JP2005261046A - Rotor for magnetic generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内周に複数の磁石が環状に配され、各磁石の内面がステータの各ポールとの対向面を形成する磁石式発電機のロータに関する。 The present invention relates to a rotor for a magnet generator in which a plurality of magnets are arranged in an annular shape on the inner periphery, and the inner surface of each magnet forms a surface facing each pole of a stator.
従来、三相磁石式発電機として、低回転側の出力電流の増大による充電性能の向上と、高回転側の出力電流の減少によるコイル温度の低下を図るため、コイルが巻かれた極数3n(n:任意の自然数)のステータと、磁石が固定された極数4nのロータとを有する三相磁石式発電機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記従来の磁石式発電機は、ロータの極数を従前の2nから4nへと倍増しており、隣り合う磁石間の間隔が小さくなるため、図4に示すように、隣り合う磁石12とステータ2のポール21とロータ1のヨーク11との間で短絡状態となる磁気回路が発生し、以下のような問題が発生する。つまり、i)ポール21の発熱によりコイル温度が上昇し、ii)磁石12、ヨーク11、保護リング13の発熱により磁石12の高温減磁が発生し、iii)鉄損増加により発電効率が低下する(特に希土類磁石の場合、残留磁束密度が高いため大量の磁束が流れ、問題が大きい。)。なお、図4においてコイルの図示は省略してある。
However, the conventional magnet type generator doubles the number of poles of the rotor from the conventional 2n to 4n, and the interval between adjacent magnets is reduced. Therefore, as shown in FIG. And a magnetic circuit that is short-circuited between the
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、隣り合う磁石とステータのポールとロータのヨークとの間で短絡状態となる磁気回路の発生を防止することができる磁石式発電機のロータを提供することを目的とする。ただし、本発明は、上記のような三相磁石式発電機のみに限定して適用されるものではなく、広く三相磁石式発電機以外の磁石式発電機にも適用可能である。 The present invention solves the problems of the prior art as described above, and can prevent the generation of a magnetic circuit that is short-circuited between adjacent magnets, a stator pole, and a rotor yoke. An object of the present invention is to provide a rotor. However, the present invention is not limited to the three-phase magnet generator as described above, and can be widely applied to magnet generators other than the three-phase magnet generator.
本発明の磁石式発電機のロータは、内周に複数の磁石が環状に配され、各磁石の内面がステータの各ポールとの対向面を形成する磁石式発電機のロータにおいて、前記磁石内面における回転方向両端部に、前記各ポールとのギャップを増大するギャップ増大手段を設けたことを特徴とする。 The rotor of the magnet generator according to the present invention is the rotor of a magnet generator in which a plurality of magnets are arranged in an annular shape on the inner periphery, and the inner surface of each magnet forms a surface facing each pole of the stator. A gap increasing means for increasing a gap with each of the poles is provided at both ends in the rotation direction of the.
本発明によると、磁石内面における回転方向両端部にギャップ増大手段を設けたため、隣り合う磁石とステータのポールとロータのヨークとを磁路とする磁気回路の磁気抵抗が増大し、短絡状態となる磁気回路の発生を防止できるようになる。このため、ステータのポールの発熱が低減することによりコイル温度が下降し、また、磁石、ヨーク、保護リングの発熱の低減により磁石の高温減磁が抑制され、また、鉄損低減により発電効率が向上するようになる。 According to the present invention, since the gap increasing means is provided at both ends in the rotation direction on the inner surface of the magnet, the magnetic resistance of the magnetic circuit using the adjacent magnet, the stator pole and the rotor yoke as a magnetic path is increased, and a short-circuit state occurs. Generation of a magnetic circuit can be prevented. For this reason, the coil temperature is lowered by reducing the heat generation of the stator poles, the high temperature demagnetization of the magnet is suppressed by reducing the heat generation of the magnet, yoke and protective ring, and the power generation efficiency is reduced by reducing the iron loss. To improve.
前記ギャップ増大手段を、前記磁石内面を平面で構成することによって実現すると、磁石の外径研磨のみの簡単な作業でギャップ増大手段を得ることができる。 If the gap increasing means is realized by configuring the inner surface of the magnet with a flat surface, the gap increasing means can be obtained by a simple operation of only polishing the outer diameter of the magnet.
例えば、前記磁石式発電機は三相磁石式発電機であり、前記ステータの極数は3n(n:任意の自然数)、前記ロータの極数は4nである。 For example, the magnet generator is a three-phase magnet generator, the number of poles of the stator is 3n (n: any natural number), and the number of poles of the rotor is 4n.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るロータが組み込まれた三相磁石式発電機の基本構成図、図2は、その要部拡大図、図3は、本発明の効果を説明するためのグラフをそれぞれ示す。 FIG. 1 is a basic configuration diagram of a three-phase magnet generator incorporating a rotor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part thereof, and FIG. 3 is for explaining the effect of the present invention. Each graph is shown.
図1及び図2において、1はロータ、2はステータ(コイルは省略している。)を表す。ステータ2の極数は3nであり(図1の場合、n=6で極数は18である。)、ロータ1の極数は4nである(図1の場合、n=6で極数は24である。)。
1 and 2, 1 represents a rotor, and 2 represents a stator (coils are omitted). The number of poles of the
ロータ1は、外周部に円筒状ヨーク11を有し、ヨーク11の内周面に複数(24個)の磁石12が回転方向に等間隔で環状に配設されている。磁石12の内周側には、ステンレス板をプレス加工して形成された保護リング13が固定されている。
The rotor 1 has a
各磁石12の内面12aは、ステータ2の各ポール21との対向面を形成している。そして、各磁石12の内面12aにおいて、回転方向aの両端部には、ステータ2の各ポール21とのギャップを増大させるギャップ増大手段3が設けられている。本実施形態の場合、ギャップ増大手段3は、図2に示すように、磁石12の内面12aを平面で構成することによって実現されており、図3に示したような従来からのR面状の磁石内面12aと比べ、各磁石12の回転方向aの両端部においてステータ2の各ポール21とのギャップは増大している。
The
以上説明したように、本実施形態の磁石式発電機のロータ1は、内周に複数の磁石12が環状に配され、各磁石12の内面12aがステータ2の各ポール21との対向面を形成する磁石式発電機のロータであり、磁石内面12aにおける回転方向aの両端部に、各ポール21とのギャップを増大するギャップ増大手段13を設けて構成される。
As described above, in the rotor 1 of the magnet generator according to the present embodiment, a plurality of
本実施形態によると、磁石内面12aにおける回転方向aの両端部にギャップ増大手段13を設けたため、隣り合う磁石12とステータ2のポール21とロータ1のヨーク11とを磁路とする磁気回路の磁気抵抗が増大し、短絡状態となる磁気回路の発生を防止できるようになる。このため、ステータ2のポール21の発熱が低減することによりコイル温度が下降し、また、磁石12、ヨーク11、保護リング13の発熱の低減により磁石12の高温減磁が抑制され、また、鉄損低減により発電効率が向上するようになる。図3は、内径Rつまり内面12aをR面で形成した従来からの磁石12を使用した磁石式発電機の発電効率と、内径ストレートつまり内面12aを平面で形成した本実施形態の磁石12を使用した磁石式発電機の発電効率の実験結果を表しており、図3からも明らかなように、本実施形態の磁石式発電機の方が従来の磁石式発電機よりも発電効率が高いことが分かる。
According to the present embodiment, the
また、本実施形態では、ギャップ増大手段13を、磁石内面12aを平面で構成することによって実現したため、磁石12の外径研磨のみの簡単な作業でギャップ増大手段13を得ることができる。
In the present embodiment, since the
なお、ギャップ増大手段3は、磁石12の内面12aを平面で構成することに限定されるものではなく、他に曲面で構成してもよく、磁石12の内面12aの回転方向aの両端部とステータ2の各ポール21との間の磁気抵抗を増大させる作用を発揮できるものであればよい。
The
1 ロータ
11 ヨーク
12 磁石
12a 内面
2 ステータ
21 ポール
1
Claims (3)
前記磁石内面における回転方向両端部に、前記各ポールとのギャップを増大するギャップ増大手段を設けたことを特徴とする磁石式発電機のロータ。 In the rotor of a magnet generator in which a plurality of magnets are arranged in an annular shape on the inner periphery, and the inner surface of each magnet forms a surface facing each pole of the stator,
A rotor for a magnet generator, wherein gap increasing means for increasing a gap with each of the poles is provided at both ends of the magnet inner surface in the rotational direction.
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- 2004-03-10 JP JP2004067558A patent/JP2005261046A/en active Pending
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