JPH02219454A

JPH02219454A - 多目的単極回転電気機

Info

Publication number: JPH02219454A
Application number: JP1325742A
Authority: JP
Inventors: Woo-Sub Lee; 李　祐燮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1990-09-03
Also published as: KR910006290B1; DE3941336A1; KR900011105A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は単極発電機に係るものであって、これは特に主
磁気回路継鉄と分離されて磁気回路を構成した対峠極が
直流直列の発電子導体群に囲まれた形態で磁気接手作用
で以て導体群と互に相反された停止又は回転速度を行う
ようにしてその発電が可能になされる多目的単極回転電
気機に関するものである。

（従来の技術）近来原子力、プラズマ、ＭＨＤ等の研究には強磁場が必
要であってこれに対する直流電源として単極発電機が望
まれている。

これは交流電源より変換器により直流を得る方式に比べ
て直接直流が得られることから高効率であり、又構造が
単純であり乍らパルス電源等の過度の使用に対し機械的
な堅固性と過負荷に対する耐久力が優れていることに特
徴があるからである。

単極機は低電圧大電流の直流機であってこの原理は１８
３０年代より知られているが、その歴史が長いのに反比
例して技術発展速度が踏歩状態に停られている。これは
高速回転面から効率よく、安定した大電流の集電が極め
て困難であることに起因される。

（発明が解決しようとする課８）特に従来の単極発電機はその構造的特徴に因る集電手段
の為に直接各導体間の直流直列の接続が不可能で、ひと
つの発電機自体の所定値の直流を他の直流レベルに簡単
に変換する変換機能力や発電機の直流端子電圧を直列に
直接連結して昇圧を行う等の手段を期待することができ
ないので、その機能及び使用上の制約があった。

最も単極発電機の磁気回路内に複数種の導体群を装設し
て各種のレベルの直流集電力、又はこれ等の発電出力を
直接直列に昇圧する等をひとつの発電機として成すこと
は不可能であって、直流導体群と交流導体群をひとつの
平面内に並設して直流−交流の相互の変換等、その電力
変換が可能な設計は存在しなかった。

本発明の目的は上記の如き従来の単極発電機の機能及び
使用上の制約を受けず多様の機能並びに使用の実現を可
能にした多目的単極回転電気機を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため、単極発電機が、主磁
気回路継鉄と分離され、磁気回路を構成した対峠極が発
電子導体群に囲まれた形態にするか、又は相互対峠極間
に装設された形態にして、これ等の対峠極間は電気接手
作用の下で対峠極と導体群が相互相反された連動を行な
い得るようにしたものである。

また、本発明の他の特徴はひとつの回転軸並びに磁束の
磁気回路で上記直流並びに交流導体群を磁束の磁気回路
で上記直流並びに交流導体群を個別発電機に構成するよ
うにしたものである。

（作用）このような構成の多目的単極回転電気機にあっては、単
極発電機で複数の直流端子電圧の出力が可能で、しかも
これ等測々の発電直流端子電圧出力を個別的に使用する
か、又は直接直列連結に端子電圧が昇圧される形態を可
能にすればひとつの発電機で多種の端子電圧を有する直
流出力か、端子電圧が相互直列に接続されて所定の直流
昇圧を選択的に行うことができる。

また、ひとつの単極発電機で直流導体群が複数に装設さ
れてひとつの直流導体群に直流電源を印加すれば、電動
発電作用に、又別の直流導体群では直流発電出力を得る
ことができ、その入力側と出力側を変えてもそれと同じ
作用が可能になる。

さらに、ひとつの単極発電機で直流導体群は固定形にな
り、回転子には単極を多極に分けて所定の直流発電出力
を得るか、又は上記直流導体群と併設するか、或いは独
立的に装設される交流導体群が配置され、上記直流導体
群による各種の直流出力並びに単相又は多相交流の出力
が同時に得られ、単相又は多相のみの交流出力が可能と
なり、又は直流導体群に所定の電源を投入すれば、所定
の交流出力が交流導体群で発生される等の直流−交流の
相互変換が可能になり、又交流導体群は複数に併設され
て単相並びに多相交流の集電が同時に可能に、又上記の
形態の反対に多極化単極は停止型にし、導体群は回転子
に製作されることができる。

さらに、またひとつの回転軸並びに磁気回路で上記の交
流並びに、又は直流導体群を個別的に含む２個以上の発
電構造がひとつの発電機に配置することにより、直流（
第１電圧）−４−直流（第２電圧）、単相→多相、直流
→交流、交流（第１サイクル）峠交流（第２サイクル）
の相互の電力変換が可能になる。

（実施例）以下本発明のより詳細な実施例を説明すれば次の通りで
ある。

本発明による多目的単極回転電気機は単極並軸の導体回
転型方式の発電機の一例を第１図に示した。ここでは励
磁巻線６が配置された主継鉄１並びに発電子第１導体群
３に囲まれた対峠極２、上記発電子第１導体群３を一定
の部位に空間固定し、磁気回路と連なる第１，２継鉄４
１，４２で磁気回路ＥＣ１が構成されている。又これは
回転軸５に固定された第１導体群３並びにこの第１導体
群３と互に連結固定された第１，２４１！鉄４１．４２
が回転子になり、相対的に主継鉄１及び第１導体群３に
囲まれた対峠極２は機械的構造と磁気接手作用により固
定子に維持される。

上記第１導体群３に囲まれた対峠極２は主継鉄１側対峠
極１ａ−第１導体群３一対峠極２−第１゜２継鉄４１，
４２→主継鉄１．ｌｂ、ｌｄ側よりなる磁気回路ＥＣ１
により主継鉄１側の主磁界対峠極１ａと対峠極２との相
互の磁気接手作用で固定維持され、この対峠極２を囲ん
だ第１導体群３は回転子であるので上記主磁界対峠極１
ａと対峠極２間の磁束を第１導体群３の回転作用で切る
ことによりフレミングの右手法則による直流電圧の発生
が可能となる。

父上記第１図の実施例においては、均等磁気場内におい
て、第１導体群３が回転するので回転導体よりの電力引
き出しの為のスリップリング（Ｓｌｉｐ　ｒＩｎｇ）等
でその電力の引出が可能になり、その電力の出力レベル
は回転軸５の回転速度に正比例することは公知の事実で
ある。

一方策２図は本発明の並軸２極の多目的単極回転電気機
の第２の実施例の発電機を示している。

ここでは、主継鉄１に第２導体群３１が固定され、この
第２導体群３１が第２対峠極２１を囲んだ状態に固定さ
れ、回転軸５には継鉄対峠極４３が上記第２対峠極２１
と第２導体群３１を介在して対峠された状態に対向して
いる。又上記第２対峠極２１と継鉄対峠極４３は主継鉄
１による磁気回路ＥＣ２を形成し乍ら磁気接手作用で回
転子になり、上記第２対峠極２１を囲む第２導体群３１
と主継鉄１は固定子としている。

又、上記第２導体群３１より導線を引き出して外部で直
接電源を得るか、又はこれに外部の電源を加えることに
より電動機としての電動手段をも得ることができる。

そして、上記の直流電圧を集電する過程において上記対
峠極の空間に収容される直列接続の導体群単位に個別的
の外部端子を引き出して脈流電力を得ることが出来るし
、これ等脈流電力は位相差をそれぞれ異にする脈流電力
としても引出すことができる。

上記回転軸５に固着された継鉄対峠極４３が第２図の（
ロ）の如く第１．２対峠極継鉄４３ａ。

４３ｂの単極２極の場合には主継鉄１側→第２対峠極２
１−第２導体群３１−第１，２継鉄対峠極４３ａ、４３
ｂ−＊主継鉄１．ｌｂ、ｌｄ側に磁気回路ＥＣ２が成さ
れ、上記第１．２対峠極４３ａ。

４３ｂが回転し乍ら磁気回路Ｅｃ２の磁束を切断する。

又、上記直流集電の大きさレベルは上記第１゜２対峠極
４３ａ、４３ｂの極数及び回転数に従い増減され得るし
、この極数は第３図の通り３極又はそれ以上の多極を有
する形態にも成し得る。又上記並軸２極の多目的単極回
転電気機は第２対峠極２１と上記第１，２対峠極４３ａ
、４３ｂとの対向する空隙の間に第２導体群３１と共に
交流導体群３２を装設することができ、又は第２導体群
３１が除かれた状態で交流導体群３２を配設され得、又
上記の第２導体群３１を複数に配置した形態にしても良
い。

上記交流導体群３２の場合は第４図の如く第１゜２対峠
極４３ａ、４３ｂの外周壁の空間に第５図の（イ）の如
き単相方式の単相巻線群２ｏを装設するか、（ロ）の如
き三相巻線群２１を設けることもできる。よって必要に
応じて多相巻線群も任意的に装設することができる。こ
の時は単相巻線群２０の一側端２０ａより第１対峠極４
３ａの外周面上より出発して第２対峠極４３ｂの外周面
上に連なり、この第２対峠極４３ｂよりは第１対峠極４
３ａに延設されて他側端２０ｂに配置されるくりかえし
の構成になる。又三相の場合は第５図の（ロ）の如く第
１，２継鉄対峠極４３ａ。

４３ｂの外周面上にそれぞれ１２０＠角度の電気角で出
発する一側端ｕ、ｖ、ｗと他側端ｕａ。

ｖａ、ｗａを有する構成とすればよい。

従って、多相の場合には任意の適当の電気角で巻線設計
して配置すると共に多様の巻線方法を取ることができる
。

このような方式においては、第２図（イ）の如く回転軸
５が回転すれば第２導体群３１では２極の第１，２対峠
極４３ａ、４３ｂと第２対峠極２１内で上記第１．２対
峠極４３ａ、４３ｂ。

第２対峠極２１が回転して磁気回路ＥＣ２の磁束を切断
するので、単相交流又は多相交流の集電が可能になる。

又第２図において、°第１．２対峠極４３ａ、４３ｂと
第２対峠極２１間に第２導体群３１並びに交流導体群３
２が装設された形態になる場合は、第２導体群３１に外
部よりの直流を供給すれば第１．２対峠極４３ａ、４３
ｂが回転子として作用し電動作用をするのでこの第１，
２対峠極４３ａ、４３ｂの回転作用と共に交流導体群３
２では単相交流又は多相交流を得ることができる。又、
上記の交流導体群３２に交流電源を加えれば上記第１，
２対峠極４３ａ、４３ｂは回転し、第２導体群３１に直
流集電も可能となる。

一方、第６図においては、ひとつの回転軸５とひとつの
磁束ＥＣ３が流れる磁気回路に２個の個別的な発電機Ａ
Ｉ　ｒ　Ａ２を配置したものであって、ここではＡ１が
直流集電用の第２導体群３１を含む発電機にでき、Ａ２
は交流集電用交流導体群３２を含む発電機にもできるし
、直流並びに直流、交流並びに交流発電機又は直流並び
に交流発電機の形態に装設することができる。ここで、
主継鉄側は第１励磁巻線又は第２励磁巻線の選択的な配
置も可能である。又上記Ａ、は直流用発電機、Ａｚが交
流用発電機の場合、ひとつの発電機に直流集電と交流集
電が同時になされるか、又は所定の外部の直流電圧を直
流用発電機側に加えることにより所定の交流集電が可能
なインバータにでき、その反対に交流発電機に交流を入
力する時に直流発電機で直流出力を得る。この外にも、
上記Ａ１５゜Ａ２が全て交流用の発電機に配置されれば
、２種以上の交流出力（入力された交流のレベル又は周
波数を変換させ第３の交流を出力）を取ることができる
し、例えばＡｌ側は極数が５になり、５０サイクル常用
電源を加えればＡ２側には極数が６であって６０サイク
ルの交流電源を得ることができる周波数変換機として作
用可能である。

この時の周波数出力は周波数ｆ１極数Ｐ１分当り回転数
Ｒに仮定すればｆ−ＲＰ／６０になる。

従って、ＲとＰの選択で周波数は任意に選択することが
出来るのは明らかである。又、Ａｌ側には単相交流発電
機、Ａ２側に多相交流発電機が配設された時にはＡｌ側
に外部より単相交流を印加すればＡ２側には多相交流が
得られ、又その逆の作用が可能となる。

（発明の効果）このように本発明による多目的回転電気機が提供される
ことにより、ひとつの発電機で直流又は交流集電が可能
で、しかも容易な設計変更で以て２種以上の直流集電が
交流集電、交流→直流、交流（第１サイクル）−４交流
（第２サイクル）、直流（第１大きさ電圧）峠直流（第
２大きさ電圧）等の相互間における変換を様々に可能に
なり、有益な特徴がある。又以上は曲軸形の実施例を以
て説明したが、この分野において通常の技術者により放
射形に設計することもできるが、この場合本発明の技術
範囲に属することは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は、本発明の発電方式とその発電機の一部
である単極並軸の導体回転型発電機の一実施例の横断面
図、第１図（ロ）は、（イ）のＡ−Ａ断面図、第２図（
イ）は、第１図において導体を固定子とした曲軸２極の
単極多極化磁界回転型発電機の一実施例の横断面図、第
２図（ロ）は、（イ）のＢ−Ｂ断面図、第３図は、第２
図の又別の発電機の実施例の側面構造図、第４図は第３
図においての単相交流集電がなされる巻線状態を示した
参考図、第５図（イ）は、第３図においての単相交流集
電の巻線の方式を示した参考図、第５図（ロ）は、第３
図においての三相交流集電の巻線方式を示した参考図、
第６図は、本発明のひとつの発電機が、２個の独立され
た個別発電機能を発揮されるように単一軸又は単一の磁
気回路に対峠極を左右画部分に併設した形態の参考図で
ある。１・・・主継鉄、１ａ、２・・・対峠極、３，３１・・
・第１．２導体群、４１．４２・・・第１，２継鉄、３
２−・・交流導体群、４３ａ、４３ｂ−・・第１，２継
鉄対峠極、５・・・軸。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（べ）Ｃ口）第２１！１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁気回路を有する固定子及び回転子を含んだ単極
回転電気機において、主磁気回路用主継鉄と分離されて
磁気回路を成す対峠極が直流直列接続の発電子導体群に
囲まれた形態で磁気接手作用で停止又は回転する機械的
構造で発電が可能ならしめることを特徴とする多目的単
極回転電気機。
（２）第１項において、上記対峠極は任意の極数で多極
化し、これには発電子導体群が直流集電用導体群と共に
交流導体群が共通に存在して直流←交流の集電及び変電
が可能ならしめるこを特徴とする多目的単極回転電気機
。
（３）第１項又は第２項において、磁気回路内に対峠極
が発電子導体群に囲まれた形態の発電子導体群と同一の
平面内において第２又は第３の直流集電型の導体群又は
交流集電用交流導体群を選択的に装設して直流（第１の
大きさ）■直流（第２の大きさ）、直流■交流、交流（
単相）■交流（多相）等の相互変換集電が可能にされる
ことを特徴とする多目的単極回転電気機。
（４）第１項乃至第３項において、ひとつの回転軸５と
ひとつの磁束ＥＧによる磁気回路に直流直列接続の発電
子導体群を含んだ発電構造と交流導体群を含んだ発電構
造よりなる発電器機の２個所に個別的であって選択的に
設けられ直流■直流、交流■直流、単相■多相、交流（
第１サイクル）■交流（第２サイクル）の電力変換の機
能を可能にしたことを特徴とする多目的単極回転電気機
。