專利名稱：具有磁通控制裝置的永磁發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有安裝在殼體上的定子、相對于定子旋轉的具備有永磁構件的轉子、以及相對于定子旋轉移動來增減空隙從而進行磁通控制的磁通控制機構的永磁發(fā)電機。
背景技術：
以往，在永磁發(fā)電機中，為了將發(fā)電的電壓控制為規(guī)定的恒定電壓，必須使用開關調節(jié)器等進行間斷電流的操作，但為了對大電壓以及/或者大電流進行接通/斷開操作，需要大型的功率晶體管，因而裝置變得大型化、冷卻損失變大，并且價格變高，另外，為了使發(fā)電電壓恒定而間斷電流時，產生的過大的沖擊電流會引起電波干擾或產生干擾，因而減低這些問題的對策非常困難。
另外，關于永磁發(fā)電機，本發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)出了自動電壓控制型的裝置并先提出了專利申請。該永磁發(fā)電機在發(fā)電機的外側配設有線圈，由線圈產生制動電壓，從而總是以恒定電壓發(fā)電，經(jīng)由開關，繞線數(shù)被設定為抑制在繞線上產生的發(fā)電電壓的繞線數(shù)的線圈，分別被連接于由繞線產生三相交流電的U相、V相以及W相的端子上。線圈的端子被連接到電動機。線圈被逆向纏繞在磁軛上，從而構成變壓器的一次側，被纏繞在變壓器的磁軛上的線圈構成二次側，并且線圈被連接到輸出恒定電壓的輸出端子(例如，參照JP特開2003-264996號公報)。
另外，作為永磁發(fā)電·電動機，本發(fā)明者還開發(fā)了這樣的裝置并先提出了專利申請，其具有磁通控制裝置，作為繞線，被分成為在梳部以不同的圈數(shù)纏繞的多個繞線組即三個繞線組?？刂破?，以如下方式進行控制響應轉子的轉數(shù)，通過控制筒構件相對定子鐵心的位置和對繞線組的串聯(lián)以及/或者并聯(lián)的接線的控制，從而控制獲得的預定的規(guī)定的電壓?？刂破骼缫匀缦路绞綐嫵桑瑢τ诟唠妷簜确矫?，將繞線組串聯(lián)接線從而產生高電壓，另外，對于低電壓下電流多的一側，將繞線組并聯(lián)接線而在低電壓下產生大電流，而且，在被纏繞在定子鐵心上的分割型的繞線中，對于高電壓側，由從途中引出的繞線的線材來輸出，從而以隨著轉子的轉數(shù)的增加而繞線的圈數(shù)減少的方式進行控制。另外，對于產生三相交流電的繞線，1U、2U以及3U、1V、2V以及3V、以及1W、2W以及3W在接線部分別串聯(lián)地被接線，在接線部通過線路而分別設有開關?？刂破饕部梢砸匀缦路绞竭M行控制，響應轉子的轉數(shù)(RPM)，通過控制構成筒構件的半筒構件相對定子的位置、和對繞線組的串聯(lián)以及/或者并聯(lián)的接線進行開關的開閉控制，從而得到預定的規(guī)定的交流電壓作為三相交流電源(例如，參照JP特開2002-204556號公報)。
另外，作為發(fā)電機，本發(fā)明者開發(fā)了雙系統(tǒng)的帶有電子發(fā)電特性的裝置，并先提出了專利申請。該發(fā)電裝置由以下構件構成內側圓筒部，其在轉子的外周與定子之間形成有間隙；外側圓筒部，其位于立設在該內側圓筒部上并在圓周方向以形成槽部的方式間隔設置的梳部的前端部；雙系統(tǒng)的繞線，其由跨過預定的槽部之間而在梳部分布纏繞或集中纏繞的圈數(shù)較少的低電力用繞線、與圈數(shù)較多的高電力用繞線構成；以及端子線，其具有與規(guī)定的低電力用繞線與高電力用繞線相連接的端子。以對應轉子的極的磁極為中心集中纏繞或者分布纏繞的繞線，為了調整發(fā)電的電壓，與轉子的旋轉上升相應地，將多個接線的串聯(lián)接線分割為多個并聯(lián)接線，，通過分別被設在連接繞線的端子線的連接線上開關的接通/斷開，對產生的電力進行調整(例如，參照JP特開2001-298926號公報)。
如前述專利文獻1～3所示，針對永磁發(fā)電機，本申請的發(fā)明者為了解決前述的以往發(fā)電機的問題，進行了下述開發(fā)，即，在定子與轉子之間，配置有相對定子做相對移動的磁通控制環(huán)，使磁通控制環(huán)相對定子移動，增減磁通控制環(huán)的齒部與定子的梳部之間的磁路空隙，由此對流向定子側的磁通進行控制，從而以預定的恒定電壓進行發(fā)電。
然而對于前述的永磁發(fā)電機，例如，在汽車等移動體中，轉子從滿負荷變化到無負荷，可知還需要做進一步的改善以對應這樣的變化。即，永磁發(fā)電機被使用于高速旋轉的引擎時，其旋轉變動的幅度從10倍達到15倍。并且，永磁發(fā)電機的發(fā)電能力要求從空轉到7000rpm這樣非常高的水平，所以將這期間的電壓控制為規(guī)定的恒定電壓并不容易。以往，通過設置轉子與定子之間的空隙來控制永磁鐵所具有的磁力，但在有限的空隙中所能夠進行的磁通控制是有限度的。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，為了彌補前述問題，可以在轉子旋轉變快了的狀態(tài)下，使逆電流流過永磁鐵的磁路，從而能夠有效地提高前述磁通控制的效果即高效地進行電壓控制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種設有對轉子與定子間的磁路空隙進行增減的磁通控制裝置的永磁發(fā)電機，該磁通控制裝置這樣構成在定子上纏繞三相的輸出用繞線、和與纏繞方向相反的三相的磁通控制用繞線，使磁通控制用繞線產生逆磁場電流來遮住由永磁鐵構成的轉子的磁場，通過對設在各輸出線上的開關進行接通/斷開控制，從而能夠響應轉數(shù)與負荷，保持預定的規(guī)定的恒定電壓。
本發(fā)明涉及一種永磁發(fā)電機，其特征在于，具有具有旋轉軸，其可旋轉地由殼體進行支撐；轉子，其被固定在前述旋轉軸上并且具有帶有在圓周方向上間隔放置的永磁片的永磁構件；定子，其被固定在前述殼體上并且具有纏繞在圓周方向上間隔放置的梳部上的繞線；磁通控制環(huán)，其相對前述定子能夠移動地被配置在該定子與前述轉子之間；以及磁通控制機構，其通過增減前述定子與前述磁通控制環(huán)之間的磁路空隙來對通過定子的磁通進行磁通控制，前述定子的前述繞線由向一個方向被纏繞在前述梳部的三相的輸出用繞線、和向前述輸出用繞線的逆方向纏繞的三相的磁通控制用繞線構成，前述磁通控制用繞線的輸出線通過磁通控制用開關而被連接到前述輸出用繞線的輸出線，前述磁通控制用開關響應轉子轉數(shù)與負荷而進行接通/斷開操作以使逆磁場電流流向前述輸出用繞線，通過對前述磁通控制機構的前述磁路空隙進行增減控制、和由前述磁通控制用開關的接通/斷開操作而執(zhí)行的逆磁場電流控制，從而以預定的規(guī)定的恒定電壓進行發(fā)電。
另外，該永磁發(fā)電機的特征在于，在前述輸出用繞線上設有在中間部接線的中間輸出線，在前述輸出線上設有全輸出用開關，在前述中間輸出線上設有與前述全輸出開關的接通/斷開相反的進行接通/斷開操作的輸出減低用開關，前述全輸出用開關、前述輸出減低用開關以及前述磁通控制用開關響應前述轉子轉數(shù)與前述負荷來進行接通/斷開控制，并且前述輸出用繞線的圈數(shù)大于前述磁通控制用繞線的圈數(shù)。
另外，該永磁發(fā)電機的特征在于，這樣進行自動控制在前述轉子轉數(shù)變大并且前述負荷為部分負荷狀態(tài)時，將前述磁通控制用開關置為開，從而產生抑制通過前述磁通控制環(huán)而流向前述定子的磁通的前述逆磁場電流，并且前述逆磁場電流隨著前述負荷的減少而增大。
此外，該永磁發(fā)電機的特征在于，這樣進行自動控制在前述轉子轉數(shù)變大并且前述負荷為無負荷狀態(tài)時，前述負荷側的阻抗變?yōu)闊o限大，電流從前述輸出用繞線通過前述磁通控制環(huán)而流向前述磁通控制用繞線，來控制磁力通過而使發(fā)電電壓減少，接著磁力線變?yōu)榱悖l(fā)電停止。
在該永磁發(fā)電機中，前述輸出用繞線與前述磁通控制用繞線這樣連接前述輸出用繞線的U相的輸出線與前述磁通控制用繞線的U相的輸出線相連接，前述輸出用繞線的V相的輸出線與前述磁通控制用繞線的V相的輸出線相連接，以及前述輸出用繞線的W相的輸出線與前述磁通控制用繞線的W相的輸出線相連接。
另外，在該永磁發(fā)電機中，前述輸出用繞線與前述磁通控制用繞線這樣連接為了對應產生磁場時的延遲，前述輸出用繞線的各相的輸出線分別與后續(xù)極的前述磁通控制用繞線的各相的輸出線相連接。具體地說，在前述轉子的旋轉按U相、W相、V相的順序變化時，前述輸出用繞線的U相的輸出線與后續(xù)極的前述磁通控制用繞線的W相的輸出線相連接，前述輸出用繞線的W相的輸出線與后續(xù)極的前述磁通控制用繞線的V相的輸出線相連接，以及前述輸出用繞線的V相的輸出線與后續(xù)極的前述磁通控制用繞線的U相的輸出線相連接。
該永磁發(fā)電機由于具有前述結構，所以當轉子轉數(shù)變大、負荷為部分負荷時，將開關置為開，使電流流向磁通控制用繞線，使輸出用繞線的發(fā)電電流流向負荷側，同時電流流向分枝的磁通控制用繞線，由此在磁通控制用繞線上產生逆磁場電流來遮住由永磁鐵構成的轉子的磁場，遮住要從永磁鐵流入定子的磁力，從而減少磁通并減少發(fā)電電壓，能夠保持預定的規(guī)定的恒定電壓，另外在無負荷時，全電流從前述輸出用繞線通過前述磁通控制環(huán)而流向前述磁通控制用繞線，從而自動的停止發(fā)電。


圖1是表示具有本發(fā)明的磁通控制裝置的永磁發(fā)電機的一實施例的電路圖。
圖2是針對圖1的磁通控制裝置，概念的表示電流與電壓的關系的曲線圖。
圖3是表示具有本發(fā)明的磁通控制裝置的永磁發(fā)電機的其它實施例的電路圖。
圖4是表示圖1的永磁發(fā)電機的一實施例的剖面圖。
圖5表示在除去殼體的狀態(tài)下圖4的永磁發(fā)電機的I-I剖面，是表示使定子的梳部與磁通控制環(huán)的齒部對應而沒有抑制磁通的狀態(tài)的軸方向的剖面圖。
圖6表示在除去殼體的狀態(tài)下圖4的永磁發(fā)電機的I-I剖面，是表示沒有抑制使定子的梳部與磁通控制環(huán)的齒部之間沒有了空隙的磁通的狀態(tài)的軸方向的剖面圖。
圖7表示在除去殼體的狀態(tài)下圖4的永磁發(fā)電機的I-I剖面，是表示在定子的梳部與磁通控制環(huán)的齒部之間形成有空隙的磁通進行抑制的狀態(tài)的軸方向的剖面圖。
具體實施例方式
具有本發(fā)明的磁通控制裝置的永磁發(fā)電機優(yōu)選使用在例如設置在被裝載于負荷大幅度地逐次變動的汽車等移動體上的引擎上的永磁發(fā)電機。
下面，參照附圖，對本發(fā)明的永磁發(fā)電機的實施例進行說明。該永磁發(fā)電機優(yōu)選例如利用裝載在汽車等負荷大幅度地逐次變動的移動體上的引擎的動力來發(fā)電。首先，參照圖1，針對本發(fā)明的永磁發(fā)電機的磁通控制裝置的一實施例進行說明。對本發(fā)明的一實施例進行說明之前，先對安裝了該磁通控制裝置的永磁發(fā)電機進行說明。
具有該磁通控制裝置的永磁發(fā)電機，例如，如圖4～圖7所示，由以下構件構成殼體1，其收容轉動體的轉子3與固定體的定子4，同時構成磁路的一部分；旋轉軸2，其通過一對軸承13能夠旋轉地分別被支撐在殼體1上；轉子3，其帶有被固定在旋轉軸2上的永磁構件5；定子4，其從轉子3的外周開始間隔放置，并被固定在殼體1上；以及磁通控制機構，其由在定子4的內周側的、相對定子4能夠做相對旋轉的、經(jīng)由絕緣軸承(沒有圖示)可旋轉地被設置在殼體1上的磁通控制環(huán)7構成；以及相應于轉子3的驅動狀態(tài)而使磁通控制環(huán)7相對定子4做相對移動的電磁閥或者馬達等促動器25。通過壓板的端板35用螺釘?shù)裙潭ㄔ谛D軸2上的止動器位于轉子3的一端，在另一端，螺母33經(jīng)由壓板的端板34而被擰入旋轉軸2，通過擰緊螺母33而將轉子3固定在旋轉軸2的規(guī)定位置。另外，例如，旋轉軸2通過配置在一端側的軸承13與配置在另一端側的軸承13，可自由旋轉地被支撐在殼體1上。
在該永磁發(fā)電機中，定子4被固定在殼體1上，并且具有梳部10，在梳部10之間形成線圈即纏繞了繞線14(總稱)的槽11。轉子3被固定在可旋轉的支撐在殼體1上的旋轉軸2上，并且具有永磁構件5，該永磁構件5帶有在圓周方向間隔放置的多個永磁片20。磁通控制環(huán)7被配置在定子4與轉子3之間的間隙22中，相對定子4旋轉來控制磁通。殼體1例如由兩側的一對主體和連接它們的連接螺栓31構成。另外，磁通控制環(huán)7例如通過由絕緣材料構成的絕緣軸承(沒有圖示)而可自由旋轉的被支撐在殼體1上，并相對定子4可旋轉的被支撐。定子4由定子鐵心15與被纏繞在定子鐵心15上的繞線14構成。定子鐵心15例如由在沿圓周方向間隔放置為梳齒狀的狀態(tài)的梳部10和形成于梳部10之間的槽11而構成。在該永磁發(fā)電機中，纏繞在定子4的梳部10上的繞線14例如由可通過U相、V相、W相的三相電流的多個輸出用繞線18(18U、18V、18W)與磁通控制用19(19U、19V、19W)構成。
在磁通控制環(huán)7上，在沿著圓周方向間隔配置并且與定子4的梳部10相對突起的齒部8的角部設有倒角部41。另外，在該永磁發(fā)電機中，由定子4的前端部的倒角部42與磁通控制環(huán)7的齒部8的倒角部41之間的空隙、定子4的前端部與齒部8的底部之間的空隙、以及磁通控制環(huán)7的齒部8的前端與定子4的槽11之間的空隙，形成磁路空隙。該永磁發(fā)電機具有這樣的功能，即，根據(jù)旋轉軸2的旋轉速度而移動磁通控制環(huán)7，增減與定子4之間的磁路空隙，對通過定子的磁通進行控制，從而以預定的規(guī)定的恒定電壓來發(fā)電。另外，轉子3例如具有磁軛6，其被配置在旋轉軸2的外周；永磁構件5，其被配置在磁軛6的外周面；以及一種保持管即加固構件16，其被固定在永磁構件5的外周面。永磁構件5由沿著圓周方向被配置為隔離狀態(tài)并且在軸方向延伸的永磁片20、與介于相鄰的永磁片20之間的非磁性材料21構成。另外，轉子3的永磁構件5具有12個圓弧狀的永磁片20，并且每個永磁片20橫跨圓周方向約30°的范圍。構成轉子3的永磁構件5的永磁片20以在圓周方向相鄰的永磁片20為相互不同的磁極的方式被配列，即交互配置N極與S極。
該永磁發(fā)電機如前述那樣構成，由于不會因永磁片20的作用而減小磁力，所以在高速時被配設在轉子3與定子4之間的間隙22中的磁通控制環(huán)7進行工作，通過增減定子4的梳部10與磁通控制環(huán)7的齒部8之間的磁路空隙，對通過定子4的磁通進行控制，從而謀求抑制發(fā)電電壓。但是，因為磁通控制環(huán)7的磁通控制量為50～60％，所以例如當設定為在1000rpm下輸出規(guī)定的電力時，則到2000rpm為止，即使負荷發(fā)生變動、旋轉發(fā)生變動，也能夠獲得自由地輸出。然而，當轉子3的旋轉達到10000rpm時，電壓變?yōu)?0倍，即使對其進行由磁通控制環(huán)7執(zhí)行的磁通控制，也會達到5倍的程度。因此，對于該磁通控制裝置，為了減少磁通，如果將以與輸出用繞線18相反的方向纏繞的磁通控制用繞線19配置在定子4上，在控制磁通的狀態(tài)下并且在高速區(qū)域將開關置為ON時，由于在部分負荷狀態(tài)輸出側的負荷阻抗變大，所以電流緩緩流向磁通控制用繞線19，從而逆磁場的量自動的增加。因此，部分負荷越大，通過磁通控制繞線19的電流越大，則逆磁場越是增強，所以發(fā)電電壓被抑制，并且能夠保持預定的規(guī)定的恒定電壓。
該永磁發(fā)電機優(yōu)選用于這樣的永磁發(fā)電機，其在前述結構中，具有旋轉軸2，其可旋轉地被支撐在殼體1上；轉子3，其被固定在旋轉軸2上并且具有帶有在圓周方向間隔放置的永磁片20的永磁構件5；定子4，其被固定在殼體1上，并且具有纏繞在沿著周方向間隔放置的梳部10上的繞線；以及磁通控制機構，其帶有磁通控制環(huán)7，該磁通控制環(huán)7相對定子4能夠移動地被安裝在殼體1上，通過增減磁路空隙來控制通過定子4的磁通。
如圖1所示，該永磁發(fā)電機的一實施例的特征在于，特別是，定子4的繞線14由向一個方向被纏繞在梳部10的輸出用繞線18、和向與輸出用繞線18相逆方向纏繞的磁通控制用繞線19構成。磁通控制用繞線19在高速時通過置為ON的磁通控制用開關24(24U、24V、24W)而與輸出用繞線18的輸出端即輸出線17(17U、17V、17W)連接，通過磁通控制機構對磁路空隙進行增減控制、磁通控制用開關24的接通/斷開控制，以預定的規(guī)定的恒定電壓來發(fā)電。輸出用繞線18通過從輸出用繞線18延出的輸出線17(17U、17V、17W)，并經(jīng)由由齊納二極管構成的三相整流器23而被連接到負荷12上。在輸出線17(17U、17V、17W)上，連接有從磁通控制用繞線19延出的輸出線28(28U、28V、28W)。在圖1所示的實施例中，對于輸出用繞線18與磁通控制用繞線19，以如下方式連接輸出用繞線18的U相的輸出線17U與同磁極的磁通控制用繞線19的U相的輸出線28U相連接，輸出用繞線18的V相的輸出線17V與同磁極的磁通控制用繞線19的V相的輸出線28V相連接，以及輸出用繞線18的W相的輸出線17W與同磁極的磁通控制用繞線19的W相的輸出線28W相連接。
在該永磁發(fā)電機中，被纏繞在定子4的梳部10上的輸出用繞線18與磁通控制用繞線19構成由U相、V相以及W相構成的三相繞線。另外，在該磁通控制裝置中，在輸出用繞線18上設有與中間部32接線的中間輸出端即中間輸出線29(29U、29V、29W)。在輸出線17(17U、17V、17W)上，設有全輸出用開關26(26U、26V、26W)，另外，在中間輸出線29上，設有與全輸出用開關的接通/斷開相反的進行接通/斷開的輸出減低用開關27(27U、27V、27W)。另外，在來自從磁通控制用繞線19的輸出線28(28U、28V、28W)上，設有磁通控制用開關24(24U、24V、24W)。在該磁通控制裝置中，全輸出用開關26(26U、26V、26W)、輸出減低用開關27(27U、27V、27W)以及磁通控制用開關24(24U、24V、24W)根據(jù)轉子3的轉數(shù)與負荷12來控制接通/斷開。
另外，該永磁發(fā)電機這樣進行自動控制，即，在轉子3的旋轉變快并且負荷12為部分負荷的狀態(tài)下，將磁通控制用開關24置為ON，從而產生對通過磁通控制環(huán)7而流向定子4的磁通進行控制的逆磁場電流，因負荷12的減少而該逆磁場電流增大。另外，該磁通控制裝置這樣進行自動控制，即，在轉子3的旋轉變快并且負荷12為無負荷的狀態(tài)下，負荷12側的阻抗變?yōu)闊o限大，全部電流從輸出用繞線18通過磁通控制環(huán)7而流向磁通控制用繞線19，從而流向定子4側的磁通完全停止，來停止發(fā)電。
該永磁發(fā)電機通過前述結構，不管負荷、旋轉如何變動，也能夠讓在轉子3上配置了由永磁片20構成的永磁構件5的永磁發(fā)電機的電壓，保持為恒定的發(fā)電電壓。在永磁發(fā)電機上沒有配置磁通控制機構時，必須通過磁通控制用繞線19來產生與配置在轉子3上的永磁片20的磁力正對的磁力，因此電流會變大，同時發(fā)熱，并且永磁片20的漏磁區(qū)消失，產生永磁鐵的減磁作用。在設有磁通控制環(huán)7時，因為從磁通控制用繞線19產生的逆向磁力在定子4的內側對從轉子3流出的磁力有遮蔽的作用，所以來自轉子3的磁力在定子4與磁通控制環(huán)7之間的間隙22流向圓周方向，而不會流向定子4側。由于該空隙部做成轉子3的磁鐵磁力的流動區(qū)域，所以不必擔心減磁，并且有不需要過大的逆磁場電流的效果。
該永磁發(fā)電機如上所述，如果表示永磁發(fā)電機的電壓與電流特性的旋轉變快，則無負荷電壓變大，即使不進行磁通控制也能置為規(guī)定的電壓。在該狀態(tài)下的部分負荷狀態(tài)下，負荷側的阻抗比較小，但無負荷的情況下則變?yōu)闊o限大，全部電流流向磁通控制用繞線19，從而使流向定子4側的磁力完全停止。該逆磁場電流具有伴隨著負荷12的減少而增大的自動控制的特性。如圖2所示，在轉子3的轉數(shù)為10000RPM時，在具有磁通控制環(huán)7的磁通控制機構可以抑制到虛線所示的狀態(tài)，但由于不能夠減低到規(guī)定的恒定電壓(額定電壓)，所以將磁通控制用開關24(24U、24V、24W)置為ON，使其產生虛線所示的逆磁場，由此可以通過差動而減低到規(guī)定的恒定電壓(額定電壓)。對于轉子3的轉數(shù)為10000RPM的情況，也能夠通過同樣的控制而確保規(guī)定的恒定電壓(額定電壓)。
下面，參照圖3，針對具有本發(fā)明的磁通控制裝置的永磁發(fā)電機的其他實施例進行說明。在圖3所示的實施例中，輸出用繞線18與磁通控制用繞線19為了對應產生磁場時的延遲，使輸出用繞線18的各相即U相、V相以及W相的輸出線17U、17V、17W分別與后續(xù)極的磁通控制用繞線19的各相即U相、V相以及W相的輸出線28U、28V、28W相連接。具體的說，轉子3以U相、W相、V相的順序變化時，輸出用繞線18的U相的輸出線17U與后續(xù)極的磁通控制用繞線19的W相的輸出線28W相連接，輸出用繞線18的W相的輸出線17W與后續(xù)極的磁通控制用繞線19的V相的輸出線28V相連接，另外，輸出用繞線18的V相的輸出線17V與后續(xù)極的磁通控制用繞線19的U相的輸出線28U相連接。如上所述，輸出用繞線18的輸出線17與磁通控制用繞線19的輸出線28之間優(yōu)選這樣連接，使電流流向定子4，因為產成磁場時會出現(xiàn)延遲，所以在轉子3的旋轉進行U相→W相→V相的變化時，輸出用繞線18之后由磁通控制用繞線19的后續(xù)極做成逆磁場，從而抑制流入定子4的磁力，后半期可力求抑制自身的電流產生的磁力。
權利要求
1.一種永磁發(fā)電機，其特征在于，具有旋轉軸，其能夠旋轉地支撐在殼體上；轉子，其被固定在前述旋轉軸上并且具有永磁構件，該永磁構件具有在圓周方向上間隔設置的永磁片；定子，其被固定在前述殼體上并且具有纏繞于在圓周方向上間隔豎立設置的梳部上的繞線；磁通控制環(huán)，其相對前述定子能夠移動地配置在該定子與前述轉子之間；以及磁通控制機構，其通過增減前述定子與前述磁通控制環(huán)之間的磁路空隙來對通過前述定子的磁通進行磁通控制，前述定子的前述繞線由在前述梳部上向一個方向纏繞的三相的輸出用繞線、和向與前述輸出用繞線相反方向纏繞的三相的磁通控制用繞線構成，前述磁通控制用繞線的輸出線通過磁通控制用開關而被連接到前述輸出用繞線的輸出線，前述磁通控制用開關響應轉子旋轉數(shù)與負荷而被接通/斷開，以使逆磁場電流流向前述輸出用繞線，通過前述磁通控制機構的前述磁路空隙的增減控制、和通過前述磁通控制用開關的接通/斷開而進行的逆磁場電流控制，從而以預定的規(guī)定的恒定電壓進行發(fā)電。
2.如權利要求1所述的永磁發(fā)電機，其特征在于，在前述輸出用繞線上設有在中間部接線的中間輸出線，在前述輸出線上設有全輸出用開關，在前述中間輸出線上設有與前述全輸出開關的接通/斷開相反的進行接通/斷開操作的輸出減低用開關，前述全輸出用開關、前述輸出減低用開關以及前述磁通控制用開關響應前述轉子旋轉數(shù)與前述負荷來進行接通/斷開控制，而前述輸出用繞線的圈數(shù)大于前述磁通控制用繞線的圈數(shù)。
3.如權利要求1所述的永磁發(fā)電機，其特征在于，如下這樣進行自動控制在前述轉子旋轉數(shù)大而前述負荷為部分負荷狀態(tài)時，將前述磁通控制用開關接通，從而產生抑制磁通通過前述磁通控制環(huán)而流向前述定子的前述逆磁場電流，并且前述逆磁場電流隨著前述負荷的減少而增大。
4.如權利要求3所述的永磁發(fā)電機，其特征在于，如下這樣進行自動控制在前述轉子旋轉數(shù)大并且前述負荷為無負荷狀態(tài)時，前述負荷側的阻抗變?yōu)闊o限大，電流從前述輸出用繞線通過前述磁通控制環(huán)而流向前述磁通控制用繞線，來控制磁力通過而使發(fā)電電壓減少，接著磁力線變?yōu)榱?，發(fā)電停止。
5.如權利要求1所述的永磁發(fā)電機，其特征在于，前述輸出用繞線與前述磁通控制用繞線是如下這樣連接的前述輸出用繞線的U相的輸出線與前述磁通控制用繞線的U相的輸出線相連接，前述輸出用繞線的V相的輸出線與前述磁通控制用繞線的V相的輸出線相連接，以及前述輸出用繞線的W相的輸出線與前述磁通控制用繞線的W相的輸出線相連接。
6.如權利要求1所述的永磁發(fā)電機，其特征在于，前述輸出用繞線與前述磁通控制用繞線是這樣連接的為了對應產生磁場時的延遲，前述輸出用繞線的各相的輸出線分別與后續(xù)極的前述磁通控制用繞線的各相的輸出線相連接。
7.如權利要求6所述的永磁發(fā)電機，其特征在于，在前述轉子的旋轉按U相、W相、接著V相的順序變化時，前述輸出用繞線的U相的輸出線與后續(xù)極的前述磁通控制用繞線的W相的輸出線相連接，前述輸出用繞線的W相的輸出線與后續(xù)極的前述磁通控制用繞線的V相的輸出線相連接，以及前述輸出用繞線的V相的輸出線與后續(xù)極的前述磁通控制用繞線的U相的輸出線相連接。
全文摘要
一種具有磁通控制裝置的永磁發(fā)電機，能夠通過簡單的機械裝置來響應旋轉速度，利用磁路空隙的增減來控制流向定子的磁通，同時能夠在高速時抑制流向定子的磁通，從而總是以預定的規(guī)定的恒定電壓來進行發(fā)電。定子的繞線在梳部由三相的輸出用繞線、與逆向纏繞的三相的磁通控制用繞線構成。通過磁通控制用開關將磁通控制用繞線連接到輸出用繞線。該永磁發(fā)電機能夠響應轉子轉數(shù)與負荷，通過對磁通控制用開關進行接通/斷開控制、和對磁通控制環(huán)的磁路空隙進行控制，從而以預定的規(guī)定的恒定電壓進行發(fā)電。
文檔編號H02P9/14GK1877963SQ20061008878
公開日2006年12月13日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權日2005年6月7日
發(fā)明者河村英男 申請人:富士陶瓷技術株式會社