永磁发电机制造技术

这种永磁发电机，在定子上设置梳状前端部，在与定子对置地设置的磁通控制环上设置梳状齿部。使磁通控制环旋转摆动，使梳状齿部相对于梳状前端部的对置面积变化，抑制通过磁路的磁通，发出恒定电压的电力。在梳状齿部和梳状前端部的周向方向的两个拐角部上形成倒角部，准确地形成磁路空隙的余隙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种永磁发电机，该永磁发电机包括具有永久磁铁的转子，相对该转子配置的定子，以及相对于定子可回转运动地设置的控制磁通的磁通控制环。
技术介绍
在现有技术中，由于对于转子采用永久磁铁，所以，能够以简单的结构获得大的发电功率，近年来，将组装有这种发电机的系统作为汽车用发电机，风力发电机等使用的现象越来越多。永磁发电机，例如，在将所发出的电力送往电动机时，即使电压变化也能够充分发挥其功能，但在将这种电力与驱动汽车的所有装置的电池电压适合时，必须进行使电压变化与恒定电压相一致的操作。永磁发电机，为了使发电的电压恒定，必须用开关调节器进行将电力切碎的操作，但是，为了将大电流接通·断开，需要大型的功率晶体管，装置变得大型化，冷却损耗加大，价格增高，此外，为了使发电电压恒定，在将分割电力时，发生的脉动成为电波干扰的诱因，对于这种噪音的策略极其艰难。现有技术的高输出交流发电·电动机是相应于旋转速度控制磁通密度，适宜地控制发电量，在转子和定子之间可相对旋转地配置控制环，并在控制环上设置能够接近和远离的导磁体(例如参照特开平7-236260号公报)。众所周知，永磁发电机，由于磁通密度大，所以发电功率大，效率高，但当转子的旋转变快时，发电电压上升，不能获得恒定电压。因此，作为永磁发电机，为了使发电电压恒定，开发了在转子和定子之间配置与定子的梳部具有相同节距的梳齿状的可旋转的磁通控制环，在转子低速旋转时，使定子的梳部和磁通控制环的齿部一致地匹配，在定子高速旋转时，将定子的梳部和磁通控制环的齿部偏移，使得在两者之间产生大的空隙，增加磁路的磁阻而控制磁通的永磁发电机(例如，参照特开2002-281695号公报)。此外，作为永磁发电机中的磁通控制装置，开发了形成沿周向方向等间隔地隔开设置的磁路控制用凹槽，该凹槽将圆筒构件的内周面成切口沿长度方向延伸，形成凹槽之间的凸出部的内周面与定子的外周面紧密接触而滑动移动的面的磁通控制装置。定子的线圈分成以不同的匝数卷绕到梳部上的多组线圈，例如，3组线圈组1U-1V-1W、2U-2V-2W以及3U-3V-3W。控制器响应于转子的转速，进行相对于圆筒构件的定子的位置控制，以及线圈组的串联和/或并联的连接的控制。控制器，例如，可以在高电压侧将线圈组串联连接，使之产生高电压，此外，在低电压大电流侧，可以将线圈组并联连接，使之在低电压下产生大电流。上述永磁发电机具有卷绕到定子上的组合式线圈，控制器的结构为，在获得高电压时，由从分割型线圈的中间引出的线输出，并随着转子的转速的增加，进行控制使得线圈的匝数减少(例如，参照特开2002-204556号公报)。进而，作为永磁发电机·电动机的稳压装置，开发了具有对应于转子、定子及转子的两端、并且分别固定到定子的两端侧的机壳上的电磁铁线圈的稳压装置。该电压稳压装置由以构件构成沿轴向方向一直延伸到转子对应于电磁铁线圈的位置处的圆筒磁路构件，配置在其外周的导磁构件，以及配置在前述导磁构件的外周、沿轴向方向延伸且由沿圆周方向配置的多个中间夹杂有非磁性材料的、N极和S极交替地磁化的永磁铁板状片构成的永磁铁构件。线圈将定子沿周向方向分割成多个线圈组1U-1V-1W、2U-2V-2W以及3U-3V-3W，将每个狭槽偏移并可串联连接地卷绕到三相星形联结，线圈组的每一个线圈的端子的各个连接部与输出端子连接，利用控制器进行切换控制，相应于转子的转速使之输出不同种类的规定的输出电压(例如，参照特开2002-247819号公报)。在现有技术中，使用与风力的变化无关、能够发出恒定电力的永磁交流发电机的风力发电装置是公知的。该风力发电装置，利用螺旋桨驱动旋转永磁交流发电机，将所发出的电力供应给交换器，换流器利用相对于和螺旋桨的转速成比例的频率的信号、具有规定的相位差的信号被控制，与风力的变化无关，能够输出恒定电力(例如，参照特开2001-190096号公报)。但是，插入上述这种磁通控制环的永磁发电机存在以下问题。第一，由于在永磁构件和磁通控制环之间，夹杂有为了将永磁铁固定到转子上而安装的SUS304等非导磁性材料的保持管，存在着间隙，对于该磁路通路成为磁阻增大，磁通密度显著变小。第二，不管永磁铁的磁通大，有必要增大为了获得能够由该磁力而发电的高发电电压所需的线圈数，但能够存放该线圈的空间小。第三，为了进行磁通控制，构成定子的定子铁心的梳部的内侧齿部，与设置在磁通控制环的外侧的齿部的间隔，必须充分地一致。第四，在磁通的永磁铁发电机的定子的梳部之间的狭槽部的形状中，存在着在内侧开口、在外侧形成围绕全周的磁路的圆筒部，当在梳部之间卷绕上线圈时，由于线圈的紧固力会导致梳部的变形，狭槽部即梳部之间的间隔会偏移。第五，为了进行磁通控制，当使磁通控制环相对于定子移动时，不能充分确保磁通控制的效果。近年来，汽车的用电量增加，与此同时电池增大，或者频繁发生电池破裂等事故，且被告戒这种现象会日益增加。此外，普及了汽车的动力转向装置，制动装置，导航，音响，IT设备等各种装置，汽车等移动物体的发电功率就存在不足。现有技术的汽车用发电机，一般是12V，80～100A，其输出为1～1.2kw，不能满足目前必需的耗电2kw的要求，这就是现状。此外，在汽车，预计在不久的将来所必需的消耗电力为2.5kw～4kw。此外，现有技术的永磁发电机，由于磁力不变化，所以当发动机等驱动源的旋转变化时，转子的转速变化，发电电压变化，而不可能将其发电电力原封不动地用于机器中。例如，在汽车用发电机中，尽管将其电压规定在12V或24V，但在汽车用发动机中，转速从600rpm到6000rpm大幅度地变化。从而，在600rpm设定为12V的发电电压，在6000rpm时变化到120V，大部分电气机器都会因高电压遭到破坏。因此，汽车用发电机，不管发动机的转速经常变化与否，必须使输出电压保持恒定。此外，在将风力发电机用于一般家庭的情况下，尽管在偏僻地区，沿海的民家中，存在着贵重的电力资源即风力，但目前的现状上还不能对其加以利用。此外，现在所开发的风力发电机，由于是极其大型的，所以建设费、维修等费用很高，不能推进其普及，处于在一般家庭中想利用风力也几乎不能利用的状况。因此认为，如果开发能够以廉价制造一般家庭中所使用的电能为3～5kw的高效率、尺寸小的风力发电机的话，就可以推进其普及。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于，提供一种永磁发电机，其构成为，在借助发动机，风力，叶轮机等驱动源旋转的转子上设置永磁构件，设置相对于定子旋转移动的磁通控制环，在定子的梳状前端部与磁通控制环的梳状齿部的拐角部上分别设置倒角部，高精度可靠地进行形成在两者之间的成为磁路空隙的余隙的控制，即使转子的转速变化，也总是能够以规定的恒定电压的发电。本专利技术涉及的永磁发电机，其特征在于，它包括转子，该转子配备有可旋转地支承在安装体上的旋转轴和在该旋转轴上沿周向方向配置多个永磁片的永磁构件；定子，该定子配备有卷绕到相对于前述转子固定到前述安装体上并且借助狭槽沿周向方向间隔设置的梳部上的线圈；磁通控制环，该磁通控制环与前述定子对置地设置、并且可摆动地安装到前述安装体上；致动器，该致动器使前述磁通控制环相对于前述定子旋转摆动；以及控制器，该控制器借助前述致动器使前述磁通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁发电机，其特征在于，它包括：转子，该转子配备有可旋转地支承在安装体上的旋转轴和在该旋转轴上沿周向方向配置多个永磁片的永磁构件；定子，该定子配备有卷绕到相对于前述转子固定到前述安装体上并且借助狭槽沿周向方向间隔设置的梳部上的线圈；磁通控制环，该磁通控制环与前述定子对置地设置、并且可摆动地安装到前述安装体上；致动器，该致动器使前述磁通控制环相对于前述定子旋转摆动；以及控制器，该控制器借助前述致动器使前述磁通控制环相对于前述定子旋转摆动、而控制通过磁路的磁通，在前述 磁通控制环上，设置与前述定子对置的多个梳状齿部，在前述定子上，设置与前述梳状齿部对置、并且与前述梳状齿部对应数目的梳状前端部，在形成在前述磁通控制环的前述梳状齿部的周向方向的两个拐角部上的第一倒角部和形成在前述定子的前述梳状前端部的 周向方向的两个拐角部上的第二倒角部之间，形成成为由前述控制器控制的磁路空隙的余隙。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：河村英男，深尾正，加茂坂光伸，
申请(专利权)人：富士陶瓷技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]