JPH0564020B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0564020B2 JPH0564020B2 JP10543485A JP10543485A JPH0564020B2 JP H0564020 B2 JPH0564020 B2 JP H0564020B2 JP 10543485 A JP10543485 A JP 10543485A JP 10543485 A JP10543485 A JP 10543485A JP H0564020 B2 JPH0564020 B2 JP H0564020B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- windings
- magnetic pole
- wound
- magnetic
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Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 116
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 11
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/26—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings
- H02K19/28—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings for self-excitation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、発電機、特にメイン巻線とエキサイ
タ巻線とを同一箇所に巻回し、これらの2巻線に
発生する起電力が異なる位相を有するようにした
発電機に関するものである。
タ巻線とを同一箇所に巻回し、これらの2巻線に
発生する起電力が異なる位相を有するようにした
発電機に関するものである。
(従来の技術)
従来、独立した2巻線を有する電機子集中巻線
型の発電機は、第8図に示されているような構造
であつた。すなわち第8図において、磁界を発生
させるロータ1に対向して設けられた磁極部2
a,2bを備え、これらの磁極部2a,2bを一
体的に継ぐ継鉄部2cを備えたU字形ステータ2
の継鉄部2cに、電機子巻線のメイン巻線3とエ
キサイタ巻線4とが集中巻線型で巻回されてい
た。
型の発電機は、第8図に示されているような構造
であつた。すなわち第8図において、磁界を発生
させるロータ1に対向して設けられた磁極部2
a,2bを備え、これらの磁極部2a,2bを一
体的に継ぐ継鉄部2cを備えたU字形ステータ2
の継鉄部2cに、電機子巻線のメイン巻線3とエ
キサイタ巻線4とが集中巻線型で巻回されてい
た。
(発明が解決しようとする問題点)
ステータ2の磁極部2a,2bが開放したU字
形のステータ構造であるため、電機子巻線、すな
わちメイン巻線3、エキサイタ巻線4に発生する
誘起起電力の周波数に応じて脈動する電磁力によ
り、磁極部2a,2bが振動し、ロータ1と各磁
極部2a,2bとのギヤツプを維持することが困
難で、ロータ当たりが生ずる欠点があつた。ま
た、メイン巻線3とエキサイタ巻線4とが同一箇
所に巻回されるため位相の異なつた電圧を得るこ
とができず、例えばいわゆる野中式といわれるよ
うに、メイン巻線3とは異なつた電圧を発生させ
るエキサイタ巻線4にコンデンサを接続し、その
進相電流を利用して負荷補償をするようなブラシ
レス構造の発電機を実現できない困難さがあつ
た。さらに、メイン巻線3とエキサイタ巻線4と
が同一磁路の継鉄部2cに巻回されているため、
負荷の増大に伴いその電機子反作用により、該継
鉄部2cの磁気抵抗が見掛け上増大する。従つて
継鉄部2cの磁束密度が減少するためエキサイタ
巻線4に誘起される起電力が低下することとな
り、第7図の破線Aで図示されているように、メ
イン巻線3の負荷特性が巻き込み特性となると共
に、短絡電流が流れず、そのためコンプレツサ等
の起電時において、モータ起動特性が悪い欠点が
あつた。
形のステータ構造であるため、電機子巻線、すな
わちメイン巻線3、エキサイタ巻線4に発生する
誘起起電力の周波数に応じて脈動する電磁力によ
り、磁極部2a,2bが振動し、ロータ1と各磁
極部2a,2bとのギヤツプを維持することが困
難で、ロータ当たりが生ずる欠点があつた。ま
た、メイン巻線3とエキサイタ巻線4とが同一箇
所に巻回されるため位相の異なつた電圧を得るこ
とができず、例えばいわゆる野中式といわれるよ
うに、メイン巻線3とは異なつた電圧を発生させ
るエキサイタ巻線4にコンデンサを接続し、その
進相電流を利用して負荷補償をするようなブラシ
レス構造の発電機を実現できない困難さがあつ
た。さらに、メイン巻線3とエキサイタ巻線4と
が同一磁路の継鉄部2cに巻回されているため、
負荷の増大に伴いその電機子反作用により、該継
鉄部2cの磁気抵抗が見掛け上増大する。従つて
継鉄部2cの磁束密度が減少するためエキサイタ
巻線4に誘起される起電力が低下することとな
り、第7図の破線Aで図示されているように、メ
イン巻線3の負荷特性が巻き込み特性となると共
に、短絡電流が流れず、そのためコンプレツサ等
の起電時において、モータ起動特性が悪い欠点が
あつた。
本発明は上記の欠点を喀血することを目的とし
ており、ステータ・コアーを閉鎖型(外鉄型)に
形成し、該閉鎖型ステータ・コアーの内部に凸形
に設けられた磁極部を形成すると共に、該磁極部
の中央部にスロツトを設け、該スロツトに電機子
巻線のメイン巻線またはエキサイタ巻線を巻装す
ることにより両者の巻線に位相を異にする誘起起
電力を発生する発電機を提供することを目的とし
ている。
ており、ステータ・コアーを閉鎖型(外鉄型)に
形成し、該閉鎖型ステータ・コアーの内部に凸形
に設けられた磁極部を形成すると共に、該磁極部
の中央部にスロツトを設け、該スロツトに電機子
巻線のメイン巻線またはエキサイタ巻線を巻装す
ることにより両者の巻線に位相を異にする誘起起
電力を発生する発電機を提供することを目的とし
ている。
(問題点を解決するための手段)
そしてそのため本発明の発電機は、磁界を発生
させるロータと、 ロータの磁界と鎖交して起電力を発生させる電
機子集中巻線型のメイン巻線及びエキサイタ巻線
と、 これらのメイン巻線及びエキサイタ巻線が巻装
されるステータとを備え、 該ステータは、外鉄型に構成され、 かつその内部に凸形に形成された1対磁極部を
備えると共に各磁極部の中央部に上記巻線のいず
れか一方の巻線が巻装されるスロツトを設けてな
り、 当該上記巻線のいずれか一方の巻線が、当該各
磁極部のスロツトを利用して、当該スロツトから
当該各磁極部の両側にまたがるよう分割されて、
発生される磁界方向が互いに反対方向になるよう
巻回されると共に、 上記巻線のいずれか他方の巻線が、上記夫々野
磁極部全体にまたがるよう分割されて、発生され
る磁界方向が互いに同方向になるよう巻回され、 かつ上記ロータが上記1対の夫々の磁極部に対
向するように回転可能に支持され、 上記メイン巻線とエキサイタ巻線とに異なる位
相の起電力を発生させるようにした ことを特徴としている。以下図面を参照しつつ説
明する。
させるロータと、 ロータの磁界と鎖交して起電力を発生させる電
機子集中巻線型のメイン巻線及びエキサイタ巻線
と、 これらのメイン巻線及びエキサイタ巻線が巻装
されるステータとを備え、 該ステータは、外鉄型に構成され、 かつその内部に凸形に形成された1対磁極部を
備えると共に各磁極部の中央部に上記巻線のいず
れか一方の巻線が巻装されるスロツトを設けてな
り、 当該上記巻線のいずれか一方の巻線が、当該各
磁極部のスロツトを利用して、当該スロツトから
当該各磁極部の両側にまたがるよう分割されて、
発生される磁界方向が互いに反対方向になるよう
巻回されると共に、 上記巻線のいずれか他方の巻線が、上記夫々野
磁極部全体にまたがるよう分割されて、発生され
る磁界方向が互いに同方向になるよう巻回され、 かつ上記ロータが上記1対の夫々の磁極部に対
向するように回転可能に支持され、 上記メイン巻線とエキサイタ巻線とに異なる位
相の起電力を発生させるようにした ことを特徴としている。以下図面を参照しつつ説
明する。
(実施例)
第1図は本発明に係る発電機の一実施例の縦断
面図、第2図はステータ・コアーの正面図、第3
図AないしEは第1の巻線の結線説明図、第4図
はベクトル説明図、第5図は発生電圧波形説明
図、第6図はブラシレス発電機の磁束の流れ方を
説明している磁速説明図、第7図はブラシレス発
電機の負荷特性曲線を示している。
面図、第2図はステータ・コアーの正面図、第3
図AないしEは第1の巻線の結線説明図、第4図
はベクトル説明図、第5図は発生電圧波形説明
図、第6図はブラシレス発電機の磁束の流れ方を
説明している磁速説明図、第7図はブラシレス発
電機の負荷特性曲線を示している。
第1図において、符号11はステータであり、
該ステータ11は第2図に示されたステータ・コ
アー12が積層されたものである。ステータ・コ
アー12は、第2図図示の如く角型コアーの内部
に対向して凸形の磁極12a,12bと12c,
12dとが形成され、磁極12aと12b及び磁
極12cと12dの各中央部には巻線が挿入され
るスロツト13a,13bが設けられている。該
スロツト13aを用いて第1図図示の如く、磁極
12aには第1の巻線Wa1が巻回され、磁極12
bには第1の巻線Wa2が巻回されている。同様に
して、スロツト13bを用い、磁極12cには第
1の巻線Wa3が巻回され、磁極12dには第1の
巻線Wa4が巻回されている。そして第1の巻線
Wa1,Wa2の外周に第2の巻線Wb1が巻回され、
第1の巻線Wa3,Wa4の外周に第2の巻線Wb2が
巻回されている。ステータ11の中央位置に界磁
巻線15が巻回されたロータ14が回転自在に設
けられている。上記の第1の巻線Wa1ないしWa4
及び第2の巻線Wb1,Wb2は予め各型のボビンに
集中して巻線を行い、例えば第1の巻線Wa1,
Wa2を磁極12a,12bに挿入した後、第2の
巻線Wb1を巻線Wa1,Wa2の外周に挿入して組み
付ける。他の第2の巻線Wb2についても全く同様
にして組み付ける。
該ステータ11は第2図に示されたステータ・コ
アー12が積層されたものである。ステータ・コ
アー12は、第2図図示の如く角型コアーの内部
に対向して凸形の磁極12a,12bと12c,
12dとが形成され、磁極12aと12b及び磁
極12cと12dの各中央部には巻線が挿入され
るスロツト13a,13bが設けられている。該
スロツト13aを用いて第1図図示の如く、磁極
12aには第1の巻線Wa1が巻回され、磁極12
bには第1の巻線Wa2が巻回されている。同様に
して、スロツト13bを用い、磁極12cには第
1の巻線Wa3が巻回され、磁極12dには第1の
巻線Wa4が巻回されている。そして第1の巻線
Wa1,Wa2の外周に第2の巻線Wb1が巻回され、
第1の巻線Wa3,Wa4の外周に第2の巻線Wb2が
巻回されている。ステータ11の中央位置に界磁
巻線15が巻回されたロータ14が回転自在に設
けられている。上記の第1の巻線Wa1ないしWa4
及び第2の巻線Wb1,Wb2は予め各型のボビンに
集中して巻線を行い、例えば第1の巻線Wa1,
Wa2を磁極12a,12bに挿入した後、第2の
巻線Wb1を巻線Wa1,Wa2の外周に挿入して組み
付ける。他の第2の巻線Wb2についても全く同様
にして組み付ける。
今、第1の巻線Wa1ないしWa4、第2の巻線
Wb1,Wb2を第1図図示の方向に電流が流れるよ
うにそれぞれ結線しておけば、第1の巻線Waの
両端に発生する電圧W〓aと、第2の巻線Wbの両端
に発生する電圧W〓bとの位相差は、第3図A図示
の第1の巻線の結線で示すと、第4図から明らか
な様に W〓a=W〓a1+W〓a2(またはW〓a=W〓a3+W〓a4) W〓b=W〓b1+W〓b2 でW〓bに対しW〓aは90°の位相差となる。
Wb1,Wb2を第1図図示の方向に電流が流れるよ
うにそれぞれ結線しておけば、第1の巻線Waの
両端に発生する電圧W〓aと、第2の巻線Wbの両端
に発生する電圧W〓bとの位相差は、第3図A図示
の第1の巻線の結線で示すと、第4図から明らか
な様に W〓a=W〓a1+W〓a2(またはW〓a=W〓a3+W〓a4) W〓b=W〓b1+W〓b2 でW〓bに対しW〓aは90°の位相差となる。
ただし上記においてW〓a1,W〓a2,W〓a3,W〓a4は
第1の巻線Wa1ないしWa4に発生する電圧のベク
トルであり、W〓b1,W〓b2は第2の巻線W〓b1,W〓b2
に発生する電圧のベクトルである。
第1の巻線Wa1ないしWa4に発生する電圧のベク
トルであり、W〓b1,W〓b2は第2の巻線W〓b1,W〓b2
に発生する電圧のベクトルである。
すなわち第5図に示された如く、第2の巻線
Wbに対して第1の巻線Waに発生する電圧は90°
遅れ、第1の巻線Waと第2の巻線Wbとの間に
90°の位相差が生じている。
Wbに対して第1の巻線Waに発生する電圧は90°
遅れ、第1の巻線Waと第2の巻線Wbとの間に
90°の位相差が生じている。
このように、第1の巻線と第2の巻線との間で
90°の位相差が生じる結線の仕方には、第3図B
ないしE図示の結線法がある。これらいずれの場
合においても、第1の巻線Wa1ないしWa4、第2
の巻線Wb1,Wb2には、第1図図示の如き方向に
電流が流れるように結線される。
90°の位相差が生じる結線の仕方には、第3図B
ないしE図示の結線法がある。これらいずれの場
合においても、第1の巻線Wa1ないしWa4、第2
の巻線Wb1,Wb2には、第1図図示の如き方向に
電流が流れるように結線される。
次に上記の第1の巻線Waと第2の巻線Wbとの
間に90°の位相差が得られる2巻線の発電機にお
いて、例えば第1の巻線Waをエキサイタ巻線と
し、第2の巻線Wbをメイン巻線とした場合、第
1の巻線Waの両端に進相用のコンデンサを接続
することにより、第1の巻線Waに第2の巻線Wb
と同相の進相電流を流すことができる。従つて第
2の巻線Wb、すなわちメイン巻線に流れる負荷
電流の増大に応じて、負荷補償することができ
る。すなわち、ロータ14に巻回されている界磁
巻線15の両端をダイオードで短絡し、電機子反
作用の逆起磁力を利用する、いわゆる野中式とい
われるブラシレス構造の発電機とすることができ
る。
間に90°の位相差が得られる2巻線の発電機にお
いて、例えば第1の巻線Waをエキサイタ巻線と
し、第2の巻線Wbをメイン巻線とした場合、第
1の巻線Waの両端に進相用のコンデンサを接続
することにより、第1の巻線Waに第2の巻線Wb
と同相の進相電流を流すことができる。従つて第
2の巻線Wb、すなわちメイン巻線に流れる負荷
電流の増大に応じて、負荷補償することができ
る。すなわち、ロータ14に巻回されている界磁
巻線15の両端をダイオードで短絡し、電機子反
作用の逆起磁力を利用する、いわゆる野中式とい
われるブラシレス構造の発電機とすることができ
る。
第6図はブラシレス発電機の磁束の流れ方を説
明している磁束説明図を示しており、符号11な
いし14、Wa1ないしWa4,Wb1,Wb2は第1図
のものに対応している。符号16はダイオードで
あつて界磁巻線15の両端に接続されている。
明している磁束説明図を示しており、符号11な
いし14、Wa1ないしWa4,Wb1,Wb2は第1図
のものに対応している。符号16はダイオードで
あつて界磁巻線15の両端に接続されている。
第2の巻線Wb、すなわちメイン巻線に負荷電
流が流れると、電機子反作用による第6図図示の
実線矢印方向の磁束が負荷電流の増大に伴つて増
加する。一方第1の巻線Wa、すなわちエキサイ
タ巻線には、図示されていないコンデンサにより
同図図示の方向に進相電流が流れ、該進相電流に
基づいて破線で示された磁束が生じる。該磁束は
ロータ14の該磁巻線15によつて発生する磁束
を増加させる増磁方向に作用する。従つて第7図
図示の如く或る区間の負荷電流に対し、メイン巻
線の出力電圧は一定に保たれる。
流が流れると、電機子反作用による第6図図示の
実線矢印方向の磁束が負荷電流の増大に伴つて増
加する。一方第1の巻線Wa、すなわちエキサイ
タ巻線には、図示されていないコンデンサにより
同図図示の方向に進相電流が流れ、該進相電流に
基づいて破線で示された磁束が生じる。該磁束は
ロータ14の該磁巻線15によつて発生する磁束
を増加させる増磁方向に作用する。従つて第7図
図示の如く或る区間の負荷電流に対し、メイン巻
線の出力電圧は一定に保たれる。
また、過負荷電流に対しては、メイン巻線、す
なわち第2の巻線Wbの巻回されている磁路の磁
気抵抗が見掛け上大きくなるが、上記説明のエキ
サイタ巻線、すなわち第1の巻線Waに各々流れ
る進相電流による磁束が有効となり、界磁巻線1
5に起電力を発生させ、磁界の減少を防止するの
で、負荷特性が従来の巻き込み特性形から第7図
に示された如き実線の垂下特性となる。従つて短
絡電流Isを確保するとができ、モータ起動等の重
負荷の下でも、良好な特性を示すことができる。
なわち第2の巻線Wbの巻回されている磁路の磁
気抵抗が見掛け上大きくなるが、上記説明のエキ
サイタ巻線、すなわち第1の巻線Waに各々流れ
る進相電流による磁束が有効となり、界磁巻線1
5に起電力を発生させ、磁界の減少を防止するの
で、負荷特性が従来の巻き込み特性形から第7図
に示された如き実線の垂下特性となる。従つて短
絡電流Isを確保するとができ、モータ起動等の重
負荷の下でも、良好な特性を示すことができる。
そして本発明の場合、エキサイタ巻線、すなわ
ち第1の巻線Waに流れるコンデンサ電流は、出
力電圧波形に影響を受けることが少ないため、3
次の高調波に同調させることができ、コンデンサ
の容量が比較的小容量で済ますことができる。
ち第1の巻線Waに流れるコンデンサ電流は、出
力電圧波形に影響を受けることが少ないため、3
次の高調波に同調させることができ、コンデンサ
の容量が比較的小容量で済ますことができる。
以上は、第1の巻線Waをエキサイタ巻線に、
第2の巻線Wbをメイン巻線にする場合について
説明したが、逆の場合についても全く同様に適用
することができる。
第2の巻線Wbをメイン巻線にする場合について
説明したが、逆の場合についても全く同様に適用
することができる。
またステータ・コアー12は角型コアーで図示
されているが、円型コアーにすることもできる。
されているが、円型コアーにすることもできる。
(発明の効果)
以上説明した如く、本発明によれば、位相の異
なる電圧を電機子集中巻線型で発生させることが
でき、該電圧を用いて短絡電流の大きな、そして
一定負荷電流内で出力電圧が一定に保たれるブラ
シレス発電機を実現できる。そして短絡電流が大
きいので重負荷の掛かつた状態で起動することが
要求されるモータの電源として使用することがで
きる。またステータ・コアーは開放端がなく一体
的に形成された構造であるので、ロータのギヤツ
プが常に確保され、ロータ当たりが生じることが
ない。
なる電圧を電機子集中巻線型で発生させることが
でき、該電圧を用いて短絡電流の大きな、そして
一定負荷電流内で出力電圧が一定に保たれるブラ
シレス発電機を実現できる。そして短絡電流が大
きいので重負荷の掛かつた状態で起動することが
要求されるモータの電源として使用することがで
きる。またステータ・コアーは開放端がなく一体
的に形成された構造であるので、ロータのギヤツ
プが常に確保され、ロータ当たりが生じることが
ない。
第1図は本発明に係る発電機の一実施例の縦断
面図、第2図はステータ・コアーの正面図、第3
図AないしEは第1の巻線の結線説明図、第4図
はベクトル説明図、第5図は発生電圧波形説明
図、第6図はブラシレス発電機の磁束の流れ方を
説明している磁束説明図、第7図はブラシレス発
電機の負荷特性曲線、第8図は従来のU字型ステ
ータ・コアーを用いた発電機の縦断面図を示して
いる。 図中、1はロータ、2はステータ、3はメイン
巻線、4はエキサイタ巻線、11はステータ、1
2はステータ・コアー、12a,12b,12
c,12dは磁極、13a,13bはスロツト、
14はロータ、15は界磁巻線、16はダイオー
ド、Wa1,Wa2,Wa3,Wa4は第1の巻線、Wb1,
Wb2は第2の巻線を表している。
面図、第2図はステータ・コアーの正面図、第3
図AないしEは第1の巻線の結線説明図、第4図
はベクトル説明図、第5図は発生電圧波形説明
図、第6図はブラシレス発電機の磁束の流れ方を
説明している磁束説明図、第7図はブラシレス発
電機の負荷特性曲線、第8図は従来のU字型ステ
ータ・コアーを用いた発電機の縦断面図を示して
いる。 図中、1はロータ、2はステータ、3はメイン
巻線、4はエキサイタ巻線、11はステータ、1
2はステータ・コアー、12a,12b,12
c,12dは磁極、13a,13bはスロツト、
14はロータ、15は界磁巻線、16はダイオー
ド、Wa1,Wa2,Wa3,Wa4は第1の巻線、Wb1,
Wb2は第2の巻線を表している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 磁界を発生させるロータと、 ロータの磁界と鎖交して起電力を発生させる電
機子集中巻線型のメイン巻線及びエキサイタ巻線
と、 これらのメイン巻線及びエキサイタ巻線が巻装
されるステータとを備え、 該ステータは、外鉄型に構成され、 かつその内部に凸形に形成された1対の磁極部
を備えると共に各磁極部の中央部に上記巻線のい
ずれか一方の巻線が巻装されるスロツトを設けて
なり、 当該上記巻線のいずれか一方の巻線が、当該各
磁極部のスロツトを利用して、当該スロツトから
当該各磁極部の両側にまたがるよう分割されて、
発生される磁界方向が互いに反対方向になるよう
巻回されると共に、 上記巻線のいずれか他方の巻線が、上記夫々の
磁極部全体にまたがるよう分割されて、発生され
る磁界方向が互いに同方向になるよう巻回され、 かつ上記ロータが上記1対の夫々の磁極部に対
向するように回転可能に支持され、 上記メイン巻線とエキサイタ巻線とに異なる位
相の起電力を発生させるようにした ことを特徴とする発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10543485A JPS61266054A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10543485A JPS61266054A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61266054A JPS61266054A (ja) | 1986-11-25 |
| JPH0564020B2 true JPH0564020B2 (ja) | 1993-09-13 |
Family
ID=14407483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10543485A Granted JPS61266054A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61266054A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4607293B2 (ja) * | 2000-07-17 | 2011-01-05 | 澤藤電機株式会社 | 発電機 |
-
1985
- 1985-05-17 JP JP10543485A patent/JPS61266054A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61266054A (ja) | 1986-11-25 |
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