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JP2010207052A - Power generator and power generation system with the same - Google Patents

Power generator and power generation system with the same Download PDF

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JP2010207052A
JP2010207052A JP2009052908A JP2009052908A JP2010207052A JP 2010207052 A JP2010207052 A JP 2010207052A JP 2009052908 A JP2009052908 A JP 2009052908A JP 2009052908 A JP2009052908 A JP 2009052908A JP 2010207052 A JP2010207052 A JP 2010207052A
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Japan
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magnet rotor
windings
coil
power
output terminal
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Application number
JP2009052908A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiko Hayakawa
幸彦 早川
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Canon Finetech Nisca Inc
Original Assignee
Nisca Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generator capable of generating power at a predetermined voltage and a predetermined current, even if an outside energy is excessively weak or strong in generating the power using water power or wind power. <P>SOLUTION: The generator includes a magnet rotor 24 rotating upon a rotation force from a drive source, and a stator coil 25 oppositely disposed to the magnetic pole of the magnet rotor. The magnet rotor 24 includes a rotating shaft 13 rotatably pivoted on a housing 21, and permanent magnets forming a plurality of magnetic poles on a concentric circle around at the rotating shaft. The stator coil 25 includes a plurality of coreless windings and three-phase output terminals which are disposed so as to oppose the magnetic poles formed on the rotor 24. The coreless winding includes three effective output windings or a multiple of three, and is connected to an output terminal via a switching means so that the total number of turns can be changed to be large or small. The total number of turns is made to be small when the rotation force from the drive source is large, and large when the rotation force is small. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は風力、水力、熱などの流体エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機及びこれを備えた発電システムに係わり、発電機構の改良に関する。   The present invention relates to a power generator that converts fluid energy such as wind power, hydraulic power, and heat into electric energy and a power generation system including the power generator, and relates to an improvement of a power generation mechanism.

一般に、この種の発電装置は風力、水力、熱なとのエネルギーを電気エネルギーに変換する装置として広く知られている。またその発電原理は電動機と同様な回転ロータを外部エネルギーで回転し、その回転力でコイルに生起した電流を出力する機構も広く知られている。   In general, this type of power generation device is widely known as a device that converts energy such as wind power, hydraulic power, and heat into electric energy. In addition, the mechanism of generating electricity is widely known as a mechanism for rotating a rotating rotor similar to an electric motor with external energy and outputting a current generated in a coil by the rotational force.

従来知られている発電機として、例えば特許文献1(特開2008−086128号公報)には回転方向に複数の磁極を配列した磁石ロータをハウジングに回転自在に取付け、このハウジング内壁にロータを囲むようにコイル枠を配列し、このコイル枠に巻き線を巻回して発電部を構成している。そしてこの巻き線は3個又はその倍数で三相交流電流が得られるようにしている。   As a conventionally known generator, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-086128), a magnet rotor having a plurality of magnetic poles arranged in a rotational direction is rotatably attached to a housing, and the rotor is surrounded on the inner wall of the housing. Thus, the coil frame is arranged, and a winding is wound around the coil frame to constitute a power generation unit. Three windings or multiples thereof can be used to obtain a three-phase alternating current.

特許文献1に開示されている界磁型の同期発電機にあっては、コアに巻回したコイルに起電力を生じさせているため、低速回転時或いは起動時には大きな磁場引力が働いて大きな抵抗(コギングトルク)が作用する。このため、低風速では有効な発電をすることができない。またコイルに起電力を生起する際に発生する熱を効率よく放熱しなければならことも知られている。   In the field-type synchronous generator disclosed in Patent Document 1, since an electromotive force is generated in a coil wound around a core, a large magnetic field attractive force acts at the time of low-speed rotation or startup, resulting in a large resistance. (Cogging torque) acts. For this reason, effective power generation cannot be performed at low wind speeds. It is also known that heat generated when an electromotive force is generated in a coil must be efficiently dissipated.

そこで上述のコギングトルクを小さくするためコアレスコイルを用いる方法が例えば特許文献2(特開2002−320364号公報)に提案されている。同公報にはマグネットロータを、回転軸を中心に複数の磁極を同心円上に配列し、この磁極に並行に複数の巻き線を配列してコイル層を形成する発電機構が提案されている。   Therefore, for example, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-320364) proposes a method using a coreless coil to reduce the cogging torque described above. This publication proposes a power generation mechanism in which a magnet rotor is formed by arranging a plurality of magnetic poles concentrically around a rotation axis, and forming a coil layer by arranging a plurality of windings in parallel with the magnetic poles.

特開2008−086128号公報(図8)Japanese Patent Laying-Open No. 2008-086128 (FIG. 8) 特開2002−320364号公報(図5,6)JP 2002-320364 A (FIGS. 5 and 6)

上述のようにマグネットロータを回転駆動してステータコイルに起電力を生じさせる場合に、風力、水力などのエネルギー変化が問題となる。例えば風力発システムの場合微風状態でも所定電圧の電流が得られ、また強風下でも安定した電力が得られることが要求されている。従来は、コイルと磁極を形成するマグネットの一方を外部エネルギーで回転させてコイルに起電力を生じさせる際に、コイルの起電力特性とマグネットの界磁特性を一定に設定している。従って発電システムとして稼働可能な外部エネルギーが弱いときの下限値と強いときの上限値は一定範囲に設定されている。   When the magnet rotor is rotationally driven to generate an electromotive force in the stator coil as described above, energy changes such as wind power and hydraulic power become a problem. For example, in the case of a wind power generation system, it is required that a current of a predetermined voltage can be obtained even in a light wind state, and that stable power can be obtained even under a strong wind. Conventionally, when an electromotive force is generated in a coil by rotating one of a coil and a magnet forming a magnetic pole with external energy, the electromotive force characteristic of the coil and the magnetic field characteristic of the magnet are set constant. Therefore, the lower limit value when the external energy operable as the power generation system is weak and the upper limit value when the external energy is strong are set within a certain range.

つまり同期型発電機では風力などの回転力が微少なときには低速回転する駆動回転軸にコギングトルクが作用して安定した電力が得られないことが知られている。また同様に風力などの回転力が過大となると回転軸は過剰高速回転となりコイルに生起する電力の周波数は大きくなる。このように出力する電力が電力系統に接続されている場合には入力源の回転速度が同期速度より低下すれば周波数が低下し、回転速度が同期速度より高速となれば周波数が増大し安定した電力が得られない問題が生ずる。このようにこの種の発電システムは所定範囲(所定強さ)の入力が得られる場所に設置しているため、広汎な用途に供すること、特に小規模施設として設置することが困難であった。   In other words, it is known that in a synchronous generator, when the rotational force of wind power or the like is very small, a cogging torque acts on a drive rotating shaft that rotates at a low speed and stable electric power cannot be obtained. Similarly, when the rotational force of wind power or the like becomes excessive, the rotating shaft rotates excessively at a high speed, and the frequency of power generated in the coil increases. When the output power is connected to the power system in this way, the frequency decreases if the rotation speed of the input source falls below the synchronization speed, and the frequency increases and stabilizes if the rotation speed becomes faster than the synchronization speed. There arises a problem that power cannot be obtained. As described above, since this type of power generation system is installed in a place where an input within a predetermined range (predetermined strength) can be obtained, it has been difficult to provide a wide range of uses, particularly as a small-scale facility.

そこで本発明者はコイルのインダクタンスを外部エネルギーの強弱に応じて大小変更することによって発電可能範囲を広範囲に設定することができるとの着想に至った。   Therefore, the present inventor has come up with the idea that the power generation possible range can be set in a wide range by changing the inductance of the coil according to the strength of the external energy.

本発明は水力風力などで発電する際に、外部のエネルギーが微弱或いは過強であっても所定電圧及び所定電流の発電が可能である発電機の提供をその主な課題としている。更に本発明は、風力発電システムを微弱な風力状態であっつても、また過大な強風状態であっても所定の電圧と電流の電力が得られるシステムの提供をその課題としている。   The main object of the present invention is to provide a generator capable of generating a predetermined voltage and a predetermined current even when the external energy is weak or excessive when generating electricity with hydro wind. It is another object of the present invention to provide a system that can obtain power of a predetermined voltage and current even when the wind power generation system is in a weak wind state or in an excessively strong wind state.

上記課題を達成するため本発明は、マグネットロータの回転でステータコイルに起電力を生起する際に、コイルの巻き線を有効出力巻き線が3個若しくはその倍数個で構成すると共に総ターン数を大小切換え可能に出力端子にスイッチング手段を介して接続することを特徴としている。これによって風力など外部エネルギーが過小(微風)のときにはインダクタンスを大きく設定し、外部エネルギーが過大(強風)なときにはインダクタンスを小さく設定することによって風力など外部エネルギーが強弱変化しても安定した電圧および電流の電力を出力することが可能となる。   In order to achieve the above object, the present invention, when generating an electromotive force in a stator coil by rotation of a magnet rotor, comprises three effective output windings or multiples of the effective windings and the total number of turns. It is characterized by being connected to the output terminal via a switching means so that it can be switched between large and small. As a result, when external energy such as wind power is too small (slight wind), the inductance is set large, and when external energy is excessive (strong wind), the inductance is set small so that stable voltage and current can be maintained even if the external energy such as wind power changes strongly. Can be output.

そのための構成を詳述すると、駆動源から回転力を受けて回転するマグネットロータと、このマグネットロータの磁極に対向配置したステータコイルとから構成される発電機であって、前記マグネットロータは、ハウジングに回転自在に軸承された回転軸と、この回転軸を中心に同心円上に複数の磁極を形成する永久磁石とで構成する。そして前記ステータコイルは、前記マグネットロータに形成された磁極と対向するように配置された複数のコアレス巻き線と、この複数の巻き線に生起した電力を外部に出力する三相出力端子とで構成する。そこで前記複数のコアレス巻き線は、有効出力巻き線が3個若しくはその倍数個で構成されると共に総ターン数が大小切換え可能に前記三相出力端子にスイッチング手段を介して接続する。このスイッチング手段を、前記駆動源からの回転力が大きいときには総ターン数を小さく、回転力が小さいときには総ターン数を大きくするように制御手段に接続する。   The configuration for that will be described in detail. A generator comprising a magnet rotor that rotates by receiving a rotational force from a drive source, and a stator coil disposed opposite to the magnetic pole of the magnet rotor, the magnet rotor having a housing And a permanent magnet that forms a plurality of magnetic poles concentrically around the rotation axis. The stator coil includes a plurality of coreless windings disposed so as to face the magnetic poles formed on the magnet rotor, and a three-phase output terminal that outputs the electric power generated in the plurality of windings to the outside. To do. Therefore, the plurality of coreless windings are composed of three effective output windings or multiples thereof, and are connected to the three-phase output terminal via switching means so that the total number of turns can be switched between large and small. This switching means is connected to the control means so that the total number of turns is small when the rotational force from the drive source is large and the total number of turns is large when the rotational force is small.

本発明は上述のように複数のコアレス巻き線を、3個若しくはその倍数個で構成される有効出力巻き線を三相出力端子に接続する際に総ターン数が大小切換え可能に、スイッチング手段を介して接続し、このスイッチング手段を駆動源からの回転力の大小で切り換えるようにしたものであるから次の効果を奏する。   As described above, the present invention provides a switching means that can switch the total number of turns when the effective output winding composed of a plurality of coreless windings or three or multiples thereof is connected to the three-phase output terminal. Since the switching means is switched according to the magnitude of the rotational force from the drive source, the following effects can be obtained.

風力などの外部エネルギーが過小(微風)であっても、起電力を生起する巻き線の総ターン数を大きく設定することによりインダクタンスを大きくすることが出来る。このためコイルに生起する電流が大きくなり外部に出力することが可能となる。また、外部エネルギーが強風など過大となり駆動回転軸が過剰高速回転した場合には、これによって発電するコイルのインダクタンス値を小に変更することによって生起する電力の周波数が異常に大きくなることがなく安定した発電が可能となる。   Even if the external energy such as wind power is too small (slight wind), the inductance can be increased by setting the total number of turns of the winding generating the electromotive force. For this reason, the current generated in the coil increases and can be output to the outside. In addition, when the external energy is excessive, such as strong winds, and the drive rotating shaft rotates at an excessively high speed, the frequency of the generated power is stable without changing abnormally by changing the inductance value of the coil to generate power to a small value. Power generation is possible.

本発明に係わる発電システムの全体構成の説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing of the whole structure of the electric power generation system concerning this invention. 図1のシステムに於ける発電機の構成を示し、(a)はロータとステータの構成を示す斜視図、(b)はその組み立て状態の断面図。The structure of the generator in the system of FIG. 1 is shown, (a) is a perspective view which shows the structure of a rotor and a stator, (b) is sectional drawing of the assembly state. 図2の装置のステータコイルの断面構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the cross-sectional structure of the stator coil of the apparatus of FIG. 図2の装置においてステータコイルを一層で構成する場合を(a)に、ステータコイルを2層で構成する場合を(b)に示す。The case where the stator coil is composed of one layer in the apparatus of FIG. 2 is shown in (a), and the case where the stator coil is composed of two layers is shown in (b). 図2の装置においてステータコイルのインダクタンスを大小切り換える場合の第1実施形態を示し、(a)はコイル結線状態の説明図であり、(b)はコイル構成の斜視図を示す。FIG. 2 shows a first embodiment when the inductance of the stator coil is switched in the apparatus of FIG. 2, (a) is an explanatory view of a coil connection state, and (b) is a perspective view of the coil configuration. 図2の装置においてステータコイルのインダクタンスを大小切り換える場合の第2実施形態を示し、(a)はコイル結線状態の説明図であり、(b)はコイル構成の斜視図を示す。FIG. 2 shows a second embodiment in which the inductance of the stator coil is switched in the apparatus of FIG. 2, (a) is an explanatory view of a coil connection state, and (b) is a perspective view of the coil configuration. 図2の装置においてステータコイルのインダクタンスを大小切り換えるスイッチング回路の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a switching circuit that switches the inductance of the stator coil in the apparatus of FIG. 2. 図2の装置において回転軸の過剰回転時の電気ブレーキの回路説明図。FIG. 3 is a circuit explanatory diagram of an electric brake when the rotating shaft is excessively rotated in the apparatus of FIG. 2.

以下図示の本発明の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。本発明に係わる発電システムは図1にその概要を示すように、[駆動源A]と[発電部B]と[電力制御部C]とから構成されている。   The present invention will be described in detail below based on the preferred embodiments of the present invention shown in the drawings. The power generation system according to the present invention is composed of [drive source A], [power generation unit B], and [power control unit C] as schematically shown in FIG.

[発電システム]
本発明に係わる発電システムは図1にその概要を示すように、[駆動源A]と[発電部B]と[電力制御部C]とから構成されている。駆動源Aは風力、水力、蒸気などの発電源からのエネルギーを回転運動に変換する。図示のシステムは風力発電を示し、駆動源Aは、タワーフレーム10と、これに搭載されたナセル11と、このナセル11に回転自在に取付けられたブレード(風力羽根)12とから構成されている。システムの設置条件によって異なるが、タワーフレーム10は地上の所定高さ位置にブレード12を位置決めするように堅牢に構成される。このタワーフレーム10にはナセル11が風力方向に回転可能に取付けられている。このナセル11には駆動回転軸13とハブ14と増速機15と発電機20(後述する発電部B)が内蔵されている。
[Power generation system]
The power generation system according to the present invention is composed of [drive source A], [power generation unit B], and [power control unit C] as schematically shown in FIG. The drive source A converts energy from a power generation source such as wind power, hydraulic power, and steam into rotational motion. The illustrated system shows wind power generation, and the drive source A includes a tower frame 10, a nacelle 11 mounted on the tower frame 10, and a blade (wind vane) 12 rotatably attached to the nacelle 11. . Depending on system installation conditions, the tower frame 10 is robustly configured to position the blades 12 at a predetermined height above the ground. A nacelle 11 is attached to the tower frame 10 so as to be rotatable in the wind direction. The nacelle 11 includes a drive rotating shaft 13, a hub 14, a speed increaser 15, and a generator 20 (a power generation unit B described later).

上記駆動回転軸13にはハブ14が設けられ、このハブ14にブレード12が固定されている。ブレード12は風力を回転力に変換する効率の優れた羽根形状に構成されている。そしてこのブレード12で回転する駆動回転軸13には増速機15とブレーキ16を介して発電機20に連結される。図示17は風力計であり、その時点の風力を測定し制御部(後述する)に伝達する。図示18は制御盤であり、図示19は出力部Cの高圧配電線である。   The drive rotating shaft 13 is provided with a hub 14, and the blade 12 is fixed to the hub 14. The blade 12 is configured in a blade shape with excellent efficiency for converting wind power into rotational force. The drive rotary shaft 13 rotated by the blade 12 is connected to a generator 20 via a speed increaser 15 and a brake 16. Reference numeral 17 denotes an anemometer, which measures the wind force at that time and transmits it to a control unit (described later). 18 is a control panel, and 19 is a high-voltage distribution line of the output unit C.

このようにタワーフレーム10に搭載されたブレード12は風力を受けて回転し、その回転力を駆動回転軸13に伝達する。この駆動回転軸13には増速機15を介して発電機20が連結され、風力エネルギーを電気エネルギーに変換する。発電機20で発電された電流は制御盤18を介して変圧器19aから高圧配電線19に電送される。この高圧配電線19は通常三相交流電送線で構成される。   In this way, the blade 12 mounted on the tower frame 10 rotates by receiving wind force and transmits the rotational force to the drive rotating shaft 13. A generator 20 is connected to the drive rotating shaft 13 via a speed increaser 15 to convert wind energy into electric energy. The current generated by the generator 20 is transmitted from the transformer 19 a to the high voltage distribution line 19 via the control panel 18. The high-voltage distribution line 19 is usually composed of a three-phase AC transmission line.

[制御盤の構成]
上述のように構成された発電システムでは、後述する発電機20としては三相交流発電が通常の商用送電システムから要求される。この発電機20の構成については後述するが上記制御盤18は次の2つの機能を果たすように構成されている。第1の働きは発電機20で発電された電力を、所定電圧に昇圧して高圧配電線19に送電するか或いは一時的に蓄電池(不図示)に蓄える。また第2の働きは、前述のタワーフレーム10に設けた風力計17の回転数を検出して風力が全運転範囲内であるか否かを判断する。この制御手段(制御盤)18は例えば制御CPU或いは電気回路(ロジック回路)で次のような判断を実行し制御する。風力計17の回転数が予め設定した許容最大値(Rmax)以上と判断したときは前記ブレーキ(例えば機械的ブレーキ機構)16を作動してブレード12の回転数を逓減する。これによってブレード12或いはナセル11の破損を未然に防止する。
[Control panel configuration]
In the power generation system configured as described above, three-phase AC power generation is required from a normal commercial power transmission system as the power generator 20 described later. Although the configuration of the generator 20 will be described later, the control panel 18 is configured to perform the following two functions. The first function is to boost the electric power generated by the generator 20 to a predetermined voltage and transmit it to the high voltage distribution line 19 or temporarily store it in a storage battery (not shown). The second function is to detect whether or not the wind force is within the entire operating range by detecting the rotational speed of the anemometer 17 provided in the tower frame 10 described above. This control means (control panel) 18 executes the following judgment and controls it with a control CPU or an electric circuit (logic circuit), for example. When it is determined that the rotation speed of the anemometer 17 is equal to or greater than a preset allowable maximum value (Rmax), the brake (for example, mechanical brake mechanism) 16 is operated to gradually decrease the rotation speed of the blade 12. This prevents the blade 12 or the nacelle 11 from being damaged.

[発電機]
前述の駆動回転軸(以下「回転軸」という)13には発電機20と、エンコーダ30が内蔵されている。発電機20は回転軸13の回転を電気エネルギーに変換し、エンコーダ30は回転軸13の回転数を検出して制御する。発電機20は図2(b)に示すようにハウジング21に回転軸13を軸受け23a、23bで軸支持する。この回転軸13には円盤形状のロータフレームRfが図2(a)のように一体的に取り付けられている。このロータフレームRfは例えば合成樹脂で金属製の回転軸13をインサート成形で一体形成する。これと同時に円盤形状を形成するロータフレームRfには磁石MgとコアRcが一体的に埋設されている。
[Generator]
A generator 20 and an encoder 30 are built in the drive rotation shaft (hereinafter referred to as “rotation shaft”) 13. The generator 20 converts the rotation of the rotating shaft 13 into electric energy, and the encoder 30 detects and controls the number of rotations of the rotating shaft 13. As shown in FIG. 2B, the generator 20 supports the rotary shaft 13 on the housing 21 with bearings 23a and 23b. A disk-shaped rotor frame Rf is integrally attached to the rotating shaft 13 as shown in FIG. The rotor frame Rf is made of, for example, synthetic resin and a metal rotary shaft 13 that is integrally formed by insert molding. At the same time, a magnet Mg and a core Rc are integrally embedded in a rotor frame Rf forming a disk shape.

図示のものはマグネットロータ24に8極の磁極Mn1〜Mn8を形成する場合を示している。つまり円盤形状のロータフレームRfには45度間隔で8個所にN−S磁極が形成されている。この磁極Mn1〜Mn8は、図3にその断面を示すように樹脂フレームに永久磁石Mg(Mg1〜Mg8)が図6(b)(磁極配列図)で後述するように互いに同極同士が隣り合うように円環形状に配列されている。そして隣り合う磁極は軟磁性コア部材Rcで磁気的に連結されコア表裏面にN極又はS極を形成するように配列されている。   The illustrated one shows a case where eight magnetic poles Mn1 to Mn8 are formed on the magnet rotor 24. In other words, NS magnetic poles are formed at eight positions on the disk-shaped rotor frame Rf at intervals of 45 degrees. As shown in FIG. 3, the magnetic poles Mn1 to Mn8 have permanent magnets Mg (Mg1 to Mg8) on the resin frame adjacent to each other as shown in FIG. 6B (magnetic pole arrangement diagram). Are arranged in an annular shape. Adjacent magnetic poles are magnetically connected by a soft magnetic core member Rc and are arranged so as to form N or S poles on the front and back surfaces of the core.

上記軟磁性コア部材Rc(図示のものはRc1〜Rc8)は環状に配置された永久磁石Mg(Mg1〜Mg8)の間に配列され、鉄などの軟磁性材料で構成されている。この軟磁性コア部材Rcは上記永久磁石Mgと互いに当接して磁気的に接合されている。これによって軟磁性コア部材Rcの表面と裏面には磁極形成面Mf(Mf1〜Mf8)が形成され、この面に磁極Mn1〜Mn8が形成される。この磁極Mnは後述するステータコイル25の巻き線Co1〜Co6と対向する位置に配置されている。   The soft magnetic core members Rc (Rc1 to Rc8 in the drawing) are arranged between the permanent magnets Mg (Mg1 to Mg8) arranged in an annular shape, and are made of a soft magnetic material such as iron. The soft magnetic core member Rc is in contact with the permanent magnet Mg and is magnetically joined. As a result, the magnetic pole forming surfaces Mf (Mf1 to Mf8) are formed on the front and back surfaces of the soft magnetic core member Rc, and the magnetic poles Mn1 to Mf8 are formed on these surfaces. The magnetic pole Mn is disposed at a position facing windings Co1 to Co6 of the stator coil 25 described later.

そして軟磁性コア部材Rcの磁極形成面Mfは図2に示すように回転軸13を中心に同一円心上にN−S−N−Sのように配列される。このとき磁極形成面Mfのコーナ部が鋭角形状に尖っているとこのコーナに磁気集中し、隣接する磁極との間に漏洩磁界が生ずる。この磁気集中を避けるために軟磁性コア部材Rcの磁極形成面Mfはコーナカットされている。図3(b)にはコーナカットを隅丸形状に形成した場合を、また図3(c)にはコーナカットを隅角形状に形成した場合を示し、いずれも磁極形成面Mfに形成した磁極から隣接する他の磁極形成面の磁極に磁界が漏洩しないような形状に構成されている。   Then, the magnetic pole forming surface Mf of the soft magnetic core member Rc is arranged like NS-NS on the same circle centering on the rotating shaft 13 as shown in FIG. At this time, if the corner portion of the magnetic pole forming surface Mf is sharpened at an acute angle, the magnetic field concentrates on this corner, and a leakage magnetic field is generated between the adjacent magnetic poles. In order to avoid this magnetic concentration, the magnetic pole forming surface Mf of the soft magnetic core member Rc is corner cut. FIG. 3B shows a case where the corner cut is formed in a rounded corner shape, and FIG. 3C shows a case where the corner cut is formed in a corner corner shape, both of which are formed on the magnetic pole forming surface Mf. The magnetic field is not leaked to the magnetic poles of the other magnetic pole forming surfaces adjacent to each other.

このようにマグネットロータ24はロータフレームRfと、永久磁石Mgと、コアRcで円盤形状に構成され、その表裏面に所定間隔(図示のものは45度間隔)で磁極Mnを形成する。図示のものは交流発電を示す関係で4極若しくはその倍数で構成される。   Thus, the magnet rotor 24 is formed in a disk shape by the rotor frame Rf, the permanent magnet Mg, and the core Rc, and magnetic poles Mn are formed on the front and back surfaces thereof at a predetermined interval (the illustrated one is 45 degrees). The one shown in the figure is composed of four poles or a multiple thereof in relation to AC power generation.

上述のマグネットロータ24に対向してステータコイル25がハウジング21に内蔵される。ステータコイル25は図2に示すようにマグネットロータ24に形成された磁極Mn1〜Mn8に対向するように3つ又はその倍数(図示のものは6個)の巻き線Co1〜Co6で構成される。このステータコイル25は樹脂などで円盤形状に形成したコイルフレームCf1、Cf2に複数の巻き線が巻回された状態で埋設されて一体化されている。   A stator coil 25 is built in the housing 21 so as to face the magnet rotor 24 described above. As shown in FIG. 2, the stator coil 25 is composed of three or multiple (six in the drawing) windings Co <b> 1 to Co <b> 6 so as to face the magnetic poles Mn <b> 1 to Mn <b> 8 formed on the magnet rotor 24. The stator coil 25 is embedded and integrated in a state in which a plurality of windings are wound around coil frames Cf1 and Cf2 formed in a disk shape with resin or the like.

このステータコイル25は図4に示すようにマグネットロータ24の表面側1個所に配置された第1コイル体CR1で構成される場合(図4(a)参照)と、マグネットロータ24の表裏面2個所に配置された第1コイル体CR1と第2コイル体CR2で構成される場合(図4(b)参照)がある。前者のコイル1層構造の場合には小型コンパクトに構成できる特徴がある。また後者のコイル2層構造の場合には大出力に構成できる特徴がある。   As shown in FIG. 4, the stator coil 25 includes a first coil body CR <b> 1 arranged at one location on the front side of the magnet rotor 24 (see FIG. 4A), and the front and back surfaces 2 of the magnet rotor 24. There are cases in which the first coil body CR1 and the second coil body CR2 are arranged at locations (see FIG. 4B). In the case of the former coil 1 layer structure, there exists the characteristic which can be comprised compactly and compactly. In the case of the latter two-layer structure, there is a feature that a large output can be configured.

以上のように本発明のマグネットロータ24とステータコイル25とは磁極対コイル巻き線が4対3の関係で構成され三相交流電気を出力するように構成されている。そこで本発明はこのように構成されたステータコイル25のインダクタンスを大小可変調整することを特徴としている。このため前述の回転軸13にはその回転数を検出するエンコーダ30とセンサSeが設けられている。   As described above, the magnet rotor 24 and the stator coil 25 of the present invention are configured such that the magnetic pole pair coil windings are in a 4: 3 relationship and output three-phase AC electricity. Therefore, the present invention is characterized in that the inductance of the stator coil 25 thus configured is variably adjusted. For this reason, the rotary shaft 13 is provided with an encoder 30 and a sensor Se for detecting the rotational speed.

上記ステータコイル25のインダクタンスを可変する構成について説明する。ステータコイル25を同一構造(同一インダクタンス)の第1コイル体CR1と第2コイル体CR2で構成する場合を第1実施形態として、異なるインダクタンスの第1コイル体CR1と第2コイル体CR2で構成する場合を第2実施形態として説明する。   A configuration for changing the inductance of the stator coil 25 will be described. The case where the stator coil 25 is composed of the first coil body CR1 and the second coil body CR2 having the same structure (same inductance) is configured as the first coil body CR1 and the second coil body CR2 having different inductances as the first embodiment. The case will be described as a second embodiment.

[第1実施形態]
図5(a)(b)に示すように、マグネットロータ24は、例えば8極(4の倍数極)にN−S極を環状に交互に配置した磁極Mn1〜Mn8と、回転軸13とから構成されている。図示x−xは回転中心を示す。そしてステータコイル25はマグネットロータ24の表面側に第1コイル体CR1が、裏面側に第2コイル体CR2が同一構造で配置されている。この第1第2コイル体CRは図5(b)に示すように6個の巻き線Co1〜Co6で構成され、同一位相の起電力が生ずるCo1とCo4、Co2とCo5、及びCo3とCo6は電気的に結線されている。このような第1、第2コイル体CR1、CR2が図5(a)に示すようにスイッチング手段35で結線されている。そしてこのスイッチング手段35は同図Saで示す方向に結線されたときインダクタンス大に設定され、同図Sbで示す方向に結線されたときインダクタンス小に設定されている。
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 5A and 5B, the magnet rotor 24 includes, for example, magnetic poles Mn1 to Mn8 in which NS poles are alternately arranged in an 8-pole (multiple pole of 4) and rotation shaft 13. It is configured. In the drawing, xx represents the center of rotation. In the stator coil 25, the first coil body CR1 is arranged on the front surface side of the magnet rotor 24, and the second coil body CR2 is arranged on the back surface side with the same structure. As shown in FIG. 5B, the first and second coil bodies CR are composed of six windings Co1 to Co6, and Co1 and Co4, Co2 and Co5, and Co3 and Co6 that generate electromotive forces in the same phase are Electrically connected. Such first and second coil bodies CR1 and CR2 are connected by the switching means 35 as shown in FIG. The switching means 35 is set to have a large inductance when connected in the direction shown by Sa, and is set to a small inductance when connected in the direction shown by Sb.

[第2実施形態]
図6(a)(b)に示すように、マグネットロータ24は、例えば8極(4の倍数極)にN−S極を環状に交互に配置した磁極Mn1〜Mn8と、回転軸13とから構成されている(第1実施形態と同一構成)。そしてステータコイル25はマグネットロータ24の表面側に第1コイル体CR1が、裏面側に第2コイル体CR2が配置されている。この第1コイル体CR1はCo1、Co2、Co3とCo4、Co5、Co6で構成され、同一位相の起電力が生ずるCo1とCo4、Co2とCo5、及びCo3とCo6は電気的に結線されている。
[Second Embodiment]
As shown in FIGS. 6A and 6B, the magnet rotor 24 includes, for example, magnetic poles Mn1 to Mn8 in which NS poles are alternately arranged in an 8-pole (multiple pole of 4), and the rotating shaft 13. (It is the same structure as 1st Embodiment.). The stator coil 25 has a first coil body CR1 disposed on the front surface side of the magnet rotor 24 and a second coil body CR2 disposed on the back surface side. The first coil body CR1 is composed of Co1, Co2, Co3 and Co4, Co5, and Co6. Co1 and Co4, Co2 and Co5, and Co3 and Co6 that generate electromotive forces in the same phase are electrically connected.

一方第2コイル体CR2は3個の巻き線Co1〜Co3で構成されている。このような第1、第2コイル体CR1、CR2が図6(a)に示すようにスイッチング手段36で結線されている。そしてこのスイッチング手段36は同図Saで示す方向に結線されたとき第1コイル体CR1に生起する電力が出力され、インダクタンス大に設定される。また同図Sbで示す方向に結線されたとき第2コイル体CR2に生起する電力が出力され、インダクタンス小に設定される。   On the other hand, the second coil body CR2 is composed of three windings Co1 to Co3. Such first and second coil bodies CR1 and CR2 are connected by the switching means 36 as shown in FIG. When this switching means 36 is connected in the direction shown by Sa in the same figure, electric power generated in the first coil body CR1 is output, and the inductance is set large. Further, when the wires are connected in the direction shown by Sb in the same figure, the electric power generated in the second coil body CR2 is output, and the inductance is set to be small.

[制御手段の構成]
上述のように構成されたステータコイル25はスイッチング手段35、36(以下「第1スイッチング手段ISW」という)でインダクタンスが大小に切り換えられることとなるが、その制御構成について説明する。前述のナセル11内に内蔵されている制御CPU31は、エンコーダ30から検出された回転数若しくは風力計17から検出された回転数が予め設定された回転数Rx以下のときスイッチング手段35(36)をSa側に切り換えてインダクタンスを大に設定する。同様に回転数が予め設定された回転数Rx以上となったときスイッチング手段35(36)をSb側に切り換えてインダクタンスを大から小に切り換える。
[Configuration of control means]
The inductance of the stator coil 25 configured as described above is switched between large and small by the switching means 35 and 36 (hereinafter referred to as “first switching means ISW”). The control CPU 31 incorporated in the nacelle 11 described above switches the switching means 35 (36) when the rotational speed detected from the encoder 30 or the rotational speed detected from the anemometer 17 is equal to or less than a preset rotational speed Rx. Switch to the Sa side and set the inductance to large. Similarly, when the rotational speed becomes equal to or higher than the preset rotational speed Rx, the switching means 35 (36) is switched to the Sb side to switch the inductance from large to small.

上記第1スイッチング手段ISWの具体的な構成について説明する。この第1スイッチング手段ISW(前述のスイッチング手段35、36)は、前述の第1コイル体CR1の巻き線Co1〜Co6と、第2コイル体CR2の巻き線Co1〜Co6と出力線とをスイッチングすることによって発電に供するコイルのインダクタンス値を大小変更する。そのスイッチング構成を図7に従って説明する。 A specific configuration of the first switching means ISW will be described. The first switching means ISW (the aforementioned switching means 35 and 36) switches the windings Co1 to Co6 of the first coil body CR1 and the windings Co1 to Co6 and the output line of the second coil body CR2. As a result, the inductance value of the coil used for power generation is changed in size. The switching configuration will be described with reference to FIG.

図7(a)は発電に供するコイルを第1コイル体CR1のみのときと、第1第2コイル体CR1、CR2のときとでスイッチングする場合を示している。前述のマグネットロータ24の表面(図2上面)側に対向配置された第1コイル体CR1は巻き線Co1〜Co8(4の倍数個)で構成され、巻き線Co1とCo4、Co2とCo5、Co3とCo6は同位相に配置されている。そこで巻き線Co1とCo4で第1相(U相)が、巻き線Co2とCo5で第2相(V相)が、巻き線Co3とCo6で第3相(W相)がそれぞれ三相交流端子に接続される。   FIG. 7A shows a case where the coil used for power generation is switched between the first coil body CR1 alone and the first coil body CR1, CR2. The first coil body CR1 opposed to the surface (upper surface in FIG. 2) of the magnet rotor 24 is composed of windings Co1 to Co8 (multiples of 4), and windings Co1 and Co4, Co2 and Co5, Co3. And Co6 are arranged in the same phase. Therefore, the first phase (U phase) is the windings Co1 and Co4, the second phase (V phase) is the windings Co2 and Co5, and the third phase (W phase) is the windings Co3 and Co6. Connected to.

そこで第1コイル体CR1と第2コイル体の結線部にスイッチング手段ISW1(第1相出力端子部)、ISW2(第2相出力端子部)、ISW3(第3相出力端子部)が設けてある。そして図示しない制御手段(制御CPUなど)でISW1、ISW2、ISW3を同時にON−OFF制御して三相出力端子に第1コイル体CR1のみから電力が出力される場合と、第1コイル体CR1と第2コイル体CR2の双方から出力される場合に切り換える。これによって前者はインダクタンスが小さく、後者はインダクタンスが大きく設定される。そこで制御手段は回転軸13の回転数を例えば前述のエンコーダ30のセンサSeからの信号で回転軸13の回転数が予め設定され記憶手段に記憶されている基準回転数(許容最小回転数)より低速となったとき、スイッチング手段ISWでインダクタンス値を大きく設定する。   Therefore, switching means ISW1 (first phase output terminal portion), ISW2 (second phase output terminal portion), and ISW3 (third phase output terminal portion) are provided at the connection portion between the first coil body CR1 and the second coil body. . A control means (such as a control CPU) (not shown) simultaneously controls ON / OFF of ISW1, ISW2, and ISW3, and power is output from the first coil body CR1 only to the three-phase output terminal. It switches when outputting from both 2nd coil bodies CR2. As a result, the former has a small inductance, and the latter has a large inductance. Therefore, the control means sets the rotational speed of the rotary shaft 13 based on, for example, a reference rotational speed (allowable minimum rotational speed) stored in the storage means in which the rotational speed of the rotary shaft 13 is preset by a signal from the sensor Se of the encoder 30 described above. When the speed becomes low, the inductance value is set large by the switching means ISW.

図7(b)にはスイッチング手段ISW1〜ISW3は、第1コイル体CR1を3個の巻き線Co1、Co2、Co3で構成するか、6個の巻き線Co1〜Co6で構成するかを切り換えることによって発電に供するコイルの総巻き線数を変更する場合を示す。第1相(U相)の出力端子にスイッチング手段ISW1を介して同位相に位置する巻き線Co1とCo4の一方が接続される場合と、双方の巻き線Co1、Co4が接続される場合でインダクタンス値が切り換えられる。   In FIG. 7B, the switching means ISW1 to ISW3 switch whether the first coil body CR1 is composed of three windings Co1, Co2, Co3 or six windings Co1 to Co6. Shows the case where the total number of windings of the coil used for power generation is changed. Inductance when one of windings Co1 and Co4 located in the same phase is connected to the output terminal of the first phase (U phase) via switching means ISW1 and when both windings Co1 and Co4 are connected The value is switched.

同様に第2相(V相)の出力端子にスイッチング手段ISW2を介して同位相に位置する巻き線Co2とCo5の一方が接続される場合と、双方の巻き線Co2、Co5が切り換え接続される。また同様に第3相(W相)の出力端子にスイッチング手段ISW3を介して同位相に位置する巻き線Co3とCo6の一方が接続される場合と双方が切り換え接続される。尚図7(a)(b)にはY−Y結線の場合を示したが、デルタ結線あるいはV結線であっても同様にインダクタンス値の切り替えが可能であり、図示N結線は中間線である。   Similarly, when one of windings Co2 and Co5 located in the same phase is connected to the output terminal of the second phase (V phase) via switching means ISW2, both windings Co2 and Co5 are switched and connected. . Similarly, when one of windings Co3 and Co6 located in the same phase is connected to the output terminal of the third phase (W phase) via switching means ISW3, both are switched and connected. 7 (a) and 7 (b) show the case of Y-Y connection, but the inductance value can be switched in the same way even in the case of delta connection or V connection, and the N connection shown in the figure is an intermediate line. .

[電気ブレーキの構成]
前述のステータコイル25には回転軸13が過剰に高速回転するとき、電気ブレーキが作用するようになっている。その構成を図8に従って説明する。前述のステータコイル25は図8に示すように第1コイル体CR1と第2コイル体CR2で構成され、第1スイッチング手段ISWでインダクタンスが大小に切り換えられるようになっている。このコイル体CR1、CR2は三相出力端子OP1、OP2、OP3に接続されている。そしてこの出力端子OPは充電器32に接続され、この充電器32から外部電送線に接続されている。図示33は整流器であり、34は負荷抵抗である。この出力端子OPには第2スイッチング手段BSW1、BSW2、BSW3が設けられ、オープン状態のときには第1コイル体CR1、第2コイル体CR2に生起された電力は同図実線矢印の方向に端子から電力を外部電送線に送出する。そこでこの第2スイッチング手段BSWをクローズすると短絡回路が構成され第1第2コイル体CR1、CR2から回転軸13には電気ブレーキが作用する。
[Configuration of electric brake]
When the rotary shaft 13 rotates at an excessively high speed, an electric brake is applied to the stator coil 25 described above. The configuration will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the stator coil 25 is composed of a first coil body CR1 and a second coil body CR2, and the inductance is switched between large and small by the first switching means ISW. The coil bodies CR1, CR2 are connected to the three-phase output terminals OP1, OP2, OP3. The output terminal OP is connected to the charger 32, and the charger 32 is connected to an external power transmission line. In the figure, 33 is a rectifier, and 34 is a load resistor. The output terminal OP is provided with second switching means BSW1, BSW2, BSW3. When the output terminal OP is in the open state, the power generated in the first coil body CR1 and the second coil body CR2 is the power from the terminal in the direction of the solid line arrow in the figure. Is sent to the external power line. Therefore, when the second switching means BSW is closed, a short circuit is formed, and an electric brake acts on the rotary shaft 13 from the first and second coil bodies CR1 and CR2.

そこで図示しない制御手段は回転軸13が過剰に高速回転する状態をエンコーダ30のセンサSeから検出した回転数が予め設定され、記憶されている許容最大回転数に達すると第2スイッチング手段BSWをオープン状態からクローズ状態に切り換える。すると回転軸13には電気ブレーキが作用する。この場合制御手段は第1コイル体CR1(又は第2コイル体CR2)のみに電気ブレーキが作用するようにスイッチングするか、或いは第1コイル体CR1と第2コイル体CR2の双方に電気ブレーキが作用するように切り換え可能に構成することも可能である。   Therefore, the control means (not shown) opens the second switching means BSW when the number of rotations detected from the sensor Se of the encoder 30 is preset, and the stored maximum allowable number of rotations is reached. Switch from state to closed state. Then, an electric brake acts on the rotating shaft 13. In this case, the control means switches so that the electric brake acts only on the first coil body CR1 (or the second coil body CR2), or the electric brake acts on both the first coil body CR1 and the second coil body CR2. It is also possible to configure so that it can be switched.

更に、制御手段は回転軸13が過剰に高速回転するとき前述の第1スイッチング手段ISWで発電に供するコイルのインダクタンスを小から大に切り換えるのと同時に第2スイッチング手段BSWで電気ブレーキを作用するように制御することがより大きい制動力を得ることが出来る。   Further, when the rotating shaft 13 rotates at an excessively high speed, the control means switches the inductance of the coil used for power generation from the first switching means ISW from small to large, and at the same time operates the electric brake by the second switching means BSW. It is possible to obtain a larger braking force by controlling to a greater value.

A 駆動源
B 発電部
C 電力制御部
10 タワーフレーム
11 ナセル
12 ブレード
13 駆動回転軸
14 ハブ
15 増速機
16 ブレーキ
17 風力計
18 制御盤
19 高圧配電線
19a 変圧器
20 発電機
21 ハウジング
22 駆動回転軸
24 マグネットロータ
25 ステータコイル
30 エンコーダ
31 制御CPU
Rf ロータフレーム
Mn1〜Mn8 磁極
Rc1〜Rc8 コア
x−x 回転中心
CR1 第1コイル体
CR2 第2コイル体
Co1〜Co6 巻き線
Se エンコータセンサ
ISW 第1スイッチング手段
BSW 第2スイッチング手段
32 充電器
OP1〜OP3 三相出力端子
33 整流器
34 負荷抵抗
A drive source B power generation unit C power control unit 10 tower frame 11 nacelle 12 blade 13 drive rotary shaft 14 hub 15 speed increaser 16 brake 17 anemometer 18 control panel 19 high voltage distribution line 19a transformer 20 generator 21 housing 22 drive rotation Shaft 24 Magnet rotor 25 Stator coil 30 Encoder 31 Control CPU
Rf Rotor frame Mn1 to Mn8 Magnetic poles Rc1 to Rc8 Core xx Rotation center CR1 First coil body CR2 Second coil bodies Co1 to Co6 Winding Se Encoater sensor ISW First switching means BSW Second switching means 32 Chargers OP1 OP3 Three-phase output terminal 33 Rectifier 34 Load resistance

Claims (6)

駆動源から回転力を受けて回転するマグネットロータと、このマグネットロータの磁極に対向配置したステータコイルとから構成される発電機であって、
前記マグネットロータは、
ハウジングに回転自在に軸承された回転軸と、
この回転軸を中心に同心円上に複数の磁極を形成する永久磁石と、
で構成され、
前記ステータコイルは、
前記マグネットロータに形成された磁極と対向するように配置された複数のコアレス巻き線と、
この複数の巻き線に生起した電力を外部に出力する三相出力端子と、
で構成され、
前記複数のコアレス巻き線は、有効出力巻き線が3個若しくはその倍数個で構成されると共に総ターン数が大小切換え可能に前記三相出力端子にスイッチング手段を介して接続され、
このスイッチング手段は、前記駆動源からの回転力が大きいときには総ターン数を小さく、回転力が小さいときには総ターン数を大きくするように制御手段に接続されていることを特徴とする発電機。
A generator composed of a magnet rotor that rotates by receiving a rotational force from a drive source, and a stator coil disposed opposite to the magnetic poles of the magnet rotor,
The magnet rotor is
A rotating shaft rotatably supported by the housing;
A permanent magnet that forms a plurality of magnetic poles on a concentric circle around the rotation axis;
Consists of
The stator coil is
A plurality of coreless windings arranged to face the magnetic poles formed on the magnet rotor;
A three-phase output terminal for outputting the electric power generated in the plurality of windings to the outside;
Consists of
The plurality of coreless windings are composed of three or multiple effective output windings and are connected to the three-phase output terminal via switching means so that the total number of turns can be switched between large and small,
The switching means is connected to the control means so as to reduce the total number of turns when the rotational force from the drive source is large, and to increase the total number of turns when the rotational force is small.
前記マグネットロータは、回転軸と、この回転軸を中心に環状に配列された複数のN−S磁極で構成され、
前記ステータコイルは、この磁極に対向するように環状に配列された複数のコアレス巻き線で構成され、
前記マグネットロータのN−S磁極は、前記回転軸を中心に互いに同一磁極が隣接するように配列された複数の永久磁石と、この永久磁石間に磁気的に結合するように配置された軟磁性コア部材の磁極形成面に形成され、
この円環状に複数配列された磁極形成面は互いに隣接するコーナ部が磁気集中しないよう
にコーナカットされていることを特徴とする請求項1に記載の発電機。
The magnet rotor is composed of a rotating shaft and a plurality of NS magnetic poles arranged annularly around the rotating shaft,
The stator coil is composed of a plurality of coreless windings arranged in an annular shape so as to face the magnetic poles,
The NS magnetic pole of the magnet rotor includes a plurality of permanent magnets arranged so that the same magnetic poles are adjacent to each other around the rotation axis, and soft magnets arranged so as to be magnetically coupled between the permanent magnets. Formed on the magnetic pole forming surface of the core member,
The generator according to claim 1, wherein the plurality of magnetic pole forming surfaces arranged in an annular shape are corner-cut so that adjacent corner portions do not concentrate magnetically.
前記マグネットロータは、中心に前記回転軸を備えた円盤形状で、表裏方向に磁界を形成するように構成され、
前記複数のコアレス巻き線は、前記円盤形状の磁極を表裏方向から挟むように対向配置された表裏一対のコイル体を構成し、
この複数の巻き線で構成された表裏のコイル体はインダクタンス値がほぼ同一となるように構成され、
前記スイッチング手段は、前記三相出力端子に、
この表裏いずれか一方のコイル体の巻き線を接続するか、
又は表裏双方のコイル体の巻き線を接続することによってインダクタンス値を大小異ならせることを特徴とする請求項1に記載の発電機。
The magnet rotor is configured to form a magnetic field in the front and back direction in a disk shape having the rotation shaft at the center,
The plurality of coreless windings constitute a pair of front and back coil bodies that are disposed so as to sandwich the disk-shaped magnetic pole from the front and back directions,
The front and back coil bodies composed of the plurality of windings are configured so that the inductance values are substantially the same,
The switching means is connected to the three-phase output terminal.
Connect the windings of either the front or back coil body,
The generator according to claim 1, wherein the inductance values are made different from each other by connecting the windings of the coil bodies on both the front and back sides.
前記マグネットロータは、中心に前記回転軸を備えた円盤形状で、表裏方向に磁界を形成するように構成され、
前記コアレス巻き線は、前記円盤形状の磁極を表裏方向から挟むように対向配置された表裏一対のコイル体を構成し、
この複数の巻き線で構成された表裏のコイル体はインダクタンス値が実質的に異なるように構成され、
前記スイッチング手段は、前記三相出力端子に、表裏のコイル体の一方を選択的に接続することによってインダクタンス値を大小異ならせることを特徴とする請求項1に記載の発電機。
The magnet rotor is configured to form a magnetic field in the front and back direction in a disk shape having the rotation shaft at the center,
The coreless winding constitutes a pair of front and back coil bodies arranged to face each other so as to sandwich the disk-shaped magnetic pole from the front and back directions,
The front and back coil bodies composed of the plurality of windings are configured so that the inductance values are substantially different,
2. The generator according to claim 1, wherein the switching unit selectively changes one of front and back coil bodies to the three-phase output terminal to vary the inductance value.
風力、水力などの外力で回転する駆動回転軸と、
この入力回転軸に連結されたマグネットロータと、
前記マグネットロータの磁極に対向配置それたステータコイルと、
から構成され、
前記マグネットロータと前記ステータコイルとは請求項1乃至4に記載の構成を備えていることを特徴とする発電システム。
A drive rotating shaft that rotates with external force such as wind and hydraulic power,
A magnet rotor coupled to the input rotation shaft;
A stator coil disposed opposite to the magnetic pole of the magnet rotor;
Consisting of
The power generation system according to claim 1, wherein the magnet rotor and the stator coil have the configuration according to claim 1.
前記マグネットロータは、中心に前記回転軸を備えた円盤形状で、表裏方向に磁界を形成するように構成され、
前記複数のコアレス巻き線は、前記円盤形状の磁極を表裏方向から挟むように対向配置された表裏一対のコイル体を構成し、
この表裏一対のコイル体は前記三相出力端子に接続されると共に、この三相出力端子には各コイル体の出力を短絡する制御手段が備えられ、
この制御手段は前記駆動回転軸の過負荷回転時に前記マグネットロータに表裏面から電気ブレーキを作用させることを特徴とする請求項5に記載の発電システム。
The magnet rotor is configured to form a magnetic field in the front and back direction in a disk shape having the rotation shaft at the center,
The plurality of coreless windings constitute a pair of front and back coil bodies that are disposed so as to sandwich the disk-shaped magnetic pole from the front and back directions,
The pair of front and back coil bodies are connected to the three-phase output terminal, and the three-phase output terminal is provided with control means for short-circuiting the output of each coil body,
6. The power generation system according to claim 5, wherein the control means causes an electric brake to act on the magnet rotor from the front and back surfaces when the drive rotation shaft is overloaded.
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