JPH0218038B2 - - Google Patents
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- JPH0218038B2 JPH0218038B2 JP58077099A JP7709983A JPH0218038B2 JP H0218038 B2 JPH0218038 B2 JP H0218038B2 JP 58077099 A JP58077099 A JP 58077099A JP 7709983 A JP7709983 A JP 7709983A JP H0218038 B2 JPH0218038 B2 JP H0218038B2
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 84
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 19
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転電気機械の構造に関するもので、
その中でも特に同期機構造に関する。こゝに同期
機構造とは単に同期発電機や同期電動機の構造の
みならず、その本体を同期機と同じ構造とする所
謂サイリストモーターにも及ぶ。
その中でも特に同期機構造に関する。こゝに同期
機構造とは単に同期発電機や同期電動機の構造の
みならず、その本体を同期機と同じ構造とする所
謂サイリストモーターにも及ぶ。
最近ブラシレス同期機構造で而も励磁機を省略
する構想が出現した。例えば本発明者自身の発明
になる特許第801991号や特許第801992号において
はそのような目的のために電機子巻線と変成器を
接続して電機子巻線と変成器の二次巻線を含めた
閉回路を造り、一方電機子巻線の中間点を外部接
続電線に接続する端子とし、上記変成器の一次巻
線と外部接続電線を電気接続することにより上記
電機子巻線中に負荷電流以外に励磁用の電流を流
すことにする。これによつて同期機構造の本体を
励磁機兼用として使うことになり、ブラシなしで
而も励磁機を省略しうるが、これには次のような
問題がある。
する構想が出現した。例えば本発明者自身の発明
になる特許第801991号や特許第801992号において
はそのような目的のために電機子巻線と変成器を
接続して電機子巻線と変成器の二次巻線を含めた
閉回路を造り、一方電機子巻線の中間点を外部接
続電線に接続する端子とし、上記変成器の一次巻
線と外部接続電線を電気接続することにより上記
電機子巻線中に負荷電流以外に励磁用の電流を流
すことにする。これによつて同期機構造の本体を
励磁機兼用として使うことになり、ブラシなしで
而も励磁機を省略しうるが、これには次のような
問題がある。
すなわち、先づ同期機の容量が大きい場合、固
定子と回転子の間の空隙長が大きくなり、その時
に励磁が交流源より供給される交流励磁であると
その交流源の力率を悪くすると共にその交流回路
に大きい損失をもたらすことになる。更に交流回
路に設けられる変成器の容量を大きくし、変成器
の電圧巻線回路に設けられるリアクトルなどと共
に装置を高価にする原因となる。
定子と回転子の間の空隙長が大きくなり、その時
に励磁が交流源より供給される交流励磁であると
その交流源の力率を悪くすると共にその交流回路
に大きい損失をもたらすことになる。更に交流回
路に設けられる変成器の容量を大きくし、変成器
の電圧巻線回路に設けられるリアクトルなどと共
に装置を高価にする原因となる。
本発明はこの種回転電機すなわち同期機構造の
本体を励磁機としても使い、而も電機子巻線を励
磁機巻線として兼用する回転電機において、その
損失を減じ、効率を高め、装置を尚簡略化し、安
価とすることを目的とする。
本体を励磁機としても使い、而も電機子巻線を励
磁機巻線として兼用する回転電機において、その
損失を減じ、効率を高め、装置を尚簡略化し、安
価とすることを目的とする。
このような目的を達成せしめるため、本発明で
はこの具体的な電気接続図である第1図に示すよ
うに、一相当り20,21で示すように並列に接
続された二重接続電機子巻線1の先端部に端子
ap,bp,cpを設けて、これを先端端子と名付け、
この先端端子ap,bp,cpに対し、一相巻線毎に他
端部に端子oを設け、これを中性点端子と名付
け、この先端端子ap,bp,cpと中性点端子oとの
間に各相毎に並列巻線の中間点に中間タツプ端子
aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qを設け、一方交流入力
端子a″q―aq,b″q―bq,c″q―cqと直流
出力端子aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qを持つ順変換
装置6を設け、上記電機子巻線1の中間タツプ端
子aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qと順変換装置6の直
流出力端子aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qとを電気接
続し、又上記順変換装置6の交流入力端子a″q―
aq,b″q―bq,c″q―cqと上記電機子巻線
1の先端端子ap,bp,cpを電気接続することによ
つて、順変換装置6の直流出力端子aq―a′q,bq
―b′q,cq―c′qから電機子巻線1に直流励磁用電
力を供給しうるように配列し、上記電機子巻線1
の中間タツプ端子aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qへ接
続する順変換装置6の直流出力回路に制御素子付
き整流器を配列し、他方回転子10の巻線として
励磁巻線部11,12,13と界磁巻線部14,
15,16を設け、その両巻線部間は回転整流器
17を介して電気接続し、それにより励磁巻線部
11,12,13で発生した電圧により、界磁巻
線部へ界磁電流を供給するように配列するのであ
る。
はこの具体的な電気接続図である第1図に示すよ
うに、一相当り20,21で示すように並列に接
続された二重接続電機子巻線1の先端部に端子
ap,bp,cpを設けて、これを先端端子と名付け、
この先端端子ap,bp,cpに対し、一相巻線毎に他
端部に端子oを設け、これを中性点端子と名付
け、この先端端子ap,bp,cpと中性点端子oとの
間に各相毎に並列巻線の中間点に中間タツプ端子
aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qを設け、一方交流入力
端子a″q―aq,b″q―bq,c″q―cqと直流
出力端子aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qを持つ順変換
装置6を設け、上記電機子巻線1の中間タツプ端
子aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qと順変換装置6の直
流出力端子aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qとを電気接
続し、又上記順変換装置6の交流入力端子a″q―
aq,b″q―bq,c″q―cqと上記電機子巻線
1の先端端子ap,bp,cpを電気接続することによ
つて、順変換装置6の直流出力端子aq―a′q,bq
―b′q,cq―c′qから電機子巻線1に直流励磁用電
力を供給しうるように配列し、上記電機子巻線1
の中間タツプ端子aq―a′q,bq―b′q,cq―c′qへ接
続する順変換装置6の直流出力回路に制御素子付
き整流器を配列し、他方回転子10の巻線として
励磁巻線部11,12,13と界磁巻線部14,
15,16を設け、その両巻線部間は回転整流器
17を介して電気接続し、それにより励磁巻線部
11,12,13で発生した電圧により、界磁巻
線部へ界磁電流を供給するように配列するのであ
る。
上の説明において、制御素子付き整流器とある
のはサイリスターやパワートランジスターのよう
なもので、第1図では順変換装置6を構成する整
流器全部を制御素子付きとしているけれども、部
分的に制御素子付きとしてもよい。又順変換装置
6を構成する整流器は制御素子付きとせずに、別
にその回路に直列に挿入された整流器を設け、そ
れを制御素子付きとするも良い。
のはサイリスターやパワートランジスターのよう
なもので、第1図では順変換装置6を構成する整
流器全部を制御素子付きとしているけれども、部
分的に制御素子付きとしてもよい。又順変換装置
6を構成する整流器は制御素子付きとせずに、別
にその回路に直列に挿入された整流器を設け、そ
れを制御素子付きとするも良い。
第1図においては順変換装置6の入力端子a″q,
aq,b″q,bq,c″q,cqと電機子巻線1の
先端端子ap,bp,cpとの間に変成器2を介入して
電気接続する。変成器2はその一次巻線7,8,
9と二次巻線3,4,5より成り、その入力端子
ap,bp,cp及びその出力端子a″q,aq,b″q,b
q,c″q,cqはそれぞれ同符号の電機子巻線
1の先端端子及び順変換装置6の入力端子に接続
される。
aq,b″q,bq,c″q,cqと電機子巻線1の
先端端子ap,bp,cpとの間に変成器2を介入して
電気接続する。変成器2はその一次巻線7,8,
9と二次巻線3,4,5より成り、その入力端子
ap,bp,cp及びその出力端子a″q,aq,b″q,b
q,c″q,cqはそれぞれ同符号の電機子巻線
1の先端端子及び順変換装置6の入力端子に接続
される。
電機子巻線1はその中性点oを中心に二重星形
接続される。電機子巻線1の中には電流が二種類
流れる。その一つは外部接続電線22,23,2
4との間に流れるもので、実線矢印で示すように
向きが並列的であり、他の一つは点線矢印で示す
ように電機子巻線1、変成器2の二次巻線3,
4,5と順変換装置6により造られた閉回路中を
流れる。実線矢印で示された電流は交流であるか
ら各相それぞれで考えたある瞬間の電流を示した
ものであり、他の半サイクルでは矢印の方向が図
示の反対の方向へ向く。二重星形接続に二種類の
電流を上記のように流すとき、その二種類の電流
それぞれによつて造られる磁極の数はその比を互
いに2対1にすることが出来る。そのことは例え
ば昭和57年特許願第107773号により判る。例えば
第1図の実線矢印に対応する電流で12極、点線矢
印の電流で6極の磁極が得られる。また他の例で
は実線矢印に対応する電流で6極、点線矢印の電
流で12極の磁極が得られる。
接続される。電機子巻線1の中には電流が二種類
流れる。その一つは外部接続電線22,23,2
4との間に流れるもので、実線矢印で示すように
向きが並列的であり、他の一つは点線矢印で示す
ように電機子巻線1、変成器2の二次巻線3,
4,5と順変換装置6により造られた閉回路中を
流れる。実線矢印で示された電流は交流であるか
ら各相それぞれで考えたある瞬間の電流を示した
ものであり、他の半サイクルでは矢印の方向が図
示の反対の方向へ向く。二重星形接続に二種類の
電流を上記のように流すとき、その二種類の電流
それぞれによつて造られる磁極の数はその比を互
いに2対1にすることが出来る。そのことは例え
ば昭和57年特許願第107773号により判る。例えば
第1図の実線矢印に対応する電流で12極、点線矢
印の電流で6極の磁極が得られる。また他の例で
は実線矢印に対応する電流で6極、点線矢印の電
流で12極の磁極が得られる。
この例から判るように、第1図の場合、電機子
巻線1は外部接続電線22,23,24との間に
電力授受する電流に対してその造る極数が変成器
二次巻線3,4,5、順変換装置6との間に電力
を授受する電流によつて造られる極数の2倍また
は1/2倍となる。電機子巻線1が外部接続電線2
2,23,24に電力を與えるとき発電機とな
り、外部接続電線22,23,24から電力を受
ける時、電動機となる。簡単のため、同期発電機
について説明する。
巻線1は外部接続電線22,23,24との間に
電力授受する電流に対してその造る極数が変成器
二次巻線3,4,5、順変換装置6との間に電力
を授受する電流によつて造られる極数の2倍また
は1/2倍となる。電機子巻線1が外部接続電線2
2,23,24に電力を與えるとき発電機とな
り、外部接続電線22,23,24から電力を受
ける時、電動機となる。簡単のため、同期発電機
について説明する。
回転子10には励磁巻線11,12,13と界
磁巻線14,15,16があり、その両者間には
回転整流器17を介入させて、両巻線間を電気接
続する。電機子巻線1が変成器2から順変換装置
6を経て電力を受けて流す電流によつて造られる
極数を12極とし、この極数に対応して回転子10
の励磁巻線11,12,13を12極とすると、こ
の励磁巻線11,12,13には変成器2の二次
巻線3,4,5に流れる電流に対応して起電力を
誘起する。それにより回転整流器17を経て界磁
巻線14,15,16に界磁巻線が流れる。励磁
巻線11,12,13及び界磁巻線14,15,
16は何れもこの図では三相星形接続としてい
る。上記のように界磁電流を界磁巻線14,1
5,16中に流すことによつて界磁巻線14,1
5,16が6極の磁極を造るように配列すると、
この6極に対応して二重星形電機子巻線1の接続
は6極にしてあるため、この同期発電機は6極機
として動作することになる。この界磁巻線は三相
巻線の中、その三相巻線14と15を並列にして
その並列回路に直列に他の相の巻線16を接続す
る。この回転子10の巻線接続はその一例にすぎ
ず、他の種々の接続も考えられる。
磁巻線14,15,16があり、その両者間には
回転整流器17を介入させて、両巻線間を電気接
続する。電機子巻線1が変成器2から順変換装置
6を経て電力を受けて流す電流によつて造られる
極数を12極とし、この極数に対応して回転子10
の励磁巻線11,12,13を12極とすると、こ
の励磁巻線11,12,13には変成器2の二次
巻線3,4,5に流れる電流に対応して起電力を
誘起する。それにより回転整流器17を経て界磁
巻線14,15,16に界磁巻線が流れる。励磁
巻線11,12,13及び界磁巻線14,15,
16は何れもこの図では三相星形接続としてい
る。上記のように界磁電流を界磁巻線14,1
5,16中に流すことによつて界磁巻線14,1
5,16が6極の磁極を造るように配列すると、
この6極に対応して二重星形電機子巻線1の接続
は6極にしてあるため、この同期発電機は6極機
として動作することになる。この界磁巻線は三相
巻線の中、その三相巻線14と15を並列にして
その並列回路に直列に他の相の巻線16を接続す
る。この回転子10の巻線接続はその一例にすぎ
ず、他の種々の接続も考えられる。
第1図において、制御装置18はその検出機構
を電機子巻線1の先端端子ap,bpに接続させて電
圧を検出し、その電圧が目標値より高い場合や低
い場合に整流器25の制御素子に作動させて、電
圧を自動的に一定ならしめることを示す。制御装
置18の内部詳細を第2図に示す。検出装置27
で電圧を検出し、整流回路28により直流に変
え、その信号をフイードバツクし、目標値となる
基準入力要素29と比較し、比較装置31におい
て増幅器30へ送る比較信号を造る。増幅器30
より移相回路25を経て制御素子付き整流器26
に作動電力を送る。以上は制御装置18の内部の
一例を示すものである。もし検出装置27が速度
を検出し、電動機の励磁電流を制御するような場
合には同様な自動制御回路が理解されるであら
う。
を電機子巻線1の先端端子ap,bpに接続させて電
圧を検出し、その電圧が目標値より高い場合や低
い場合に整流器25の制御素子に作動させて、電
圧を自動的に一定ならしめることを示す。制御装
置18の内部詳細を第2図に示す。検出装置27
で電圧を検出し、整流回路28により直流に変
え、その信号をフイードバツクし、目標値となる
基準入力要素29と比較し、比較装置31におい
て増幅器30へ送る比較信号を造る。増幅器30
より移相回路25を経て制御素子付き整流器26
に作動電力を送る。以上は制御装置18の内部の
一例を示すものである。もし検出装置27が速度
を検出し、電動機の励磁電流を制御するような場
合には同様な自動制御回路が理解されるであら
う。
第3図では順変換装置6の入力端子と電機子巻
線1の先端端子ap,bp,cpとの間を接続するに際
し、第1図のように変成器を介在せしめないで、
中性点oを一つの端子とし、リアクトル19を経
て接続することを示す。リアクトル19の代りに
抵抗を接続しても良い。また第3図における電機
子巻線1の内部空白の矩形によつて示される。
線1の先端端子ap,bp,cpとの間を接続するに際
し、第1図のように変成器を介在せしめないで、
中性点oを一つの端子とし、リアクトル19を経
て接続することを示す。リアクトル19の代りに
抵抗を接続しても良い。また第3図における電機
子巻線1の内部空白の矩形によつて示される。
以上のような本発明の装置により、次に示すよ
うな作用効果の特長が得られる。すなわち先づ、
回転整流器17とは整流器が回転子に設けられ、
回転子と共に回転するように配列されているもの
であるから、ブラシレス構造となる。電機子巻線
に與えられる励磁電流が直流であるため、交流励
磁の場合にくらべて励磁電力損が少なく、装置全
体の効率を高めうるし、装置を小形にしうる。第
4図は第1図の三相接続に対し単相接続の場合を
示す。第1図の三相の巻線の中の単相をとつて考
えたものである。すなわち第1図における先端端
子apと中性点端子oとの間の電機子巻線をとり出
したのが第4図における電機子巻線1であり、又
第1図において制御装置18はその検出機構を電
機子巻線1の先端端子apとbpの間に接続させて電
圧検出したのに対し、第4図では制御装置18は
その検出機構を電機子巻線1の先端端子apと中性
点端子oの間に接続させて電圧検出している。例
えば第1図の装置や第4図の装置において変成器
の容量を小さくしうるし、第3図の装置では変成
器を設ける必要がない。このような装置で電圧一
定の装置となしうるからリアクトルを変成器の回
路に設ける必要もなく構造が簡単である。電動機
の場合では又別の自動制御回路を簡単に得ること
が出来る。要は電機子巻線1に與える励磁回路を
直流回路として、その回路に制御素子付き整流器
を設けることにより、それを利用して自動制御回
路を造り、全体の構成を簡略化しうるのである。
うな作用効果の特長が得られる。すなわち先づ、
回転整流器17とは整流器が回転子に設けられ、
回転子と共に回転するように配列されているもの
であるから、ブラシレス構造となる。電機子巻線
に與えられる励磁電流が直流であるため、交流励
磁の場合にくらべて励磁電力損が少なく、装置全
体の効率を高めうるし、装置を小形にしうる。第
4図は第1図の三相接続に対し単相接続の場合を
示す。第1図の三相の巻線の中の単相をとつて考
えたものである。すなわち第1図における先端端
子apと中性点端子oとの間の電機子巻線をとり出
したのが第4図における電機子巻線1であり、又
第1図において制御装置18はその検出機構を電
機子巻線1の先端端子apとbpの間に接続させて電
圧検出したのに対し、第4図では制御装置18は
その検出機構を電機子巻線1の先端端子apと中性
点端子oの間に接続させて電圧検出している。例
えば第1図の装置や第4図の装置において変成器
の容量を小さくしうるし、第3図の装置では変成
器を設ける必要がない。このような装置で電圧一
定の装置となしうるからリアクトルを変成器の回
路に設ける必要もなく構造が簡単である。電動機
の場合では又別の自動制御回路を簡単に得ること
が出来る。要は電機子巻線1に與える励磁回路を
直流回路として、その回路に制御素子付き整流器
を設けることにより、それを利用して自動制御回
路を造り、全体の構成を簡略化しうるのである。
第1図は本発明の具体的な電気接続図。第2図
は第1図の電気接続中の部分を形成する電気ブロ
ツク接続図。第3図及び第4図は本発明の具体的
な部分接続図例である。また上記図面中、主要部
分をあらわす符号は次のようである。 1:電機子巻線、2:変成器、3:変成器二次
巻線、4:変成器二次巻線、5:変成器二次巻
線、6:順変換装置、7,8,9:変成器一次巻
線、10:回転子、11,12,13:励磁巻
線、14,15,16:界磁巻線、17:回転整
流器、18:制御装置、19:リアクトル、2
0,21:並列接続を示す電機子巻線、22,2
3,24:外部接続電線、25:移相回路、2
6:整流器、27:検出装置、28:整流回路、
29:基準入力要素、30:増幅器、31:比較
装置、ap,bp,cp:電機子巻線の先端端子であ
り、且つ変成器2の入力端子、aq,a′q,bq,b′q,
cq,c′q:電機子巻線の入力端子であり、順変換
装置の出力端子。a″q,aq,b″q,bq,c″q,
cq:順変換装置の入力端子であり、変成器の
出力端子。
は第1図の電気接続中の部分を形成する電気ブロ
ツク接続図。第3図及び第4図は本発明の具体的
な部分接続図例である。また上記図面中、主要部
分をあらわす符号は次のようである。 1:電機子巻線、2:変成器、3:変成器二次
巻線、4:変成器二次巻線、5:変成器二次巻
線、6:順変換装置、7,8,9:変成器一次巻
線、10:回転子、11,12,13:励磁巻
線、14,15,16:界磁巻線、17:回転整
流器、18:制御装置、19:リアクトル、2
0,21:並列接続を示す電機子巻線、22,2
3,24:外部接続電線、25:移相回路、2
6:整流器、27:検出装置、28:整流回路、
29:基準入力要素、30:増幅器、31:比較
装置、ap,bp,cp:電機子巻線の先端端子であ
り、且つ変成器2の入力端子、aq,a′q,bq,b′q,
cq,c′q:電機子巻線の入力端子であり、順変換
装置の出力端子。a″q,aq,b″q,bq,c″q,
cq:順変換装置の入力端子であり、変成器の
出力端子。
Claims (1)
- 1 一相当り並列に接続された二重接続電機子巻
線の先端部に端子apを設けて、これを先端端子と
名付け、この先端端子に対し一相巻線毎に他端部
に端子oを設け、これを中性点端子と名付け、こ
の先端端子apと中性点端子oとの間に各相毎に並
列巻線の中間点に中間タツプ端子aq―a′qを設け、
一方交流入力端子と直流出力端子を持つ順変換装
置6を設け、上記電機子巻線の中間タツプ端子aq
―a′qと順変換装置6の直流出力端子とを電気接
続し、又上記順変換装置6の交流入力端子と上記
電機子巻線の先端端子を電気接続することによつ
て、順変換装置6の直流出力端子から電機子巻線
に直流励磁用電力を供給しうるように配列し、上
記電機子巻線の中間タツプ端子aq―a′qへ接続す
る順変換装置6の直流出力回路に制御素子付き整
流器を配列し、他方回転子巻線として励磁巻線部
と界磁巻線部を設け、その両巻線部間を回転整流
器を介して電気接続し、それにより励磁巻線部で
発生した電圧により、界磁巻線部へ界磁電流を供
細するように配列した回転電気機械の構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58077099A JPS59201695A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 回転電気機械の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58077099A JPS59201695A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 回転電気機械の構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59201695A JPS59201695A (ja) | 1984-11-15 |
JPH0218038B2 true JPH0218038B2 (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=13624335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58077099A Granted JPS59201695A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 回転電気機械の構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59201695A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61240885A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-27 | Fukuo Shibata | 誘導電動機速度制御装置 |
JPS622360U (ja) * | 1985-06-20 | 1987-01-08 | ||
US7075206B1 (en) | 2005-02-07 | 2006-07-11 | Visteon Global Technologies, Inc. | Vehicle alternator stator winding having dual slot configuration |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP58077099A patent/JPS59201695A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59201695A (ja) | 1984-11-15 |
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