JP2005520470A - Motor / alternator / synchronous generator universal device - Google Patents
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Abstract
モーター/交流発電機/同期発電機万能機器であって、
断面図で見て複数の面(14a〜d)を持ち、これらの各面(14a〜d)上に複数の磁石またはコイル(13)を有する、少なくとも1つの可動体(11)(例えば、ローターまたはシャトル)と、
これらの各可動体(14)を取り囲む複数の電気導体組立品であって、これらの組立品には、それぞれ複数の電気導体(15)が有り、これらの組立品の各電気導体(15)は、磁石またはコイル(13)を有する一つの可動体部品(11)の面(14a〜d)と対応した面を持ち、これらの面がほぼ同一面となるように配置されている複数の電気導体組立品(15)(例えば、ステーター巻線またはソレノイド)、ならびに
これらの電気導体(15)組立品の電気導体に電力を供給して、それにより可動体(11)と相互に作用して、この可動体(11)を動かす磁界を作り出す手段、または、この可動体(11)を機械的に動かして、それにより電気導体組立品の電気導体(15)に電流を誘導する手段、
を有する機器。Motor / alternator / synchronous generator universal equipment,
At least one movable body (11) (eg, a rotor) having a plurality of surfaces (14a-d) as viewed in cross-section and having a plurality of magnets or coils (13) on each of these surfaces (14a-d) Or shuttle),
A plurality of electric conductor assemblies surrounding each of these movable bodies (14), each of which has a plurality of electric conductors (15), and each electric conductor (15) of these assemblies is A plurality of electric conductors having surfaces corresponding to the surfaces (14a to 14d) of one movable body component (11) having a magnet or a coil (13), and these surfaces being substantially the same surface Power is supplied to the assembly (15) (eg, stator windings or solenoids), as well as the electrical conductors of these electrical conductors (15), thereby interacting with the movable body (11) and Means for creating a magnetic field that moves the movable body (11), or means for mechanically moving the movable body (11), thereby inducing current in the electrical conductor (15) of the electrical conductor assembly;
Having equipment.
Description
本発明は、様々な形態で機能することができる新しい機器であり、実現可能な多様な実施形態における特定の展開方法に依存して、電気エネルギーを機械エネルギーに、または機械エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。例えば、交流発電機または同期発電機の中枢部として機能することができる。さらに、電気モーターとして展開することもできる。したがって、ここで用いているように、『モーター/交流発電機/同期発電機万能機器』という用語は、当業者が本機器を様々な実施形態で利用することができるという、形態の多様性を示すことを意図したものである。より具体的には、こうした実施形態には、ACモーター(単相または多相)、AC発電機(単相または多相)、DCモーター、DC発電機、ユニバーサルモーター、ステッピングモーター、サーボモーター、スイッチトリラクタンス(SR)モーター、リニアモーター、パンケーキモーター、高速/高加速度モーターにおける必須部品として使用される場合がある(しかし、それらに限定されるものではない)。当業者であれば、本発明が、前述したようなタイプの電気機械装置において、電気エネルギーを機械エネルギーに、または機械エネルギーを電気エネルギーに変換する役割を果たしている従来の組立品を効率的に置換するものであることがわかるはずである。本技術分野は、当業者が、電気エネルギーを機械エネルギーに、または機械エネルギーを電気エネルギーに変換する役割を果たす必須部品として本発明を利用するシステムを設計するための文献資料で満ち溢れている。 The present invention is a new device that can function in various forms and converts electrical energy into mechanical energy or mechanical energy into electrical energy, depending on the particular deployment method in the various possible embodiments. To do. For example, it can function as a central part of an AC generator or a synchronous generator. Furthermore, it can be developed as an electric motor. Thus, as used herein, the term “motor / alternator / synchronous generator universal device” refers to the variety of forms that those skilled in the art can use the device in various embodiments. It is intended to show. More specifically, such embodiments include AC motors (single phase or multiphase), AC generators (single phase or multiphase), DC motors, DC generators, universal motors, stepping motors, servo motors, switches. It may be used as (but is not limited to) an essential component in trilactance (SR) motors, linear motors, pancake motors, high speed / high acceleration motors. One skilled in the art will effectively replace the conventional assembly that serves to convert electrical energy into mechanical energy or mechanical energy into electrical energy in an electromechanical device of the type described above. You should know what you want to do. The art is full of literature for those skilled in the art to design systems that utilize the present invention as essential components that serve to convert electrical energy into mechanical energy or mechanical energy into electrical energy.
本出願は、2001年5月16日に出願された、特許文献1の発明に基づき優先権を主張して行うものである。
以下の米国特許の特許文献は、本発明に関連すると思われるが、本発明に対して何らの示唆を与えるものではない。
最も広義の実施形態においては、このモーター/交流発電機/同期発電機万能機器は、次のものを備えるものと考えることができる。 In the broadest embodiment, this motor / alternator / synchronous generator universal device can be considered to comprise:
・シャトルやローターのような、少なくとも一つの可動部または複数の可動部であって、これらの可動部は、断面図で見て複数の面を有し、これらの各面が、その面上に複数の磁石またはコイルを有するもの。 -At least one movable part or a plurality of movable parts, such as a shuttle or a rotor, and these movable parts have a plurality of surfaces when viewed in a sectional view, and each of these surfaces is on that surface. One with multiple magnets or coils.
・これらの各可動部を取り囲む複数の電気導体組立品(例えば、ステーター巻線またはソレノイド)であって、これらの電気導体組立品の電気導体は、磁石を有する一つの可動部部品の面と対応した面を持ち、これらの面がほぼ同一面となるように配置されているもの。 A plurality of electrical conductor assemblies (eg, stator windings or solenoids) surrounding each of these movable parts, the electrical conductors of these electrical conductor assemblies corresponding to the surface of one movable part part having a magnet That have the same surface, and these surfaces are almost the same surface.
・電気導体組立品の電気導体に電力を供給し、それにより磁界を作り出し、この磁界が対応する可動部の磁石による磁界との間で相互に作用して、それによりこの可動部を動かす手段、またはこの可動部を機械的に動かし、それにより電気導体組立品の電気導体に電流を誘導する手段。 Means for supplying power to the electrical conductors of the electrical conductor assembly, thereby creating a magnetic field, which interacts with the magnetic field of the magnet of the corresponding movable part, thereby moving this movable part; Or means for mechanically moving the movable part, thereby inducing current in the electrical conductors of the electrical conductor assembly.
一つの特に好ましい実施形態においては、本発明は以下の構成要素を有する。 In one particularly preferred embodiment, the present invention comprises the following components:
(a) 断面図で見て複数の面を有し、これらの各面が、その面上に複数の磁石またはコ イルを有する、少なくとも1つのローター。 (a) at least one rotor having a plurality of surfaces as viewed in cross-section, each of which has a plurality of magnets or coils on the surfaces.
(b) これらの各ローターを取り囲む複数のステーター組立品であって、これらには、それぞれ複数の巻線が有り、これらの組立品の各ステーターが、磁石を有する一つのローターの面と対応した面を持ち、これらの面がほぼ同一面となるように配置されている複数のステーター組立品。 (b) a plurality of stator assemblies surrounding each of these rotors, each having a plurality of windings, each stator of these assemblies corresponding to the face of one rotor having a magnet A plurality of stator assemblies having surfaces and arranged so that these surfaces are substantially the same surface.
(c) (i) これらのステーター組立品の巻線に電力を供給し、それにより磁界を作り出し、この磁界が対応するローターの磁界との間で相互に作用して、このローターを回転させる手段、または、
(ii)このローターを機械的に回転させ、それによりステーター組立品の巻線に電流を誘導する手段。
(c) (i) means for supplying power to the windings of these stator assemblies, thereby creating a magnetic field that interacts with the magnetic field of the corresponding rotor to rotate the rotor. Or
(ii) means for mechanically rotating the rotor, thereby inducing current in the windings of the stator assembly;
図1は、前述した第二の実施形態の斜視分解図であり、ローター11およびステーター組立品12aと12bを示している。ここに描かれたローターの実施形態においては、磁石13は、好ましくは永久磁石であり、4つの面14a,14b,14cおよび14d上にあり、面14cおよび14dは、それぞれ反対側にある14a,14bの面で、部分的に隠れている。これらの磁石13は、斥力を持つ実質的に恒久的な磁束密度を保持する素材から構成される必要がある。このタイプの代表的な磁性材料には、フェライトセラミック、サマリウムコバルトのボンド磁石、ならびにネオジム−鉄−ボロン(Nd−Fe−B)系焼結磁石の混合物があるが、これらに限定されるものではない。
FIG. 1 is an exploded perspective view of the second embodiment described above, showing a rotor 11 and
図1では、ステーター組立品12aおよび12bには、それぞれ複数の巻線がある。この組立品の個々のステーターにあるこれらの巻線は、種々の巻線構造が可能であるが(例えば、円錐形の構造)、磁石を有するローター面と対応した面を持ち、これらの面がほぼ同一面(もしくはほぼ180度の方向)となるように配置される。望ましくない渦電流の干渉を避けるため、ローターおよびステーター組立品に関連する磁界は、それぞれ(後で説明するが、図4に見られるように)互いにほぼ90度の角度になることが望ましい。このような構成は、こうした新しい構成を持たない従来のモーター/交流発電機/同期発電機万能機器の構造と比べて、磁気結合の度合いを高め、ここで描かれているプラットフォームが非常に高い磁束効率を持つようにするものである。これらのステーター組立品は、動力取出し面を除いて、ローターを取り囲むことができる。さらに、この動力取出し面は、本機器の筐体20内に配置される、遊星歯車群と出力軸、または突出したギアを持つことができる。これらの巻線は、システムからの能動的な制御を持つ形と持たない形の両方の形式で、これらの巻線に電力を供給するための複数の接点を有する。符号17のローターセンターと固定連結され、各ステーター組立品12aと12bの中央開口部18を貫く中心軸16と、エンドプレート19とで、この組立品は完成する。
In FIG. 1, the
図1に描かれている一般的なローター/ステーターは、この技術分野でよく知られている手法を用いて、従来の手段と調整、結合され、モーターとして、交流発電機として、あるいは同期発電機として機能する。例えば、従来の手段(ここでは表示されていない)で、ステーター組立品の巻線に電流を流すことにより、この巻線に電力を供給し、それによって(電流が流れる方向に対し90度の角度で作用する)磁界を作り出し、この磁界が、この磁界と対応するローターの永久磁石により生成される磁力線との間で相互に作用し、可動部を回転させるようにすると、この構造はモーターとして機能する。逆に、軸とそれに接続しているローターを(ここでは描かれていない従来の手段を使って)機械的に回転させ、巻線内に電流を誘導するようにすると、図1に示した組立品は発電機として機能する。 The general rotor / stator depicted in FIG. 1 is coordinated and coupled with conventional means using techniques well known in the art, as a motor, as an alternator, or as a synchronous generator. Function as. For example, by means of conventional means (not shown here), current is supplied to the winding of the stator assembly, thereby supplying power to this winding, thereby forming an angle of 90 degrees with respect to the direction of current flow. This structure acts as a motor by creating a magnetic field that interacts with the magnetic field lines generated by the corresponding permanent magnets of the rotor and rotating the moving parts. To do. Conversely, when the shaft and the rotor connected to it are mechanically rotated (using conventional means not depicted here) to induce current in the winding, the assembly shown in FIG. The product functions as a generator.
図2は、四角形の断面を持つローター11の断面図であり、ローター面14および永久磁石13をより明確に示している。ローター断面の好ましい形には、四角形、三角形、多面または二面(すなわち、2つ以上の領域を持つ平板)の構造がある。本発明に関するローター構造は、いずれも一つまたは複数のローターの複数の面上において、磁束が360 度に渡って放射されるように構成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotor 11 having a quadrangular cross section, showing the
図3は、別の実施形態を示しており、ここでは、磁石と、これらの磁石を取り囲む、電流を流したときに磁界を発生する電気導体を持つ組立品の配置に関して、図1に示されている機器利用の基礎を成す同じ一般的原理を用いたリニアモーター機器が構成されている。この機器は、ガイドロッド35上に可動シャトルを有し、その表面には複数の永久磁石32が埋め込まれ、複数のソレノイド組立品33がこのシャトルを取り囲み、この組立品の各ソレノイドは、磁石を有するシャトルの表面と対応した面を持ち、これらの面がほぼ同一面となるように配置されている。このソレノイドに電力を供給し、それにより磁界を作り出し、この磁界が、この磁界と対応するシャトルによる磁界との間で相互に作用して、シャトルを動かす手段、または機械的にシャトルを動かし、それによってソレノイド組立品のソレノイドに電流を誘導する手段を備える。
FIG. 3 illustrates another embodiment, which is illustrated in FIG. 1 with respect to the arrangement of magnets and assemblies that enclose these magnets and that have electrical conductors that generate a magnetic field when a current is applied. Linear motor equipment is constructed using the same general principles that form the basis of the equipment used. This device has a movable shuttle on a
これらの磁石とステーター/ソレノイドの一つの可能な構造が図4に示されており、ステーター/ソレノイド組立品32の磁性材料の巻線33および36(直列に配線されている右巻きコイルおよび左巻きコイル)により磁束が生成される。この場合、この磁束は、ローター/シャトル31が有する永久磁石34により、空隙を通って、集束、集中される。それから、この磁束は、ローター/シャトル31および反対側の磁石35を通って行き、2番目の空隙を通って集束され、反対側にあるステーター/ソレノイド36(左巻きコイル)へと入って行く。そして、自由空間または磁性材料を通って行くことで、この磁束は、その磁気回路を完結する。
One possible construction of these magnets and stator / solenoid is shown in FIG. 4 and includes
図5は、この機器の断面図であり、磁束の経路を示している。この図では、明確にすることのみを期しているために、自由空間を通る(磁気回路を完結する)磁束の戻り経路は図示されていない。この箇所においても、磁束が磁性材料と結合して、そこに誘導され、それによって、この磁気回路の全体の磁気抵抗を減少させ、磁石に与える力を増加させている。この図でも、同じく反対側のステーター/ソレノイド組立品を通る磁束の経路の対応する鏡像構成は図示されていない。 FIG. 5 is a cross-sectional view of this device, showing the path of the magnetic flux. In this figure, for the sake of clarity only, the return path of the magnetic flux through free space (which completes the magnetic circuit) is not shown. Again, magnetic flux is coupled to and induced in the magnetic material, thereby reducing the overall reluctance of the magnetic circuit and increasing the force applied to the magnet. Again, the corresponding mirror image configuration of the flux path through the opposite stator / solenoid assembly is not shown.
交流電流により生成される通常の固有の回転磁束を利用するようにステーター/ソレノイドの巻線を結線するか、または能動的な制御機構を用いて、巻線対に順々に電力を供給することにより、交番する引力と反発力(交流の場合)か、または順々に発生する引力(制御機構を用いた場合)をローター/シャトルに作用させ、電気エネルギーを機械エネルギーに変えて、それによりローター/シャトルおよびローター/シャトルに取り付けられている付属物を動かすことができる。 Connect stator / solenoid windings to take advantage of the normal inherent rotating magnetic flux generated by alternating current, or use an active control mechanism to power the winding pairs in sequence. Causes the rotor / shuttle to act on the rotor / shuttle by alternating alternating and repulsive forces (in the case of alternating currents) or in turn (if using a control mechanism), thereby converting the electrical energy into mechanical energy, thereby the rotor / Shuttle and accessories attached to the rotor / shuttle can be moved.
永久磁石の集束効果と、その結果増大するローター/シャトルに作用する力を評価するためには、この装置を可能な最小要素、すなわち一つの磁石群とこれに対応する一つのステーター/ソレノイド群に縮減してみるのが最良である。そして、サイクルにおける引力と反発力部分(交流の場合)もしくは順々に発生する引力(制御機構を用いた場合)の間に、これらの要素に作用する力を通常の磁気回路法を用いて分析することができる。 In order to evaluate the focusing effect of the permanent magnets and the resulting force acting on the rotor / shuttle, this device can be integrated into the smallest possible element: one magnet group and one corresponding stator / solenoid group. It is best to try to reduce it. And, between the attractive force and repulsive force part in the cycle (in the case of alternating current) or the attractive force generated in sequence (in the case of using the control mechanism), the force acting on these elements is analyzed using a normal magnetic circuit method. can do.
引力段階では、ステーター/ソレノイドとローター/シャトルを通る磁束は、数学的に次のように表すことができる(静態において)。
Ym,core=nI/[2R1 +2(x1/u0Aag) +2Ym,pm+ (x2/u0Amg) + (x3/u0Arg)]
ここで、
n=コイルの巻線数
I=アンペア単位での電流値
R1=ステーター/ソレノイドコアの磁気抵抗
x1/u0Aag=ステーター/ソレノイド面とローター/シャトル面間の空隙の磁気抵抗
Y m,pm=永久磁石の磁束
x2/u0Amg=ローター/シャトルの磁石間の空隙の磁気抵抗
x3/u0Arg=反対側のステーター/ソレノイド裏面(戻り経路)間の空隙の磁気抵抗
x1,x2,x3=各空隙の磁路の長さ
Azz=対応する空隙の断面積
動態においては、この式は、
dYm,core/dφ={ndI/dt/[2R1 +2((dx1/dφ)u0Aag) + (x2/u0Amg) + (x3/u0Arg)]} +2Ym,pm
と表される。
ここで、dφ=ローター/シャトル部の直線方向もしくは角方向の変位の変化であり、反発力の段階における、ステーター/ソレノイドおよびローター/シャトルを通る磁束は、数学的に次のように表すことができる。
dYm,core/dφ={-ndI/dt/[2R1+2((dx1/dφ)u0Aag) + (x2/u0Amg) + (x3/u0Arg)]} +2Ym,pm
サイクル中の引力と反発力両方の段階における、対向する磁石群に対して、ステーター/ソレノイド巻線が及ぼす力を、図5を参照して、上に定義した式により求められる。
Fmax = -1/(u0Aag)*Y2 m,core[静態における引力]
Fmax = 1/(u0Aag)*Y2 m,core[静態における反発力]
Ym,core= Bav*Aagで、これらの式は、以下のように書き換えることができる。
Fmax =-Aag/u0* Bav 2 [静態における引力]
Fmax = Aag/u0* Bav 2 [静態における反発力]
ローター/シャトルに作用する力の成分のみが、ローター/シャトルの作動に寄与するので、力のベクトルをその個々の成分に分解しなければならない。したがって、図5においては、 Fy 成分だけが対象となる。それゆえ、この力は分解されると、磁石がステーター/ソレノイド面に近づくにつれて、正弦波状に変化するものとなる。
Fy = Fmax Sin φ
ここで、φ=磁石面とステーター/ソレノイド面間の角度である。
In the attractive phase, the magnetic flux through the stator / solenoid and the rotor / shuttle can be expressed mathematically (in static) as follows:
Y m, core = nI / [2R 1 +2 (x1 / u 0 A ag ) +2 Y m, pm + (x2 / u 0 A mg ) + (x3 / u 0 A rg )]
here,
n = number of turns of coil I = current value in amperes
R 1 = Magnetoresistance of stator / solenoid core
x1 / u 0 A ag = Magnetoresistance of air gap between stator / solenoid surface and rotor / shuttle surface
Y m, pm = permanent magnet magnetic flux
x2 / u 0 A mg = Magnetoresistance of air gap between rotor / shuttle magnets
x3 / u 0 A rg = Magnetoresistance of the gap between the opposite stator / solenoid back (return path)
x1, x2, x3 = length of magnetic path of each air gap
A zz = Cross -sectional area of the corresponding gap
In kinetics, this equation is
dY m, core / dφ = {ndI / dt / [2R 1 +2 ((dx1 / dφ) u 0 A ag ) + (x2 / u 0 A mg ) + (x3 / u 0 A rg )]} + 2Y m, pm
It is expressed.
Here, dφ = change in linear or angular displacement of the rotor / shuttle part, and the magnetic flux passing through the stator / solenoid and the rotor / shuttle in the repulsive force stage can be expressed mathematically as follows: it can.
dY m, core / dφ = {-ndI / dt / [2R 1 +2 ((dx1 / dφ) u 0 A ag ) + (x2 / u 0 A mg ) + (x3 / u 0 A rg )]} + 2Y m , pm
The force exerted by the stator / solenoid winding on the opposing magnet groups in both the attractive and repulsive phases of the cycle is determined by the equations defined above with reference to FIG.
F max = -1 / (u 0 A ag ) * Y 2 m, core [Attraction in static state]
F max = 1 / (u 0 A ag ) * Y 2 m, core [Repulsive force in static state]
Y m, core = B av * A ag , and these equations can be rewritten as follows.
F max = -A ag / u 0 * B av 2 [Attraction in static state]
F max = A ag / u 0 * B av 2 [Repulsive force in static state]
Since only the force component acting on the rotor / shuttle contributes to the operation of the rotor / shuttle, the force vector must be broken down into its individual components. Therefore, in FIG. 5, only the Fy component is targeted. Therefore, when this force is resolved, it will change sinusoidally as the magnet approaches the stator / solenoid surface.
F y = F max Sin φ
Here, φ = angle between the magnet surface and the stator / solenoid surface.
そして、動態においては、この式は、
dFy /dφ= Fmax d(Sinφ) /dφ
となる。
And in dynamics, this equation is
dF y / dφ = F max d (Sinφ) / dφ
It becomes.
これらの式の意味するところを考えると、次の結論に至る。空隙における力は、空隙を通る磁束の二乗およびその磁束密度の二乗に比例する。 Given the implications of these equations, we come to the following conclusions: The force in the air gap is proportional to the square of the magnetic flux through the air gap and the square of its magnetic flux density.
磁束は、磁石を通って磁気抵抗の最も小さい経路をたどるので、永久磁石を使用することにより、サイクルの引力段階での空隙における磁束密度は、効果的に高められ、可能な最小の断面積、すなわち永久磁石の断面積に閉じ込め、集束される。 Since the magnetic flux follows the path of least reluctance through the magnet, by using a permanent magnet, the magnetic flux density in the air gap during the attractive phase of the cycle is effectively increased and the smallest possible cross-sectional area, That is, it is confined and focused on the cross-sectional area of the permanent magnet.
断面積を最小化し、空隙における磁束密度を最大化すると、サイクルの引力と反発力の段階における、ローター/シャトルに作用する力を最大化することができる。 Minimizing the cross-sectional area and maximizing the magnetic flux density in the air gap can maximize the force acting on the rotor / shuttle at the cycle attractive and repulsive stages.
上で述べたように、当業者は、現在この技術分野において既知の従来型のおよび異なったローター/ステーター構造で用いられている別の従来型の部品を使用して、図1に示す組立品を多様な装置に利用することができる。当業者であれば、標準的な参考文献(例えば、非特許文献1を参照。参考として、この文献の全文をこの箇所に組み入れるものとする。)を参照して、次の構造のどれをも容易に構成することができる。
以下のものは、好ましい実現可能な構造の一覧であるが、すべてを残らず挙げたものではない。 The following is a list of preferred feasible structures, but not exhaustive.
ACまたはDC誘導モーター:スチールラミネート61をローター内部に組み込むことにより、誘導モーターを構築することができる。図6を参照。
AC or DC induction motor: An induction motor can be constructed by incorporating the
ACモーター:従来の能動的な制御が用いられていない場合、モーターは単相もしくは多相ACモーターとして機能させることができる。二つの異なる動作電圧のうちの一つの電圧でモーターを作動させるためには、同相に属する巻線を直列もしくは並列の形で配線する。 AC motor: If conventional active control is not used, the motor can function as a single-phase or multi-phase AC motor. In order to operate the motor with one of two different operating voltages, the windings belonging to the same phase are wired in series or in parallel.
DCモーター:整流子を使用して、モーターがDCモーターとして機能するようにすることができる。 DC motor: A commutator can be used to allow the motor to function as a DC motor.
AC/DCモーター万能機器:この場合、整流子を使用するとともに、モーターがこの形態で作動するように巻線を接続する。 AC / DC motor universal equipment: In this case, a commutator is used and the windings are connected so that the motor operates in this configuration.
巻線形モーター:前述のとおり、巻線71をローターに取り付ける(誘導形モーター)。図7を参照。 Winding motor: As described above, the winding 71 is attached to the rotor (induction type motor). See FIG.
ブラシレスサーボモーター:この場合、能動的な制御機構を使用し、ステーター巻線は、台形トルク特性を生み出すためにY字接続の三相巻線構成に形成する。 Brushless servomotor: In this case, an active control mechanism is used, and the stator winding is formed in a Y-connected three-phase winding configuration to produce a trapezoidal torque characteristic.
パンケーキモーター:厚さに比べて直径の大きいモーターを、すべてパンケーキモーターと呼ぶことができる。これらのモーターは、一般にはトルクモーターと呼ばれ、ダイレクトドライブ能力を持ち、機械的なトランスミッションを必要とせずに、動力を負荷に伝えることができる。 Pancake motor: All motors with a diameter larger than the thickness can be called pancake motors. These motors are generally called torque motors, have direct drive capability, and can transmit power to a load without the need for a mechanical transmission.
ステッピングモーター:ローターを脈動および制動するために、能動的な制御機構を使用して、それにより回転を離散的に増分してゆく形でローターを動かし、モーターをステッピングモーターとして機能させる。 Stepping motor: An active control mechanism is used to pulsate and brake the rotor, thereby moving the rotor in discrete incremental increments, causing the motor to function as a stepping motor.
スイッチトリラクタンスモーター:この実施形態では、回転磁界を発生させるために、位相の対毎に独立して、順々にコイル巻線に電力を供給するために、能動的な制御機構を用いる。複数の永久磁石を、極の対として構成し、それらの極の対が回転磁界に追随するようにしている。 Switched reluctance motor: In this embodiment, an active control mechanism is used to power the coil windings in turn, independently of each pair of phases, to generate a rotating magnetic field. A plurality of permanent magnets are configured as a pair of poles, and the pair of poles follows the rotating magnetic field.
高速/高加速度モーター:能動的な制御機構を用いて、電界を高周波の正弦波形に変化させる形でコイル巻線に電力を供給する。 High-speed / high-acceleration motor: Uses an active control mechanism to supply power to the coil windings by changing the electric field into a high-frequency sine waveform.
モーター/交流発電機/同期発電機:この装置を能動的に制御する形あるいは制御しない形で、巻線を外部より制御し、巻線の各部の接続を切り換えて、この装置が、ローターと付属の組立品の運動エネルギーを利用して、電流を発生させることができるか否かを制御する。例えば、この電流を局部的な電力系統に戻すことができる。 Motor / alternator / synchronous generator: This device is attached to the rotor by controlling the winding from the outside, switching the connection of each part of the winding, with or without actively controlling this device The kinetic energy of the assembly is used to control whether a current can be generated. For example, this current can be returned to the local power system.
交流発電機/同期発電機:この装置を能動的に制御する形あるいは制御しない形で、巻線を外部より制御し、巻線の各部の接続を切り換えて、この装置が、ローターと付属の組立品の運動エネルギーを利用して、永久磁石との相互作用により電流を発生させることができるか否かを制御する。さらに、この電流を局部的な電力系統に戻すことができる。そして、必要な場合、機器の筐体内に配置された遊星歯車群と入力軸か、あるいはモーターの筐体の表面から突き出たギアを有するローターを、動力を入力する面を除いて、ステーター組立品で完全に取り囲むことができる。図8は、遊星歯車群81を組み込むための、可能なローターの改変方法を示している。
Alternator / synchronous generator: The device is controlled externally with or without active control of this device, and the connection of each part of the winding is switched, and this device is assembled to the rotor and attached assembly. The kinetic energy of the product is used to control whether or not an electric current can be generated by interaction with the permanent magnet. Furthermore, this current can be returned to the local power system. And, if necessary, a stator assembly that includes a planetary gear group and an input shaft arranged in the housing of the device or a rotor having a gear protruding from the surface of the motor housing, except for a surface for inputting power. Can be completely surrounded by. FIG. 8 shows a possible rotor modification method for incorporating the
以上の記述と添付した図面は、本発明の一定の実施形態を単に説明することを意図したものであり、制限的な意味に解釈されるべきではない。本発明の保護を求める範囲は、添付した請求の範囲に記載されている。 The above description and accompanying drawings are merely intended to illustrate certain embodiments of the invention and should not be construed in a limiting sense. The scope of the protection sought after is set forth in the appended claims.
11 ローター
12 ステーター組立品
12a ステーター組立品(内側)
12b ステーター組立品(外側)
13 磁石
14 ローター面
14a ローターの内側面
14b ローターの外側面
14c ローターの内側面(一部隠れている)
14d ローターの外側面(一部隠れている)
15 巻線
16 中心軸
17 ローターセンター
18 中央開口部
19 エンドプレート
20 筐体
21 ベアリング
22 ベアリング収納部
31 ローター/シャトル
32 永久磁石,ステーター/ソレノイド組立品
33 ステーター/ソレノイド組立品,ソレノイド/巻線
34 ソレノイド/巻線,磁石
35 ガイドロッド,磁石
36 ソレノイド/巻線
61 スチールラミネート
71 巻線
81 遊星歯車群
F 磁石とステーター/ソレノイド間の力
Fx ,Fy 力の成分
11
12b Stator assembly (outside)
13
14d Rotor outer surface (partially hidden)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15
Claims (24)
(a) 断面図で見て複数の面を持ち、これらの各面上に複数の磁石またはコイルを有する、少なくとも1つの可動体と、
(b) これらの各可動体を取り囲む複数の電気導体組立品であって、これらの組立品には、それぞれ複数の電気導体が有り、これらの組立品の各電気導体は、磁石を有する一つの可動体部品の面と対応した面を持ち、これらの面がほぼ同一面となるように配置されている複数の電気導体組立品、ならびに
(c) (i) これらの電気導体組立品の電気導体に電力を供給して、それにより可動体と相互に作用して、この可動体を動かす磁界を作り出す手段、または、
(ii)複数の磁石を有するこの可動体を機械的に動かして、それによりこれらの電気導体組立品の電気導体に電流を誘導する手段、
を有する機器。 Motor / alternator / synchronous generator universal equipment,
(a) at least one movable body having a plurality of surfaces as seen in a sectional view and having a plurality of magnets or coils on each of the surfaces;
(b) a plurality of electrical conductor assemblies surrounding each of these movable bodies, each of these assemblies having a plurality of electrical conductors, and each electrical conductor of these assemblies has a single magnet. A plurality of electrical conductor assemblies having surfaces corresponding to the surfaces of the movable body parts, and the surfaces being arranged so as to be substantially the same surface; and
(c) (i) means for supplying electrical power to the electrical conductors of these electrical conductor assemblies and thereby interacting with the movable body to create a magnetic field that moves the movable body, or
(ii) means for mechanically moving this movable body having a plurality of magnets, thereby inducing current in the electrical conductors of these electrical conductor assemblies;
Having equipment.
(a) 断面図で見て複数の面を持ち、これらの各面上に複数の磁石を有する、少なくとも1つのローターと、
(b) これらの各ローターを取り囲む複数のステーター組立品であって、これらの組立品には、それぞれ複数の巻線が有り、これらの組立品の各ステーターは、磁石を有する一つのローターの面と対応した面を持ち、これらの面がほぼ同一面となるように配置されている複数のステーター組立品、ならびに
(c) (i) これらのステーター組立品の巻線に電力を供給して、それにより対応するローターの磁力線と相互に作用して、このローターを回転運動させる磁界を作り出す手段、または、
(ii)このローターを回転させて、それによりこれらのステーター組立品が保持する巻線に電流を誘導する手段、
を有する機器。 Motor / alternator / synchronous generator universal equipment,
(a) at least one rotor having a plurality of surfaces when viewed in cross-section and having a plurality of magnets on each of these surfaces;
(b) a plurality of stator assemblies surrounding each of these rotors, each of these assemblies having a plurality of windings, each stator of these assemblies having a rotor surface with a magnet; A plurality of stator assemblies having surfaces corresponding to each other and arranged so that these surfaces are substantially the same surface; and
(c) (i) means for supplying electric power to the windings of these stator assemblies, thereby interacting with the corresponding magnetic field lines of the rotor and creating a magnetic field that causes the rotor to rotate, or
(ii) means for rotating the rotor, thereby inducing current in the windings held by these stator assemblies;
Having equipment.
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