JPH0739096A - フラット誘導機 - Google Patents
フラット誘導機Info
- Publication number
- JPH0739096A JPH0739096A JP4818693A JP4818693A JPH0739096A JP H0739096 A JPH0739096 A JP H0739096A JP 4818693 A JP4818693 A JP 4818693A JP 4818693 A JP4818693 A JP 4818693A JP H0739096 A JPH0739096 A JP H0739096A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- induction machine
- flat
- shaped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Induction Machinery (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単位重量当たりの高出力化が可能であり、超
薄型化、超小型化を図ることができ、マイクロマシン等
の動力源として適用可能とする。 【構成】 薄膜基板上に巻線方向が逆になるように形成
され、直列または並列接続された少なくとも一対のコイ
ルパターンを電気角に換算した空間角で２π／ｎ（ｎは
２以上の整数）づつ異なる位置に配置した平板状の固定
子と、固定子に対向してその片側または両側に配置され
た平板状回転子とを備えたことを特徴とする。
薄型化、超小型化を図ることができ、マイクロマシン等
の動力源として適用可能とする。 【構成】 薄膜基板上に巻線方向が逆になるように形成
され、直列または並列接続された少なくとも一対のコイ
ルパターンを電気角に換算した空間角で２π／ｎ（ｎは
２以上の整数）づつ異なる位置に配置した平板状の固定
子と、固定子に対向してその片側または両側に配置され
た平板状回転子とを備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフィルム状薄膜基板上に
形成したコイルパターンにより固定子を形成したフラッ
ト誘導機に関するものである。
形成したコイルパターンにより固定子を形成したフラッ
ト誘導機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁極の吸引・反発力を利用した電動機
は、大別して直流機と交流機がある。直流機は、速度制
御が印加電圧の変更により容易に行えるため、精密サー
ボ等に使用される直流他励磁電動機と、強力な始動トル
クを有するため電車用に用いられる直流直巻電動機があ
り、これらのものは原理的には直流機である。直流機は
電機子構造が複雑であるため比較的コストが高く、また
マイクロマシン等の超小型機器の動力源として小型化が
困難である。他方、交流機は位置制御等がオープンルー
プで行える同期機の一種であるステップモータと、構造
が簡単、かつ丈夫で製造コストも安価な誘導電動機が代
表的な機器である。ステップモータは大容量化が困難で
あることから主として制御用に用いられているのに対し
て、誘導電動機はパワーエレクトロニクスの進展に伴い
速度制御も容易に行えることから、従来、直流電動機が
主流を占めていた電車、エレベータ、エスカレータ等も
大部分誘導電動機が取って代わりつつある。事実、初期
の東海道新幹線はすべて直流直巻電動機であったが、最
新鋭の「のぞみ」等はすべて誘導電動機のインバータ制
御である。
は、大別して直流機と交流機がある。直流機は、速度制
御が印加電圧の変更により容易に行えるため、精密サー
ボ等に使用される直流他励磁電動機と、強力な始動トル
クを有するため電車用に用いられる直流直巻電動機があ
り、これらのものは原理的には直流機である。直流機は
電機子構造が複雑であるため比較的コストが高く、また
マイクロマシン等の超小型機器の動力源として小型化が
困難である。他方、交流機は位置制御等がオープンルー
プで行える同期機の一種であるステップモータと、構造
が簡単、かつ丈夫で製造コストも安価な誘導電動機が代
表的な機器である。ステップモータは大容量化が困難で
あることから主として制御用に用いられているのに対し
て、誘導電動機はパワーエレクトロニクスの進展に伴い
速度制御も容易に行えることから、従来、直流電動機が
主流を占めていた電車、エレベータ、エスカレータ等も
大部分誘導電動機が取って代わりつつある。事実、初期
の東海道新幹線はすべて直流直巻電動機であったが、最
新鋭の「のぞみ」等はすべて誘導電動機のインバータ制
御である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の誘導
機においては磁路の磁気抵抗を可能な限り少なくするた
めに、固定子に珪素鋼製の継鉄を使用しており、装置が
大型化するとともに重量が大きくなってしまい、コスト
高になってしまうという問題があった。本発明は上記課
題を解決するためのもので、単位重量当たりの高出力化
が可能であり、超薄型化、超小型化を図ることができ、
マイクロマシン等の動力源として適用可能なフラット誘
導機を提供することを目的とする。
機においては磁路の磁気抵抗を可能な限り少なくするた
めに、固定子に珪素鋼製の継鉄を使用しており、装置が
大型化するとともに重量が大きくなってしまい、コスト
高になってしまうという問題があった。本発明は上記課
題を解決するためのもので、単位重量当たりの高出力化
が可能であり、超薄型化、超小型化を図ることができ、
マイクロマシン等の動力源として適用可能なフラット誘
導機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のフラット誘導機
は、薄膜基板上に巻線方向が逆になるように形成され、
直列または並列接続された少なくとも一対のコイルパタ
ーンを電気角に換算した空間角で２π／ｎ（ｎは２以上
の整数）づつ異なる位置に配置した平板状固定子と、固
定子に対向してその片側または両側に配置された平板状
回転子とを備えたことを特徴とする。また、本発明は、
回転子は塊状または塊状で中抜き、篭形または篭形で中
抜き、篭形斜溝であることを特徴とする。また、本発明
の平板状固定子及び平板状回転子は、平板を環状に曲げ
た筒形またはコーン形であること、篭形、篭形斜溝であ
ることを特徴とする。また、本発明は、薄膜基板上に巻
線方向が逆になるように形成され、直列または並列接続
された少なくとも一対のコイルパターンを電気角に換算
した空間角で２π／ｎ（ｎは２以上の整数）づつ異なる
位置に配置した円盤状固定子と、円盤状固定子を包囲す
るように配置された回転子とを備え、該回転子にタイヤ
を装着したことを特徴とする。また、本発明は、薄膜基
板上に巻線方向が逆になるように形成され、直列または
並列接続された少なくとも一対のコイルパターンを電気
角に換算した空間角で２π／ｎ（ｎは２以上の整数）づ
つ縦方向にづらせて配置した車体に固定された１次コイ
ルと、１次コイルに対向配置された線路側２次コイルと
からなり、１次コイルにより移動磁界を発生させ、線路
側２次コイルと磁束を鎖交させて車体を推進することを
特徴とする。
は、薄膜基板上に巻線方向が逆になるように形成され、
直列または並列接続された少なくとも一対のコイルパタ
ーンを電気角に換算した空間角で２π／ｎ（ｎは２以上
の整数）づつ異なる位置に配置した平板状固定子と、固
定子に対向してその片側または両側に配置された平板状
回転子とを備えたことを特徴とする。また、本発明は、
回転子は塊状または塊状で中抜き、篭形または篭形で中
抜き、篭形斜溝であることを特徴とする。また、本発明
の平板状固定子及び平板状回転子は、平板を環状に曲げ
た筒形またはコーン形であること、篭形、篭形斜溝であ
ることを特徴とする。また、本発明は、薄膜基板上に巻
線方向が逆になるように形成され、直列または並列接続
された少なくとも一対のコイルパターンを電気角に換算
した空間角で２π／ｎ（ｎは２以上の整数）づつ異なる
位置に配置した円盤状固定子と、円盤状固定子を包囲す
るように配置された回転子とを備え、該回転子にタイヤ
を装着したことを特徴とする。また、本発明は、薄膜基
板上に巻線方向が逆になるように形成され、直列または
並列接続された少なくとも一対のコイルパターンを電気
角に換算した空間角で２π／ｎ（ｎは２以上の整数）づ
つ縦方向にづらせて配置した車体に固定された１次コイ
ルと、１次コイルに対向配置された線路側２次コイルと
からなり、１次コイルにより移動磁界を発生させ、線路
側２次コイルと磁束を鎖交させて車体を推進することを
特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明はフィルム型基板上にコイルパターンを
形成して固定子巻線、回転子巻線を形成し、回転子巻線
を固定子巻線の両面側に配置する。固定子巻線、回転子
巻線ともフラット形状であるので、固定子と回転子の対
向面積を大きくして磁路の断面積を大きくし、また、固
定子と回転子間のギャップを小さくして磁路長を短くす
ることができるので、継鉄を使用しなくても磁気抵抗を
小さくすることができ、超薄型化、超小型化を図り、単
位重量当たりの高出力化を図ることが可能となる。した
がって、将来のマイクロマシンの動力源として極めて有
望な誘導機を実現することができる。
形成して固定子巻線、回転子巻線を形成し、回転子巻線
を固定子巻線の両面側に配置する。固定子巻線、回転子
巻線ともフラット形状であるので、固定子と回転子の対
向面積を大きくして磁路の断面積を大きくし、また、固
定子と回転子間のギャップを小さくして磁路長を短くす
ることができるので、継鉄を使用しなくても磁気抵抗を
小さくすることができ、超薄型化、超小型化を図り、単
位重量当たりの高出力化を図ることが可能となる。した
がって、将来のマイクロマシンの動力源として極めて有
望な誘導機を実現することができる。
【０００６】
【実施例】本発明は単相から多相交流の誘導機のすべて
に適用可能であるが、以下三相交流を具体例として取り
上げ、図面をを参照して本発明の実施例を説明する。図
１は本発明のフラット誘導機に使用する固定子を説明す
る図である。図中、１０は固定子、１１，１２はコイ
ル、１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２ｂは端子、１３は接
続線である。
に適用可能であるが、以下三相交流を具体例として取り
上げ、図面をを参照して本発明の実施例を説明する。図
１は本発明のフラット誘導機に使用する固定子を説明す
る図である。図中、１０は固定子、１１，１２はコイ
ル、１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２ｂは端子、１３は接
続線である。
【０００７】図１（ａ）は固定子１相当りのコイルを示
しており、印刷技術やリソグラフ等の微細加工技術を用
いてフラットな絶縁基板上に形成され、超小型化、超薄
型化が可能なものである。固定子１０は一対のコイル１
１，１２からなっており、コイル１１は端子１１ａ，１
１ｂを巻き始めとして反時計方向に巻かれた並列接続さ
れた２本の線からなり、コイル１２は端子１２ａ，１２
ｂを巻き終わりとして時計方向に巻かれた並列接続され
た２本の線からなり、これらは接続線１３で直列接続さ
れている。コイル１１と１２の巻回方向が逆であるの
で、固定子に通電したとき、図１（ｂ）に示すように一
方のコイルがＮ極、他方のコイルがＳ極を形成する。そ
こで、図１（ａ）に示す固定子を、円板上に電気角に換
算して空間角で２／３πづつずらせて配置し、通電する
ことにより回転磁界を形成することができる。
しており、印刷技術やリソグラフ等の微細加工技術を用
いてフラットな絶縁基板上に形成され、超小型化、超薄
型化が可能なものである。固定子１０は一対のコイル１
１，１２からなっており、コイル１１は端子１１ａ，１
１ｂを巻き始めとして反時計方向に巻かれた並列接続さ
れた２本の線からなり、コイル１２は端子１２ａ，１２
ｂを巻き終わりとして時計方向に巻かれた並列接続され
た２本の線からなり、これらは接続線１３で直列接続さ
れている。コイル１１と１２の巻回方向が逆であるの
で、固定子に通電したとき、図１（ｂ）に示すように一
方のコイルがＮ極、他方のコイルがＳ極を形成する。そ
こで、図１（ａ）に示す固定子を、円板上に電気角に換
算して空間角で２／３πづつずらせて配置し、通電する
ことにより回転磁界を形成することができる。
【０００８】この固定子は、継鉄を使用しないため、固
定子の両側に発生する磁界を利用することができ、フラ
ットな円板状固定子の両面に同方向に回転する回転磁界
が発生する。両面の回転磁界を利用するため、回転子は
固定子をサンドウイッチ状に挟むように配置し、従来の
固定子の継鉄を回転子に置き換えた形式となっている。
例えば、図２に示すように、固定子１０の両側に磁性体
又は非磁性体金属からなる回転子２１、２２を軸２０に
取りつけて配置すれば、回転子２１、２２を回転駆動す
ることができる。この誘導機は固定子に鉄心がないため
固定子鉄損が生ぜず、また回転子における鉄損は全て出
力トルクに還元される。即ち、ヒステリシス損はヒステ
リシスモータとしてのトルク、渦電流損は誘導電動機と
してのトルクとして作用するからである。また、固定
子、回転子とも継鉄が存在しないため重量の軽減が可能
のみならず鉄損が存在しないために高周波動作が可能で
あり、従来の誘導機と比較して単位重量当たりの出力増
加も可能である。また、前述したように、固定子はフラ
ット形状であるので、固定子と回転子の対向面積を大き
くして磁路の断面積を大きくするとともに、固定子と回
転子間のギャップを小さくして磁路長を短くすることが
できるので、継鉄を使用しなくても磁気抵抗を小さくし
て磁界強度を大きくとることができ、十分な回転駆動力
を得ることが可能である。
定子の両側に発生する磁界を利用することができ、フラ
ットな円板状固定子の両面に同方向に回転する回転磁界
が発生する。両面の回転磁界を利用するため、回転子は
固定子をサンドウイッチ状に挟むように配置し、従来の
固定子の継鉄を回転子に置き換えた形式となっている。
例えば、図２に示すように、固定子１０の両側に磁性体
又は非磁性体金属からなる回転子２１、２２を軸２０に
取りつけて配置すれば、回転子２１、２２を回転駆動す
ることができる。この誘導機は固定子に鉄心がないため
固定子鉄損が生ぜず、また回転子における鉄損は全て出
力トルクに還元される。即ち、ヒステリシス損はヒステ
リシスモータとしてのトルク、渦電流損は誘導電動機と
してのトルクとして作用するからである。また、固定
子、回転子とも継鉄が存在しないため重量の軽減が可能
のみならず鉄損が存在しないために高周波動作が可能で
あり、従来の誘導機と比較して単位重量当たりの出力増
加も可能である。また、前述したように、固定子はフラ
ット形状であるので、固定子と回転子の対向面積を大き
くして磁路の断面積を大きくするとともに、固定子と回
転子間のギャップを小さくして磁路長を短くすることが
できるので、継鉄を使用しなくても磁気抵抗を小さくし
て磁界強度を大きくとることができ、十分な回転駆動力
を得ることが可能である。
【０００９】次に、本発明の誘導機により得られる出力
トルクについて説明する。対称座標法により、正相分に
対する回路方程式は、 と書ける。ここに、Ｅは固定子相電圧、Ｉ1 は固定子電
流、Ｉ2 は回転子電流、Ｒ1 は固定子の抵抗、Ｒ2 は回
転子の抵抗、Ｘ1 は固定子リアクタンス、Ｘ2は回転子
リアクタンス、ｓはすべり、ｊは（−１）1/2 である。
また、（１）式におけるすべりｓは、 ｓ＝（ω─ωm ）／ω， ……（２） で定義される。ここに、ωは励磁電流の周波数、ωm は
機械的角速度である。
トルクについて説明する。対称座標法により、正相分に
対する回路方程式は、 と書ける。ここに、Ｅは固定子相電圧、Ｉ1 は固定子電
流、Ｉ2 は回転子電流、Ｒ1 は固定子の抵抗、Ｒ2 は回
転子の抵抗、Ｘ1 は固定子リアクタンス、Ｘ2は回転子
リアクタンス、ｓはすべり、ｊは（−１）1/2 である。
また、（１）式におけるすべりｓは、 ｓ＝（ω─ωm ）／ω， ……（２） で定義される。ここに、ωは励磁電流の周波数、ωm は
機械的角速度である。
【００１０】変換マトリックスＡを次のように定義す
る。 （１）式は次式のように変換される。 あるいは、第２列に１／ａ2 を乗ずることにより、 ここで、ａ＝Ｒ1/2 とすると、（４）式は、 となる。ここで、無負荷の条件、すなわち（５）式にお
いて、ｓ≒０、Ｉ2 ´≒０とおくと、抵抗Ｒ1 、リアク
タンスＸ1 は、 Ｒ1 ＝Ｐ0 ／３Ｉ1 2 Ｘ1 ＝｛（Ｅ／Ｉ1 ）2 −Ｒ1 2 ｝1/2 ……（６） ここにＰ0 は無負荷時における全入力である。ロック条
件、すなわち（５）式においてｓ＝１とおくと、次の関
係が得られる。
る。 （１）式は次式のように変換される。 あるいは、第２列に１／ａ2 を乗ずることにより、 ここで、ａ＝Ｒ1/2 とすると、（４）式は、 となる。ここで、無負荷の条件、すなわち（５）式にお
いて、ｓ≒０、Ｉ2 ´≒０とおくと、抵抗Ｒ1 、リアク
タンスＸ1 は、 Ｒ1 ＝Ｐ0 ／３Ｉ1 2 Ｘ1 ＝｛（Ｅ／Ｉ1 ）2 −Ｒ1 2 ｝1/2 ……（６） ここにＰ0 は無負荷時における全入力である。ロック条
件、すなわち（５）式においてｓ＝１とおくと、次の関
係が得られる。
【００１１】 α1 ＝Ｐ1 ／（３Ｉ1 2 ）−Ｒ1 ＝｛Ｘm 2 ／Ｒ2 ｝／｛１＋（Ｘ2 ／Ｒ2 ）2 ｝ α2 ＝Ｘ1 −｛（Ｅ／Ｉ1 ）2 −（α1 ＋Ｒ1 ）｝1/2 ＝｛Ｘm 2 ・Ｘ2 ／Ｒ2 2 ｝／｛１＋（Ｘ2 ／Ｒ2 ）2 ｝ ……（７） ここに、Ｐ1 はロック条件における全入力エネルギであ
る。（７）式により、（５）式の他のパラメータは次式
によって得られる。
る。（７）式により、（５）式の他のパラメータは次式
によって得られる。
【００１２】 Ｘ2 ／Ｒ2 ＝α2 ／α1 Ｘm ／Ｒ2 1/2 ＝［α1 ｛１＋（α2 ／α1 ）2 ｝］1/2 ……（８） これらのパラメータを用いて、機械的出力Ｐm 、トルク
Ｔm とすると、 Ｐm ＝３｛（１−ｓ）／ｓ｝Ｉ2s´2 ［Ｗ］ Ｔm ＝３｛（ｐ／ｓω）｝Ｉ2s´2 ［Ｎ−ｍ］ ……（９） ここに、ｐは磁極対数、Ｉ2s´はすべりｓのときの回転
子電流である。
Ｔm とすると、 Ｐm ＝３｛（１−ｓ）／ｓ｝Ｉ2s´2 ［Ｗ］ Ｔm ＝３｛（ｐ／ｓω）｝Ｉ2s´2 ［Ｎ−ｍ］ ……（９） ここに、ｐは磁極対数、Ｉ2s´はすべりｓのときの回転
子電流である。
【００１３】図３はあるすべりｓにおける全入力エネル
ギおよび固定子電流を測定して得られたトルク対回転速
度の実験値と計算値とを示すものである。図３から分か
るように、（９）式によって得られた計算値とほぼ符合
する実験値が得られることが分かる。
ギおよび固定子電流を測定して得られたトルク対回転速
度の実験値と計算値とを示すものである。図３から分か
るように、（９）式によって得られた計算値とほぼ符合
する実験値が得られることが分かる。
【００１４】図４は本発明で使用する回転子の例を示す
図である。前述したように、本発明で使用する回転子の
材質は磁性体でも非磁性体金属のどちらでもよく、図４
（ａ）に示すものは、回転子３０がフラットな塊状円板
であり、前述した固定子と対向配置することにより、固
定子で発生した回転磁界により回転トルクが発生する。
図４（ｂ）は図４（ａ）の塊状円板の中心部分を中抜き
して孔３１ａを形成した回転子３１を示しており、中心
部分の磁束は回転トルクに対する寄与が小さく、中抜き
することにより鎖交磁束を円板の周辺部分に集めて回転
トルクを大きくすることができる。
図である。前述したように、本発明で使用する回転子の
材質は磁性体でも非磁性体金属のどちらでもよく、図４
（ａ）に示すものは、回転子３０がフラットな塊状円板
であり、前述した固定子と対向配置することにより、固
定子で発生した回転磁界により回転トルクが発生する。
図４（ｂ）は図４（ａ）の塊状円板の中心部分を中抜き
して孔３１ａを形成した回転子３１を示しており、中心
部分の磁束は回転トルクに対する寄与が小さく、中抜き
することにより鎖交磁束を円板の周辺部分に集めて回転
トルクを大きくすることができる。
【００１５】図４（ｃ）はフラットな円板に放射状にス
リット３２ａを形成した篭形回転子３２を示しており、
スリット３２により渦電流の経路を制御してインピーダ
ンスを適宜変更し、所望のトルクが得られるものであ
る。図４（ｄ）は放射状にスリット３３ａを形成すると
ともに、さらに中心部を中抜きして孔３３ｂを形成した
回転子３３を示しており、図４（ｂ）と同様に回転トル
クへの寄与が小さい中心部をくり抜いて回転トルクの増
大を図っている。図４（ｅ）は篭形回転子のスリットを
斜溝としたもの、図４（ｆ）は図４（ｅ）のものをさら
に中抜きしたものであり、スリットを斜溝とすることに
より回転磁界の変化を滑らかにして空間高調波の影響を
削減し、滑らかな回転を得ることができる。
リット３２ａを形成した篭形回転子３２を示しており、
スリット３２により渦電流の経路を制御してインピーダ
ンスを適宜変更し、所望のトルクが得られるものであ
る。図４（ｄ）は放射状にスリット３３ａを形成すると
ともに、さらに中心部を中抜きして孔３３ｂを形成した
回転子３３を示しており、図４（ｂ）と同様に回転トル
クへの寄与が小さい中心部をくり抜いて回転トルクの増
大を図っている。図４（ｅ）は篭形回転子のスリットを
斜溝としたもの、図４（ｆ）は図４（ｅ）のものをさら
に中抜きしたものであり、スリットを斜溝とすることに
より回転磁界の変化を滑らかにして空間高調波の影響を
削減し、滑らかな回転を得ることができる。
【００１６】このように、回転子は単純なコイン状の円
盤（いわゆるＳｏｌｉｄ Ｒｏｔｏｒ）でもよく、回転
子の電流経路と電気抵抗を制御するために円盤の中心か
ら放射状にスリットを設けた形式（いわゆる篭型回転
子）でもよく、回転子の構造は極めて単純であり、容易
に超小型化が可能である。また、スリットを円盤の中心
から放射状に設けた回転子は、固定子と同様に印刷技術
やリソグラフ等の微細加工技術を用いて容易に超小型化
が可能である。また、回転子は必ずしも固定子全体を覆
う必要がなく、中心部が中空化した固定子コイルに対し
ては回転子も固定子コイル部分のみを覆う中空化した形
式でよい。このため、回転子の中空化した部分にファン
等を取り付ければ、極めて薄型の換気扇等が実現でき
る。また、高出力化の一方法として２個の固定子コイル
に３個の回転子を交互に挟む形式も可能である。
盤（いわゆるＳｏｌｉｄ Ｒｏｔｏｒ）でもよく、回転
子の電流経路と電気抵抗を制御するために円盤の中心か
ら放射状にスリットを設けた形式（いわゆる篭型回転
子）でもよく、回転子の構造は極めて単純であり、容易
に超小型化が可能である。また、スリットを円盤の中心
から放射状に設けた回転子は、固定子と同様に印刷技術
やリソグラフ等の微細加工技術を用いて容易に超小型化
が可能である。また、回転子は必ずしも固定子全体を覆
う必要がなく、中心部が中空化した固定子コイルに対し
ては回転子も固定子コイル部分のみを覆う中空化した形
式でよい。このため、回転子の中空化した部分にファン
等を取り付ければ、極めて薄型の換気扇等が実現でき
る。また、高出力化の一方法として２個の固定子コイル
に３個の回転子を交互に挟む形式も可能である。
【００１７】図５に示すように多相リニヤモータと同様
の原理で移動磁界を発生するＵ、Ｖ、Ｗ相のコイルに三
相交流を通電し移動磁界を発生させ、水銀や液体ナトリ
ウムさらに海水等の電気伝導性を持つ液体に直接浸す
と、電気伝導性を有する流体が流動する。従って、従来
の電磁ポンプのように外部に磁性体で構成する磁路が必
要なく、銅損によるコイルの発熱も流体によって冷却さ
れる。また、励磁コイルと流体間に空隙がないために漏
れ磁束と励磁電流は極めて少なく、鉄損がないために高
効率の電磁ポンプの実現が可能となる。
の原理で移動磁界を発生するＵ、Ｖ、Ｗ相のコイルに三
相交流を通電し移動磁界を発生させ、水銀や液体ナトリ
ウムさらに海水等の電気伝導性を持つ液体に直接浸す
と、電気伝導性を有する流体が流動する。従って、従来
の電磁ポンプのように外部に磁性体で構成する磁路が必
要なく、銅損によるコイルの発熱も流体によって冷却さ
れる。また、励磁コイルと流体間に空隙がないために漏
れ磁束と励磁電流は極めて少なく、鉄損がないために高
効率の電磁ポンプの実現が可能となる。
【００１８】図６はこのような電磁ポンプの一例を示
し、管４０内の導電性を持つ流体中に図５で示した移動
磁界発生コイル４１を設け、三相交流を通電して移動磁
界を生成すると、導電性流体は矢印４２で示す方向に流
動し、電磁ポンプとして動作させることができる。
し、管４０内の導電性を持つ流体中に図５で示した移動
磁界発生コイル４１を設け、三相交流を通電して移動磁
界を生成すると、導電性流体は矢印４２で示す方向に流
動し、電磁ポンプとして動作させることができる。
【００１９】図７は電磁ポンプを用いた電磁誘導船の例
を示し、船体５０の海水に接する部分に図５のコイルを
取付け、コイルに三相交流を通電することにより移動磁
界５２を発生し、海水中に生ずる渦電流とコイルの発生
する磁界の相互作用により、船体をコイルの発生する移
動磁界の方向と逆方向（矢印５３の方向）に推進するこ
とができる。
を示し、船体５０の海水に接する部分に図５のコイルを
取付け、コイルに三相交流を通電することにより移動磁
界５２を発生し、海水中に生ずる渦電流とコイルの発生
する磁界の相互作用により、船体をコイルの発生する移
動磁界の方向と逆方向（矢印５３の方向）に推進するこ
とができる。
【００２０】図８は電気自動車用電動機に適用した例を
示し、軸６２に円盤状のコイルを配置した固定子６０を
形成し、固定子の周囲に回転子となる導体円盤を設置す
ればアウトロータ型の誘導電動機が実現でき、この回転
子を自動車のホイールとしてタイヤを装着すれば４輪駆
動電気自動車用の電動機として使用することが可能であ
る。
示し、軸６２に円盤状のコイルを配置した固定子６０を
形成し、固定子の周囲に回転子となる導体円盤を設置す
ればアウトロータ型の誘導電動機が実現でき、この回転
子を自動車のホイールとしてタイヤを装着すれば４輪駆
動電気自動車用の電動機として使用することが可能であ
る。
【００２１】また、図９に示すように、図５のコイルを
縦に一次コイル７１として複数個並べ、これを二次コイ
ルとしての線路７２に対向させることによってリニアモ
ータカーを実現できる。図９の構成では、一次コイル７
１の作る磁界が横方向であるため車内に磁界侵入がな
く、磁気誘導障害を逓減化することができる。
縦に一次コイル７１として複数個並べ、これを二次コイ
ルとしての線路７２に対向させることによってリニアモ
ータカーを実現できる。図９の構成では、一次コイル７
１の作る磁界が横方向であるため車内に磁界侵入がな
く、磁気誘導障害を逓減化することができる。
【００２２】なお、上記実施例では固定子、回転とも平
板形なものとして説明したが、本発明のフラット誘導機
では必ずしも平板である必要はない。例えば、図１０に
示すように、平板形の固定子を環状に曲げて筒形固定子
８０とし、同様に筒形に形成した内側回転子８１、外側
回転子８２の間に間挿させるようにする。なお、回転子
８１、８２は別体、または一体構成どちらでもよい。
板形なものとして説明したが、本発明のフラット誘導機
では必ずしも平板である必要はない。例えば、図１０に
示すように、平板形の固定子を環状に曲げて筒形固定子
８０とし、同様に筒形に形成した内側回転子８１、外側
回転子８２の間に間挿させるようにする。なお、回転子
８１、８２は別体、または一体構成どちらでもよい。
【００２３】また、図１１に示すように、固定子９０、
内側回転子９１、外側９２をコーン型として形成するよ
うにしてもよい。筒形、コーン型いずれの回転子の場合
も、図４の場合と同様にインピーダンス制御、空間高調
波の影響の逓減化のためにスリットを形成するようにし
てもよい。
内側回転子９１、外側９２をコーン型として形成するよ
うにしてもよい。筒形、コーン型いずれの回転子の場合
も、図４の場合と同様にインピーダンス制御、空間高調
波の影響の逓減化のためにスリットを形成するようにし
てもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、固定子、
回転子ともに磁束を通す継鉄部分がなく、軽量化が可能
であり、継鉄を使用しないため、固定子の両側に発生す
る磁界を利用することができ、固定子に鉄心がないため
固定子鉄損が生ぜず、また回転子における鉄損は全て出
力トルクに還元される。また、固定子、回転子とも継鉄
が存在しないため鉄損がなく、高周波動作が可能であ
り、従来の誘導機と比較して単位重量当たりの出力の増
加も可能である。また、固定子はフラット形状であるの
で、固定子と回転子の対向面積を大きくして磁路の断面
積を大きくするとともに、固定子と回転子間のギャップ
を小さくして磁路長を短くすることができるので、継鉄
を使用しなくても磁気抵抗を小さくして磁界強度を大き
くとることができ、十分な回転駆動力を得ることが可能
である。
回転子ともに磁束を通す継鉄部分がなく、軽量化が可能
であり、継鉄を使用しないため、固定子の両側に発生す
る磁界を利用することができ、固定子に鉄心がないため
固定子鉄損が生ぜず、また回転子における鉄損は全て出
力トルクに還元される。また、固定子、回転子とも継鉄
が存在しないため鉄損がなく、高周波動作が可能であ
り、従来の誘導機と比較して単位重量当たりの出力の増
加も可能である。また、固定子はフラット形状であるの
で、固定子と回転子の対向面積を大きくして磁路の断面
積を大きくするとともに、固定子と回転子間のギャップ
を小さくして磁路長を短くすることができるので、継鉄
を使用しなくても磁気抵抗を小さくして磁界強度を大き
くとることができ、十分な回転駆動力を得ることが可能
である。
【図１】 本発明のフラット誘導機の固定子を説明する
図である。
図である。
【図２】 フラット誘導機を説明する図である。
【図３】 フラット誘導機のトルクを説明する図であ
る。
る。
【図４】 フラット誘導機に使用るす回転子を説明する
図である。
図である。
【図５】 移動磁界発生コイルを説明する図である。
【図６】 電磁ポンプを説明する図である。
【図７】 電磁誘導船を説明する図である。
【図８】 電気自動車用電動機を説明する図である。
【図９】 リニアモータカーの例を説明する図である。
【図１０】 筒形誘導機を説明する図である。
【図１１】 コーン型誘導機を説明する図である。
１０…固定子、１１，１２…コイル、１１ａ，１１ｂ、
１２ａ，１２ｂ…端子、１３…接続線、２０…軸、２
１，２２…回転子、３０，３１，３２，３３，３４，３
５…回転子、３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａ…スリッ
ト。
１２ａ，１２ｂ…端子、１３…接続線、２０…軸、２
１，２２…回転子、３０，３１，３２，３３，３４，３
５…回転子、３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａ…スリッ
ト。
Claims (9)
- 【請求項１】 薄膜基板上に巻線方向が逆になるように
形成され、直列または並列接続された少なくとも一対の
コイルパターンを電気角に換算した空間角で２π／ｎ
（ｎは２以上の整数）づつ異なる位置に配置した平板状
固定子と、固定子に対向してその片側または両側に配置
された平板状回転子とを備えたフラット誘導機。 - 【請求項２】 請求項１記載のフラット誘導機におい
て、回転子は塊状または塊状で中抜きされていることを
特徴とするフラット誘導機。 - 【請求項３】 請求項１記載のフラット誘導機におい
て、回転子は放射状にスリットが形成された篭形または
篭形で中抜きされていることを特徴とするフラット誘導
機。 - 【請求項４】 請求項３記載のフラット誘導機におい
て、篭形回転子のスリットは斜溝からなることを特徴と
するフラット誘導機。 - 【請求項５】 請求項１記載のフラット誘導機におい
て、平板状固定子及び平板状回転子は、平板を環状に曲
げた筒形またはコーン形であることを特徴とするフラッ
ト誘導機。 - 【請求項６】 請求項５記載のフラット誘導機におい
て、回転子はスリットが形成された篭形であることを特
徴とするフラット誘導機。 - 【請求項７】 請求項６記載のフラット誘導機におい
て、篭形回転子のスリットは斜溝からなることを特徴と
するフラット誘導機。 - 【請求項８】 薄膜基板上に巻線方向が逆になるように
形成され、直列または並列接続された少なくとも一対の
コイルパターンを電気角に換算した空間角で２π／ｎ
（ｎは２以上の整数）づつ異なる位置に配置した円盤状
固定子と、円盤状固定子を包囲するように配置された回
転子とを備え、該回転子にタイヤを装着したことを特徴
とするフラット誘導機。 - 【請求項９】 薄膜基板上に巻線方向が逆になるように
形成され、直列または並列接続された少なくとも一対の
コイルパターンを電気角に換算した空間角で２π／ｎ
（ｎは２以上の整数）づつ縦方向にづらせて配置した車
体に固定された１次コイルと、１次コイルに対向配置さ
れた線路側２次コイルとからなり、１次コイルにより移
動磁界を発生させ、線路側２次コイルと磁束を鎖交させ
て車体を推進することを特徴とするフラット誘導機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4818693A JPH0739096A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | フラット誘導機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4818693A JPH0739096A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | フラット誘導機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739096A true JPH0739096A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=12796360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4818693A Pending JPH0739096A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | フラット誘導機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739096A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5594564A (en) * | 1978-10-18 | 1980-07-18 | Card O Matic Pty Ltd | Punch winding machine* axial induction motor and axial induction electric machine |
| JPS6169358A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-09 | Nissan Motor Co Ltd | 誘導電動機 |
| JPH03178832A (ja) * | 1989-12-06 | 1991-08-02 | Shikoku Sogo Kenkyusho:Kk | 電気自動車 |
| JPH04169489A (ja) * | 1990-11-01 | 1992-06-17 | Taisei Corp | 搬送籠の水平引込み、鉛直保持構造 |
-
1993
- 1993-03-09 JP JP4818693A patent/JPH0739096A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5594564A (en) * | 1978-10-18 | 1980-07-18 | Card O Matic Pty Ltd | Punch winding machine* axial induction motor and axial induction electric machine |
| JPS6169358A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-09 | Nissan Motor Co Ltd | 誘導電動機 |
| JPH03178832A (ja) * | 1989-12-06 | 1991-08-02 | Shikoku Sogo Kenkyusho:Kk | 電気自動車 |
| JPH04169489A (ja) * | 1990-11-01 | 1992-06-17 | Taisei Corp | 搬送籠の水平引込み、鉛直保持構造 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100730762B1 (ko) | 인덕턴스가 낮은 전기 기계 | |
| US6177746B1 (en) | Low inductance electrical machine | |
| US20210066984A1 (en) | Torque tunnel halbach array electric machine | |
| EP2523311B1 (en) | Axial gap type brushless motor | |
| US12095394B2 (en) | Induction machines without permanent magnets | |
| JP5102468B2 (ja) | クローティース型回転電機 | |
| KR20010076182A (ko) | 고속회전용 농형 유도 전동기 | |
| JP2003032978A (ja) | 回転電機 | |
| EP3180843B1 (en) | Washing machine | |
| RU2337458C1 (ru) | Торцевая магнитоэлектрическая машина (варианты) | |
| EP1221758B1 (en) | Actuator capable of revolving | |
| JPS61180019A (ja) | 磁気軸受 | |
| CN114301197B (zh) | 一种电机定子、驱动电机和电动汽车 | |
| JP3117164B2 (ja) | 永久磁石回転電機とその制御方法及び制御装置並びにそれを使用した電気自動車 | |
| JPS61262046A (ja) | 電気機械で騒音を減少させる方法 | |
| JP3253980B2 (ja) | 多重構造型モータ | |
| JPH0775302A (ja) | 環状コイル方式の３相クロ−ポ−ル式永久磁石型回転電機 | |
| EP2894772A1 (en) | Electromechanical converter | |
| JP2001352721A (ja) | 誘導電動機の固定子とその組立方法 | |
| JPH0260494A (ja) | リラクタンス型２相電動機 | |
| CN2777836Y (zh) | 永磁直流无换向电动机 | |
| JP2005348590A (ja) | 永久磁石同期モータの駆動制御装置および永久磁石同期モータの駆動制御方法 | |
| CN223527855U (zh) | 一种轴向磁通电机定子组件及轴向磁通电机 | |
| CN115622305B (zh) | 一种具有定速调频功能的发电机 | |
| US6707212B2 (en) | Electrical machine |