[发明专利]感应型同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种感应型同步电机。更具体地，本发明涉及一种电动机或发电机，其包括磁性材料(电感器)，其在磁场侧上将磁通感生到预定位置，旋转轴的旋转与电枢的极性变化相同步。

背景技术

如图20所示，在JP-A-54-116610或JP-A-6-86517中公开的发电机中，旋转轴1通过轴承穿透支架2，该支架2用作外壳。励磁绕组5配置在磁轭4的外围，该磁轭被装配并固定到旋转轴1，且配置了爪形磁极6和7，以使其交替地从励磁绕组5的左右侧突出，由此转子被形成为一个整体。同时，定子绕组8被配置在支架2上，从而面对爪形磁极6和7。通过滑环9可滑动地将电功率提供到励磁绕组5。

根据上述结构，如图所示，当通过滑环9向励磁绕组5提供直流电流由此使得在励磁绕组5的右侧产生N极而在励磁绕组5的左侧产生S极时，在从右侧突出的爪形磁极6上感应出N极，并同时在从左侧突出的爪形磁极7上感应出S极。因此，可以在转子的外圆周侧上沿着其圆周方向交替地产生多个N极和多个S极。

然而，励磁绕组5被形成为转子的一部分，且需要通过滑动接触经由滑环9向旋转移动的励磁绕组5提供电功率。因此，结构变得复杂。此外，存在诸如以下的问题，如由于滑环9处的接触磨损而导致的寿命下降，以及由于滑环9处的滑动接触的不稳定而导致的功率供应的不稳定。

专利文献1：JP-A-54-116610

专利文献2：JP-A-6-86517

发明内容

本发明将要解决的问题

已经考虑到上述问题而做出了本发明，且其目的是允许一种用于向线圈提供电功率的简单结构。

解决所述问题的装置

为了解决所述问题，本发明提供了一种感应型同步电机，包括：

励磁定子，其具有励磁元件，通过该励磁元件同心地形成N极和S极；

转子，其具有N极电感器，该N极电感器由磁性材料形成且被配置为面对励磁元件的N极，以及具有S极电感器，其由磁性材料形成且被配置为面对励磁元件的S极，其中旋转轴被固定到转子；以及

电枢定子，其具有电枢线圈，该电枢线圈被配置为面对所述N极电感器以及所述S极电感器。

根据上述结构，由于励磁元件以及电枢线圈连接到相应的定子，因此不需要用于将电功率馈送到线圈的例如滑环的滑动接触部件。因此，可以简化结构，以及可以解决例如由于滑环处的接触磨损而导致的寿命下降以及功率供应的不稳定。

当转子旋转时，在励磁定子的N极产生位置处，N极电感器沿着圆周移动，同时在励磁定子的S极产生位置处，S极电感器沿着圆周移动。因此，每个电感器感应了特定的极性。励磁定子以及电枢定子可以彼此分离或者彼此结合。

在同步电机是电动机的情况下，通过周期性地改变电枢线圈的极性来进行功率馈送。因此，在电枢线圈以及N极和S极电感器之间产生了吸引力/推斥力，由此使转子旋转以及产生了旋转轴的驱动力。在同步电机作为发电机的情况下，通过旋转轴的旋转运动而使N极电感器以及S极电感器围绕轴旋转，由此使得感应电流流入电枢线圈。

励磁元件可以围绕旋转轴的轴卷绕的励磁线圈，以及部分N极电感器可以被配置为面对励磁线圈的外圆周侧以及内圆周侧的其中一个，同时部分S电感器被配置为面对另一个。

根据上述结构，当向励磁线圈提供直流电流时，在励磁线圈的外圆周侧以及内圆周侧的其中一个上产生了N极，同时在另一个上产生了S极，由此使得N极和S极可以是同心的。因此，可以使得N极电感器和S极电感器利用单个励磁线圈产生多极的磁场。相应地，可以简化线圈绕组的制造，由此可以提高制造效率。

可选地，励磁元件可以是围绕旋转轴的轴配置的永磁体，以及部分N极电感器被配置为面对永磁体的N极侧，同时部分S极电感器被配置为面对永磁体的S极侧。

根据上述结构，永磁体被配置到所述励磁定子。因此，提高了感应型同步电机的制造效率，以及可以简化结构。

此外，在根据本发明的感应型同步电机是感应型电动机的情况下，即使当永磁体被用作励磁元件时，该感应型电动机也可以充分地处理从1kW到5MW的输出功率，由此减小了感应型同步电机的尺寸。

励磁元件以及电枢线圈中的至少其中之一由超导材料形成。