[发明专利]具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机以及电机系统

说明书

技术领域

本发明涉及具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机以及电机系统，详细地说，涉及一边使旋转体旋转而作为电机发挥作用一边通过该旋转体的旋转直接发电的具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机以及包含该无刷直流电机的电机系统。

背景技术

以往，在通过使电机旋转而进行发电的情况下，将电机与发电机机械连结。但是，电机与发电机的构造相同，在供给电力使旋转体旋转而得到驱动力的情况下称为电机，在通过驱动力使旋转体旋转而在绕组中产生电动势的情况下称为发电机。因此，已试行使旋转体旋转而作为电机发挥作用并且通过该旋转体的旋转进行发电，即，使用同一旋转体同时发挥电机的功能与发电机的功能。作为这样的试行的结果的一例，发明了专利文献1所记载的磁力旋转式电动发电机。

专利文献1所记载的磁力旋转式电动发电机，设有永磁体的旋转体与电磁体，由此发挥电机的功能与发电机的功能。更具体地说，在旋转体的永磁体与电磁体接近时变为旋转模式，通过永磁体与电磁体之间的磁力的作用以及反作用使旋转体旋转，在永磁体超过电磁体的附近直到接近相邻的电磁体的期间变为发电模式，永磁体使电磁体的绕组的周围的磁场变化而产生由电磁感应引起的电动势。

专利文献1：特开2005-245079号公报

发明内容

但是，在专利文献1所记载的磁力旋转式电动发电机中，将1个电磁体切换为旋转模式和发电模式而分时地实现电机的功能和发电机的功能。因此，在该磁力旋转式电动发电机中，存在不能连续得到电动势的问题。

因此，本发明的目的在于提供能够发挥可以使用同一旋转体得到连续的电动势的发电功能的具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机以及包含该无刷直流电机的电机系统。

为了达成上述的目的，权利要求1所记载的具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机，其特征在于，具备：框架；圆盘，其旋转自如地安装于所述框架；板状的多个永磁体，其在所述圆盘上等间隔地配置于该圆盘的周边，在表面以及背面形成有磁极；预定数量的第1磁性体芯，其与所述多个永磁体相对应地固定于所述框架；第1绕组，其被卷绕于所述第1磁性体芯的各个，被供给直流电流；预定数量的第2磁性体芯，其固定于所述框架；和第2绕组，其被卷绕于所述第2磁性体芯，连接于电力消耗装置；以通过圆盘的中心和该永磁体的中心的直线与该永磁体的磁极面的中心的法线所成的角度为大于0°小于等于60°的方式，对所述永磁体定位，由此，在向所述第1绕组连续供给了直流一定电流的情况下，在所述永磁体的旋转角度和电磁转矩的特性曲线中，产生使所述圆盘反向旋转的旋转角度范围窄而值大的大值窄角度转矩、和使所述圆盘正向旋转的旋转角度范围宽而值小的小值宽角度转矩，所述永磁体的旋转角度是以所述第一磁性体芯为基准对稳定平衡动作状态下的所述永磁体测得的，所述稳定平衡动作状态是在不向所述第1绕组供电时由所述第1磁性体芯与所述永磁体的吸引力产生的制动转矩变为0的状态，所述电磁转矩是由所述第1绕组的电流和所述永磁体产生的，仅在产生所述大值窄角度转矩时或者产生所述小值宽角度转矩时的某一时向所述第1绕组供电。

权利要求2所记载的具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机，在权利要求1所记载的具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机中，其特征在于，具备2个互相同轴地固定的所述圆盘，配置于一方的所述圆盘的永磁体与配置于另一方的所述圆盘的永磁体的极性相反，所述第1磁性体芯被固定为一方的端部与配置于一方的所述圆盘的所述永磁体对应、另一方的端部与配置于另一方的所述圆盘的所述永磁体对应。

权利要求3所记载的具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机，在权利要求1或2所记载的具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机中，其特征在于，所述第1磁性体芯存在偶数个，所述第1磁性体芯被固定于所述圆盘的某一位置和距该位置180°的位置，并且在卷绕于该第1磁性体芯的相对的2个第1绕组中流动相同的电流；而且所述第2磁性体芯存在偶数个，所述第2磁性体芯被固定于所述圆盘的某一位置和距该位置180°的位置，并且在卷绕于该第2磁性体芯的相对的2个第2绕组中流动相同的电流。

权利要求4所记载的具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机，在权利要求1至3的任一项所记载的具备交流电压输出绕组的单向通电型无刷直流电机中，其特征在于，所述框架以及所述圆盘由非金属的材料形成。