[发明专利]旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种在定子上具有励磁绕组的旋转电机。

背景技术

发电机通常是在转子的转速(旋转速度)升高时输出增大。例如，大容量的风力发电需要输入螺旋桨的旋转能。螺旋桨的旋转速度在多数情况下会显著降低。在将这种螺旋桨与发电机直接连接来进行发电的情况下，需要巨大的发电机。为了使发电机小型化，有时会利用具有齿轮的机械式增速装置来增加螺旋桨的旋转速度。

近年来，风力发电的大容量化正在发展，在上述机械式增速装置中，存在无法满足所要求的发电容量的可能性。

作为解决上述问题的方法，已知在例如专利文献1中公开的那样，利用磁齿轮来获得增速效果。上述磁齿轮是与发电机比较类似的技术，因此，能够使磁齿轮和发电机一体化。在具有磁齿轮的旋转电机中，利用磁齿轮使旋转磁场增速，从而在上述旋转磁场的作用下，在三相电枢绕组中发电。

专利文献1：日本专利特表2009-535012号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在使用专利文献1所公开那样的磁齿轮的发电机中，转子的结构复杂。在转子的结构复杂化时，制造成本等就会增大。

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于在结构更简单的旋转电机中获得由磁齿轮带来的增速效果。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的，本发明的旋转电机的特征是，具有：转子，该转子被轴支承成能旋转，并在外周上形成有沿周向排列的多个凸状的突极部；定子铁心，该定子铁心与上述转子隔开间隔地配置在上述转子的外周上，并在内周上形成有沿周向排列的多个凸状的极齿；多极的励磁绕组，该励磁绕组卷绕在多个上述极齿的每一个极齿上；以及多极的电枢绕组，该电枢绕组与上述励磁绕组绝缘，且卷绕在多个上述极齿的每一个极齿上，上述极齿的个数与上述励磁绕组的极数相同，上述励磁绕组的极数与上述电枢绕组的极数为规定的比率，设于上述转子的突极部的数量构成为满足(p_f+p_a)／2(其中，p_f：上述励磁绕组的极数，p_a：上述电枢绕组的极数)。

发明效果

根据本发明，能够以结构更为简单的旋转电机，来获得由磁齿轮带来的增速效果。

附图说明

图1是示意表示本发明第一实施方式的旋转电机的四分之一的局部横截面的局部横剖视图。

图2是从轴方向对图1的II部的周向范围内的定子及转子的一部分进行观察，并将所观察到的部分在周向上呈直线展开来进行表示的示意横截面。

图3是从轴方向对本发明第二实施方式的旋转电机的定子及转子的一部分进行观察，并将所观察到的部分在周向上呈直线展开来进行表示的示意横截面。

图4是从轴方向对本发明第三实施方式的旋转电机的定子及转子的一部分进行观察，并将所观察到的部分在周向上呈直线展开来进行表示的示意横截面。

图5是表示图1、图3及图4的各实施方式的p_f、p_a、p_r的组合例的表。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的旋转电机的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

使用图1及图2对第一实施方式进行说明。图1是示意表示本实施方式的旋转电机的四分之一的局部横截面的局部横剖视图。图2是从轴方向对图1的II部的范围内的定子40及转子10的一部分进行观察，并将所观察到的部分在周向上呈直线展开来进行表示的示意横截面。

首先，对本实施方式的旋转电机的结构进行说明。上述旋转电机是三相同步发电机，其具有转子10和定子40。上述转子10及定子40配置在外壳(未图示)的内部。

转子10是没有设置绕组的突极型转子，其具有主轴20和转子铁心30。主轴20与转轴同轴延伸，并利用设置于外壳的轴承(未图示)轴支承成能旋转。

转子铁心30是通过将多块硅钢板在转轴方向上叠层而成的，并固定在主轴20的外周上，从而与转轴同轴延伸。在转子铁心30的外周上形成有四十个凸状(例如横截面为大致长方形)的突极部32，这些突极部32彼此在周向上等间隔地排列。也就是说，在相邻的突极部32之间形成有凹槽34。

在本例中，转子铁心30形成为转轴方向的长度为50mm、外侧半径(从转轴中心到突极部32的顶端面的距离)为255mm。

定子40具有定子铁心50、多极的励磁绕组60及多极的三相电枢绕组70。