JPH0817560B2 - ブラシレス発電機 - Google Patents
ブラシレス発電機Info
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- JPH0817560B2 JPH0817560B2 JP62189682A JP18968287A JPH0817560B2 JP H0817560 B2 JPH0817560 B2 JP H0817560B2 JP 62189682 A JP62189682 A JP 62189682A JP 18968287 A JP18968287 A JP 18968287A JP H0817560 B2 JPH0817560 B2 JP H0817560B2
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- Japan
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- field
- poles
- magnetic
- rotor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,ブラシレス発電機,特に固定子に巻回され
た主発電巻線の極数と励磁巻線の極数とを選択すると共
に,回転子の構成を選択し、励磁巻線に環流路を形成さ
せるだけで発電可能にした自励式同期発電機にしたブラ
シレス発電機に関するものである。
た主発電巻線の極数と励磁巻線の極数とを選択すると共
に,回転子の構成を選択し、励磁巻線に環流路を形成さ
せるだけで発電可能にした自励式同期発電機にしたブラ
シレス発電機に関するものである。
従来,構造が簡単で優れた特性を有するブラシレス単
相発電機として,界磁巻線に誘起される交流電圧をダイ
オードで整流して当該界磁巻線に対する界磁電流とする
方式のいわゆる野中式発電機が知られている。そして上
記野中式発電機の基本原理を応用した第7図図示の如き
ブラシレス2極三相発電機も開発された。なお第7図に
おいて,符号1は固定子,2は回転子,3は2極三相の主発
電巻線,4は単相4極の励磁巻線,5は直流電源,6−1aない
し6−1dは界磁コア,6−2aないし6−2dは突極,7aない
し7dは界磁巻線,8はダイオードを表している。
相発電機として,界磁巻線に誘起される交流電圧をダイ
オードで整流して当該界磁巻線に対する界磁電流とする
方式のいわゆる野中式発電機が知られている。そして上
記野中式発電機の基本原理を応用した第7図図示の如き
ブラシレス2極三相発電機も開発された。なお第7図に
おいて,符号1は固定子,2は回転子,3は2極三相の主発
電巻線,4は単相4極の励磁巻線,5は直流電源,6−1aない
し6−1dは界磁コア,6−2aないし6−2dは突極,7aない
し7dは界磁巻線,8はダイオードを表している。
上記第7図図示例においては,回転子2に設けられた
4極形状の界磁コア6−1aないし6−1dに界磁巻線7aな
いし7dが巻回されている。そし該界磁巻線7aないし7dの
それぞれにダイオード8が接続され,突極6−2aないし
6−2dに順次S,S,N,Nの磁極が発生して上記界磁コア6
−1aないし6−1dが磁化されるように構成されている。
すなわち,上記第7図図示例においては,回転子2が回
転するとき,上記励磁巻線4の静止磁界により,上記界
磁巻線7aないし7dに図示矢印方向の界磁電流が流れ,上
記界磁コア6−1aないし6−1dが磁化されることにより
見掛け上2極の界磁極を構成し,2極三相の主発電巻線3
に三相交流出力が得られる。
4極形状の界磁コア6−1aないし6−1dに界磁巻線7aな
いし7dが巻回されている。そし該界磁巻線7aないし7dの
それぞれにダイオード8が接続され,突極6−2aないし
6−2dに順次S,S,N,Nの磁極が発生して上記界磁コア6
−1aないし6−1dが磁化されるように構成されている。
すなわち,上記第7図図示例においては,回転子2が回
転するとき,上記励磁巻線4の静止磁界により,上記界
磁巻線7aないし7dに図示矢印方向の界磁電流が流れ,上
記界磁コア6−1aないし6−1dが磁化されることにより
見掛け上2極の界磁極を構成し,2極三相の主発電巻線3
に三相交流出力が得られる。
他方,同期発電機においては,第8図図示の如き自励
式回転界磁形(集中巻線式)の発電機が知られている。
この方式は構造が簡単であるため,広く実用に供されて
いる。なお,第8図において,符号9は固定子,10は回
転子,11は固定子磁極,12は継鉄,13は主発電巻線,14は励
磁巻線,15は自動電圧調整器(AVR),16はブラシ・スリ
ップリング,17は界磁巻線,18は回転子コア,19は突極を
表している。
式回転界磁形(集中巻線式)の発電機が知られている。
この方式は構造が簡単であるため,広く実用に供されて
いる。なお,第8図において,符号9は固定子,10は回
転子,11は固定子磁極,12は継鉄,13は主発電巻線,14は励
磁巻線,15は自動電圧調整器(AVR),16はブラシ・スリ
ップリング,17は界磁巻線,18は回転子コア,19は突極を
表している。
上記第8図図示例においては,回転子10が回転すると
き,上記励磁巻線14に交差する磁界に比例した電圧が誘
起され,これによって電流がAVR15を介して界磁巻線17
に供給され,上記回転子コア18に磁化され,2極の主発電
巻線13に交流出力が得られる。
き,上記励磁巻線14に交差する磁界に比例した電圧が誘
起され,これによって電流がAVR15を介して界磁巻線17
に供給され,上記回転子コア18に磁化され,2極の主発電
巻線13に交流出力が得られる。
第8図図示例では,回転子側に巻回された界磁巻線17
に対して,固定子側の励磁巻線14からの電流を供給する
必要があるため、ブラシ・スリップリング16を省略(ブ
ラシレス化)することは困難であった。
に対して,固定子側の励磁巻線14からの電流を供給する
必要があるため、ブラシ・スリップリング16を省略(ブ
ラシレス化)することは困難であった。
これに加えて,第7図図示の従来のブラシレス発電機
では,励磁巻線4に対する励磁電流が外部の直流電源5
によって供給されるように構成されている。従って上記
第7図図示例においては,直流電源5が必要となる問題
がある。
では,励磁巻線4に対する励磁電流が外部の直流電源5
によって供給されるように構成されている。従って上記
第7図図示例においては,直流電源5が必要となる問題
がある。
また,単相負荷で使用する場合,その負荷補償が小さ
いので,負荷電流が増加したときの電圧降下が大きくな
る問題があった。
いので,負荷電流が増加したときの電圧降下が大きくな
る問題があった。
本発明は上記の問題点を解決することを目的としてい
る。
る。
本発明においては次の如き構成をもつようにされる。
即ち,全体形状がU字形の固定子を有するブラシレス発
電機において, (i) 固定子に巻回されている励磁巻線の極数と主発
電巻線の極数との関係を,いずれか一方が他方の整数倍
とし, (ii) 回転子に巻回されている界磁巻線は,励磁巻線
に接続されることなく,励磁巻線の極数に対応した極数
の磁束と主発電巻線の極数に対応した極数の磁束とを生
じるよう構成され, (iii) 励磁巻線は環流路をつくるように構成され
る。
即ち,全体形状がU字形の固定子を有するブラシレス発
電機において, (i) 固定子に巻回されている励磁巻線の極数と主発
電巻線の極数との関係を,いずれか一方が他方の整数倍
とし, (ii) 回転子に巻回されている界磁巻線は,励磁巻線
に接続されることなく,励磁巻線の極数に対応した極数
の磁束と主発電巻線の極数に対応した極数の磁束とを生
じるよう構成され, (iii) 励磁巻線は環流路をつくるように構成され
る。
第1図は本発明に係わる回転界磁形の自励式同期発電
機の一実施例の構造を示している。
機の一実施例の構造を示している。
第1図において,符号21は固定子,22は回転子,23は2
極の主発電巻線,24は6極の励磁巻線,25は回転子コア
(鉄心),25−aと25−bとは突極,26は主界磁巻線,26
−aは界磁補助巻線,27及び28は夫々ダイオード,30は固
定子磁極,31は継鉄を表している。
極の主発電巻線,24は6極の励磁巻線,25は回転子コア
(鉄心),25−aと25−bとは突極,26は主界磁巻線,26
−aは界磁補助巻線,27及び28は夫々ダイオード,30は固
定子磁極,31は継鉄を表している。
固定子21においては,2つに分割された固定子磁極30に
夫々励磁巻線24が巻回されると共に,前記分割された磁
極30相互間を接続している継鉄31に主発電巻線23が巻回
されている。固定子21の鉄心は,例えば1乃至3.5%の
硅素を含む硅素鋼の薄板を積層して構成される。励磁巻
線24は,界磁巻線に接続されることなく,環流路を形成
する。
夫々励磁巻線24が巻回されると共に,前記分割された磁
極30相互間を接続している継鉄31に主発電巻線23が巻回
されている。固定子21の鉄心は,例えば1乃至3.5%の
硅素を含む硅素鋼の薄板を積層して構成される。励磁巻
線24は,界磁巻線に接続されることなく,環流路を形成
する。
回転子22においては,軸を中心として回転する回転子
コア25に,主界磁巻線26及び界磁補助巻線26−aが巻回
されている。回転子コア25(即ち回転子22)は主発電巻
線23の極数と同じ数の突極25−a及び25−bを有する。
回転子コア25は打ち抜き成形された鋼板を積層して形成
される。
コア25に,主界磁巻線26及び界磁補助巻線26−aが巻回
されている。回転子コア25(即ち回転子22)は主発電巻
線23の極数と同じ数の突極25−a及び25−bを有する。
回転子コア25は打ち抜き成形された鋼板を積層して形成
される。
回転子22に対して所定のギャップだけ離して,固定子
21が設けられる。すなわち,回転子22に対し,所定のギ
ャップを持って,固定子磁極30が対向させられる。この
ために,2つに分割された磁極30は,各々が実質的に半円
形状の内周面をもつ。なお,2つの磁極30は,半矩形状の
継鉄31によって結合され,固定子21は全体として実質的
にコ字状とされる。
21が設けられる。すなわち,回転子22に対し,所定のギ
ャップを持って,固定子磁極30が対向させられる。この
ために,2つに分割された磁極30は,各々が実質的に半円
形状の内周面をもつ。なお,2つの磁極30は,半矩形状の
継鉄31によって結合され,固定子21は全体として実質的
にコ字状とされる。
第2図は,第1図図示の同期発電機についての電機子
回路及び界磁回路の概略を示している。また,第3図
は,回転子22の界磁回路の等価回路を示している。これ
ら図中の符号は第1図に対応している。
回路及び界磁回路の概略を示している。また,第3図
は,回転子22の界磁回路の等価回路を示している。これ
ら図中の符号は第1図に対応している。
即ち,固定子21には2極主発電巻線23と,6極励磁巻線
24とが巻回され,6極の励磁巻線24は図示の場合には直接
短絡されて環流路が形成されている。
24とが巻回され,6極の励磁巻線24は図示の場合には直接
短絡されて環流路が形成されている。
回転子22は,図示の実施例の場合には,主発電巻線23
の極数と等しい極数(図示の場合2極)の突極25−aと
25−bとをもち,主界磁巻線26にはダイオード27が直列
に挿入されて上記2極の磁界を発生させるように構成さ
れている。そしてその上で,突極25−a上に界磁補助巻
線26−aが巻回されると共に,この界磁補助巻線26−a
が一旦交差させられた上,突極25−b上に巻回され,か
つダイオード28が界磁補助巻線26−aに直列に挿入され
ている。また,界磁補助巻線26−aは,主界磁巻線26に
対して,ダイオード28の陽極側がダイオード27の陽極側
となるように接続される。これによって,界磁補助巻線
26−aは,突極25−a面において主界磁巻線26がつくる
磁極Nを強めるように働き,他方の突極25−b面におい
ても主界磁巻線26がつくる磁極Sを強めるように働く。
の極数と等しい極数(図示の場合2極)の突極25−aと
25−bとをもち,主界磁巻線26にはダイオード27が直列
に挿入されて上記2極の磁界を発生させるように構成さ
れている。そしてその上で,突極25−a上に界磁補助巻
線26−aが巻回されると共に,この界磁補助巻線26−a
が一旦交差させられた上,突極25−b上に巻回され,か
つダイオード28が界磁補助巻線26−aに直列に挿入され
ている。また,界磁補助巻線26−aは,主界磁巻線26に
対して,ダイオード28の陽極側がダイオード27の陽極側
となるように接続される。これによって,界磁補助巻線
26−aは,突極25−a面において主界磁巻線26がつくる
磁極Nを強めるように働き,他方の突極25−b面におい
ても主界磁巻線26がつくる磁極Sを強めるように働く。
即ち,界磁補助巻線26−aは,6極の励磁巻線24のピッ
チの2倍よりも小さいピッチをもって,突極25−a上に
巻回れ,ダイオード28を介して主界磁巻線26に流れる電
流に対して和になる方向に電流を流し、かつ突極25−a
上に主界磁巻線26がつくる磁極と同じ極性の磁束を発生
する。また同様に,界磁補助巻線26−aは,単相6極の
励磁巻線24のピッチの2倍よりも小さいピッチをもっ
て,突極25−b上に巻回され,ダイオード28を介して主
界磁巻線26に流れる電流に対して和になる方向に電流を
流し,かつ突極25−b上に主界磁巻線26がつくる磁極と
同じ極性の磁束を発生する。
チの2倍よりも小さいピッチをもって,突極25−a上に
巻回れ,ダイオード28を介して主界磁巻線26に流れる電
流に対して和になる方向に電流を流し、かつ突極25−a
上に主界磁巻線26がつくる磁極と同じ極性の磁束を発生
する。また同様に,界磁補助巻線26−aは,単相6極の
励磁巻線24のピッチの2倍よりも小さいピッチをもっ
て,突極25−b上に巻回され,ダイオード28を介して主
界磁巻線26に流れる電流に対して和になる方向に電流を
流し,かつ突極25−b上に主界磁巻線26がつくる磁極と
同じ極性の磁束を発生する。
第1図図示の例の場合,回転子22の残留磁気により励
磁巻線24に電流が流れ,この電流によってつくられる磁
束(6極の)によって,界磁補助巻線26−aに電圧が誘
起される。この電圧によって,ダイオード28を介して界
磁補助巻線26−aに電流が供給され,ダイオード28を介
して主界磁巻線26に電流が供給され,図示の場合には2
極の主磁束がつくられる。この主磁束によって,2極に巻
回されている主発電巻線23に電圧が誘起され,負荷電流
が流れる。
磁巻線24に電流が流れ,この電流によってつくられる磁
束(6極の)によって,界磁補助巻線26−aに電圧が誘
起される。この電圧によって,ダイオード28を介して界
磁補助巻線26−aに電流が供給され,ダイオード28を介
して主界磁巻線26に電流が供給され,図示の場合には2
極の主磁束がつくられる。この主磁束によって,2極に巻
回されている主発電巻線23に電圧が誘起され,負荷電流
が流れる。
この負荷電流の電機子反作用によって,従来の野中式
発電機と同様に,主界磁巻線26に電圧が誘起され,主発
電巻線23に誘起される電圧が増大されるように働く。一
方,2極の主磁束は,6極に巻回されている励磁巻線24にも
電圧を誘起し,励磁電流を増加させる。この増加した励
磁電流により6極の磁束が増す結果,界磁補助巻線26−
aに誘起される電圧が増し,磁束も増す。以上の動作の
繰り返しによって,主発電巻線23の出力電圧が確立され
る。
発電機と同様に,主界磁巻線26に電圧が誘起され,主発
電巻線23に誘起される電圧が増大されるように働く。一
方,2極の主磁束は,6極に巻回されている励磁巻線24にも
電圧を誘起し,励磁電流を増加させる。この増加した励
磁電流により6極の磁束が増す結果,界磁補助巻線26−
aに誘起される電圧が増し,磁束も増す。以上の動作の
繰り返しによって,主発電巻線23の出力電圧が確立され
る。
なお,前記電機子反作用によって生じた磁束が主界磁
巻線26と鎖交するとき,主界磁巻線26はダイオード27に
よって短絡されているため,短絡電流が増加し、2極の
主磁束を増加させる。このため,主発電巻線23に発生す
る電圧が上昇し,電圧補償となる。
巻線26と鎖交するとき,主界磁巻線26はダイオード27に
よって短絡されているため,短絡電流が増加し、2極の
主磁束を増加させる。このため,主発電巻線23に発生す
る電圧が上昇し,電圧補償となる。
また,主界磁巻線26のつくる磁束は,界磁補助巻線26
−aのつくる磁束を強めるように働く。
−aのつくる磁束を強めるように働く。
なお,仮に,主発電巻線23が2極に巻回されておりか
つ励磁巻線24が4極に巻回されているような場合でも,
波形に歪みが生じるけれども,仕様によっては許容でき
るものとなる。
つ励磁巻線24が4極に巻回されているような場合でも,
波形に歪みが生じるけれども,仕様によっては許容でき
るものとなる。
第1図図示の場合には,励磁巻線24は還流路をつくる
ように接続すればよく,上述の第7図図示の場合のよう
に他励の形式にする必要はない。
ように接続すればよく,上述の第7図図示の場合のよう
に他励の形式にする必要はない。
第4図は2極の構成に巻回した主発電巻線の態様を示
し,第5図(A)(B)(C)は6極の構成に巻回され
た励磁巻線に対して環流路を形成させる態様を示してい
る。図中の符号23,24は第1図に対応しており,32は直接
短絡した還流路,33はダイオードであり当該ダイオード3
3を介して環流路が形成されるもの,34はコンデンサであ
って当該コンデンサ34を介して環流路が形成されるもの
を表している。
し,第5図(A)(B)(C)は6極の構成に巻回され
た励磁巻線に対して環流路を形成させる態様を示してい
る。図中の符号23,24は第1図に対応しており,32は直接
短絡した還流路,33はダイオードであり当該ダイオード3
3を介して環流路が形成されるもの,34はコンデンサであ
って当該コンデンサ34を介して環流路が形成されるもの
を表している。
本発明の場合,第4図の主発電巻線23と,第5図
(A)(B)(C)のいずれか1つの形の励磁巻線環流
路形成態様との組み合わせを採用することができる。
(A)(B)(C)のいずれか1つの形の励磁巻線環流
路形成態様との組み合わせを採用することができる。
第5図(B)図示の場合には,励磁巻線24上に直流が
流れ,これによって回転子22上の主界磁巻線26又は界磁
補助巻線26−a上に電圧が誘起される形となる。第5図
(C)図示の場合には,励磁巻線24上には交流電流が流
れ,これによって回転子22上の主界磁巻線26又は界磁補
助巻線26−a上に電圧が誘起される形となる。なお第5
図(C)図示の場合の如き構成が採用される際には,励
磁巻線24の極数と主発電巻線23の極数と等しいものとし
た場合のコンデンサの容量にくらべて,コンデンサ34の
容量を十分に小さく選ぶことが可能となる。
流れ,これによって回転子22上の主界磁巻線26又は界磁
補助巻線26−a上に電圧が誘起される形となる。第5図
(C)図示の場合には,励磁巻線24上には交流電流が流
れ,これによって回転子22上の主界磁巻線26又は界磁補
助巻線26−a上に電圧が誘起される形となる。なお第5
図(C)図示の場合の如き構成が採用される際には,励
磁巻線24の極数と主発電巻線23の極数と等しいものとし
た場合のコンデンサの容量にくらべて,コンデンサ34の
容量を十分に小さく選ぶことが可能となる。
第6図は第1図図示の実施例の場合の変形を表す実施
例を示している。第6図は第1図に対応し,回転子22の
構成は第1図と同じであるので省略している。
例を示している。第6図は第1図に対応し,回転子22の
構成は第1図と同じであるので省略している。
第6図において,6極の磁束をつくるための励磁巻線24
は,第1図図示の例と同じピッチで,図示の如く固定子
21の極数30上に6極を形成するように巻回されている。
は,第1図図示の例と同じピッチで,図示の如く固定子
21の極数30上に6極を形成するように巻回されている。
第6図図示の例の場合,励磁巻線24の環流路の態様
は,第5図(A)(B)(C)のいずれか1つの形の環
流路形成態様によって,形成される。
は,第5図(A)(B)(C)のいずれか1つの形の環
流路形成態様によって,形成される。
以上説明した如く,本発明によれば,回転界磁形の同
期発電機を全体U字形状の固定子をもつブラシレス発電
機の構成とすることが可能となる。
期発電機を全体U字形状の固定子をもつブラシレス発電
機の構成とすることが可能となる。
第1図は本発明の一実施例,第2図は第1図の発電機の
界磁回路の概略の構成,第3図は等価回路,第4図は2
極の構成に巻回した主発電巻線の態様,第5図(A)
(B)(C)は6極の構成に巻回態様,第5図(A)
(B)(C)は6極の構成に巻回された励磁巻線に対し
て環流路を形成させる態様,第6図は本発明の変形を表
す実施例の場合における固定子の構成,第7図と第8図
とは夫々従来の発電機の構成を示す。 図中,21は固定子,22は回転子,23は主発電巻線,24は励磁
巻線,25は回転子コア,26は主界磁巻線,26−aは界磁補
助巻線,27,28はダイオード,30は固定子磁極,31は継鉄,3
3はダイオード,34はコンデンサを表す。
界磁回路の概略の構成,第3図は等価回路,第4図は2
極の構成に巻回した主発電巻線の態様,第5図(A)
(B)(C)は6極の構成に巻回態様,第5図(A)
(B)(C)は6極の構成に巻回された励磁巻線に対し
て環流路を形成させる態様,第6図は本発明の変形を表
す実施例の場合における固定子の構成,第7図と第8図
とは夫々従来の発電機の構成を示す。 図中,21は固定子,22は回転子,23は主発電巻線,24は励磁
巻線,25は回転子コア,26は主界磁巻線,26−aは界磁補
助巻線,27,28はダイオード,30は固定子磁極,31は継鉄,3
3はダイオード,34はコンデンサを表す。
フロントページの続き (72)発明者 小檜山 博 群馬県新田郡新田町大字早川字早川3番地 澤藤電機株式会社新田工場内 (56)参考文献 特開 昭62−23348(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】磁界を発生させる回転子を備えると共に, 該回転子に対向して設けられた2つの磁極と当該磁極間
を接続する継鉄と該継鉄に巻回された主発電巻線を有す
る全体形状U字状の固定子を備え, 回転子に発生する磁界が上記主発電巻線に鎖交すること
により当該主発電巻線に電圧が誘起される構成のブラシ
レス発電機において, 固定子には上記2つの磁極の端面上に夫々形成された溝
内に巻回されて回転子の磁界と鎖交して磁界を発生させ
る励磁巻線を備え 当該励磁巻線の極数と上記主発電巻線の極数とのいずれ
か一方が他方に対して整数倍の関係をもつよう構成され
ると共に, 回転子には上記励磁巻線のピッチの2倍より小さいピッ
チをもって巻回された界磁補助巻線と上記主発電巻線の
極数に等しい極数の主界磁巻線とを有し かつ当該主界磁巻線と当該主界磁巻線によってつくられ
る主界磁磁極の端面上の溝内に巻回された当該界磁補助
巻線との両者が夫々同一種類の極の磁束を発生するよう
ダイオードを接続されてなり, 上記励磁巻線は励磁電流が流れるよう還流路を形成され
ている ことを特徴とするブラシレス発電機。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62189682A JPH0817560B2 (ja) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | ブラシレス発電機 |
US07/163,768 US4851758A (en) | 1987-03-09 | 1988-03-03 | Brushless generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62189682A JPH0817560B2 (ja) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | ブラシレス発電機 |
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JPS6439249A JPS6439249A (en) | 1989-02-09 |
JPH0817560B2 true JPH0817560B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=16245417
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP62189682A Expired - Lifetime JPH0817560B2 (ja) | 1987-03-09 | 1987-07-29 | ブラシレス発電機 |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH0817560B2 (ja) |
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WO2007037020A1 (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Hideo Nakata | 単相交流複合発電機 |
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---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-07-29 JP JP62189682A patent/JPH0817560B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6439249A (en) | 1989-02-09 |
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