JPS6242464B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6242464B2 JPS6242464B2 JP54167311A JP16731179A JPS6242464B2 JP S6242464 B2 JPS6242464 B2 JP S6242464B2 JP 54167311 A JP54167311 A JP 54167311A JP 16731179 A JP16731179 A JP 16731179A JP S6242464 B2 JPS6242464 B2 JP S6242464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- armature
- core
- field
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、電機子巻線、界磁巻線ともに集中巻
を採用した単相同期発電機に関する。
を採用した単相同期発電機に関する。
従来技術
従来の発電機では、第１図に示すように、その
電機子１の形状からして電機子巻線を集中巻にす
ると電機子鉄心の利用率が悪く電圧波形も劣るの
で、全周面に均等に電機子巻線２を配した分布巻
が採用されている。しかし、このような分布巻を
採用した電機子巻線では異極下のスロツト間を結
ぶ起電力の発生に何ら寄与しない無駄な導線を必
要とし、その巻線の全長が長くなつて抵抗が大き
なものになつてしまい、負荷時における電機子巻
線の発熱が多く、エネルギ損失を生じて発電効率
が悪くなつてしまうという問題がある。
電機子１の形状からして電機子巻線を集中巻にす
ると電機子鉄心の利用率が悪く電圧波形も劣るの
で、全周面に均等に電機子巻線２を配した分布巻
が採用されている。しかし、このような分布巻を
採用した電機子巻線では異極下のスロツト間を結
ぶ起電力の発生に何ら寄与しない無駄な導線を必
要とし、その巻線の全長が長くなつて抵抗が大き
なものになつてしまい、負荷時における電機子巻
線の発熱が多く、エネルギ損失を生じて発電効率
が悪くなつてしまうという問題がある。
また、このような従来の発電機では、その大き
さが電機子巻線の電流密度および巻回数、その占
積率あるいは巻回時における作業性を考慮したス
ロツト断面積と、磁束密度によるポール断面積と
で決定されてしまい、どうしてもある程度以上の
ものになつてしまうとともに、電機子におけるス
ロツト開口部が狭いために電機子巻線の巻回作業
およびその端末処理が困難になつてその作業性が
悪いものになつてしまつている。
さが電機子巻線の電流密度および巻回数、その占
積率あるいは巻回時における作業性を考慮したス
ロツト断面積と、磁束密度によるポール断面積と
で決定されてしまい、どうしてもある程度以上の
ものになつてしまうとともに、電機子におけるス
ロツト開口部が狭いために電機子巻線の巻回作業
およびその端末処理が困難になつてその作業性が
悪いものになつてしまつている。
特に接続負荷が特定されない汎用の発電機にあ
つては、各種接続負荷に悪影響を与えないように
するために、出力波形がより正弦波に近い良好な
特性をもつたものが要求される。
つては、各種接続負荷に悪影響を与えないように
するために、出力波形がより正弦波に近い良好な
特性をもつたものが要求される。
目 的
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、
負荷時における電機子巻線の発熱を抑制してエネ
ルギ損失を軽減させ、発電効率を向上させるとと
もに、出力交流波形の特性改善および小形軽量化
を図り、かつ製造時の作業性を向上させることが
できるようにした、特に携帯用のエンジン発電機
などに有利な構造をもつた単相同期発電機を提供
するものである。
負荷時における電機子巻線の発熱を抑制してエネ
ルギ損失を軽減させ、発電効率を向上させるとと
もに、出力交流波形の特性改善および小形軽量化
を図り、かつ製造時の作業性を向上させることが
できるようにした、特に携帯用のエンジン発電機
などに有利な構造をもつた単相同期発電機を提供
するものである。
構 成
本発明による単相同期発電機は、電機子巻線に
導線の利用率の良いかつ製造に有利な集中巻を採
用するとともに、その電機子鉄心および界磁鉄心
を特殊な形状にすることにより電機子鉄心の利用
率を上げるようにしたものである。
導線の利用率の良いかつ製造に有利な集中巻を採
用するとともに、その電機子鉄心および界磁鉄心
を特殊な形状にすることにより電機子鉄心の利用
率を上げるようにしたものである。
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて詳述する。
ついて詳述する。
第２図に示すように、本発明による単相同期発
電機（横軸形のもの）にあつては、一辺に電機子
巻線３が集中巻で巻装され、かつ先端に向かつて
断面積が漸次減少する４つの爪部ａ，ｂ，ｃ，ｄ
をそれぞれ円周方向に突出させることによつて電
機子巻線３の隣接箇所に界磁鉄心５の収納室が形
成された電機子鉄心４と（各対向する爪部ａ，ｂ
間およびｃ，ｄ間にはそれぞれ所定のギヤツプＧ
が形成されている。）、界磁巻線６が集中巻で巻装
され、２極構造による磁極の各端部ｅ，ｆ，ｇ，
ｈをそれぞれ円周方向に突出させた前記界磁鉄心
５とからなり、界磁鉄心５の回転に応じてその磁
極と前記各爪部ａ〜ｄとの相互作用により界磁巻
線６の起磁力に対する磁気抵抗を適宜変化させて
電機子鉄心４における磁束の分布状態をそのほぼ
全周にわたつて変化させながら電機子巻線３に正
弦波による交流電圧が誘起されるように構成され
ている。
電機（横軸形のもの）にあつては、一辺に電機子
巻線３が集中巻で巻装され、かつ先端に向かつて
断面積が漸次減少する４つの爪部ａ，ｂ，ｃ，ｄ
をそれぞれ円周方向に突出させることによつて電
機子巻線３の隣接箇所に界磁鉄心５の収納室が形
成された電機子鉄心４と（各対向する爪部ａ，ｂ
間およびｃ，ｄ間にはそれぞれ所定のギヤツプＧ
が形成されている。）、界磁巻線６が集中巻で巻装
され、２極構造による磁極の各端部ｅ，ｆ，ｇ，
ｈをそれぞれ円周方向に突出させた前記界磁鉄心
５とからなり、界磁鉄心５の回転に応じてその磁
極と前記各爪部ａ〜ｄとの相互作用により界磁巻
線６の起磁力に対する磁気抵抗を適宜変化させて
電機子鉄心４における磁束の分布状態をそのほぼ
全周にわたつて変化させながら電機子巻線３に正
弦波による交流電圧が誘起されるように構成され
ている。
このように構成された本発明による単相同期発
電機の動作について、第２図ないし第４図ととも
に以下説明をする。
電機の動作について、第２図ないし第４図ととも
に以下説明をする。
まず、第２図に示すように、界磁鉄心５の磁極
中心Ｏが垂直位置にある場合、磁束φは電機子鉄
心４の磁気抵抗の小さな部分を通つてそのほとん
ど全てが電機子巻線３が巻装された鉄心部分Ａに
集中する。したがつて界磁鉄心５の磁極中心Ｏが
その位置を通過するときの磁束の変化率はきわめ
て小さくなり、このとき電機子巻線３に誘起され
る電圧は零となる。次いで、界磁鉄心５が図中矢
印Ｒ方向に回転し、第３図に示すように、界磁鉄
心５の一端ｅ（必ずしもコイル面から突出してい
なくともよい）が電機子鉄心４の爪部ｂの先端に
ギヤツプを介して対向するようになると、磁束φ
の一部が図示のようにギヤツプを介して電機子鉄
心４の爪部ｂにも通るようになり、それによつて
電機子鉄心４におけるＡ部分の通過磁束数が減少
する。このとき電機子鉄心４の爪部ａ，ｂは先端
側へ向かつて断面積が漸次減少するように形成さ
れていることから、磁束の減少勾配はなだらかと
なる。さらに、界磁鉄心５の回転が進んで第４図
に示すような位置、すなわちその磁極中心Ｏが水
平になるような位置にくると、磁束φのほとんど
全てが電機子鉄心４の爪部ａ，ｃおよびｂ，ｄ間
をそれぞれ通過するようになる。このとき電機子
鉄心４のＡ部分を通過する磁束はなく、界磁鉄心
５の磁極中心Ｏが水平位置を通過する際に電機子
鉄心４のＡ部分を通過する磁束の向きが反転する
ことから磁束の変化率が最大となつて電機子巻線
３に誘起される電圧が最大になる。したがつて、
以上の界磁鉄心５の1/4回転によつて、電機子巻
線３には零からそれが次第に増加して最大値に至
るまでの1/4サイクルの交流電圧が誘起されるこ
とになる。以下、同様に、次の界磁鉄心５の1/4
回転によつて最大値から零に至るまでの交流電圧
が、また次の1/4回転によつて零から逆極性の最
大値に至るまでの交流電圧が、さらに次の1/4回
転によつて逆極性の最大値から零に至るまでの交
流電圧が電機子巻線３に順次誘起されることにな
る。
中心Ｏが垂直位置にある場合、磁束φは電機子鉄
心４の磁気抵抗の小さな部分を通つてそのほとん
ど全てが電機子巻線３が巻装された鉄心部分Ａに
集中する。したがつて界磁鉄心５の磁極中心Ｏが
その位置を通過するときの磁束の変化率はきわめ
て小さくなり、このとき電機子巻線３に誘起され
る電圧は零となる。次いで、界磁鉄心５が図中矢
印Ｒ方向に回転し、第３図に示すように、界磁鉄
心５の一端ｅ（必ずしもコイル面から突出してい
なくともよい）が電機子鉄心４の爪部ｂの先端に
ギヤツプを介して対向するようになると、磁束φ
の一部が図示のようにギヤツプを介して電機子鉄
心４の爪部ｂにも通るようになり、それによつて
電機子鉄心４におけるＡ部分の通過磁束数が減少
する。このとき電機子鉄心４の爪部ａ，ｂは先端
側へ向かつて断面積が漸次減少するように形成さ
れていることから、磁束の減少勾配はなだらかと
なる。さらに、界磁鉄心５の回転が進んで第４図
に示すような位置、すなわちその磁極中心Ｏが水
平になるような位置にくると、磁束φのほとんど
全てが電機子鉄心４の爪部ａ，ｃおよびｂ，ｄ間
をそれぞれ通過するようになる。このとき電機子
鉄心４のＡ部分を通過する磁束はなく、界磁鉄心
５の磁極中心Ｏが水平位置を通過する際に電機子
鉄心４のＡ部分を通過する磁束の向きが反転する
ことから磁束の変化率が最大となつて電機子巻線
３に誘起される電圧が最大になる。したがつて、
以上の界磁鉄心５の1/4回転によつて、電機子巻
線３には零からそれが次第に増加して最大値に至
るまでの1/4サイクルの交流電圧が誘起されるこ
とになる。以下、同様に、次の界磁鉄心５の1/4
回転によつて最大値から零に至るまでの交流電圧
が、また次の1/4回転によつて零から逆極性の最
大値に至るまでの交流電圧が、さらに次の1/4回
転によつて逆極性の最大値から零に至るまでの交
流電圧が電機子巻線３に順次誘起されることにな
る。
このように、本発明による単相同期発電機で
は、電機子巻線３として集中巻によるものを採用
してもその電機子鉄心４の利用率が高く、界磁鉄
心５の回転状態に応じてその電機子巻線３が巻装
されている電機子鉄心４のＡ部分における磁束数
の増、減を急激な変化点をつくらないようにしな
がら効率良く行なわせることができ、正弦波に近
似させた良好な波形特性をもつた交流電圧を発生
させることが可能になる。
は、電機子巻線３として集中巻によるものを採用
してもその電機子鉄心４の利用率が高く、界磁鉄
心５の回転状態に応じてその電機子巻線３が巻装
されている電機子鉄心４のＡ部分における磁束数
の増、減を急激な変化点をつくらないようにしな
がら効率良く行なわせることができ、正弦波に近
似させた良好な波形特性をもつた交流電圧を発生
させることが可能になる。
また、電機子巻線３に集中巻を用いているため
に、分布巻の場合のように起電力の発生に寄与し
ない無駄な導線がなくなつて全長を短くすること
ができるとともに、巻回作業の容易な集中巻を採
用しているがゆえに整列巻が可能になり、そのた
め限られたスペース内で巻装それる電機子巻線の
導線を太くすることができ、したがつて電機子巻
線３の内部抵抗が小さくなつて同じ負荷電流を流
した場合でも従来の分布巻をもつた発電機に比べ
て発熱およびエネルギ損失が少なく、発電効率を
向上させることが可能になる。
に、分布巻の場合のように起電力の発生に寄与し
ない無駄な導線がなくなつて全長を短くすること
ができるとともに、巻回作業の容易な集中巻を採
用しているがゆえに整列巻が可能になり、そのた
め限られたスペース内で巻装それる電機子巻線の
導線を太くすることができ、したがつて電機子巻
線３の内部抵抗が小さくなつて同じ負荷電流を流
した場合でも従来の分布巻をもつた発電機に比べ
て発熱およびエネルギ損失が少なく、発電効率を
向上させることが可能になる。
また、本発明による単相同期発電機では、界磁
鉄心５の周面上に電機子巻線が何ら配設されない
構造をとつているため、その界磁鉄心５の径はそ
の大きさが電機子側とは無関係に、必要な起磁力
を生じさせるための巻回数を有する界磁巻線６の
大きさおよびその鉄心断面積だけによつて決定さ
れ、したがつて従来の電機子側によつて大きさが
制約される分布巻をもつた発電機に比べて界磁鉄
心の径を小さくすることができ、また電機子巻線
の収納スペースも小さくてすみ、全体が小形、軽
量化される。さらに、電機子巻線を集中巻にして
いるためその機械巻が可能となり、その端末処理
も不必要になつて大幅な工数削減を図ることがで
きることになる。
鉄心５の周面上に電機子巻線が何ら配設されない
構造をとつているため、その界磁鉄心５の径はそ
の大きさが電機子側とは無関係に、必要な起磁力
を生じさせるための巻回数を有する界磁巻線６の
大きさおよびその鉄心断面積だけによつて決定さ
れ、したがつて従来の電機子側によつて大きさが
制約される分布巻をもつた発電機に比べて界磁鉄
心の径を小さくすることができ、また電機子巻線
の収納スペースも小さくてすみ、全体が小形、軽
量化される。さらに、電機子巻線を集中巻にして
いるためその機械巻が可能となり、その端末処理
も不必要になつて大幅な工数削減を図ることがで
きることになる。
効 果
以上、本発明による単相同期発電機にあつて
は、一辺に電機子巻線が集中巻で巻装され、かつ
先端に向かつて断面積が漸次減少する４つの爪部
を、各対向する爪部間に所定のギヤツプが形成さ
れるようにそれぞれ円周方向に突出させることに
よつて界磁鉄心の収納室が形成された電機子鉄心
と、界磁巻線が集中巻で巻装され、２極構造によ
る磁極の各端部がそれぞれ円周方向に突出された
前記界磁鉄心とからなり、界磁鉄心の回転に応じ
てその磁極と前記各爪部との相互作用により界磁
巻線の起磁力に対する磁気抵抗を変化させて電機
子鉄心における磁束の分布状態をそのほぼ全周に
わたつて変化させながら電機子巻線に正弦波近似
させた交流電圧を誘起させるようにしたもので、
集中巻構造により鉄心の利用率を向上させつつも
出力波形は正弦波に近似した良好なものとなり、
かつ集中巻に特有な利点を最大限にひき出すこと
ができるという優れた利点を有している。
は、一辺に電機子巻線が集中巻で巻装され、かつ
先端に向かつて断面積が漸次減少する４つの爪部
を、各対向する爪部間に所定のギヤツプが形成さ
れるようにそれぞれ円周方向に突出させることに
よつて界磁鉄心の収納室が形成された電機子鉄心
と、界磁巻線が集中巻で巻装され、２極構造によ
る磁極の各端部がそれぞれ円周方向に突出された
前記界磁鉄心とからなり、界磁鉄心の回転に応じ
てその磁極と前記各爪部との相互作用により界磁
巻線の起磁力に対する磁気抵抗を変化させて電機
子鉄心における磁束の分布状態をそのほぼ全周に
わたつて変化させながら電機子巻線に正弦波近似
させた交流電圧を誘起させるようにしたもので、
集中巻構造により鉄心の利用率を向上させつつも
出力波形は正弦波に近似した良好なものとなり、
かつ集中巻に特有な利点を最大限にひき出すこと
ができるという優れた利点を有している。
第１図は従来の分布巻による電機子巻線構造を
もつた発電機の簡略構成図、第２図は本発明によ
る単相同期発電機の一実施例を示す簡略構成図、
第３図および第４図は同実施例における動作状態
をそれぞれ示す図である。 ３……電機子巻線、４……電機子鉄心、５……
界磁鉄心、６……界磁巻線、ａ〜ｄ……爪部。
もつた発電機の簡略構成図、第２図は本発明によ
る単相同期発電機の一実施例を示す簡略構成図、
第３図および第４図は同実施例における動作状態
をそれぞれ示す図である。 ３……電機子巻線、４……電機子鉄心、５……
界磁鉄心、６……界磁巻線、ａ〜ｄ……爪部。
Claims (1)
- １ 一辺に電機子巻線が集中巻で巻装され、かつ
先端に向かつて断面積が漸次減少する４つの爪部
を、各対向する爪部間に所定のギヤツプが形成さ
れるようにそれぞれ円周方向に突出させることに
よつて界磁鉄心の収納室が形成された電機子鉄心
と、界磁巻線が集中巻で巻装され、２極構造によ
る磁極の各端部がそれぞれ円周方向に突出された
前記界磁鉄心とからなり、界磁鉄心の回転に応じ
てその磁極と前記各爪部との相互作用により界磁
巻線の起磁力に対する磁気抵抗を変化させて電機
子鉄心における磁束の分布状態をそのほぼ全周に
わたつて変化させながら電機子巻線に正弦波状の
交流電圧を誘起させるようにした単相同期発電
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16731179A JPS5691661A (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16731179A JPS5691661A (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5691661A JPS5691661A (en) | 1981-07-24 |
| JPS6242464B2 true JPS6242464B2 (ja) | 1987-09-08 |
Family
ID=15847388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16731179A Granted JPS5691661A (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5691661A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5960870U (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-20 | 本田技研工業株式会社 | 自励式発電機 |
-
1979
- 1979-12-22 JP JP16731179A patent/JPS5691661A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5691661A (en) | 1981-07-24 |
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