領域においては、固定子のヘッドポールは、拡張部８またはシューを有している。拡張部８またはシューの間には、スロット３が存在している。拡張部８またはシューは、ポール表面のうちのとても小さい割合であり、例えば、１割以下、または少しもない。その上、固定子巻き線のヘッドは、従来の固定子よりもかなり短い。なぜならターン４は、図２では、互いに干渉することなく、ポール２の軸拡張部に収容されているからである。このため、改善された巻き線の導電体の長さは従来よりも短い。商用の自動車用オルタネータの特定の場合、３５％の減少または倹約量は、非常に有意義である。

上述した軸ポール２は、従来の半径方向のポールの場合と同様に、磁束の通過が起こる共通ヨーク９を共有している。ヨーク９は、磁石であり得る。

固定子コイル４は、重ね合わされていないが、図２の軸コア２の連続するセグメント内に置かれている。固定子コイル４は、共通して使用される適切な機械的手段によってヨークに取り付けられる前に、適切なモールドで製造され、コアに挿入され得る。

上述した利益に加えて、固定子コイルの空冷は、従来の配置よりもかなり良好である。これは、軸コアおよびその巻き線が、冷却用空気のための広い通路を残すという事実による。上述した全ては、軸の空隙に適用され得る。

改善された励磁電磁石の説明
請求された改善点は、従来の電磁石を、より小さい断面１を有する幾つかの電磁石に取り換えることからなる。図４においては、断面１は、両極性を接合する柔軟な鉄プレートの間に平行に置かれている。例えば、Ｎ極は、ここではコレクタまたはシュー２として知られ、Ｓ極性を接合する他方は、ここではシリンダヘッドまたはヨーク３として知られており、従来と同じ外形寸法を有している。シリンダヘッドまたはヨーク３の容量は、伝導体ワイヤが、１ターンあたりのアンペア数が同じであることに関する限り、従来の電磁石よりもかなり小さい。

空冷は、改善されたインダクタに、より良好で、同じ外形寸法が与えられている。これは、従来のインダクタよりも、空気に晒されるワイヤの長さをより長くし、より良好な空気の通路を有するからである。

改善された電磁石の磁石のコアは、対応するコイルによって取り囲まれる永久磁石であり得る。

さらに、コレクタおよびシリンダヘッドは、調整された両極性を含む永久磁石であり得る。

なお、この電磁石の励磁は、他の用途に適用可能であり得る。この特許出願において、電気機械の励磁に関する上述のシステムは、他の機械および装置に同様に使用され得る。

Claims (2)

1. 建成を容易化させ、操作性を高め、機械の費用を減少させる目的を持った回転磁場機械の改善であって、
   空隙内のポール間にスロットを有する固定子の構造と、
   従来のオルタネータの単一のコアを有するインダクタシステムの構造と、を修正し、
   添付した明細書、図面および以下の請求項に従って、
   前記固定子の前記ポールは、軸方向であり、半径方向または軸方向の、空隙内でポール間にスロットを有さず、
   各励磁電磁石が、共通ヨークまたはシリンダヘッド、および共通コレクタまたはシューを共有する、平行に幾つかの同一の電磁石によって形成された回転磁場機械の改善。
2. 前記励磁電磁石の前記コア、シューおよびヨーク、並びに前記固定子ポールの前記シリンダヘッドまたはヨークは、磁石であることを特徴とする請求項１に記載の回転磁場機械の改善。

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